JP2010504733A - Hybrid power generation and energy storage system - Google Patents

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Abstract

【課題】
【解決手段】エネルギ効率を高め、温室効果ガスの排出を最小にする一体型でハイブリッドエネルギ供給器及び蓄積装置のシステム、特に途切れて不連続の方法でエネルギを用いるプラグインハイブリッド乗物のようなシステムが提供される。システムは、電力を生成し、好ましくは局所的に発生した電力を、動的方法で多数配列されたエネルギ蓄積装置に分配する自動化手段を提供する。動的アルゴリズムを用いるとき、システムはしばしば対立するエネルギ蓄積装置の要求とエネルギ蓄積装置間の動的切り換えに関するリアルタイムの負荷需要の複雑な需要を満たして、エネルギ効率の集約及び各エネルギ蓄積装置の個々の所有者の需要の両方に有利な性能及び効率を向上させるのが好ましい。
【選択図】図1
【Task】
An integrated, hybrid energy supply and storage system that increases energy efficiency and minimizes greenhouse gas emissions, particularly systems such as plug-in hybrid vehicles that use energy in a discontinuous and discontinuous manner. Is provided. The system provides an automated means for generating power, preferably distributing locally generated power to multiple energy storage devices arranged in a dynamic manner. When using dynamic algorithms, systems often meet the complex demands of conflicting energy storage devices and real-time load demands related to dynamic switching between energy storage devices to aggregate energy efficiency and individualize each energy storage device. It would be desirable to improve performance and efficiency that is beneficial to both owners' demands.
[Selection] Figure 1

Description

発明の分野
本発明は、熱駆動される発電器、エネルギ蓄積装置、燃焼発電器とから構成されるハイブリッド発電器に関し、特にプラグインハイブリッド輸送装置に結合した分散型エネルギシステムに関するものである。
The present invention relates to a hybrid generator comprised of a thermally driven generator, an energy storage device, and a combustion generator, and more particularly to a distributed energy system coupled to a plug-in hybrid transport device.

発明の背景
種々の実施例が発電についての作動モードに関係しており、個々及び/又はエネルギ蓄積装置群のリアルタイムな需要と予測される需要の両方を充たすことにより、エネルギ効率を最適にし且つ発電工程に関連する排出を最小にする。エネルギ蓄積は、電気、圧縮空気、流動及び/又は熱流動等を含む一次エネルギの形式、及び一次エネルギの形式の生成から生じる熱エネルギの両方である。ハイブリッドプラグイン「plug'n」乗物、特に船隊乗物に特有の不連続(discreet)且つ繋がりの無いパワー需要を充たすことができるには、特に需要のピーク及びエネルギ効率の総計に関して、エネルギ供給器に可成りの要求をする。
BACKGROUND OF THE INVENTION Various embodiments relate to modes of operation for power generation, optimizing energy efficiency and generating power by meeting both real-time and predicted demand of individual and / or energy storage devices. Minimize process-related emissions. Energy storage is both primary energy types including electricity, compressed air, flow and / or heat flow, etc., and thermal energy resulting from the generation of primary energy types. In order to be able to meet the discreet and unconnected power demand typical of hybrid plug-in “plug'n” vehicles, especially fleet vehicles, the energy supplier is particularly concerned with respect to peak demand and aggregate energy efficiency. Make quite a request.

2006年3月14日に発行され、発明者がハフナー他で、発明の名称が「ハイブリッド乗物に於いてエネルギ消費を最小にするシステム及び方法」である米国特許第7,013,205号は、1つのプラグインハイブリッド乗物の作動コストを減じるだけの手段を開示している。しかし、内蔵された発電手段によって電力が供給されるにしても、外部のプラグイン電力供給器によって電力が供給されるにしても、発電中のエネルギ効率又は排出の生成を明らかにしていない。第7,013,205号特許は、副産物である排熱が同時に格納され又は用いられるように、内蔵の発電源又は外部源からのパワー供給が変化することを明らかにしていない。   U.S. Pat. No. 7,013,205 issued March 14, 2006 and invented by Hafner et al. And entitled “System and Method for Minimizing Energy Consumption in Hybrid Vehicles” Means are disclosed that only reduce the operating costs of the hybrid vehicle. However, whether power is supplied by built-in power generation means or power is supplied by an external plug-in power supply, it does not reveal energy efficiency or generation of emissions during power generation. The 7,013,205 patent does not reveal that the built-in power source or power supply from an external source changes so that the by-product exhaust heat is stored or used simultaneously.

発電の費用及びこのようにプラグインハイブリッド乗物への変動価格(dynamic pricing)を適用する機会の両方について、副産物である排熱(大部分の分散型の発電システムは、副産物である排熱の形式で総燃料量の60%以上を有し、最良に集約された発電システムは尚、副産物である排熱の形式で総燃料量の35%以上を有している)を考えることは有益なことである。   By-product waste heat, both for the cost of power generation and thus the opportunity to apply dynamic pricing to plug-in hybrid vehicles (most distributed power generation systems It is useful to consider that the best integrated power generation system still has over 35% of total fuel in the form of waste heat, which is a by-product) It is.

「ワイヤレス」の語は、通信を確立するワイヤ以外の方策に言及する。これは、赤外線、無線周波数、セルラー、レーダー、電力線キャリアを含むが、これらに限定されない。   The term “wireless” refers to a strategy other than wire establishing communication. This includes, but is not limited to, infrared, radio frequency, cellular, radar, and power line carriers.

「ワイヤード」の語は、通信を確立する物理的に電気的又は光学的な接続性に言及する。これは、シリアル接続、パラレル接続、USB、ファイアワイヤ(Firewire)、イーサネット(登録商標)、光ファイバ、及びRS−485ポート接続を含むが、これらに限定されない。   The term “wired” refers to physical electrical or optical connectivity that establishes communication. This includes, but is not limited to, serial connections, parallel connections, USB, Firewire, Ethernet, optical fiber, and RS-485 port connections.

「アルゴリズム」の語は、決められた方法で、状態の変更を決定するのに用いられる演算、公式、及びパラメータ値に言及する。   The term “algorithm” refers to operations, formulas, and parameter values that are used to determine state changes in a determined manner.

「輸送装置」及び「乗物」の語は、どちらを用いても良く、両方とも固定的でないという不可欠な性質(capability)を有する移動可能な装置の意味を有する。   The terms “transport device” and “vehicle” have the meaning of a movable device that has the essential capability that either may be used and both are not fixed.

「HyGaSS」の語は、ハイブリッドエネルギ生成及び蓄積システム(Hybrid energyGeneration and Storage System)の頭文字である。   The term “HyGaSS” is an acronym for Hybrid Energy Generation and Storage System.

「家庭」及び「住居」の語は、どちらを用いても良く、両方とも人が生活する場所の意味を有する。例えば、本質的にコンドミニアム、アパート、家、町家又は近所又は共同体として、個々の家庭の集合体であり得る。   The terms “home” and “house” may be used, and both have the meaning of a place where people live. For example, it may be a collection of individual households, essentially as a condominium, apartment, house, townhouse or neighborhood or community.

「プラグインハイブリッド」及び「plug'n ハイブリッド」の語は、どちらを用いても良く、両方とも外部源からの、又は内部で生成される有用なエネルギを直接に得ることができる装置の意味を有する。そのような一例は、電力系統及びDC生成器を駆動する内蔵型の燃焼エンジンからの電気の使用である。   The terms “plug-in hybrid” and “plug'n hybrid” may be used either, meaning both of which mean a device that can directly obtain useful energy generated from an external source or generated internally. Have. One such example is the use of electricity from a self-contained combustion engine that drives a power system and a DC generator.

「流動」エネルギの語は、通常は圧縮不可能である加圧された流体を用いて、パワーを蓄積し及び/又は伝達することに言及する。   The term “flow” energy refers to storing and / or transmitting power using a pressurized fluid that is normally incompressible.

「熱流動」の語は、加圧された流体の利用に言及し、温度上昇にて圧力が上昇する。熱流動流体は圧縮可能な流体であり、その代表例は臨界超過CO2である。他の例は、2種混合流体であり、それによってCO2が吸収剤に吸収される。 The term “heat flow” refers to the use of a pressurized fluid, and the pressure increases with increasing temperature. Heat flowing fluid is a compressible fluid, its typical example is a supercritical CO 2. Another example is a dual fluid, whereby CO 2 is absorbed by the absorbent.

本発明の種々の実施例は、エネルギ生成に関し、特に独特な優先順位とエネルギ需要プロフィールを有するエネルギ蓄積装置の配列に動的なスイッチを用いる発電に関する。   Various embodiments of the present invention relate to energy generation, and more particularly to power generation using dynamic switches in an array of energy storage devices having unique priorities and energy demand profiles.

更なる実施例は更に、一次エネルギ形式と熱エネルギの非同期な使用及び生成を可能にするような方法で、副産物である排熱を利用する手段を含む。   Further embodiments further include means for utilizing the by-product waste heat in a manner that allows asynchronous use and generation of primary energy type and thermal energy.

更なる実施例は更に、圧縮空気、又は二酸化炭素のような純粋ガスのような作動流体、又は熱生成と同時に、又は熱エネルギ蓄積装置から収集された熱流動流体の何れかから格納されたエネルギを用いて、作動流体のエンタルピーを増加させる手段を含む。   Further embodiments further include stored energy from either compressed air or a working fluid such as a pure gas such as carbon dioxide, or a thermal fluid that is collected simultaneously with heat generation or from a thermal energy storage device. Using means to increase the enthalpy of the working fluid.

更なる実施例は、一次的なエンジンによって、作動流体を加圧することと、それに続いて該一次的なエンジンの排熱によって加熱されて、エンタルピを増加させることを共に生成することを記載する。   A further embodiment describes generating both the pressurization of the working fluid by the primary engine and the subsequent heating by the exhaust heat of the primary engine to increase enthalpy.

更なる実施例は、目的地への距離、目的地への計算されたエネルギ消費、及び作動流体の蓄積されたエネルギの関数として、加圧された作動流体の排出速度を制御する方法を提供する。   Further embodiments provide a method for controlling the discharge rate of pressurized working fluid as a function of the distance to the destination, the calculated energy consumption to the destination, and the accumulated energy of the working fluid. .

更なる実施例は、加圧された作動流体の排出速度を制御して、最低の2段階とする方法を指向する。好ましい第1段階では、排出圧力及び温度発生は、作動流体及びガスの分離範囲内で生じる。好ましい第2段階にて、排出圧力及び温度発生は、第2段階から第3段階の、ガスの液体への位相遷移の前に生じる。   A further embodiment is directed to a method of controlling the discharge rate of pressurized working fluid to a minimum of two stages. In the preferred first stage, the discharge pressure and temperature generation occur within the working fluid and gas separation range. In the preferred second stage, the discharge pressure and temperature generation occurs before the phase transition from gas to liquid in the second to third stages.

更なる実施例は、様々な熱交換器に囲まれる吸収剤から作動流体を取り除くべく、比較的高温の源を用いることを含み、前の熱交換器は予熱段階として役立ち、後の熱交換器は熱回収装置として役立ち、比較的高温の源の需要を最小にしている。   Further embodiments include using a relatively hot source to remove the working fluid from the absorbent surrounded by the various heat exchangers, the previous heat exchanger serving as a preheat stage and the subsequent heat exchanger Serves as a heat recovery device, minimizing the demand for relatively hot sources.

種々の実施例は、パワーをエネルギ蓄積装置に付与する新規性のある高効率の手段、及び使用方法を提供する。   Various embodiments provide a novel and efficient means of applying power to an energy storage device and methods of use.

種々の実施例の更なる特徴及び利点は、ここに記載されており、現在の好ましい実施例の詳細な記載から明らかであろう。ここに記載された現在の好ましい実施例への種々の変更及び修正は、当業者には明らかであることが理解されるだろう。そのような変更及び修正は、本発明の精神及び範囲から離れることなく、且つ付随する利点を減じることなく、成される。従って、そのような変更及び修正は、添付の請求の範囲に包含される。   Additional features and advantages of the various embodiments are described herein and will be apparent from the detailed description of the presently preferred embodiments. It will be understood that various changes and modifications to the presently preferred embodiments described herein will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention and without diminishing its attendant advantages. Accordingly, such changes and modifications are within the scope of the appended claims.

発明の要旨
高効率で環境にやさしい発電工程が提供される。工程は、一次エネルギ生成器と、熱的排熱回収装置を一体に組み合わせて、全体効率を高める。更に熱動的流動ポンプを組み込むことにより、燃焼の前に圧縮に用いるエネルギの可成りの部分がなくなり、従来の燃焼発電サイクルに関連するエネルギ損失を減じるので、特に燃焼発電サイクルにて、エネルギ効率が向上する。
SUMMARY OF THE INVENTION A highly efficient and environmentally friendly power generation process is provided. The process combines the primary energy generator and the thermal waste heat recovery device together to increase overall efficiency. In addition, the incorporation of a thermodynamic flow pump eliminates a significant portion of the energy used for compression prior to combustion, reducing energy loss associated with conventional combustion power cycles, and thus, particularly in the combustion power cycle. Will improve.

種々の実施例の一態様は、パワー変換の総量及び性能計数を増加させる手段として、熱流動流体と一体的な発電機能を一体化することである。   One aspect of the various embodiments is to integrate the heat generating fluid and integral power generation function as a means of increasing the total power conversion and performance count.

エネルギ供給器からプラグインハイブリッド装置に蓄積するエネルギ入力、主産物及び副産物である排熱生成を示す概略図である。It is the schematic which shows the waste heat generation which is the energy input accumulate | stored from an energy supplier in a plug-in hybrid apparatus, and a main product and a by-product. 需要制御及び及びその機能性に不可欠な要素を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating elements essential to demand control and its functionality. 副産物である排熱の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of the waste heat which is a by-product. エネルギ供給器とプラグインハイブリッド間の通信リンクに加え、データの最適化及び熱伝導流体接続に不可欠な要素を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing elements essential for data optimization and heat transfer fluid connections, as well as a communication link between an energy supplier and a plug-in hybrid. エネルギ供給器とプラグインハイブリッド装置の一体化と、不可欠な要素の範囲を示す概略図である。It is the schematic which shows the integration of an energy supplier and a plug-in hybrid apparatus, and the range of an indispensable element. 所定の実用パラメータに対する多数のパラメータ間の代表的な関係を示す表である。It is a table | surface which shows the typical relationship between many parameters with respect to a predetermined practical parameter. 所定のエネルギ蓄積装置に対する多数のパラメータ間の代表的な関係を示す表である。4 is a table showing a typical relationship between a number of parameters for a given energy storage device. エネルギ使用の履歴を示す表である。It is a table | surface which shows the log | history of energy use. 図9A、図9B及び図9Cは、熱エネルギ源によってエンタルピの増加が不可欠な熱流動エネルギ蓄積装置を示す様々な概略図である。9A, 9B, and 9C are various schematic diagrams illustrating a thermal fluid energy storage device in which an increase in enthalpy is essential by a thermal energy source. 熱エネルギ回収が不可欠な熱流動型エンジンを示す図である。It is a figure which shows the heat | fever fluidization type engine in which thermal energy recovery is indispensable. 総エネルギ効率を最大化する制御方法のフローチャートである。6 is a flowchart of a control method for maximizing total energy efficiency. 総エネルギ作動コストを最小化する制御方法のフローチャートである。5 is a flowchart of a control method that minimizes the total energy operating cost. 図13A及ぶ図13Bは、熱流動型エネルギ変換装置の膨張2段階を示す概略図である。FIG. 13A and FIG. 13B are schematic views showing two stages of expansion of the thermal fluid energy conversion device. 熱パイプが一体化された熱流動型エネルギ変換装置の膨張2段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the expansion | swelling 2 step | paragraph of the heat | fever fluid type | mold energy converter with which the heat pipe was integrated. エネルギ蓄積コントローラ及びエネルギ生成器、エネルギ消費体、熱生成器及び熱消費体のネットワークを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an energy storage controller and energy generator, energy consumer, heat generator and heat consumer network; FIG. 熱流動型エネルギ変換装置の1つの膨張2段階についての、熱物理的特性の表である。It is a table | surface of the thermophysical characteristic about one expansion | swelling 2 stage of a heat | fever fluid type | mold energy converter. 2つの代表的な非熱分離工程を具えた熱流動型エネルギ変換装置の膨張2段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the expansion | swelling 2 step | paragraph of the heat | fever type | mold energy conversion apparatus provided with two typical non-thermal separation processes. 2つの代表的な非熱分離工程を具えた熱流動型エネルギ変換装置の膨張2段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the expansion | swelling 2 step | paragraph of the heat | fever type | mold energy conversion apparatus provided with two typical non-thermal separation processes. 量が可変で一定圧の蓄熱装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the heat storage apparatus of variable quantity and constant pressure. 吸収システムのエネルギ変換工程の膨張2段階内の2種混合流体の位相分離を示す概略図である。It is the schematic which shows the phase separation of the 2 type | mold mixed fluid in the expansion | swelling 2 stage of the energy conversion process of an absorption system. エネルギ変換工程の膨張2段階にて吸収しない2つの要素を具えた2種混合流体の位相分離を示す概略図である。It is the schematic which shows the phase separation of the 2 type | mold mixed fluid provided with two elements which are not absorbed in the expansion | swelling 2 steps of an energy conversion process. エネルギ変換工程の膨張段階の2段階であって、両段階間に半大気温度を有する2段階を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing two stages of the expansion stage of the energy conversion process, with two stages having a half air temperature between the two stages.

発明の詳細な記載
エネルギ蓄積装置に充電することは、ほとんどのエネルギー消費体にとって、めざましい機会及び課題を与える。第1の且つ最も重要な特徴は、エネルギー供給器及びエネルギ蓄積装置の両方が完全に電力系統から離れている(off-grid)ときである。その結果により、位相シンクロナイザ、AC−DCコンバータ及び電圧調整器を含む多くの高価な要素を回避し、該要素は削除されるか、著しく単純化する。
そのような要素の削除はまた、関連するエネルギの非能率性を減じて、これにより排出、作動コスト及び維持費を削減するのに寄与する。
これらの利点は、さらに現場で生成することのハードルを低くし、それは生成物を分配する更なる多くの機会に結びつく。
Detailed Description of the Invention Charging an energy storage device presents significant opportunities and challenges for most energy consumers. The first and most important feature is when both the energy supplier and the energy storage device are completely off-grid. The result avoids many expensive elements, including phase synchronizers, AC-DC converters and voltage regulators, which are eliminated or greatly simplified.
The elimination of such elements also contributes to reducing the associated energy inefficiencies, thereby reducing emissions, operating costs and maintenance costs.
These advantages further lower the hurdles of on-site production, which leads to many more opportunities to distribute the product.

ここに記載される、HyGaSS、即ちハイブリッドエネルギ生成及び蓄積システムは、エネルギ蓄積装置のためのエネルギ生産、及び有用な副産物である排熱の両方を結合させることを最適にし、電気的又は流動的エネルギと副産物である排熱を、生成、移送、そして複数のエネルギ貯蔵装置へ貯蔵することを制御するように作動可能である。
HyGaSSは更に、エネルギ蓄積装置内へのエネルギ流れを変えるように作動可能であるコントロールシステム、及び前記エネルギ蓄積装置へのエネルギ供給を選択的に且つ個々に始動させるマルチプレクサを含む。
HyGaSSは更に、一次エネルギ蓄積の需要及び二次的な熱エネルギ蓄積の需要の両方に従って、一体化される物として発電計画及びプロフィールを特に決定する。
約30%の効率である典型的な単一のサイクル発電は、約60%の効率を生成したうえへ熱エネルギを加え、このように一次エネルギの生成物は、実際には全体的なエネルギ効率にとって、二次的な熱エネルギ副産物よりも重要ではない。
The HyGaSS or hybrid energy generation and storage system described herein optimizes the combination of both energy production for energy storage devices and waste heat, which is a useful by-product, and provides electrical or fluid energy. And the by-product waste heat is operable to control generation, transfer, and storage in multiple energy storage devices.
The HyGaSS further includes a control system operable to change the energy flow into the energy storage device, and a multiplexer that selectively and individually initiates the energy supply to the energy storage device.
HyGaSS further specifically determines the power generation plan and profile as integrated according to both the primary energy storage demand and the secondary thermal energy storage demand.
A typical single cycle power generation that is about 30% efficient produces about 60% efficiency and adds heat energy, and thus the product of primary energy is actually the overall energy efficiency. Is less important than secondary thermal energy by-products.

同時継続の米国特許出願第11/161,144号に述べられているように、エネルギの最適な生成は、エネルギ蓄積装置がエネルギを蓄積する能力を第1に有し、第2に排熱副産物のエネルギを蓄積する能力の両方を有することが必要である。HyGaSSは更に、主たるエネルギの生成を制御するように作動可能であり、生成された主たるエネルギの約1パーセントは、エネルギ蓄積装置内で用いられ、パワーの残りは、分散型のエネルギ蓄積システム、エネルギ伝達システム又はこれらの組み合わせに搬送されるのが好ましい。一次エネルギ源の蓄積と分配の両方を行う機能が一体になっていることは、エネルギー生成とびエネルギー利用を非同期に行う上で、更なる別手段である。   As described in co-pending US patent application Ser. No. 11 / 161,144, optimal generation of energy is primarily achieved by the energy storage device having the ability to store energy, and secondly, the energy of the waste heat byproduct. It is necessary to have both the ability to accumulate. The HyGaSS is further operable to control the production of the main energy, with about 1 percent of the generated main energy being used in the energy storage device and the remainder of the power is distributed energy storage system, energy Preferably it is conveyed to a transmission system or a combination thereof. The integration of the functions of both storage and distribution of the primary energy source is a further alternative in performing energy generation and energy utilization asynchronously.

HyGaSSの一実施例では、電力系統をDCコンバータに一体に結合したものを提供し、これは電力系統の需要のピーク及び時間帯別料金についての多数のパラメータを最小化する機能と、更にDC−DCコンバータを通じDC排熱発電システムに合わせて、運転コストを削減する手段として作動する。それによって、入力DC電圧及び電流は可変状態で作動し、バッテリ蓄積装置、大容量キャパシタ(ultra-capacitor)蓄積装置を含むエネルギ蓄積装置及び熱負荷にエネルギを供給する。   One embodiment of the HyGaSS provides an integral coupling of the power system to the DC converter, which is capable of minimizing a number of parameters for power system demand peaks and hourly charges, and further DC- It operates as a means of reducing operating costs in accordance with a DC exhaust heat power generation system through a DC converter. Thereby, the input DC voltage and current operate in a variable state, supplying energy to battery storage devices, energy storage devices including ultra-capacitor storage devices, and thermal loads.

HyGaSSは更に、平日、休日別のエネルギ消費履歴等とバッテリ充電容量、充電のレート情報等を組み合わせて用いて、目標とする完了時間について目標とする電力要求を演算する。結果として得られた発電計画及びプロフィールは、最適なバッテリ充電のプロフィールを生成するために、ハイブリッド乗物が現実に現在接続されていようと、過去に計画された時間窓内で接続されることが予測されていようと、プラグインハイブリッドの依頼者のネットワーク内の全てのプラグインハイブリッド乗物の集合(aggregate)に基づいている。
計画した時間窓を予想する手段は、一部が個々の乗物のリアルタイムの全地球測位システム「GPS」位置に基づいて、前記乗物のエネルギ蓄積装置が予測された時間窓の到着時間に合致する可能性を決定する。
HyGaSS further calculates a target power requirement for a target completion time using a combination of energy consumption history for weekdays and holidays, battery charge capacity, charge rate information, and the like. The resulting power generation plan and profile are predicted to be connected within a previously planned time window, whether the hybrid vehicle is actually connected or not, in order to generate an optimal battery charge profile. Regardless, it is based on an aggregate of all plug-in hybrid vehicles in the plug-in hybrid client's network.
The means for predicting the planned time window may be based in part on the real-time global positioning system “GPS” position of the individual vehicle, so that the vehicle energy storage device matches the predicted time window arrival time. Determine sex.

