JP6479806B2 - エネルギーを貯蔵するためのシステムおよび方法 - Google Patents
エネルギーを貯蔵するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6479806B2 JP6479806B2 JP2016536468A JP2016536468A JP6479806B2 JP 6479806 B2 JP6479806 B2 JP 6479806B2 JP 2016536468 A JP2016536468 A JP 2016536468A JP 2016536468 A JP2016536468 A JP 2016536468A JP 6479806 B2 JP6479806 B2 JP 6479806B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- shaft
- hollow shaft
- fluid
- seal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 43
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 102
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 64
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 55
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 description 42
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 41
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 9
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 9
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 8
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
- E02B9/02—Water-ways
- E02B9/06—Pressure galleries or pressure conduits; Galleries specially adapted to house pressure conduits; Means specially adapted for use therewith, e.g. housings, valves, gates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D13/00—Large underground chambers; Methods or apparatus for making them
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/006—Sealing arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/57—Seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/42—Storage of energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
- F15B1/04—Accumulators
- F15B1/045—Dead weight accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/30—Accumulator separating means
- F15B2201/31—Accumulator separating means having rigid separating means, e.g. pistons
- F15B2201/312—Sealings therefor, e.g. piston rings
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49236—Fluid pump or compressor making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Actuator (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
本出願は、2013年8月22日に出願された米国仮特許出願第61/868,927号明細書の優先権を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
図2を参照すると、揚水発電の制約を回避し、同時に、同様またはより良好なエネルギー貯蔵性能および経済性を提供する、エネルギーを貯蔵するためのエネルギー貯蔵システム60が示される。エネルギー貯蔵システム60は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる2012年5月1日に本発明者に付与された「System and Method for Storing Energy」という名称の米国特許第8,166,760号明細書に記載される、エネルギーを貯蔵するためのシステムと動作が類似でもよい。エネルギー貯蔵システム60は、風力または太陽光などの源からの、オフピークのまたは再生可能なエネルギーを貯蔵するために利用されてもよい。
図3を参照すると、エネルギーを貯蔵するための大規模なエネルギー貯蔵システム100が示される。エネルギー貯蔵システム100は、上記のエネルギー貯蔵システム60と同様に作動し、水などの作動流体で満たされる内部容積を有する深い垂直シャフト104に吊り下げられる大型ピストン102として示される本体を含む。ピストン102は、その高さに沿った比較的一定の周縁と、平滑で硬い外面とを有するように構成される。ピストン102はシャフト104の内部容積を、ピストン102より上の第1のすなわち上方チャンバ106と、ピストン102より下の第2のすなわち下方チャンバ108とに分割する。チャンバ106および108は、通路110を通して互いに流体連通する。通路110は、垂直通路112(たとえば、導水路)を含む。垂直通路112は、上方の交差通路116(たとえば、放水路)を通して上方チャンバ106と連通し、下方の交差通路118を通して下方チャンバ108と連通する。ピストン102がシャフト104内を移動すると、チャンバ106および108の容積が増加および減少し、チャンバ106および108の間の流体を、通路110を通して強制的に流す。他の実施形態において、下方通路108は、通路を通して上方チャンバ106と流体連通しなくてもよい。代わりに、下方通路108は、たとえばシャフト104と近接して設けられる貯水池またはタンクなどの非加圧流体の別の源と流体連通してもよい。
