JP2022097455A - 大電力負荷用途のための高速バッテリ充電方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】再生可能エネルギー源から大量の電荷を高充電速度で安全、かつ、低温で供給する充電方法及びシステムを提供する。【解決手段】輸送体を充電するためのシステムであって、再生可能エネルギー収集デバイス１４と、高電圧コンデンサ１６と、第１の高温超電導ケーブル１７と、変圧器１８と、第２の高温超電導ケーブル１９と、第２の高温超電導ケーブルと通信し、変換された電気エネルギーを少なくとも１つの充電式輸送体バッテリ２４に供給するように構成されたリレー回路に係合する少なくとも１つのデマルチプレクサ２０とを備える。高電圧コンデンサ及び変圧器のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、デマルチプレクサがバッテリ貯蔵バンク及び少なくとも１つの充電式輸送体バッテリのうちの少なくとも１つに、約１０００ＭＷまでの電圧を供給する。【選択図】図１

Description

［０００１］ 本開示は、概して、大型輸送体要求量を充電するための再生可能エネルギーの採取及びエネルギー分配の分野に関する。より具体的には、本開示は、エネルギーの捕捉、貯蔵及び分配の分野に関する。

［０００２］ 内燃機関を備える大型輸送体は、今日の社会に組み込まれて以来、可燃性の発電源として化石燃料の使用を必要とし続けている。化石燃料の使用を最小限に抑えるか排除する代替的なエネルギー源は、自動車産業である程度の牽引力を獲得しているが、旅客機や貨物機を含む大型輸送体の運航には、代替的な発電が組み込まれていない。これは主に、かなりのエネルギーを必要とするそのような輸送体を動作させ、かなりの距離にわたって長時間動作するために必要とされる電力がかなりの量になるためである。従来技術であると明示されない限り、本書の記述が、単に「背景技術」部分に含まれていることによって従来技術と認められることはない。

［０００３］ 本態様によれば、エネルギーを採取、貯蔵及び分配するためのシステムが開示され、該システムは、太陽光発電、風力発電、及び水力発電のうちの少なくとも１つを含む再生可能エネルギー源から、電気エネルギーを収集するように構成された再生可能エネルギー収集デバイスを含む。本システムは、再生可能エネルギー収集デバイスと通信している高電圧コンデンサと、コンデンサと通信している第１の高温超電導ケーブルと、第１の高温超電導ケーブルと通信している変圧器と、変圧器と通信している第２の高温超電導ケーブルと、第２の高温超電導ケーブルと通信している少なくとも１つのデマルチプレクサであって、変換された電気エネルギーを複数の充電式輸送体バッテリに供給するように構成された回路に係合するように構成された少なくとも１つのデマルチプレクサとを更に含み、コンデンサが、約２５０ＭＷから１０００ＭＷの範囲の電圧を処理するように構成され、デマルチプレクサが、約１０００ＭＷまでの電圧を供給するように構成される。本態様によれば、コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つは、統合されたマルチプレクサを備え、又はコンデンサ及び変圧器の少なくとも１つは、そうでなければ、少なくとも１つのマルチプレクサと通信している。

［０００４］ 別の態様では、デマルチプレクサは、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の電気エネルギーの量を、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、デマルチプレクサから充電式輸送体バッテリまで供給するように構成される。

［０００５］ 別の態様では、複数の充電式輸送体バッテリは、少なくとも１つのリチウムイオン電池を含む。

［０００６］ 更なる態様では、複数の充電式輸送体バッテリは、複数のリチウムイオン電池を含む。

［０００７］ 別の態様では、高電圧コンデンサは、電気エネルギー貯蔵バンクを備える。

［０００８］ 別の態様では、システムは、システムを通してある量の電気エネルギーを伝送する間の温度が約４５℃の温度を超えないように、動作する。

［０００９］ 更なる態様では、システムは、約－３０℃から約４５℃までの範囲の動作温度範囲を有している。

［００１０］ 別の態様では、動作の間、約２５℃以下の温度上昇が、システムの動作中かつデマルチプレクサから充電式輸送体バッテリへのエネルギー分配中に、実現される。

［００１１］ 別の態様では、デマルチプレクサは、所定量の電気エネルギーを、複数の輸送体バッテリ電池の各々に分配するように構成されたリレー機構を備える。

［００１２］ 別の本態様によれば、エネルギーを採取、貯蔵及び分配するためのシステムが開示され、該システムは、太陽光発電、風力発電、及び水力発電のうちの少なくとも１つを含む再生可能エネルギー源から、電気エネルギーを収集するように構成された再生可能エネルギー収集デバイスと、再生可能エネルギー収集デバイスと通信している高電圧コンデンサと、コンデンサと通信している第１の高温超電導ケーブルと、第１の高温超電導ケーブルと通信している変圧器と、変圧器と通信している第２の高温超電導ケーブルとを含む。本システムは、第２の高温超電導ケーブルと通信している少なくとも１つのデマルチプレクサであって、複数の充電式輸送体バッテリと通信するように構成された回路と係合するように構成されたデマルチプレクサと、回路と通信している複数の充電式輸送体バッテリであって、回路を介してデマルチプレクサから変換された電気エネルギーを受け取るように構成された充電式輸送体バッテリを含む輸送体とを更に含む。本態様によれば、コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つは、統合されたマルチプレクサを備え、又はコンデンサ及び変圧器の少なくとも１つは、そうでなければ、少なくとも１つのマルチプレクサと通信している。

［００１３］ 別の態様では、輸送体は航空機を備える。

［００１４］ 更なる態様では、輸送体は、有人航空機、無人航空機、有人回転翼航空機、無人回転翼航空機、有人宇宙船、無人宇宙船、有人地上輸送体、無人地上輸送体、有人水上輸送体、無人水上輸送体、有人地下水上輸送体、無人地下水上輸送体、ホバークラフト及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。

［００１５］ 別の態様では、複数の充電式輸送体バッテリは、リチウムイオン電池を含む。

［００１６］ 別の態様では、本システムは、高電圧コンデンサと通信している少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵デバイスを含む。

［００１７］ 別の態様では、約２５０ＭＷまでの電気エネルギーが高電圧コンデンサに供給され、該コンデンサは、約２５０ＭＷまでの電気エネルギーを、コンデンサから電気エネルギー貯蔵デバイスに供給するように構成される。

［００１８］ 更なる態様では、電気エネルギー貯蔵デバイスは、複数の電気エネルギー貯蔵電池を含む。

［００１９］ 別の態様では、約１０００ＭＷまでの変換された電気エネルギーが、マルチプレクサから回路に供給される。

［００２０］ 更なる態様では、システムを通してある量の電気エネルギーを伝送する間の温度は、約４５℃の温度を超えない。

［００２１］ 別の態様では、本システムは、約－３０℃から約４５℃までの範囲の動作温度範囲を有している。

［００２２］ 更なる態様では、電気エネルギー貯蔵デバイスは、再生可能エネルギー収集デバイスによって収集された再生可能エネルギーを貯蔵するように構成される。

［００２３］ 更なる態様では、コンデンサは、約２５０ＭＷまでの電圧を変換するように構成された高電圧コンデンサである。

［００２４］ 別の態様では、複数の充電式輸送体バッテリの少なくとも１つは、複数の充電式リチウムイオンバッテリ電池を含む。

［００２５］ 別の態様では、デマルチプレクサは、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の量の電気エネルギーを、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、デマルチプレクサから充電式輸送体バッテリまで供給するように構成される。

［００２６］ 別の態様では、デマルチプレクサは、約１０分から約１８０分の範囲の充電期間中に、複数の充電式リチウムイオンバッテリ電池の少なくとも１つを、実質的に完全なリチウムイオンバッテリ電池容量まで実質的に完全に充電するように構成される。

［００２７］ 別の態様では、デマルチプレクサは、約１０分から約５０分の範囲の充電期間中に、複数の充電式リチウムイオンバッテリ電池の少なくとも１つを、実質的に完全なリチウムイオンバッテリ電池容量まで実質的に完全に充電するように構成される。

［００２８］ 別の態様では、電気エネルギーは、電気エネルギーを複数の充電式リチウムイオンバッテリ電池に分配する間に、約４５℃未満の温度で、デマルチプレクサから複数の充電式リチウムイオンバッテリ電池に供給される。

［００２９］ 更なる態様では、再生可能エネルギー源は、太陽光発電、風力発電、水力発電、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。

［００３０］ 上述の特徴、機能、及び利点は、様々な態様において単独で実現することができ、又は、他の態様において組み合わせることができるが、これらの更なる詳細は、以下の説明及び添付図面を参照することによって確認することができる。

［００３１］ 別の態様では、方法が開示され、該方法は、収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源から再生可能エネルギーを収集することと、変換された電気エネルギーを形成するために、少なくとも１つのコンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換することと、少なくとも１つのコンデンサから、第１の高温超電導ケーブルを介して、変圧器まで、変換された電気エネルギーを方向付けることと、変圧器から、第２の高温超電導ケーブルを介して、デマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを方向付けることとを含む。本開示された方法は、デマルチプレクサから少なくとも１つの充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを分配することと、デマルチプレクサから充電式輸送体バッテリに変換された電気エネルギーを分配する間に、約－３０℃から約４５℃までの範囲の温度を維持することと、充電式輸送体バッテリを実質的に完全に充電することとを更に含む。開示された方法によれば、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の電気エネルギーの量が、約１ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、デマルチプレクサから充電式輸送体バッテリまで分配され、コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信している。

