JP2019152117A - Energy supply system - Google Patents

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Abstract

To provide an energy supply system which reduces cost by suppressing use of commercial power in a compressed air use facility.SOLUTION: An energy supply system 1 is configured to alternatively or additionally supply to a compressed air use facility 10 compressed air separate from air generated therein. The energy supply system comprises: a power generation facility 2 which is provided independently of the compressed air use facility 10, generates power by utilizing renewable energy and generates separate compressed air by using generated power; a compressed air supply line 3 which connects the power generation facility 2 and the compressed air use facility 10, for supplying the separate compressed air to the compressed air use facility 10; and a switching device 4 which is configured to open/close the compressed air supply line 3 and capable of switching the compressed air supply line between an open state in which the compressed air supply line 3 is alternatively or additionally opened and the separate compressed air is supplied to the compressed air use facility 10 and a closed state in which the compressed air supply line 3 is closed and the supply of the separate compressed air to the compressed air use facility 10 is stopped.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、再生可能エネルギーを利用したエネルギー供給システムに関する。   The present invention relates to an energy supply system using renewable energy.

下水や産業廃水などの汚水を処理する方法として、汚水中の活性汚泥（微生物）を利用して有機物を分解する方法が知られている。この活性汚泥を利用した水処理システムでは、汚水の処理効率を向上させるために、汚水に空気（酸素）を供給して活性汚泥を活性化させるための曝気槽が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。   As a method of treating sewage such as sewage or industrial wastewater, a method of decomposing organic matter using activated sludge (microorganisms) in the sewage is known. In the water treatment system using activated sludge, an aeration tank for activating activated sludge by supplying air (oxygen) to the sewage is widely used in order to improve the treatment efficiency of sewage (for example, Patent Document 1).

特開平１１−１３８１９１号公報JP 11-138191 A

曝気槽への空気の供給は、一般に、商用の交流電源で電動機を駆動して電力を発生させ、その電力を利用して圧縮空気を生成し、生成した圧縮空気を曝気槽の底部から汚水中に噴射することで行われる。しかしながら、このような方法は、特に下水処理場など、大量の圧縮空気が必要な大規模な水処理システムでは、大量の商用電力を必要とするため、大きなコスト増加につながってしまう。   In general, air is supplied to the aeration tank by generating electric power by driving an electric motor with a commercial AC power source, generating compressed air using the electric power, and generating the compressed air from the bottom of the aeration tank This is done by injecting into However, such a method requires a large amount of commercial power, particularly in a large-scale water treatment system that requires a large amount of compressed air, such as a sewage treatment plant, which leads to a large cost increase.

そこで、本発明の目的は、圧縮空気使用設備における商用電力の使用を抑え、コストの削減を実現するエネルギー供給システムを提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide an energy supply system that suppresses the use of commercial power in a compressed air use facility and realizes cost reduction.

本発明の第１の態様によるエネルギー供給システムは、圧縮空気を生成して使用する圧縮空気使用設備に、圧縮空気使用設備で生成されるのとは別の圧縮空気を代替的または追加的に供給するエネルギー供給システムであって、圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行うとともに、発電された電力を用いて別の圧縮空気を生成する発電設備と、発電設備と圧縮空気使用設備とを接続し、別の圧縮空気を圧縮空気使用設備に供給するための圧縮空気供給ラインと、圧縮空気供給ラインを開閉するように構成され、圧縮空気供給ラインを開放し、別の圧縮空気を圧縮空気使用設備に代替的または追加的に供給する開状態と、圧縮空気供給ラインを閉鎖し、別の圧縮空気の圧縮空気使用設備への供給を停止する閉状態とに切り換え可能な切換装置と、を有している。   The energy supply system according to the first aspect of the present invention supplies, to a compressed air use facility that generates and uses compressed air, alternatively or additionally, compressed air other than that generated by the compressed air use facility. An energy supply system that is provided independently of the facility using compressed air, generates power using renewable energy, and generates another compressed air using the generated power; and It is configured to connect the power generation equipment and equipment using compressed air and supply another compressed air to equipment using compressed air, and to open and close the compressed air supply line, and open the compressed air supply line. In addition, the compressed air supply line is closed or the supply of another compressed air to the facility using the compressed air is shut off, and the supply of the compressed air to the facility using the compressed air is stopped. That has a switching device that can switch to a closed state, the.

また、本発明の第２の態様によるエネルギー供給システムは、圧縮空気を生成して使用する圧縮空気使用設備に対して、圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行うとともに、発電された電力を用いて圧縮空気使用設備で生成されるのとは別の圧縮空気を生成する発電設備から、別の圧縮空気を代替的または追加的に供給するエネルギー供給システムであって、発電設備と圧縮空気使用設備とを接続し、別の圧縮空気を圧縮空気使用設備に供給するための圧縮空気供給ラインと、圧縮空気供給ラインを開閉するように構成され、圧縮空気供給ラインを開放し、別の圧縮空気を圧縮空気使用設備に代替的または追加的に供給する開状態と、圧縮空気供給ラインを閉鎖し、別の圧縮空気の圧縮空気使用設備への供給を停止する閉状態とに切り換え可能な切換装置と、を有している。   In addition, the energy supply system according to the second aspect of the present invention is provided independently of the compressed air using facility for the compressed air using facility that generates and uses the compressed air, and uses renewable energy. An energy supply system that generates power and supplies another compressed air alternatively or additionally from a power generation facility that uses the generated power to generate compressed air other than that generated by the facility using compressed air The power generation facility and the compressed air use facility are connected to each other, the compressed air supply line for supplying another compressed air to the compressed air use facility, and the compressed air supply line are opened and closed. An open state in which the supply line is opened and another compressed air is supplied to the compressed air use facility alternatively or additionally, and the compressed air supply line is closed and another compressed air is used. The supply of and a, a switching device that can switch to a closed state to stop.