他の実施例に於いて、HyGaSSは更に、結合されたシステム(即ち、電力系統及びDC排熱発電システム)に従って作動可能であり、排出(即ち、二酸化炭素「CO2])は最小となる。換言すれば、HyGaSSの作動モードは、最低の排出レベル、最低のエネルギ入力コスト、又は最低の排出コストの組み合わせ集合、最低の排出回避コスト、及び最低のエネルギ入力コストに帰着し、燃料入力及び維持の最低の単純な作動コストと比較して、一次的且つ二次的エネルギの両方を生成する。
進歩性のある典型的な1つの例は、投入燃料が天然ガスである現地での一次的な発電よりも、電気的コストが低い石炭からの電力系統のオフピーク需要間に不一致がある可能性を明らかにしているが、二次的な発電を用いることによる排出コスト及び回避コストの総計は、燃料及び維持コストの利益と相殺される。
他に、更に包括的な例は、需要のピーク、エネルギ蓄積充電性能(即ち、パルス充電、充電/蓄積装置の冷却の許容、最低の総コスト(分散型の生成物からの排熱を含む)対電力系統の電力(需要、ピーク、オフピークコスト、CO2排出)対DC生成器作動コスト(需要、ピーク、オフピーク、維持、CO2排出等)、排熱の需要(吸収冷却、液体乾燥剤の再充電、家庭での湯)及びエネルギ蓄積装置の優先レートコード(第1の充電、第1の終了、所定の時間窓内での蓄積充電の関数として、相対的な優先順位を付与する)からなるグループから選択される少なくとも1つのパラメータを明らかにする最適な作動プロフィールである。
In other embodiments, the HyGaSS can further operate according to a coupled system (ie, power system and DC exhaust heat power generation system), and emissions (ie, carbon dioxide “CO 2 ”) are minimized. In other words, the operating mode of HyGaSS results in the lowest emission level, lowest energy input cost, or a combination of lowest emission costs, lowest emission avoidance cost, and lowest energy input cost, fuel input and maintenance. Produces both primary and secondary energy compared to the lowest simple operating cost.
One typical example of the inventive step is the possibility of discrepancies between the off-peak demands of the power system from coal, which has lower electrical costs than the local primary generation where the input fuel is natural gas. Clearly, the sum of emission and avoidance costs from using secondary power generation is offset by the benefits of fuel and maintenance costs.
Other more comprehensive examples include peak demand, energy storage charging performance (i.e., pulse charging, charging / storage device cooling allowance, lowest total cost (including waste heat from distributed products)) Electricity system power (demand, peak, off-peak cost, CO 2 emissions) vs. DC generator operating cost (demand, peak, off-peak, maintenance, CO 2 emissions, etc.), exhaust heat demand (absorption cooling, liquid desiccant Recharge, hot water at home) and energy storage device priority rate code (first charge, first end, give relative priority as a function of stored charge within a given time window) An optimal operating profile revealing at least one parameter selected from the group consisting of:

他の実施例に於いて、HyGaSSは、電気及び/又は流動エネルギの生成、伝達及び蓄積を制御するように作動可能であり、それは少なくとも1つのエネルギ供給器を、少なくとも1つの電気的及び/又は流動型エネルギ蓄積装置内に入れ、且つ副産物である排熱を少なくとも1つの熱エネルギ蓄積装置に蓄積することにより作動可能であり、且つ、エネルギ蓄積装置内へのエネルギ流れを変えるように作動可能な制御システムにより作動可能であり、前記エネルギの生成は、エネルギ蓄積装置へのエネルギ生成と、副産物である排熱を用いることを統合することを最適化する手段手段によって変更可能である。
以前に記載したように、多くのエネルギ生成装置は、一次エネルギよりも多くの副産物たるエネルギを形成する。
このようにして、HyGaSSの他の実施例では、エネルギ供給器は「一次」エネルギ及び副産物である排熱の流れを、プラグインハイブリッド乗物に内蔵されたエネルギ蓄積装置及びプラグインハイブリッド乗物の外部である熱蓄積装置の両方に向けて変えるように作動可能である。
In other embodiments, the HyGaSS is operable to control the generation, transfer and storage of electrical and / or flow energy, which includes at least one energy supplier, at least one electrical and / or electrical and / or flow energy. Operable in a fluid energy storage device and operable to store by-product waste heat in at least one thermal energy storage device and to alter the energy flow into the energy storage device Operable by a control system, the energy generation can be changed by means of optimizing the integration of energy generation into the energy storage device and the use of by-product waste heat.
As previously described, many energy generators produce more by-product energy than primary energy.
In this way, in another embodiment of HyGaSS, the energy supplier transmits “primary” energy and by-product exhaust heat flow outside the plug-in hybrid vehicle and the energy storage device built into the plug-in hybrid vehicle. It is operable to change for both heat storage devices.

典型的なアメリカの家庭は、少なくとも2台の乗物を有し、このように家庭はエネルギが「一次」エネルギの形式であろうと副産物である排熱の形式であろうと、家庭が用いるよりも可成り多くのエネルギを生成している。
米エネルギー省(DOE)の米国のエネルギーの見通しに関する年次報告書は、住居用及び商業用ビルディングは米国内の総エネルギ使用の36%の割合を占め、米国の温室ガス排出の30%を占める。住居用及び商業用部門で消費されるエネルギの約65%が加熱用(46%)、冷却用(9%)、及び冷凍用(10%)であり、原則として、このエネルギは非集中型の太陽熱システムによって供給可能である。DOEは人口密度及び土地に基づいて、米国の75%の住居用及び商業用ビルディングは、非集中型太陽温水システムの適切な候補であるとの結論を報告している。副産物である排熱を可成り生成する故に、HyGaSSについて同様の結論に達することができる。
A typical American home has at least two vehicles, and thus the home is more likely than the home to use, whether energy is in the form of “primary” energy or by-product waste heat. It generates a lot of energy.
US Department of Energy (DOE) annual report on the US energy outlook shows that residential and commercial buildings account for 36% of total US energy use and 30% of US greenhouse gas emissions . Approximately 65% of the energy consumed in the residential and commercial sectors is for heating (46%), cooling (9%), and refrigeration (10%). In principle, this energy is decentralized. Can be supplied by solar thermal system. Based on population density and land, DOE reports the conclusion that 75% of residential and commercial buildings in the United States are good candidates for decentralized solar water systems. Similar conclusions can be reached for HyGaSS due to the considerable production of waste heat, a byproduct.

排熱発電ではよくあることであるが、副産物である排熱の利用可能な量は、電気の生成を超える。このようにして、理想的な無料の(complimentary)エネルギ蓄積システムは、副産物である排熱を化学作用に変換する手段として、低温吸熱及び可逆反応(即ち、熱化学的)を直接統合し、化学作用は適切な需要消費期間にて、好ましくは電気を生成する手段として燃料電池タイプ装置を使用して、元の形式に戻ることができる。   As is often the case with waste heat power generation, the available amount of by-product waste heat exceeds the generation of electricity. In this way, an ideal complimentary energy storage system directly integrates low-temperature endotherm and reversible reaction (i.e., thermochemical) as a means to convert by-product exhaust heat into chemical action, The action can be returned to its original form at an appropriate demand consumption period, preferably using a fuel cell type device as a means of generating electricity.

エネルギを分散して生成することは、多くの明確な長所を持ち、このようにして乗物の余剰能力を用いて電力を生成することにより、不要な余剰資本コストを減じることができる。更に重要なことは、乗物発電又はエネルギ蓄積装置の冷却の何れか/両方によって生成される副産物である排熱は、ホスト側(例えば、家庭)にて用いられる熱エネルギの少なくとも可成りの部分に取って代わる。
HyGaSSは、充電中にエネルギ蓄積装置を積極的に冷却し、副産物である排熱を回収する手段として、熱伝達流体の流れを変えるように作動可能であるのが好ましい。
このエネルギは、内蔵された熱エネルギ蓄積装置内に格納され、外部のエネルギ蓄積装置に伝達され、又は該熱エネルギの外部消費体に加熱された熱伝達流体を供給するのに用いられる。
HyGaSSの更なる実施例は更に、乗物がホストの一次エネルギの要求を満たすべく少なくとも一部が停止するときに、時々乗物とともにエネルギ生成装置を作動させることを考えている。
このようにして、一実施例は更に、実際に移動可能な輸送装置(即ち、乗物)である分散型エネルギ生成器を具え、接続されたエネルギ蓄積装置に、局所的に一次エネルギ(例えば、電気)及び湯を供給する(即ち、換言すれば、乗物は湯又は内蔵型の相変化材料「PCM」及び電気を住居に供給する)。
エネルギ生成器は、内蔵のエネルギ蓄積装置及び/又はホスト装置のリアルタイムの使用需要、又は予測されるホスト装置のエネルギ蓄積装置に電気を供給する。
好ましい一実施例は、何れの装置が最初に充電されるか、又はリアルタイムコストの差、予測されるコスト、CO2排出等を含むパラメータの関数として最適なエネルギ充電器のプロフィール(profile)を決定する非線形アルゴリズムを含む。
Generating energy has many distinct advantages, and thus can generate unnecessary power using the vehicle's surplus capacity, thereby reducing unnecessary surplus capital costs. More importantly, waste heat, a byproduct generated by either or both of vehicle power generation or energy storage device cooling, is at least a significant part of the thermal energy used on the host side (eg, home). Take over.
The HyGaSS is preferably operable to change the flow of the heat transfer fluid as a means of actively cooling the energy storage device during charging and recovering by-product exhaust heat.
This energy is stored in a built-in thermal energy storage device, transferred to an external energy storage device, or used to supply a heated heat transfer fluid to an external consumer of the thermal energy.
Further embodiments of HyGaSS further contemplate operating the energy generating device with the vehicle from time to time when the vehicle is at least partially stopped to meet the host's primary energy requirements.
In this way, one embodiment further includes a distributed energy generator that is actually a transportable transport device (i.e., a vehicle) and locally connects primary energy (e.g., electrical energy) to a connected energy storage device. ) And hot water (ie, the vehicle supplies hot water or built-in phase change material “PCM” and electricity to the dwelling).
The energy generator supplies electricity to the built-in energy storage device and / or the real-time usage demand of the host device or to the predicted energy storage device of the host device.
One preferred embodiment determines which device is initially charged or determines the optimal energy charger profile as a function of parameters including real-time cost differences, expected costs, CO 2 emissions, etc. Including non-linear algorithms.

HyGaSSの好ましい一実施例は、エネルギ蓄積装置へのエネルギ供給を選択的且つ個々に駆動するマルチプレクサによって、内蔵されたエネルギ蓄積装置及び外部固定のエネルギ蓄積装置の両方へのエネルギ流れを変えるように作動可能な制御システムを有する。
特に好ましい一実施例は更に、内蔵された熱蓄積装置、外部固定された熱蓄積装置、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つの熱エネルギ蓄積装置に、副産物である排熱を供給する手段を具えている。
One preferred embodiment of HyGaSS operates to change the energy flow to both the built-in energy storage device and the externally fixed energy storage device by means of a multiplexer that selectively and individually drives the energy supply to the energy storage device. Have a possible control system.
One particularly preferred embodiment further provides by-product waste heat to at least one thermal energy storage device selected from the group consisting of a built-in heat storage device, an externally fixed heat storage device, and combinations thereof. It has a means to do.

HyGaSSの利点を最も十分な範囲で実現するために、HyGaSSは、複数のプラグインハイブリッド乗物内のエネルギ蓄積装置を含む、複数のエネルギ蓄積装置の生成と蓄積を制御するように作動可能であり得る。
HyGaSSは更に、エネルギ蓄積装置内へのエネルギの流れを変えるように作動可能な局所的制御システム及び分散型ネットワーク制御システムの両方、及びエネルギ蓄積装置へのエネルギ供給を選択的且つ個々に作動させるマルチプレクサを含むのが好ましく、前記制御システムは最適なエネルギ蓄積装置の充電器のプロフィールを生成する。
プロフィールは、乗物の予測される到着時間及び到着可能性、到着時のエネルギ要求及びそれらの組み合わせを予測する手段として、パラメータ及び入力を有することによって生成され、該パラメータ及び入力は、全地球測位システムのデータ、履歴データ、及びリアルタイムの性能データからなるグループから選択される少なくとも1つを含む。
In order to realize the fullest benefits of HyGaSS, HyGaSS may be operable to control the generation and storage of multiple energy storage devices, including energy storage devices in multiple plug-in hybrid vehicles. .
HyGaSS further includes both local and distributed network control systems operable to change the flow of energy into the energy storage device, and multiplexers that selectively and individually operate the energy supply to the energy storage device. And the control system generates an optimal energy storage device charger profile.
A profile is generated by having parameters and inputs as a means of predicting a vehicle's predicted arrival time and likelihood, energy demand upon arrival, and combinations thereof, wherein the parameters and inputs are global positioning systems And at least one selected from the group consisting of historical data and real-time performance data.

HyGaSSの分散型ネットワーク制御システムは、自動的リアルタイムコントローラ、及び該自動的リアルタイムコントローラと通信する当該技術分野で公知のネットワーク通信(例えば、ワイヤレス、ブロードバンド、DSL等)を具えて、複雑な方策を調整し、エネルギ需要のピーク、エネルギ生成中に生成されるエネルギ生成費用及び排出の総計、及びそれらの結合から成るグループから選択される少なくとも1つの方策対象を最小にする最適なエネルギ蓄積装置の充電器のプロフィールを生成する。
或いは又は更に、HyGaSSの最適なエネルギ蓄積装置の充電器のプロフィールは、エネルギの生成、エネルギ効率の統合、及びエネルギ使用の統合、及びそれらの結合から生じる収益から成るグループから選択される少なくとも1つの方策を最大にするのが好ましい。
HyGaSS's distributed network control system includes an automatic real-time controller and network communications known in the art to communicate with the automatic real-time controller (eg, wireless, broadband, DSL, etc.) to coordinate complex strategies And an energy storage device charger that minimizes at least one policy target selected from the group consisting of peak energy demand, total energy generation costs and emissions generated during energy generation, and combinations thereof Generate a profile for
Alternatively or additionally, the HyGaSS optimal energy storage device charger profile is at least one selected from the group consisting of energy generation, energy efficiency integration, and energy usage integration, and revenue resulting from their combination. It is preferable to maximize the strategy.

エネルギ生成供給器の最適な設置個所は、副産物である排熱の熱負荷の使用を最大にすることができる箇所である。この特徴は、当該技術分野で公知の排熱発電と同様である。
しかし、排熱発電設備は、副産物である排熱ではなく一次エネルギ源(即ち、電気)の需要、又はより複雑な方策に単に基づいて操作可能である。HyGaSSの理想的なホストは、可成りの熱負荷要求を有する設備である。
当該技術分野で公知の手段(例えば、相変更材料「PCM」)を用いて容易に格納されて非同期の生成及び利用を可能にする熱負荷は、加熱、家庭の湯、及び加熱工程を含む熱負荷から、吸収冷却、液体乾燥冷却、ボトミングサイクル(bottom cycle)発電及び太陽熱システム用の予備加熱を含む最近の(non-traditional)熱負荷に変えられるが、従来及び最近の熱負荷はこれらに限定されない。
The optimal location for the energy generation and supply is where the use of waste heat heat load, a byproduct, can be maximized. This feature is similar to exhaust heat power generation known in the art.
However, waste heat power generation facilities can operate based solely on demand for primary energy sources (i.e., electricity) or more complex strategies rather than by-product waste heat. The ideal host for HyGaSS is a facility with significant heat load requirements.
Thermal loads that are easily stored using means known in the art (e.g., phase change material "PCM") to enable asynchronous generation and use include heating, domestic hot water, and heating processes including heating processes. Loads can be changed to non-traditional heat loads including absorption cooling, liquid drying cooling, bottom cycle power generation and preheating for solar thermal systems, but traditional and recent heat loads are limited to these Not.

図1には、太陽光(10)または燃料からなるグループの少なくとも1つを含む様々なエネルギ源が示されている。太陽光(10)は、光電池(20)または太陽熱変換装置(30)の何れかを経て、それぞれガス駆動装置(50)/DCーDCコンバータであるDC生成器または熱駆動のDC生成器(60)によって、有用なエネルギに変換される。燃料は天然ガス(40)を含み、ガス駆動されるDC生成器(50)のごとき発電器を駆動することが出来る。
燃料の参考例(reference)は、天然ガスを含み、例えば、バイオマス、水素、ガソリン又は他の可燃物を含んでいてもよい。更なる燃料は更に、ナノスケールのマグネシウムのような最近の燃料を含んでおり、酸化物内の酸素に反応する場合、発熱反応を産出する。
ガス駆動又は熱駆動されるDC生成器の何れかによって生成されるエネルギは、DCエネルギ蓄積装置(100)に格納される。装置の範疇は、コンデンサ、大容量キャパシタ、バッテリ等を含む。
何れかのDC生成器からの副産物である排熱は、熱蓄積装置(90)内に格納され、それは冷水の源からの冷水(70)を直接加熱する、又はプラグイン乗物に内蔵した排熱回収装置(80)から更に続いて予熱して温度を上げることの何れかによって、格納される。冷水はプラグインハイブリッド車(110)を積極的に冷却する前に、バッテリ充電器又はバッテリから生じる排熱を更に回収する。冷水は最終的に、点「4」から、HyGaSSを出る。
番号付けられた表示(1)(2)(3)は接続点であり、あまりにも多くの関係するラインを無くして、図面を綺麗にする為に付与される。
FIG. 1 shows various energy sources including at least one of the group consisting of sunlight (10) or fuel. The sunlight (10) passes through either the photovoltaic cell (20) or the solar thermal conversion device (30), and then is a gas generator (50) / DC-DC converter DC generator or thermal drive DC generator (60), respectively. ) Is converted into useful energy. The fuel contains natural gas (40) and can drive a generator such as a gas driven DC generator (50).
Fuel references include natural gas, and may include, for example, biomass, hydrogen, gasoline or other combustibles. Additional fuels further include modern fuels such as nanoscale magnesium, which produce an exothermic reaction when reacting with oxygen in the oxide.
The energy produced by either the gas driven or heat driven DC generator is stored in a DC energy storage device (100). The category of the device includes a capacitor, a large capacity capacitor, a battery and the like.
Waste heat that is a by-product from any DC generator is stored in a heat storage device (90), which directly heats cold water (70) from a source of cold water, or waste heat built into a plug-in vehicle. It is stored either by further preheating from the recovery device (80) and raising the temperature. The cold water further recovers the exhaust heat generated from the battery charger or battery before actively cooling the plug-in hybrid vehicle (110). The cold water finally exits HyGaSS from point “4”.
Numbered displays (1), (2) and (3) are connection points and are given to clean up the drawing, eliminating too many related lines.

更に、他の理想的なホストの部類は、従来型の集合地点(即ち、プラグインハイブリッド乗物が頻繁に訪れる場所)であり、これは運送会社(例えばUSPS、UPS、フェデックス(商標)など)、設備を製造するサービス企業(例えば電話、公益事業、ケーブル、契約業者など)、スーパーマーケット、ショッピング・モール、コンドミニアム/アパート、駐車場、レンタカー会社、運送業者(例えば航空会社、バスなど)及び従来の燃料を補給する地点(例えばガス/ガソリン・スタンド)を含む。   In addition, another ideal host category is the traditional gathering point (i.e. where plug-in hybrid vehicles are frequently visited), which is a shipping company (e.g. USPS, UPS, FedEx (TM), etc.), Service companies that manufacture equipment (eg telephones, utilities, cables, contractors, etc.), supermarkets, shopping malls, condominiums / apartments, parking lots, car rental companies, carriers (eg airlines, buses, etc.) and conventional fuels Including points to supply (eg gas / gas station).

HyGaSSは、副産物である排熱の生成に配慮するのみでなく、更に一次エネルギ及び副産物である排熱の両方が互いに「非同時期」であることを可能にし、実際にも一次エネルギ及び副産物であるエネルギの何れか/両方の消費体からは完全に互いに非同時期である。
一体化され且つ固有のエネルギー蓄積能力によって、制御方針はより高度で複雑な制御を可能にすることができる。一実施例に於いて、HyGaSSは、少なくとも1つのエネルギ蓄積装置内へのエネルギ流れを動的に代えるように作動できる制御システムを具え、該制御システムは次のグループから選択される少なくとも1つのパラメータに基づく入力を有する最適な充電器のプロフィールを決定し、該グループはエネルギ蓄積装置の要求、エネルギ蓄積装置の最も早い開始時間、エネルギ蓄積装置の最も遅い終了時間、エネルギ蓄積装置の優先コード、及びエネルギ蓄積装置の収益コードから成る。少なくとも1つのパラメータは、副産物である排熱エネルギの要求、副産物である排熱のリアルタイムの需要から成るグループから選択され、リアルタイムの需要は、吸収冷却、液体乾燥剤の再充電、家庭の湯、副産物である排熱の蓄積容量及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される少なくとも1の使用者を含む。
HyGaSS not only allows for the generation of by-product exhaust heat, but also allows both primary energy and by-product exhaust heat to be "non-synchronous" with each other, and in fact primary energy and by-products. Either / both consumers of a certain energy are completely out of sync with each other.
With integrated and inherent energy storage capabilities, the control strategy can allow for more sophisticated and complex controls. In one embodiment, the HyGaSS comprises a control system operable to dynamically change energy flow into the at least one energy storage device, the control system comprising at least one parameter selected from the following group: Determining an optimal charger profile with inputs based on the energy storage device requirements, the earliest start time of the energy storage device, the latest end time of the energy storage device, the priority code of the energy storage device, and Consists of revenue codes for energy storage devices. At least one parameter is selected from the group consisting of a demand for by-product waste heat energy, a real-time demand for by-product waste heat, the real-time demand being absorption cooling, recharging liquid desiccant, domestic hot water, It includes at least one user selected from the group consisting of a by-product waste heat storage capacity and combinations thereof.

制御システムの方策の複雑な点は、リアルタイム及び過去の両方のデータについて、データへのアクセスが直接的な機能(direct function)であることである。アクセスはその大部分が、部分且つ全体の両方に通信する能力によって決定される。
より多くのデータが得られると、当該技術分野で公知である、ニューラルネットワーク、非線形分析、人工知能、予言的なモデリングなどを含む先進のモデリング技術を用いることにより、より強力な結果が得られる。
このようにして、一実施例では、HyGaSSは、少なくとも1つの電気的蓄積装置及び少なくとも1つのエネルギ供給器間を通信可能な制御システムを更に含む。
より好ましい実施例は、少なくとも一つの電気的蓄積装置パラメータを得る一体型で自動化された手段を有するコネクタを更に具え、該電気的蓄積装置パラメータは識別情報、モデル、所有者のプロフィール、最大エネルギ蓄積速度、最高充電温度、最小電圧、最大電圧及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される。
The complexity of the control system strategy is that for both real-time and historical data, access to the data is a direct function. Access is largely determined by its ability to communicate both partially and entirely.
As more data is obtained, more powerful results are obtained by using advanced modeling techniques known in the art, including neural networks, nonlinear analysis, artificial intelligence, prophetic modeling, and the like.
Thus, in one embodiment, the HyGaSS further includes a control system capable of communicating between at least one electrical storage device and at least one energy supplier.
A more preferred embodiment further comprises a connector having an integrated and automated means for obtaining at least one electrical storage device parameter, wherein the electrical storage device parameter comprises identification information, model, owner profile, maximum energy storage. Selected from the group consisting of speed, maximum charging temperature, minimum voltage, maximum voltage, and combinations thereof.

図2について、エネルギ供給器のピーク負荷を制限するエネルギ需要管理器の代表的なスキームが、電力系統(200)として示される。
続いて、需要コントローラ(210)は、需要、キロワット時、ガス流れ、湯流れ、冷水流れを含む様々のセンサ(230)を監視し、ACエネルギー源がAC−DC整流器(220)によってDCへ変換されることを確実にした後に、様々な負荷(250)を制御する。
AC−DC整流器からの出力は、DCエネルギを要求する様々な装置を駆動し、装置はDC照明(260)、周波数可変装置「VFDs」、DCコンピュータ(270)、又は図1に(100)で示す点「5」を介した何れかのDCエネルギ蓄積装置、又は図1に(110)で示すプラグインハイブリッド車を含む。
With reference to FIG. 2, a representative scheme of an energy demand manager that limits the peak load of an energy supplier is shown as a power system (200).
Subsequently, the demand controller (210) monitors various sensors (230) including demand, kilowatt hours, gas flow, hot water flow, cold water flow, and the AC energy source is converted to DC by the AC-DC rectifier (220). After ensuring that the various loads (250) are controlled.
The output from the AC-DC rectifier drives various devices that require DC energy, such as DC lighting (260), frequency variable devices “VFDs”, DC computer (270), or (100) in FIG. It includes any DC energy storage device via point “5” shown, or a plug-in hybrid vehicle shown at (110) in FIG.

