JP2020089248A - 表面由来エネルギーの長期保存を勘案しての発電 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電による電気を長期間大量に保存するために、蓄電池を使ったのではコストが掛かる。更に、蓄電池は化学反応を利用して蓄電するため充放電回数に寿命がある。【解決手段】空気中から酸素を分離し長期貯蔵し、バイオ燃料を育成し長期貯蔵し、バイオ燃料をバイオ燃料助燃焼剤である酸素で効率よく燃焼させ発電・給電する。【選択図】図６

Description

本発明は、表面由来エネルギーの利用に関する。

化石燃料を燃焼させる際に発生する炭酸ガスが地球温暖化の原因の1つとされている。
図１は、従来の汽力発電設備の概観図である。蒸気の膨張力を利用した発電方式である。ボイラー内で化石燃料を燃焼させて高温高圧蒸気を発生させる。当該蒸気が蒸気タービンを作動させ、蒸気タービンの回転力を発電機に伝えて電気を発生させる。当該電気は送電設備を介して電力系統に送電される。蒸気タービンで仕事を終えた低圧低温蒸気は復水器で冷却されて液体の水になる。当該水はボイラーに戻りボイラーで高温高圧蒸気になる。
復水器の冷却には海水を使う。
ボイラー内で発生した排気ガスは、煙突から大気中に放出される。
化石燃料を燃焼させ続けるためには化石燃料タンクが不可欠である。不慮の事態に備えて数十日分の容量がある。毎日消費される化石燃料を適宜ＬＮＧ船で海外から輸送して来る。図にはないが、数十日分の備蓄タンクが沖縄や鹿児島にある。これは、化石燃料は安いから、備蓄をしても発電に利用できる。
化石燃料発電は、必要な時に必要な分だけ電気を発生させることが出来るように見える。それは、貯蔵しておいた化石燃料を必要な時に必要な分だけ使うから可能なのである。化石燃料の貯蔵の船による供給がなければ必要な時に必要な分だけ電気を発生させることは不可能である。
地球温暖化を緩和するために、地下から掘り出す化石燃料の代わりに、太陽光や風力や植物といった表面由来エネルギーを利用する傾向がある。表面由来エネルギーは、主に、電気に変換されて利用される。
表面由来エネルギー発電、特に、太陽光発電は近年コストが下がってきており、将来は更に下がると期待されている。
太陽光発電電力を必要な時に必要な分だけ発生させるためには、太陽光発電による電気を蓄電池に充電して保存するのが一般的である。

太陽光発電による電気を長期間大量に保存するために、蓄電池を使ったのではコストが掛かるとされている。地球温暖化を緩和するためとはいえ、コストを度外視していい訳がない。更に、蓄電池は化学反応を利用して蓄電するため充放電回数に寿命があるとされている。
表面由来エネルギー発電による電気は、最近、安くなる傾向が出てきた。処分に困っている土地所有者から有料で土地を引き取ってやればかなり安くなろう。ゴミの処分は有料である。表面由来エネルギー発電業者の国籍を問わなければ表面由来エネルギー発電業者はいくらでも出てくる。日本全国の電気が外国籍業者によってもたらされることもあり得る。過疎地の日本人は先を争って土地を手放す。その際、表面由来エネルギー発電業者は地方議員を介して日本政府に補助金を要求する。
表面由来エネルギー発電による電気を廉価に長期間貯蔵できれば、問題はかなり軽減される。
表面由来エネルギー発電の1つであるバイオマス発電は、植物の形で表面由来エネルギーを長期間貯蔵できる。ただ、燃焼効率が悪い。

手段1は気体酸素長期貯蔵システムである。
酸素の長期貯蔵システムは、表面由来発電設備（１１）と、空気中酸素分離設備（１２）と、前記空気中酸素分離設備（１２）によって分離された酸素を貯蔵する酸素貯蔵タンク（１１２）と、排出窒素固定化室（１３）からなる。
表面由来発電設備（１１）は、表面由来エネルギーを電気に変換する太陽光発電設備や表面由来エネルギーを電気に変換する風力発電設備や後記手段３のバイオ燃料汽力発電設備である。
空気中酸素分離設備（１２）は表面由来発電設備（１１）からの電力を使って、高圧下で窒素を吸着材で吸着し気体酸素は加圧酸素ボンベ（１１３）に収納し、窒素を吸着した吸着材から低圧状態にして窒素を放出させる設備である。
排出窒素固定化室（１３）は、前記空気中酸素分離設備（１２）から排出される窒素を固定化するためのゲンゲ（別名蓮華草）を生育させる密閉空間である。排出された窒素を単に空気中に放出すると、空気中酸素分離の効率が低下する。
酸素貯蔵タンク（１１２）は、多数の上記加圧酸素ボンベ（１１３）を格納する容器である。
気体酸素長期貯蔵システムは、上記気体酸素を後記手段３のバイオ燃料汽力発電設備用のバイオ燃料助燃焼剤とすべく長期間貯蔵することを特徴とする気体酸素長期貯蔵システムである。
ゲンゲの根に根粒菌が付き、窒素をアンモニアの形で固定する。
日本には、捨てるに捨てられない土地が途方もなく存在するから、ゲンゲ（別名蓮華草）を生育させる土地はいくらでもある。
国産食料を栽培するには大量の窒素肥料が必要である。窒素肥料を化学的に作成するには、大量の化石燃料消費と大量の炭酸ガス排出が必須である。何のための国産食料かということになる。ゲンゲ草を大量に栽培すれば、地球温暖化の抑制に役立つ。
排出窒素は、ボンベ詰めや液化して他産業に使ってもよい。