［００３２］ 別の態様では、デマルチプレクサは、バッテリ（例えば、電気エネルギー）貯蔵バンク及び複数の充電式輸送体バッテリのうちの少なくとも１つに、約１０００ＭＷまでの電圧を供給するように構成されている。

［００３３］ 別の態様では、方法は、デマルチプレクサから電気エネルギー貯蔵バンクまで、変換された電気エネルギーを分配することと、エネルギー貯蔵バンクから第２のデマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを分配することと、約１０分から約から約５０分の範囲の期間に、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の量で、エネルギー貯蔵バンクから、デマルチプレクサを介して、複数の充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを供給することとを更に含む。

［００３４］ 別の態様では、コンデンサは、電気エネルギー貯蔵バンクを備える。

［００３５］ 更なる態様では、電気エネルギー貯蔵バンクは、複数の貯蔵バッテリ電池を含む。

［００３６］ 更なる態様では、充電式輸送体バッテリは、少なくとも１つの充電式リチウムイオンバッテリ電池を含む。

［００３７］ 別の態様では、充電式輸送体バッテリは、複数の充電式リチウムイオンバッテリ電池を含む。

［００３８］ 別の態様では、方法は、少なくとも１つのリチウムイオン輸送体バッテリ電池を、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の充電速度で、実質的に完全に充電されたリチウムイオン輸送体バッテリ電池容量まで充電することを更に含む。

［００３９］ 更なる態様では、方法は、変換された電気エネルギーを複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池に供給して、約１０分から約３時間に等しい特定の充電期間内に、複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を実質的に完全に充電することを更に開示する。

［００４０］ 別の態様では、方法は、変換された電気エネルギーを充電式輸送体バッテリに分配する期間中に、約４５℃未満の温度で、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを分配することとを更に含む。

［００４１］ 更なる態様では、エネルギーを採取、貯蔵及び分配するための方法であって、ある量の収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源からエネルギーを収集することと、変換された電気エネルギーを形成するために、コンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換することと、ある量の貯蔵電気エネルギーを形成するために、ある量の変換された電気エネルギーを複数の電気エネルギー貯蔵バンクに貯蔵することと、変換された電気エネルギー及び貯蔵電気エネルギーの少なくとも１つを、少なくとも１つの高温超電導ケーブルを介して、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに分配することと、変換された電気エネルギー及び貯蔵された電気エネルギーの少なくとも１つを、デマルチプレクサを介して、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で分配することとを含む方法が開示される。

［００４２］ 別の態様によれば、コンデンサは、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、デマルチプレクサは、約１０００ＭＷまでの電圧を、バッテリ貯蔵バンク及び複数の充電式輸送体バッテリの少なくとも１つに供給するように構成される。

［００４３］ 更なる態様では、少なくとも１つのマルチプレクサは、コンデンサ内に統合される。

［００４４］ 別の態様では、少なくとも１つの高温超電導ケーブルは、複数の電気エネルギー貯蔵バンクと通信しており、該高温超電導ケーブルは、デマルチプレクサと更に通信している。

［００４５］ 別の態様では、デマルチプレクサは、複数の電気エネルギー貯蔵バンクと通信しており、デマルチプレクサは、複数の輸送体バッテリ電池と更に通信している。

［００４６］ 更なる態様では、デマルチプレクサは、所定量の変換された電気エネルギーを少なくとも１つの充電式輸送体バッテリ電池に分配するように構成された、専用のリレー機構を備える。

［００４７］ 別の態様では、再生可能エネルギー源は、太陽光発電、風力発電、水力発電、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。

［００４８］ 別の態様では、方法は、ある量の変換された電気エネルギーを貯蔵するステップの後に、電気エネルギーを、デマルチプレクサから複数の回路出力に方向付けることを更に含み、該複数の回路出力は、個々に複数の充電式輸送体バッテリに専用であり、複数の充電式輸送体バッテリの１つと通信している。

［００４９］ 更に、本開示は以下の条項による例を含む。

［００５０］ 条項１．輸送体を充電するためのシステムであって、太陽光発電、風力発電、及び水力発電のうちの少なくとも１つを含む再生可能エネルギー源から、再生可能エネルギーを収集するように構成された再生可能エネルギー収集デバイスと、再生可能エネルギー収集デバイスと通信している高電圧コンデンサと、コンデンサと通信している第１の高温超電導ケーブルと、第１の高温超電導ケーブルと通信している変圧器と、変圧器と通信している第２の高温超電導ケーブルと、第２の高温超電導ケーブルと通信している少なくとも１つのデマルチプレクサであって、変換された電気エネルギーを少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに供給するように構成されたリレー回路に係合するように構成された少なくとも１つのデマルチプレクサとを備え、高電圧コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、デマルチプレクサが、バッテリ貯蔵バンク及び少なくとも１つの充電式輸送体バッテリのうちの少なくとも１つに、約１０００ＭＷまでの電圧を供給するように構成される、システム。

［００５１］ 条項２．複数のリチウムイオン電池を含む複数の充電式輸送体バッテリを更に備える、条項１に記載のシステム。

［００５２］ 条項３．システムを通してある量の電気エネルギーを伝送する間の温度が、約４５℃の温度を超えない、条項１に記載のシステム。

［００５３］ 条項４．システムが、約－３０℃から約４５℃までの範囲の動作温度範囲を有する、条項１に記載のシステム。

［００５４］ 条項５．デマルチプレクサが、所定量の電気エネルギーを少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに分配するように構成されたリレー機構を備える、条項１に記載のシステム。

［００５５］ 条項６．輸送体を充電するためのシステムであって、太陽光発電、風力発電、及び水力発電のうちの少なくとも１つを含む再生可能エネルギー源から、再生可能エネルギーを収集するように構成された再生可能エネルギー収集デバイスと、再生可能エネルギー収集デバイスと通信している高電圧コンデンサと、コンデンサと通信している第１の高温超電導ケーブルと、第１の高温超電導ケーブルと通信している変圧器と、変圧器と通信している第２の高温超電導ケーブルと、第２の高温超電導ケーブルと通信している少なくとも１つのデマルチプレクサであって、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリと通信するように構成されたリレー回路に係合するように構成された少なくとも１つのデマルチプレクサと、回路を介してデマルチプレクサと通信している少なくとも１つの充電式輸送体バッテリであって、回路を介してデマルチプレクサから変換された電気エネルギーを受け取るように構成された少なくとも１つの充電式輸送体バッテリを備える輸送体とを備え、高電圧コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、デマルチプレクサが、バッテリ貯蔵バンク及び少なくとも１つの充電式輸送体バッテリのうちの少なくとも１つに、約１０００ＭＷまでの電圧を供給するように構成される、システム。

［００５６］ 条項７．輸送体が航空機である、条項６に記載のシステム。

［００５７］ 条項８．輸送体が、
［００５８］ 有人航空機、無人航空機、有人回転翼航空機、無人回転翼航空機、有人宇宙船、無人宇宙船、有人地上輸送体、無人地上輸送体、有人水上輸送体、無人水上輸送体、有人地下水上輸送体、無人地下水上輸送体、及びホバークラフトのうちの少なくとも１つを含む、条項６に記載のシステム。

［００５９］ 条項９．複数のリチウムイオン電池を含む複数の充電式輸送体バッテリを更に備える、条項６に記載のシステム。

［００６０］ 条項１０．約２５０ＭＷまでの電気エネルギーが、高電圧コンデンサに供給される、条項６に記載のシステム。

［００６１］ 条項１１．約１０００ＭＷまでの変換された電気エネルギーが、マルチプレクサからリレー回路まで供給される、条項６に記載のシステム。

［００６２］ 条項１２．システムを通してある量の電気エネルギーを伝達する間の温度が、約４５℃の温度を超えない、条項６に記載のシステム。

［００６３］ 条項１３．システムが、約－３０℃から約４５℃までの範囲の動作温度範囲を有する、条項６に記載のシステム。

［００６４］ 条項１４．高電圧コンデンサが、再生可能エネルギー収集デバイスによって収集された再生可能エネルギーを貯蔵するように構成された電気エネルギー貯蔵デバイスと通信している、条項６に記載のシステム。

［００６５］ 条項１５．デマルチプレクサが、所定量の電気エネルギーを複数の充電式輸送体バッテリの各々に分配するように構成されたリレー回路を備える、条項９に記載のシステム。

［００６６］ 条項１６．エネルギーを収集及び分配するための方法であって、収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源から再生可能エネルギーを収集することと、変換された電気エネルギーを形成するために、少なくとも１つの高電圧コンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換することと、少なくとも１つの高電圧コンデンサから、第１の高温超電導ケーブルを介して、変圧器まで、変換された電気エネルギーを方向付けることと、変圧器から、第２の高温超電導ケーブルを介して、デマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを方向付けることと、デマルチプレクサから少なくとも１つの充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを分配することと、デマルチプレクサから少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに変換された電気エネルギーを分配する期間中に、約－３０℃から約４５℃までの範囲の温度を維持することと、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリを実質的に完全に充電することとを含み、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の電気エネルギーの量が、約１ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、デマルチプレクサから充電式輸送体バッテリまで分配され、高電圧コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、デマルチプレクサが、約１０００ＭＷまでの電圧を少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに供給するように構成される、方法。