HyGaSSの特に好ましい実施例は、グループから選択される少なくとも1つのパラメータの集合体を最小にするように作動し、該グループはエネルギ利用、エネルギ生成の排出、エネルギ蓄積装置の所有者のエネルギコスト、現在接続されているエネルギ蓄積装置の充電時間、固定されたエネルギ蓄積装置のエネルギレベルを所定のエネルギレベルパーセントにまで格納する時間、またはそれらの組み合わせを含む。
HyGaSSの特に好ましい実施例は、グループから選択される少なくとも1つのパラメータの集合体を最大化するように作動し、該グループはエネルギ効率、収益、短期需要を予想する手段としての固定されたエネルギ蓄積装置に格納されたエネルギレベル、副産物である排熱の利用、またはそれらの組み合わせを含む。
A particularly preferred embodiment of HyGaSS operates to minimize the collection of at least one parameter selected from the group, which group uses energy utilization, energy generation emissions, energy storage device energy costs, It includes charging time for the currently connected energy storage device, time for storing the energy level of the fixed energy storage device to a predetermined energy level percentage, or a combination thereof.
A particularly preferred embodiment of HyGaSS operates to maximize a collection of at least one parameter selected from a group, which group has a fixed energy storage as a means of predicting energy efficiency, revenue and short-term demand Includes energy levels stored in the device, utilization of waste heat as a by-product, or a combination thereof.

一旦、識別情報が知られれば、HyGaSSは自動化された手段を用いて、各エネルギ蓄積装置について、グループから選択される少なくとも1つのデータセットを含むデータの関数として、リアルタイムのエネルギ充電器の要求を決定するように作動可能であり、該グループは、性能履歴データ、その後のエネルギ充電の機会の前に予測されるエネルギ要求、エネルギコスト対排出最小比に対するエネルギ蓄積装置の所有者のプロフィール、及びそれらの組み合わせを含む。   Once the identification information is known, HyGaSS uses automated means to make real-time energy charger requirements for each energy storage device as a function of data including at least one data set selected from the group. Operable to determine, the group includes performance history data, energy requirements predicted prior to subsequent energy charging opportunities, energy storage device owner profile to energy cost to emission minimum ratio, and Including a combination of

一旦、包括的なデータが個々のレベルにて知られれば、HyGaSSは更に、各エネルギ蓄積装置の集合体へのエネルギ供給器に最適な生成スケジュールを決定する自動化手段を含み、該自動化手段は、集合体のエネルギ及び副産物である排熱のコストを最小にし、リアルタイムのエネルギ生成レベルを変えて、マルチプレクサを用いて、エネルギ蓄積装置内へのエネルギ流れを変え、少なくとも1つのエネルギ供給器のパラメータの関数として、エネルギ蓄積装置へのエネルギ供給を選択的且つ個々に作動させる手段である。
これらの要素を最適にすることは、可成りの数の独自のパラメータが必要となる。これらの更なる作動パラメータ及びモードの幾つかは、エネルギ蓄積装置及びエネルギ供給器の両方に用いられる。
Once comprehensive data is known at an individual level, HyGaSS further includes an automated means for determining the optimal production schedule for the energy supplier to each energy storage device assembly, the automated means comprising: Minimize the cost of aggregate energy and by-product waste heat, change real-time energy generation levels, use multiplexers to change energy flow into the energy storage device, and at least one energy supply parameter As a function, a means for selectively and individually operating the energy supply to the energy storage device.
Optimizing these factors requires a significant number of unique parameters. Some of these additional operating parameters and modes are used for both energy storage devices and energy suppliers.

図3は、副産物である排熱の流れを示し、図1の点「4」から開始する。この排熱は、一時的に熱蓄積装置(90)に格納され、又は加熱工程(310)、吸収冷却(320)、液体乾燥冷却(330)及び単なる家庭の湯(350)を含む熱エネルギによって駆動される様々な装置によって用いられる。任意である排熱回収ポイントは、家庭の湯を更に供給する手段として、液体乾燥冷却システムから市内の冷水(340)を変える。   FIG. 3 shows the flow of exhaust heat as a by-product, starting from point “4” in FIG. This waste heat is temporarily stored in the heat storage device (90) or by thermal energy including heating process (310), absorption cooling (320), liquid drying cooling (330) and mere domestic hot water (350). Used by various devices to be driven. An optional waste heat recovery point changes the city's cold water (340) from the liquid dry cooling system as a means of further supplying domestic hot water.

更なる好ましいパラメータは、ブール型の使用者を規定するパラメータを含み、局所的な生成の最大レベル及び電力系統の入力最大レベルにて作動し、これはピーク要求のイエス/ノーとは無関係であり、以前に確立されたピーク要求レベルのイエスノーとは同様であるが、その範囲内であり、及び/又は、以前と同様であるが、再充電部が電力系統の段階的な料金体系イエス/ノーを考慮に入れることを可能にする。
全ての要素の集合体の状況内で、個々の要素を組み合わせる能力によって、実現すべき最適解が得られ、その一方、個人の目的を可能な(或いは、実現可能な)最大限まで尊重する。
Further preferred parameters include parameters that define Boolean users and operate at local maximum generation levels and power system input maximum levels, which are independent of peak demand yes / no. Is similar to, but within, and / or similar to the previously established peak requirement level yes / no Makes it possible to take into account.
Within the context of the collection of all elements, the ability to combine individual elements gives the optimal solution to be realized, while respecting the individual's purpose to the maximum possible (or possible).

一実施例に於いて、HyGaSSは、所定のエネルギ蓄積装置を充電するように作動可能であり、各個々のエネルギ蓄積装置はグループから選択された所定の充電モードを有し、該グループは即時のフル充電、所定のエネルギ蓄積パーセント又はレベルへの即時の部分的な充電、所定時間についての所定のエネルギ蓄積パーセント又はレベル、所定時間内の所定の最小エネルギ蓄積パーセントを目的とする第1の充電及び所定時間内の所定の最大エネルギ蓄積パーセントを目的とする第2の充電、該エネルギ蓄積装置を充電するエネルギユニット当たりの最小コスト、該エネルギ蓄積装置へのエネルギ生成から生じる排出の最小化、代替のエネルギ源によって供給されるエネルギ使用の最大化、及びそれらの組み合わせを含む。   In one embodiment, the HyGaSS is operable to charge a predetermined energy storage device, each individual energy storage device having a predetermined charging mode selected from a group, wherein the group is instant A full charge, an immediate partial charge to a predetermined energy storage percentage or level, a predetermined energy storage percentage or level for a predetermined time, a first charge intended for a predetermined minimum energy storage percentage within a predetermined time, and A second charge aimed at a predetermined maximum energy storage percentage within a predetermined time, a minimum cost per energy unit charging the energy storage device, minimizing emissions resulting from energy generation to the energy storage device, an alternative Including maximizing the use of energy supplied by the energy source, and combinations thereof.

他の実施例に於いて、HyGaSSは、所定のエネルギ蓄積装置を充電するように作動可能であり、各個々のエネルギ蓄積装置は、以下から選択された指定の優先モードを有する(a)該エネルギ蓄積装置の所有者へのエネルギ単位当たりのコストを最小にする充電(b)充電時間を最短にするように作動する該エネルギ供給器の所有者へのエネルギ単位当たりの生成コストを最低にする充電(c)充電を最大にする充電及び/又は(d)最も高い優先度での充電。   In another embodiment, the HyGaSS is operable to charge a given energy storage device, each individual energy storage device having a designated priority mode selected from: (a) the energy storage device Charging to minimize the cost per unit of energy to the owner of the storage device (b) Charging to minimize the cost of generating per unit of energy to the owner of the energy supplier that operates to minimize the charging time (c) Charging to maximize charging and / or (d) Charging with highest priority.

HyGaSSの好ましい実施例は、素早くて安全で、ハイブリッド蓄積装置を自動的に識別する方法を含むパラメータ入力手段を提供する。該手段は、ユーザインターフェイスを含み、該ユーザインターフェイスはグループから選択される少なくとも1つの装置を具え、該グループは、プラグインハイブリッドに内蔵したユーザインターフェース、エネルギ供給器とエネルギ蓄積装置間のプラグインコネクタ、及びエネルギ供給器に固定されたユーザインターフェイスから構成される。   The preferred embodiment of HyGaSS provides a parameter input means including a method that is fast, secure and automatically identifies hybrid storage devices. The means includes a user interface, the user interface comprising at least one device selected from a group, the group comprising a user interface built into the plug-in hybrid, a plug-in connector between the energy supplier and the energy storage device And a user interface fixed to the energy supplier.

エネルギ蓄積装置及びエネルギ生成器の供給器は、ネットワーク通信を用いて互いに通信する手段を有するのが好ましい。好ましい1つの通信手段は、赤外線トランシーバのような電気的ノイズに対して抵抗力があるのが好ましい。
特に好ましい通信手段は、電気的蓄積装置と電気的供給器との間の一体型コネクタ要素として、組み込まれる。特に好ましい一体型要素の1つは、電気的蓄積装置のトランシーバと電気的供給器間を連繋する自動化手段を有する。更なるワイヤレス及びワイヤ付き手段は、電力線キャリア、RFトランシーバ、RFID、USBポート等を含む実現可能な装置として、考えられる。好ましいエネルギ供給器コントローラは更に、エネルギ蓄積装置のコントローラと双方向通信を確立する。特に好ましいエネルギ供給器コントローラは、エネルギ蓄積装置のコントローラが通信システムのノードになるようにする。特に好ましいエネルギ供給器のコントローラは、エネルギ蓄積装置のセンサ、リアルタイムデータ、及びこれまでの性能データへ均等にアクセスする。
The energy storage device and the energy generator supplier preferably have means for communicating with each other using network communication. One preferred communication means is preferably resistant to electrical noise such as an infrared transceiver.
Particularly preferred communication means are incorporated as an integral connector element between the electrical storage device and the electrical supply. One particularly preferred integral element has automated means for linking the electrical storage device transceiver and the electrical supply. Further wireless and wired means are conceivable as possible devices including power line carriers, RF transceivers, RFID, USB ports, etc. The preferred energy supplier controller further establishes two-way communication with the controller of the energy storage device. A particularly preferred energy supplier controller allows the controller of the energy storage device to be a node in the communication system. A particularly preferred energy supplier controller provides equal access to energy storage device sensors, real-time data, and historical performance data.

好ましいコントローラは更に、自動化手段を用いて個々に接続されたエネルギ蓄積装置との接続を識別する手段を有する。特に好ましいコネクタは、コネクタ内に組み込まれた前記識別手段を有する。制御システム内の特に好ましいコネクタは、データにアクセスする手段を有し、該データは少なくとも性能履歴データ、少なくとも次のエネルギ充電までに予測されるエネルギ要求を予測するパラメータを含むデータを含む(様々な分散した請求金額間を管理するように、固定したサービス料金を請求し、所有者の好みに従ってコスト/排出/総エネルギ有用性を管理する)。
コネクタは更に、エネルギ蓄積装置を積極的に冷却し、充電工程中に副産物である排熱を回収する手段として、伝熱流体を付与する手段を有するのが好ましい。コネクタの他の好ましい特徴は、前記乗物(即ち、輸送装置)から生じた排熱を利用する手段としてプラグイン乗物から、能動的冷却する熱い伝熱流体を引き出す更なる手段である。前記乗物は更に、エネルギ蓄積装置が再充電される時に、副産物である排熱、特に又はより広義には、補助燃料を消費するエンジン/燃料電池等から生じる副産物である排熱のエネルギ蓄積を減じる手段として、相変化材料の装置を具える。
Preferred controllers further comprise means for identifying connections with individually connected energy storage devices using automated means. Particularly preferred connectors have the identification means incorporated in the connector. Particularly preferred connectors in the control system have means to access the data, which includes at least performance history data, data including parameters that predict at least the energy demands expected until the next energy charge (various Charge fixed service fees to manage between distributed billing amounts and manage cost / emission / total energy availability according to owner preference).
The connector preferably further includes means for applying a heat transfer fluid as means for actively cooling the energy storage device and recovering waste heat as a by-product during the charging process. Another preferred feature of the connector is a further means for extracting hot heat transfer fluid for active cooling from the plug-in vehicle as a means of utilizing the exhaust heat generated from the vehicle (ie, the transport device). The vehicle further reduces by-product exhaust heat, particularly or, more broadly, by-product exhaust energy storage, such as from an auxiliary fuel consuming engine / fuel cell, when the energy storage device is recharged. As a means, it comprises a device of phase change material.

種々の実施例に於いて、更なる特徴は以下を含む。コネクタは,電気的蓄積装置及びエネルギ供給器間の通信及びエネルギ流れを一体に連繋させる手段を有する。エネルギ蓄積装置のコントローラは、エネルギ供給器と同じネットワーク上の能動通信ノードになる自動化手段によって、エネルギ蓄積装置のコントローラとの双方向通信を確立する。
エネルギ蓄積装置のコントローラは、エネルギ蓄積装置のセンサ、リアルタイムデータ及び性能履歴データとの通信手段を有する。コネクタは、乗物から生成される副産物である排熱を利用する手段として、プラグインハイブリッド乗物から熱い能動的冷却伝熱流体を引き出すように作動可能である。
In various embodiments, additional features include: The connector includes means for integrally communicating communication and energy flow between the electrical storage device and the energy supplier. The energy storage device controller establishes two-way communication with the energy storage device controller by automated means that become active communication nodes on the same network as the energy supplier.
The controller of the energy storage device has means for communicating with the energy storage device sensors, real-time data and performance history data. The connector is operable to draw hot active cooling heat transfer fluid from the plug-in hybrid vehicle as a means of utilizing waste heat that is a byproduct generated from the vehicle.

図4について、HyGaSSを用いた種々の好ましい通信及び接続方法が示されている。示された実施例に於いて、エネルギコントローラ(400)は局地レベルに於いて、通信及び制御の両方について主たるノードである。エネルギコントローラは、当該技術分野で公知のブロードバンド通信(410)方法及びショートレンジプロトコルを介して、データを得て、センサ(420)からリアルタイム且つ性能データを得て、方法はRS−485、エケロン、バックネット等の当該技術分野で公知の方法を含む。
ブロードバンド通信方法は、データベース(430)及びネットワーク(440)にアクセスし、履歴及び性能データ、及び蓄積装置の位置、計画等を夫々付与する(即ち、図1の(110)のプラグインハイブリッド車内のような)。エネルギコントローラは、ここではDC蓄積装置のコネクタ(470)と示される一体化されたエネルギ蓄積装置のコネクタを用いる。DC蓄積装置のコネクタは、ここでは赤外線LEDトランシーバ「IR−XCVR」及び流体運搬「Xfer」コネクタとして示される一体化された通信装置を有する。LEDトランシーバは、接続されたDC蓄積装置(100)にそのLEDトランシーバ(460)を介して直接に通信を送り、自動手段で履歴、性能、命令指示、内蔵された乗物のユーザインターフェイス等を含むデータにアクセスする参照値として役立つ実際の装置ID#を提供するのが好ましい。
流体Xferコネクタ(490)は、DC蓄積装置(480)にその流体Xferコネクタ(500)を介して、伝熱流体を搬送する。好ましい実施例では、DC蓄積装置のコネクタ(500)が、プラグイン乗物通信バス上のノードであり、該バスはプラグイン輸送コントローラ(510)に直接アクセスする。その結果は、リアルタイムデータ、性能履歴データ、エネルギ蓄積装置仕様等を可能にする性能データ(520)への直接アクセスができ、HyGaSSの最適なシナリオの一部となる。
With respect to FIG. 4, various preferred communication and connection methods using HyGaSS are shown. In the illustrated embodiment, the energy controller 400 is the primary node for both communication and control at the local level. The energy controller obtains data via broadband communication (410) methods and short range protocols known in the art and obtains real-time and performance data from the sensor (420), the method is RS-485, Echelon, Methods known in the art such as a back net are included.
In the broadband communication method, the database (430) and the network (440) are accessed and the history and performance data, the location of the storage device, the plan, etc. are given respectively (that is, in the plug-in hybrid vehicle of (110) in FIG. like). The energy controller uses an integrated energy storage device connector, shown here as DC storage device connector (470). The connector of the DC storage device has an integrated communication device, here shown as an infrared LED transceiver “IR-XCVR” and a fluid carrying “Xfer” connector. The LED transceiver sends data directly to the connected DC storage device (100) via the LED transceiver (460) and automatically includes data including history, performance, command instructions, built-in vehicle user interface, etc. It is preferable to provide the actual device ID # that serves as a reference value for accessing the.
The fluid Xfer connector (490) conveys the heat transfer fluid to the DC storage device (480) via the fluid Xfer connector (500). In the preferred embodiment, the connector (500) of the DC storage device is a node on the plug-in vehicle communication bus that directly accesses the plug-in transport controller (510). The result is direct access to performance data (520) that enables real-time data, performance history data, energy storage device specifications, etc., and is part of the optimal scenario for HyGaSS.

熱エネルギの著しい移動と搬送が、可成りのエネルギ蓄積容量を有する伝熱流体を用いて最良に達成される。エネルギ蓄積装置の冷却及び/又は熱エネルギ蓄積装置の冷却に、好ましい伝熱流体は、マイクロエマルジョン又はナノエマルジョン相変化材料、非相変化材料を含み、非相変化材料は水、高い顕熱レベル/kgを備えた伝熱流体、及びそれらの組み合わせを含む。特に好ましい伝熱流体は、電気生成装置のボトミングサイクル(bottom cycling)、又は大容量キャパシタの冷却、又は電気蓄積装置及び/又は充電器回路内への流体循環として、イオン液体、イオン液体の組み合わせ及びポリ(イオン流体)ポリマーから成るグループから選択される。特に好ましい伝熱流体は、少なくとも1つのイオン液体及び少なくとも1つのポリ(イオン液体)ポリマーで構成された伝熱流体で構成される。   Significant transfer and transfer of thermal energy is best achieved with a heat transfer fluid having a significant energy storage capacity. For cooling the energy storage device and / or cooling the thermal energy storage device, preferred heat transfer fluids include microemulsion or nanoemulsion phase change material, non-phase change material, non-phase change material is water, high sensible heat level / heat transfer fluid with kg, and combinations thereof. Particularly preferred heat transfer fluids are ionic liquids, combinations of ionic liquids and as a cycling of electricity generators, or cooling of large capacitors, or fluid circulation into electrical storage devices and / or charger circuits and Selected from the group consisting of poly (ionic fluid) polymers. A particularly preferred heat transfer fluid is comprised of a heat transfer fluid composed of at least one ionic liquid and at least one poly (ionic liquid) polymer.

伝熱流体の好ましい実施例は、ボトミングサイクルエネルギ生成、エネルギ蓄積装置の能動的冷却、エネルギ蓄積装置の充電器冷却、及びそれらの組み合わせを含むグループから選択される少なくとも1つの機能の手段として用いられ、及び副産物である排熱を回収する手段として用いられる。
HyGaSSは更に、エネルギ蓄積装置の再充電から生じる副産物である排熱の利用を促進する手段として相変化の熱蓄積装置を具える。
A preferred embodiment of the heat transfer fluid is used as a means for at least one function selected from the group comprising bottoming cycle energy generation, active cooling of the energy storage device, charger cooling of the energy storage device, and combinations thereof. , And a means for recovering exhaust heat as a by-product.
The HyGaSS further includes a phase change heat storage device as a means of promoting the use of waste heat, a byproduct resulting from the recharging of the energy storage device.

エネルギ蓄積装置の好ましい実施例は、熱流動エネルギ蓄積装置、バッテリ蓄積装置、電気化学的エネルギ蓄積装置、熱蓄積装置、流動型エネルギ蓄積装置、磁気エネルギ蓄積装置、フライホイール発電装置或いはそれらの組み合わせを含む分散型又は集中化された手段の何れかによって、エネルギが生成されるエネルギ蓄積装置である。   Preferred embodiments of the energy storage device include a thermal fluid energy storage device, a battery storage device, an electrochemical energy storage device, a heat storage device, a fluid energy storage device, a magnetic energy storage device, a flywheel power generation device or a combination thereof. An energy storage device in which energy is generated by either distributed or centralized means including.

図5は、最適に実行するために、広範なエネルギ供給器及び蓄積装置を組み合わせる可能性のある一体化されたシナリオを示す。下記の各々は、1箇所の物理的位置内にあり、領域内に分散され、或いはクライアントとして登録された全ての装置内の多数の装置を表す。
電気供給器(530)として記載されたエネルギ供給器が、プラグインハイブリッド車(110)にエネルギを供給することは一般的な合意事項である。プラグインハイブリッド車(110)は、内蔵型プラグイン輸送コントローラ(565)、DCエネルギ蓄積装置(570)、熱蓄積装置(575)、及び流動体、圧縮空気又は同等物である更なる他のエネルギ蓄積装置(585)を有する内蔵された分散型生成器(580)を有する。
この状況ではまた、プラグイン輸送装置の固定ホストとして交換可能に利用される電気供給器(530)は、少なくとも1つの局所的なコントローラであるエネルギ蓄積コントローラ(535)を有するのが好ましい。
好ましい実施例は、ここではDC蓄積装置(540)として記載される固定型エネルギ蓄積装置を有する。それは更に、固定型の熱蓄積装置(545)を具える。
それは更に、総効率を向上させる手段として、局所的に用いられる副産物である排熱を局所的に供給する分散型生成器(550)を具える。固定された分散型生成器(550)は、付随的にここでは他のエネルギ蓄積装置(555)として記載される圧縮空気のような異なる形式のエネルギ蓄積設備を更に有する。
FIG. 5 shows an integrated scenario where a wide range of energy suppliers and storage devices may be combined to perform optimally. Each of the following represents a number of devices within all devices that are in one physical location, distributed within the region, or registered as clients.
It is a general agreement that an energy supplier described as an electricity supplier (530) supplies energy to the plug-in hybrid vehicle (110). The plug-in hybrid vehicle (110) has a built-in plug-in transport controller (565), a DC energy storage device (570), a heat storage device (575), and further other energy that is fluid, compressed air or the like. It has a built-in distributed generator (580) with a storage device (585).
Also in this situation, the electrical supply (530) used interchangeably as a fixed host for the plug-in transport device preferably has at least one local controller, an energy storage controller (535).
The preferred embodiment has a fixed energy storage device, described herein as a DC storage device (540). It further comprises a stationary heat storage device (545).
It further comprises a distributed generator (550) that locally supplies waste heat, a by-product used locally, as a means of improving overall efficiency. The fixed distributed generator (550) further comprises a different type of energy storage facility, such as compressed air, incidentally described here as another energy storage device (555).

HyGaSSの組み合わされた特徴により、価格が動的になることが可能となり、それによって、エネルギ蓄積装置に供給される出力エネルギの値段は、エネルギー供給器のエネルギ効率及び排出の最小化を統合することに従って、動的に変化するのが好ましい。   The combined features of HyGaSS allow the price to be dynamic, so that the price of the output energy supplied to the energy storage device integrates the energy efficiency of the energy supplier and the minimization of emissions. It is preferable to change dynamically.