手段２はバイオ燃料長期貯蔵システムである。
電気需要地周辺（例えば、静岡県、埼玉県、神奈川県、千葉県の各内陸部平地）に、４種類の高発熱量落葉樹を2×2の正方形状に１セットとして周期的対称に多数セット植樹して再生可能エネルギー畑とする。
当該畑の樹木を（早期に、例えば１年生育後）伐採した後、放置し自然乾燥させ自然乾燥伐採木とする。農機具トラクターで伐採または根こそぎ抜いて当該畑に放置せずに直接当該トラクターですぐに、自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）に持って行くと手間暇が少なくなる。
当該自然乾燥伐採木と、当該畑の落ち葉を収集し自然乾燥バイオ燃料とし、自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）に貯蔵することを特徴とするバイオ燃料長期貯蔵システム。

太陽光エネルギーを燃料用の植物生育に使い、太陽光エネルギーを植物の炭素に変換して蓄積する。
細く軟らかい若木は伐採し易い。
平地に植林した落葉樹の伐採木と落ち葉を収集し、バイオ燃料発電設備に運搬するから低コストである。
自然乾燥バイオ燃料を（粉砕機に掛けて）タンクに貯蔵する。タンクを扁平にし、透明な蓋で覆えば、太陽光の熱により更に乾燥が進む。当該タンク内に、被覆（例えばコンクリート）した使用済核燃料集合体を投入しておけば崩壊熱で乾燥を促進させることができる。
冬季には、落葉樹は葉を落とすため伐採しやすくなる。日本の冬季は湿度が低いため、伐採した樹木は乾燥する。細い若木は、体積の割に表面積が広いので乾燥が容易である。
落葉樹のうち、ミズナラ、コナラ、クヌギ、ブナ、ケヤキは燃焼時の発熱量が大きい高発熱量落葉樹である。
落葉時期に伐採すれば、樹の含有水分量が少ないから自然乾燥され易く人工乾燥をさせ易いから燃焼させやすい。
落葉時期の畑は見通しが良く伐採し易い。生育が早いと、伐採してもすぐに生育するから生産効率が良い。
柿、林檎、梨、梅、楓も燃焼時の発熱量が大きい高発熱量落葉樹である。ただ、果樹木を燃料として使うことに対して嫌悪する人もいるということには配慮が必要である。桐のような低密度樹木は、単位重量当たりの発熱量が小さいが圧縮すれば高発熱量になる。
伐採したばかりの高発熱量落葉樹の水分含有量は50%程度であり発熱量は2300kcal/kg程度、2年程度の自然乾燥では水分含有量は20%程度になり発熱量は3800kcal/kg程度、人工乾燥では水分含有量は20%を大きく下回り発熱量は4800kcal/kg程度になる。水分含有量が20%以上では、発熱量の多くが当該水分を蒸発させるために使われるから、発電のための燃焼エネルギーは減殺される。なお、含有水分が多いと、伐採樹木を貯蔵タンクや発電ボイラーに運搬するための輸送エネルギーを多く必要とする。したがって、乾燥させて水分を減少させてから搬送するとよい。自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）を周辺雑木で温めたり、太陽光で温めて水分を飛ばしたりすることも考えられる。
落葉樹の多くは、生育も比較的早く、木の地上部を切断してもすぐに芽が出て枝葉を広げる。
畑に、1種類の樹木を植林すると、病虫害によって全滅する恐れがある。４種類の樹木を１セットとして周期対称的に植林すると、隣接する樹木が同一種類にならないため、同一病原菌による感染が起こり難くなる。
根こそぎ伐採すると同時に植樹すると作業は簡単になり、コスト低減になる。
砂糖黍の搾りかすは、上記自然乾燥バイオ燃料に混合して焼却処理できる。
手段１に記載した窒素を十分固定化した根粒菌の付いたゲンゲを、４種類の高発熱量落葉樹を2×2の正方形状にした１セットに撒いておけば良い肥料になる。

手段３はバイオ燃料汽力発電である。
バイオ燃料汽力発電設備は、バイオ燃料ボイラー（３２）と、蒸気タービン（３３）と、空冷復水器（３４）と、発電機（３５）と、手段２の自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）と、乾燥室（２１１）と、手段１の酸素貯蔵タンク（１１２）からなる。
乾燥室（２１１）は、バイオ燃料ボイラー（３２）からの煙道が引回されてなる密封空間である。
空冷復水器（３４）は本発明者が発明した特許文献２を利用すればよい。
自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）からの自然乾燥バイオ燃料を乾燥室（２１１）に投入し人工乾燥バイオ燃料（２２１）となす。
バイオ燃料ボイラー（３２）は、上記人工乾燥バイオ燃料（２２１）に酸素貯蔵タンク（１１２）からの酸素をバイオ燃料助燃焼剤として吹きかけ人工乾燥バイオ燃料（２２１）を燃焼させる。
当該ボイラー内で発生した蒸気を蒸気タービン（３３）に送り発電機（３５）を回転させて発電することを特徴とするバイオ燃料汽力発電設備である。
人工乾燥バイオ燃料（２２１）を燃焼させている時に、自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）から１日分の自然乾燥バイオ燃料を乾燥室（２１１）に移し、翌日燃焼させるための人工乾燥バイオ燃料とすべく乾燥させる。
自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）は、当該設備で発電できる90日分程度のバイオ燃料を保管する。
密封性は問わない。大規模タンクを密閉するのは高度の技術が必要であり、高価であるから、大雑把な密封性があればよい。
特許第５８４７３８７号、能動的復水器。