［００６７］ 条項１７．電気エネルギー貯蔵バンクからデマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを分配することと、電気エネルギー貯蔵バンクから第２のデマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを分配することと、約１時間約から約３時間の範囲の期間に、約２５０ＭＷから約１００ＭＷの範囲の量で、電気エネルギー貯蔵バンクから、第２のデマルチプレクサを介して、複数の充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを供給することとを更に含む、条項１６に記載の方法。

［００６８］ 条項１８．変圧器が電気エネルギー貯蔵バンクと通信している、条項１７に記載の方法。

［００６９］ 条項１９．電気エネルギー貯蔵バンクが、複数のバッテリ電池を含む、条項１６に記載の方法。

［００７０］ 条項２０．少なくとも１つの充電式輸送体バッテリが、複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を含む、条項１６に記載の方法。

［００７１］ 条項２１．少なくとも１つの充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを分配することと、変換された電気エネルギーを、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに分配する期間中に、約４５℃未満の温度を維持することとを更に含む、条項１６に記載の方法。

［００７２］ 条項２２．再生可能エネルギー源が、太陽光発電、風力発電、水力発電、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、条項１６に記載の方法。

［００７３］ 条項２３．複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を、約１ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、実質的に完全に充電されたリチウムイオン輸送体バッテリ電池容量まで充電することを更に含む、条項２０に記載の方法。

［００７４］ 条項２４．変換された電気エネルギーを複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池に供給することと、約１０分から約３時間の範囲の特定の充電期間内に、複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を実質的に完全に充電することとを更に含む、条項２０に記載の方法。

［００７５］ 条項２５．輸送体バッテリを充電するための方法であって、ある量の収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源からエネルギーを収集することと、変換された電気エネルギーを形成するために、高電圧コンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換することと、ある量の貯蔵電気エネルギーを形成するために、ある量の変換された電気エネルギーを少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵バンクに貯蔵することと、変換された電気エネルギー及び貯蔵電気エネルギーの少なくとも１つを、少なくとも１つの高温超電導ケーブルを介して、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに分配することと、変換された電気エネルギー及び貯蔵電気エネルギーの少なくとも１つを、デマルチプレクサを介して、少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに、約１ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で分配することとを含み、高電圧コンデンサが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、デマルチプレクサが、バッテリ貯蔵バンク及び少なくとも１つの充電式輸送体バッテリのうちの少なくとも１つに、約１０００ＭＷまでの電圧を供給するように構成される、方法。

［００７６］ 条項２６．電気エネルギーを、デマルチプレクサから、個々に対応する充電式輸送体バッテリに専用の複数の回路出力に方向付けることを更に含む、条項２５に記載の方法。

［００７７］ 条項２７．少なくとも１つの高温超電導ケーブルが、少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵バンクと通信しており、該高温超電導ケーブルが、デマルチプレクサと更に通信している、条項２５に記載の方法。

［００７８］ 条項２８．再生可能エネルギー源が、太陽光発電、風力発電、水力発電、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、条項２５に記載の方法。

［００７９］ 条項２９．デマルチプレクサが、少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵バンクと通信しており、少なくとも１つの電気エネルギー貯蔵バンクが、高温超電導ケーブルを介して、複数の充電式リチウムイオン輸送体バッテリ電池と更に通信している、条項２６に記載の方法。

［００８０］ 条項３０．デマルチプレクサが、所定量の変換された電気エネルギーを複数の充電式リチウムイオン輸送体バッテリ電池に分配するように構成されたリレー回路を備える、条項２９に記載の方法。

［００８１］
［００８２］ 本開示の変形例について一般的な用語で説明してきたが、これから添付の図面を参照する。これらは必ずしも縮尺通りに描かれている訳ではない。

［００８３］ 本態様による、再生可能エネルギー収集、貯蔵、及び充電システムの図である。 ［００８４］ 本態様による、高温超電導ケーブルの部分露出図である。 ［００８５］ 抵抗対温度を示すグラフである。 ［００８６］ 本方法に従って使用されるデマルチプレクサの図である。 ［００８７］ 本態様に従って使用されるデマルチプレクサの図である。 ［００８８］ 本態様による方法を示すフローチャートである。 ［００８９］ 本態様による方法を示すフローチャートである。 ［００９０］ 本態様による方法を示すフローチャートである。 ［００９１］ 本態様による方法を示すフローチャートである。 ［００９２］ 本態様による方法を示すフローチャートである。

［００９３］ 本システム、方法及び装置は、充電式リチウムイオン輸送体バッテリ電池及び電気エネルギー貯蔵バンク（例えば、バッテリ貯蔵バンクなど）への再生可能エネルギーの収集、変換、転送、及び供給を含む、輸送体バッテリ電池への大量の再生可能エネルギー（例えば、変換された電気の形態で）の持続可能な収集、変換、貯蔵、迅速な転送、及び効率的供給を対象とする。輸送体（例えば、旅客機又は貨物機を含む）は、この輸送体内に、充電式リチウムイオン輸送体バッテリ電池（例えば、リチウムイオン輸送体バッテリ電池など）を備えることができ、輸送体バッテリ電池は、本書に開示されるシステム及び方法を介して充電される。本態様によれば、本開示の全システム及び方法は、コミュニティ又は地理的領域のエネルギー需要及び／又はエネルギーを「引き出すこと（ｄｒａｗ）」に関して、電気自動車の最終使用充電の「オフグリッド（ｏｆｆ－ｇｒｉｄ）」の形態で、再生可能エネルギーを収集、変換、及び供給することを含む。

［００９４］ 輸送業界では、例えば、旅客機及び貨物機、並びに地上輸送体、地上輸送体のフリート（例えば、自動車、バス、トラックなどを含む）の迅速でスケジュールに敏感な充電を含む、大型輸送体の迅速でスケジュールに敏感な充電のためのエネルギー源としての電気の使用が直面する重大な現実的問題が存在する。

［００９５］ 本態様は、短時間で、輸送体バッテリの大型輸送体充電（例えば、輸送体バッテリを実質的に輸送体バッテリの容量まで充電）のために地理的な電源又は電力「網（ｇｒｉｄ）」から必要とされる大量の「電力」の大幅な迂回中の、地理的地域に対する重大な電力漏洩の影響を含みうる従来からの課題に対処する。更なる本態様は、大型輸送体の安全な充電、及び多数の地上輸送体、輸送体フリートなど（本書では同等に「地上輸送体」とも称される）の定期的かつ頻繁な充電に必要とされる、例えば、電気エネルギーの伝送及び貯蔵の条件を含む、以前からの充電の問題（例えば、容量までの充電式バッテリの電力供給、発熱、充電時間、充電速度などに関連する問題及び条件を含む）に対処する。更なる本態様は、大型輸送体、及びスケジュールされた頻繁な充電を必要とする多数の輸送体のための充電設備の実際の採用を妨げ、抑制してきた問題、並びに急速な充電速度で再生可能エネルギー源からの大量の電気エネルギー伝送を必要とする可能性のある問題に対処する。

［００９６］ 本開示の態様は、地理的領域の電力網から電気エネルギーを専用化又は転用することなく、再生可能エネルギー源から大量の電気エネルギーを供給するための実行可能な解決策を実現する。このような大量のエネルギーの供給は、本書では、収集されたエネルギーを「オフグリッド（ｏｆｆ－ｇｒｉｄ）」で供給すると称される。

［００９７］ 本態様は、特にそのようなスケジュールされた頻繁な充電が短い時間枠（例えば、地上輸送体については約１０分から約５０分、例えば航空機などを含む大型輸送体については約６０分から１８０分）で行われなければならない場合に、大型輸送体を迅速に充電及び電力供給し、多数の小型輸送体を迅速に充電及び電力供給するための方法、システム、及び装置を更に対象としており、実行可能な（例えば、短縮された）充電時間内に電源からバッテリに供給する必要がある電力伝送の量に関して通常発生するであろう局所的なシステム温度の著しい上昇は、維持されない。

［００９８］ 加えて、旅客機及び貨物機の場合、電力供給された飛行機は、１回の充電でかなりの距離を移動でき、様々な目的地に移動できなければならない。そのため、特定の航空機のルートに沿った複数の目的地に充電機能が存在する必要がある（又は例えば、そうでなければ、元の充電ステーションの場所に戻る必要があるため、移動範囲を大幅に短縮する必要がある）。本態様は、航空機内の充電式バッテリのバンク（例えば、充電式リチウムイオンバッテリのバンク）を実質的に完全に充電するために、航空機に、所定の距離を有する飛行を完了するのに適した範囲にわたって適切な電力を供給するのに十分な電気エネルギーを伝送し、約１～約３時間の短い充電サイクルで、かつ約４５℃を超えない充電温度で、航空機を充電し、再生可能エネルギー源から輸送体バッテリを充電するために、変換された電気エネルギーを方向付ける、システムを開示する。バッテリ電池を「実質的に完全に充電する」とは、
１００％の充電未満ではあるが、約９５％の充電に相当する充電式バッテリの充電容量以上の値であるバッテリ電池充電容量まで、バッテリ電池を充電している状態を指す。