図6について、所定の実用的な供給器についての多数のパラメータ間の代表的な関係が示されている。ピーク需要のパラメータは、供給されるエネルギのピーク単位当たりの経済的コストである。ピーク需要はしばしば関連する開始時間及び終了時間を有し、夫々開始時間帯及び終了時間帯として示される。
供給されるエネルギの各ユニットはまた、$/kwhに対して等価エネルギーとして示されるエネルギレートを少なくとも有する。
時間帯別料金(time of day rates)が利用可能な実例については、更に個別の開始及び終了期間を有してもよい。エネルギ生成器である各電力系統(utility)の供給器は、標準数CO2排出ファクタとして記載されるように生成されるエネルギユニット当たりのCO2排出の種々の程度を有する。各電力系統の供給器は、電気のようなエネルギの特定の形式を付与し、以降の使用に備えて格納することができる。
エネルギ蓄積装置は、エネルギ損失の程度を変え、それは蓄積効率ファクタと示されて、それによってユニットは損失無く蓄積される。各電力系統の供給器は副産物である排熱を産出し、それは熱効率ファクタ(即ち、燃料の入力単位当たりで生成される有用な熱エネルギがどれだけか)及び熱効率光率と示される出力温度の両方で示される。
結局、図6は通信方法及びノードを示す通信パラメータを提供する。メインはワイヤ付きブロードバンドインターネット接続を示し、パラメータはコントローラの局所的パラメータを示し、アウトドアはワイヤレス接続を示す。
With respect to FIG. 6, a representative relationship between a number of parameters for a given practical feeder is shown. The peak demand parameter is the economic cost per peak unit of energy supplied. The peak demand often has an associated start time and end time, indicated as a start time zone and an end time zone, respectively.
Each unit of energy supplied also has at least an energy rate, expressed as equivalent energy to $ / kwh.
For instances where time of day rates are available, it may further have separate start and end periods. Each utility utility supplier, which is an energy generator, has varying degrees of CO 2 emissions per energy unit produced as described as a standard number CO 2 emission factor. Each power system supplier can be given a specific form of energy, such as electricity, and stored for future use.
The energy storage device changes the degree of energy loss, which is indicated as the storage efficiency factor, whereby the unit is stored without loss. Each power system supplier produces by-product waste heat, which is a thermal efficiency factor (i.e., how much useful thermal energy is generated per unit of fuel input) and the output temperature expressed as thermal efficiency light rate. Shown in both.
Finally, FIG. 6 provides communication parameters indicating communication methods and nodes. The main indicates a wired broadband internet connection, the parameter indicates a local parameter of the controller, and the outdoor indicates a wireless connection.

図7について、所定のエネルギ蓄積装置についての多数のパラメータ間の代表的な関係が示されている。タイプ/SN#のエネルギ蓄積装置のパラメータは、必要な情報を供給して、安全且つ効率的なエネルギ蓄積を確実にする。示されたタイプは、バッテリ及び大容量キャパシタを含む。更なる識別子が示されれば、製造業者及びモデル#のように必要な一層多くの特定性が付与される。連続番号の#は、エネルギ蓄積装置を所定のプラグインハイブリッド乗物、所有者のクラスあるいは割合コードのクラスにリンクするのに最適な独自の識別子を付与する。
充電速度限界kwh/時のパラメータは、バッテリは大容量キャパシタよりも可成り充電速度が遅いとのように、時間の関数として、エネルギ入力の最大速度を示す。現在の充電kwhは可能な範囲まで、リアルタイムを追尾し、定数項(absolute terms)(モデルタイプを有する)に於けるエネルギ蓄積レベルは十分な容量を付与する一方、連続番号の#は、充電サイクル等の年度、#からなる(account for)あらゆるレベルのディレーティング(de-rating)を付与するだろう。
リアルタイムの充電速度は、充電限界速度よりも遅いであろう現在の充電速度を示す。目標とする蓄積要求は、予測される開始時間帯に開始すると予測され、且つ要求される終了時間帯までに完了しなければならない所望のエネルギレベルを示す。
GPS位置は、プラグインハイブリッド装置のリアルタイムの物理的な位置を提供し、これは乗物が再充電される必要の前に特定の充電箇所に戻るか、或いは特定の充電箇所(即ち、家から離れた休暇旅行又は出張)に戻るであろうか否かの現実的な予想を決定するのに用いられる。
レートコード/ランク#は、異なる収入規模(例えば卸売、小売り、割引等)を識別する手段を提供する。また、ランクは更なる区別を提供する。目的コード/ランク#は、例えばコスト、排出等を最小化したい所有者間の区別を可能にし、再度、ランクは更なる区別を提供する。
With respect to FIG. 7, a representative relationship between a number of parameters for a given energy storage device is shown. The type / SN # energy storage device parameters provide the necessary information to ensure safe and efficient energy storage. The types shown include batteries and large capacitors. If more identifiers are indicated, more specificities as required, such as manufacturer and model #, are given. The sequence number # gives a unique identifier that is optimal for linking the energy storage device to a given plug-in hybrid vehicle, owner class or percentage code class.
The charge rate limit kwh / hour parameter indicates the maximum rate of energy input as a function of time, such that the battery is significantly slower than the large capacitor and the charge rate is slower. The current charge kwh tracks real time to the extent possible and the energy accumulation level in absolute terms (with model type) provides sufficient capacity, while the # in the sequence number indicates the charge cycle All levels will be de-rated with an account for #.
The real-time charge rate indicates the current charge rate that will be slower than the charge limit rate. The target accumulation request indicates the desired energy level that is expected to start at the expected start time and must be completed by the required end time.
The GPS location provides the real-time physical location of the plug-in hybrid device, which either returns to a specific charging point before the vehicle needs to be recharged, or a specific charging point (i.e. away from home). Used to determine a realistic prediction of whether or not to return to a vacation or business trip.
Rate code / rank # provides a means of identifying different revenue sizes (eg, wholesale, retail, discount, etc.). Rank also provides further distinction. The purpose code / rank # allows differentiation between owners who want to minimize costs, emissions, etc., again, rank again provides further distinction.

図8について、最適なプロフィールを生成する際に、エネルギ需要を予測するのに用いられるエネルギ使用の履歴の例が提供される。エネルギは、プラグインハイブリッド乗物に要求され格納されるエネルギ形式で記載される。平日又は休日は、明らかな平日、1週間の平日、明らかな休日を特定することができ、又は実行履歴を追跡する当該技術分野で公知のあらゆる手段を付与する。ピーク需要は、開始時間帯の特定時間及び終了時間帯の特定時間についての最大の消費率を示し、その一方、エネルギ等価は累積的なエネルギー消費を示す。   With respect to FIG. 8, an example of an energy usage history that is used to predict energy demand in generating an optimal profile is provided. Energy is described in the form of energy required and stored in a plug-in hybrid vehicle. Weekdays or holidays can identify obvious weekdays, weekdays, obvious holidays, or provide any means known in the art for tracking execution history. The peak demand indicates the maximum consumption rate for a specific time in the start time zone and a specific time in the end time zone, while energy equivalence indicates cumulative energy consumption.

多数の更なるパラメータが用いられ得る。実際上、HyGaSS制御システムには、図6乃至図8及び図13に示されたデータポイントよりも可成り多くのデータポイントが実際あってもよい。   A number of additional parameters can be used. In practice, the HyGaSS control system may actually have significantly more data points than those shown in FIGS.

図9A−図9Cは、修正された高効率の流動型エネルギ蓄積システムを示す。好ましい実施例は、ピーク時間以外で次の「膨張」(即ち、発電)に備えて、オフピークのエネルギ率を用いることにより、オフピーク中に流動型エネルギ蓄積システムを「充電」する。特に好ましい流動エネルギ蓄積システムは、熱流動流体を用いる。
特に好ましい熱流動流体は、少なくとも1つの吸収器及び1つの冷媒から選択された2つの要素から構成されるが、2種混合溶液の使用もまた可能である。熱流動流体は、熱流動流体内に熱エネルギを運搬する手段としての熱交換器に流体が行来可能に繋がり、エンタルピを増加させる結果となる。
9A-9C illustrate a modified high efficiency fluid energy storage system. The preferred embodiment “charges” the fluid energy storage system during off-peak hours by using off-peak energy rates in preparation for the next “expansion” (ie, power generation) other than during peak hours. A particularly preferred fluid energy storage system uses a heat fluid fluid.
A particularly preferred thermal fluid is composed of two elements selected from at least one absorber and one refrigerant, although the use of a binary mixture is also possible. The heat-fluid fluid is connected to the heat exchanger as a means for carrying heat energy into the heat-fluid fluid so that the fluid can come and go, resulting in an increase in enthalpy.

図9Aは、作動流体を加圧する(即ち、圧力を高める)オフピークの電気又は又は風/太陽/地熱に駆動された熱流動型ポンプ(850)に及ぶ外部オフピークエネルギ源(800)を示している。生じた高圧の熱流動流体は、熱流動型高圧蓄積装置(990)を具えるアキュムレータ内に格納される。このシナリオは、ピーク時の消費に備えて、オフピークエネルギを格納する鞘取り(arbitrage)ポジションから始まる多数の利点を持っており、それらは多くの場合にオフピークのレートがピークレートの一部になり得る。
更に、より重要なことには、ピーク期間はしばしば太陽光のピークレベルに関連して、それにより、格納された熱流動流体のエンタルピを増加させるのに、太陽エネルギが用いられることが可能になる。
FIG. 9A shows an external off-peak energy source (800) spanning a heat-fluid pump (850) driven by off-peak electricity or wind / solar / geothermal to pressurize (ie increase pressure) the working fluid. . The generated high-pressure heat-fluidized fluid is stored in an accumulator including a heat-fluid-type high-pressure storage device (990). This scenario has a number of advantages starting with an arbitrage position that stores off-peak energy in preparation for peak consumption, which in many cases the off-peak rate can be part of the peak rate. .
Moreover, more importantly, the peak period is often related to the peak level of sunlight, thereby allowing solar energy to be used to increase the enthalpy of the stored thermal fluid. .

図9Bは、ガソリン燃焼器(910)のような外部熱源が、熱流動型高圧蓄積装置(990)内の熱流動流体のエンタルピを増加させるのに用いられる1つの代表的なシナリオを示す。他の方法は、液体熱流動型熱交換器(960)への液体を、熱流動型高圧蓄積装置(990)又はボイラ或いは加熱炉にさえ置く。より高いエンタルピを有する熱流動流体は、熱流動型膨張モータ(970)の膨張段階を介して電力を生成する。
熱流動流体が再使用されるシナリオの元では、膨張流体は熱流動型低圧蓄積装置(980)内に格納される。他のシナリオ、特に熱流動流体が圧縮空気の場合は、膨張流体が大気に放出されることを含む。
FIG. 9B illustrates one exemplary scenario in which an external heat source, such as a gasoline combustor (910), is used to increase the enthalpy of the heat fluid within the heat fluid high pressure storage device (990). Other methods place the liquid to the liquid heat flow heat exchanger (960) in a heat flow high pressure accumulator (990) or even a boiler or furnace. A thermofluid having a higher enthalpy generates electrical power through the expansion phase of a thermofluid expansion motor (970).
Under the scenario where the heat fluid is reused, the expansion fluid is stored in a heat fluid low pressure accumulator (980). In other scenarios, particularly where the heat fluid is compressed air, it involves the expansion fluid being released to the atmosphere.

図9Cは、下部臨界溶解温度及び吸収されたCO2を有するイオン液体/ポリカーボネート/ポリマーを含む要素から構成された熱流動流体としての2種混合流体を示す。2種混合流体の高圧エネルギ蓄積装置(700)は高圧で2種混合流体を格納する。2種混合流体は、作動流体と熱流動型熱交換器(960)によって駆動される吸収剤のその2つの主成分へ分離され、CO2のニュートラル(相殺)源から熱エネルギを得るのが好ましい。
比較的低濃度の作動流体(即ち、CO2)を有する吸収剤と言及される生じる希釈液は、希釈液の容量型エンジン(710)によって、流動圧を回収することによって電力を生成し、該エンジンはジェロータ(内接ギア)ポンプ、軸芯が曲がっているポンプ、ピストンポンプ及び他の容量型ポンプの装置の範囲である。
作動流体を分離して生じた分離CO2は、続いて熱流動型熱交換器(730)によって加熱され、エンタルピを増加させる。熱流動型膨張モータ(970)内で熱流動流体を続いて膨張させることにより電力が生成され、該モータはジェロータポンプ、軸芯が曲がっているポンプ、ピストンポンプ及び従来の膨張装置(即ち、タービン)を含み得る。膨張流体は次に、熱流動型低圧蓄積装置(980)内に格納される。
FIG. 9C shows a binary mixed fluid as a thermofluidic fluid composed of elements comprising an ionic liquid / polycarbonate / polymer having a lower critical dissolution temperature and absorbed CO 2 . The high-pressure energy storage device 700 for the two-type mixed fluid stores the two-type mixed fluid at a high pressure. Two mixed fluid is separated into its two principal components of the absorbent driven by a working fluid and the heat flow-type heat exchanger (960), preferably obtained heat energy from CO 2 neutral (canceled) source .
The resulting diluent, referred to as an absorbent having a relatively low concentration of working fluid (i.e., CO 2 ), generates power by recovering fluid pressure by the diluent volumetric engine (710), Engines range from gerotor (internal gear) pumps, pumps with bent shafts, piston pumps and other displacement pumps.
The separated CO 2 generated by separating the working fluid is subsequently heated by the heat fluid heat exchanger (730) to increase the enthalpy. Electric power is generated by the subsequent expansion of the thermofluid fluid in a thermofluid expansion motor (970), which includes a gerotor pump, a pump with a bent shaft, a piston pump and a conventional expansion device (i.e., Turbine). The expanded fluid is then stored in a heat flow low pressure storage device (980).

図10は、ポンプを直接駆動するエンジンを用いて、熱流動流体の圧力を高める他の実施例を示す。好ましいエンジンは、太陽光、地熱、風、潮、及びバイオマス燃焼を含む他のカテゴリのエネルギ源によって駆動される。特に好ましい他のエネルギ源は、排熱を産出する。生じた排熱は、熱流動流体のエンタルピを増加させるのに直接用いられ、又は後の及び/又は必要な際のエネルギ生成に備えて、熱エネルギ蓄積装置に格納される。
1つの代表的なシナリオは、ガソリン(900)を含む外部燃料源の使用であり、それはエタノール/ブタノール/バイオディーゼルのようなバイオマスから抽出されるのが好ましく、ガソリン駆動される熱流動型ポンプ(950)を駆動する。熱流動型ポンプには、直接に流動型ポンプを駆動する外燃機関が好適である。
直接駆動型の流動型ポンプは、以前に記載したように、熱流動流体のエンタルピを増加させる排熱回収装置(80)により、直接駆動型の電気生成器又は伝達器よりも効率的である。電力消費が電力生成と同期しない工程である場合は、熱エネルギは付随的に熱蓄積装置(545)内に格納される。この格納された熱エネルギは、熱流動型熱交換器(960)を介してエンタルピを増加させるのに用いられる。電力は、熱流動型膨張モータ(970)内で熱流動流体を続いて膨張することによって生成される。膨張された流体は次に、熱流動型低圧蓄積装置(980)内に格納される。
FIG. 10 shows another embodiment in which the pressure of the heat fluid is increased using an engine that directly drives the pump. Preferred engines are powered by other categories of energy sources including sunlight, geothermal, wind, tide, and biomass combustion. Another energy source that is particularly preferred produces exhaust heat. The resulting waste heat is used directly to increase the enthalpy of the thermal fluid, or is stored in a thermal energy storage device for later and / or necessary energy generation.
One typical scenario is the use of an external fuel source including gasoline (900), which is preferably extracted from biomass such as ethanol / butanol / biodiesel, and is a gasoline-driven heat fluid pump ( 950). An external combustion engine that directly drives the fluid type pump is suitable for the heat fluid type pump.
The direct drive fluid pump is more efficient than the direct drive electricity generator or transmitter due to the exhaust heat recovery device (80) that increases the enthalpy of the heat fluid as previously described. If the power consumption is a process that is not synchronized with power generation, the thermal energy is incidentally stored in the heat storage device (545). This stored thermal energy is used to increase the enthalpy through the heat flow heat exchanger (960). Electric power is generated by subsequent expansion of the heat flow fluid in a heat flow expansion motor (970). The expanded fluid is then stored in a heat flow low pressure storage device (980).

図11は、高圧(即ち、充電された)の熱流動流体の排出を制御して、総エネルギ効率を最大にするフローチャートである。更に予測されるゴールは、CO2排出の総量を最小にすることを含んでおり、熱流動流体を充電するのに用いられる全てのエネルギ源を考慮に入れる。
例えば、バイオ燃料に駆動される熱流動型エンジンは、一次的なエンジンで、バイオ燃料の燃焼からのCO2排出を含み、しかるに風駆動されるタービンは、第1段階にて排出はゼロである。
総エネルギー効率を最大にすることは、一次的なエンジンのエネルギ効率、熱流動型エンジンの既知/計算されたエネルギ効率、及び次の熱流動流体の充填迄の既知/計算されたエネルギ消費の原因となる排熱源から作動流体内へ熱を移動させることによって、エンタルピゲインに達するように決定されたレートで、熱流動流体の膨張が行われることを確実にすることによって達成される。
この方法の重要な成功要因は、輸送装置内のユーザの電子カレンダのキーボード入力、全地球測位システムの工程設定、又は輸送装置の運転手又は輸送装置自体の何れかの履歴データをも含む入力範囲から正確な目的地を決定することである。
総エネルギ効率を最大にすることは、さらに熱流動型流体アキュムレータの容量を追跡する少なくとも1つのパラメータを含んでいる。
好ましくは、最も重要なゴールの1つは、アキュムレータ内の適切な予備容量を確実にして、回生制動(gegenerative braking)、換言すれば、従来の熱流動型ハイブリッドシステムから充電することである。単純な樹状図によって、熱流動型高圧蓄積装置(990)内に、目的地に達するのに十分な蓄積エネルギ(600)が、十分な蓄積装置に存在するかを決定することができる。
及び所望の目的地に到達するのに適切な熱エネルギーが利用可能であるとき、目的地に到着するのに十分な熱蓄積(610)があるとき、蓄積されたエネルギがオフピークのエネルギ消費によって得られると仮定すると、電力は熱流動型膨張モータ(970)内の熱流動流体を直接に膨張させることによって生成される。
膨張された流体は次に、熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に格納される。不適切に蓄積されたエネルギが現存のエンタルピ値内に存在し、適切な熱エネルギの供給が利用可能であるとき、熱エネルギが熱流動流体よりも温度が高いと仮定すると、熱流動流体のエンタルピは熱流動型熱交換器(960)を介して熱蓄積装置(545)内に格納された熱エネルギを用いることによって増加し、その後に、熱流動型膨張モータ(970)内の熱流動流体を膨張させることにより、電力は再び生成される。
膨張された流体は次に、熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に格納される。流動及び熱エネルギの組み合わせ形式で格納された不適切な量の両方のエネルギが目的地に到着するのに利用可能であるとき、外部燃料の熱流動型ポンプであるガソリン駆動装置(950)は、直接用いられ又は好ましくは熱流動型の高圧蓄積装置(990)内に格納される更なる電力を生成し、副産物である排熱は排熱回収装置(80)によって回収される。
FIG. 11 is a flowchart for controlling the discharge of high pressure (ie, charged) heat fluid to maximize total energy efficiency. Further anticipated goals include minimizing the total amount of CO 2 emissions, taking into account all energy sources used to charge the heat fluid.
For example, a biofuel driven thermal fluid engine is a primary engine that includes CO 2 emissions from biofuel combustion, while a wind driven turbine has zero emissions in the first stage. .
Maximizing the total energy efficiency is responsible for the primary engine energy efficiency, the known / calculated energy efficiency of the heat fluid engine, and the known / calculated energy consumption until the next heat fluid fluid charge. This is accomplished by ensuring that the thermal fluid expansion takes place at a rate determined to reach enthalpy gain by transferring heat from the exhaust heat source into the working fluid.
An important success factor of this method is the input range that includes the user's electronic calendar keyboard entry in the transport device, the global positioning system process settings, or the historical data of either the transport device driver or the transport device itself. Is to determine the exact destination.
Maximizing the total energy efficiency further includes at least one parameter that tracks the capacity of the heat flow fluid accumulator.
Preferably, one of the most important goals is to ensure adequate reserve capacity in the accumulator and charge from regenerative braking, in other words, a conventional heat-fluid hybrid system. A simple dendrogram can determine whether there is enough stored energy (600) in the heat storage high pressure storage device (990) to reach the destination in sufficient storage device.
And when adequate thermal energy is available to reach the desired destination, when there is sufficient heat accumulation (610) to arrive at the destination, the stored energy is gained by off-peak energy consumption. Assuming that the power is generated, the power is generated by directly expanding the heat flow fluid in the heat flow expansion motor (970).
The expanded fluid is then stored in a heat flow type low pressure accumulator (980). Assuming that the improperly stored energy is within the existing enthalpy value and that a suitable supply of thermal energy is available, assuming that the thermal energy is hotter than the thermal fluid, the enthalpy of the thermal fluid Is increased by using the thermal energy stored in the heat storage device (545) through the heat fluid heat exchanger (960), and then the heat fluid in the heat fluid expansion motor (970) is removed. By inflating, power is generated again.
The expanded fluid is then stored in a heat flow type low pressure accumulator (980). When an inappropriate amount of both energy stored in a combined form of flow and heat energy is available to reach the destination, the gasoline drive (950), an external fuel heat flow pump, Additional power is generated that is used directly or stored in a high pressure storage device (990), preferably of a heat flow type, and waste heat that is a by-product is recovered by the exhaust heat recovery device (80).

図12は、高圧熱流動流体の排出を制御して、最小の作動コストを達成することを記載したフローチャートである。1つの代表的な用途は、夜のオフピークのエネルギにて熱流動型システムを充電することであり、これは従来からピークエネルギのコスト及び/又は事実上全ての燃料源のコストの一部である。
好ましい実施例は、多数の樹状図を有し、1つの代表的な樹状図は、熱流動型アキュムレータ内に格納されたエネルギが、輸送装置の一次的エンジンを使用することなく、目的地に到着するには不適切である場合である。そのようなシナリオの下では、熱流動流体の排出は、熱エネルギが熱流動流体のエンタルピを増加させるように格納され又は利用可能なときにのみ生じる。
他の例は、熱流動型アキュムレータ内に格納されたエネルギが、目的地に到着するのに十分なことである。このシナリオを用いると、熱流動エネルギの作動コストが熱蓄積装置から得られる更なるゲイン効率を用い又は用いることなく、一次的なエンジンよりも可成り低いと仮定して、排出速度はアキュムレータの最大低下に達するように決定される。
他の単純な樹状図は、熱流動型の高圧蓄積装置(990)内に目的地に到達するのに十分な蓄積が存在するか(600)を決定する。熱エネルギがエンタルピ(630)を増加させるように現在の熱蓄積装置を利用可能であるならば、電力は熱流動型膨張モータ(970)内の熱流動流体を直接膨張することにより生成される。膨張された流体は次に熱流動型低圧蓄積装置(980)内に格納される。不適切な蓄積エネルギが、現存のエンタルピ値にて存在し、適切な熱エネルギの供給が利用可能なときは、熱エネルギが熱流動流体よりも温度が高いと仮定して、熱流動流体のエンタルピは熱流動型熱交換器(960)を介して熱蓄積装置(545)内に格納された熱エネルギを用いることによって増加し、その後に、熱流動型膨張モータ(970)内の熱流動流体を膨張させることにより、電力は再び生成される。
膨張された流体は次に、熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に格納される。流動体及び熱エネルギの組み合わせ形式で格納された不適切な量の両エネルギが目的地に到着するのに利用可能であるとき、外部燃料の熱流動型ポンプであるガソリン駆動装置(950)は、直接用いられ又は好ましくは熱流動型高圧蓄積装置(990)内に格納される更なる電力を生成し、副産物である排熱は排熱回収装置(80)によって回収される。
FIG. 12 is a flow chart describing controlling the discharge of high pressure heat fluid to achieve a minimum operating cost. One typical application is to charge a heat flow system at night off-peak energy, which is traditionally part of the cost of peak energy and / or the cost of virtually all fuel sources. .
The preferred embodiment has a number of dendrograms, one representative dendrogram showing that the energy stored in the heat-fluid accumulator can be transmitted to the destination without using the primary engine of the transport device. If it is inappropriate to arrive at. Under such a scenario, the discharge of the thermal fluid only occurs when thermal energy is stored or available to increase the enthalpy of the thermal fluid.
Another example is that the energy stored in the heat flow accumulator is sufficient to reach the destination. Using this scenario, the discharge rate is the maximum of the accumulator, assuming that the operating cost of heat flow energy is significantly lower than the primary engine, with or without the additional gain efficiency obtained from the heat storage device. Decided to reach decline.
Another simple dendrogram determines whether there is sufficient accumulation (600) to reach the destination in the heat flow high pressure accumulator (990). If the current heat storage device is available so that the thermal energy increases the enthalpy (630), power is generated by directly expanding the thermal fluid in the thermal fluid expansion motor (970). The expanded fluid is then stored in a heat flow type low pressure accumulator (980). If an improper stored energy exists at the existing enthalpy value and an adequate supply of thermal energy is available, the thermal fluid enthalpy is assumed assuming that the thermal energy is hotter than the thermal fluid. Is increased by using the thermal energy stored in the heat storage device (545) through the heat fluid heat exchanger (960), and then the heat fluid in the heat fluid expansion motor (970) is removed. By inflating, power is generated again.
The expanded fluid is then stored in a heat flow type low pressure accumulator (980). When an inappropriate amount of both energy stored in the combined form of fluid and heat energy is available to arrive at the destination, the gasoline drive (950), which is an external fuel heat flow pump, Additional power is generated that is used directly or preferably stored in a heat fluidized high pressure storage device (990), and the by-product exhaust heat is recovered by the exhaust heat recovery device (80).

