JP2755778B2 - 深海電力貯蔵プラント - Google Patents
深海電力貯蔵プラントInfo
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- JP2755778B2 JP2755778B2 JP2103642A JP10364290A JP2755778B2 JP 2755778 B2 JP2755778 B2 JP 2755778B2 JP 2103642 A JP2103642 A JP 2103642A JP 10364290 A JP10364290 A JP 10364290A JP 2755778 B2 JP2755778 B2 JP 2755778B2
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- Japan
- Prior art keywords
- seawater
- power
- power storage
- equipment
- deep sea
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は海洋構造物や、巨大潜水艦等に適用される深
海電力貯蔵プラントに関する。
海電力貯蔵プラントに関する。
［従来の技術］ 海水を利用して発電するプラントとしては第５図のよ
うに圧縮空気を海底タンク３に蓄えて、タンク３内の海
水をタンク３の外部へ放出し、その際に生じるエネルギ
ーにより発電する方式が考えられている。第６図は上記
とほぼ同様の考えに基づく発電プラントの異なる例であ
る。
うに圧縮空気を海底タンク３に蓄えて、タンク３内の海
水をタンク３の外部へ放出し、その際に生じるエネルギ
ーにより発電する方式が考えられている。第６図は上記
とほぼ同様の考えに基づく発電プラントの異なる例であ
る。
なお、海と山の高度差を利用した海水揚水発電が実用
化されようとしている。
化されようとしている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術のうち、第５図示のように海上から圧縮
空気を海底タンク３内に送り込む方式のものでは、立地
点が比較的浅海の部分に限定される。また、海底タンク
３内に送り込んだ空気が海水によって冷却され、圧力が
下がり、効率が落ちてしまうという欠点がある。
空気を海底タンク３内に送り込む方式のものでは、立地
点が比較的浅海の部分に限定される。また、海底タンク
３内に送り込んだ空気が海水によって冷却され、圧力が
下がり、効率が落ちてしまうという欠点がある。
また、海と山との高度差を利用した海水揚力発電の場
合は、山側に蓄えられた海水が自然環境に悪影響を及ぼ
すことが懸念される。また揚水発電は長大な管路とフラ
ンシス型の水車を使う為、総合効率が低く高々60％程度
である。
合は、山側に蓄えられた海水が自然環境に悪影響を及ぼ
すことが懸念される。また揚水発電は長大な管路とフラ
ンシス型の水車を使う為、総合効率が低く高々60％程度
である。
そこで本発明の目的は、立地点に制限を受けることが
なく、揚水発電のような長大な管路等を必要とせず、構
造が簡単で安価である上、点検修理が容易であり、また
高い効率で発電することができ、しかも自然環境に悪影
響を及ぼすおそれの少ない深海電力貯蔵プラントを提供
することにある。
なく、揚水発電のような長大な管路等を必要とせず、構
造が簡単で安価である上、点検修理が容易であり、また
高い効率で発電することができ、しかも自然環境に悪影
響を及ぼすおそれの少ない深海電力貯蔵プラントを提供
することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決し目的を達成するために本発明では次
のような手段を講じた。
のような手段を講じた。
海水出入り口を有する耐圧容器と、この耐圧容器内に
設けられ且つこの容器内へ流入する海水により駆動され
る水車と、この水車の回転により駆動される如く前記耐
圧容器内に設置された発電機と、前記耐圧容器内の海水
を外部へ送出する如く前記耐圧容器の内部に設置された
ポンプと、を備えるようにした。
設けられ且つこの容器内へ流入する海水により駆動され
る水車と、この水車の回転により駆動される如く前記耐
圧容器内に設置された発電機と、前記耐圧容器内の海水
を外部へ送出する如く前記耐圧容器の内部に設置された
ポンプと、を備えるようにした。
なおポンプと水車とを共有するフランシス型ポンプ水
車も本プラントに適用可能である。
車も本プラントに適用可能である。
［作用］ 上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。
深海での水圧を利用するものであるから、立地条件に
おける自由度が大きい。また水車を利用した水力発電で
あるので構造が簡単で点検および修理がきわめて容易に
なる。また深海中に設置されるものであるため、自然環
境に悪影響を及ぼすことが少ない。また水車にペルトン
型（効率99.8％）、ポンプに往復型（効率90％）を採用
することにより、揚水型等では得られなかった90％近い
総合効率を得ることができる。
おける自由度が大きい。また水車を利用した水力発電で
あるので構造が簡単で点検および修理がきわめて容易に
なる。また深海中に設置されるものであるため、自然環
境に悪影響を及ぼすことが少ない。また水車にペルトン
型（効率99.8％）、ポンプに往復型（効率90％）を採用
することにより、揚水型等では得られなかった90％近い
総合効率を得ることができる。
［実施例］ 第１図のように海中には巨大空間を形成するための複
数の躯体設備Ａ（A1,A2,A3,A4,…）が海底に沿って配置
されている。躯体設備Ａの内部には後述するように発電
設備と蓄電設備とが設けられている。地上には変電設備
Ｄが設けられており、躯体設備Ａとの間を海底ケーブル
Ｋで結ばれている。躯体設備A,発電設備B,蓄電設備Ｃ
は、変電設備Ｄからの指令により以下のような操作が行
なわれる。
数の躯体設備Ａ（A1,A2,A3,A4,…）が海底に沿って配置
されている。躯体設備Ａの内部には後述するように発電
設備と蓄電設備とが設けられている。地上には変電設備
Ｄが設けられており、躯体設備Ａとの間を海底ケーブル
Ｋで結ばれている。躯体設備A,発電設備B,蓄電設備Ｃ
は、変電設備Ｄからの指令により以下のような操作が行
なわれる。
躯体設備Ａを潜水および浮上する為の操作。
発電時におけるコントロール弁の開閉および調整の操
作。
作。