［００９９］ 本態様は、再生可能エネルギー源から捕捉された電気エネルギーを上手く使用可能な方法、システム、及び装置を対象としており、電気エネルギーは、電動輸送体（例えば、小型又は大型の旅客機及び大型貨物機を含む）のバッテリを日中又は夜間に充電するために、迅速に供給できる変換電気エネルギーに変換され、必要であれば、そのような変換電気エネルギーとして貯蔵される。再生可能エネルギーを収集し、一定量の再生可能電気エネルギーを変換、貯蔵、及び輸送体のバッテリバンクに、また輸送体から遠隔に位置しうるストレージバンクに、直接供給するための方法、装置、及びシステムが、本書に記載されており、これらは、著しい潜在的に危険な熱の上昇を招くことなく、その代わりに、充電イベント中の熱の上昇を、周囲温度を約２５℃未満ほど上回る上昇（例えば、約２０℃の室温を上回るなど、周囲温度より約２５℃高い最大の熱上昇など）に制限するようなものである。要するに、本充電方法及びシステムは、充電サイクル期間中に最大約４５℃の温度で、実行される。更に、充電サイクルは、約－３０℃から約４５℃までの範囲の動作中の充電温度で行われうる。

［００１００］ 本態様によれば、充電イベント（本書では「充電サイクル」と同等に称される）は、充電式バッテリ電池に完全及び実質的に完全なバッテリ充電を供給し、所定の動作範囲で大型輸送体に電力を供給する一方で、許容可能な給油スケジュールを実質的に満たす時間枠まで、充電イベントの時間を大幅に短縮する（例えば、化石燃料などで航空機に燃料を補給する場合の現在の旅客機の燃料補給時間及びスケジュールと実質的に一致するか又はわずかに長いだけである）。

［００１０１］ 本態様は、例えば、夜間（例えば、再生可能太陽エネルギーが採取できない時間）でも大型旅客機や大型貨物機を含む輸送体に電力供給するために、貯蔵された変換電気エネルギーを充電式輸送体のバッテリに分配することができる大型貯蔵バンクへの、変換された（例えば、再生可能エネルギー源から変換された）電気エネルギーの貯蔵を更に企図している。そのような企図される貯蔵バンクは、例えば、限定されないが、塩タンクを含みうる大型の地上又は地下構造、又は大量の充電式バッテリ電池などでありうる他の充電式デバイスを含む。このような貯蔵バンクは、再生可能電気エネルギー収集デバイス、コンデンサ、変圧器、及び航空機を含む輸送体を迅速に再充電するための電気エネルギー分配の最終用途地点に近接して又はそれらから遠隔に位置しうる。

［００１０２］ 現在の態様によれば、再生可能エネルギーは、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの電気エネルギーを収集できる規模で、収集された再生可能エネルギーの収集、貯蔵、及び供給を実現及び促進するために、エネルギー放出点（例えば、「充電ステーション」）に近接して（例えば、約０．１マイルから約３マイル以内）に適切なエネルギー収集デバイスを実装することによって、太陽光発電、水力発電、風力発電などでありうる再生可能エネルギー資源（本書では「再生可能エネルギー源」と同等に称される）から収集又は「採取」される。

［００１０３］ ソーラーパネルアレイの場合、本態様によれば、本開示のシステムで使用されるエネルギー貯蔵バンクを充電するために必要であると考えられる規模で太陽エネルギーを収集する目的で、エネルギー収集デバイス（例えば、ソーラーパネルアレイの形態）は、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の量の太陽エネルギーを収集するように構成することができる。規模又は利用可能になったエネルギーの例として、本態様によれば、年間３６０万ＫＷ時間以上を生成する１００００枚のソーラーパネルは、３２５以上の平均的なサイズの米国の家庭に十分な電力を供給することができる。現在企図されている太陽エネルギー収集アレイは、所定の定格収集効率を有する任意の数の太陽電池パネルを含みうる。本開示のシステムの一部として使用するために選択されたアレイは、毎時少なくとも約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の量の太陽エネルギーを収集することが理解される。

［００１０４］ 本態様によれば、本方法、システム、及び装置は、地理的な電力網から電気エネルギーを転用することなく、輸送体（例えば、航空機を含む）の電力供給を実用的に、便利に、かつ安全にするために必要な大量の電気エネルギーを収集、変換、及び提供するシステムに、構成要素を統合する。本システムは、地理的な電力網とは別のものであり、再生可能エネルギーを捕捉又は収集可能な構成要素を含み統合し、例えば、バッテリ駆動型の輸送体又はバッテリを含むハイブリッド輸送体などを充電する目的で、エネルギー捕捉及び収集構成要素を、再生可能エネルギー源から輸送体に変換された電気エネルギーを直接供給することができるエネルギー貯蔵及び分配設備に近接し通信するように（例えば、数マイル以内に）位置付け、配置することができる。

［００１０５］ 本態様によれば、高温超電導ケーブルを組み込むことにより、本システムは、変換された電気エネルギーを貯蔵バンクに安全に供給することができ、又は変換された電気エネルギーを、高い放電／充電速度で最終輸送体充電用途に直接安全に供給することができる。組み込まれたマルチプレクサ及びデマルチプレクサと組み合わせて高温超電導ケーブルを統合すると、電気輸送体のバッテリに効率的に、迅速に、かつ比較的短時間（例えば、自動車の場合は約１０分から、例えば、航空機を含む大型輸送体の場合は最大約１時間から約３時間）の充電サイクル中に安全な充電温度で電力供給及び充電するために必要な大量の電気エネルギーを供給することができるシステムが作成される。要するに、本態様によれば、開示される方法、システム、及び装置は、約－３０℃から約４５℃の範囲の温度で動作している間、局所温度を周囲温度より約２５℃以上、上昇させずに（かつ約４５℃の動作温度を超えることなく）、２５０ＭＷ／時（１時間あたり２５０メガワット、１メガワットは１，０００キロワットに相当し、１，０００，０００ワットに相当する）から約１０００ＭＷ／時までのオーダーの放電／充電速度を達成する。

［００１０６］ したがって、本方法、システム、及び装置は、約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の電荷を必要としうる電気輸送体の充電中に過熱の問題に対処し解決する。大幅な温度上昇（及びシステムの過熱と、それに伴うシステムの損傷、輸送体の損傷、怪我などを含む過熱の危険性）を認識して発生させることなく、この範囲の電気エネルギーを供給する理論的な試みは、以前は、かなり長くゆっくりした充電期間（例えば、２４時間を超える充電期間など）が必要であった。

［００１０７］ 例えば、有用で実用的な時間枠（本開示の充電速度の時間枠に類似している）で２５０ＭＷから１０００ＭＷのオーダーの電荷を効果的かつ効率的に供給するために必要なシステムは、別の方法では、著しい高温（例えば、約１５０℃から約５６０℃の範囲の温度などの周囲温度よりも著しく高い温度）をもたらすであろう。対照的に、本開示のシステムは、局所的なシステム温度を約４５℃未満に維持しつつ（例えば、充電される輸送体に近接した充電領域で）、高速充電時間及び高速充電速度（例えば、大型航空機のバッテリ及びバッテリバンクを実質的に完全に充電するために、２５０ＭＷから約１０００ＭＷを供給するのに約６０分から約１８０分以下、地上輸送体バッテリ及び地上輸送体バッテリバンクを実質的に容量まで充電するために、２５ＭＷから約１００ＭＷを供給するのに約１０から約５０分以下）を達成する。

［００１０８］ 更なる態様によれば、収集デバイスは、１つ又は複数の高電圧コンデンサと通信して、太陽電池によって生成されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する太陽光発電インバータとして機能し、したがって、収集され又は「採取された」再生可能エネルギー／ソーラパワーは、電荷の形態で（例えば、貯蔵バンクに）貯蔵され、電力は、大きな合計又は累積電圧を発生又は「構築」しうる。コンデンサは、太陽エネルギーを受け取ることができない場合（例えば、夜間など）を含め、必要に応じて、エネルギー貯蔵バンクからの貯蔵及び変換された電圧を分配することができる。

［００１０９］ 更なる本態様によれば、エネルギーの伝送及び分配中に低電圧を高電圧変換するか又はその逆を行うために、高電圧で損失することなく電力を伝送し、例えば、電磁誘導の原理で動作するための変圧器が、本開示の電力システムで使用される。更なる本態様によれば、コンデンサは、第１の高温超電導（ＨＴＳ）を介して、例えば、変圧器などの電力調整デバイスと通信している。変圧器は、第１の（例えば、入力）電圧及び電流レベルから、所定の第２の電圧及び電流レベル（例えば、出力）に、電力を変換する。更なる態様では、電力調整デバイスは、変圧器が、変換された電気エネルギーを本システムの更なる構成要素に転送又は他の方法で方向付ける前に、貯蔵されたコンデンサ電圧の「降圧（ｓｔｅｐ ｄｏｗｎ）」を容易にするような電力低減デバイスである。更なる本態様によれば、本システムは、変圧器と直接通信可能な第２の高温超電導ケーブルを一体化し、該第２の高温超電導ケーブルは、マルチプレクサと更に直接通信している。少なくとも１つのマルチプレクサは、コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つと通信可能である。更なる態様によれば、コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つは、ルチプレクサと一体化するか、別の方法でマルチプレクサを統合することができる。

