JP2013509529A - 圧縮器−膨張器可逆式ユニットを備える圧縮空気エネルギー貯蔵システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
12 複合型モータ−発電機ユニット
14 駆動軸
16 空気圧縮/膨張システム
18 圧縮器−膨張器可逆式ユニット
20 キャバーン
22 圧縮器−膨張器ユニット
24 圧縮器−膨張器ユニット
26 圧縮−膨張経路
28 冷却用ユニット
30 燃焼器
32 断熱圧縮空気エネルギー貯蔵(ACAES)システム
34 熱エネルギー貯蔵(TES)ユニット
100 圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システム
101 空気圧縮/膨張システム101
102 複合型モータ−発電機ユニット
104 駆動軸
106 駆動軸
108 クラッチ
110 クラッチ
112 圧縮器システム
114 タービンシステム
Claims (21)
- 圧縮モードおよび膨張モードで交互に動作可能な圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システムであって、
モータ−発電機ユニットと、
前記モータ−発電機ユニットに接続され、前記モータ−発電機ユニットに、および前記モータ−発電機ユニットから回転パワーを伝送するように構成されている駆動軸と、
前記駆動軸に結合され、選択的に空気を圧縮し、膨張させるように構成されている少なくとも1つの圧縮器−膨張器可逆式ユニットと、
前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットに接続され、それから受けた圧縮空気を貯蔵するように構成されている空気貯蔵ユニットとを備え、
前記少なくとも1つの圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、前記圧縮モード中、空気を圧縮し、前記膨張モード中、空気を膨張させる、
CAESシステム。 - 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、前記駆動軸によって駆動される場合、圧縮器として動作するように構成されている、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、前記空気貯蔵ユニットから圧縮空気が供給される場合、膨張器として動作するように構成されている、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、放射型圧縮器−膨張器ユニットを備える、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、軸流型圧縮器−膨張器ユニットを備える、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、スクリュー型圧縮器−膨張器ユニットを備える、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、ピストン型圧縮器−膨張器ユニットを備える、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記少なくとも1つの圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、
第1の圧縮器−膨張器可逆式ユニットと、
第2の圧縮器−膨張器可逆式ユニットとを備え、
前記第1および前記第2の圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、2段階圧縮/膨張システムを形成するように、圧縮−膨張経路によって流体的に接続されている、
請求項1記載のCAESシステム。 - 少なくとも1つの熱エネルギー貯蔵(TES)ユニットをさらに備え、それにより、前記CAESシステムは、断熱CAESシステムとして構成される、請求項1記載のCAESシステム。
- 前記少なくとも1つの圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、クラッチレス構成で、前記駆動軸に固定して結合されている、請求項1記載のCAESシステム。
- 圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システムにおいて気体を圧縮し、膨張させるための方法において、
圧縮動作段階中、圧縮器−タービン可逆式ユニットに回転パワーを供給するステップであって、前記回転パワーは、複合型モータ−発電機ユニットから、および駆動軸によって、前記圧縮器−タービン可逆式ユニットに供給される、ステップと、
前記回転パワーに応答して、圧縮動作段階中、前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて空気を圧縮するステップと、
所望の時間期間、前記圧縮空気を空気貯蔵ユニットに貯蔵するステップと、
膨張動作段階中、前記圧縮空気を前記空気貯蔵ユニットから前記圧縮器−タービン可逆式ユニットに移送するステップと、
前記膨張動作段階中、前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて前記圧縮空気を膨張させるステップであって、前記圧縮器−タービン可逆式ユニットは、前記移送された圧縮空気によって駆動される、ステップと、
前記膨張動作段階中、前記圧縮器−タービン可逆式ユニットによって生成された前記回転パワーを前記駆動軸によって前記複合型モータ−発電機ユニットに移送し、それによって、前記複合型モータ−発電機ユニットは電力を生成する、ステップと
を含む、方法。 - 前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて空気を圧縮するステップは、放射型圧縮器−膨張器ユニットにおいて空気を圧縮するステップを含む、請求項11記載の方法。
- 前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて空気を圧縮するステップは、軸流型圧縮器−膨張器ユニットにおいて空気を圧縮するステップを含む、請求項11記載の方法。
- 前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて空気を圧縮するステップは、スクリュー型圧縮器−膨張器において空気を圧縮するステップを含む、請求項11記載の方法。
- 前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて空気を圧縮するステップは、ピストン型圧縮器−膨張器ユニットにおいて空気を圧縮するステップを含む、請求項11記載の方法。
- 前記圧縮器−タービン可逆式ユニットにおいて空気を圧縮し、膨張させるステップは、
前記圧縮動作段階中および前記膨張動作段階中にそれぞれ、第1の圧縮器−膨張器可逆式ユニットにおいて空気を圧縮し、膨張させるステップと、
前記圧縮動作段階中および前記膨張動作段階中にそれぞれ、第2の圧縮器−膨張器可逆式ユニットにおいて空気を圧縮し、膨張させるステップと
を含む、請求項11記載の方法。 - 圧縮モードおよび膨張モードで交互に動作可能な圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)システムであって、
機械的パワーおよび電気的パワーの両方を生成するように構成されている複合型モータ−発電機ユニットと、
前記モータ−発電機ユニットに接続され、前記モータ−発電機ユニットに、および前記モータ−発電機ユニットから回転パワーを伝送するように構成されている駆動軸と、
前記駆動軸に固定して結合された圧縮器−膨張器可逆式ユニットと、
前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットに接続され、それから受けた圧縮空気を貯蔵するように構成されている空気貯蔵ユニットとを備え、
前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、クラッチを使用せずに前記駆動軸に結合され、それにより、前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、前記圧縮モード中、空気を圧縮し、前記膨張モード中、空気を膨張させるように動作する、
CAESシステム。 - 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、前記圧縮動作モード中、前記駆動軸によって駆動される場合、圧縮器として動作するように構成されている、請求項17記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、前記空気貯蔵ユニットから圧縮空気を供給される場合、膨張器として動作するように構成されている、請求項17記載のCAESシステム。
- 前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットは、放射型圧縮器−膨張器ユニット、軸流型圧縮器−膨張器ユニット、スクリュー型圧縮器−膨張器、およびピストン型圧縮器−膨張器ユニットのうちの1つを備える、請求項17記載のCAESシステム。
- 少なくとも1つの追加の圧縮器−膨張器可逆式ユニットを備え、それにより、前記圧縮器−膨張器可逆式ユニットと、前記少なくとも1つの追加の圧縮器−膨張器可逆式ユニットとは、複数段階の空気圧縮/膨張システムを形成する、請求項17記載のCAESシステム。
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