蓄電時におけるコントロール弁の開閉およびポンプ等
の操作。
の操作。
第２図〜第４図に示すように躯体設備Ａは主殻11,バ
ランスタンク12,カウンターウェイト13,タンク14からな
り発電設備B,蓄電設備Ｃを内蔵している。
ランスタンク12,カウンターウェイト13,タンク14からな
り発電設備B,蓄電設備Ｃを内蔵している。
主殻11は深海における海水からの圧力に耐えるよう
に、内面外面の鋼板11a,11bとしてダイバー（シャーバ
ー）などで構成された鋼板を用い、これにコンクリート
11cを充填したSC（スチールコンクリート）構造とす
る。バランスタンク12は主に躯体設備Ａの潜水，浮上お
よびバランスを図る。カウンターウェイト13は姿勢保持
の荷重として主殻11の下部に設けられ、RC（鉄筋コンク
リート）構造からなる。タンク14は海水を蓄える空間部
である。
に、内面外面の鋼板11a,11bとしてダイバー（シャーバ
ー）などで構成された鋼板を用い、これにコンクリート
11cを充填したSC（スチールコンクリート）構造とす
る。バランスタンク12は主に躯体設備Ａの潜水，浮上お
よびバランスを図る。カウンターウェイト13は姿勢保持
の荷重として主殻11の下部に設けられ、RC（鉄筋コンク
リート）構造からなる。タンク14は海水を蓄える空間部
である。
発電設備Ｂは深海において導入された高圧の海水によ
り水車15,発電機16を回転させて電力を発生させ、この
電力を変圧器18を介して変電設備Ｄに送電する。水車15
を通過した海水はタンク14の中に蓄えられる。なお水車
15はベルトン型のものを使用する。
り水車15,発電機16を回転させて電力を発生させ、この
電力を変圧器18を介して変電設備Ｄに送電する。水車15
を通過した海水はタンク14の中に蓄えられる。なお水車
15はベルトン型のものを使用する。
蓄電設備Ｃは変電設備Ｄから給電された電力によっ
て、ポンプ19を電動機20により回転させ、タンク14内の
海水を排水管21を介して外界に排水する。22はコントロ
ール弁であり、23は給排水管である。
て、ポンプ19を電動機20により回転させ、タンク14内の
海水を排水管21を介して外界に排水する。22はコントロ
ール弁であり、23は給排水管である。
なおタンク14内の海水がポンプ19のシリンダ内に進入
する速度以上にピストンが移動しないようにし、キャビ
テーションが発生しないようにする。
する速度以上にピストンが移動しないようにし、キャビ
テーションが発生しないようにする。
またタンク14の内下面により十分低い位置（例えば20
m下方）にポンプ19を配置し、入口管の水頭によってキ
ャビテーションを防ぐ方法もある。
m下方）にポンプ19を配置し、入口管の水頭によってキ
ャビテーションを防ぐ方法もある。
点検・修理については、躯体設備Ａを浮上させ、第１
図に示した母船設備Ｓを横付けして海上にて定期点検お
よび補修作業を行なう。
図に示した母船設備Ｓを横付けして海上にて定期点検お
よび補修作業を行なう。
次に上記構成のプラントの概略的動作を説明する。
（１）躯体設備Ａが深海の海底Ｅに着底した後に、海水
の出し入れをして発電および蓄電を行なう。
の出し入れをして発電および蓄電を行なう。
（２）発電時は、外界の高圧な海水によって水車15およ
び発電機16を回転させて水力発電を行ない、タンク14に
海水を導入する。発電した電力は変電器18を介して変電
設備Ｄに送電する。
び発電機16を回転させて水力発電を行ない、タンク14に
海水を導入する。発電した電力は変電器18を介して変電
設備Ｄに送電する。
（３）蓄電時は、変電設備Ｄからの電力を使ってポンプ
19を電動機20により回転させ、タンク14内に蓄えられた
海水を外界である海中へ排出する。
19を電動機20により回転させ、タンク14内に蓄えられた
海水を外界である海中へ排出する。
（４）夜間の剰余電力で上記蓄電動作を行ない、昼間の
消費電力ピーク時に上記発電動作を行なう。
消費電力ピーク時に上記発電動作を行なう。
本実施例によれば電力需要の低いときに蓄電し、電力
需要のピーク時に発電を行なう等、大電力を任意に管理
することができる。また従来の揚水型発電のような長大
な管路がないため、総合効率を従来の約60％から約30％
上回る90％近くに高めることができる。また従来の揚水
発電に比べ、全体的構造が簡易となるので、建設費用お
よび修理，点検にかかる費用を大幅に減らすことができ
る。また立地条件における自由度が非常に大きく、しか
も深海中において海水の圧力を利用するのみであるから
自然環境に対する悪影響を減少できる。
需要のピーク時に発電を行なう等、大電力を任意に管理
することができる。また従来の揚水型発電のような長大
な管路がないため、総合効率を従来の約60％から約30％
上回る90％近くに高めることができる。また従来の揚水
発電に比べ、全体的構造が簡易となるので、建設費用お
よび修理，点検にかかる費用を大幅に減らすことができ
る。また立地条件における自由度が非常に大きく、しか
も深海中において海水の圧力を利用するのみであるから
自然環境に対する悪影響を減少できる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可
能であるのは勿論である。
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可
能であるのは勿論である。
［発明の効果］ 本発明によれば、立地点に制限を受けることがなく、
揚水発電のような長大な管路等を必要とせず、構造が簡
単で安価である上、点検修理が容易であり、また極めて
高い効率で発電することができ、しかも自然環境に悪影
響を及ぼすおそれの少ない深海電力貯蔵プラントを提供
できる。
揚水発電のような長大な管路等を必要とせず、構造が簡
単で安価である上、点検修理が容易であり、また極めて
高い効率で発電することができ、しかも自然環境に悪影
響を及ぼすおそれの少ない深海電力貯蔵プラントを提供
できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の全体構成図、第２図は躯体設備の縦断
面図、第３図は躯体設備の横断面図、第４図は発電設備
部分の水平断面図である。第５図および第６図は従来例
を示す図である。 Ａ……躯体設備、Ｂ……発電設備、Ｃ……蓄電設備、Ｄ
……変電設備、Ｅ……海底、Ｋ……海底ケーブル、Ｓ…
…母船設備。
面図、第３図は躯体設備の横断面図、第４図は発電設備
部分の水平断面図である。第５図および第６図は従来例