［００１１０］ 本書に開示される本第１及び第２のＨＴＳケーブルは、可撓性中空コアを通って流れる液体窒素によって冷却されるＨＴＳ導体と、液体窒素を循環させることによって冷却されるＨＴＳ戻り導体とを含む同軸構成を有する極低温誘電体を含む。ＨＴＳケーブルの存在により、コンデンサから変圧器へ、及び変圧器からマルチプレクサ、デマルチプレクサなどへの非常に効率的なエネルギー伝送が容易になる。本システム、装置、及び方法におけるＨＴＳケーブルの使用の更なる利点は、他の利点の中でも、コンパクトな寸法での大きな伝達容量、小さな伝送損失、ケーブルの外部への電磁場の漏れの強化された制御又は排除、小さなインピーダンスなどを含む。

［００１１１］ ＨＴＳケーブルの本開示の一体化に関して、臨界温度より低い温度では電気抵抗がゼロであるため、伝送損失は非常に小さく、ケーブルの外側に測定可能な電磁場の漏れがなく、電磁場からの渦電流損失が排除される。ＨＴＳケーブルのエネルギー損失は、通常、超電導体自体の磁化損失、絶縁体の誘電損失、及び断熱配管を介した熱侵入に相当する交流（ＡＣ）損失から発生する。本開示のＨＴＳケーブルを所定の温度に維持するために、冷却ユニットからのクーラントがこの熱増加を補償し、液体窒素温度での効率が約０．１であると考えられる冷却ユニットに必要な電力をエネルギー損失としてカウントしなければならない。６６ｋＶ、３ｋＡ、３５０ＭＶＡクラスのケーブルを比較すると、ＨＴＳケーブルの損失は、従来のケーブルの約半分（約５０％）である。

［００１１２］ 加えて、超電導材料の１つの特徴は、動作温度が低いほど、流れることができる電流の量が多くなることである。例えば、動作温度を７７°Ｋから７０°Ｋに下げると、電流容量が約３０％増加する。更に、ＨＴＳ材料は、一部の電力網の効率を高めるために使用される液体窒素又は液体ヘリウムで十分に冷却されると（７７°Ｋ未満、又はＨＴＳケーブルの場合は－１９６℃／－３２１°Ｆ）、抵抗なく電気を伝導することができる。ＨＴＳケーブルの許容誤差により、非常に細い銅コア又は「フォーマ（ｆｏｒｍｅｒ）」が使用可能である。図３を参照のこと。

［００１１３］ システムにより供給されるかなりの量のエネルギーは、部分的には、再生可能エネルギー収集デバイス（例えば、ソーラーパネル、風力タービン、水力発電タービンなど）によって収集及び採取される電圧の多重化から生じる。コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つと通信しているシステム内のマルチプレクサは、コンデンサ及び変圧器の１つ又は複数内に更に統合されうる。本態様によれば、本システムで使用するために選択されたマルチプレクサは、再生可能エネルギー充電の供給を増やし、かつ本システムを通して再生可能電気エネルギーを転送するために使用される関連するＨＴＳケーブルと連携して、再生可能電気エネルギーがマルチプレクサから関連するデマルチプレクサに供給される際に、エネルギー損失を最小限に抑えることができるマルチプレクサである。本書で更に説明されるように、デマルチプレクサは、収集、変換、及び多重化された再生可能電気エネルギーを、再生可能電気エネルギー貯蔵バンク及び輸送体バッテリバンクの少なくとも１つに方向付ける役割を担っている。

［００１１４］ 本書に記載されるように、本態様によれば、本システムは、第２のＨＴＳケーブルを介して、変圧器と通信するように載置された少なくとも１つのデマルチプレクサを含みうる。デマルチプレクサに一体化された、又はデマルチプレクサと通信する関連リレー回路と組み合わせたデマルチプレクサは、変圧器から又は貯蔵バンクから受け取られた（例えば、貯蔵バンクからの要求に応じて放出される）エネルギーを別個の回路に分離し、所定の電圧で最終用途のための電気を別々の受信バッテリ電池に供給して、複数の別個のバッテリ電池、又はバッテリ電池の「バンク」を実質的に同時に充電する（例えば、並列に充電する）。このような充電方式は、本態様によれば、バッテリ電池バンクを備える大型の物体（例えば、航空機など）の全体的な充電時間を大幅に削減する。

［００１１５］ 図１は、本態様による充電システム１０を表す図である。図１に示すように、再生可能エネルギー（例えば、太陽エネルギー、風力発電、水力発電などの形態をとりうる）が、変換電気エネルギーに変換されうる収集エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー収集デバイス１４で収集される。したがって、再生可能エネルギー収集デバイス１４は、例えば、太陽パネルアレイ、風力タービン、水力発電タービンなどでありうる。本書で使用される際に、「再生可能エネルギー」という用語は、化石燃料に由来しないエネルギー、即ち、例えば、太陽光発電、風力発電、水／水力発電などを含む再生可能エネルギー源に由来するエネルギーを指す。図１に更に示すように、変換された電気エネルギーは、電力線１５を介して、高電圧コンデンサ１６に方向付けられる。高電圧コンデンサ１６は、少なくとも１つのマルチプレクサと一体化するか、又はそうでなければ、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しうる。第１のＨＴＳケーブル１７は、変圧器１８に接触するか、そうでなければ、高電圧コンデンサ１６を変圧器１８に接続するように構成される。コンデンサ及び／又は変圧器は、少なくとも１つのマルチプレクサ１６ａ、１８ａと一体化するか、又はそうでなければ、少なくとも１つのマルチプレクサ１６ａ、１８ａと通信しうる。

［００１１６］ システム１０は、デマルチプレクサ２０に接触するか、そうでなければ、変圧器１８をデマルチプレクサ２０に接続するように構成された第２のＨＴＳケーブル１９を更に示し、該デマルチプレクサ２０は、統合されたリレー回路（図１には示されず）を更に含む。専用のリレー回路でありうるリレー回路は、供給ケーブル２２を介して、航空機の形態の輸送体２３の輸送体バッテリバンク２４ａに、変換された電気エネルギーを供給するように構成される。供給ケーブル２２は、更に、ＨＴＳケーブルでありうる。図１に示すように、輸送体バッテリバンク２４は、航空機翼アセンブリ２４内に位置する。図１は、輸送体バッテリバンクの１つの位置を示し、輸送体バッテリバンクは、もとは液体燃料タンクのために確保されていた空間に位置するように示すことができる。要するに、本態様によれば、従来の航空機燃料タンクは、輸送体バッテリバンクによって輸送体の電源として置き換えることができる。本態様によれば、輸送体バッテリバンクの比較重量は、互いにバランスをとることができ、輸送体バッテリバンクの合計の比較重量は、充填された燃料タンクの重量に接近させることができる。したがって、輸送体バッテリバンクの重量は、充填された燃料タンクを有する輸送体と比較して、例えば、輸送体全体の重量に対して重量を追加することがないように設計することができる。

［００１１７］ 代替的な態様では、また図１に示すように、システム１０は、太陽パネルアレイ１４ａの形態の再生可能エネルギー収集デバイス１４で収集される太陽エネルギーの形態で示される再生可能エネルギーを、再生可能エネルギー源１２から捕捉、収集、又は「採取」し、変換された電気エネルギーに変換できる収集されたエネルギーを形成することができる。図１に更に示すように、変換された電気エネルギーは、電力線１５を介して、高電圧コンデンサ１６に方向付けられる。第１のＨＴＳケーブル１７は、変圧器１８に接触するか、そうでなければ、高電圧コンデンサ１６を変圧器１８に接続するように構成される。代替的な態様では、システム１０は、貯蔵バンク（本書では同等に「再生可能エネルギー貯蔵バンク」と称される）２１と接触しているか、そうでなければ、変圧器１８を貯蔵バンク２１に接続するように構成されている第２のＨＴＳケーブル１９ａを更に示し、更なるＨＴＳケーブル２１ａは、デマルチプレクサ２０と通信している。この代替的な態様では、変換された電気エネルギーは、変圧器１８から、又は（貯蔵バンク充電サイクル又はモードでは）変圧器１８から、マルチプレクサ２０に、そしてエネルギー貯蔵バンク２１（本書では同等に「電気エネルギー貯蔵バンク」と称される）に送られる。加えて、図１に具体的に示されていないが、変圧器１８は、変圧器から貯蔵バンク２１に送られる充電を調整及び増加させるために、少なくとも１つのデマルチプレクサを一体化することができる。

［００１１８］ 充電需要がエネルギー貯蔵バンクによって認識されると、貯蔵バンクに貯蔵された変換エネルギーは、デマルチプレクサ２０に供給され、次いで、デマルチプレクサ２０から供給ケーブル２２を介して、充電される輸送体２３の翼アセンブリ２４ａに位置するように示されている輸送体バッテリバンク２４に供給され、輸送体２３は、図１に航空機として示されている。供給ケーブル２２は、更に、ＨＴＳケーブルでありうる。この代替的態様により、例えば、日中に（例えば、太陽エネルギーを捕捉及び変換できるときに）、変換されたエネルギーを貯蔵バンク内に貯蔵することが可能になり、変換されたエネルギーは、日中又は夜間のいずれかに、貯蔵バンクから輸送体バッテリバンクに放出される。このような配置により、現在のシステムを日中以外の時間に使用することができるようになるが、これは、採取された太陽エネルギーが日中の数時間の間に収集、変換、及び貯蔵され、次いで、日中の数時間の後に輸送体バッテリを充電するために解放及び供給できるからである。

