JP4073217B2 - Power generation system - Google Patents

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  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光を利用した発電システムに係り、特に送配電線網が設置されていない場所においても、電力の供給が可能な自立型の発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、太陽光をエネルギー源とした太陽光発電システムが広く普及している。太陽光発電システムはそのエネルギー源が永続的に利用可能なこと、またエネルギー源として環境に害を与える化学汚染物質等を排出しない点から非常に価値の高い発電システムといえる。しかしながら、太陽光から得られるエネルギーは一日の日照時間、季節的な天候の変動に左右されることが多く、発電電力は日照状態により不安定である。また、送配電線網が設置されていない場所においては、太陽光発電で発電した電力を日照時間帯以外の例えば夜間に使用する必要がある。このため、発電した電力を蓄電池に貯蔵し、需要量に応じて供給するシステムが多く採用されている。これにより、日照時間中に発電電力で蓄電池を充電し、非日照時間帯に蓄電池から電力を供給することで安定した品質の電気を確保することができる。
【0003】
ところで、蓄電池は過度の充電/放電を繰り返すと、その結果短寿命となり、廃棄処分をせざるを得なくなる。しかしながら、蓄電池の廃棄処分は、環境保護上問題があり、また、この寿命がきた蓄電池は適正に廃棄物処理されることなく、放置される例が多く、環境汚染の一因ともなるという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、日照時間帯の天候に左右されることなく、且つ環境保護上問題がある蓄電池を使用することなく、品質が良好な電力を無駄を生じることなく供給することができる発電システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、本発明の発電システムは、上部水槽と、下部水槽と、前記下部水槽の水を前記上部水槽に揚水するモータポンプと、前記上部水槽の水を前記下部水槽に流水することで発電を行う水車型発電機とを備えた発電システムにおいて、前記水車型発電機は流量の調整機構を持たない水車型発電機であって、該水車型発電機の回転数を制御する調速装置を備え、該調速装置により前記水車型発電機の発電電力のうち、需要家側に供給する電力の余剰分を前記モータポンプに供給して、前記下部水槽から前記上部水槽に揚水するようにし、前記水車型発電機の発電電力及び回転数を一定に保つように制御することを特徴とするものである
前記上部水槽には、付近の河川の水を導入する流入路を備えたことを特徴とする。
前記下部水槽には、地下水を汲み上げるピットを備えたことを特徴とする。
前記調速装置により作動する前記モータポンプは、直流モータを用いたものであることを特徴とする。
本発明の発電システムの他の態様は、上記発電システムと、太陽光発電装置とを備え、前記太陽光発電装置の発電電力をモータポンプに供給して、前記下部水槽から前記上部水槽に揚水するようにしたことを特徴とするものである。
【0006】
上述した本発明によれば、日照時間帯に太陽光発電の電力を利用して下部水槽の水をポンプにより上部水槽へ揚水し、夜間その他の日照時間帯外に揚水した有効落差を利用して上部水槽から下部水槽へ流水し発電を行うことができる。これにより送配電線網が存在していない場所等においても、日照時間帯にエネルギーを蓄積し、発電電力を必要とする夜間に蓄電池を用いることなく、電力を供給することができる。従って、蓄電池の廃棄処分という問題がなくなり、太陽光発電システムを真に環境に優しい発電システムとすることができる。
【0007】
本発明の発電システムにおいては、発電機を一定の水車入口弁開度で上部水槽から流水して発電を行い、これにより落差と流量に相応した一定の発電出力が得られる。そして、調速装置を用いて需要家側に供給する電力の余剰分でモータポンプを運転することにより、下部水槽から上部水槽に揚水する。これにより、余剰の発電電力を用いて、位置エネルギーの蓄積が行えるので、余剰の発電電力を有効利用しつつ、発電機としては全負荷状態の定速運転を行なえ、安定した高品質の電力の供給が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【0009】
図1は、本発明の実施形態の太陽光発電システムを示す。サイトの上部には上部水槽11が配置され、管路10により接続されて例えば十数メートルの落差で下部水槽12が配置されている。下部水槽12の上部に水車型発電機13が配置され、水車13aが管路10からの流水により回転駆動され、これにより発電機13bが交流電力を発電する。この発電機13は、流量の調整機構を持たない簡易型の発電機である。発電機13bにより発電された交流電力は制御盤15より送電線16を介して需要家側に供給される。
【0010】
また、この発電システムにおいては、太陽電池アレイ17を備え、太陽光を受けて発電し直流電力を出力する。この発電電力が制御盤18を介して直流モータであるモータポンプ20,21等に供給される。モータポンプ20,21は、それぞれ直流モータを備え、太陽電池アレイ17により発電された直流電力で作動して、下部水槽12等に蓄えられた水を揚水し、上部水槽11に送水する。
【0011】
上部水槽11は、小川などの付近の河川に接続され、サイトの近辺に降雨した雨水等を集水して上部水槽11へ流入路23を介して導水する。また、下部水槽12の近傍にピット(井戸)24を備え、地下水をポンプ22により汲み上げて、上部水槽11に揚水する。これらで集水した水は、上部水槽と下部水槽との間で循環する閉ループ・自立型の水車発電機を用いた発電システムに用いるためのものであり、必要に応じていずれかを省略することもできる。なお、このように集水した水は、閉ループ・自立型の発電システムにおける蒸発等による水量の補充および運転開始時の所要水量の確保に用いられる。
【0012】