手段４は表面由来エネルギーによる給電システムである。
手段１の気体酸素長期貯蔵システムと、手段２のバイオ燃料長期貯蔵システムと、手段３のバイオ燃料汽力発電設備とを組み合わせた給電システムである。
気体酸素長期貯蔵システムの電力源に使う太陽光発電設備や風力発電設備からの直流電気は短期蓄電用のツインキャパシタ（５０３）を通して蓄電する。
短期蓄電用のツインキャパシタ（５０３）はツインになっているキャパシタであり、直交変換器（５２３）（直流を交流に変換する）が付設されており、キャパシタの一方が太陽光発電設備や風力発電設備からの間歇的直流を一旦蓄電する。蓄電済のもう一方のキャパシタは直交変換器（５２３）を介して気体酸素長期貯蔵システムまたは系統へ給電（放電）する。
バイオ燃料汽力発電設備で発生した交流は、系統へ給電する。
本発明は、上記手段を特徴とする表面由来エネルギーによる給電システムである。
放電するキャパシタの容量が十分減少すると蓄電する側になり、蓄電するキャパシタに十分蓄電されると放電する側になる。蓄電側と放電側を交互に繰り返す。
キャパシタは、電気二重層の現象を応用した蓄電装置である。電気を電気エネルギーのまま充放電できるから原理的には半永久的に使用できるとされている。
各キャパシタの容量は、太陽光発電設備と風力発電設備からの、推定５年間平均での1日分平均発電量以下である。余剰が生じそうになったら（例えば９０％以上蓄電できたら）、太陽光発電設備からの電力なら電気ヒータから空中に輻射熱として散逸させる。風力発電設備からの電力なら風車を停止する。各キャパシタの容量は、運営開始初期には敢えて少なめにしておいて、運営していく過程で追加する。

手段５は海水利用表面由来エネルギーによる給電システムである。
海水利用表面由来エネルギー給電システムは、下流海水貯水池と、上流海水貯水池と、上流海水貯水池周辺または池中に敷設されたる風力発電設備と、ツインキャパシタ（５０３）と、揚水発電設備からなる。
下流海水貯水池は、海から海水導入管（５００）により海水を導入する干潮時でも海抜ゼロメートル以下の防水窪みである。防水窪みは漏水対策が施されている窪みである。
上流海水貯水池は、下流海水貯水池の上流に敷設した池である。
ツインキャパシタ（５０３）はツインになっているキャパシタであり、キャパシタの一方が風力発電設備からの間歇的直流を一旦蓄電する。もう一方のキャパシタは揚水発電設備の直流電動モータ（５１１）に給電（放電）または直交変換器（５２３）を介して系統に給電し、蓄電と放電を交代に実施する。
揚水発電設備は、直流電動モータ（５１１）と、ポンプ水車（５１２）と、上下海水流動管（５０２）と、開閉弁（５０４）からなる。
電力需要閑散期（春、秋、夜間）にはツインキャパシタ（５０３）からの直流放電により直流電動モータ（５１１）を回転させポンプ水車（５１２）を回転させて下流海水貯水池の海水を上下海水流動管（５０２）経由で上流海水貯水池に汲み上げる。
電力需要繁忙期（夏、冬）には上流海水貯水池の海水を開閉弁（５０４）で調節しながら上下海水流動管（５０２）から下流海水貯水池に落下させることによりポンプ水車（５１２）を回転させ直流電動モータ（５１１）を回転させて発電し、直交変換器（５２３）を介して系統へ給電する。
各キャパシタの容量は、風力発電設備からの1日分平均発電量（数年分の想定発電量を総日数で除した値）以下である。余剰が生じそうになったら（例えば９０％以上蓄電できたら）、風力発電設備の風車を停止する。各キャパシタの容量は、運営開始初期には敢えて少なめにしておいて、運営していく過程で追加する。
風力発電設備の代わりに太陽光発電設備でもよいが、海近くの断崖上となると、池の他に更に敷地が必要であり適地が少ないと考えられる。
大型風車は保守管理、特に、修繕や撤去に難があるから小型がよい。
電気容量が1日分平均発電量程度のキャパシタを２基用意し、１基が放電中は他基が充電する。充電と放電を１日交代で実施すると運用が円滑になる。風力発電を停止させることなく稼働させることができる。ツインキャパシタ（５０３）から直交変換器（５２３）を介して系統に給電する。
上流海水貯水池の保有水量が、風力発電設備の発電量の30日分程度を賄える様になったら、風力発電設備とツインキャパシタ（５０３）とで毎日系統に給電する。風力発電設備からの発電が不足する場合や系統からの給電要請があれば揚水発電設備で発電し、系統に給電する。風力発電設備は、夜間でも発電できる可能性があるから上流海水貯水池の保有水量は、風力発電設備の発電量の30日分程度でもよいであろう。
塩害対策としては、耐塩碍子やシリコンパウダ塗布や亜鉛メッキやSUS316がある。
風力発電設備は、塩害を考慮して出来るだけ海風や波しぶきから遠ざける。或は松林の山側に敷設する。それでも影響を受けるから補修には十分配慮する。太陽光発電設備でも塩害による電気絶縁性には注意が必要である。
風は地表から高い程強く吹くとされている。しかし、背が高く大型の風車はメンテナンスが大変だから出来るだけ背の低い風車を使う。

内陸部の平坦地に敷設できるため、海津波や海溝型地震や台風の影響を受け難い。ただ、山津波が発生し易い所には立地しない。例えば軟弱地盤の山の近辺には立地しない。
山間地に敷設する場合は、近辺の軟弱地盤の山々を爆破し谷部に土砂を落とし平坦化する。平坦化した後、十分に引き締める。元の山の部分で比較的硬く安定した場所を地盤改良して設備を敷設する。
山林の価格は驚くほど安いから土地代のコストは大きくはない。もっというと、全国には持ち主不明や持っていたくない不良資産土地で溢れかえっているから、捨てることが不可能な不良資産土地に関する処分ビジネス（引き取り賃）による収入として期待できる。
バイオ燃料に助燃焼剤として酸素を吹き込むことにより、高温のボイラーが期待できる。窒素分は少ないから窒素酸化物による光化学スモッグの発生は抑制される。
バイオ燃料や気体酸素をバイオ燃料汽力発電設備で発電できる９０日分程度貯蔵して、太陽光発電や風力発電の変動補完・調節しながら発電できる。
風力発電設備や太陽光発電設備は発電所近辺の表面由来エネルギーを吸収して遠隔地に電気として収奪移動される。気候の変化に繋がる。バイオ燃料汽力発電設備も同様であるが、石炭や輸入バイオ燃料を混焼させて燃焼すれば熱エネルギーを付加して気候の変化を緩和できる。

