JP6368577B2 - 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法 - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法に関する。

風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーを利用した発電は、気象条件に依存するため、出力が安定しないことがある。このため、CAES(compressed air energy storage)システム等のエネルギー貯蔵システムを使用して出力を平準化する必要がある。

従来の圧縮空気貯蔵(CAES:compressed air energy storage)発電装置は、電力プラントのオフピーク時間中に電気エネルギーを圧縮空気として貯蔵し、高電力需要時間中に圧縮空気により膨張機を駆動して発電機を作動させて電気エネルギーを生成するのが一般的である。

このような自然エネルギーを利用したCAES発電装置としては、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されている。

特許文献1には、風力を利用したCAES発電装置が開示されている。

特許文献2には、太陽光を利用したCAES発電装置が開示されている。

自然エネルギーを利用した発電には、長周期と短周期の出力変動がある。長周期・短周期を分ける明確な定義は無いが、長周期は数時間から数日程度の変動である。一方、短周期は数分から1時間未満程度の変動である。例えば、太陽光を利用した発電の場合、長周期の出力変動要因は日中と夜間の違いである。短周期の出力変動要因は一時的に太陽が雲に隠れる場合である。一方、風力を利用した発電の場合、長周期の出力変動は強風や無風による発電停止の場合であり、短周期の出力変動は風速の変動による場合である。

特許文献1及び特許文献2に開示されたものを含む従来の自然エネルギー利用のCAES発電装置は、大容量の圧縮空気貯蔵用タンクを備え、電力需要が小さいときに圧縮空気を蓄え、電力需要が大きいときに蓄えた圧縮空気によって発電するものである。しかし、大容量のタンクは、起動時に圧縮開始から発電に適した圧力になるまで昇圧するのに長時間を要するので、短周期の出力変動の平準化には適さない。

特表2005−530074号公報 特開平7−317649号公報

本発明は、長周期と短周期の両方の変動電力に対応できるCAES発電装置を提供することを課題とする。

本発明の好ましい態様は、自然エネルギーを用いて発電した電力により駆動される、互いに電気的に並列に接続された複数のモータと、このモータと機械的に接続され、空気を圧縮する複数の圧縮機と、この圧縮機により圧縮された空気を貯蔵する、少なくとも2つの容量の異なるタンクと、このタンクから供給される圧縮空気によって駆動される複数の膨張機と、この膨張機と機械的に接続され、互いに電気的に並列に接続された複数の発電機と、自然エネルギーによる発電電力のうち、長周期の変動電力には相対的に大容量のタンクを使用し、短周期の変動電力には相対的に小容量のタンクを使用することによって、長周期及び短周期の変動電力の両方を平準化して電力需要に応じた電力を出力する制御を行う制御手段とを備える圧縮空気貯蔵発電装置である。

この圧縮空気貯蔵発電装置は、長周期と短周期の各変動電力に対して、容量の異なるタンクをそれぞれ使用している。このため、長周期と短周期の変動電力の両方をそれぞれ平準化して、電力需要に応じた電力を出力できる。特に、短周期の変動電力に対して追従性の良い平準化が可能である。ここで、追従性が良いとは、目標出力になるまでの時間遅れが少ないことを示す。

以下に本発明の他の好ましい態様を順に説明する。少なくとも2つの容量の異なるタンクのうち、相対的に小容量のタンクは、1時間未満持続して発電できる容量であることが好ましい。また、相対的に大容量のタンクは、1時間以上持続して発電できる容量であることが好ましい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、大容量と小容量に分けたため、各タンクが長周期対応と短周期対応に適正な容量であることで、必要以上に大きなタンクを要せず、必要に足りずタンクが空になることを防止できる。また、小容量タンクは発電に適した圧力になるまで昇圧するのにかかる時間が短く、常に高めの圧力に維持しておくことが容易なので、特に短周期変動への応答性がよい。

制御手段は、長周期の変動電力に対しては長周期需要曲線に基づいて、及び、短周期の変動電力に対しては短周期基準曲線に基づいて、長周期及び短周期の各変動電力をそれぞれ平準化して電力需要に応じた制御を行うことが好ましい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、長周期と短周期の変動電力の両方に対して平準化の目標曲線をそれぞれ設定しているため、長周期と短周期の変動電力の両方を平準化して、効率的に電力需要に応じた制御を行うことができる。このことは、長周期用の大容量タンクと短周期用の小容量タンクを設けていることと相まって、より一層効率的な制御ができる。

さらに、相対的に小容量のタンクに接続される圧縮機及び発電機は、共にスクリュ式であることが好ましい。また、相対的に大容量のタンクに接続される圧縮機及び膨張機も、共にスクリュ式であることが好ましい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、ターボ式ではなくスクリュ式の圧縮機及び発電機を採用することで、回転数制御を行うことができる。また、ターボ式に比べて小流量(低回転数)でも効率が落ちないので制御範囲を拡張できる。

さらに、相対的に大容量のタンクに接続される圧縮機及び膨張機の少なくとも1つが、ターボ式であり、相対的に小容量のタンクに接続される圧縮機及び膨張機が、共にスクリュ式であってもよい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、既設のCAES設備に小容量のスクリュ式の圧縮機と膨張機を追加して設置することができる。既設のCAES設備は一般にターボ式であり、この既設の設備をそのまま利用できる。また、新設する場合であっても、大容量タンクに接続される圧縮機及び膨張機は長周期変動に対応することを主目的としているので、ターボ式でも対応することができる。

短周期の変動電力には小型の圧縮機及び膨張機を少なくとも使用し、長周期の変動電力には大型の圧縮機及び膨張機を少なくとも使用することが好ましい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、小型の圧縮機及び発電機の方が入力に対する応答性が良いので、短周期変動に対する追従性が向上する。長周期変動に対しては短周期変動と比較して高精度の追従性を要求されないため、タンク容量に応じた大型の圧縮機及び発電機を利用できる。また、一般的に大型の圧縮機・発電機の方が効率良いので、長周期変動への対応に適している。