下部水槽12の近傍には、揚水のためのポンプ20,21,28を備え、下部水槽12に連通した吸込管25より水を吸い込み、揚水管27を介して上部水槽11に揚水する。ここで、ポンプ20,21は、太陽電池アレイ17の発電電力の供給を受けて動作するが、ポンプ28は発電機13が発電する電力をAC/DCコンバータ30を介して直流電力に変換した電力の供給を受けて動作する。従って、ポンプ20,21は主として日中に太陽電池アレイ17が発電した電力により回転駆動され、下部水槽12に蓄積された水を上部水槽11に揚水する。
【0013】
これに対して、ポンプ28は例えば夜間等に上部水槽11の水が管路10を介して流水し、発電機13で発電した電力の余剰分を直流電力に変換して電力が供給される。これにより、発電機13の運転中に下部水槽12に蓄えられた水の一部が管路27を介して上部水槽11に戻される。即ち、上部水槽11に貯えられた水を流水して発電機13を運転するに際して、その発電した電力の余剰分を用いてポンプ28を駆動し、これにより発電に用いた水の一部を揚水管27を介して再び上部水槽11に戻す循環流路を形成している。
【0014】
制御盤15の内部には調速装置(ガバナ)29を備え、発電機の回転数が一定となるようにPID制御する。即ち、需要家側で消費する電力は、時々刻々変動する。従って、発電電力のすべてを需要家側に供給すると、需要家側の消費電力が少ない場合、即ち発電機13bからみた負荷が軽い場合には、発電機の回転数が増加し、これにより発電周波数が高くなると共に発電電圧が高くなる。そして、需要家側で消費電力が大きい場合には、発電機13bの負荷が重くなり、発電機の回転数が低下すると共に発電電圧が低下する。このため、発電機13bから見た負荷が一定となるように制御することで、一定の回転数が得られ、一定の発電周波数および発電電圧が得られる。
【0015】
このシステムにおいては、全負荷状態の回転数を一定に保つPID制御を調速装置29にて行う。即ち、全負荷状態から負荷が軽くなり回転数が上昇しようとすると、モータポンプ28に供給する直流電圧を高めて供給電力を増加し、これにより発電機13bの負荷が全負荷状態となり、回転数が一定に保たれるように動作する。従って、発電機13bが発電する一定の電力のうち、需要家側が要求する電力を送電線16を介して送出し、余剰電力をAC/DCコンバータ30を介して直流電力に変換してモータ28に供給することになる。
【0016】
従って、管路10に設けられたバルブ31,32を開くことで、上部水槽11から一定流量の水が下部水槽12に向けて流れ、供給水量が一定で回転数が一定であることから簡易型水車発電機13は一定の発電電力を発電する。そして、調速装置29により需要家側に供給された余剰の電力がモータポンプ28に供給され、これにより余剰の電力に相当する水量が下部水槽12から上部水槽11に送水される。即ち、ポンプ28の損失を無視すれば、上部水槽11に蓄えられた水のうちの需要家側へ送出する電力に相当する分のみが上部水槽11から下部水槽12に移行することになり、余剰電力を位置のエネルギーとして回収することができる。
【0017】
次に、この太陽光発電システムの動作について説明する。まず、上部水槽11に所要量の水を貯留する。この水の貯留は、流入管23を介して、これに接続した河川等の水を集水してもよく、またピット(井戸)24から地下水を汲み上げて用いるようにしてもよい。そして、非日照時間帯の例えば夜間に、バルブ31,32を開いて管路10より上部水槽11の水を流水して簡易型水車発電機13の水車13aを回転駆動し、これにより発電機13bより発電電力を出力する。
【0018】
バルブ31,32を開き管路10に水が流れることで、上部水槽11の水面は徐々に低下するが、管路10等の抵抗が一定であるため、略一定水量の水が水車型発電機13に供給される。上部水槽11には、例えば1日のうち6時間程度一定水量で水を供給できるだけの貯水容量を備えることが好ましい。これにより、例えば15kW程度の発電を6時間程度、継続的に行うことができる。
【0019】
この発電時に、調速装置29が作動し、発電機の回転数が一定となるようにPID制御する。即ち、需要家側に供給する電力が全負荷電力に対して減少すると、発電機の回転数が上昇しようとするので、モータポンプ28に供給する電圧を上昇し、モータポンプ28に供給する電力を増加することで、発電機全体としての発電電力を一定に保つようにする。従って、発電機の回転数が一定に制御されるので、周波数および電圧が一定に保たれた品質の良い電力を需要家側に供給できる。また、モータポンプ28に供給された電力は、下部水槽12から上部水槽11への揚水に用いられるので、エネルギーの有効利用が図れる。
【0020】
従来は、調速装置を用いて発電機の回転数を制御する場合に、ダミーロードと呼ばれる電力の消費機構を用いていた。これは、発電機に一定の水量を供給して一定の回転数で運転し、需要家側に供給する電力の余剰分を抵抗負荷(ダミーロード)に供給し、電力エネルギーを熱エネルギーに変換して消費させるようにしたものである。これによれば、発電機を一定出力で運転し、これにより安定した発電電圧および発電周波数が得られるが、需要家側に供給される電力の余剰分は熱として捨てられることになる。
【0021】
本発明の太陽光発電システムにおいては、発電機13bを調速装置29により一定回転数で運転し、需要家側に供給する電力の余剰分はモータポンプ28に供給し、これにより余剰電力分に相当する水流を揚水管27により上部水槽11にフィードバックするようにしたものである。従って、ポンプ28の損失を別とすれば、需要家側で要求される電力に対応した水流のみが発電に利用されるので、発電機には略一定の水流を供給しつつ、上部水槽における水位の低下を需要家側への供給発電量に対応したものとすることができる。これにより、発電電力の周波数および電圧を一定に保ちつつ、回収した水量に相当する分だけ、発電時間を延長することができる。
【0022】
このようにして、例えば夜間に6時間程度の発電を行うと、上部水槽11が空となり、下部水槽12は水がいっぱいに貯留される。従って、この時点で簡易型水車発電機13の運転を停止する。そして、翌日になり太陽が昇ると太陽電池アレイ17が発電動作を開始する。そして、太陽電池アレイ17により発電される直流出力が十分なレベルに到達すると、制御盤18を介してモータポンプ20,21に電力が供給される。この時、バルブ33は閉じられる。これにより、下部水槽12に貯留された水は揚水管27を介して上部水槽11に移される。