また、本発明の第３の態様によるエネルギー供給システムは、圧縮空気を生成するために商用電力が用いられる圧縮空気使用設備に、商用電力とは別の電力を代替的に供給するエネルギー供給システムであって、圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行う発電設備と、発電設備と圧縮空気使用設備とを接続し、発電設備で発電された電力を圧縮空気使用設備に供給するための電力供給ラインと、電力供給ラインを開閉するように構成され、電力供給ラインを閉鎖し、発電された電力を圧縮空気使用設備に代替的に供給する閉状態と、電力供給ラインを開放し、発電された電力の圧縮空気使用設備への供給を停止する開状態とに切り換え可能な切換装置と、を有している。   Moreover, the energy supply system according to the third aspect of the present invention is an energy supply system that alternatively supplies power other than commercial power to a facility using compressed air that uses commercial power to generate compressed air. In addition, the power generation facility that is provided independently of the compressed air use facility and generates power using renewable energy, and the power generation facility and the compressed air use facility are connected to compress the power generated by the power generation facility. A power supply line for supplying to the air-using facility, and a closed state configured to open and close the power supply line, closing the power supply line, and alternatively supplying the generated power to the compressed-air using facility; And a switching device that can be switched to an open state in which the power supply line is opened and the supply of the generated power to the facility using compressed air is stopped.

また、本発明の第４の態様によるエネルギー供給システムは、圧縮空気を生成するために商用電力が用いられる圧縮空気使用設備に対して、圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行う発電設備から、商用電力とは別の電力として、発電設備で発電された電力を供給するエネルギー供給システムであって、発電設備と圧縮空気使用設備とを接続し、発電設備で発電された電力を圧縮空気使用設備に供給するための電力供給ラインと、電力供給ラインを開閉するように構成され、電力供給ラインを閉鎖し、発電された電力を圧縮空気使用設備に代替的に供給する閉状態と、電力供給ラインを開放し、発電された電力の圧縮空気使用設備への供給を停止する開状態とに切り換え可能な切換装置と、を有している。   Moreover, the energy supply system by the 4th aspect of this invention is provided independently of the compressed air use installation with respect to the compressed air use installation which uses commercial electric power in order to produce | generate compressed air, and is renewable energy. Is an energy supply system that supplies power generated by a power generation facility as power separate from commercial power from a power generation facility that generates power by using the power generation facility by connecting the power generation facility and a facility that uses compressed air. The power supply line for supplying the power generated by the facility to the facility using compressed air and the power supply line are configured to open and close, the power supply line is closed, and the generated power is replaced by the facility using compressed air And a switching device that can be switched between a closed state for supplying power and an open state for opening the power supply line and stopping the supply of generated power to the compressed air use facility. That.

このようなエネルギー供給システムによれば、必要に応じて、再生可能エネルギーによる電力を利用して生成された圧縮空気を圧縮空気使用設備に供給したり、圧縮空気を生成するための電力としてその電力を圧縮空気使用設備に供給したりすることができる。その結果、圧縮空気使用設備において圧縮空気を生成するための商用電力の使用量を削減することができる。   According to such an energy supply system, if necessary, the compressed air generated by using the power from the renewable energy is supplied to the facility using compressed air, or the power is generated as power for generating the compressed air. Can be supplied to equipment using compressed air. As a result, it is possible to reduce the amount of commercial power used to generate compressed air in the compressed air use facility.

以上、本発明によれば、圧縮空気使用設備における商用電力の使用を抑え、コストの削減を実現することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the cost by suppressing the use of commercial power in the facility using compressed air.

本発明の第１の実施形態に係るエネルギー供給システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an energy supply system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る圧縮空気使用設備の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the compressed air use equipment which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るエネルギー供給システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the energy supply system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本明細書では、本発明のエネルギー供給システムについて、大量の圧縮空気が使用される下水処理場の曝気設備に適用される場合を例に挙げて説明するが、他の圧縮空気使用設備にも好適に適用することができる。そのような圧縮空気使用設備としては、例えば、ダムの曝気設備、養殖場の酸素供給設備、地下貯水タンクなどのエアリフトポンプ、火力発電所やごみ焼却場の送気設備などが挙げられる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present specification, the energy supply system of the present invention will be described by taking as an example a case where it is applied to an aeration facility in a sewage treatment plant where a large amount of compressed air is used, but it is also suitable for other compressed air using facilities. Can be applied to. Examples of such equipment using compressed air include aeration equipment for dams, oxygen supply equipment for farms, air lift pumps such as underground water storage tanks, air supply equipment for thermal power plants and garbage incineration plants.

（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るエネルギー供給システムについて説明する。図１は、本実施形態のエネルギー供給システムの概略構成図である。 (First embodiment)
With reference to FIG. 1, the energy supply system which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an energy supply system according to the present embodiment.

本実施形態のエネルギー供給システム１は、再生可能エネルギーによる電力（一例として、風力発電装置で発電された電力）を利用して圧縮空気を生成し、その圧縮空気を圧縮空気使用設備である曝気設備１０に代替的または追加的に供給するものであり、発電設備２と、圧縮空気供給ライン３と、バルブ装置４と、制御装置５とから構成されている。   The energy supply system 1 of the present embodiment generates compressed air by using electric power generated by renewable energy (for example, electric power generated by a wind power generator), and the compressed air is a facility that uses compressed air. The power generation equipment 2, the compressed air supply line 3, the valve device 4, and the control device 5 are supplied to the power supply 10.