タンクの入口に圧縮機で圧縮されて温度上昇した空気を熱媒と熱交換する入口側熱交換器を設け、入口側熱交換器で熱交換された熱媒を蓄える蓄熱部を設け、タンクの出口にタンクから吐出された空気を蓄熱部から吐出された熱媒と熱交換して加熱する出口側熱交換器を設けることが好ましい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、圧縮機で発生する熱を回収し、膨張直前の空気に戻すことで充放電効率を向上できる。通常のCAESシステムでは、圧縮機で発生した熱は、圧縮空気と共にタンク内へ供給される。そして、タンクから熱が大気へ放出され、エネルギー損失が生じる。これを防止するために、タンクに圧縮空気が供給される前に、予め熱回収し、タンクの圧縮空気の温度を大気温度に近づける。このようにして、タンクにおける熱放出によるエネルギー損失を防止できる。

発電機の出力部にこの発電機とは別の外部発電機を設け、自然エネルギーを用いて発電した電力が過度に不安定な場合や過小の場合に発電するようにしてもよい。

この圧縮空気貯蔵発電装置によれば、別の発電システムを有するため、自然エネルギーを用いた発電装置の出力が、故障や長期間停止など想定外に不安定な場合にも発電出力を確実に維持できる。

相対的に大容量のタンクに鉱山の坑道または地下空洞を使用してもよい。

密閉性のよい坑道であればタンクとして使用でき、設備コストが極めて低減される。一般に、CAES設備の製造にあたり、コストの主要な要因は大容量のタンクの製造であることが多い。従って、大容量のタンクに代替するものとして密閉性のよい坑道や地下空洞を使用することで大幅にコストを低減できる。大容量のタンクに限らず、小容量のタンクとして休鉱山の坑道や地下空洞を使用する場合でも同様にコスト低減には有効である。また、長年に亘って適切な維持管理を必要とする坑道(又は廃坑道)を有効利用できる。

制御手段は、圧縮機からいずれのタンクに圧縮空気を供給するか切り替える注入側弁と、タンクからいずれの膨張機に圧縮空気を供給するか切り替える排出側弁と、自然エネルギーの発電出力を測定する出力センサと、タンク内の圧力を測定する圧力センサと、制御装置とを含み、制御装置は、出力センサ及び圧力センサの測定値に基づいて注入側弁及び排出側弁を開閉してもよい。

本発明の他の態様は、自然エネルギーを用いて発電した電力により駆動される、互いに電気的に並列に接続された複数のモータと、このモータと機械的に接続され、空気を圧縮する複数の圧縮機と、この圧縮機により圧縮された空気を貯蔵する、少なくとも2つの容量の異なるタンクと、このタンクから供給される圧縮空気によって駆動される複数の膨張機と、この膨張機と機械的に接続され、互いに電気的に並列に接続された複数の発電機とを備えた圧縮空気貯蔵発電装置の圧縮空気貯蔵発電方法であって、自然エネルギーによる発電電力のうち、長周期の変動電力には相対的に大容量のタンクを使用し、短周期の変動電力には相対的に小容量のタンクを使用し、長周期及び短周期の変動電力の両方を平準化して電力需要に応じた電力を出力する制御を行う、圧縮空気貯蔵発電方法を提供する。

本発明によれば、長周期と短周期の各変動電力に対して容量の異なるタンクをそれぞれ使用しているため、長周期と短周期の変動電力の両方を効率的に平準化して電力需要に応じた電力を出力することができる。

第1実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の概略構成図。 図1の風力発電装置の1日の電力推移(自然エネルギーによる変動出力)、及び、短周期と長周期の変動電力に対する各平準化目標曲線。 図1の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の長周期変動に対する制御方法を示すフローチャート。 図1の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の短周期変動に対する制御方法を示すフローチャート。 第1実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の変形例を示す概略構成図。 図4とは異なる場合の図1の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の短周期変動に対する制御方法を示すフローチャート。 図6Aに関する4つのサブフローチャート。 第2実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の概略構成図。 第3実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の概略構成図。 第4実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の概略構成図。 第5実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES)発電装置の概略構成図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の圧縮空気貯蔵(CAES:compressed air energy storage)発電装置1の概要ブロック図を示している。このCAES発電装置1は、自然エネルギーを利用して発電する場合の出力変動を平準化するとともに、電力需要の変動に合わせた出力を行うためのものである。

図1を参照して、CAES発電装置1の構成を説明する。

CAES発電装置1は、風力発電装置2(この第1実施形態では2台の風車を備えた発電設備)の出力変動を平準化する。CAES発電装置1は、モータ3a〜3c、圧縮機4a〜4c、圧縮空気貯蔵用のタンク5a〜5c、注入側弁6a〜6e、膨張機7a〜7c、排出側弁8a〜8e、発電機9a〜9c、出力センサ10、圧力センサ11a〜11c、及び制御装置12を備える。制御手段22は、注入側弁6a〜6e、排出側弁8a〜8e、出力センサ10、圧力センサ11a〜11c、及び制御装置12を備える。

風力発電装置2により発電された電力は、互いに電気的に並列に接続されたモータ3a〜3cに供給される。この電力によりモータ3a〜3cが駆動される。モータ3a〜3cは、圧縮機4a〜4cに機械的にそれぞれ接続されている。圧縮機4a〜4cは、モータ3a〜3cを駆動させることでそれぞれ作動する。圧縮機4a〜4cは、吸引した空気を圧縮し、タンク5a〜5cへ圧送する。これにより、タンク5a〜5cに圧縮空気としてエネルギーを蓄積できる。