［００１１９］ 図２は、本開示の方法、システム、及び装置、並びに本態様に従って使用される代表的なＨＴＳケーブルの部分露出図である。図２に示すように、中心から外側に向かって移動すると、ＨＴＳケーブル３０は、ＨＴＳテープ層３３に隣接し、かつそのＨＴＳテープ層３３内に位置付けられた銅コアでありうるコア３２を含み、ＨＴＳテープ層３３は、高電圧誘電体層３４によって長手方向に囲まれており、高電圧誘電体層３４は、ＨＴＳシールド層テープ層３６によって長手方向に囲まれており、ＨＴＳシールド層テープ層３６に銅シールド線層３８が続く。図２に更に示すように、銅シールド線層３８は、液体窒素クーラント流４０によって長手方向に囲まれており、液体窒素クーラント流４０は、動作中に、銅シールド線層３８と熱超断熱材４２との間に供給することができ、ＨＴＳケーブル３０を、約－３０℃から約４５℃までの範囲の温度（例えば、本態様に従って、選択されたＨＴＳケーブルの所定の動作温度範囲）まで冷却する。更に図２に示すように、ＨＴＳケーブル３０は、外側クライオスタット壁４６に隣接する内側クライオスタット壁４４を含み、外側保護コーティング４８は、外側クライオスタット壁４６を長手方向に取り囲むものとして示されている。

［００１２０］ 本態様に従って、本方法、システム、及び装置において使用されるＨＴＳケーブルは、約１ＭＷから約２５０ＭＷの範囲の電圧で、コンデンサから変圧器に電気エネルギーを供給することができる。更に、本態様に従って、本方法、システム、及び装置において使用されるＨＴＳケーブルは、約８００ＭＷから約１０００ＭＷまでの範囲の圧力で、コンデンサから変圧器に（かつ変圧器から貯蔵バンクに、かつ変圧器及び貯蔵バンクから輸送体バッテリバンクに）、電気エネルギーを転送及び供給することができる。

［００１２１］ 本態様によれば、ＨＴＳケーブルを一体化することにより、高エネルギー分配速度で、超高電圧を転送できるようになるが、これは、ＨＴＳケーブルが低温で動作する結果として、抵抗が大幅に低下するからである。本開示のシステムが、特定された時間枠内でバッテリバンク（例えば、貯蔵バッテリバンク及び輸送体バッテリバンク）を充電する目的で、システムを通して物体に電気エネルギーを伝送可能な分配速度は、バッテリを充電してから、例えば旅客機を含む輸送体の消耗した充電式バッテリを再充電するために使用される充電システム又は充電「ステーション」の実行可能性にとって重要である。例えば、本方法、システム、及び装置は、約２５ＭＷ／時から約１０００ＭＷ／時の範囲の充電速度で輸送体のバッテリバンクに高電圧を供給し、したがって、本態様によれば、輸送体は、化石燃料を使用／燃焼することで達成される飛行範囲と少なくとも同等の飛行範囲にわたって動作するように完全に充電することができる。本装置、システム、及び方法に従って充電される輸送体にとって可能な輸送体範囲は、輸送体内のバッテリバンクの電気エネルギー貯蔵容量によってのみ制限される。

［００１２２］ 単一の理論に縛られないが、一連の又は複数の別個の充電式バッテリ電池を充電することにより、輸送体に電力供給するための輸送体バッテリ貯蔵バンクからのシステム効率及び充電供給が改善されると考えられる。１つの例示的な例によれば、図１に示す輸送体が２つのバッテリバンク（各翼に１つ）を有する場合、各バッテリバンクは、充電式リチウムイオンバッテリ（本書では同等に「リチウムイオンバッテリ電池」と称される）を含む、任意の所望数の別個の充電式バッテリ電池を含みうる。本態様によれば、約２５ＭＷ／時から約１０００ＭＷ／時の範囲の速度で、約１０００ＭＷまでの電圧が充電式バッテリに供給される場合、各充電式バッテリ電池は、約６０分から約１８０分以下の範囲の期間に、充電容量まで実質的に完全に充電することができる。

［００１２３］ 本態様によれば、例えば、約１時間から約３時間以下の範囲の特定の期間内に、旅客機に完全な充電を供給する能力は、例えば、航空業界で使用される計画とスケジューリングを容易にする。というのは、企業の収益性は、少なくとも部分的には、特定の時間内に予定された目的地間で特定数の人を運ぶ航空機、及び各航空機が特定の期間（例えば、毎日など）内に飛行できる予定されたルートの数に依存する可能性があるためである。

［００１２４］ 本方法、システム、及び装置は、短時間のスケジュールされた期間で、大型輸送体（例えば、旅客機）に電力供給するための大量の再生可能エネルギーの反復可能な供給、スケジュールされた供給、信頼できる供給などに関して提示されたいくつかの問題に対処し、これらを解決する。したがって、エネルギー源としての再生可能エネルギーの使用は、理論的であるだけでなく、地理的な電気エネルギーグリッドに影響を与えない、実用的で信頼性が高く、費用効果が高く、持続可能な方法で実装されうる。本態様によれば、再生可能エネルギー源（例えば、太陽光発電、風力発電、水力発電など）の使用は、確立された「グリッド」からの大量の電力の転用に関して存在し、特定の地域の電気／電力需要に電力供給するために使用される問題を解決する。

［００１２５］ ＨＴＳケーブルの本システムへの使用と統合により、エネルギー源（例えば、エネルギー貯蔵施設又はデバイスからを含む）から旅客輸送体に、高速の効率的なエネルギー伝送率で、極大量の電力を確実かつ安全に転送できるようになり、また、化石燃料の燃料補給時間に類似する必要なスケジュールされた期間内に大型輸送体の充電式バッテリ電池バンクの充電を容易にするだけでなく、エネルギー貯蔵装置（エネルギー貯蔵バンクなど）に及びエネルギー貯蔵装置（エネルギー貯蔵バンクなど）から、並びにエネルギー貯蔵装置から輸送体の充電式バッテリ電池バンクに、大量の電力を供給することもできる電力供給ができるようになる。この際に、別の方法で実現され、別の方法で重大な安全上の懸念を引き起こす可能性がある、又は別の方法でそのようなシステムを非実用的かつ危険にする可能性がある大量の熱が発生することはない。

［００１２６］ 更なる態様によれば、ＨＴＳケーブルは、安全上の懸念を満たすだけでなく、そのようなケーブルの非常に低い抵抗と低い動作温度で大量のエネルギーを迅速に供給することを容易にする、低温での電気エネルギーの効率的な伝送に影響を与える。図３は、抵抗対温度／°Ｋを示すグラフである。図３に示すように、超低温では、電気抵抗が著しく低下する。本装置及びシステム内に一体化されるＨＴＳケーブルは、充電供給サイクル中に、約－３０℃から約４５℃までの範囲の温度で動作するので、約１０００ＭＷまでの電圧が本態様によるシステムを通過するときに、たった約２５℃の温度上昇（大気温度と比較した温度上昇の変化）が実現される。要するに、本態様による、エネルギー収集、エネルギー貯蔵、及びエネルギー分配／供給システム（例えは、充電システム）は、必要な時間枠内に所望の充電電圧で総エネルギー量を供給し、約－３０℃から約４５℃の範囲の温度範囲内で動作する開示されたシステムで旅客輸送体バッテリバンクを実質的に完全に充電するように設計される。

［００１２７］ 図４は、まとめて、例えば、輸送体バッテリバンク又は貯蔵バッテリバンク（両方とも再充電可能である）を含みうるバッテリ電池を分離するために、変圧器からの電荷の分離と供給を容易する、本態様に従って実装されうる代表的なデマルチプレクサの図である。

［００１２８］ デマルチプレクサ（又はデマックス）は、１つの主入力電力線をデマックスに取り込み、その入力電力が次にデマックスから複数の出力ラインを介してルーティングされるデバイスである。２ｎ出力のデマックスには、入力から受け取った電力を送信する出力ラインを選択するために使用される「ｎ」個の選択ラインがある。本書に開示されるタイプのデマルチプレクサは、一種の「配電盤」と同等に称され、電圧を分割し、それらを分岐するように設計され、マルチプレクサは、ソリッドステート又は機械的電気リレーでありうる。電力量に応じてそれらを通過する。

［００１２９］ 図４に示すように、デマルチプレクサ２０は、変圧器１８（図４には示されないが、図１に示される）及びデマルチプレクサ２０を接続する第２のＨＴＳケーブル１９と通信している。デマルチプレクサから輸送体バッテリバンク又は輸送体から遠隔に位置する貯蔵バッテリバンクに変換された電気エネルギーを供給することができるリードを備えた個々のリレー回路５４と通信している（又はデマルチプレクサの一部として一体的に構成されている）デマルチプレクサ２０が更に示される。

［００１３０］ 図５は、変圧器から、まとめて旅客輸送体バッテリバンク又は貯蔵バッテリバンクを備える別個のバッテリ電池への電荷の分離及び供給を容易にする代表的なデマルチプレクサの図である。本態様によれば、図５は、本システム内に一体化され、例えば図１に示されるタイプのデマルチプレクサの拡大された代表的な図を示す。図５に示すように、デマルチプレクサ２０は、変圧器１８（図４又は図５には示されないが、図１に示される）及びデマルチプレクサ２０を接続する第２のＨＴＳケーブル１９と通信している。更に図５に示すように、デマルチプレクサ２０は、統合された超電導分圧器５０（同等に、超電導「スプリッタ」と称される）を含み、統合された超電導分圧器５０は、デマルチプレクサ２０内に統合されうる又はデマルチプレクサ２０と通信している個々のリレー回路５４と更に通信している。