表面由来エネルギーの長期保存を勘案しての発電や給電に係わる実施例を示した。

図２は、気体酸素長期貯蔵システムの概観図である。
表面由来発電設備（１１）と、空気中酸素分離設備（１２）と、前記空気中酸素分離設備（１２）によって分離された気体酸素を貯蔵する酸素貯蔵タンク（１１２）と、排出窒素固定化室（１３）からなる。
太陽光発電設備は、太陽光エネルギーを太陽光電池で直流電気を発生させる設備である。
風力発電設備は、風エネルギーを風車で回転エネルギーに変換し、当該回転エネルギーをタービンに伝えて直流電気を発生させる設備である。実施例４のようなツインキャパシタ（５０３）と直交変換器（５２３）を使えば、直流電気を交流電気に変換し、系統に給電もできる。
酸素貯蔵タンク（１１２）は、次図3の空気中酸素分離設備（１２）から搬入された加圧酸素ボンベ（１１３）を多数格納してなる。
空気中酸素分離設備（１２）は表面由来発電設備（１１）からの電力を使って、高圧下で窒素を吸着材で吸着し気体酸素は加圧酸素ボンベ（１１３）に収納し、窒素を吸着した吸着材から低圧下で窒素を放出させる設備である。
排出窒素固定化室（１３）は、前記空気中酸素分離設備（１２）から排出される窒素を固定化させるためにゲンゲを生育させる密閉空間である。農業用ビニールハウスでよいが、窒素は酸素や炭酸ガスを含んだ空気よりも重いから、覆いがなくてもゲンゲ畑に留まれる割合が多い。
図３は空気中酸素分離設備（１２）の概観図である。
窒素と酸素の平衡吸着量が加圧状態で大きく異なる吸着材（例えば合成ゼオライト）を活用する（特許文献1）。空気中の窒素を加圧下で吸着材に吸着させて、酸素濃度を高める。酸素中にはアルゴンが混在するが酸素液化冷却分離方式よりも低コストの酸素が得られる。
白抜きの照合記号で示された弁は開放されている開放弁である。黒塗りで示された弁は閉鎖されている閉鎖弁である。
昇圧ブロワで加圧された空気が開放弁を通って吸着槽aに送付され、当該吸着槽aに内蔵されている吸着材により窒素が吸着される。一定時間経過で吸着材に窒素が吸着されると横向きの照合記号で示された弁が開けられ平衡圧になると閉じられ加圧酸素ボンベ（１１３）aには酸素が充満している。縦向き開放弁は閉鎖弁になる。照合記号の白黒が逆になる。吸着槽aに内蔵されている吸着材に吸着された窒素（その他、炭酸ガス、水）は真空ポンプから排出窒素固定化室（１３）に放出される。当該室に栽培されているゲンゲが、根粒菌により窒素を固定化する。
昇圧ブロワで加圧された空気が開放弁を通って吸着槽bに送付され、当該吸着槽bに内蔵されている吸着材により窒素が吸着される。一定時間経過で吸着材に窒素が吸着されると横向きの照合記号で示された弁が開けられ平衡圧になると閉じられ加圧酸素ボンベ（１１３）bには酸素が充満している。縦向き開放弁は閉鎖弁になる。吸着槽bに内蔵されている吸着材に吸着された窒素（その他、炭酸ガス、水）は真空ポンプから排出窒素固定化室（１３）に放出される。当該室に栽培されているゲンゲが、根粒菌により窒素を固定化する。
窒素が減った窒素減量排気ガスは排出窒素固定化室（１３）から遠くの空気中に排出される。真空ポンプから排出される窒素等排気ガスを長い管で遠方に放出してもよい。
上記操作を数十秒単位で交互に実施する。
加圧酸素ボンベ（１１３）a、加圧酸素ボンベ（１１３）bを図３の酸素貯蔵タンク（１１２）に貯蔵する。
加圧酸素ボンベ（１１３）は、逆止弁が付設されている。浮き輪の空気注入口と同じようなものでもよい。
加圧酸素ボンベ（１１３）は、医療にも工作現場にも使える。
実施例４の図６に示したように、気体酸素をバイオ燃料助燃焼剤としてバイオ燃料汽力発電設備のボイラーに吹き込みバイオ燃料を効率よく燃焼させる。バイオ燃料汽力発電設備で発生した交流電気は空気中酸素分離設備（１２）に給電できる。余剰電力は系統に給電できる。
実施例４の図６に示したように、太陽光発電設備や風力発電設備で発生した電気は後記手段５のツインキャパシタ（５０３）で蓄電して直交変換器（５２３）で交流に変換して空気中酸素分離設備（１２）に給電できる。余剰電力は系統に給電できる。
特願平9-541409。