発電設備２は、曝気設備１０とは独立した場所、例えば、曝気設備２から数キロ程度離れた場所に設けられ、風力発電装置２１と、分電装置２２と、圧縮機２３と、空気タンク２４とを備えている。風力発電装置２１は、風力を利用して発電を行うものであり、分電装置２２を介して外部の送電系統２０と圧縮機２３に接続されている。風力発電装置２１で発電された電力は、通常は送電系統２０に供給され、余剰電力が生じると圧縮機２３に供給される。ただし、その逆であってもよく、通常は圧縮機２３に供給され、余剰電力が生じると送電系統２０に供給されるようになっていてもよい。圧縮機２３は、分電装置２２を介して電力の供給を受けると圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気は、空気タンク２４に貯留される。空気タンク２４には、空気タンク２４内の圧力を計測する圧力計２５が設けられている。   The power generation facility 2 is provided at a location independent of the aeration facility 10, for example, a location several kilometers away from the aeration facility 2, and includes a wind power generation device 21, a power distribution device 22, a compressor 23, and an air tank 24. And. The wind power generator 21 generates power using wind power, and is connected to an external power transmission system 20 and a compressor 23 via a power distribution device 22. The electric power generated by the wind power generator 21 is normally supplied to the power transmission system 20 and supplied to the compressor 23 when surplus power is generated. However, the reverse may be sufficient and it is usually supplied to the compressor 23 and may be supplied to the power transmission system 20 when surplus power is generated. The compressor 23 generates compressed air when supplied with power via the power distribution device 22, and the generated compressed air is stored in the air tank 24. The air tank 24 is provided with a pressure gauge 25 that measures the pressure in the air tank 24.

圧縮空気供給ライン３は、発電設備２の空気タンク２４と曝気設備１０とを接続し、発電設備２で生成された圧縮空気を曝気設備１０に供給するために設けられている。なお、空気タンク２４に設けられた圧力計２５の代わりに、あるいはそれに加えて、圧縮空気供給ライン３に圧力計が設けられていてもよい。   The compressed air supply line 3 is provided to connect the air tank 24 of the power generation facility 2 and the aeration facility 10 and supply the compressed air generated by the power generation facility 2 to the aeration facility 10. Instead of or in addition to the pressure gauge 25 provided in the air tank 24, a pressure gauge may be provided in the compressed air supply line 3.

バルブ装置（切換装置）４は、圧縮空気供給ライン３の曝気設備１０との接続位置に設けられ、圧縮空気供給ライン３を開閉するように構成されている。バルブ装置４は、圧縮空気供給ライン３を開放して圧縮空気を曝気設備１０に供給する開状態と、圧縮空気供給ライン３を閉鎖して圧縮空気の曝気設備１０への供給を停止する閉状態とに切り換え可能に構成されている。この切り換えは、後述するように、圧力計２５による計測値に基づいて行われる。   The valve device (switching device) 4 is provided at a position where the compressed air supply line 3 is connected to the aeration equipment 10, and is configured to open and close the compressed air supply line 3. The valve device 4 is in an open state in which the compressed air supply line 3 is opened to supply compressed air to the aeration facility 10, and a closed state in which the compressed air supply line 3 is closed to stop the supply of compressed air to the aeration facility 10. And can be switched to. This switching is performed based on the measurement value by the pressure gauge 25 as will be described later.

制御装置５は、エネルギー供給システム１の動作、特に、バルブ装置４の開状態と閉状態の切り換えを制御するものである。具体的には、制御装置５は、曝気設備１０からの圧縮空気の要求信号を受信すると、圧力計２５（あるいは圧縮空気供給ライン３に設けられた圧力計）の計測値が所定の下限値以上であるか否かを判定する。ここでいう下限値は、曝気設備１０で必要とされる量の圧縮空気が圧縮空気供給ライン３を通じて供給可能な最低限の圧力値である。   The control device 5 controls the operation of the energy supply system 1, in particular, switching between the open state and the closed state of the valve device 4. Specifically, when the control device 5 receives a request signal for compressed air from the aeration facility 10, the measured value of the pressure gauge 25 (or a pressure gauge provided in the compressed air supply line 3) is equal to or greater than a predetermined lower limit value. It is determined whether or not. The lower limit here is a minimum pressure value at which the amount of compressed air required by the aeration equipment 10 can be supplied through the compressed air supply line 3.

したがって、圧力計２５の計測値が下限値以上であると判定されると、バルブ装置４が開状態に切り換えられて圧縮空気供給ライン３を開放し、発電設備２の空気タンク２４から曝気設備１０に圧縮空気が供給される。なお、バルブ装置４が開状態にあるときに、風力発電装置２１における余剰電力の発生状況によっては、空気タンク２４内の圧縮空気が消費されて圧力計２５の計測値が下限値を下回ることもある。その場合には、バルブ装置４は閉状態に切り換えられる。バルブ装置４が閉状態に切り換えられると、曝気設備１０内に設置された送風機（図１には図示せず）が商用の交流電源（商用電源）で駆動され、曝気設備１０で消費される圧縮空気を生成するようになっている。一方、制御装置５が曝気設備１０からの圧縮空気の要求信号を受信した時点で、圧力計２５の計測値が所定値未満であると判定されると、バルブ装置４は開状態には切り換えられず、閉状態のまま維持される。この場合にも、曝気装置１０内の送風機によって必要量の圧縮空気が生成される。   Therefore, when it is determined that the measured value of the pressure gauge 25 is equal to or higher than the lower limit value, the valve device 4 is switched to the open state, the compressed air supply line 3 is opened, and the aeration equipment 10 is supplied from the air tank 24 of the power generation equipment 2. Is supplied with compressed air. Note that when the valve device 4 is in the open state, depending on the state of generation of surplus power in the wind power generator 21, the compressed air in the air tank 24 may be consumed, and the measured value of the pressure gauge 25 may fall below the lower limit value. is there. In that case, the valve device 4 is switched to the closed state. When the valve device 4 is switched to the closed state, a blower (not shown in FIG. 1) installed in the aeration equipment 10 is driven by a commercial AC power supply (commercial power supply) and is consumed by the aeration equipment 10. It is designed to generate air. On the other hand, when the control device 5 receives the compressed air request signal from the aeration equipment 10 and determines that the measured value of the pressure gauge 25 is less than the predetermined value, the valve device 4 is switched to the open state. Rather, it remains closed. Also in this case, a necessary amount of compressed air is generated by the blower in the aeration apparatus 10.