［００１３１］ 更に図５に示すように、デマルチプレクサ内の個々の回路は、図１に示すように、例えば、輸送体内部（例えば、旅客機翼内装など）のスペースを占めることになる、充電式輸送体バッテリバンク２４内の個々のバッテリ電池５６に、個別の充電を供給する作業を担いうるか、又は必要に応じて、バッテリ貯蔵バンク内の個々の電池に個別の充電を方向付けることができる。バッテリ貯蔵バンクは、輸送体から遠隔に位置しており、システム全体の一部であり、変換電気エネルギーに変換された、採取／収集された再生可能エネルギーを貯蔵するために使用することができる。貯蔵バンク内の貯蔵電気エネルギーは、次いで、貯蔵バンクから充電式輸送体バッテリ電池までのＨＴＳケーブルでありうる電気エネルギー供給ケーブルにより、要求に応じて、充電式輸送体バッテリに供給されうる。図５に示すように、バッテリ電池バンク２４（縮尺通りに示されていない）を形成するために、個々のバッテリ電池５６が積み重ねられた向きで図示されている。

［００１３２］ 更なる本態様によれば、バッテリ電池バンクは、例えば、積み重ねられた又は並べられた構成などで配置されうる、複数の充電式リチウムイオン（本書では「Ｌｉ－イオン」とも称される）バッテリ電池を含むことができる。Ｌｉ－イオン電池は、所定の形状に従って作成され、その所定の形状は、Ｌｉ－イオン電池又は複数の適切な寸法のＬｉ－イオンバッテリ電池がバッテリ電池の空洞に収容できるように寸法が決定され、その空洞は、例えば、航空機翼の内装など（例えば、以前は航空機燃料タンクなどを収容していた空洞など）の輸送体内に配置されうる。

［００１３３］ Ｌｉ－イオンバッテリ電池は、輸送体の内部空洞、ボイド、又は他の保持スペース（例えば、以前は液体燃料タンクなどを収容していた旅客機翼の内装を含む、旅客機翼の内装）内で組み立てられると、複数の電池の寸法が互いに対して変化し、個別に又は連携して、規則的又は不規則な空洞空間を実質的に完全に満たす（又は内部に「嵌合する（ｆｉｔ）」）ように、寸法が決定されうる。要するに、本態様によれば、複数の個別の充電式Ｌｉ－イオンバッテリ電池を含みうる（又は１つの大きなバッテリ電池を含みうる）輸送体バッテリ電池バンクは、保持スペースなどを占めるように成形又は寸法を決定することができる。

本態様によれば、表１に、様々なバッテリタイプ、充電を受けるバッテリタイプの動作温度、特定された充電速度、及び特定された充電速度で充電を行うために必要な期間を示す。

［００１３４］

［００１３５］ かなりの範囲の動作を必要とする輸送体のバッテリの従来の充電時間、及びその他の障害により、旅客機の燃料源としての電気の実用化が妨げられてきた。つまり、規制上及び運用上の要求に従って、航空機への給油は、実際的な時間の制約内で実施する必要がある。本態様によれば、次の実施例は、空港のゲートで通常発生する化石燃料の燃料補給に代わる方法で充電できる旅客機などの大型輸送体の充電イベントの概要を示している。

［００１３６］ 本態様によれば、航空機がゲートに到着する前に、ある量の放射エネルギー又は太陽エネルギーが、再生可能エネルギー収集デバイス（例えば、ソーラーアレイ）によって収集され、収集された太陽エネルギーから変換電気エネルギーに変換される可能性がある。変換された電気エネルギーは、それ自体が一定量のエネルギーを貯蔵するコンデンサ、又はエネルギー貯蔵バンクと通信しているコンデンサによって、更に処理される。変換された電気は、ＨＴＳケーブルを介して、変圧器を通して送られ、次にデマルチプレクサに方向付けられる。デマルチプレクサは、変換され貯蔵された電気エネルギーの電荷を、マルチプレクサから輸送体バッテリ電池に、又は輸送体バッテリバンク内の複数の個別の輸送体バッテリ電池（例えば、個々の充電式Ｌｉ－イオン輸送体バッテリ電池）間で方向付けて分配するように設計及び構成された複数の専用回路を含むか、又はそれらの専用回路と通信している。構成要素の全体は、集合的に「充電ステーション」と称される装置又はシステムを含む。充電ステーションの出口を輸送体の充電入口に接続すると、輸送体は充電ステーションから充電を受け取る状態になる。本態様によれば、充電モードでは、ＨＴＳケーブルと組み合わせたデマルチプレクサは、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の充電速度で輸送体バッテリバンク内の複数の輸送体バッテリ電池に電荷を供給することができる。本態様によれば、輸送体の充電需要を満たすために、更に飛行間の給油期間を満たすために、かなりの急速充電期間が選択され、飛行間の航空機の暫定ゲート時間、約１時間から約３時間の範囲の選択された給油期間が伴われる。

［００１３７］ 再生可能エネルギー資源が太陽光発電以外（風力、水力など）の場合、収集デバイスは、例えば、風力タービン又は水力発電タービンなどでありうるタービンを含むことができる。本書に記載のシステム、装置、及び方法、並びに本書に記載のそのようなシステム及び装置の構成要素（例えば、コンデンサ、変圧器、マルチプレクサ、デマルチプレクサ、供給回路、１つ又は複数のＨＴＳケーブル、バッテリ電池、バッテリ電池バンクなど）は、本書に記載されているように、電圧供給速度、充電時間などを含む、太陽エネルギーの収集、貯蔵、及び分配について記載されているのと同様の方法で、事前に選択された非太陽光再生可能エネルギー源から収集されたエネルギーを収集、貯蔵、及び分配するために、所定の非太陽光再生可能エネルギー収集デバイスと一体化することができる。

［００１３８］ 図６－１０は、本態様による本方法の概要を説明するフローチャートである。図６に示すように、方法１００は、ある量の収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源からエネルギーを収集すること１０２と、変換された電気エネルギーを形成するために、少なくとも１つのコンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換すること１０４と、少なくとも１つのコンデンサから、第１の高温超電導ケーブルを介して、変圧器まで、変換された電気エネルギーを方向付けること１０６と、変圧器から、第２の高温超電導ケーブルを介して、デマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを方向付けること１０８とを含む。方法は、変換された電気エネルギーを、デマルチプレクサから複数の充電式輸送体バッテリに実質的に等しく方向付けること（本書では同等に「分配すること」と称される）１１０を更に含む。本態様では、変圧器からの変換された電気エネルギーは、デマルチプレクサを介して、充電式輸送体バッテリに方向付けられ、必ずしも最初にエネルギーを貯蔵バンクに貯蔵する必要はない（例えば、貯蔵バンクが輸送体から外部及び遠隔に位置している）。

［００１３９］ 代替的な態様によれば、図９－１０に関連してより詳細に説明されているが、本方法は、少なくとも図１、２、４、５、６に示す態様を含み、ある量の収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源からエネルギーを収集すること１０２と、変換された電気エネルギーを形成するために、少なくとも１つのコンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換すること１０４と、少なくとも１つのコンデンサから、第１の高温超電導ケーブルを介して、変圧器まで、変換された電気エネルギーを方向付けること１０６と、変圧器から、第２の高温超電導ケーブルを介して、第１のデマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを方向付けること１０８とを含み、続いて、変換された電気エネルギーを、第１のデマルチプレクサから電気エネルギー貯蔵バンクに分配すること（本書では同等に「供給すること」と称される）と、オプションで、変換された電気エネルギーを、電気エネルギー貯蔵バンク（及びオプションで１つ又は複数の追加のデマルチプレクサ）から方向付けることと、続いて、変換された電気エネルギーを、貯蔵バンク又は第２のデマルチプレクサの少なくとも１つから充電式輸送体バッテリに方向付けることとが含まれる。

［００１４０］ 例えば、夜間に充電式輸送体バッテリを充電することを想定している（例えば、太陽光発電をリアルタイムで収集して、リアルタイムで最終用途に方向付けることができない場合など）別の態様では、以前に収集及び変換された再生可能エネルギー源からの変換された電気エネルギーは、貯蔵バンクに方向付けられ、貯蔵される。変換され貯蔵された電気エネルギーは、次いで、貯蔵バンクから、要求に応じて、充電式輸送体バッテリに方向付けられる。

［００１４１］ 変換されたエネルギーが、変圧器から、貯蔵バンクから、又は変圧器及び貯蔵バンクの両方から、充電式輸送体バッテリに方向付けられようとも、少なくとも図７に示すように、約－３０℃から約４５℃までの範囲の温度で充電を維持する１１２間、及び例えば、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、充電式輸送体バッテリを実質的に完全に充電する１１４間に、変換された電気エネルギーは、充電式輸送体バッテリを実質的に完全に充電するために、少なくとも１つのデマルチプレクサから充電式輸送体バッテリに方向付けることができる。少なくとも図６に示す方法は、図１、２、４、及び５のうちの１つ又は複数に示すシステム及び装置を含みうる。