本実施形態では、3基のタンク5a〜5cが設けられている。相対的に小容量のタンク(小容量タンク)5a,5bが2基、及び相対的に大容量のタンク(大容量タンク)5cが1基である。小容量タンク5a,5bは、5分から20分程度(1時間未満)持続して空気を貯蔵又は発電できる容量である。大容量タンク5cは、1〜8時間程度(1時間以上)持続して空気を貯蔵又は発電できる容量である。風力や太陽光を用いて発電される変動電力に対応するには、小容量タンクと大容量タンクの閾値を1時間程度に設定するのが望ましい。小容量タンク5a,5bには、空気供給路を介してモータ3a,3b及び圧縮機4a,4bがそれぞれ1つずつ接続されている。大容量タンク5cには、全てのモータ3a〜3c及び圧縮機4a〜4cが空気供給路を介して接続されている。本発明に係るCAES発電装置1では、少なくとも2基の容量の異なるタンク5a〜5cが、設けられていればよい。従って、例えば小容量タンク5a,5bは、1基であってもよいし、又は3基以上であってもよい。大容量タンク5cは、2基以上であってもよい。このように、小容量タンク5a,5b及び大容量タンク5cの数について、少なくとも各1基設けられていればよく、特にその数を限定しないことは後述する第2から第5実施形態においても同様である。また、小容量タンクと大容量タンクの容量についても明確な区切りがある訳ではなく、相対的に大容量なタンクと小容量なタンクがあればよい。さらに、小容量タンク5a,5bは同容量である必要はなく、後述するようにタンク5aを優先的に制御する場合は、タンク5aをタンク5bより小容量のものとすることもできる。

大容量タンク5cには、岩塩層空洞、休鉱山の坑道、下水配管・縦孔などの地下空洞や、水中に沈めた袋状の容器を使用してもよい。密閉性のよい坑道であればタンク5a〜5cとして利用でき、設備コストが極めて低減される。一般に、CAES設備の製造にあたり、コスト増加の要因は大容量のタンク5cの製造であることが多い。従って、大容量のタンク5cに代替するものとして密閉性のよい坑道を使用することで、大幅に設備コストを低減できる。大容量のタンク5cに限らず、小容量のタンク5a,5bとして休鉱山の坑道を利用する場合でも同様にコスト低減には有効である。また、適切な維持管理に多年に亘って維持費を必要とする坑道(又は廃坑道)の有効利用策としても期待できる。

圧縮機4a〜4cとタンク5a〜5cとの間の空気供給路には、注入側弁6a〜6eが設けられている。この注入側弁6a〜6eにより、各圧縮機4a〜4cからいずれのタンク5a〜5cに圧縮空気を供給するか切り替える。

小容量タンク5a,5bは、空気供給路を介して膨張機7a,7b及び発電機9a,9bにそれぞれ接続されている。大容量タンク5cは、空気供給路を介して全ての膨張機7a〜7c及び発電機9a〜9cに接続されている。

タンク5a〜5cに蓄積された圧縮空気は、膨張機7a〜7cに供給される。この圧縮空気により膨張機7a〜7cは駆動される。タンク5a〜5cと膨張機7a〜7cとの間の空気供給路には、排出側弁8a〜8eが設けられている。この排出側弁8a〜8eにより、各タンク5a〜5cからいずれの膨張機7a〜7cに圧縮空気を供給するか切り替える。膨張機7a〜7cは、互いに電気的に並列に接続されており、発電機9a〜9cに機械的にそれぞれ接続されている。発電機9a〜9cは、膨張機7a〜7cを駆動させることで作動し、発電する。

出力センサ10は風力発電装置2の出力を測定する。CAES発電装置1の入力部分における電力等を測定してもよいし、風力発電装置2から出力信号として受け取ってもよい。圧力センサ11a〜11cは、タンク5a〜5c内の圧力をそれぞれ測定する。制御装置12は、注入側弁6a〜6e及び排出側弁8a〜8eと電気的に接続されている。制御装置12により、出力センサ10及び圧力センサ11a〜11cの測定値に基づいて、注入側弁6a〜6e及び排出側弁8a〜8eの開閉が制御される。

なお、風力発電装置2とモータ3a〜3cの間、及び系統とモータ9a〜9cとの間には、トランス、インバータ、継電器、遮断機等の電力機器(図示省略)が配置されている。この実施形態では圧力センサ11a〜11cを用いたが、タンク内の空気残量を検出することができればよく、圧力センサ以外の検出器を設けてもよい。

また、本第1実施形態における圧縮機4a〜4c、膨張機7a〜7cは同じ容量のものを使用してもよいし、圧縮機4c>圧縮機4b>圧縮機4a、膨張機7c>膨張機7b>膨張機7aの順に大きさを変えてもよい。一般的に言って、圧縮機・膨張機は、容量が小さいほど応答性がよく、容量が大きいほど効率が高い。これらの有利な点を活かすため、短周期変動への対応には、相対的に容量が小さい圧縮機・膨張機の使用が好ましく、長周期変動への対応には、相対的に容量が大きい圧縮機・膨張機の使用が好ましい。

このように、CAES発電装置1は、圧縮空気によるエネルギーを利用する。従って、環境に有害な物質を排出しない点で有効である。また、エネルギーの蓄積に2次電池やキャパシタを使用していない。2次電池やキャパシタは使用に際して、不利な点がある。2次電池は廃棄コストが高く、サイクル寿命(充放電のサイクル数)が短い。種類によっては、充電率、電圧の監視、及び温度管理が必要となる。キャパシタはエネルギー密度が低く、高価である。

次に、CAES発電装置1の平準化方法及びその制御方法について詳細に説明する。

図2は、風力発電装置2の出力変動の1日の推移例(自然エネルギーによる変動出力)と、平準化の目標とする2つの曲線(長周期需要曲線及び短周期基準曲線)を示している。風力発電装置2の出力変動は、出力センサ10によって測定され、制御装置12によって長周期変動と短周期変動とに区別して認識される。ここでは、長周期とは数時間単位の変動を示し、短周期とは数分単位の変動を示す。秒単位の変動についてはフィルタ等により除去する。短周期の変動は、主に小容量タンク5a,5bを用いて平準化する。長周期の変動に対しては、主に大容量タンク5cを用いて需要曲線に応じた電力を出力する。大容量タンク5cと比較して、小容量タンク5a,5bを利用した発電は、発電に適した圧力になるまで昇圧するのにかかる時間が短く、常に適正な圧縮空気量を蓄えた状態で発電できるので応答性がよい。従って、変動周期の長さに応じて容量の異なるタンク5a〜5cを使用することで、特に短周期変動に対して追従性よく平準化できる。