ここで、図２を参照して、本実施形態のエネルギー供給システムが適用される曝気設備の構成例について説明する。図２は、本実施形態の曝気設備の構成例を示す概略図である。   Here, with reference to FIG. 2, the structural example of the aeration equipment to which the energy supply system of this embodiment is applied is demonstrated. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the aeration facility according to the present embodiment.

曝気設備１０には、圧縮空気使用装置である曝気槽１１と、曝気槽１１に圧縮空気を供給する送風機１２とが設けられている。曝気槽１１には、空気配管１３を介して送風機１２の吐出側に接続され、曝気槽１１内の汚水中に圧縮空気を放出する散気装置１４が設けられている。送風機１２は、例えば、商用電源で駆動される電動機に接続され、商用電力により外気を圧縮して圧縮空気を生成するように構成されている。   The aeration facility 10 is provided with an aeration tank 11 that is a device using compressed air, and a blower 12 that supplies compressed air to the aeration tank 11. The aeration tank 11 is provided with an air diffuser 14 that is connected to the discharge side of the blower 12 via an air pipe 13 and discharges compressed air into the sewage in the aeration tank 11. The blower 12 is connected to, for example, an electric motor driven by a commercial power source, and is configured to generate compressed air by compressing outside air with commercial power.

圧縮空気供給ライン３は２つに分岐して、それぞれ曝気設備１０に接続されている。すなわち、第１の分岐ライン３ａは、空気配管１３を介して曝気槽１１内の散気装置１４に接続され、第２の分岐ライン３ｂは、送風機１２の吸込側に接続されている。第１の分岐ライン３ａと第２の分岐ライン３ｂにはそれぞれ、バルブ装置４を構成する第１の開閉バルブ４ａと第２の開閉バルブ４ｂが設けられている。   The compressed air supply line 3 branches into two and is connected to the aeration equipment 10 respectively. That is, the first branch line 3 a is connected to the air diffuser 14 in the aeration tank 11 via the air pipe 13, and the second branch line 3 b is connected to the suction side of the blower 12. The first branch line 3a and the second branch line 3b are respectively provided with a first opening / closing valve 4a and a second opening / closing valve 4b constituting the valve device 4.

このような構成例では、圧力計２５の計測値が所定の下限値未満であると判定されると、第１の開閉バルブ４ａと第２の開閉バルブ４ｂが共に閉鎖されるが、下限値以上であると判定されると、さらに、圧力計２５の計測値が所定の上限値以上であるか否かが判定される。ここでいう上限値は、曝気層１１で曝気処理に必要とされる量の圧縮空気が圧縮空気供給ライン３を通じて供給可能な最低限の圧力値である。圧力計２５の計測値が上限値以上であると判定されると、第１の開閉バルブ４ａが開放されると同時に、第２の開閉バルブ４ｂが閉鎖され、発電設備２からの圧縮空気は、第１の分岐ライン３ａから空気配管１３を通じて、曝気槽１１内の散気装置１４に供給される。この場合、曝気設備１０に設けられた送風機１２を駆動させる必要がないため、商用電力が消費されることはない。一方、圧力計２５の計測値が所定の上限値未満であると判定されると、第１の開閉バルブ４ａが閉鎖されると同時に、第２の開閉バルブ４ｂが開放され、発電設備２からの圧縮空気は、第２の分岐ライン３ｂを通じて送風機１２に吸気として供給される。このため、吸気として発電設備２からの圧縮空気の供給を受けない場合に比べて、圧縮空気を生成するために少ない電力量で送風機１２を駆動することができる。   In such a configuration example, when it is determined that the measured value of the pressure gauge 25 is less than the predetermined lower limit value, both the first on-off valve 4a and the second on-off valve 4b are closed, but the lower limit value or more is reached. Is determined, it is further determined whether or not the measured value of the pressure gauge 25 is greater than or equal to a predetermined upper limit value. The upper limit value here is a minimum pressure value at which the amount of compressed air required for the aeration process in the aeration layer 11 can be supplied through the compressed air supply line 3. When it is determined that the measurement value of the pressure gauge 25 is equal to or higher than the upper limit value, the first opening / closing valve 4a is opened and the second opening / closing valve 4b is closed simultaneously, and the compressed air from the power generation facility 2 is The air is supplied from the first branch line 3 a to the air diffuser 14 in the aeration tank 11 through the air pipe 13. In this case, since it is not necessary to drive the blower 12 provided in the aeration equipment 10, commercial power is not consumed. On the other hand, when it is determined that the measured value of the pressure gauge 25 is less than the predetermined upper limit value, the first on-off valve 4a is closed and the second on-off valve 4b is opened at the same time. The compressed air is supplied as intake air to the blower 12 through the second branch line 3b. For this reason, compared with the case where the supply of compressed air from the power generation facility 2 is not received as intake air, the blower 12 can be driven with a small amount of electric power to generate compressed air.