【0023】
モータポンプ20,21の容量は、太陽電池アレイ17の日照時間帯内の発電電力量で、下部水槽12にいっぱいに蓄えられた水の全量を上部水槽11に移すことができるものを選定する。これにより、日照時間帯内に下部水槽12に貯えられた水の全量を上部水槽11に移行して、モータポンプ20,21の運転を停止する。そして、夜間の上部水槽11から下部水槽12への流水による発電に備える。
【0024】
このようにして、この太陽光発電システムにおいては、太陽電池アレイ17で発電した電力を用いて下部水槽の水を上部水槽に揚水し、上部水槽から下部水槽に流水することで簡易型水車発電機13を駆動し、これにより夜間等の非日照時間帯に需要家側に電力を供給することができる。そして、この供給された電力は、発電機13bが一定回転数で運転され、余剰電力に相当する水流分がモータポンプ28により上部水槽11にフィードバックされるので、これにより余剰電力に相当する分の発電電力の無駄が生じない。
【0025】
なお、本発明の太陽光発電システムは、上述の実施形態にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、太陽光を受けて発電された電力により上部水槽に揚水して、次に下部水槽に流水することで水車型発電機による発電が行われるので、大気汚染物質の放出などがなく極めてクリーンな発電が行える。また、上述した調速装置を用いることで、蓄電池を用いることなく、またエネルギーの無駄を生じることなく、周波数および電圧が安定した良質な発電電力を日照時間帯外に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の太陽光発電システムを示す図である。
【符号の説明】
10 管路
11 上部水槽
12 下部水槽
13 発電機
15,18 制御盤
16 送電線
17 太陽電池アレイ
20,21,22,28 モータポンプ
23 流入管
24 ピット
29 調速装置
30 AC/DCコンバータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation system using sunlight, and more particularly, to a self-supporting power generation system capable of supplying power even in a place where a transmission and distribution network is not installed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, photovoltaic power generation systems using sunlight as an energy source have been widely used. The solar power generation system can be said to be a very high value power generation system because its energy source can be used permanently and it does not emit chemical pollutants that harm the environment as an energy source. However, the energy obtained from sunlight is often affected by the daily sunshine hours and seasonal weather fluctuations, and the generated power is unstable depending on the sunshine conditions. Moreover, in places where no transmission and distribution network is installed, it is necessary to use the power generated by solar power generation, for example, at night, other than the daylight hours. For this reason, many systems which store generated electric power in a storage battery and supply it according to the demand amount are adopted. Accordingly, it is possible to secure stable quality electricity by charging the storage battery with generated power during sunshine hours and supplying power from the storage battery during non-sunshine hours.
[0003]