種々の実施例は、様々の代表的なパラメータ及びパラメータの典型的な値を用い得る。これらのパラメータは、夫々の定義を有する下記を含む。   Various embodiments may use various representative parameters and typical values for the parameters. These parameters include the following with their respective definitions:

充電した状態で熱流動流体を得るのに支払うkg当たりの平均コストである、kg当たりの熱流動流体のエネルギコスト。   Energy cost of heat fluid per kg, which is the average cost per kg paid to obtain heat fluid in a charged state.

流体を充電するのに予測されるkg当たりのコストであるkg当たりの熱流動流体のエネルギの交換コスト。   The cost of exchanging heat fluid energy per kg, which is the expected cost per kg to charge the fluid.

温度及び圧力の関数として、熱力学的状態式又は非線形式の何れかによって表されるエンタルピの熱流動流体のエネルギゲイン。   The energy gain of an enthalpy thermal fluid expressed as either a thermodynamic equation of state or a non-linear equation as a function of temperature and pressure.

熱流動流体アキュムレータの容量。   Capacity of thermal fluid accumulator.

熱流動流体アキュムレータの充電レベル。   The charge level of the thermal fluid accumulator.

一次的なエンジンの熱エネルギ源の温度。   The temperature of the primary engine thermal energy source.

燃料を得る為に支払うkW当たりの平均コストであるkW当たりの一次的なエンジンの燃料コスト。   Primary engine fuel cost per kW, which is the average cost per kW paid to get fuel.

走行速度及び減速速度の関数として力/質量又は非線形式の何れかで表される輸送装置の再生エネルギゲイン。   Regenerative energy gain of the transport device expressed as either force / mass or non-linear equation as a function of travel speed and deceleration speed.

走行速度及び減速速度の関数として力/質量又は非線形式の何れかで表される輸送装置の加速エネルギゲイン。   Acceleration energy gain of the transport device expressed as either force / mass or non-linear equation as a function of travel speed and deceleration speed.

燃料タンクを満タンにするのに予測されるkW当たりの一次的なエンジンの燃料交換コスト。   Primary engine refueling cost per kW expected to fill the fuel tank.

リアルタイムセンサが、圧力、温度、アキュムレータレベル、燃料レベル、膨張器によるエネルギ生成、輸送装置の走行速度、輸送装置の位置、及び推定される輸送装置の質量を監視するのに用いられる。   Real-time sensors are used to monitor pressure, temperature, accumulator level, fuel level, expander energy generation, transport device travel speed, transport device position, and estimated transport device mass.

図13Aについて、加圧された作動流体を最小の2段階へ排出する速度を制御する方法が示されている。好ましい第1段階の熱流動型高圧蓄積装置(990)からの排出圧及び温度は、様々な作動流体の分離内で生じ、ガスは熱流動型膨張モータ(970)内で膨張される。
好ましい第2段階の排出圧力と温度は、ガスが第2段階から第3段階へ位相遷移する前であって、熱流動流体がガス/液体遷移(640)となる以前に生じる。
更なるエネルギは、容積式(positive displacement)エンジン(650)内で作動流体を液体に膨張することによって抽出され、膨張された作動流体は次に、熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に格納される。
With respect to FIG. 13A, a method of controlling the rate at which pressurized working fluid is discharged to a minimum of two stages is shown. The discharge pressure and temperature from the preferred first stage heat fluidized high pressure accumulator (990) occurs in the separation of the various working fluids and the gas is expanded in the heat fluidized expansion motor (970).
The preferred second stage exhaust pressure and temperature occurs before the gas phase transitions from the second stage to the third stage and before the heat flow fluid enters the gas / liquid transition (640).
Further energy is extracted by expanding the working fluid into a liquid in a positive displacement engine (650), which is then expanded into a heat flow type low pressure accumulator (980). Stored.

図13Bについて、従来のヒートポンプが大気エネルギを用いて1つ(即ち、1)よりも大きな性能計数を得るのと同じ方法で、大気エネルギを用いて、熱流動流体のエンタルピを増加させる特に好ましい実施例が示されている。
この大気エネルギは、「無料の」エネルギ源となるが、あらゆる熱力学サイクルのように、この大気エネルギは作動流体の温度が大気温度未満のときにのみ利用可能である。これは、熱流動型の高圧蓄積装置(990)から以前に加圧された熱流動流体を用いる2段階膨張を用いることによって、達成される。
膨張エネルギの第1段階は、熱流動型膨張モータ(970)によって機械的エネルギに変換される。高圧熱流動流体の開始温度は、等(又は大凡等しい)エントロピで大気温度よりも十分低い温度の流体を産出するように(丁度空調又は冷凍ユニットのように)、十分に低いことが好ましく、この冷凍能力はエネルギ消費を減じる更なる方法として用いられるのが理想的である。
大気エネルギは、大気エネルギ熱交換器(660)によって熱流動流体内に搬送される。更なるエネルギは、排熱吸収装置(80)によって回収される、より高温の熱エネルギによって熱流動流体に直接搬送され、又は熱流動型熱交換器(960)を介して熱蓄積装置(545)内に格納される。
更に高いエンタルピの熱流動流体は膨張されて、熱流動型第2膨張モータ(670)によって電力を生成し、続いて膨張された流体は熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に格納される。
With reference to FIG. 13B, a particularly preferred implementation of increasing the enthalpy of a thermal fluid using atmospheric energy in the same way that a conventional heat pump obtains a performance factor greater than one (ie, 1) using atmospheric energy. An example is shown.
This atmospheric energy is a “free” energy source, but, like any thermodynamic cycle, this atmospheric energy is only available when the working fluid temperature is below ambient temperature. This is accomplished by using a two-stage expansion using a heat fluid that has been previously pressurized from a heat fluidized high pressure accumulator (990).
The first stage of expansion energy is converted to mechanical energy by a heat flow expansion motor (970). The starting temperature of the high pressure heat fluid is preferably low enough to produce a fluid with an equal (or roughly equal) entropy and well below the ambient temperature (just like an air conditioning or refrigeration unit). Ideally, refrigeration capacity is used as a further method of reducing energy consumption.
Atmospheric energy is conveyed into the thermal fluid by an atmospheric energy heat exchanger (660). Additional energy is recovered by the exhaust heat absorber (80), conveyed directly to the heat fluid by hot thermal energy, or via a heat fluid heat exchanger (960) to the heat storage device (545). Stored in.
The higher enthalpy heat flow fluid is expanded and generates power by the heat flow type second expansion motor (670), and the expanded fluid is then stored in the heat flow type low pressure accumulator (980). .

一実施例は、少なくとも2つの別個の膨張段階を有するエネルギ生成システムであり、2つの膨張段階は、熱流動流体の温度が現在の大気温度よりも低い結果となり、熱流動流体のエンタルピを増加させる加熱工程が続く第1膨張段階と、システム内にて1つの膨張段階よりも大きな性能計数に帰結する第2膨張段階を含む。   One example is an energy generation system having at least two separate expansion stages, where the two expansion stages result in the temperature of the thermal fluid being lower than the current atmospheric temperature, increasing the enthalpy of the thermal fluid. A first expansion stage followed by a heating process, and a second expansion stage that results in a performance count greater than one expansion stage in the system.

エネルギ生成システムは、少なくとも1つの吸収剤と少なくとも1つの吸収性物質から構成される2種混合流体を含むのが好ましい。吸収剤から吸収性物質を取り除く好ましい方法は、少なくとも1つの非熱方法により、該非熱方法は、例えば磁気冷凍、蒸気圧縮ヒートポンプ・コンデンサ、太陽光に活性化された直接のスペクトル光吸収、電気透析、静電界、薄膜分離、電子分離、浸透法、ガス遠心分離機、渦巻チューブCO2−液体吸収器、デカンティング、或いはそれらの組み合わせを含む。吸収性物質を取り除くのに特に好ましいエネルギは、オフピークの電気、格納された電気、或いはそれらの組み合わせから得られる。 The energy generation system preferably includes a two-component fluid composed of at least one absorbent and at least one absorbent material. A preferred method of removing absorbent material from the absorbent is by at least one non-thermal method, such as magnetic refrigeration, vapor compression heat pump condenser, solar activated direct spectral light absorption, electrodialysis , Electrostatic field, thin film separation, electron separation, permeation method, gas centrifuge, swirl tube CO 2 -liquid absorber, decanting, or combinations thereof. Particularly preferred energy for removing the absorbent material is derived from off-peak electricity, stored electricity, or a combination thereof.

図14は、2種混合流体の高圧エネルギ蓄積装置(700)内に熱流動流体(2種混合流体)を格納するエネルギ生成システムの他の実施例を示す。2種混合流体は、熱エネルギ高温源(1020)(また、熱流動型熱交換器(730)を介して吸収性物質の周りのヒートパイプを駆動するのに用いられる)から熱流動流体を分離する吸収性物質(720)及び吸収剤内へ熱流動型熱交換器(960)を流体が行来可能に接続することによる従来の熱的方法を用いて分離され、熱エネルギ源の温度は、沸点以上であり、該沸点はヒートパイプ蒸発器(1010)によってヒートパイプコンデンサ(1000)に回収される希釈液、及びヒートパイプ蒸発器(1050)によってヒートパイプコンデンサ(1040)に回収される吸収性物質の熱エネルギ、又はそれらの組み合わせの両方の可成りの部分(少なくとも80%)を有し、それらは希釈液の容積式エンジン(710)による吸収剤の流動エネルギ、熱流動型膨張モータ(970)による吸収性物質の膨張エネルギ又は流動エネルギ、またはそれらの組み合わせによって電力を生成する前に回収される。
膨張された希釈液及び吸収性物質は、最終的には熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に排出され、非同期でエネルギを生成し、その後に吸収することができるのに加えて、システムに一時的に蓄積する更なる利益をもたらす。
これは好ましい方法である、何故なら一層高品質の熱源から熱エネルギを要求することを最小限に抑えるからである。吸収性物質のエンタルピは、低品質の熱源によって増加され、該熱源は熱流動型熱交換器(1060)と流体が行来可能に繋がったHVAC/Rシンク(1070)、熱エネルギ低温源(1030)及び/又は熱流動型熱交換器(730)と流体が行来可能に繋がったHVACシンク(1080)によって冷凍される。
これは太陽光の用途の例に特に好ましく、高温にするには、集光器を追跡する主要で集約的な太陽熱収集器がしばしば必要となる。非追跡型の標準的な収集器の使用は、熱エネルギとkW当たりのコストを低くすることを釣り合わせる。
当該技術分野で公知のエネルギを回収する優れた1つの方法は、ヒートパイプの使用であるが、一般的には除湿の目的で、高品質の熱源から2種混合の熱流動流体へ熱エネルギを伝搬する熱交換器を囲む様々な熱交換器装置である。他の方法は、回転する熱交換器ホィールである。
FIG. 14 shows another embodiment of the energy generation system in which the heat-fluid fluid (the binary fluid) is stored in the high-pressure energy storage device 700 for the binary fluid. The two-mixed fluid separates the thermal fluid from the thermal energy high temperature source (1020) (also used to drive the heat pipe around the absorbent material via the thermal fluid heat exchanger (730)). The absorbent material (720) and the fluidized heat exchanger (960) into the absorbent are separated using a conventional thermal method by reversibly connecting the fluid, and the temperature of the thermal energy source is The boiling point is equal to or higher than the boiling point, and the boiling point is a diluent recovered in the heat pipe condenser (1000) by the heat pipe evaporator (1010), and the absorptivity recovered in the heat pipe condenser (1040) by the heat pipe evaporator (1050). It has a significant portion (at least 80%) of both the thermal energy of the material, or a combination thereof, which is the flow energy of the absorbent by the diluent positive displacement engine (710), the thermal fluid expansion motor (970 ) Expansion energy of the absorbent material or We are collected before generating the electric power by the dynamic energy or a combination thereof.
In addition to the expanded diluent and absorbent material being finally discharged into a heat flow low pressure storage device (980) to generate energy asynchronously and then be absorbed, the system Will bring additional benefits to accumulate temporarily.
This is the preferred method because it minimizes the requirement for thermal energy from a higher quality heat source. The enthalpy of the absorbent material is increased by a low-quality heat source, which is an HVAC / R sink (1070) connected to a heat-fluid heat exchanger (1060) and fluid, and a heat energy cold source (1030). ) And / or the heat-fluid heat exchanger (730) and the HVAC sink (1080) in fluid communication with the fluid.
This is particularly preferred for solar applications, where high temperatures often require a main and intensive solar collector that tracks the collector. The use of non-tracking standard collectors balances thermal energy and lower cost per kW.
One excellent method of recovering energy known in the art is the use of heat pipes, but generally for the purpose of dehumidification, heat energy is transferred from a high-quality heat source to a two-component heat fluid fluid. Various heat exchanger devices surrounding a propagating heat exchanger. Another method is a rotating heat exchanger wheel.

他の実施例は、図17Aについて言及され、オフピーク時間中に、濃溶液から吸収性物質(720)を取り出して、オフピークのエネルギとピークのエネルギのレート間の差を取ることにより(arbitraging)、実質的な総効率を増加させ、kW当たりのコストを削減する利点がある。特に好ましい例は、オフピーク時間中に電子分離(electrodesorption)のような非熱分離装置(1090)の使用である。
電子分離エネルギは、熱分離エネルギよりもしばしば可成り低く、オフピークのエネルギレートがしばしばピークエネルギレートよりも可成り低い状態で結合した場合、電子分離エネルギは、キログラム当たりの実質的なコストを産出し、該コストは別の場合のキログラム当たりのピークエネルギの10%の程度までしばしば削除される。
分離された吸収性物質を格納する2種混合流体の高圧エネルギ蓄積装置(700)を更に用いることによって、希釈液容積式エンジン(710)内で希釈液を膨張し、この蓄積されたエネルギをピーク期間中に用いることができ、熱流動型熱交換器(1060)と流体が行来可能に繋がったHVAC/Rシンク(1070)、熱エネルギ低温源(1030)及び/又は熱流動型熱交換器(730)と流体が行来可能に繋がったHVACシンク(1080)によってエンタルピが増加した分離した吸収性物質は、熱流動型膨張モータ(970)を介して膨張される。
膨張された流体は次に、何れかの熱流動型の低圧蓄積装置(980)に格納され、該蓄積装置は再結合した吸収装置と吸収剤を格納し、又はその代わりに要求される吸収剤の量を最小にすべく、膨張された吸収性物質のみを格納する。
この方法の他の利点は、夜時間の温度に比較して、日中時間の温度が高く(殆どの場合、ピーク時間と一致する)、吸収性物質の膨張により可成り冷却されて、HVAC/R装置によって要求される電気消費を相殺するとの更なる利点がある。
Another example is referred to with respect to FIG. 17A, in which during the off-peak time, the absorbent (720) is removed from the concentrated solution and the difference between the off-peak energy and peak energy rates is taken (arbitraging). There are advantages to increasing the actual total efficiency and reducing the cost per kW. A particularly preferred example is the use of a non-thermal separation device (1090) such as electrode separation during off-peak hours.
Electron separation energy often yields substantial costs per kilogram when combined with the off-peak energy rate often well below the peak energy rate, often well below thermal separation energy. The cost is often deleted to the extent of 10% of the peak energy per kilogram in other cases.
By further using a dual fluid high pressure energy storage device (700) that stores the separated absorbent material, the diluent is expanded within the diluent volumetric engine (710) and the stored energy is peaked. HVAC / R sink (1070), thermal energy cold source (1030) and / or heat fluid heat exchanger that can be used during the period and fluidly connected to the heat fluid heat exchanger (1060) The separated absorbent material whose enthalpy has been increased by the HVAC sink (1080) in which the fluid is movably connected to (730) is expanded through the thermal fluid expansion motor (970).
The expanded fluid is then stored in any heat flow type low pressure storage device (980) which stores the recombined absorber and absorbent, or alternatively the required absorbent. Only the expanded absorbent material is stored to minimize the amount of
Another advantage of this method is that the daytime temperature is higher (mostly coincident with the peak time) compared to the nighttime temperature and is considerably cooled by the expansion of the absorbent material, so that the HVAC / There is a further advantage of offsetting the electricity consumption required by the R device.

図17Bは、エネルギ消費のオフピークシフト及びエネルギ生成のピークを利用する他の実施例を示す。この実施例は、希釈液(図面では熱吸収の排除は図示されない)内に吸収される「消費」吸収性物質を有する熱流動型の低圧蓄積装置(980)を用い、該希釈液はオフピーク時間中に熱流動型ポンプ(1100)によって2種混合流体の高圧エネルギ蓄積装置(700)内に加圧される。2種混合流体は希釈液に分別され、吸収装置(1120)内の上記の吸収性物質、及び非熱分離装置(1090)方法による分離装置吸収性物質(720)を吸収するのに再使用される。
高圧吸収性物質は、熱流動型の高圧蓄積装置(1110)に格納される。ピーク動作中に、格納された吸収性物質のエンタルピは熱流動型熱交換器(730)と流体が行来可能に繋がることによって増加し、次に続いて熱流動型膨張モータ(970)によって膨張される。
FIG. 17B illustrates another embodiment that utilizes an off-peak shift in energy consumption and a peak in energy generation. This example uses a thermofluidized low pressure accumulator (980) with a “consumable” absorbent that is absorbed in a diluent (exclusion of heat absorption is not shown in the figure), and the diluent has an off-peak time. The heat fluid type pump (1100) is pressurized into the high-pressure energy storage device (700) of the two-type mixed fluid. The two mixed fluids are separated into diluents and reused to absorb the above absorbent material in the absorber (1120) and the separator absorbent material (720) by the non-thermal separator (1090) method. The
The high pressure absorbent material is stored in a heat flow type high pressure storage device (1110). During peak operation, the enthalpy of the stored absorbent material is increased by the fluid flowable heat exchanger (730) and fluid communicatively connected, followed by expansion by the heat flow expansion motor (970). Is done.

図21に示す他の特に好ましい実施例は、取り出された吸収性物質(720)が、少なくとも2つの別個の膨張段階にて膨張されるエネルギ生成システムであり、第1膨張段階は、熱流動段階の第1膨張モータ(1310)内にて、熱流動流体の温度が現在の大気温度よりも低い結果に帰して、続いて加熱工程にて含まれる熱流動流体のエンタルピを、熱流動型熱交換器(1060)と流体が行来可能に繋がったHVAC/Rシンク(1070)、熱エネルギ低温源(1030)及び/又は熱流動型熱交換器(730)と流体が行来可能に繋がったHVACシンク(1080)によって増加させ、付随的に熱流動型の中間圧力蓄積装置(1500)内に格納されて、第1膨張段階と第2膨張段階を切り離し、第2膨張段階は、第1膨張段階の後(post)であって、排出された吸収性物質は熱流動型熱交換器(1530)に流体が行来可能に繋がった熱HVAC蓄積装置(1510)のタンク内に格納された(又は即座に用いられる)冷却を付与することによって、エンタルピが先ず増加し、次に続いて他の熱流動型熱交換器(1540)に流体が行来可能に繋がった大気温度源(1520)は、システム性能計数が1よりも大きな結果となる。高エンタルピの吸収性物質が付随的に、熱流動型の低圧蓄積装置(980)内に格納され、低圧は第1膨張段階に関連して、冷却を電力生成から切り離す。従来の非吸収型ヒートポンプ(即ち、蒸気圧縮)は1よりも大きな性能計数を有し、多くの場合4〜6と同じくらい高いことはヒートポンプの技術分野において周知である。
特に好ましい実施例は部分的に、吸収性物質を膨張し、その一方、膨張したエネルギを捕捉し、熱流動型モータ(1310)を駆動し、開始圧力及び温度は、第1膨張段階後の排出温度が現在の大気温度よりも低いところで得られた特定の圧力が低下した状態で設定される。
この作動モードは自由エネルギを可能にし、自由エネルギの意味は例えば熱エネルギが如何なる太陽光収集器も無しに得られることであり、第2膨張段階の前に、部分的に膨張された吸収性物質のエンタルピを増加させる。
第2膨張段階はまた、熱流動型流体膨張モータを具え、従って、流動型ポンプによる圧力を高い開始圧力POにまで上げる為に要求される開始エネルギよりも多くの実質的なエネルギを産出する。この特定の例は、性能計数が1よりも大きな事の利点を明確に示しており、このようにして、エネルギ蓄積媒体として、標準的な流動流体に比して、熱流動流体を用いることの基本的な利点が明確に示される。
Another particularly preferred embodiment shown in FIG. 21 is an energy generation system in which the extracted absorbent material (720) is expanded in at least two separate expansion stages, the first expansion stage being a heat flow stage. In the first expansion motor (1310), the temperature of the heat fluid is lower than the current atmospheric temperature, and then the enthalpy of the heat fluid contained in the heating process is converted into heat fluid heat exchange. HVAC / R sink (1070) in which fluid is connected to the heat exchanger (1060), thermal energy low temperature source (1030) and / or HVAC in which fluid is connected to the heat flow type heat exchanger (730) in a flowable manner Increased by a sink (1080) and incidentally stored in a heat flow type intermediate pressure accumulator (1500) to separate the first expansion stage and the second expansion stage. The second expansion stage is the first expansion stage. The discharged absorbent material flows to the heat fluid heat exchanger (1530). Enhancing the enthalpy first by applying cooling stored (or used immediately) in the tank of the heat HVAC accumulator (1510) to which the body is releasably connected, followed by other heat flows An atmospheric temperature source (1520) with fluid flow to the mold heat exchanger (1540) results in a system performance count greater than one. A high enthalpy absorbent material is incidentally stored in a heat flow low pressure storage device (980), which in conjunction with the first expansion stage separates cooling from power generation. It is well known in the heat pump art that conventional non-absorbing heat pumps (i.e., vapor compression) have a performance factor greater than 1, often as high as 4-6.
A particularly preferred embodiment, in part, expands the absorbent material while capturing the expanded energy and drives the heat flow motor (1310), where the starting pressure and temperature are exhausted after the first expansion stage. It is set with the specific pressure obtained where the temperature is lower than the current atmospheric temperature being reduced.
This mode of operation allows for free energy, meaning that free energy is obtained, for example, without any solar collector, and the partially expanded absorbent material before the second expansion stage. Increases enthalpy.
The second expansion stage also comprises a heat flow type fluid expansion motor, thus producing more substantial energy than the start energy required to raise the pressure by the flow type pump to a high start pressure PO. This particular example clearly shows the advantage that the performance factor is greater than 1, and thus uses a heat fluid as an energy storage medium compared to a standard fluid. The basic advantages are clearly shown.

言及する図16は、実際の米国標準技術局「NIST」のデータを示す1つの代表的な熱力学サイクルであり、これは第1膨張段階の前、第1膨張段階の後、第2膨張段階の前、第2膨張段階の後の4つの状態点に於ける二酸化炭素についてである。更なるデータは、上記の圧力膨張比について、等エントロピ温度を計算する表計算シートからである。   FIG. 16 referred to is one representative thermodynamic cycle showing actual US National Institute of Standards and Technology “NIST” data, which is before the first expansion phase, after the first expansion phase, and after the second expansion phase. Before, the carbon dioxide at the four state points after the second expansion stage. Further data is from a spreadsheet that calculates the isentropic temperature for the above pressure expansion ratio.

特に好ましい熱流動流体は、吸収性物質との部分的な混和性を有する少なくとも1つの吸収剤を含み、該吸収剤は低い臨界溶解温度「LCST」を有し、及び超臨界流体として分離される少なくとも1つの吸収性物質を含む。そのような熱流動流体の利点は、1よりも可成り大きな性能計数であり、しばしば2から20の間である。「LCST」を示す代表的な吸収剤は、ポリ(N−イソプロピル・アクリルアミド)及びポリ(N-アクリロリ−バリン)のようなアクリルアミド、及びポリ(メチルメタアルキリック酸)及び例えばエチル、プロピル、イソプロピルであるより大きな脂肪族のエステル、及び芳香性のエステルのようなエステルを含む石油ベースのポリマーとして示されるものを含むが、これらに限定されない。   Particularly preferred thermal fluid fluids include at least one absorbent having partial miscibility with the absorbent material, the absorbent having a low critical dissolution temperature “LCST” and separated as a supercritical fluid. At least one absorbent material. The advantage of such a thermal fluid is a performance factor significantly greater than 1, often between 2 and 20. Typical absorbents exhibiting “LCST” are acrylamides such as poly (N-isopropyl acrylamide) and poly (N-acryloyl-valine), and poly (methyl metaalkylic acid) and for example ethyl, propyl, isopropyl Larger aliphatic esters, and those shown as petroleum-based polymers including esters such as aromatic esters, but are not limited to these.