なお、圧縮空気供給ライン３は、必ずしも２つに分岐して曝気設備１０に接続されている必要はなく、第１の分岐ライン３ａと第２の分岐ライン３ｂの一方が省略されていてもよい。すなわち、第２の分岐ライン３ｂが省略され、圧縮空気供給ライン３が曝気槽１１のみに接続されているか、あるいは、第１の分岐ライン３ａが省略され、圧縮空気供給ライン３が送風機１２のみに接続されていてもよい。   The compressed air supply line 3 does not necessarily have to be branched into two and connected to the aeration equipment 10, and one of the first branch line 3a and the second branch line 3b may be omitted. . That is, the second branch line 3 b is omitted and the compressed air supply line 3 is connected only to the aeration tank 11, or the first branch line 3 a is omitted and the compressed air supply line 3 is connected only to the blower 12. It may be connected.

以上、本実施形態のエネルギー供給システムによれば、必要に応じて、再生可能エネルギー（風力）による電力を利用して生成された圧縮空気を曝気設備に供給することができ、曝気設備における商用電力の使用量を削減することができる。また、本実施形態のエネルギー供給システムでは、再生可能エネルギーによる電力は、圧縮空気を生成するためのエネルギーに変換された後、電力に再変換されることがないため、エネルギー損失が少なく、再生可能エネルギーを安定的に消費することができる。これらにより、国の施策である下水処理場での商用電力の使用量を削減するシステムと、再生可能エネルギーにより余剰に発電された電力を有効に消費するシステムを提供することができる。また、本実施形態のエネルギー供給システムは、再生可能エネルギーの余剰電力を利用する他の電力貯蔵システムに比べて、構成機器を少なくすることができる点でも有利である。   As mentioned above, according to the energy supply system of this embodiment, the compressed air produced | generated using the electric power by renewable energy (wind power) can be supplied to an aeration equipment as needed, and commercial electric power in an aeration equipment The amount of use can be reduced. Moreover, in the energy supply system of this embodiment, since the electric power by renewable energy is converted into the energy for generating compressed air, it is not reconverted into electric power. Energy can be consumed stably. By these, the system which reduces the usage-amount of the commercial power in the sewage treatment plant which is a national measure, and the system which consumes the electric power excessively generated by the renewable energy can be provided. In addition, the energy supply system of the present embodiment is advantageous in that the number of components can be reduced as compared with other power storage systems that use surplus power of renewable energy.

なお、再生可能エネルギーによる発電設備は、新規に設置されてもよく、あるいは、既設のものであってもよい。また、利用する再生可能エネルギーとしては、風力に限定されず、太陽光、水力、バイオマスなど他の再生可能エネルギーであってもよい。   Note that the power generation facility using renewable energy may be newly installed or may be an existing one. Moreover, as renewable energy to utilize, it is not limited to wind power, Other renewable energy, such as sunlight, hydropower, and biomass, may be sufficient.

（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係るエネルギー供給システムについて説明する。図３は、本実施形態のエネルギー供給システムの概略構成図である。以下、上述した実施形態と、同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成のみ説明する。 (Second Embodiment)
With reference to FIG. 3, the energy supply system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the energy supply system of the present embodiment. Hereinafter, with respect to the same configuration as the above-described embodiment, the same reference numerals are given to the drawings, the description thereof is omitted, and only the configuration different from the first embodiment is described.

本実施形態のエネルギー供給システム１は、再生可能エネルギーによる電力（一例として、風力発電装置で発電された電力）を、圧縮空気を生成するための商用電力の代わりとして曝気設備１０に代替的に供給するものであり、発電設備２と、電力供給ライン６と、スイッチ装置７と、制御装置５とから構成されている。すなわち、本実施形態は、第１の実施形態とは異なり、発電設備２で発電された電力をそのまま曝気設備１０に供給するものである。したがって、本実施形態では、発電設備２は、圧縮機２３と空気タンク２４を備えておらず、第１の実施形態の圧縮空気供給ライン３とバルブ装置４の代わりに、電力供給ライン６とスイッチ装置７が設けられている。   The energy supply system 1 according to the present embodiment alternatively supplies power from renewable energy (as an example, power generated by a wind power generator) to the aeration facility 10 instead of commercial power for generating compressed air. The power generation facility 2, the power supply line 6, the switch device 7, and the control device 5 are configured. That is, this embodiment is different from the first embodiment in that the power generated by the power generation facility 2 is supplied to the aeration facility 10 as it is. Therefore, in this embodiment, the power generation facility 2 does not include the compressor 23 and the air tank 24, and instead of the compressed air supply line 3 and the valve device 4 of the first embodiment, the power supply line 6 and the switch A device 7 is provided.

電力供給ライン６は、発電設備２と曝気設備１０とを接続し、発電設備２で発電された電力を曝気設備１０に供給するために設けられている。具体的には、電力供給ライン６は、商用電源８と曝気設備１０とを接続する商用電源ライン９を介して、曝気設備１０に接続されている。なお、商用電源ライン９は、曝気設備１０の送風機１２（図２参照）に商用電力を供給するために設けられている。   The power supply line 6 is provided to connect the power generation facility 2 and the aeration facility 10 and supply the power generated by the power generation facility 2 to the aeration facility 10. Specifically, the power supply line 6 is connected to the aeration equipment 10 via a commercial power supply line 9 that connects the commercial power supply 8 and the aeration equipment 10. The commercial power line 9 is provided to supply commercial power to the blower 12 (see FIG. 2) of the aeration facility 10.