図４は手段２の再生可能エネルギー畑の概観図である。
ミズナラ、コナラ、クヌギ、ブナといった、４種類の高発熱量落葉樹を2×2の正方形状に１セットとして周期的対称に多数セット植樹してなる再生可能エネルギー畑の概観図である。
１種類にすると管理効率が上がるが病虫害の伝染が広がり易くなるから、４種類とすることにより同一の病虫害に侵され難いから互いに隔離しあって畑の全滅が防げる。
2×2の正方形状に１セットとしたことにより、植樹がし易くなる。周期的対称を取りやすい。
周期的対称に多数セット植樹したから、どこまで広めても同一樹が隣接することはない。
当該畑の樹木を２年以内に伐採すれば細く、低いから機械で伐採するのが容易である。根こそぎ伐採して再植樹すると作業が簡単になることもある。
当該畑の樹木を伐採し放置し自然乾燥させた自然乾燥伐採樹木と、当該畑の落ち葉を収集し自然乾燥バイオ燃料とし、自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）に貯蔵する。
当該タンク内に、被覆（例えばコンクリート）した使用済核燃料集合体を投入しておけば乾燥が進む。

図５は手段３のバイオ燃料汽力発電設備の概観図である。
バイオ燃料汽力発電設備は、バイオ燃料ボイラー（３２）と、蒸気タービン（３３）と、空冷復水器（３４）と、発電機（３５）と、自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）と、人工乾燥室（２１１）と、酸素貯蔵タンク（１１２）からなる。
乾燥室（２１１）は、バイオ燃料ボイラー（３２）からの煙道が引回されてなる密封空間である。
自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）からの自然乾燥バイオ燃料を人工乾燥室（２１１）に投入し人工乾燥バイオ燃料（２２１）となす。
バイオ燃料ボイラー（３２）は、人工乾燥バイオ燃料（２２１）に酸素貯蔵タンク（１１２）からの酸素をバイオ燃料助燃焼剤として吹きかけバイオ燃料を効率よく燃焼させる。燃焼を阻害する窒素分が少ないから燃焼効率が上がる。窒素酸化物の排出が少ないから環境に優しい。
当該ボイラー内で発生した蒸気を蒸気タービン（３３）に送り発電機（３５）を回転させて発電する。電気は系統に送電する。
空冷復水器（３４）の冷却は、空気ブロワ（１１１）によって空気管（１１０）から吸入した外気を循環させて復水器内を冷却する。化石燃料のように海外から輸入することはないから、海津波の来ない土地でできる。ただ、冷却のための水に不足が生じる可能性があるから空冷とした。山間部に敷設する場合は山津波が生じ難い場所を選定する必要がある。
酸素貯蔵タンク（１１２）は、実施例１のような加圧酸素ボンベ（１１３）を多数内蔵している。各加圧酸素ボンベ（１１３）はヘッダに接続されている。ヘッダからボイラーに酸素管（１１５）が接続されている。
酸素管（１１５）をブンゼンバーナーのようにすれば、高速酸素が大気を吸込むから、酸素量の節約になる。
自然乾燥バイオ燃料は、日本の他所から当該地で人工乾燥させて水分を除去して軽量にしてからバイオ燃料汽力発電設備地に運搬してきてもよい。

図６は手段４の表面由来エネルギーによる給電システムの概観図である。
手段１の気体酸素長期貯蔵システムと、手段２のバイオ燃料長期貯蔵システムと、手段３のバイオ燃料汽力発電設備を組み合わせた表面由来エネルギーによる給電システムである。
再生可能エネルギー畑で生育された落葉樹を伐採し（落ち葉も含む）自然乾燥させた自然乾燥バイオ燃料を自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）に蓄積する。
気体酸素長期貯蔵システムで分離された気体酸素を充填した加圧酸素ボンベ（１１３）を酸素貯蔵タンク（１１２）に貯蔵している。
気体酸素長期貯蔵システムの電力源に使う太陽光発電設備や風力発電設備からの電気は、短期蓄電用ツインキャパシタ（５０３）を通して蓄電する。
短期蓄電用のツインキャパシタ（５０３）はツインになっているキャパシタであり、直交変換器（５２３）が付設されている。キャパシタの一方が太陽光発電設備や風力発電設備からの間歇的直流を一旦蓄電し、もう一方のキャパシタは直交変換器（５２３）を介して気体酸素長期貯蔵システムまたは系統へ給電（放電）する。放電中のキャパシタの容量が十分減少すると蓄電する側になり、蓄電中のキャパシタに十分蓄電されると放電の側になる。蓄電側と放電側を交互に繰り返す。キャパシタc1が系統に放電中はキャパシタc２に太陽光発電電力または風力発電電力を蓄電する。キャパシタc1が放電しきったら当該c1に太陽光発電電力または風力発電電力を蓄電しキャパシタc２が系統に放電する。
手段３のバイオ燃料汽力発電設備で人工乾燥バイオ燃料（２２１）と酸素を適宜供給して燃焼させ発電する。
バイオ燃料汽力発電設備で発生した交流は系統へ給電される。
当該バイオ燃料汽力発電設備近辺に、ヒートシンク池に埋没させた給地瞬時放熱電気ヒータを敷設すれば、系統において供給量が需要量を過度に上回った時に、当該設備で発生した電気を池の水の蒸発で吸収することも考えられる。
系統の末端に、需要地電力調節用のツインキャパシタ（５０３）を敷設すれば、電力需給の過不足を調節することも可能だと考えられる。当該需要地電力調節用のツインキャパシタ（５０３）はツインになっているキャパシタであり、交流直流双方向変換器が付設され、系統電力において需要が供給を下回った時は系統の交流を交流直流双方向変換器で直流にして一旦蓄電するキャパシタと、系統電力において需要が供給を上回った時に十分充電したキャパシタから交流直流双方向変換器を介して系統へ放電するキャパシタからなる。
系統の末端に、ヒートシンク池に埋没させた需要地瞬時放熱電気ヒータを敷設すれば、系統での需要が遮断された時に周波数調節が間に合わなければ、供給されてきた電気を池の水の蒸発で吸収することも考えられる。
昼間の再生可能エネルギー畑周辺空気は酸素を比較的多く含有するから、再生可能エネルギー畑と、気体酸素長期貯蔵システムの酸素分離設備を隣接させると酸素収率が向上する。
本発明によって発生させた電力により、水を電気分解し、水素ガスは航空燃料、酸素はバイオ燃料助燃焼剤にできる。