図18は、一定圧負荷バランサ(即ち、バネ(1200))を用いる少なくとも1つの容積可変一定圧アキュムレータ(1210)の更なる追加を示す。一定圧負荷バランサの力は、容積可変一定圧アキュムレータの内面上の流動流体圧の少なくとも約85%の抵抗力を有する。
標準的なアキュムレータに比較して容積可変一定圧アキュムレータ(1210)は、単位量当たりのより大きな実際のエネルギ蓄積、及び一層安定したアキュムレータの作動圧を含む多くの利点を生じ、作動圧が安定することで、エネルギ蓄積システム全体が一層安定した均衡状態にて作動することができる。
膨張排出圧を動的に変化させて、比較的低圧のアキュムレータである容積可変一定圧アキュムレータ(1220)の約10%以内に維持するエネルギ蓄積コントローラ(400)を更に追加することにより、抽出されるべきエネルギが最大量となることができる。
FIG. 18 shows a further addition of at least one variable volume constant pressure accumulator (1210) using a constant pressure load balancer (ie, spring (1200)). The force of the constant pressure load balancer has a resistance force of at least about 85% of the flowing fluid pressure on the inner surface of the variable volume constant pressure accumulator.
Compared to standard accumulators, the variable volume constant pressure accumulator (1210) produces many advantages, including greater actual energy storage per unit quantity, and more stable accumulator operating pressure, which stabilizes the operating pressure This allows the entire energy storage system to operate in a more stable equilibrium state.
Extracted by adding an additional energy storage controller (400) that dynamically changes the inflation and discharge pressure to maintain within about 10% of the variable pressure constant pressure accumulator (1220), which is a relatively low pressure accumulator. The power energy can be the maximum amount.

図15は、エネルギ蓄積コントローラ(535)、エネルギ需要コントローラである需要コントローラ/スケジューラ&源管理装置(210)、及び熱流動流体を具えたエネルギ蓄積システムの他の実施例を示し、エネルギ蓄積コントローラ(535)は熱流動型ポンプの流動エネルギ供給器(1150)内への質量流量、及び熱流動蓄積の流動エネルギ高圧蓄積装置(1100)から出る質量流量を調節し、グループから選択される少なくとも1つのエネルギパラメータから成る一定の最終的な出力エネルギ生成を出力し、グループは電力系統(200)の供給、分配型エネルギ供給分配型生成器(550)、及び需要及びエネルギ蓄積供給から成る。
フライホイール及びバッテリのような従来の電気的なエネルギ蓄積装置(例えば、DCエネルギ蓄積装置(540))の使用、及び従来の流動蓄積装置である流動エネルギの高圧蓄積装置(1100)(例えば、流動アキュムレータ)は、電力消費から電力生成を非同期にすることができることは周知であるが、これらの方法は全て、1未満の性能係数を有する。
換言すれば、電気を他のエネルギ蓄積形式に変換し、次に電気に逆変換する工程は、可成りの変換損失を生じる。熱流動流体の基本的な利益は、低品質の熱エネルギ源が変換損失を全体として克服することができることである。
大気温度の熱交換装置(1130)、地熱温度の熱交換装置(1140)、低温熱蓄積装置(1120)、及びHVAC温度蓄積装置(1160)の一体化は、熱流動流体が行来可能に繋がって、そのエンタルピを増加させる代表的な熱源である。
エネルギ蓄積コントローラ(535)は、リアルタイムの作動及び性能データを具えたセンサ(420)と、作動履歴及び性能データを有して、最終的なエネルギ効率を最大にするデータベース(430)の組み合わせを利用する。熱流動エネルギ蓄積システムが可成りの利益を付与する最も重要な作動シナリオの1つは、太陽熱発電所である。1つの代表例は、太陽熱光電池発電所であり、雲が断続的に覆うことに起因して、生成されるエネルギは直ぐに途切れる(disrupted)。
この一定でないエネルギ出力により、発電所は主たる(base)発電所にはならないとの制限があり、発電所の経済的価値が制限される。この実施例の1つの利点は、太陽熱集光型光電池発電所であり、該太陽熱集光型光電池発電所は、電気に変換されない残りの太陽エネルギによって生成される一層高い光起電性電池の作動温度によって悪影響を受け、2段階膨張サイクルに一体化されたときに、大気温度未満に積極的に冷却することにより、高い変換効率を有する。
2段階膨張サイクルは、華氏で最小約5度から華氏で最大約200度だけ光起電性電池の作動温度を下げる。2段階膨張サイクルは、最後には排熱となる光起電性電池によって変換されない残りの太陽エネルギを熱エネルギに変換して、熱流動流体のエンタルピを増加させる更なる利点がある。
他の重要な利点は、組み合わされたシステムは、蓄積された熱エネルギ及び流動エネルギを利用することにより、一層安定し予測可能なエネルギ生成出力を有することである。 他の代表的なシナリオは、2段階膨張サイクルを用いて、風タービン、波エネルギ、及び地熱又は太陽熱駆動される熱力学サイクルから生成されるエネルギのリアルタイムの生成変動を阻止する(accout for)ことによって、エネルギの最終的な生成を安定させることを含む。
更なる代表的なシナリオは、燃焼エンジンのような代替品の無いエネルギ源であって、該エネルギ源は、加圧された熱流動流体内に電力W1を有する流動エネルギを生成する熱流動ポンプに機械的に接続され、燃焼エンジンの排気が行来可能に繋がった排熱回収熱交換器、エンジンオイルクーラ又はそれらの組み合わせを具えて、加圧された熱流動流体内に熱エネルギを伝える。及び該シナリオは電力W2を有するエネルギを生成する熱流動モータを具え、電力W2は電力W1よりも大きい。
FIG. 15 shows another embodiment of an energy storage controller (535), a demand controller / scheduler & source management device (210) that is an energy demand controller, and an energy storage system comprising a heat fluid fluid. 535) adjusts the mass flow rate into the flow energy supply (1150) of the thermal fluid pump and the mass flow exiting from the fluid energy high pressure storage device (1100) for thermal fluid storage, and is at least one selected from the group It outputs a constant final output energy generation consisting of energy parameters, the group consisting of a power system (200) supply, a distributed energy supply distributed generator (550), and a demand and energy storage supply.
Use of conventional electrical energy storage devices such as flywheels and batteries (e.g., DC energy storage device (540)) and conventional fluid storage devices, high pressure storage device (1100) of fluid energy (e.g., flow Although it is well known that accumulators can make power generation asynchronous from power consumption, all these methods have a performance factor of less than one.
In other words, the process of converting electricity to another form of energy storage and then back converting to electricity results in significant conversion losses. The fundamental benefit of a thermofluid is that a low quality thermal energy source can overcome conversion losses as a whole.
The integration of the atmospheric temperature heat exchange device (1130), the geothermal temperature heat exchange device (1140), the low temperature heat storage device (1120), and the HVAC temperature storage device (1160) leads to the flow of heat fluid. It is a typical heat source that increases its enthalpy.
The energy storage controller (535) utilizes a combination of a sensor (420) with real-time operational and performance data and a database (430) with operational history and performance data to maximize the final energy efficiency. To do. One of the most important operating scenarios for which a thermal fluid energy storage system provides significant benefits is a solar power plant. One representative example is a solar photovoltaic power plant, where the energy produced is immediately disrupted due to intermittent cloud cover.
This non-constant energy output limits the power plant to become the base power plant, limiting the economic value of the power plant. One advantage of this embodiment is a solar concentrating photovoltaic power plant, which operates a higher photovoltaic cell produced by the remaining solar energy that is not converted to electricity. It is adversely affected by temperature and has a high conversion efficiency by actively cooling below ambient temperature when integrated into a two-stage expansion cycle.
The two-stage expansion cycle reduces the operating temperature of the photovoltaic cell by a minimum of about 5 degrees Fahrenheit to a maximum of about 200 degrees Fahrenheit. The two-stage expansion cycle has the further advantage of converting the remaining solar energy that is not converted by the photovoltaic cell, which eventually becomes exhaust heat, into thermal energy, increasing the enthalpy of the thermofluid.
Another important advantage is that the combined system has a more stable and predictable energy generation output by utilizing stored thermal and flow energy. Another exemplary scenario uses a two-stage expansion cycle to accout for real-time generation fluctuations in energy generated from wind turbines, wave energy, and geothermal or solar powered thermodynamic cycles. To stabilize the final production of energy.
A further exemplary scenario is a non-replaceable energy source, such as a combustion engine, that is in a heat flow pump that generates flow energy having power W1 in a pressurized heat flow fluid. A mechanically connected exhaust heat recovery heat exchanger, engine oil cooler, or a combination thereof that is communicably connected to the combustion engine exhaust, transfers thermal energy into the pressurized fluid fluid. And the scenario includes a heat flow motor that generates energy having power W2, which is greater than power W1.

2段階膨張サイクルは、エネルギ蓄積システムとして最も良く特徴付けられ、該エネルギ蓄積システムは熱流動流体、圧力P1を有する熱流動蓄積システム、圧力P2を有する熱流動蓄積システム、熱流動ポンプ、熱流動モータ、熱流動モータの前に熱流動流体と流体が行来可能に繋がった熱交換器を具え、圧力P1は圧力P2よりも少なくとも約15%高い。
特に好ましい実施例は、吸収剤と吸収性物質を含む2種混合流体である熱流動流体を用い、吸収剤と吸収性物質は分離されて、分離された吸収性物質は熱エネルギ源によって、更に加熱されて、分離された吸収性物質は圧力をP2に減じることによって電力を生じ、圧力P2は圧力P1よりも低く、吸収剤は圧力P1に置かれ、吸収剤は圧力をP3に減じることによって電力を生じ、圧力P1は圧力P3よりも高く、圧力P2は圧力P3よりも高い。
この2段階膨張サイクルの動作、特に吸収剤の温度が受け入れ難い高粘度又は更に悪い固体を生じるとき、エネルギ生成を最大にすべく、吸収剤の膨張を吸収性物質の膨張よりも高い圧力に制限することは必要である。熱蓄積装置の更なる使用により、熱蓄積装置と流体が行来可能に繋がることで熱流動流体内に熱エネルギを伝えることにより、電力生成動作を非同期にすることができる。
1つの代表的なシナリオは、熱流動エネルギ生成システムとあらゆる従来の熱力学サイクルの結合であり、ボトミングサイクルの排熱エネルギは蓄積され、熱流動流体のエンタルピを増加させるのに用いられる。
The two-stage expansion cycle is best characterized as an energy storage system, which is a heat fluid fluid, a heat fluid accumulation system with pressure P1, a heat fluid accumulation system with pressure P2, a heat fluid pump, a heat fluid motor. And a heat exchanger in which the heat-fluid fluid and the fluid are connected to each other before the heat-fluid motor, and the pressure P1 is at least about 15% higher than the pressure P2.
A particularly preferred embodiment uses a thermal fluid that is a two-component fluid containing an absorbent and an absorbent material, where the absorbent and absorbent material are separated, and the separated absorbent material is further separated by a thermal energy source, The heated and separated absorbent material generates power by reducing the pressure to P2, pressure P2 is lower than pressure P1, the absorbent is placed at pressure P1, and the absorbent is reduced by reducing the pressure to P3. Electric power is generated, pressure P1 is higher than pressure P3, and pressure P2 is higher than pressure P3.
The operation of this two-stage expansion cycle, especially when the absorbent temperature produces unacceptably high viscosity or worse solids, limits the expansion of the absorbent to a pressure higher than the expansion of the absorbent material to maximize energy generation. It is necessary to do. With further use of the heat storage device, the heat generation operation can be made asynchronous by transferring heat energy into the heat fluid by connecting the heat storage device and the fluid so that they can come and go.
One exemplary scenario is a combination of a heat flow energy generation system and any conventional thermodynamic cycle, where the waste heat energy of the bottoming cycle is stored and used to increase the enthalpy of the heat flow fluid.

非同期の電力生成、電力消費、熱生成を得る他の方法は、電気生成器及び電気蓄積装置に接続された熱流動型モータであり、エネルギ蓄積コントローラは、熱流動エネルギ蓄積装置から出る質量流れ及び電気流れを、電気蓄積装置内に規制して、電気総消費を減じることによりエネルギ消費を最小にする。
電力生成の副産物として生じる熱エネルギ、及びまた電気蓄積装置の充電から生じる排熱は、電気蓄積装置を冷却しつつ、熱流動流体によって回収される。熱流動流体は膨張され、同時に熱流動型モータを用いて、第1の膨張段階のエネルギを電気に変換する。
Another method of obtaining asynchronous power generation, power consumption, and heat generation is a heat flow motor connected to an electricity generator and an electricity storage device, and the energy storage controller is a mass flow that exits the heat flow energy storage device and The electrical flow is regulated within the electrical storage device to minimize energy consumption by reducing the total electricity consumption.
Thermal energy generated as a by-product of power generation, and also exhaust heat resulting from charging of the electrical storage device, is recovered by the heat fluid while cooling the electrical storage device. The thermofluid fluid is expanded and at the same time using a thermofluid motor to convert the energy of the first expansion stage into electricity.

非同期の電力生成及び電力消費工程の更なる実施例は、エネルギ蓄積コントローラを、電気生成器及び熱流動型のエネルギ蓄積装置に接続された熱流動型モータとともに用いることにより達成され、質量流れを熱流動型のエネルギ蓄積装置内に規制して、電源、熱源、及び排熱回収からの電気生成効率を最大にする。電源は、電力系統、電気蓄積装置を含む電気源、分配されたエネルギを含み、熱源は太陽熱、太陽光電池の能動的冷却、地熱、熱蓄積を含み、排熱回収は熱源を用いることにより、次の第2膨張段階中に、熱流動流体のエンタルピを増加させ、同時に電力系統及び分配されたエネルギからの過度のリアルタイム容量の利用可能な電気を用いる。
特に好ましい実施例は、次の膨張が冷却を生じるのと同じくらい、分散型エネルギ装置として作動する熱流動型のエネルギ蓄積装置を有し、多くの場合に於いて、これは要求される電力ピークの可成りの日々の変動を生じる主たる電気ユーザである(即ち、夏中に冷房度日が生じる)。
特に好ましい実施例は、ネットワーク通信を用いて、熱流動型のエネルギ蓄積装置が「充電される」実際の時間を正確に調整する。
A further example of an asynchronous power generation and power consumption process is achieved by using an energy storage controller with a heat flow motor connected to an electrical generator and a heat flow energy storage device to heat mass flow. Regulate within a fluid-type energy storage device to maximize the efficiency of electricity generation from power sources, heat sources, and exhaust heat recovery. The power source includes an electric power system, an electric source including an electric storage device, and distributed energy. The heat source includes solar heat, active cooling of photovoltaic cells, geothermal heat, and heat storage. During the second expansion phase, the heat flow fluid enthalpy is increased while simultaneously using excess real-time capacity of available electricity from the power system and distributed energy.
A particularly preferred embodiment has a heat flow energy storage device that operates as a distributed energy device as much as the next expansion results in cooling, and in many cases this is the required power peak. Are the primary electrical users that produce a significant amount of daily fluctuations (ie, cooling days occur during the summer).
A particularly preferred embodiment uses network communication to accurately adjust the actual time that a heat-fluid energy storage device is “charged”.

2段階膨張サイクルの他の実施例は、生成される総エネルギを最大にするように制御されて、生成される総エネルギは第1膨張段階と第2膨張段階から生成されるエネルギの和から従来の冷却システムの作動に求められる回避エネルギを差し引いた累積(cumulative)エネルギであり、従来の冷却システムは空調内の蒸気コンプレッサ、冷凍機器、及びそれらの組み合わせを含む。
第2膨張段階の前に、一連の冷凍熱交換器、空調熱交換器である熱交換器を排熱回収熱交換器に更に同時に一体化することは、冷凍及び/又は空調の形式の冷却を付与する一方、熱流動流体のエンタルピを増大させ、第2膨張段階で生成されるエネルギを増加させる。エネルギを生成することは、冷却を用いることと常には同期せず、このようにして熱蓄積装置を更に一体化することにより、エネルギ蓄積コントローラが熱流動エネルギ蓄積装置を出る質量流れ及び熱蓄積装置内への質量流れを調整することができ、第2膨張段階の前に、熱流動流体エンタルピを増加させることにより、及び非同期工程に於いて第1膨張段階の後に有効な冷却を増加させることにより総エネルギ効率が最大となる。
Another embodiment of the two-stage expansion cycle is controlled to maximize the total energy generated, which is conventionally calculated from the sum of the energy generated from the first and second expansion stages. Cumulative energy minus the avoidance energy required for the operation of this cooling system, the conventional cooling system includes a steam compressor in the air conditioning, refrigeration equipment, and combinations thereof.
Prior to the second expansion stage, a series of refrigeration heat exchangers, air conditioning heat exchangers, which are further integrated into the exhaust heat recovery heat exchanger at the same time, can be used for refrigeration and / or air conditioning type cooling While increasing the enthalpy of the thermofluid and increasing the energy produced in the second expansion stage. Generating energy is not always synchronized with using cooling, and thus further integrating the heat storage device, so that the energy storage controller exits the heat flow energy storage device and the mass flow and heat storage device. The mass flow into it can be adjusted, by increasing the thermal fluid enthalpy before the second expansion stage, and by increasing the effective cooling after the first expansion stage in the asynchronous process. Total energy efficiency is maximized.

エネルギ蓄積コントローラの更なる一体化は、エネルギKWH1が格納された熱流動流体及びエネルギKWH2が格納された熱蓄積装置を有する熱流動蓄積装置をリアルタイムで監視することにより、熱流動流体膨張を制御する。熱蓄積装置を用いて格納された熱エネルギは、熱エネルギ源、燃焼エンジン、及び燃焼エンジンから熱エネルギを回収する排熱回収システムから成るグループから選択される。   Further integration of the energy storage controller controls the heat flow fluid expansion by monitoring in real time a heat flow storage device having a heat flow fluid storing energy KWH1 and a heat storage device storing energy KWH2. . The thermal energy stored using the heat storage device is selected from the group consisting of a thermal energy source, a combustion engine, and an exhaust heat recovery system that recovers thermal energy from the combustion engine.

好ましい実施例のエネルギ蓄積コントローラは、(a)熱流動蓄積装置を出る熱流動流体の質量流れ、及び(b)熱エネルギ蓄積システム及び排熱回収システムからなるグループから選択される少なくとも1つの熱エネルギ源内への熱流動流体の質量流れを調整する。
特に好ましい実施例は、エネルギKWH1が蓄積された利用可能な熱流動流体をリアルタイムで計算し、目的地又は次のオフピーク時間の何れかに達するのに必要な予測されるエネルギKWH3と比較し、燃焼エンジン、排熱回収システムからなるグループから選択される少なくとも1つのエネルギ源を制御することにより、二酸化炭素の排出を最小にし、排熱回収システムは、KWH3がKWH1とKWH2の和よりも大きな時に、燃焼エンジンから熱エネルギを回収する。
有効に格納されたエネルギを利用することにより、CO2を生成する燃料の燃焼を避け又は最小にすることは、重要である。それが可能でない場合、そのサイクルからの排熱が2段階膨張サイクルによって続いて用いられて、エネルギ効率を最終的に増加させる結果になるとき、CO2の排出を生じる電力生成要素を作動させることは最良である。
The energy storage controller of the preferred embodiment comprises: (a) a mass flow of heat fluid flowing out of the heat fluid storage device; and (b) at least one thermal energy selected from the group consisting of a thermal energy storage system and an exhaust heat recovery system. Regulate the mass flow of the heat fluid into the source.
A particularly preferred embodiment is to calculate the available heat fluid with accumulated energy KWH1 in real time and compare it to the expected energy KWH3 required to reach either the destination or the next off-peak time, By controlling at least one energy source selected from the group consisting of an engine and an exhaust heat recovery system, the emission of carbon dioxide is minimized, and the exhaust heat recovery system is used when KWH3 is greater than the sum of KWH1 and KWH2. Recover thermal energy from the combustion engine.
It is important to avoid or minimize the combustion of fuel that produces CO 2 by utilizing effectively stored energy. If that is not possible, actuate the power generating element that results in CO 2 emissions when the exhaust heat from that cycle is subsequently used by a two-stage expansion cycle, resulting in a final increase in energy efficiency. Is the best.

図19は、熱流動流体エンタルピH1を生じる第1膨張段階の排出圧力及び排出温度を有する、2段階膨張サイクルエネルギ生成システムの他の実施例を示す。熱流動流体は、ガスから液体への遷移点にて、エンタルピH2を有する。従来のタービンのような多くの膨張装置は、排出状態では液体量が僅かであり、多くの流体に悪影響を受けない他の膨張装置内にて生じるガスから液体への遷移点を越えて更に膨張することを求め、このようにして、エネルギ生成システムは、第1段階の排出圧力と排出温度を有し、H1はH2の約105%未満である(即ち、ガスから液体への遷移点の前)。
第2段階の膨張装置は、一般には容積式(positive displacement)エンジンである膨張装置であるだろう。2段階膨張サイクルの1つの代表的なシナリオは、熱流動ポンプ(850)を用いて開始し、続いて熱流動型の高圧蓄積装置(990)内に格納された2種混合流体を加圧する。格納された流体は次に、熱流動の第1段階膨張モータ(1310)内で膨張され、熱/流動エネルギを電気エネルギに変換する。2種混合流体は次に、2種混合流体のセパレータ(1300)内にて、上記し且つ当該技術分野に公知である様々な分離方法によって分離されて、希釈液(即ち、高濃度吸収剤)と吸収性物質(720)を分別し、分離された吸収性物質は吸収性物質の高圧蓄積装置(1350)内に付随的に格納される。希釈液の流動エネルギは回収され、圧力交換器(1330)によって移送されて、濃溶液低圧格納装置(1340)から得られる濃溶液の流動エネルギを部分的に増加させる。
或いは、希釈液は希釈液容積式エンジン(710)によって膨張されて、電気エネルギを生成し、吸収器(1390)内にて吸収性物質と結合される前に、付随的に希釈液の低圧蓄積装置(1370)内に格納される。吸収熱は加熱蓄積タンク(1380)内に格納されて、当該技術分野で公知の様々な目的に使用される。分離された吸収性物質は、熱流動型中間圧蓄積タンク(1400)内に付随的に蓄積される最小の処理工程を具えたパラレルパスに従って進み、熱流動第2段階膨張モータ(1320)によって吸収性物質を膨張し、更なる電気エネルギ(又は予想されるように機械的エネルギも)を生成し、且つ吸収器(1390)内に流れを調整する前に、膨張された吸収性物質を吸収性物質の低圧蓄積装置(1360)内に付随的に蓄積する。
FIG. 19 illustrates another embodiment of a two-stage expansion cycle energy generation system having a first expansion stage discharge pressure and discharge temperature that yields a thermal fluid enthalpy H1. The thermofluid fluid has enthalpy H2 at the transition point from gas to liquid. Many expansion devices, such as conventional turbines, have a small amount of liquid in the exhaust state and expand further beyond the gas-to-liquid transition point that occurs in other expansion devices that are not adversely affected by many fluids. Thus, the energy generation system has a first stage discharge pressure and discharge temperature, and H1 is less than about 105% of H2 (ie, before the gas to liquid transition point). ).
The second stage inflator would be an inflator, typically a positive displacement engine. One exemplary scenario of a two-stage expansion cycle begins with a thermal fluid pump (850), followed by pressurization of a binary fluid stored in a thermal fluid type high pressure accumulator (990). The stored fluid is then expanded in a heat flow first stage expansion motor (1310) to convert heat / flow energy into electrical energy. The binary fluid is then separated in the binary fluid separator (1300) by the various separation methods described above and known in the art to provide a diluent (ie, a high concentration absorbent). The absorbent material (720) is separated, and the separated absorbent material is incidentally stored in the high-pressure storage device (1350) of the absorbent material. The flow energy of the diluent is recovered and transferred by the pressure exchanger (1330) to partially increase the flow energy of the concentrated solution obtained from the concentrated solution low pressure containment device (1340).
Alternatively, the diluent is expanded by the diluent positive displacement engine (710) to generate electrical energy and concomitantly low pressure accumulation of diluent before being combined with the absorbent material in the absorber (1390). It is stored in the device (1370). The absorbed heat is stored in a heated storage tank (1380) and used for various purposes known in the art. The separated absorbent material proceeds along a parallel path with the minimum processing steps accumulatively stored in the heat fluid intermediate pressure storage tank (1400) and is absorbed by the heat fluid second stage expansion motor (1320). Expand the absorbent material, generate additional electrical energy (or mechanical energy as expected) and absorb the expanded absorbent material before regulating the flow in the absorber (1390) It accumulatively accumulates in the low pressure accumulation device (1360) of the substance.