スイッチ装置（切換装置）７は、電力供給ライン６を開閉する第１の開閉スイッチ７ａを有し、電力供給ライン６を閉鎖して発電設備２で発電された電力を曝気設備１０に供給する閉状態と、電力供給ライン６を開放して発電設備２で発電された電力の曝気設備１０への供給を停止する開状態とに切り換え可能に構成されている。さらに、スイッチ装置７は、電力供給ライン６の開閉に連動して商用電源ライン９を開閉する第２の開閉スイッチ７ｂを有している。第２の開閉スイッチ７ｂは、第１の開閉スイッチ７ａが電力供給ライン６を閉鎖すると同時に、商用電源ライン９を開放して商用電力の曝気設備１０への供給を停止し、第１の開閉スイッチ７ａが電力供給ライン６を開放すると同時に、商用電源ライン９を閉鎖して商用電力を曝気設備１０に供給するように構成されている。   The switch device (switching device) 7 has a first open / close switch 7 a for opening and closing the power supply line 6, and closes the power supply line 6 to supply power generated by the power generation facility 2 to the aeration facility 10. It is configured to be switchable between a state and an open state in which the power supply line 6 is opened to stop the supply of power generated by the power generation facility 2 to the aeration facility 10. Furthermore, the switch device 7 has a second opening / closing switch 7b that opens / closes the commercial power supply line 9 in conjunction with opening / closing of the power supply line 6. The second open / close switch 7b closes the power supply line 6 at the same time as the first open / close switch 7a closes the commercial power line 9 to stop the supply of commercial power to the aeration equipment 10, and the first open / close switch 7b 7 a opens the power supply line 6 and simultaneously closes the commercial power supply line 9 to supply commercial power to the aeration equipment 10.

スイッチ装置７の開状態と閉状態の切り換えは、制御装置５により、発電設備２（風力発電装置２１）の発電量に基づいて行われる。具体的には、制御装置５が曝気設備１０からの圧縮空気の要求信号を受信すると、風力発電装置２１の発電量が所定量以上であるか否か、すなわち、風力発電装置２１において余剰電力が発生しているか否かが判定される。なお、風力発電装置２１の発電量は、例えば、発電設備２に設けられた電力量計（図示せず）によって計測される。   Switching between the open state and the closed state of the switch device 7 is performed by the control device 5 based on the power generation amount of the power generation facility 2 (wind power generation device 21). Specifically, when the control device 5 receives the compressed air request signal from the aeration equipment 10, whether or not the power generation amount of the wind power generation device 21 is equal to or greater than a predetermined amount, that is, the surplus power is generated in the wind power generation device 21. It is determined whether or not it has occurred. In addition, the electric power generation amount of the wind power generator 21 is measured by the watt-hour meter (not shown) provided in the power generation equipment 2, for example.

風力発電装置２１の発電量が所定量以上であり、余剰電力が発生していると判定されると、第１の開閉スイッチ７ａが閉鎖されると同時に、第２の開閉スイッチ７ｂが開放される。こうして、曝気設備１０には、分電装置２２から電力供給ライン６を通じて、風力発電装置２１で発生した余剰電力が供給され、その余剰電力により送風機１２が駆動され、必要量の圧縮空気が生成される。一方、風力発電装置２１の発電量が所定量未満であり、余剰電力が発生していないと判定されると、第１の開閉スイッチ７ａが開放されると同時に、第２の開閉スイッチ７ｂが閉鎖される。こうして、曝気設備１０には、商用電源８から商用電源ライン９を通じて商用電力が供給され、その商用電力により送風機１２が駆動され、必要量の圧縮空気が生成される。なお、スイッチ装置７が閉状態にあるときにも、風力発電装置２１における余剰電力の有無が監視され、余剰電力が発生していないと判定されると、スイッチ装置７が開状態から閉状態に切り換えられる。   When it is determined that the power generation amount of the wind turbine generator 21 is equal to or greater than a predetermined amount and surplus power is generated, the first opening / closing switch 7b is opened and the second opening / closing switch 7b is opened simultaneously. . In this way, surplus power generated in the wind power generator 21 is supplied from the power distribution device 22 to the aeration equipment 10 through the power supply line 6, and the blower 12 is driven by the surplus power to generate a necessary amount of compressed air. The On the other hand, if it is determined that the amount of power generated by the wind turbine generator 21 is less than the predetermined amount and no surplus power is generated, the first opening / closing switch 7a is opened and the second opening / closing switch 7b is closed simultaneously. Is done. Thus, commercial power is supplied from the commercial power supply 8 to the aeration equipment 10 through the commercial power supply line 9, and the blower 12 is driven by the commercial power to generate a necessary amount of compressed air. Even when the switch device 7 is in the closed state, the presence or absence of surplus power in the wind turbine generator 21 is monitored, and if it is determined that surplus power is not generated, the switch device 7 is changed from the open state to the closed state. Can be switched.

以上、本実施形態のエネルギー供給システムによれば、圧縮空気を生成するための電力として、必要に応じて、再生可能エネルギー（風力）による電力を曝気設備に供給することができ、曝気設備における商用電力の使用量を削減することができる。また、本実施形態のエネルギー供給システムでは、再生可能エネルギーによる電力は、圧縮空気を生成するための電力として直接消費されるため、エネルギー損失が少なく、再生可能エネルギーを安定的に消費することができる。また、本実施形態のエネルギー供給システムも、再生可能エネルギーの余剰電力を利用する他の電力貯蔵システムに比べて、構成機器を少なくすることができる点で有利である。   As described above, according to the energy supply system of the present embodiment, as the electric power for generating the compressed air, the electric power from the renewable energy (wind power) can be supplied to the aeration equipment as necessary. Electricity consumption can be reduced. Moreover, in the energy supply system of this embodiment, since the electric power by renewable energy is consumed directly as electric power for generating compressed air, there is little energy loss and it can consume renewable energy stably. . The energy supply system of the present embodiment is also advantageous in that the number of components can be reduced compared to other power storage systems that use surplus power of renewable energy.