図７は手段５の海水利用表面由来エネルギーによる給電システムの概観図である。
下流海水貯水池は、海から海水導入管（５００）により海水を導入する干潮時でも海抜ゼロメートル以下の防水窪みである。周辺よりも高い堤を施して池にする必要はない。コンクリートの函でもよいし、波除ブロックで囲んだだけでもよい。海水は常時供給されるから狭く浅い窪みでもよい。給海水は無限だとしてよいし、落水による溢海水は海に溢れ出るから問題ない。海水導入管（５００）の下流海水貯水池側の端には逆止弁を設置して、防水窪みに海水がなくなるのを極力避ける。小さな津波で短期間潮位が下がる場合にも対応できる。
上流海水貯水池は、下流海水貯水池よりも高度位置（例えば、海岸に隣接する崖の上）に敷設した池であり、当該池の周辺または池中（支柱は池底に固定。風車は水面よりも上）に風力発電設備を敷設してなる。上流海水貯水池は、下流海水貯水池から海水を、水平海水導入管（５０１）を介してポンプ水車で汲み上げ、貯水する広く深い池である。場合によってはコンクリートの函でもよい。
上下海水流動管（５０２）は、上流海水貯水池と下流海水貯水池を結ぶ管であり、上下池の海水を上下に行き来させる。上下海水流動管（５０２）と上流海水貯水池とは接続管（５０５）で接続されている。接続管（５０５）に開閉弁（５０４）を敷設することにより、落水量を調節し発電量を操作することにより、系統への送電量を操作する。
ツインキャパシタ（５０３）は上流海水貯水池周辺に設置する。風力発電設備で間歇的に発生した直流を蓄電する。ツインキャパシタ（５０３）から風力直流送電電線（５２２）を介して直交変換器（５２３）経由で系統に給電する。ツインキャパシタ（５０３）の内の１基が放電中であっても、もう1つのキャパシタが風力発電からの電気を蓄積する。蓄電と放電を交互に実施すれば定常的に系統に給電することができる。キャパシタc1が系統に放電中はキャパシタc２に風力発電電力を蓄電する。キャパシタc1が放電しきったら当該c1に風力発電電力を蓄電しキャパシタc２が系統に放電する。
貯水量は、当該風力発電設備による発電量の３０日分程度（電力需要の少ない夜間や休日に貯水できる可能性がある）の発電を補える程度が望ましい。貯水量が多くなりそうなら適宜放水して発電し、系統へ送電する。
風力直流送電電線（５２２）は揚水直流送電電線（５２１）の１部と共用することも考えられる。
電力需要繁忙期（夏、冬、夜間）に電力需要が急増した時は、上流海水貯水池から落水して発電し系統に給電する。上流海水貯水池の海水を上下海水流動管（５０２）で落下させ、上下海水流動管（５０２）下端に敷設されたるポンプ水車（５１２）を回転させ直流電動モータ（５１１）を回転させることにより直流を発生させ、当該直流を揚水直流送電電線（５２１）から直交変換器（５２３）に導き交流に変換してから系統に送電する。
ポンプ水車（５１２）を回転させた海水は、水平海水導入管（５０１）経由で下流海水貯水池に入り、海水導入管（５００）から海に放出される。水平海水導入管（５０１）と上下海水流動管（５０２）は逆L字管によって接続されている。
電力需要閑散期（春、秋）には、風力発電設備からの電力を当該キャパシタ経由で、ポンプ水車（５１２）を回転させ上流海水貯水池に海水を汲み上げ貯水する。
蓄電した電気を直流放電電線（５１３）により直流電動モータ（５１１）を回転させポンプ水車（５１２）を回転させ、水平海水導入管（５０１）により下流海水貯水池の海水を、上下海水流動管（５０２）経由で上流海水貯水池に汲み上げる。
直流放電電線（５１３）は、適宜、揚水直流送電電線（５２１）の１部と共用することも考えられる。ただ、勘違いをする人がでてくるから共用するのは好ましくはない。
上流海水貯水池に接続されている上下海水流動管（５０２）出口とは反対側の池底が高くなるように、上げ底するのが望ましい。当該池の海水が無駄なく上下海水流動管（５０２）の出口に集まるようになる。
高価な蓄電池を大量に敷設することなく、低コストであり、梅雨時でも毎日昼間に送電できる。
三浦半島の油壷は最適地である。

図8はツインキャパシタ（５０３）の1例である。
風力発電設備や太陽光発電設備からの入力直流電流をキャパシタc2に蓄電している。キャパシタc1に蓄電していた電力を出力直流電流から直交流変換器（５２３）を介して系統に放電する。
直流電力計が所定の積算電力量を計測すると直流モータがスイッチ棒（電気絶縁性）を部分回転させる。スイッチ棒の両端には電導性端子が付着している。
直流電力計が所定の積算電力量を計測するとキャパシタc2が十分蓄電されたことを示すから直流モータがスイッチ棒（電気絶縁性）を部分回転させる。入力直流電流側の電導性端子がキャパシタc2を離れてキャパシタc1側に移動する。入力直流電流はキャパシタc1を蓄電する。出力直流電流側の電導性端子がキャパシタc1を離れてキャパシタc2側に移動する。キャパシタc2で蓄電していた電力を出力直流電流から直交流変換器（５２３）を介して系統に放電する。
直流電力計が所定の積算電力量を計測すると直流モータがスイッチ棒を反対方向に部分回転させる（ギアチェンジでもよい。）。