図20は、熱流動ポンプ(850)を用いて開始して、2種混合流体を加圧し(しかし、一例がCO2とプロパンである吸収性物質と吸収剤ではない)、続いて熱流動型の高圧蓄積装置(990)内に格納される2段階膨張サイクルの他の代表的なシナリオを示している。
格納された流体は、次に熱流動第1段階膨張モータ(1310)内にて膨張され、熱/流動エネルギを電気エネルギに変換する。2種混合流体は次に、2種混合流体のセパレータ(1300)内にて、当該技術分野で公知の薄膜濾過(例えばナノ濾過、電気透析など)を含む様々な分離方法によって分離され、構成要素の1つは、分離された第1相蓄積装置(1410)内の第1相に蓄積された状態で、第1段階の高圧蓄積装置(1460)に格納される。
元の2種混合溶液の流動エネルギの第2相要素は、圧力インジェクタ及び交換器(1440)に回収され及び/又は移送されて、夫々分離された第1相の低圧蓄積装置(1420)及び分離された第2相の蓄積装置(1430)から得られる吸収器(1390)(幾らかの熱は吸収されそうであるが、現実的にはミキサである)内の第1相及び第2相の溶液を再結合した流動エネルギを少なくとも部分的に増加させる。
分離された吸収性物質は、熱流動型中間圧蓄積タンク(1400)内に付随的に蓄積される最小の処理工程を具えたパラレルパスに従って進み、熱流動第2段階膨張モータ(1320)によって吸収性物質を膨張し、更なる電気エネルギ(又は予想されるように機械的エネルギも)を生成し、且つ圧力インジェクタ及び交換器(1440)によって吸収器(1390)内に流れを調整する前に、膨張された吸収性物質を、分離された第1相の低圧蓄積装置(1420)内に付随的に蓄積する。
FIG. 20 begins with a thermal fluid pump (850) to pressurize the two-component fluid (but not an absorbent and an absorbent, one example being CO 2 and propane), followed by the thermal fluid type Figure 2 shows another representative scenario of a two-stage expansion cycle stored in a high pressure storage device (990).
The stored fluid is then expanded in a heat flow first stage expansion motor (1310) to convert the heat / flow energy into electrical energy. The binary mixed fluid is then separated in the binary mixed fluid separator (1300) by a variety of separation methods including membrane filtration (eg, nanofiltration, electrodialysis, etc.) known in the art, and the components Is stored in the first phase in the separated first phase storage device (1410) and stored in the first stage high pressure storage device (1460).
The second phase element of the flow energy of the original binary mixed solution is recovered and / or transferred to the pressure injector and exchanger (1440) to separate the first phase low pressure accumulator (1420) and the separation, respectively. Of the first and second phases in the absorber (1390) (some heat is likely to be absorbed, but in reality it is a mixer) obtained from the stored second phase storage device (1430) Increase the flow energy of recombining the solution at least partially.
The separated absorbent material proceeds along a parallel path with the minimum processing steps accumulatively stored in the heat fluid intermediate pressure storage tank (1400) and is absorbed by the heat fluid second stage expansion motor (1320). Before inflating the sex material, generating additional electrical energy (or mechanical energy as expected) and regulating the flow into the absorber (1390) by the pressure injector and exchanger (1440), The expanded absorbent material is incidentally stored in a separate first phase low pressure storage device (1420).

エネルギ生成システムの他の実施例は、吸収剤と吸収性物質を分離するのに、2種混合の熱流動流体、非熱分離法を用い、且つ熱流動型流体の分離圧がP1で、温度T1に於ける沸点の最大圧がP2であり、P1はP2よりも大きな熱流動型流体モータを用いる。熱流動流体を含むあらゆる流動流体のエネルギ蓄積は、P2を超える実現可能な最大圧P1にて流体を蓄積することにより、最大になる。非熱分離方法を用いることにより、吸収性物質が、沸点が温度T1又は圧力P1の何れでも生じない圧力下で吸収されることが可能となる。
膨張モータとして作動する希釈液容積式ポンプと、膨張モータ内で膨張の前に、熱流動流体の希釈液(希釈液が加熱時に膨張する吸収性物質を十分に有しているとき)部分のエンタルピを増加させる熱源の更なる一体化により、熱流動流体が圧力P1に汲み出されるときに、更なるエネルギが生成され、要求されることが可能になる。
吸収性物質の蓄積装置、吸収性物質流れ用の膨張モータ、吸収性物質膨張モータ内の膨張前に熱流動流体のエンタルピを増加させる熱源の更なる一体化により、標準的な流動型蓄積システムに比して、最終的なエネルギ出力を生じる。再び、膨張モータにより、熱流動流体が圧力P1に汲み出されるときに、更なるエネルギが生成され、要求されることができる。
Another embodiment of the energy generation system uses a two-component heat fluid, non-thermal separation method to separate the absorbent and the absorbent material, and the separation pressure of the heat fluid is P1, the temperature The maximum boiling point pressure at T1 is P2, and P1 uses a heat flow type fluid motor larger than P2. The energy storage of any flowing fluid, including heat flowing fluids, is maximized by storing the fluid at the maximum possible pressure P1 above P2. By using a non-thermal separation method, the absorptive substance can be absorbed under pressures where the boiling point does not occur at either temperature T1 or pressure P1.
Diluent positive displacement pumps that operate as expansion motors and the enthalpy of the dilute portion of the thermofluid fluid (when the diluent has sufficient absorbent material to expand upon heating) prior to expansion in the expansion motor Further integration of the heat source to increase, allows additional energy to be generated and required when the heat fluid is pumped to pressure P1.
Additional integration of absorbent material storage device, expansion motor for absorbent material flow, and heat source that increases the enthalpy of the heat fluid fluid before expansion in the absorbent material expansion motor makes it a standard fluid storage system In comparison, the final energy output is produced. Again, additional energy can be generated and required when the heat flow fluid is pumped to pressure P1 by the expansion motor.

更に他の実施例は、エネルギ生成システムとしてのハイブリッド吸収システムであり、構成要素A1及びA2を有する2種混合の熱流動流体を用い、少なくとも2つの別々の膨張段階を有し、それは熱流動流体の温度が、構成要素A1の液体相遷移よりも高い結果となり、続いて熱流動流体を重量ベースで構成要素A1の約10%未満の第2流れに分ける相分離工程を含む第1膨張段階と、第2流れに更なるエネルギを生成する第2膨張段階である。この実施によって実現される少なくとも2つの別個の利点があり、それはA1及びA2が膨張段階中に再吸収される際に、熱吸収を大きく減少させることにより(少なくとも約80%まで)、更なるエネルギが生成され、膨張段階の最終的な排出圧は、A1の液体相遷移を避けることにより低くなる。   Yet another embodiment is a hybrid absorption system as an energy generation system that uses a dual heat transfer fluid having components A1 and A2 and has at least two separate expansion stages, which are heat transfer fluids A first expansion stage that includes a phase separation step that results in a higher temperature than the liquid phase transition of component A1, followed by splitting the heat flow fluid into a second stream that is less than about 10% of component A1 on a weight basis; , A second expansion stage that generates additional energy in the second flow. There are at least two distinct advantages realized by this implementation, which are further energy savings (up to at least about 80%) by greatly reducing heat absorption when A1 and A2 are reabsorbed during the expansion phase. And the final discharge pressure of the expansion stage is lowered by avoiding the liquid phase transition of A1.

本発明が種々の好ましい実施例について記載されてきた。明白なことに、これまでの詳細な説明を読み且つ理解すれば、修正及び変更が他人には判るだろう。本発明は、添付の請求の範囲及びその均等物の範囲内に入る限り、そのような全ての修正及び変更を含むように構成されることを意図している。   The invention has been described with reference to various preferred embodiments. Obviously, modifications and changes will be apparent to others upon reading and understanding the preceding detailed description. The present invention is intended to be construed to include all such modifications and variations as long as they fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (61)