を示す図である。 Ａ……躯体設備、Ｂ……発電設備、Ｃ……蓄電設備、Ｄ
……変電設備、Ｅ……海底、Ｋ……海底ケーブル、Ｓ…
…母船設備。
Claims (1)
- 【請求項１】海水出入り口を有する耐圧容器と、 この耐圧容器内に設けられ、この容器内へ流入する海水
により駆動される水車と、 この水車の回転により駆動される如く前記耐圧容器内に
設置された発電機と、 前記耐圧容器内の海水を外部へ送出する如く前記耐圧容
器の内部に設置されたポンプと、 を具備したことを特徴とする深海電力貯蔵プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103642A JP2755778B2 (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 深海電力貯蔵プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103642A JP2755778B2 (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 深海電力貯蔵プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045475A JPH045475A (ja) | 1992-01-09 |
| JP2755778B2 true JP2755778B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=14359424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2103642A Expired - Lifetime JP2755778B2 (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 深海電力貯蔵プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755778B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009152258A2 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-17 | Carl Tracy Ullman | Power generation methods and systems |
| US8698338B2 (en) | 2010-03-08 | 2014-04-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Offshore energy harvesting, storage, and power generation system |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998013556A1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-04-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Procede de fabrication d'une grande cuve, systeme avec utilisation de cette grande cuve et procede de percement de tunnels avec utilisation de cette cuve |
| WO2011152355A1 (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-08 | 日本精工株式会社 | スライド装置 |
| US8955643B2 (en) | 2011-04-20 | 2015-02-17 | Dresser-Rand Company | Multi-degree of freedom resonator array |
| DE102011118206A1 (de) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | Roentdek-Handels Gmbh | Pumpspeicherkraftwerk |
| WO2014024818A1 (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-13 | Ishikawa Yohei | 発電システムおよび発電方法 |
| EP4133172A4 (en) * | 2020-04-09 | 2023-10-04 | Rcam Technologies, Inc. | MARINE PUMPED HYDROELECTRIC ENERGY STORAGE |
| JP7484525B2 (ja) * | 2020-07-20 | 2024-05-16 | 株式会社大林組 | 蓄電システム |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP2103642A patent/JP2755778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009152258A2 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-17 | Carl Tracy Ullman | Power generation methods and systems |
| WO2009152258A3 (en) * | 2008-06-10 | 2010-04-15 | Carl Tracy Ullman | Power generation methods and systems |
| US8698338B2 (en) | 2010-03-08 | 2014-04-15 | Massachusetts Institute Of Technology | Offshore energy harvesting, storage, and power generation system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH045475A (ja) | 1992-01-09 |
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