By the way, if the storage battery is repeatedly charged / discharged excessively, as a result, the battery life becomes short, and it must be disposed of. However, disposal of storage batteries has problems in terms of environmental protection, and storage batteries that have reached the end of their lives are often left without being properly disposed of as waste, which also contributes to environmental pollution. is there.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and wastes power with good quality without being affected by the weather in the daylight hours and without using a storage battery that has environmental problems. and to provide a power generation system that can be supplied without causing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the aforementioned problems, power generation system of the present invention, the upper water tank, and a lower water tank, before Symbol a motor pump for pumping the water in the lower water tank to the upper water tank, the water in the upper water tank In the power generation system comprising a turbine-type generator that generates electricity by flowing into the lower aquarium, the turbine-type generator is a turbine-type generator that does not have a flow rate adjusting mechanism, and the rotation of the turbine-type generator comprising a governor for controlling the number, of the generated power of the waterwheel generator by該調speed device, to supply the surplus electric power supplied to the motor pump demand home side, from the lower water tank the so as to pumping to the upper water tank, it is characterized in that the control to keep the generated power and the rotational speed of the waterwheel generator constant.
The upper water tank is provided with an inflow path for introducing water from a nearby river.
The lower tank has a pit for pumping up groundwater.
The motor pump operated by the speed governor uses a direct current motor.
Another aspect of the power generation system of the present invention includes the power generation system and a solar power generation device, supplies the generated power of the solar power generation device to a motor pump, and pumps water from the lower water tank to the upper water tank. It is characterized by doing so.
[0006]
According to the present invention described above, the water in the lower aquarium is pumped to the upper aquarium by a pump using the power of solar power generation during the sunshine hours, and the effective head that is pumped outside the sunshine hours at night is used. Electricity can be generated by running water from the upper tank to the lower tank. As a result, even in places where there is no power transmission / distribution network, energy can be stored in the sunshine hours, and power can be supplied without using a storage battery at night when generated power is required. Therefore, the problem of disposal of the storage battery is eliminated, and the photovoltaic power generation system can be a truly environmentally friendly power generation system.