長周期変動と短周期変動のうち、まず、長周期変動に対する制御方法について説明する。

図3は、長周期変動に対する制御方法を示すフローチャートである。図3に示すように、長周期変動に対して発電を行う場合と蓄電を行う場合がある。長周期変動に対して発電を行う場合、大容量タンク5cの圧縮空気を利用して、膨張機7cを駆動して発電する。この際、排出側弁8cを開く。長周期変動に対して蓄電を行う場合、圧縮機4cを使用して大容量タンク5cに圧縮空気を充填する。この際、注入側弁6cを開く。この場合、圧縮機4a,4bは使用しなくてもよいが、急速充填をする場合には圧縮機4a,4bも使用してもよい。同様に、膨張機7a,7bは使用しなくてもよいが、放電電力を増加させる必要がある場合には膨張機7a,7bを使用してもよい。

制御装置12は、発電と蓄電の切り替えや圧縮機・膨張機の回転数制御を行う。この切り替えの判断は、図2の長周期需要曲線に基づいて行われる。風力発電装置2の出力(出力センサ10の測定値)が、長周期需要曲線以上である場合には蓄電を行う。一方、長周期需要曲線よりも下にある場合には発電を行う。このように、出力センサ10の出力を、目標とする長周期需要曲線に近づけるような制御を行う。ここで、長周期需要曲線は、例えば、長年にわたって蓄積されてきた過去の電力使用量データに基づいて、当日の曜日や気象条件等によって決定する。

次に、短周期変動に対する制御方法ついて説明する。

図4は、短周期変動に対する制御方法を示すフローチャートである。長周期変動の場合と同様に、短周期変動に対して、発電を行う場合と蓄電を行う場合がある。短周期変動に対して発電を行う場合、例えば、小容量タンク5aの圧縮空気を利用して、膨張機7aを回転させて発電する。この際、排出側弁8aを開き、排出側弁8dを閉じる。短周期変動に対して蓄電を行う場合、例えば、圧縮機4aを使用して小容量タンク5aに圧縮空気を充填する。この際、注入側弁6aを開き、注入側弁6dを閉じる。

制御装置12は、長周期変動に対する場合と同様に、短周期変動に対しても発電と蓄電の切り替えを行う。この切り替えの判断は、図2に破線で示される短周期基準曲線に基づいて行われる。風力発電装置2の出力(出力センサ10の測定値)が、短周期基準曲線以上である場合に蓄電を行う。一方、短周期基準曲線よりも下にある場合には発電を行う。このように風力発電装置2の出力(出力センサ10の測定値)が、目標とする短周期基準曲線に近づくように平準化を行う。ここで、短周期基準曲線は、例えば直前の所定時間における平均値に基づいて決定する。

圧縮機4a〜4c及び膨張機7a〜7cには、一般に、ターボ式とスクリュ式、スクロール式及びロータリー式に代表される容積式の2つの種類がある。ここで、小容量タンク5a,5bに接続される圧縮機4a,4bと膨張機7a,7bは共に、容積式であることが好ましい。また、大容量タンク5cに接続される圧縮機4c及び膨張機7cも、共に容積式が好ましい。この構成により、ターボ式ではなく容積式を採用することで回転数制御を行うことができ、安定した発電を行うことができる。また、容積式は、ターボ式に比べて小流量(低回転数)でも効率が落ちないので、タンクに蓄えられた圧縮空気量が少ない場合でも安定した発電ができ、制御範囲を拡張できる。特に、小容量タンク5a,5bに接続される圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bは短周期変動を平準化するため、良好な追従性が必要であり、容積式であることが特に有効である。なお、本実施形態の場合、圧縮機4a〜4c及び膨張機7a〜7cには、容積式の中でも比較的大容量なものに適しているスクリュ式(詳しくは、ツインスクリュ式)の圧縮機および膨張機を使用している。

上記構成以外にも、大容量タンク5cに接続される圧縮機4c及び膨張機7cは、共にターボ式であり、一方、小容量タンク5a,5bに接続される圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bは、共に容積式であってもよい。この構成により、既設のCAES設備(タンク5c、圧縮機4c、膨張機7c)に小容量の容積式圧縮機4a,4b、容積式膨張機7a,7b、及びタンク5a,5bを追加して設置することができる。これには、既設のCAES設備は一般にターボ式であり、この既設の設備をそのまま利用できる利点がある。また、新設の場合であっても、大容量タンク5cに接続される圧縮機4c及び膨張機7cは長周期変動に対応することを主目的としているので、ターボ式でも対応することができる。

短周期の変動電力に対しては小型の圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bを使用し、長周期の変動電力に対しては大型の圧縮機5c及び膨張機7cを使用することが好ましい。この構成により、小型の圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bの方が入力に対する応答性が良いので、短周期変動に対する追従性が向上する。

短周期変動を平準化する場合、制御装置12は、出力センサ10を使用して測定する短周期の変動電力の振幅に基づいて、圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bの台数制御と回転数制御を行う。ただし、回転数制御を行う場合、圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bは、容積式である必要がある。例えば、台数制御に関しては、小容量タンク5aに接続された圧縮機4a及び膨張機7aを基本的に使用する。しかし、圧縮機4a及び膨張機7aでは平準化しきれない程大きく短周期基準曲線から変動電力の振幅が乖離した場合は、運転台数を増加する(圧縮機4b又は膨張機7bを合わせて使用する)。この際、圧縮機4a〜4cと膨張機7a〜7cの動作に合わせて注入側弁6a〜6e及び排出側弁8a〜8eを制御する。特に急激な変動に対応する必要がある場合には、全ての圧縮機4a〜4c又は全ての膨張機7a〜7cを同時に運転してもよい。このようにすることで、より広範な平準化が可能となる。回転数制御に関しても同様に、平準化の程度に応じて圧縮機4a〜4c及び膨張機7a〜7cの回転数(出力)を増減させ、最適な平準化を行う。

本実施形態においては、小容量タンク5a,5bが2基設けられている。従って、制御装置12は、圧力センサ11a〜11cの測定値に基づいて、小容量タンク5a,5bのいずれを使用するのかをさらに判断する。図4は、特に小容量タンク5aをメインタンク5aと設定した場合の制御を示している。