なお、本実施形態においても、再生可能エネルギーによる発電設備は、新規に設置されてもよく、あるいは、既設のものであってもよい。また、利用する再生可能エネルギーとしては、風力に限定されず、太陽光、水力、バイオマスなど他の再生可能エネルギーであってもよい。   Also in this embodiment, the power generation facility using renewable energy may be newly installed or may be an existing one. Moreover, as renewable energy to utilize, it is not limited to wind power, Other renewable energy, such as sunlight, hydropower, and biomass, may be sufficient.

１ エネルギー供給システム
２ 発電設備
３ 圧縮空気供給ライン
３ａ 第１の分岐ライン
３ｂ 第２の分岐ライン
４ バルブ装置（切換装置）
４ａ 第１の開閉バルブ
４ｂ 第２の開閉バルブ
５ 制御装置
６ 電力供給ライン
７ スイッチ装置（切換装置）
７ａ 第１の開閉スイッチ
７ｂ 第２の開閉スイッチ
８ 商用電源
９ 商用電源ライン
１０ 曝気設備
１１ 曝気槽
１２ 送風機
１３ 空気配管
１４ 散気装置
２１ 風力発電装置
２２ 分電装置
２３ 圧縮機
２４ 空気タンク
２５ 圧力計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Energy supply system 2 Power generation equipment 3 Compressed air supply line 3a 1st branch line 3b 2nd branch line 4 Valve apparatus (switching apparatus)
4a 1st on-off valve 4b 2nd on-off valve 5 Control device 6 Electric power supply line 7 Switch device (switching device)
7a First open / close switch 7b Second open / close switch 8 Commercial power supply 9 Commercial power supply line 10 Aeration equipment 11 Aeration tank 12 Blower 13 Air piping 14 Aeration device 21 Wind power generation device 22 Power distribution device 23 Compressor 24 Air tank 25 Pressure Total

Claims (11)