[0007]
In the power generation system of the present invention , power is generated by running the generator from the upper water tank at a constant water wheel inlet valve opening, thereby obtaining a constant power output corresponding to the head and flow rate. And by driving a motor pump with the surplus of the electric power supplied to a consumer side using a governor, water is pumped from a lower tank to an upper tank. As a result, potential energy can be accumulated using surplus generated power, so that the generator can be operated at a constant speed in the full load state while effectively utilizing surplus generated power, and stable high quality power can be generated. Supply becomes possible.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0009]
FIG. 1 shows a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention. An upper water tank 11 is arranged at the upper part of the site, and the lower water tank 12 is arranged with a drop of, for example, several tens of meters connected by a pipe 10. A turbine-type generator 13 is disposed on the upper part of the lower water tank 12, and the turbine 13a is rotationally driven by flowing water from the pipeline 10, whereby the generator 13b generates AC power. The generator 13 is a simple generator that does not have a flow rate adjusting mechanism. The AC power generated by the generator 13b is supplied from the control panel 15 to the customer side via the power transmission line 16.
[0010]
In addition, this power generation system includes a solar cell array 17 and receives sunlight to generate power and output DC power. This generated electric power is supplied to the motor pumps 20, 21, etc., which are DC motors, via the control panel 18. Each of the motor pumps 20 and 21 includes a DC motor, operates with DC power generated by the solar cell array 17, pumps water stored in the lower water tank 12, and sends the water to the upper water tank 11.
[0011]
The upper water tank 11 is connected to a nearby river such as a stream, collects rainwater or the like that has rained near the site, and guides the water to the upper water tank 11 via the inflow path 23. Further, a pit (well) 24 is provided in the vicinity of the lower water tank 12, and groundwater is pumped up by a pump 22 and pumped into the upper water tank 11. The collected water is for use in a power generation system that uses a closed-loop, self-sustained turbine generator that circulates between the upper and lower tanks. You can also. The water collected in this way is used for replenishing the amount of water by evaporation or the like in a closed loop / self-supporting power generation system and securing the required amount of water at the start of operation.
[0012]
Pumps 20, 21, 28 for pumping water are provided in the vicinity of the lower water tank 12, and water is sucked from a suction pipe 25 communicating with the lower water tank 12, and pumped to the upper water tank 11 through the pumping pipe 27. Here, the pumps 20 and 21 operate by receiving the power generated by the solar cell array 17, but the pump 28 converts the power generated by the generator 13 into DC power via the AC / DC converter 30. Operates in response to supply. Therefore, the pumps 20 and 21 are rotationally driven mainly by the power generated by the solar cell array 17 during the daytime, and pump the water accumulated in the lower water tank 12 into the upper water tank 11.
[0013]
On the other hand, the pump 28 is supplied with power by flowing the water in the upper water tank 11 through the pipe 10 at night or the like, converting the surplus power generated by the generator 13 into DC power. Thereby, a part of the water stored in the lower water tank 12 during the operation of the generator 13 is returned to the upper water tank 11 via the pipe line 27. That is, when the generator 13 is operated by running the water stored in the upper water tank 11, the pump 28 is driven using the surplus of the generated electric power, thereby pumping a part of the water used for power generation. A circulation channel that returns to the upper water tank 11 again through the pipe 27 is formed.
[0014]
A control device (governor) 29 is provided inside the control panel 15, and PID control is performed so that the rotational speed of the generator is constant. That is, the power consumed on the consumer side varies from moment to moment. Accordingly, when all of the generated power is supplied to the consumer side, when the power consumption on the consumer side is small, that is, when the load viewed from the generator 13b is light, the number of revolutions of the generator increases, thereby generating the power generation frequency. As the voltage increases, the generated voltage increases. When the power consumption is large on the consumer side, the load on the generator 13b becomes heavy, and the rotational speed of the generator decreases and the generated voltage decreases. For this reason, by controlling so that the load seen from the generator 13b may become constant, a fixed rotation speed is obtained and a fixed power generation frequency and power generation voltage are obtained.
[0015]
In this system, the speed governor 29 performs PID control that keeps the rotational speed of the full load state constant. That is, when the load is lightened from the full load state and the rotational speed is going to increase, the DC voltage supplied to the motor pump 28 is increased to increase the supply power, whereby the load of the generator 13b becomes the full load state, and the rotational speed is increased. Operates so as to be kept constant. Therefore, out of the constant power generated by the generator 13b, the power requested by the customer is sent through the transmission line 16, and the surplus power is converted into direct current power through the AC / DC converter 30 to the motor 28. Will be supplied.