究極の再生可能エネルギーは、再処理超ウラン元素燃料使用原子炉から得られる。しかし、今は理解を得られないから表面由来エネルギーで凌ぐことになる。表面由来エネルギー利用が大規模になれば人身事故や気候変化（逆ヒートアイランドやエネルギーバランスの崩れ。周辺農業への影響。）も大規模になる。安くて安全だということへの幻想もなくなる。ただ、LNG輸入量の減少は新たな脅威（産油国の妬み、恨み。産油国への見返り輸出減。弱点の無い国は同盟国から警戒される）になるから、表面由来エネルギー利用は程々にすべきであろう。ウラン鉱山を買い漁っている中国で大原子炉事故が頻発したら影響は日本海側で顕著だろうから、日本海側には原子炉自事故退避壕は残しておいた方が良い。表面由来エネルギーによる発電電力を本格的に売るからには、24時間絶え間なく供給する体制を作らなければ表面由来エネルギーによる電力を売る資格はない。家庭の屋根に敷設した子供だましの太陽光発電電力とは別ものである。覚悟を持って取り組まねばならない。事業化の際は、繁忙期よりも閑散期にどう対応するかが再生可能エネルギー利用の注意点である。本発明では閑散期を再生可能エネルギーの長期貯蔵期間としている。
日本では効率の悪い風力発電は北欧ではうまくいっているような噂があるが、発電量（容量ではない。kwhが大事）がどの程度なのかは不明である。設置（撤去、廃棄も含め）する前に定量的に調査し、日本の風土ではどうなのか検討する必要がある。経済性を考慮しない環境予算を地方自治体と外国企業がうまいことやっているように見受けられる。荒野に小型風車が１つあれば観光環境であるが、大型風車が多数基あると気持ち悪くなる。
東京都周辺の静岡県、埼玉県、群馬県は晴天日の長い県である。太陽光発電には適している。タダ同然（人口減や富士山・浅間山噴火や利根川決壊）の土地や、素子寿命や、敷設工事要件緩和により大幅に発電費用が安くなる可能性があるから太陽光発電は有望である。過疎化はどうやっても止まらない。むしろ、うるさくいう人がいなくなる過疎化は起業しやすくする。見渡す限り人家も人もいなければ公害は存在しない。荒地の真ん中であれば火山性硫黄ガスが出ようと、硫酸水が流れようと、苦情はでない。地元対策などすると地元の人が原発の様に勘違いして居丈高になる。
今の日本には、所有することに苦痛を伴う土地がとんでもないほど存在する。動産のゴミは金を出せば処分できる。しかし、不動産の処分は金を出しても処分できない。そのうち、身寄りのない人（子のない老人、移民に日本国籍をとらせる）に金を出してまでして不動産登録させるビジネスが流行る。二重国籍を持った俄か日本人なら、不動産登録をした後、二重国籍地または出身国に一時出国してそのまま日本に戻ってこなければよい。固定資産税金は払わない。こういうビジネスも成りたとう。移民が増えるから当該ビジネスは横行繁盛する。
苦痛を伴う土地は耕作には不向きな土地であろう。敢えて穀物を栽培し食料自給率を高めると別の危険が生じる。アジア一帯が凶作に見舞わられると、食料を求めて海外から熱い視線が注がれ、強いては海外からの侵略の対象になる。したがって、敢えて食料自給率を下げて輸入に頼り、輸出入がし難い電力の自給率を高めた方が無難である。エネルギーの海外依存がなくなり輸入物がなくなると互恵の観点から輸出がしづらくなる。他国から嫉妬されて危険が生じる。
幕末の殿様も自己統治下の土地と農夫からの収入では生活ができなくなった。殿様は明治新政府に土地を物納（農夫は明治新政府が統治）することにより安堵できた。平成以降の政府も生前であっても土地の物納をタダ同然または有料で認め、タダ同然の当該土地を、本発明を実施する企業にタダ同然で払い下げる。企業が成功すれば、国は所得税や固定資産税を期待できる。
日本列島の海浜は、切り立った崖が多い。途切れ途切れに存在するから大規模な揚水発電所にはできない。したがって、風力発電設備も大規模にはできない。その土地に適した規模の風車出なければならない。大型風車では微風は無効になるが、小型風車ならある程度の発電が可能である。地域施工業社による地方再生に適っている。
施工業社は、往々にして儲けのために不正を行う。倒産や夜逃げがし易い小規模の業者は元より大会社でも、幹部の資産隠しと不正監視が必要である。同業者と比べて突出した部分のある会社にたいして、同業者からの評判聞き取りが重要である。
早く倒産させて、素早く幹部の首を代えて採算がとれる部分を継続し雇用や零細業者の関連倒産防止を守ることが重要である。そのためには、最先端や大型の技術を使うのではなく、中規模の実証済みの技術を使うことが重要である。
（公序良俗違反につき、不掲載）

従来の汽力発電設備の概観図。 気体酸素長期貯蔵システムの概観図。 空気中酸素分離設備（１２）の概観図。 手段２の再生可能エネルギー畑の概観図。 手段３のバイオ燃料汽力発電設備の概観図。 手段４の表面由来エネルギーによる給電システムの概観図。 手段５の海水利用表面由来エネルギーによる給電システムの概観図。 ツインキャパシタ（５０３）の１例。