図4を参照して、短周期変動に対して発電を行う場合、小容量タンク5aが発電に適した充填量であれば小容量タンク5aを使用する(排出側弁8aを開き、排出側弁8dを閉じる)。小容量タンク5aが空であるか充填量が低い場合及び小容量タンク5bの充填量が十分である場合、小容量タンク5bを使用する(排出側弁8bを開き、排出側弁8eを閉じる)。小容量タンク5a,5bが共に空であるか充填量が低い場合で、かつ大容量タンクの充填量が十分である場合は、止むを得ず大容量タンク5cを使用する(排出側弁8c〜eのいずれかを開き、その他の排出側弁を閉じる)。

なお、小容量タンク5aまたは5bの空気量が低い場合、適宜、大容量タンク5cから小容量タンク5a,5bに圧縮空気を差圧充填してもよい。これを示したのが、図5である。大容量タンク5cは、小容量タンク5a,5bに圧縮空気を供給できるように、タンク間空気供給弁21a,21bを介して接続されている。タンク間空気供給弁21a,21bとしては、小容量タンクと大容量タンクの圧力差に基づいて開閉制御される電磁弁や圧力差で自動開閉する差圧制御弁を用いることができる。このように、大容量タンク5cから小容量タンク5a,5bに空気を差圧充填する構成とできることは、後述する第2から第5実施形態においても同様である。

短周期変動に対して蓄電を行う場合、小容量タンク5aが満タンでなければ小容量タンク5aに圧縮空気を充填する(注入側弁6aを開き、注入側弁6dを閉じる)。小容量タンク5aが満タンの場合で小容量タンク5bが満タンでない場合、小容量タンク5bに圧縮空気を充填する(注入側弁6bを開き、注入側弁6eを閉じる)。小容量タンク5a,5bが共に満タンの場合、大容量タンク5cに圧縮空気を充填する(注入側弁6cを開く)。

このようにして、仮に小容量タンク5a,5bが全て空になった場合でも、大容量タンク5cの圧縮空気を使用して膨張機7a,7bを駆動することができる。従って、短周期変動が平準化されなくなるという場合を回避できる。

これに代えて、小容量タンクに優先順位の高いメインタンクを設定しない方法であってもよい。図6A及び図6Bは、小容量タンク5a,5bを交互に使用する制御方法を示している。

短周期変動に対して発電を行う場合、制御装置12により記憶されたフラグに基づいて処理1〜4を選択する。処理1では、小容量タンク5aが空(または圧縮空気量が少ない場合。以下同じ。)でない場合、小容量タンク5aを使用する(排出側弁8aを開き、排出側弁8dを閉じる)。小容量タンク5aが空である場合及び小容量タンク5bが空でない場合、フラグ=2に変更し、小容量タンク5bの使用を開始する(排出側弁8bを開き、排出側弁8eを閉じる)。小容量タンク5a,5bが共に空の場合、フラグ=3に変更し、大容量タンク5cを使用する(排出側弁8d,8eのいずれかを開き、その他の排出側弁を閉じる)。処理2では、小容量タンク5bが空でない場合、小容量タンク5bを使用する(排出側弁8bを開き、排出側弁8eを閉じる)。小容量タンク5bが空である場合及び小容量タンク5aが空でない場合、フラグ=1に変更し、小容量タンク5aの使用を開始する(排出側弁8aを開き、排出側弁8dを閉じる)。小容量タンク5b,5aが共に空の場合、フラグ=4に変更し、大容量タンク5cを使用する(排出側弁8d,8eいずれかを開き、その他の排出側弁を閉じる。この場合、長周期変動に対する制御は、排出側弁8cを開いておくことで引き続き膨張機7cが担う。)。処理3では、小容量タンク5bが空でない場合、フラグ=2に変更し、小容量タンク5bを使用する(排出側弁8bを開き、排出側弁8eを閉じる)。小容量タンク5bが空である場合、大容量タンク5cを使用する(排出側弁8a、8bを閉じ、排出側弁8d又は/及び8eを開く)。処理4では、小容量タンク5aが空でない場合、フラグ=1に変更し、小容量タンク5aを使用する(排出側弁8aを開き、排出側弁8dを閉じる)。小容量タンク5aが空である場合、大容量タンク5cを使用する(排出側弁8a、8bを閉じ、排出側弁8d又は/及び8eを開く)。

短周期変動に対して蓄電を行う場合、制御装置12により記憶されたフラグにより圧縮空気を充填するタンク5a〜5cを選択する。フラグ=1又はフラグ=3の場合、小容量タンク5bが満タンでなければ小容量タンク5bに圧縮空気を充填する(注入側弁6bを開き、その他の弁を閉じる)。小容量タンク5bが満タンである場合で小容量タンク5aが満タンでない場合、小容量タンク5aに圧縮空気を充填する(注入側弁6aを開き、その他の弁を閉じる)。小容量タンク5b,5aが共に満タンの場合、大容量タンク5cに圧縮空気を充填する(注入側弁6d,6eのいずれかを開き、その他の弁を閉じる)。フラグ=2又はフラグ=4の場合、小容量タンク5aが満タンでなければ小容量タンク5aに圧縮空気を充填する(注入側弁6aを開き、その他の弁を閉じる)。小容量タンク5aが満タンである場合で小容量タンク5bが満タンでない場合、小容量タンク5bに圧縮空気を充填する(注入側弁6bを開き、その他の弁を閉じる)。小容量タンク5a,5bが共に満タンの場合、大容量タンク5cに圧縮空気を充填する(注入側弁6d,6eのいずれかを開き、その他の弁を閉じる)。

このように、小容量タンク5a,5bを交互に使用することで、小容量タンク5a,5bのいずれかの使用頻度が高くならないようにする。従って、小容量タンク5a,5bのいずれかのみが使用劣化することを防止できる。また、メインタンク5aを設定した場合と同様に、仮に小容量タンク5a,5bが全て空の場合でも、大容量タンク5cの圧縮空気を使用して膨張機7a,7bを駆動する。従って、短周期変動が平準化されなくなるという場合を回避できる。なお、小容量タンク5a,5bを交互に使用するだけでなく、両方を同時に使用すれば、より広範囲の変動を平滑化することができる。