[0016]
Therefore, by opening the valves 31 and 32 provided in the pipe line 10, a constant flow of water flows from the upper water tank 11 toward the lower water tank 12, and the amount of supplied water is constant and the rotation speed is constant. The turbine generator 13 generates a certain amount of generated power. And the surplus electric power supplied to the consumer side by the speed governor 29 is supplied to the motor pump 28, whereby the amount of water corresponding to the surplus electric power is sent from the lower water tank 12 to the upper water tank 11. That is, if the loss of the pump 28 is ignored, only the amount of water stored in the upper water tank 11 corresponding to the electric power sent to the customer side is transferred from the upper water tank 11 to the lower water tank 12, and surplus. Electric power can be recovered as position energy.
[0017]
Next, the operation of this solar power generation system will be described. First, a required amount of water is stored in the upper water tank 11. This water may be collected by collecting water from a river or the like connected thereto through the inflow pipe 23, or pumping ground water from a pit (well) 24 for use. Then, for example, at night during non-sunshine hours, the valves 31 and 32 are opened, and the water in the upper water tank 11 is caused to flow from the pipe 10 to rotate the water turbine 13a of the simplified water turbine generator 13, thereby generating the generator 13b. Outputs more generated power.
[0018]
When the valves 31 and 32 are opened and water flows through the pipe line 10, the water surface of the upper tank 11 gradually decreases. However, since the resistance of the pipe line 10 and the like is constant, a substantially constant amount of water is generated by the water turbine generator. 13 is supplied. The upper water tank 11 is preferably provided with a water storage capacity capable of supplying water at a constant water amount for about 6 hours per day, for example. Thereby, for example, power generation of about 15 kW can be continuously performed for about 6 hours.
[0019]
During this power generation, the speed governor 29 operates to perform PID control so that the rotational speed of the generator is constant. That is, when the electric power supplied to the customer side decreases with respect to the full load electric power, the rotational speed of the generator tends to increase, so the voltage supplied to the motor pump 28 is increased and the electric power supplied to the motor pump 28 is By increasing the power, the generated power as a whole generator is kept constant. Therefore, since the rotation speed of the generator is controlled to be constant, it is possible to supply the customer with high quality electric power whose frequency and voltage are kept constant. Moreover, since the electric power supplied to the motor pump 28 is used for pumping water from the lower water tank 12 to the upper water tank 11, energy can be effectively used.
[0020]
Conventionally, a power consumption mechanism called a dummy load has been used when controlling the rotational speed of the generator using a speed governor. This is to supply a certain amount of water to the generator and operate at a certain number of revolutions, to supply surplus power to the consumer side to a resistance load (dummy load), and to convert the power energy into thermal energy. It is intended to be consumed. According to this, the generator is operated at a constant output, whereby a stable generated voltage and generated frequency can be obtained, but the surplus power supplied to the consumer is discarded as heat.
[0021]
In the photovoltaic power generation system of the present invention, the generator 13b is operated at a constant rotational speed by the speed governor 29, and surplus power supplied to the consumer side is supplied to the motor pump 28, whereby the surplus power is supplied. The corresponding water flow is fed back to the upper water tank 11 through the pumping pipe 27. Therefore, except for the loss of the pump 28, only the water flow corresponding to the power required on the customer side is used for power generation, so the water level in the upper tank is supplied while supplying a substantially constant water flow to the generator. The decrease can be made to correspond to the amount of power generation supplied to the customer side. As a result, the power generation time can be extended by an amount corresponding to the recovered amount of water while keeping the frequency and voltage of the generated power constant.
[0022]
In this way, for example, when power generation is performed for about 6 hours at night, the upper water tank 11 becomes empty and the lower water tank 12 is fully filled with water. Therefore, at this time, the operation of the simplified water turbine generator 13 is stopped. Then, when the sun rises the next day, the solar cell array 17 starts a power generation operation. When the DC output generated by the solar cell array 17 reaches a sufficient level, electric power is supplied to the motor pumps 20 and 21 via the control panel 18. At this time, the valve 33 is closed. Thereby, the water stored in the lower water tank 12 is transferred to the upper water tank 11 through the pumping pipe 27.