少なくとも1つのエネルギ蓄積装置内にエネルギ流れを選択的且つ個々に調整するエネルギコントローラ及びマルチプレクサを具え、エネルギコントローラはエネルギ蓄積装置内に生成される集積エネルギ及び副産物である排熱を作動可能に最大化するエネルギ蓄積システム。 An energy controller and multiplexer for selectively and individually regulating energy flow within at least one energy storage device, the energy controller operatively maximizing the integrated energy and byproduct waste heat generated within the energy storage device Energy storage system. システムは、更にエネルギの生成を制御するように作動可能であり、生成されたエネルギの少なくとも約1%がエネルギ蓄積装置内で用いられ、生成されたエネルギの残りは分配型エネルギ蓄積装置、エネルギ伝達システム、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つの消費体に搬送される、請求項1に記載のエネルギ蓄積システム。 The system is further operable to control energy generation, with at least about 1% of the generated energy being used in the energy storage device, with the remainder of the generated energy being distributed energy storage device, energy transfer The energy storage system of claim 1, wherein the energy storage system is delivered to at least one consumer selected from the group consisting of the system and combinations thereof. システムは更に、少なくとも1つのイオン液体及び少なくとも1つのポリ(イオン流体)ポリマーから構成される熱伝達流体から構成される、請求項1に記載のエネルギ蓄積システム。 The energy storage system of claim 1, further comprising a heat transfer fluid comprised of at least one ionic liquid and at least one poly (ionic fluid) polymer. システムは更に、ボトミングサイクルエネルギ生成、エネルギ蓄積能動的冷却、エネルギ蓄積装置の充電器冷却、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つの機能として、且つ副産物である排熱を回収する手段として、用いられる熱伝達流体を具える、請求項1に記載のエネルギ蓄積システム。 The system further includes means for recovering exhaust heat as a by-product as at least one function selected from the group consisting of bottoming cycle energy generation, energy storage active cooling, energy storage device charger cooling, and combinations thereof. The energy storage system of claim 1, comprising a heat transfer fluid used. 少なくとも1つのエネルギ蓄積装置内の少なくとも1つのエネルギ供給器、及び少なくとも1つの熱エネルギ蓄積装置内の副産物である排熱によって、エネルギの生成、伝達、蓄積を制御するように作動可能であり、
少なくとも1つのエネルギ蓄積装置内へのエネルギの流れを変えるように作動可能な制御システムを具え、
エネルギの生成は、少なくとも1つのエネルギ蓄積装置のエネルギ生成の集約化及び副産物である排熱の利用を最適にする手段として可変であるエネルギ蓄積システム。
Operable to control the generation, transfer, and storage of energy by at least one energy supplier in at least one energy storage device and waste heat that is a by-product in the at least one thermal energy storage device;
A control system operable to change the flow of energy into the at least one energy storage device;
Energy storage system wherein energy generation is variable as a means of optimizing at least one energy storage device energy generation consolidation and by-product exhaust heat utilization.
エネルギ供給器は、プラグインハイブリッド乗物に内蔵されたエネルギ蓄積装置、及びプラグインハイブリッド乗物の外部の1又は2以上のエネルギ及び熱蓄積装置の両方へのエネルギ及び副産物である排熱の流れを変えるように作動可能である、請求項5に記載のエネルギ蓄積システム。 The energy supplier changes the flow of energy and by-product exhaust heat to both the energy storage device built into the plug-in hybrid vehicle and one or more energy and heat storage devices external to the plug-in hybrid vehicle. The energy storage system of claim 5, wherein the energy storage system is operable. 複数のプラグインハイブリッド乗物内のエネルギ蓄積装置を含む複数のエネルギ蓄積装置の生成及び蓄積を制御するように作動可能であり、
エネルギ蓄積装置内へのエネルギ流れを変えるように作動可能な制御システム、及びエネルギ蓄積装置へのエネルギ供給を選択的且つ個々に駆動するマルチプレクサを具え、
該制御システムは、全地球測位データ、履歴データ、予測される到着時間及び同様に乗物の到着時間の両方を予測する手段としてのリアルタイムの性能データ、到着時に必要なエネルギ、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つを含む入力を有する最適なエネルギ蓄積装置の充電プロフィールを生成するエネルギ蓄積システム。
Operable to control the generation and storage of a plurality of energy storage devices including energy storage devices in a plurality of plug-in hybrid vehicles;
A control system operable to alter the energy flow into the energy storage device, and a multiplexer for selectively and individually driving the energy supply to the energy storage device;
The control system consists of global positioning data, historical data, real-time performance data as a means to predict both predicted arrival time and similarly vehicle arrival time, energy required upon arrival, and combinations thereof An energy storage system for generating an optimal energy storage device charging profile having an input comprising at least one selected from a group.
最適なエネルギ蓄積装置の充電プロフィールは、エネルギ需要のピーク、エネルギ生成費用の集約化、エネルギ生成中に生成される排出、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つを最小にする、請求項7に記載のエネルギ蓄積システム。 An optimal energy storage device charging profile minimizes at least one selected from the group consisting of peak energy demand, aggregation of energy generation costs, emissions generated during energy generation, and combinations thereof; The energy storage system of claim 7. 最適なエネルギ蓄積装置の充電プロフィールは、エネルギ生成から生じる収益、エネルギ利用の集約化、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つを最大にする、請求項7に記載のエネルギ蓄積システム。 8. The energy storage system of claim 7, wherein the optimal energy storage device charging profile maximizes at least one selected from the group consisting of revenue from energy generation, aggregation of energy utilization, and combinations thereof. . 少なくとも1つのエネルギ蓄積装置内へのエネルギ流れを動的に変えるように作動可能な制御システムを具え、
該制御システムはエネルギ蓄積装置のエネルギ要求、エネルギ蓄積装置の最も早い開始時間、エネルギ蓄積装置の最も遅い終了時間、エネルギ蓄積装置の優先コード及びエネルギ蓄積装置の収益コードからなるグループから選択される少なくとも1つのパラメータ、及び副産物である排熱のエネルギ要求、リアルタイムの副産物である排熱の熱需要からなるグループから選択される少なくとも1つのパラメータに基づく入力を有する最適な充電プロフィールを決定し、
該リアルタイムの副産物である排熱の熱需要は吸収冷却、液体乾燥剤の再充電、家庭の湯、副産物である排熱の熱蓄積容量、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つのユーザを含むエネルギ蓄積システム。
A control system operable to dynamically change energy flow into the at least one energy storage device;
The control system is at least selected from the group consisting of the energy requirements of the energy storage device, the earliest start time of the energy storage device, the latest end time of the energy storage device, the priority code of the energy storage device and the revenue code of the energy storage device. Determining an optimal charge profile having an input based on at least one parameter selected from the group consisting of one parameter and the energy demand of the by-product waste heat, the heat demand of the real-time by-product waste heat;
The real-time by-product waste heat demand is at least one selected from the group consisting of absorption cooling, liquid desiccant recharge, domestic hot water, by-product waste heat storage capacity, and combinations thereof Energy storage system including users.
少なくとも1つの電気的蓄積装置と、少なくとも1つのエネルギ供給器間を通信するように作動可能な制御システムを具え、
通信は少なくとも一つの電気的蓄積装置のパラメータを得る一体化され且つ自動化された手段を有するコネクタを介し、該電気的蓄積装置のパラメータは識別情報、モデル、所有者のプロフィール、最大エネルギ蓄積速度、最高充電温度、最小電圧、最大電圧及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される、エネルギ蓄積システム。
A control system operable to communicate between at least one electrical storage device and at least one energy supplier;
The communication is via a connector having integrated and automated means to obtain at least one electrical storage device parameter, the electrical storage device parameters including identification information, model, owner profile, maximum energy storage rate, An energy storage system selected from the group consisting of maximum charging temperature, minimum voltage, maximum voltage and combinations thereof.
コネクタは、電気蓄積装置及びエネルギ供給器間の通信手段及びエネルギ流れ手段に対する一体化された配列手段を有する、請求項11に記載のエネルギ蓄積システム。 12. The energy storage system of claim 11, wherein the connector has an integrated array means for communication means and energy flow means between the electrical storage device and the energy supplier. エネルギ蓄積装置のコントローラは、エネルギ供給器と同じネットワーク上の動的通信ノードになる自動化手段によってエネルギ蓄積装置のコントローラと双方向通信を構築する、請求項11に記載のエネルギ蓄積システム。 12. The energy storage system of claim 11, wherein the controller of the energy storage device establishes two-way communication with the controller of the energy storage device by an automated means that becomes a dynamic communication node on the same network as the energy supplier. エネルギ蓄積装置のコントローラは、エネルギ蓄積装置のセンサ、リアルタイムデータ、実行履歴データへの通信手段を有する、請求項11に記載のエネルギ蓄積システム。 12. The energy storage system according to claim 11, wherein the controller of the energy storage device comprises means for communicating with the energy storage device sensor, real-time data, and execution history data. エネルギ生成器、多数のエネルギ蓄積装置、及び自動化手段と作動可能であり、各エネルギ蓄積装置についての少なくとも1つのデータ設定を含むデータの機能として、リアルタイムのエネルギ充電器の要求を決定するエネルギコントローラを具え、
データ設定は、実行履歴データ、次のエネルギ充電機会の前に予想されるエネルギ要求、エネルギコスト対排出最小化の比についてのエネルギ蓄積装置の所有者のプロフィール、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択されるエネルギ蓄積システム。
An energy controller operable with an energy generator, a number of energy storage devices, and automated means to determine real-time energy charger requirements as a function of data including at least one data setting for each energy storage device. Prepared,
Data settings are selected from a group consisting of execution history data, anticipated energy requirements prior to the next energy charging opportunity, energy storage device owner profile for energy cost to emission minimization ratio, and combinations thereof Energy storage system.
更に、1又は2以上のエネルギ蓄積装置へのエネルギ流れを選択的且つ個々に調整するマルチプレクサ、及びエネルギ生成器のエネルギ生成スケジュールを決定して、各エネルギ蓄積装置にエネルギを供給し、生成されたエネルギと副産物である排熱の集合体を最大化し、エネルギ生成スケジュールは、エネルギ利用、エネルギ効率、エネルギ生成排出、及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つの関数であり、
システムは更にエネルギ生成器からの排出の最小化、エネルギ生成器の収益の最大化、各エネルギ蓄積装置の所有者に対するエネルギコストの最小化、現在接続されているエネルギ蓄積装置に対するエネルギ蓄積充電時間の最小化、短時間の需要を予測する手段として固定されたエネルギ蓄積装置の蓄積されたエネルギレベルの最大化、及び所定の時間内に、固定されたエネルギ蓄積装置内の所定のエネルギ蓄積パーセンテージにまで蓄積されるエネルギの正常終了の最大化を含む作動対象物を具えた、請求項15に記載のエネルギ蓄積システム。
In addition, a multiplexer that selectively and individually regulates the energy flow to one or more energy storage devices and an energy generator's energy generation schedule is determined to supply and generate energy to each energy storage device Maximizing the collection of energy and by-product waste heat, the energy generation schedule is at least one function selected from the group consisting of energy utilization, energy efficiency, energy generation emissions, and combinations thereof;
The system further minimizes energy generator emissions, maximizes energy generator revenue, minimizes energy costs for each energy storage device owner, and reduces energy storage charge time for currently connected energy storage devices. Minimizing, maximizing the stored energy level of a fixed energy storage device as a means of predicting short-term demand, and up to a predetermined energy storage percentage within a fixed energy storage device within a predetermined time 16. The energy storage system of claim 15, comprising an actuating object that includes maximizing normal termination of stored energy.
システムは所定のエネルギ蓄積装置を充電するように作動可能であり、各個々のエネルギ蓄積装置はモードのグループから選択される指定の充電モードを有し、
該モードのグループは即時のフル充電、所定のエネルギ蓄積パーセント又はレベル迄の即時の部分的充電、所定時間内の所定のエネルギ蓄積パーセント又はレベル迄の充電、所定時間内の所定の最小エネルギ蓄積パーセント又はレベルを目的とする第1の充電に続く、所定時間内の所定の最大エネルギ蓄積パーセント又はレベルを目的とする第2の充電、エネルギ蓄積装置を充電するエネルギ単位当たりのコストの最小化、エネルギ蓄積装置へのエネルギ生成から生じる排出の最小化、代わりのエネルギ源によって供給されるエネルギの利用の最大化、及びそれらの組み合わせからなる、請求項15に記載のエネルギ蓄積システム。
The system is operable to charge a given energy storage device, each individual energy storage device having a specified charging mode selected from a group of modes;
The group of modes includes immediate full charge, immediate partial charge to a predetermined energy storage percentage or level, charge to a predetermined energy storage percentage or level within a predetermined time, a predetermined minimum energy storage percentage within a predetermined time. Or a second charge intended for a predetermined maximum energy storage percentage or level within a predetermined time following a first charge intended for level, minimization of cost per energy unit for charging the energy storage device, energy 16. The energy storage system of claim 15, comprising minimizing emissions resulting from energy generation to the storage device, maximizing utilization of energy supplied by an alternative energy source, and combinations thereof.
システムは所定のエネルギ蓄積装置を充電するように作動可能であり、各個々のエネルギ蓄積装置は、グループから選択される指定された優先モードを有し、グループは、エネルギ蓄積装置の所有者の単位エネルギ当たりのコストを最小にする充電、充電時間を最小にするように作動し、充電を最大にするように作動するエネルギ供給器の所有者の単位エネルギ当たりの生成コストを最小にする充電、高い優先度及びそれらの組み合わせから選択される、請求項15に記載のエネルギ蓄積システム。 The system is operable to charge a given energy storage device, each individual energy storage device has a designated priority mode selected from the group, and the group is a unit of energy storage device owner. Charge to minimize cost per energy, operate to minimize charging time, charge to minimize generation cost per unit energy for owners of energy suppliers that operate to maximize charge, high The energy storage system of claim 15, selected from priorities and combinations thereof. エネルギ生成器、熱伝達流体、少なくとも1つのエネルギ蓄積装置及びエネルギコントローラを具え、該エネルギコントローラは、エネルギ蓄積装置の能動的冷却及びエネルギ蓄積装置の充電を行う手段として、且つ充電工程中に副産物である排熱を回収する手段として、生成されるエネルギ及びエネルギ蓄積装置の熱伝達流体の流れを変えるように作動可能であるエネルギ蓄積システム。 An energy generator, a heat transfer fluid, at least one energy storage device and an energy controller, the energy controller as a means for active cooling of the energy storage device and charging of the energy storage device, and by-products during the charging process An energy storage system operable to alter the energy produced and the flow of heat transfer fluid in the energy storage device as a means of recovering some waste heat. システムは更に、生成される副産物である排熱を乗物から用いる手段として、プラグインハイブリッド乗物から能動的冷却する熱い熱伝達流体を引き出すように作動可能なコネクタを具える、請求項19に記載のエネルギ蓄積システム。 20. The system of claim 19, further comprising a connector operable to extract hot heat transfer fluid that actively cools from the plug-in hybrid vehicle as a means of using waste heat that is a by-product generated from the vehicle. Energy storage system. システムは更に、エネルギ蓄積装置の再充電から生じる副産物である排熱の利用を促進する手段として、位相変換する熱蓄積装置を具える、請求項19に記載のエネルギ蓄積システム。 The energy storage system of claim 19, further comprising a heat storage device that phase converts as a means of facilitating utilization of waste heat that is a byproduct resulting from recharging of the energy storage device. エネルギ供給器を具え、該エネルギ供給器は制御システムを具えた搭載型プラグインハイブリッド乗物であり、該制御システムは、1又は2以上のエネルギ蓄積装置へのエネルギ供給を選択的且つ個々に作動させるマルチプレクサにより、搭載型エネルギ蓄積装置と外部に固定されたエネルギ蓄積装置の両方内へのエネルギ流れを変えるように作動可能であるエネルギ蓄積システム。 An energy supplier, the energy supplier being an on-board plug-in hybrid vehicle with a control system that selectively and individually activates the energy supply to one or more energy storage devices An energy storage system operable by a multiplexer to change energy flow into both an on-board energy storage device and an externally fixed energy storage device. エネルギ供給器は更に、副産物である排熱を搭載型の熱蓄積装置、外部に固定された熱蓄積装置及びそれらの組み合わせからなるグループから選択される少なくとも1つの熱エネルギ蓄積装置に供給する手段を具える、請求項22に記載のエネルギ蓄積システム。 The energy supplier further includes means for supplying waste heat, which is a byproduct, to at least one thermal energy storage device selected from the group consisting of an onboard heat storage device, a heat storage device fixed externally, and a combination thereof. The energy storage system of claim 22, comprising: 搭載型エネルギ供給器によるエネルギ生成スケジュールは、短期間の需要を予想する手段として、固定されたエネルギ蓄積装置に格納されたエネルギレベル、所定時間内に所定のエネルギレベルパーセントに迄、固定されたエネルギ蓄積装置に格納されたエネルギレベル、副産物である排熱の利用、及びそれらの組み合わせを最大化し、エネルギ利用、エネルギ効率、エネルギ生成の排出、エネルギ供給器からの排出、エネルギ蓄積装置の所有者へのエネルギコスト、及び現在接続されたエネルギ蓄積装置に対する充電時間からなるグループから選択される少なくとも1つのエネルギ供給器のパラメータを最小化するように作動可能である、請求項22に記載のエネルギ蓄積システム。 The energy generation schedule by the on-board energy supply is a means of predicting short-term demand, as a means of predicting short-term demand, the energy level stored in a fixed energy storage device, and a fixed energy level up to a predetermined energy level percentage within a predetermined time. Maximize energy levels stored in the storage device, use of waste heat as a by-product, and combinations thereof, energy use, energy efficiency, discharge of energy generation, discharge from energy supply, to owner of energy storage device 23. The energy storage system of claim 22, operable to minimize a parameter of at least one energy supplier selected from the group consisting of: an energy cost of: and a charging time for a currently connected energy storage device. . 更に、熱流動流体及び該熱流動流体のエンタルピを増加させる熱源を具えた、請求項5に記載のエネルギ蓄積システム。 6. The energy storage system according to claim 5, further comprising a heat source and a heat source that increases the enthalpy of the heat fluid. 熱流動流体は少なくとも2つの膨張段階で膨張される、請求項25に記載のエネルギ蓄積システム。 26. The energy storage system of claim 25, wherein the thermal fluid is expanded in at least two expansion stages. 少なくとも2つの別個の膨張段階は、熱流動流体の温度が大気温度よりも低くなり、続いて、熱流動流体のエンタルピを増加させる加熱工程が生じる第1膨張段階、及び1つの膨張段階よりもシステム性能係数が大きくなる結果となる第2膨張段階から構成される、請求項26に記載のエネルギ蓄積システム。 The at least two separate expansion stages are a system than the first expansion stage and the first expansion stage, where the temperature of the thermal fluid is lower than the ambient temperature, followed by a heating step that increases the enthalpy of the thermal fluid 27. The energy storage system of claim 26, comprising a second expansion stage that results in an increased performance factor. 少なくとも2つの別個の膨張段階を有し、該2つの膨張段階は、熱流動流体の温度が現在の大気温度よりも低くなり、続いて、熱流動流体のエンタルピを増加させる加熱工程が生じる第1膨張段階、及び1つの膨張段階よりもシステム性能係数が大きくなる結果となる第2膨張段階から構成されるエネルギ生成システム。 The first expansion stage has at least two separate expansion stages, wherein the two expansion stages result in a first heating step in which the temperature of the thermal fluid is lower than the current ambient temperature, followed by an increase in the enthalpy of the thermal fluid. An energy generation system comprising an expansion stage and a second expansion stage that results in a higher system performance factor than one expansion stage. 熱流動流体は、少なくとも1つの吸収剤及び少なくとも1つの吸収性物質から構成される、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 30. The energy generation system of claim 28, wherein the thermal fluid is comprised of at least one absorbent and at least one absorbent material. 熱流動流体の吸収性物質は、少なくとも1つの非熱方法によって分離され、該非熱方法は磁気冷凍、蒸気圧縮ヒートポンプ・コンデンサ、太陽光に活性化された直接のスペクトル光吸収、電気透析、静電界、薄膜分離、電子分離、浸透法、ガス遠心分離機、渦巻チューブCO2−液体吸収器、デカンティング、或いはそれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項29に記載のエネルギ生成システム。 The absorbing material of the thermofluid is separated by at least one non-thermal method, which includes magnetic refrigeration, vapor compression heat pump condenser, solar activated direct spectral light absorption, electrodialysis, electrostatic field , thin film separation, electron separation, osmosis, gas centrifuge, spiral tube CO 2 - liquid absorber, decanting or is selected from the group consisting of a combination thereof, the energy generation system of claim 29,. 分離用の少なくとも1つのエネルギ源は、オフピークエネルギ、蓄積されたエネルギ又はそれらの組み合わせから得られる、請求項30に記載のエネルギ生成システム。 32. The energy generation system of claim 30, wherein the at least one energy source for separation is derived from off-peak energy, stored energy, or a combination thereof. 熱流動流体の吸収性物質は、少なくとも1つの熱方法によって分離され、熱エネルギ源の温度は、沸点を超え、熱エネルギは、吸収剤の流動エネルギ、吸収性物質の膨張エネルギ又は流動エネルギ、又はそれらの組み合わせによって電力を生成する前に、少なくとも1つの熱流体の吸収性物質、熱流動流体の吸収剤、又はそれらの組み合わせから回収される、請求項29に記載のエネルギ生成システム。 The absorbent material of the thermal fluid is separated by at least one thermal method, the temperature of the thermal energy source exceeds the boiling point, and the thermal energy is the fluid flow energy of the absorbent, the expansion energy or flow energy of the absorbent material, or 30. The energy generation system of claim 29, wherein the energy generation system is recovered from at least one thermal fluid absorbent, thermal fluid fluid absorbent, or a combination thereof prior to generating electrical power by a combination thereof. 沸点を超えて熱エネルギ源を消費して吸収性物質を分離することは更に、高品質の熱エネルギの需要を減らす方法として、ヒートパイプを含む熱交換器装置を含むことにより最小化される、請求項32に記載のエネルギ生成システム。 Consuming the source of thermal energy beyond the boiling point to separate the absorbent material is further minimized by including a heat exchanger device including a heat pipe as a way to reduce the demand for high quality thermal energy. The energy generation system of claim 32. 少なくとも1つの吸収剤、少なくとも1つの吸収性物質、少なくとも1つの熱流動型ポンプ、少なくとも1つの吸収性物質蓄積タンク、及び少なくとも1つの非熱分離装置を具え、熱流動型ポンプ及び非熱分離装置は、オフピークエネルギ消費期間中に作動するエネルギ生成システム。 At least one absorbent, at least one absorbent, at least one heat-fluid pump, at least one absorbent storage tank, and at least one non-heat separator, a heat-fluid pump and non-heat separator Is an energy generation system that operates during off-peak energy consumption periods. 吸収性物質は少なくとも2つの別個の膨張段階で膨張され、該2つの膨張段階は、熱流動流体の温度が現在の大気温度よりも低くなり、続いて、熱流動流体のエンタルピを増加させる加熱工程が生じる第1膨張段階、及び1つの膨張段階よりもシステム性能係数が大きくなる結果となる第2膨張段階から構成される、請求項34に記載のエネルギ生成システム。 The absorbent material is expanded in at least two separate expansion stages, the two expansion stages being a heating step in which the temperature of the thermofluid fluid is lower than the current atmospheric temperature and subsequently the enthalpy of the thermofluid fluid is increased. 35. The energy generation system of claim 34, wherein the energy generation system comprises: a first expansion stage that results in a second expansion stage that results in a higher system performance factor than one expansion stage. 吸収性物質と部分的に混和性を有する少なくとも1つの吸収剤を具え、吸収剤は低い臨界溶液温度を有し、少なくとも1つの吸収性物質は臨界超過の流体として分離されるエネルギ生成システム。 An energy generating system comprising at least one absorbent that is partially miscible with the absorbent material, the absorbent having a low critical solution temperature, wherein the at least one absorbent material is separated as a supercritical fluid. 一定圧負荷バランサを有する少なくとも1つの容積可変一定圧アキュムレータを具え、一定圧負荷バランサの力は、容積可変一定圧アキュムレータの内面上の流動流体圧の少なくとも約85%の抵抗力を有するエネルギ蓄積システム。 An energy storage system comprising at least one variable volume constant pressure accumulator having a constant pressure load balancer, wherein the force of the constant pressure load balancer has a resistance force of at least about 85% of the fluid flow pressure on the inner surface of the variable pressure constant pressure accumulator . 更に、膨張排出圧を動的に変えて、アキュムレータ圧の約10%内を維持するエネルギ蓄積コントローラを具える、請求項37に記載のエネルギ蓄積システム。 38. The energy storage system of claim 37, further comprising an energy storage controller that dynamically changes the inflation discharge pressure to maintain within about 10% of the accumulator pressure. エネルギ蓄積コントローラ、エネルギ需要コントローラ、熱流動流体を具え、エネルギ蓄積コントローラは熱流動型ポンプへの質量流れ及び熱流動型の蓄積装置を調整して、電力系統の供給及び需要、分配されたエネルギ供給及び需要及びエネルギ蓄積供給からなるグループから選択される少なくとも1つのエネルギパラメータから成る一定の総出力エネルギ生成を出力するエネルギ蓄積システム。 An energy storage controller, an energy demand controller, a heat flow fluid, the energy storage controller coordinating the mass flow and heat flow storage device to the heat flow pump to supply and demand the power system, distributed energy supply And an energy storage system that outputs a constant total output energy production consisting of at least one energy parameter selected from the group consisting of demand and energy storage supply. 一定の総出力エネルギ生成は、太陽光電池、風タービン、波エネルギ、及び地熱又は太陽熱駆動される熱力学サイクルを含む少なくとも1つの他のエネルギ源からのエネルギ生成のリアルタイムの生成変動を阻止することによって総エネルギの生成を安定化させる、請求項39に記載のエネルギ蓄積システム。 Constant total output energy production is achieved by preventing real-time production fluctuations in energy production from solar cells, wind turbines, wave energy, and at least one other energy source including geothermal or solar driven thermodynamic cycles. 40. The energy storage system of claim 39, which stabilizes the generation of total energy. 熱流動型の蓄積装置から出る質量流れ速度のエンタルピは、太陽光電池を冷却することによって得られる熱エネルギと流体が行来可能に繋ぐことにより、増加される、請求項40に記載のエネルギ蓄積システム。 41. The energy storage system of claim 40, wherein the enthalpy of mass flow rate exiting the heat-fluid storage device is increased by reversibly connecting the thermal energy and fluid obtained by cooling the solar cell. . 太陽光電池の総エネルギ生成は、熱流動流体の膨張から生じる冷却能力を用いて、大気温度よりも低い温度で作動させることにより、増加される、請求項40に記載のエネルギ蓄積システム。 41. The energy storage system of claim 40, wherein the total energy production of the photovoltaic cell is increased by operating at a temperature below ambient temperature using the cooling capacity resulting from the expansion of the heat fluid fluid. 熱流動流体、圧力P1を有する熱流動蓄積システム、圧力P2を有する熱流動蓄積システム、熱流動ポンプ、熱流動モータ、熱流動モータの前に熱流動流体と流体が行来可能に繋がった熱交換器を具え、圧力P1は圧力P2よりも少なくとも約15%高いエネルギ蓄積システム。 Heat-fluid fluid, heat-fluid accumulation system having pressure P1, heat-fluid accumulation system having pressure P2, heat-fluid pump, heat-fluid motor, heat exchange in which heat-fluid and fluid are connected in front of the heat-fluid motor An energy storage system, wherein the pressure P1 is at least about 15% higher than the pressure P2. 加圧された熱流動流体内に電力W1を有する流動エネルギを生成する熱流動ポンプに機械的に接続された燃焼エンジン、燃焼エンジンの排気と流体が行来可能に繋がった排熱回収熱交換器、エンジンオイルクーラ又はそれらの組み合わせを具えて、加圧された熱流動流体内に熱エネルギを伝え、及び電力W2を有するエネルギを生成する熱流動モータを具え、電力W2は電力W1よりも大きいエネルギ生成システム。 Combustion engine mechanically connected to a thermal fluid pump that generates fluid energy having electric power W1 in a pressurized thermal fluid, and an exhaust heat recovery heat exchanger in which exhaust gas and fluid of the combustion engine are connected to each other A heat flow motor comprising an engine oil cooler or a combination thereof for transferring heat energy into the pressurized heat flow fluid and generating energy having power W2, where power W2 is greater than power W1. Generation system. 更に熱流動流体の蓄積装置を具えて、流動エネルギを生成する熱流体ポンプは、オフピーク時間中に作動され、エネルギを生成する熱流動モータはオフピーク時間中に作動される、請求項44に記載のエネルギ生成システム。 45. The thermal fluid pump for generating flow energy, further comprising a thermal fluid storage device, is activated during off-peak hours, and the thermal fluid motor for generating energy is activated during off-peak hours. Energy generation system. 熱流動流体は圧力P1で、吸収剤と吸収性物質を含む2種混合流体であって、吸収剤と吸収性物質は分離され、分離された吸収性物質は熱エネルギ源によって更に加熱され、分離された吸収性物質は圧力をP2に減じることにより電力を生成し、圧力P2は圧力P1よりも低く、吸収剤は圧力P1に置かれ、吸収剤は圧力をP3に減じることによって電力を生じ、圧力P1は圧力P3よりも高く、圧力P2は圧力P3よりも高い、請求項44に記載のエネルギ生成システム。 The thermofluid is a two-component mixed fluid containing an absorbent and an absorbent material at a pressure P1, wherein the absorbent and the absorbent material are separated, and the separated absorbent material is further heated by a thermal energy source and separated. The generated absorbent material generates power by reducing the pressure to P2, pressure P2 is lower than pressure P1, the absorbent is placed at pressure P1, and the absorbent generates power by reducing the pressure to P3, 45. The energy generation system of claim 44, wherein the pressure P1 is higher than the pressure P3 and the pressure P2 is higher than the pressure P3. 更に熱蓄積装置を具えて、熱蓄積装置から熱流動流体内への熱エネルギの移動に同期しない電力生成動作を生み出す、請求項45に記載のエネルギ生成システム。 46. The energy generation system of claim 45, further comprising a heat storage device to produce a power generation operation that is not synchronized with the transfer of thermal energy from the heat storage device into the thermal fluid. 第1膨張段階と第2膨張段階からなるグループから選択される少なくとも1つの膨張段階は、生成される総エネルギを最大化するように作動し、生成される総エネルギは、第1膨張段階と第2膨張段階から生成されるエネルギを加えて、空調、冷凍又はそれらの組み合わせ内の蒸気コンプレッサの動作に要求される回避エネルギを差し引くことにより生成されるエネルギの和である、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 At least one expansion stage selected from the group consisting of the first expansion stage and the second expansion stage operates to maximize the total energy generated, the total energy generated being the first expansion stage and the second expansion stage. 29. The sum of energy generated by adding energy generated from two expansion stages and subtracting avoidance energy required for operation of a steam compressor in air conditioning, refrigeration or a combination thereof. Energy generation system. 更にエネルギ蓄積コントローラ、熱流動流体、熱流動型膨張モータ、エネルギKWH1が格納された熱流動流体を有する熱流動流体の蓄積装置、及びエネルギKWH2が格納された熱蓄積装置を有するエネルギ蓄積システム。 An energy storage system further comprising: an energy storage controller, a heat fluid, a heat fluid expansion motor, a heat fluid storage device having a heat fluid fluid storing energy KWH1, and a heat storage device storing energy KWH2. 更に、熱エネルギ源、燃焼エンジン、及び燃焼エンジンから熱エネルギを回収する排熱回収システムを具える、請求項50に記載のエネルギ蓄積システム。 51. The energy storage system of claim 50, further comprising a thermal energy source, a combustion engine, and an exhaust heat recovery system that recovers thermal energy from the combustion engine. エネルギ蓄積コントローラは、
(a) 熱流動流体の蓄積装置から出る熱流動流体の質量流れ、及び
(b) 熱エネルギ蓄積及び排熱回収システムからなるグループから選択される少なくとも1つの熱エネルギ源内への熱流動流体の質量流れを調整し、
エネルギ蓄積コントローラは、蓄積されたエネルギKWH1を用いて利用可能な熱流動流体をリアルタイムで計算し、目的地又は次のオフピーク時間の何れかに達するのに必要な予測されるエネルギKWH3と比較し、燃焼エンジン、排熱回収システムからなるグループから選択される少なくとも1つのエネルギ源を制御することにより、二酸化炭素の排出を最小にし、排熱回収システムは、KWH3がKWH1とKWH2の和よりも大きな時に、燃焼エンジンから熱エネルギを回収する、請求項50に記載のエネルギ蓄積システム。
The energy storage controller
(a) the mass flow of the thermal fluid flowing out of the thermal fluid storage device, and
(b) adjusting the mass flow of the thermal fluid into at least one thermal energy source selected from the group consisting of thermal energy storage and exhaust heat recovery systems;
The energy storage controller uses the stored energy KWH1 to calculate the thermal fluid flow available in real time and compares it with the predicted energy KWH3 required to reach either the destination or the next off-peak time; By controlling at least one energy source selected from the group consisting of a combustion engine and an exhaust heat recovery system, carbon dioxide emissions are minimized, and the exhaust heat recovery system is used when KWH3 is greater than the sum of KWH1 and KWH2. 51. The energy storage system of claim 50, recovering thermal energy from a combustion engine.
第1膨張段階の排出圧及び温度は、熱流動流体のエンタルピH1を生じ、熱流動流体のエンタルピH2は液体遷移点への熱流動型流体ガスであり、エネルギ生成システムの排出圧及び温度はH1がH2の約105%未満で選択される、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 The discharge pressure and temperature of the first expansion stage results in the enthalpy H1 of the thermofluid fluid, the enthalpy H2 of the thermofluid fluid is the thermofluid fluid gas to the liquid transition point, and the exhaust pressure and temperature of the energy generation system is H1. 29. The energy generation system of claim 28, wherein is selected at less than about 105% of H2. 第2膨張段階は、容積式エンジンである、請求項52に記載のエネルギ生成システム。 53. The energy generation system of claim 52, wherein the second expansion stage is a positive displacement engine. 更に、第2膨張段階の前の排熱回収の熱交換器に向けて、様々な冷凍熱交換器、空調装置の熱交換器を具えた熱交換器を具えて、エネルギ生成システムは同時に冷凍及び空調の形式で冷却し、その一方、熱流動流体のエンタルピを増加させて、第2膨張段階で生成されるエネルギを増加させる、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 Furthermore, towards the heat exchanger for exhaust heat recovery prior to the second expansion stage, the energy generation system is equipped with various refrigeration heat exchangers, heat exchangers with air conditioner heat exchangers. 29. The energy generation system of claim 28, wherein the energy generation system cools in the form of air conditioning while increasing the energy generated in the second expansion stage by increasing the enthalpy of the thermal fluid. 更に、エネルギ蓄積コントローラ及び熱蓄積装置を具え、該エネルギ蓄積コントローラはエネルギ蓄積装置から出る質量流れ及び熱蓄積装置内への質量流れを調整して、第2膨張段階の前に熱流動流体のエンタルピを増加させ、且つ第1膨張段階の後に利用可能な冷却を増加させることにより、エネルギ効率を最大化する、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 In addition, an energy storage controller and a heat storage device are provided that regulate the mass flow exiting the energy storage device and into the heat storage device to provide an enthalpy of the heat flow fluid prior to the second expansion stage. 29. The energy generation system of claim 28, wherein the energy efficiency is maximized by increasing and increasing the cooling available after the first expansion stage. 更に、エネルギ蓄積コントローラ、電気生成器に接続された熱流動型モータ及び電気蓄積装置を具え、エネルギ蓄積コントローラは熱流動型のエネルギ蓄積装置から出る質量流れ及び電気蓄積装置内への電気流れを調整して、熱流動流体を膨張して冷却に要求される電気消費を減らすことによりエネルギ消費を最小化し、その一方、同時に熱流動型モータを用いて、第1膨張段階のエネルギを電気に変換する、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 In addition, an energy storage controller, a heat flow motor connected to the electricity generator, and an electricity storage device, the energy storage controller regulates the mass flow exiting the heat flow energy storage device and the electricity flow into the electricity storage device. Thus, the heat flow fluid is expanded to minimize the energy consumption required for cooling, while simultaneously using the heat flow motor to convert the energy of the first expansion stage to electricity. 30. The energy generation system of claim 28. 更に、エネルギ蓄積コントローラ、電気生成器及び熱流動エネルギ蓄積装置に接続された熱流動型モータを具え、該エネルギ蓄積コントローラは熱流動型のエネルギ蓄積装置内への質量流れを調整して、電力系統、電気蓄積装置、分配型エネルギ源及び熱源からなるグループから選択される電源からの電気生成効率を最大化し、熱源は太陽熱、太陽光電池の能動的冷却、地熱、熱蓄積、及び熱源を用いることにより、第2膨張段階時に続けて熱流動流体のエンタルピを増加させ、その一方、同時に電力系統及び分配されたエネルギからのリアルタイム容量の利用可能な過度の電気を用いる、請求項28に記載のエネルギ生成システム。 And a heat flow motor connected to the energy storage controller, the electricity generator and the heat flow energy storage device, the energy storage controller adjusting the mass flow into the heat flow energy storage device to Maximizing the efficiency of electricity generation from a power source selected from the group consisting of an electrical storage device, a distributed energy source and a heat source, the heat source using solar heat, active cooling of solar cells, geothermal, heat storage, and heat source 29. Energy generation according to claim 28, wherein the enthalpy of the thermal fluid is subsequently increased during the second expansion stage, while simultaneously using excess electricity of real-time capacity from the power system and the distributed energy. system. 2種混合型の熱流動流体、吸収剤及び吸収性物質を分離する非熱分離方法、及び熱流動型流体モータを具え、熱流動流体の分離圧はP1であり、温度T1に於ける沸点の最大圧はP2であり、P1はP2より大きいエネルギ生成システム。 A heat-fluid fluid, a non-thermal separation method for separating the absorbent and absorbent material, and a heat-fluid fluid motor are provided. The separation pressure of the heat-fluid is P1, and the boiling point at temperature T1 is The maximum pressure is P2, and P1 is an energy generation system greater than P2. 更に、希釈液の容積式ポンプ、膨張モータ、及び熱源を具え、該熱源は膨張モータ内で膨張する前に、熱流動流体のエンタルピを増加させる、請求項58に記載のエネルギ生成システム。 59. The energy generating system of claim 58, further comprising a diluent positive displacement pump, an expansion motor, and a heat source, wherein the heat source increases the enthalpy of the thermal fluid before expanding in the expansion motor. 更に、吸収性物質の蓄積装置、膨張モータ及び熱源を具え、該熱源は膨張モータ内で膨張する前に、熱流動流体のエンタルピを増加させる、請求項58に記載のエネルギ生成システム。 59. The energy generating system of claim 58, further comprising an absorbent material storage device, an expansion motor, and a heat source, wherein the heat source increases the enthalpy of the heat fluid before expanding in the expansion motor. 構成要素A1及びA2を有する2種混合型の熱流動流体を具え、少なくとも2つの別々の膨張段階を有し、それは熱流動流体の温度が、構成要素A1の液体相遷移よりも高い結果となり、続いて熱流動流体を重量ベースで構成要素A1の約10%未満の第2流れに分ける相分離工程を含む第1膨張段階と、第2流れに更なるエネルギを生成する第2膨張段階であるエネルギ生成システム。 Comprising a two-part heat-fluid with component A1 and A2 and having at least two separate expansion stages, which results in the temperature of the heat-fluid being higher than the liquid phase transition of component A1, A first expansion stage that includes a phase separation process that divides the thermal fluid fluid into a second stream of less than about 10% of component A1 on a weight basis, and a second expansion stage that generates additional energy in the second stream. Energy generation system.
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