メインタンク5aを設定する場合又はしない場合のいずれの方法においても、タンク5a〜5cが許容圧力を超えないように図示しない安全弁が設けられている。安全弁は、許容圧力を超える恐れがある場合、タンク5a〜5cに貯蔵した圧縮空気を許容圧力以下で大気に開放するように予め設定されている。すべてのタンク5a〜5cが満タンの場合で、かつ平滑化のために風力発電装置2の電力を消費する必要がある場合は、いずれかの圧縮機4a〜4cを駆動し、発生した空気を大気放出すればよい。

メインタンク5aを設定する場合又はしない場合のいずれの方法においても小容量タンク5a,5bの使用に関しては、完全に空になるまで使用しなくてもよい。小容量タンク5a,5bの残存空気量が減少すると、膨張機7a,7bに供給される空気量が減少し、十分な発電量を確保できなくなる場合がある。しかし、このように残存空気量に一定の閾値を設けることで、発電に必要な一定以上の空気供給量(又は圧力)を維持した状態で圧縮空気を使用できる。

本発明によれば、長周期と短周期の各変動電力に対して容量の異なるタンクをそれぞれ使用しているため、長周期と短周期の変動電力の両方を効率的に平準化し、需要電力に応じた電力を出力することができる。また、必要に応じて短周期変動に対しても大容量タンク5cを使用することで、小容量タンク5a,5bが全て空の場合でも、平準化を行うことができる。こういう場合を避けるために、小容量タンク5a,5bの空気残量が減った場合、大容量タンク5cから小容量タンク5a,5bに差圧充填することが望ましい。

(第2実施形態)
図7は、第2実施形態のCAES発電装置1を示している。本実施形態のCAES発電装置1は、1基の小容量タンク5aに各2台(複数)の圧縮機4a,4bと膨張機7a,7bが接続されていることに関する部分以外の構成は図1の第1実施形態と同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

図7を参照して、第2実施形態のCAES発電装置1は、小容量タンク5aと大容量タンク5bがそれぞれ1基設けられている。小容量タンク5aには、モータ3a,3b、圧縮機4a,4b、膨張機7a,7b、及び発電機9a,9bがそれぞれ接続されている。大容量タンク5bには、全てのモータ3a〜3c、圧縮機4a〜4c、膨張機7a〜7c、及び発電機9a〜9cがそれぞれ接続されている。この構成により、モータ3a〜3c、圧縮機4a〜4c、膨張機7a〜7c、及び発電機9a〜9cが各タンクに対して各1台のみ設けられた場合と比較して、小容量タンク5aに急速に圧縮空気を蓄積することができる。また、小容量タンクが1つでよいので設備コストと設置面積を抑えることができる。

CAES発電装置1の平準化方法及びその制御方法に関しては、長周期変動を平準化して電力需要に合った電力を出力する場合は、第2実施形態も第1実施形態と同様である。

短周期変動を平準化する場合、制御装置12は、短周期基準曲線に基づいて、圧縮機4a〜4c及び膨張機7a〜7cの台数制御と回転数制御を行う。小容量タンク5aに圧縮空気を充填し、蓄電する場合、圧縮機4a,4bを1台又は2台使用できる。例えば、圧縮機4aを1台使用する場合、注入側弁6a,6dを開き、少なくとも注入側弁6eを閉じる。また、圧縮機4a,4bを2台使用する場合、注入側弁6a,6b,6d,6eを開き、少なくとも注入側弁6fを閉じる。このように、使用する圧縮機4a,4bの台数を調整し、小容量タンク5aへの圧縮空気の充填速度・充填量を調整できる。同様に、小容量タンク5aの圧縮空気を使用して発電する場合、膨張機7a,7bに関して、1台又は2台使用できる。例えば、1台の膨張機7a(発電機9a)を使用する場合、排出側弁8a,8dを開き、排出側弁8eと必要に応じたその他の排出側弁を閉じる。また、2台の膨張機7a,7b(発電機9a,9b)を使用する場合、排出側弁8a,8b,8d,8eを開き、少なくとも排出側弁8fを閉じる。このように、使用する膨張機7a,7b(発電機9a,9b)の台数を調整し、発電する電力量を調整できる。また、ここで記載した部分以外の短周期変動の平準化方法及び制御は、第2実施形態も第1実施形態と同様である。

(第3実施形態)
図8は、第3実施形態のCAES発電装置1を示している。本実施形態のCAES発電装置1は、各タンク5a,5bへの圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bの接続構成に関する部分以外の構成は図1の第1実施形態と同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

図8を参照して説明する。第3実施形態のCAES発電装置1は、小容量タンク5aと大容量タンク5bがそれぞれ1基設けられている。各タンク5a,5bには、モータ3a,3b、圧縮機4a,4b、膨張機7a,7b、及び発電機9a,9bがそれぞれ1つずつ接続されている。具体的には、小容量タンク5aに対しては圧縮機4a及び膨張機7aのみが接続されている。大容量タンク5bに対しては圧縮機4b及び膨張機7bのみが接続されている。即ち、圧縮機4aから大容量タンク5bに圧縮空気を供給することはできない。また、大容量タンク5bを使用して膨張機7aに圧縮空気を供給することはできない。この構成により、各空気供給路の設計圧力が異なる場合、及び、タンク5a,5bが隣接して配設できない場合(特に大容量タンク5bが地下空洞や廃坑道等で距離が離れている場合)にも対応可能となる。

CAES発電装置1の平準化方法及びその制御方法に関しては、長周期変動を平準化して電力需要に合った電力を出力する場合は、第3実施形態も第1実施形態と同様である。

短周期変動を平準化する場合、制御装置12は、短周期基準曲線に基づいて、圧縮機4a,4b及び膨張機7a,7bの台数制御と回転数制御を行う。小容量タンク5aに圧縮空気を充填し、蓄電する場合、圧縮機4aにより圧縮空気を充填する(注入側弁6aを開き、その他の注入側弁を閉じる)。また、小容量タンク5aの圧縮空気を使用して発電する場合、膨張機7a及び発電機9aにより発電する(排出側弁8aを開き、その他の排出側弁を閉じる)。また、ここで記載した部分以外の短周期変動の平準化方法は、第1実施形態と同様である。