[0023]
The capacity of the motor pumps 20 and 21 is selected so that the total amount of water stored in the lower water tank 12 can be transferred to the upper water tank 11 by the amount of generated power within the solar hours of the solar cell array 17. Thus, the entire amount of water stored in the lower water tank 12 during the sunshine hours is transferred to the upper water tank 11, and the operation of the motor pumps 20, 21 is stopped. And it prepares for the electric power generation by the flowing water from the upper tank 11 to the lower tank 12 at night.
[0024]
Thus, in this solar power generation system, the simplified water turbine generator is configured by pumping the water in the lower tank to the upper tank using the electric power generated by the solar cell array 17 and flowing the water from the upper tank to the lower tank. 13 can be driven, so that electric power can be supplied to the customer side during non-sunshine hours such as at night. The supplied power is operated by the generator 13b at a constant rotation speed, and the water flow corresponding to the surplus power is fed back to the upper water tank 11 by the motor pump 28. There is no waste of generated power.
[0025]
In addition, the solar power generation system of this invention is not limited only to the above-mentioned embodiment, Of course, various changes can be added within the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, power is generated by a turbine-type generator by pumping water into the upper aquarium with electric power generated by receiving sunlight and then flowing into the lower aquarium. There is no release of substances, and extremely clean power generation is possible. In addition, by using the speed control device described above, it is possible to supply high-quality generated power with a stable frequency and voltage outside the sunshine hours without using a storage battery and without wasting energy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pipe line 11 Upper tank 12 Lower tank 13 Generator 15, 18 Control panel 16 Power transmission line 17 Solar cell array 20, 21, 22, 28 Motor pump 23 Inflow pipe 24 Pit 29 Speed governor 30 AC / DC converter

Claims (5)

上部水槽と、下部水槽と、前記下部水槽の水を前記上部水槽に揚水するモータポンプと、前記上部水槽の水を前記下部水槽に流水することで発電を行う水車型発電機とを備えた発電システムにおいて
前記水車型発電機は流量の調整機構を持たない水車型発電機であって、該水車型発電機の回転数を制御する調速装置を備え、該調速装置により前記水車型発電機の発電電力のうち、需要家側に供給する電力の余剰分を前記モータポンプに供給して、前記下部水槽から前記上部水槽に揚水するようにし、前記水車型発電機の発電電力及び回転数を一定に保つように制御することを特徴とする発電システム。
Comprising an upper water tank, and a lower water tank, before Symbol a motor pump for pumping the water in the lower water tank to the upper water tank, and a waterwheel type generator which generates power by flowing water of water of the upper water tank to the lower water tank In the power generation system ,
The turbine generator is a turbine generator that does not have a flow rate adjusting mechanism, and includes a speed governor that controls the number of rotations of the turbine generator, and the power generator of the turbine generator is generated by the speed governor. certain of the power supplies the surplus electric power supplied to the motor pump demand home side, from the lower water tank such that pumping to the upper water tank, the generated power and the rotational speed of the water turbine dynamo power generation systems that control means controls to keep the.
前記上部水槽には、付近の河川の水を導入する流入路を備えたことを特徴とする請求項1記載の発電システム。Wherein the upper water tank, power generation system according to claim 1, characterized by comprising an inflow passage for introducing water river around. 前記下部水槽には、地下水を汲み上げるピットを備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の発電システム。Wherein the lower water tank, power generation system of claim 1, wherein further comprising a pit for pumping groundwater. 前記調速装置により作動する前記モータポンプは、直流モータを用いたものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発電システム。 The motor pump, power generation system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that using a DC motor operated by the governor. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発電システムと、太陽光発電装置とを備え、前記太陽光発電装置の発電電力をモータポンプに供給して、前記下部水槽から前記上部水槽に揚水するようにしたことを特徴とする発電システム。A power generation system according to any one of claims 1 to 4 and a solar power generation device, wherein the generated power of the solar power generation device is supplied to a motor pump, and water is pumped from the lower water tank to the upper water tank. A power generation system characterized by that.
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