１１は表面由来発電設備。
１２は空気中酸素分離設備。
１３は排出窒素固定化室。
３２はバイオ燃料ボイラー。
３３は蒸気タービン。
３４は空冷復水器。
３５は発電機。
１１０は空気管。
１１１は空気ブロワ。
１１２は酸素貯蔵タンク。
１１３は加圧酸素ボンベ
１１４は自然乾燥バイオ燃料保管タンク。
２１１は乾燥室。
２２１は人工乾燥バイオ燃料。
５００は海水導水管。
５０１は水平海水導入管。
５０２は上下海水流動管。
５０３はツインキャパシタ。
５０４は開閉弁。
５０５は接続管。
５１１は直流電動モータ。
５１２はポンプ水車。
５１３は直流放電電線。
５２１は揚水直流送電電線。
５２２は風力直流送電電線。
５２３は直交変換器。

Claims (5)

1. 酸素の長期貯蔵システムは、表面由来発電設備（１１）と、空気中酸素分離設備（１２）と、前記空気中酸素分離設備（１２）によって分離された酸素を貯蔵する酸素貯蔵タンク（１１２）と、排出窒素固定化室（１３）からなり、
   表面由来発電設備（１１）は、表面由来エネルギーを電気に変換する太陽光発電設備や風力発電設備や後記請求項３のバイオ燃料汽力発電設備であり、
   空気中酸素分離設備（１２）は表面由来発電設備（１１）からの電力を使って、高圧下で窒素を吸着材で吸着し気体酸素は加圧酸素ボンベ（１１３）に収納し、窒素を吸着した吸着材から低圧下で窒素を放出させる設備であり、
   排出窒素固定化室（１３）は、前記空気中酸素分離設備（１２）から排出される窒素を固定化するためのゲンゲを生育させる密閉空間であり、
   酸素貯蔵タンク（１１２）は、多数の上記加圧酸素ボンベ（１１３）を格納する容器であり、
   上記気体酸素を後記請求項３のバイオ燃料汽力発電設備用のバイオ燃料助燃焼剤とすべく長期間貯蔵することを特徴とする気体酸素長期貯蔵システム。
2. ４種類の高発熱量落葉樹を2×2の正方形状に１セットとして周期的対称に多数セット植樹して再生可能エネルギー畑とし、
   当該畑の樹木を伐採し放置し自然乾燥させ自然乾燥伐採樹木とし、
   当該自然乾燥伐採樹木と、当該畑の落ち葉を収集し自然乾燥バイオ燃料とし、自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）に貯蔵することを特徴とするバイオ燃料長期貯蔵システム。
3. バイオ燃料汽力発電設備は、バイオ燃料ボイラー（３２）と、蒸気タービン（３３）と、空冷復水器（３４）と、発電機（３５）と、請求項２の自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）と、乾燥室（２１１）と、請求項１の酸素貯蔵タンク（１１２）からなり、
   乾燥室（２１１）はバイオ燃料ボイラー（３２）からの煙道が引回されてなる密封空間であり、
   自然乾燥バイオ燃料保管タンク（１１４）からの自然乾燥バイオ燃料を乾燥室（２１１）に投入し人工乾燥バイオ燃料（２２１）となし、
   バイオ燃料ボイラー（３２）は、上記人工乾燥バイオ燃料（２２１）に酸素貯蔵タンク（１１２）からの酸素をバイオ燃料助燃焼剤として吹きかけ人工乾燥バイオ燃料（２２１）を燃焼させ、
   当該ボイラー内で発生した蒸気を蒸気タービン（３３）に送り発電機（３５）を回転させて発電することを特徴とするバイオ燃料汽力発電設備。
4. 請求項１の気体酸素長期貯蔵システムと、請求項２のバイオ燃料長期貯蔵システムと、請求項３のバイオ燃料汽力発電設備とを組み合わせた給電システムであって、
   気体酸素長期貯蔵システムの電力源に使う太陽光発電設備や風力発電設備からの直流電気は短期蓄電用のツインキャパシタ（５０３）を通して蓄電し、
   短期蓄電用のツインキャパシタ（５０３）はツインになっているキャパシタであり、直交変換器（５２３）が付設され、キャパシタの一方が太陽光発電設備や風力発電設備からの間歇的直流を一旦蓄電し、もう一方のキャパシタは直交変換器（５２３）を介して気体酸素長期貯蔵システムまたは系統へ給電し、
   バイオ燃料汽力発電設備で発生した交流は、系統へ給電することを特徴とする表面由来エネルギーによる給電システム。
5. 海水利用表面由来エネルギー給電システムは、下流海水貯水池と、上流海水貯水池と、上流海水貯水池周辺または池中に敷設されたる風力発電設備と、ツインキャパシタ（５０３）と、揚水発電設備とからからなり、
   下流海水貯水池は、海から海水導入管（５００）により海水を導入する干潮時でも海抜ゼロメートル以下の防水窪みであり、
   上流海水貯水池は、下流海水貯水池の上流に敷設した池であり、
   ツインキャパシタ（５０３）はツインになっているキャパシタであり、キャパシタの一方が風力発電設備からの間歇的直流を一旦蓄電し、もう一方のキャパシタは揚水発電設備の直流電動モータ（５１１）に放電または直交変換器（５２３）を介して系統に給電し、蓄電と放電を交代に実施し、
   揚水発電設備は、直流電動モータ（５１１）と、ポンプ水車（５１２）と、上下海水流動管（５０２）と、開閉弁（５０４）からなり、
   ツインキャパシタ（５０３）からの直流放電により直流電動モータ（５１１）を回転させポンプ水車（５１２）を回転させて下流海水貯水池の海水を上下海水流動管（５０２）経由で上流海水貯水池に汲み上げ、
   上流海水貯水池の海水を開閉弁（５０４）で調節しながら上下海水流動管（５０２）から下流海水貯水池に落下させることによりポンプ水車（５１２）を回転させ直流電動モータ（５１１）を回転させて発電し、直交変換器（５２３）を介して系統へ給電することを特徴とする海水利用表面由来エネルギーによる給電システム。

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