(第4実施形態)
図9は、第4実施形態のCAES発電装置1を示している。本実施形態のCAES発電装置1は、熱交換器13a〜13d及び蓄熱部14a,14bに関する部分以外の構成は図1の第1実施形態と同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

図9を参照して説明する。第4実施形態のCAES発電装置1は、小容量タンク5aと大容量タンク5bがそれぞれ1基設けられている。各タンク5a,5bには、モータ3a,3b、圧縮機4a,4b、膨張機7a,7b、及び発電機9a,9bがそれぞれ1つずつ接続されている。各タンク5a,5bの出入口に熱交換器13a〜13dと、熱交換器13a〜13dに接続された蓄熱部14a,14bとをそれぞれさらに設けている。

圧縮機4a,4bで圧縮されることにより温度上昇した空気は、各タンク5a,5bに蓄積されている間、大気中に熱を放出し、CAES発電装置1の系からエネルギーが損失する。これを防止するために、圧縮機4aにより圧縮された空気は、小容量タンク5aに供給される前に、入口側熱交換器13aにおいて熱媒に熱回収(吸熱)される。入口側熱交換器13aにおいて熱交換により吸熱した熱媒は、ポンプ15aにより蓄熱部14aに供給され、蓄熱される。蓄熱部14aで蓄熱された熱は、小容量タンク5aから吐出されて膨張機7aに供給される圧縮空気に出口側熱交換器13bを介して戻される。同様に、圧縮機4bにより圧縮された空気は、大容量タンク5bに供給される前に、入口側熱交換器13cにおいて熱媒に熱回収(吸熱)される。入口側熱交換器13cにおいて吸熱した熱媒は、ポンプ15bにより蓄熱部14bに供給され、蓄熱される。蓄熱部14bにより蓄熱された熱は、小容量タンク5bから吐出されて膨張機7bに供給される圧縮空気に出口側熱交換器13dを介して戻される。

この構成により、圧縮機4a,4bで発生する熱を各タンク5a,5bに供給する前に回収し、膨張機7a,7bに供給される圧縮空気に戻すことで充放電効率を向上できる。即ち、各タンク5a,5bでの圧縮空気の熱放出によるエネルギー損失を防止し、エネルギー効率を向上できる。

CAES発電装置1の平準化方法及びその制御方法に関しては、長周期変動及び短周期変動共に第3実施形態と同様である。

各タンク5a,5bの出口に図示しない加熱機構をさらに設けてもよい。この構成によれば、膨張直前の空気を加熱することで充放電効率を向上できる。タンクにおいて熱放出し、エネルギー損失した圧縮空気に対して、加熱機構からの加熱により熱エネルギーを加えることで、損失したエネルギーを回復できる。また、図示しない別のシステムにおいて排熱などの熱源がある場合には、その排熱を有効利用できる。さらに、第1実施形態のように小容量タンクを複数設けてもよい。

(第5実施形態)
図10は、第5実施形態のCAES発電装置1を示している。本実施形態のCAES発電装置1は、蒸気駆動発電機16及びバイナリ発電機17に関する部分以外の構成は図1の第1実施形態と同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

図10を参照して、第5実施形態のCAES発電装置1は、小容量タンク5aと大容量タンク5bがそれぞれ1基設けられている。各タンク5a,5bには、モータ3a,3b、圧縮機4a,4b、膨張機7a,7b、及び発電機9a,9bがそれぞれ1つずつ接続されている。本実施形態では、CAESシステムの発電機9a,9bに加えて、別の蒸気源18からの蒸気を受けて発電する蒸気駆動発電機16(発電機9c)とバイナリ発電システム17の発電機9dの4つの発電機9a〜9dを備える。

図10の蒸気駆動発電機16は、蒸気源18から発生した蒸気を受けて発電する。この際、蒸気源18から発生した蒸気は、ドレン分離機19により湿分を分離され、蒸気駆動発電機16に供給される。蒸気駆動発電機16により発電された電力は、CAES発電装置1により発電された電力と合わせて図示しない系統に供給される。

バイナリ発電システム17は、加熱源により沸点の低い媒体を加熱し、蒸発させ、その蒸気で例えばタービンを回す発電方式である。沸点の低い媒体には、例えば、ペンタン又はイソブタンといった有機物質、及び、代替フロン又はアンモニアと水の混合液などが用いられる。蒸気駆動発電機16を駆動させた後の蒸気(例えば120℃程度)は、熱交換器13aにより沸点の低い媒体と熱交換を行う。沸点の低い媒体は、熱交換器13aで得た熱により蒸発し、この蒸気は発電機9dに接続した膨張機7dに供給され、発電を行う。膨張機7dにより膨張した蒸気は、熱交換器13bにより吸熱され、凝縮する。そして、凝縮した沸点の低い媒体は、ポンプ15aにより熱交換器13aに供給される。熱交換機13bにより沸点の低い媒体と熱交換した冷却水はクーリングタワー20に供給され、冷却される。冷却された冷却水はポンプ15bにより熱交換器13bに供給される。

この第5実施形態の構成によれば、CAES発電装置1による発電以外の別の外部発電機(蒸気駆動発電機16及びバイナリ発電システム17)を有するため、風力発電装置2の出力が、故障や長期間停止など想定外に過度に不安定な場合や、想定外に過小な場合にも発電出力を確実に維持できる。

CAES発電装置1の平準化方法及びその制御方法に関しては、長周期変動及び短周期変動共に第3実施形態と同様である。

ここで記載した各実施形態では、圧縮機と膨張機の台数が等しいものを説明したが、圧縮機と膨張機の台数・容量は揃える必要はなく、圧縮機側を小さく(又は少なく)して膨張機側を大きく(又は多く)することも可能であるし、その反対も可能である。