［００１４２］ 図７に示すように、方法２００は、図６に示す方法１００のステップ（１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４）を含む。方法２００はまた、変換された電気エネルギーを形成するために、少なくとも１つのコンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換すること１０４の後に、ある量の変換されたエネルギーを貯蔵バンクに貯蔵すること２０２を含み、コンデンサ及び変圧器の少なくとも１つがエネルギー貯蔵バンクと通信している。本態様は、実質的に同時に（例えば、日中又は日中の数時間に、太陽エネルギーを変換する場合）、変換された電気エネルギーを再生可能エネルギー源から、以下の少なくとも１つに、また必要に応じて以下の両方に方向付けることを企図する。１）充電式輸送体バッテリ及び／又は１つ又は複数の充電式輸送体バッテリバンク、並びに、２）変換された電気エネルギー貯蔵バンク（例えば、充電される輸送体の外部又は遠隔に位置する）。更に代替的態様は、動作中（再生可能エネルギーが採取及び変換されている間）のシステムのいずれか又は両方から、また貯蔵バンクから（例えば、交互のエネルギー供給サイクルで、又は実質的に同時になど）、ある量の変換された電気エネルギーを充電式輸送体バッテリに供給することを含む。少なくとも図７に示す方法は、図１、２、４、５及び６のうちの１つ又は複数に示すシステム及び装置を含む。

［００１４３］ 図８に示すように、方法３００は、図６に示す方法１００を含むことができ、更に、約１ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、複数の充電式輸送体バッテリを充電する３０２一方で、エネルギー分配サイクルの期間中に、システム全体で約４５℃未満の温度を維持する３０４ことを含む。約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の電気エネルギーの量は、充電期間中に、デマルチプレクサから複数の充電式輸送体バッテリに分配することができる。充電式輸送体バッテリは、約１～約３時間の充電サイクル期間を有する、充電式Ｌｉ－イオンバッテリを含むことができる。図８に示す方法は、図１、２、４、５、６、７のうちの１つ又は複数に示すシステム及び装置を含みうる。

［００１４４］ 図９に示す別の本態様によれば、方法４００が開示され、該方法は、ある量の収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源からエネルギーを収集すること４０２と、変換された電気エネルギーを形成するために、コンデンサを使用して、収集された電気エネルギーを変換すること４０４と、ある量の貯蔵電気エネルギーを形成するために、ある量の変換された電気エネルギーを複数の電気エネルギー貯蔵バンクに貯蔵すること４０６と、貯蔵電気エネルギー又は変換された電気エネルギーの少なくとも１つのある量を、少なくとも１つの高温超電導ケーブル及び少なくとも１つのデマルチプレクサを介して、電気エネルギー貯蔵バンク又は変圧器の少なくとも１つから、複数の充電式輸送体バッテリに分配された電気エネルギーの形態で、システムから直接分配すること（例えば、方向付けること）４０８であって、分配された電気エネルギーが、約１ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、複数の充電式輸送体バッテリに供給される、分配すること（例えば、方向付けること）４０８を含む。別の態様では、分配された電気エネルギーは、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、複数の充電式輸送体バッテリに供給される。図９に示す方法は、図１、１、２、４、５、６、７、８のうちの１つ又は複数に示すシステム及び装置を含みうる。

［００１４５］ 別の態様では、図１０に示すように、方法５００は、方法４００（図９に示す）に示されたステップ４０２、４０４、４０６、４０８を含み、ある量の変換された電気エネルギーを貯蔵するステップ４０６の後、かつある量の貯蔵電気エネルギーを分配するステップ４０８の後に、本方法は、ある量の貯蔵電気エネルギーを、電気エネルギー貯蔵バンクからデマルチプレクサまで方向付けること５０２と、電気エネルギーを、デマルチプレクサから、複数の充電式輸送体バッテリと通信している回路（例えば、リレー回路）に方向付けること５０４を更に含む。図６、７、８、９、１０に概要を示す方法は、図１、２、３、４、５のいずれかに提示されたものを含む本書に記載のシステム及び装置を一体化する。

［００１４６］ 当然のことながら、本態様は、本開示の態様及び特徴から逸脱することなく、本書に具体的に記載されている方法以外の方法で実施されうる。本書の態様は、あらゆる点で、例示的かつ非限定的であるとみなされるべきであり、特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲内に入るすべての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。

Claims (15)

1. 輸送体を充電するためのシステム（１０）であって、
   太陽光発電、風力発電、及び水力発電のうちの少なくとも１つを含む再生可能エネルギー源から、再生可能エネルギーを収集するように構成された再生可能エネルギー収集デバイス（１４）と、
   前記再生可能エネルギー収集デバイスと通信している高電圧コンデンサ（１６）と、
   前記コンデンサと通信している第１の高温超電導ケーブル（１７）と、
   前記第１の高温超電導ケーブルと通信している変圧器（１８）と、
   前記変圧器と通信している第２の高温超電導ケーブル（１９）と、
   前記第２の高温超電導ケーブルと通信している少なくとも１つのデマルチプレクサ（２０）であって、変換された電気エネルギーを少なくとも１つの充電式輸送体バッテリ（２４）に供給するように構成されたリレー回路（５４）に係合するように構成された少なくとも１つのデマルチプレクサ（２０）と
   を備え、
   前記高電圧コンデンサ及び前記変圧器のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサ（１６ａ、１８ａ）と通信しており、
   前記デマルチプレクサが、バッテリ貯蔵バンク及び少なくとも１つの充電式輸送体バッテリのうちの少なくとも１つに、約１０００ＭＷまでの電圧を供給するように構成される、システム（１０）。
2. 複数のリチウムイオン電池を含む複数の充電式輸送体バッテリを更に備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記システムを通してある量の電気エネルギーを伝送する間の温度が、約４５℃の温度を超えない、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記システムが、約－３０℃から約４５℃までの範囲の動作温度範囲を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記デマルチプレクサが、所定量の電気エネルギーを前記少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに分配するように構成された複数のリレー回路を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 約２５０ＭＷまでの電気エネルギーが、前記高電圧コンデンサに供給される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 約１０００ＭＷまでの変換された電気エネルギーが、前記マルチプレクサから前記リレー回路まで供給される、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. エネルギーを収集及び分配するための方法（１００）であって、該方法が、
   収集された電気エネルギーを形成するために、再生可能エネルギー源から再生可能エネルギーを収集すること（１０２）と、
   変換された電気エネルギーを形成するために、少なくとも１つの高電圧コンデンサを使用して、前記収集された電気エネルギーを変換すること（１０４）と、
   前記少なくとも１つの高電圧コンデンサから、第１の高温超電導ケーブルを介して、変圧器まで、変換された電気エネルギーを方向付けること（１０６）と、
   前記変圧器から、第２の高温超電導ケーブルを介して、第１のデマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを方向付けること（１０８）と、
   前記第１のデマルチプレクサから少なくとも１つの充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを分配すること（１１０）と、
   前記第１のデマルチプレクサから前記少なくとも１つの充電式輸送体バッテリまで、前記変換された電気エネルギーを分配する間に、約－３０℃から約４５℃までの範囲の温度を維持すること（１１２）と、
   前記少なくとも１つの充電式輸送体バッテリを実質的に完全に充電すること（１１４）と
   を含み、
   約２５０ＭＷから約１０００ＭＷの範囲の電気エネルギーの量が、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、前記デマルチプレクサから前記充電式輸送体バッテリまで分配され、
   前記高電圧コンデンサ及び前記変圧器のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのマルチプレクサと通信しており、
   前記デマルチプレクサが、約１０００ＭＷまでの電圧を前記少なくとも１つの充電式輸送体バッテリに供給するように構成される、方法（１００）。
9. 前記第１のデマルチプレクサから電気エネルギー貯蔵バンクに、変換された電気エネルギーを分配すること（４０６）と、
   前記電気エネルギー貯蔵バンクから第２のデマルチプレクサまで、変換された電気エネルギーを分配すること（５０２）と、
   約１時間約から約３時間の範囲の期間に、約２５０ＭＷから約１００ＭＷの範囲の量で、前記電気エネルギー貯蔵バンクから、前記第２のデマルチプレクサを介して、複数の充電式輸送体バッテリまで、変換された電気エネルギーを供給すること（４０８）と
   を更に含む、請求項８に記載の方法（１００）（４００）（５００）。
10. 前記変圧器が電気エネルギー貯蔵バンクと通信している、請求項９に記載の方法。
11. 前記電気エネルギー貯蔵バンクが、複数のバッテリ電池を含む、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記少なくとも１つの充電式輸送体バッテリが、複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記変換された電気エネルギーを複数の充電式輸送体バッテリに分配する期間中に、約４５℃未満の温度を維持すること（３０４）
    を更に含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法（３００）。
14. 複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を、約２５ＭＷ／時から約１００ＭＷ／時の範囲の充電速度で、実質的に完全に充電されたリチウムイオン輸送体バッテリ電池容量まで充電すること（３０２）
    を更に含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法（３００）。
15. 前記変換された電気エネルギーを複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池に供給すること（４０８）と、
    約１０分から約３時間の範囲の特定の充電期間内に、前記複数のリチウムイオン輸送体バッテリ電池を実質的に完全に充電すること（４０８）と
    を更に含む、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。

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