圧縮空気を生成して使用する圧縮空気使用設備に、該圧縮空気使用設備で生成されるのとは別の圧縮空気を代替的または追加的に供給するエネルギー供給システムであって、
前記圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行うとともに、該発電された電力を用いて前記別の圧縮空気を生成する発電設備と、
前記発電設備と前記圧縮空気使用設備とを接続し、前記別の圧縮空気を前記圧縮空気使用設備に供給するための圧縮空気供給ラインと、
前記圧縮空気供給ラインを開閉するように構成され、前記圧縮空気供給ラインを開放し、前記別の圧縮空気を前記圧縮空気使用設備に代替的または追加的に供給する開状態と、前記圧縮空気供給ラインを閉鎖し、前記別の圧縮空気の前記圧縮空気使用設備への供給を停止する閉状態とに切り換え可能な切換装置と、
を有するエネルギー供給システム。 An energy supply system that alternatively or additionally supplies compressed air other than that generated by the compressed air using facility to the compressed air using facility that generates and uses the compressed air,
A power generation facility that is provided independently of the compressed air use facility, generates power using renewable energy, and generates the other compressed air using the generated power; and
A compressed air supply line for connecting the power generation facility and the compressed air use facility and supplying the other compressed air to the compressed air use facility;
An open state configured to open and close the compressed air supply line, open the compressed air supply line, and supply the other compressed air to the compressed air use facility alternatively or additionally, and the compressed air supply A switching device that can be switched to a closed state that closes a line and stops the supply of the other compressed air to the facility using compressed air;
Having an energy supply system. 圧縮空気を生成して使用する圧縮空気使用設備に対して、該圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行うとともに、該発電された電力を用いて前記圧縮空気使用設備で生成されるのとは別の圧縮空気を生成する発電設備から、前記別の圧縮空気を代替的または追加的に供給するエネルギー供給システムであって、
前記発電設備と前記圧縮空気使用設備とを接続し、前記別の圧縮空気を前記圧縮空気使用設備に供給するための圧縮空気供給ラインと、
前記圧縮空気供給ラインを開閉するように構成され、前記圧縮空気供給ラインを開放し、前記別の圧縮空気を前記圧縮空気使用設備に代替的または追加的に供給する開状態と、前記圧縮空気供給ラインを閉鎖し、前記別の圧縮空気の前記圧縮空気使用設備への供給を停止する閉状態とに切り換え可能な切換装置と、
を有するエネルギー供給システム。 Compressed air using equipment that generates and uses compressed air is provided independently of the compressed air using equipment, generates power using renewable energy, and uses the generated power to An energy supply system that alternatively or additionally supplies the other compressed air from a power generation facility that generates compressed air different from that generated by the facility using compressed air,
A compressed air supply line for connecting the power generation facility and the compressed air use facility and supplying the other compressed air to the compressed air use facility;
An open state configured to open and close the compressed air supply line, open the compressed air supply line, and supply the other compressed air to the compressed air use facility alternatively or additionally, and the compressed air supply A switching device that can be switched to a closed state that closes a line and stops the supply of the other compressed air to the facility using compressed air;
Having an energy supply system. 前記圧縮空気使用設備が、圧縮空気使用装置と、前記圧縮空気使用装置に圧縮空気を供給する送風機とを有し、
前記圧縮空気供給ラインが、前記圧縮空気使用装置に接続されている、請求項１または２に記載のエネルギー供給システム。 The compressed air use facility has a compressed air use device and a blower for supplying compressed air to the compressed air use device,
The energy supply system according to claim 1 or 2, wherein the compressed air supply line is connected to the compressed air using device. 前記圧縮空気使用設備が、圧縮空気使用装置と、前記圧縮空気使用装置に圧縮空気を供給する送風機とを有し、
前記圧縮空気供給ラインが、前記圧縮空気使用装置に接続された第１の分岐ラインと、前記送風機の吸込側に接続された第２の分岐ラインとを有し、
前記切換装置は、前記開状態にあるときに、前記第１の分岐ラインおよび前記第２の分岐ラインの一方を開放して他方を閉鎖し、前記閉状態にあるときに、前記第１の分岐ラインおよび前記第２の分岐ラインの両方を閉鎖するように構成されている、請求項１または２に記載のエネルギー供給システム。 The compressed air use facility has a compressed air use device and a blower for supplying compressed air to the compressed air use device,
The compressed air supply line has a first branch line connected to the compressed air use device and a second branch line connected to the suction side of the blower;
The switching device opens one of the first branch line and the second branch line and closes the other when in the open state, and closes the other when in the closed state. The energy supply system according to claim 1, wherein the energy supply system is configured to close both a line and the second branch line. 前記切換装置の前記開状態と前記閉状態は、前記発電設備に設けられ前記別の圧縮空気を貯留する空気タンク内の圧力値に基づいて切り換えられる、請求項１から４のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。   5. The switch according to claim 1, wherein the open state and the closed state of the switching device are switched based on a pressure value in an air tank provided in the power generation facility and storing the other compressed air. The energy supply system described. 前記圧縮空気使用設備が曝気設備である、請求項１から５のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。   The energy supply system according to any one of claims 1 to 5, wherein the compressed air use facility is an aeration facility. 圧縮空気を生成するために商用電力が用いられる圧縮空気使用設備に、前記商用電力とは別の電力を代替的に供給するエネルギー供給システムであって、
前記圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行う発電設備と、
前記発電設備と前記圧縮空気使用設備とを接続し、前記発電設備で発電された電力を前記圧縮空気使用設備に供給するための電力供給ラインと、
前記電力供給ラインを開閉するように構成され、前記電力供給ラインを閉鎖し、前記発電された電力を前記圧縮空気使用設備に代替的に供給する閉状態と、前記電力供給ラインを開放し、前記発電された電力の前記圧縮空気使用設備への供給を停止する開状態とに切り換え可能な切換装置と、
を有するエネルギー供給システム。 An energy supply system that alternatively supplies power other than the commercial power to a facility that uses compressed air where commercial power is used to generate compressed air,
A power generation facility that is provided independently of the compressed air use facility and generates power using renewable energy; and
A power supply line for connecting the power generation facility and the compressed air use facility, and supplying the power generated by the power generation facility to the compressed air use facility;
The power supply line is configured to open and close, the power supply line is closed, the closed state in which the generated power is alternatively supplied to the compressed air use facility, the power supply line is opened, and A switching device that can be switched to an open state in which the supply of generated power to the compressed air using facility is stopped;
Having an energy supply system. 圧縮空気を生成するために商用電力が用いられる圧縮空気使用設備に対して、該圧縮空気使用設備とは独立して設けられ、再生可能エネルギーを利用して発電を行う発電設備から、前記商用電力とは別の電力として、前記発電設備で発電された電力を代替的に供給するエネルギー供給システムであって、
前記発電設備と前記圧縮空気使用設備とを接続し、前記発電設備で発電された電力を前記圧縮空気使用設備に供給するための電力供給ラインと、
前記電力供給ラインを開閉するように構成され、前記電力供給ラインを閉鎖し、前記発電された電力を前記圧縮空気使用設備に代替的に供給する閉状態と、前記電力供給ラインを開放し、前記発電された電力の前記圧縮空気使用設備への供給を停止する開状態とに切り換え可能な切換装置と、
を有するエネルギー供給システム。 With respect to the compressed air use facility in which commercial power is used to generate compressed air, the commercial power is provided from a power generation facility that is provided independently of the compressed air use facility and generates power using renewable energy. An energy supply system that alternatively supplies power generated by the power generation facility as power different from
A power supply line for connecting the power generation facility and the compressed air use facility, and supplying the power generated by the power generation facility to the compressed air use facility;
The power supply line is configured to open and close, the power supply line is closed, the closed state in which the generated power is alternatively supplied to the compressed air use facility, the power supply line is opened, and A switching device that can be switched to an open state in which the supply of generated power to the compressed air using facility is stopped;
Having an energy supply system. 前記圧縮空気使用設備には、該圧縮空気使用設備に前記商用電力を供給するための商用電源ラインが接続され、
前記切換装置は、前記商用電源ラインを開閉するように構成され、前記閉状態にあるときに、前記商用電源ラインを開放し、前記商用電力の前記圧縮空気使用設備への供給を停止し、前記開状態にあるときに、前記商用電源ラインを閉鎖し、前記商用電力を前記圧縮空気使用設備に供給する、請求項７または８に記載のエネルギー供給システム。 A commercial power line for supplying the commercial power to the compressed air using facility is connected to the compressed air using facility,
The switching device is configured to open and close the commercial power line, and when in the closed state, opens the commercial power line, stops supplying the commercial power to the compressed air use facility, The energy supply system according to claim 7 or 8, wherein when in an open state, the commercial power supply line is closed and the commercial power is supplied to the compressed air use facility. 前記切換装置の前記開状態と前記閉状態は、前記発電設備の発電量に基づいて切り換えられる、請求項７から９のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。   The energy supply system according to any one of claims 7 to 9, wherein the open state and the closed state of the switching device are switched based on a power generation amount of the power generation facility. 前記圧縮空気使用設備が曝気設備である、請求項７から１０のいずれか１項に記載のエネルギー供給システム。   The energy supply system according to any one of claims 7 to 10, wherein the compressed air use facility is an aeration facility.
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