ここで記載した各実施形態において、自然エネルギーによる発電装置2の対象は、風力を記載したが、本発明のCAES発電装置1は、これらに限定されるものではない。具体的には、風力、太陽光、太陽熱、波力又は潮力、流水又は潮汐、及び地熱等、自然の力で定常的(もしくは反復的)に補充されるエネルギーを利用したもの全てを対象とすることが可能である。ただし、気象条件によって変動が激しい風力発電や太陽光発電に特に有効である。

1 圧縮空気貯蔵発電装置(CAES発電装置)
2 風力発電装置
3a,3b,3c モータ
4a,4b,4c 圧縮機
5a,5b,5c タンク
6a,6b,6c,6d,6e,6f 注入側弁
7a,7b,7c 膨張機
8a,8b,8c,8d,8e,8f 排出側弁
9a,9b,9c 発電機
10 出力センサ
11a,11b,11c 圧力センサ
12 制御装置
13a,13b,13c,13d 熱交換器
14a,14b 蓄熱部
15a,15b ポンプ
16 蒸気駆動発電機
17 バイナリ発電機
18 蒸気源
19 ドレン分離機
20 クーリングタワー
21a,21b タンク間空気供給弁
22 制御手段

Claims (13)

  1. 自然エネルギーを用いて発電した電力により駆動される、互いに電気的に並列に接続された複数のモータと、
    前記モータと機械的に接続され、空気を圧縮する複数の圧縮機と、
    前記圧縮機により圧縮された空気を貯蔵する、少なくとも2つの容量の異なるタンクと、
    前記タンクから供給される圧縮空気によって駆動される複数の膨張機と、
    前記膨張機と機械的に接続され、互いに電気的に並列に接続された複数の発電機と、
    前記自然エネルギーによる発電電力のうち、長周期の変動電力には相対的に大容量の前記タンクから前記膨張機に前記圧縮空気を供給し、短周期の変動電力には相対的に小容量の前記タンクから前記膨張機に前記圧縮空気を供給することによって、前記発電機を駆動し、長周期及び短周期の変動電力の両方を平準化して電力需要に応じた電力を出力する制御を行う制御手段と
    を備える、圧縮空気貯蔵発電装置。
  2. 少なくとも2つの容量の異なる前記タンクは、互いに流体的に接続されており、
    相対的に小容量の前記タンクの内圧が相対的に大容量の前記タンクの内圧よりも所定以上小さいとき、相対的に大容量の前記タンクから相対的に小容量の前記タンクに前記圧縮空気を差圧充填するタンク間空気供給弁をさらに備える、請求項1に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  3. 少なくとも2つの容量の異なる前記タンクのうち、相対的に小容量の前記タンクは、1時間未満持続して発電できる容量であり、少なくとも2つの容量の異なる前記タンクのうち、相対的に大容量の前記タンクは、1時間以上持続して発電できる容量である、請求項1または請求項2に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  4. 前記制御手段は、前記長周期の変動電力に対しては長周期需要曲線に基づいて、及び、前記短周期の変動電力に対しては短周期基準曲線に基づいて、長周期及び短周期の各変動電力をそれぞれ平準化して電力需要に応じた電力を出力する制御を行う、請求項1から請求項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  5. 相対的に小容量の前記タンクに接続される前記圧縮機及び前記膨張機は、共にスクリュ式である、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  6. 相対的に大容量の前記タンクに接続される前記圧縮機及び前記膨張機も、共にスクリュ式である、請求項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  7. 相対的に大容量の前記タンクに接続される前記圧縮機及び前記膨張機の少なくとも1つが、ターボ式であり、相対的に小容量の前記タンクに接続される前記圧縮機及び前記膨張機は、共にスクリュ式である、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  8. 前記短周期の変動電力には小型の前記圧縮機及び前記膨張機を少なくとも使用し、前記長周期の変動電力には大型の前記圧縮機及び前記膨張機を少なくとも使用する、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  9. 前記タンクの入口に前記圧縮機で圧縮されて温度上昇した空気を熱媒と熱交換する入口側熱交換器を設け、該入口側熱交換器で熱交換された熱媒を蓄える蓄熱部を設け、前記タンクの出口に前記タンクから吐出された空気を前記蓄熱部から吐出された熱媒と熱交換して加熱する出口側熱交換器を設けた、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  10. 前記発電機の出力部に前記発電機とは別の外部発電機を設け、自然エネルギーを用いて発電した電力が過度に不安定な場合や過小の場合に発電する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  11. 相対的に大容量の前記タンクに鉱山の坑道又は地下空洞を使用した、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  12. 前記制御手段は、
    前記圧縮機からいずれの前記タンクに圧縮空気を供給するか切り替える注入側弁と、
    前記タンクからいずれの前記膨張機に圧縮空気を供給するか切り替える排出側弁と、
    前記自然エネルギーの発電出力を測定する出力センサと、
    前記タンク内の圧力を測定する圧力センサと、
    制御装置とを含み、
    前記制御装置は、前記出力センサ及び前記圧力センサの測定値に基づいて前記注入側弁及び前記排出側弁を開閉する、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  13. 自然エネルギーを用いて発電した電力により駆動される、互いに電気的に並列に接続された複数のモータと、
    前記モータと機械的に接続され、空気を圧縮する複数の圧縮機と、
    前記圧縮機により圧縮された空気を貯蔵する、少なくとも2つの容量の異なるタンクと、
    前記タンクから供給される圧縮空気によって駆動される複数の膨張機と、
    前記膨張機と機械的に接続され、互いに電気的に並列に接続された複数の発電機とを備える圧縮空気貯蔵発電装置の圧縮空気貯蔵発電方法であって、
    前記自然エネルギーによる発電電力のうち、長周期の変動電力には相対的に大容量の前記タンクから前記膨張機に前記圧縮空気を供給し、短周期の変動電力には相対的に小容量の前記タンクから前記膨張機に前記圧縮空気を供給することによって、前記発電機を駆動し、長周期及び短周期の変動電力の両方を平準化して電力需要に応じた電力を出力する制御を行う、圧縮空気貯蔵発電方法。
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