W=力×距離=14,700N×1,000m=14.7メガジュール≒4.1キロワット時
250メートルの高度変化による移動を行う約174,000立方メートルの容積を有するコンクリートのピストンの場合、結果として生じる貯蔵容量は、40メガワット時を超える。
ピストン102およびシャフト104は比較的簡素化された構築技術で構築され、エネルギー貯蔵および発生のための広い電力範囲を提供する。ここで図4を参照すると、シャフト104は、1つの例示的な実施形態により、岩盤に形成されていることが示される。シャフト104は、最初、岩石に穴をあけ、掘削穴に爆発材料を装填することによって形成されてもよい。爆発材料は爆発し、岩石を細かく破壊する。破砕された岩石片は、掘削機140によってコンベヤ142に積まれ、岩石片はシャフト104の外に移される。コンベヤ142は、水平コンベヤ144および垂直コンベヤ146の両方を含んでもよい。岩石片は、コンベヤ142に積む前に、砕岩機でサイズを小さくしてもよい。シャフト104がエネルギー貯蔵システム100の要件に十分な深さに達するまで、掘削プロセスは続けられる。
図7〜9を参照すると、掘削プロセスによる別の例示的な実施形態によって構築されているピストン102が示される。掘削プロセスは、後述されるように、上記の製作プロセスと同様のピストン102およびシャフト104の構造を発生させるが、ピストン102は、岩石片およびコンクリートなどの充填材料から形成される芯の代わりに、本来の岩石から形成される芯を有する。
ここで図13〜17を参照すると、例示的な実施形態による、エネルギー貯蔵システム100のためのシールアセンブリ130が示される。シールアセンブリ130は、上方チャンバ106と下方チャンバ108との間で、シャフト104内部のピストン102を通り過ぎる過度の流体漏れを防止するように構成される。シールアセンブリ130は、ピストン102とシャフト104の壁152に連結されるライナ154との間の隙間に配設される。例示的な実施形態によると、シールアセンブリ130は、ライナ154に固定されるシールアセンブリマウント210によって、ライナ154に連結される。シールアセンブリ130は、ピストン102の外面214に摺動自在に係合する複数のシール212を含む。外面214は、平滑で硬い表面(たとえば、外層166または内層170の硬化された外面)であるように構成され、シール212に対する摩耗を減少させ、シールアセンブリ130を通り過ぎる流体の漏れを減少させる。
歪=500MPa/180GPa=2.8×10−3=0.28%
.0028×π×96=0.84フィート(26センチメートル)
歪=1200MPa/210GPa=0.57%
ここで図20を参照すると、ピストン受け台260が、シャフト104の下部分に配設されて示される。ピストン受け台260は、ピストンとシャフト壁との間の隙間を徐々に細め、流体の流れを収縮させる。ピストン102がシャフト104の床156に接近すると、ピストン102とシャフト104の壁との間の隙間が減少し、ピストン102のまわりの下方チャンバ108から上方チャンバ106への作動流体の流動速度を減少させる。流動速度の減少により、ピストン102の下の下方チャンバ108の圧力は増加し、ピストン102の下降を遅らせるためのクッションを提供する。したがって、ピストン受け台260は、シールアセンブリ130がピストン102の上昇により故障した場合にピストン102の下降を遅らせるための機構を提供する。
ここで図21〜22を参照すると、ピストンガイド270として示される位置合せ部材は、ピストン102とシャフト104の壁との間の空間に高度差をつけて設けられる。ピストンガイド270は、ピストン102の傾きまたは側方移動を抑制し、ピストン102の垂直の向き、およびシャフト104の中央位置を維持する。シャフト104内のピストン102の位置を調整することによって、ピストンガイド270は、ピストン102とシャフト104の壁との間のミスアラインメントまたは接触によって引き起こされる摩擦による、シールアセンブリ130、ライナ154、またはピストン102の損傷、およびシステム効率の減少を防止する。ピストンガイド270は、ピストン102がシャフト104の中央に位置することを維持し、シールアセンブリ130の故障の場合にさえ制御されていない落下を防止するように構成され、それによって、破局故障の可能性を減少させ、エネルギー貯蔵システム100の運用上の柔軟性を増加させる。
ここで図25を参照すると、エネルギー貯蔵システム100が、1つまたは複数の粒子トラップ280を含むことが示される。エネルギー貯蔵システム100の構築からとどまっている、またはピストン102またはシャフト104の壁の劣化によって発生する粒子は、エネルギー貯蔵システム100の中を流れ、ポンプタービン72およびシールアセンブリ130などの構成部品に摩耗損傷を引き起こす可能性がある。前記の構築方法は、シャフト104またはピストン102の壁からそのような粒子が放出されることを最小化するように構成される。しかし、摩耗粒子は、さらにピストン102およびシャフト104の構築の結果として生じることがあり、またはエネルギー貯蔵システムを満たすために使用される作動流体などのその他の源からエネルギー貯蔵システム100にもたらされることがある。粒子トラップ280は、摩耗粒子がエネルギー貯蔵システム100の中を自由に流れて、構成部品に損傷を与えることを防止するように構成される。
ここで図26を参照すると、発電室128がさらに詳細に示される。主弁282は、ポンプタービン120と垂直通路112との間の上方交差通路116の第2の部分123に配設される。例示的な実施形態によると、主弁282は、水力発電システムで一般に使用される弁と同様の球状弁である。第2の弁284は、上方交差通路116の開口部の下の、垂直通路112に配設される。例示的な実施形態によると、第2の弁284はゲート弁である。第2の弁284は、垂直通路112を閉じることができ、垂直通路112または発電室128の整備を可能にするためにシャフト104からの流体流れを防止し、たとえば、または垂直通路112の上方部分の漏れ口から作動流体が流出することを防止する。上方交差通路116への接続より上の垂直通路の頂端部は、空気を含んでもよく、そして、サージチャンバ286を形成してもよい。サージチャンバ286の空気は、作動流体の圧力の急激な変化に応じてクッションを提供し、ウォーターハンマーを軽減する。主弁282またはポンプタービン120の損傷または不具合の場合には、垂直通路112からシャフト104への追加の流体通路(図示せず)が設けられてもよい。追加の流体通路は、作動流体が発電室128を迂回することを可能にし、ピストン102を下降させ、作動流体の圧力を軽減する。
Claims (17)
- 本体と、
流体を含有するための内部容積を画定する壁を有する中空シャフトであって、前記本体が、前記中空シャフトの前記内部容積内での第1の高度位置から第2の高度位置への重力による移動のために、前記中空シャフトの前記内部容積内に配設される、中空シャフトと、
前記本体と前記中空シャフトの前記壁との間に配設されるシール部材であって、取付面に連結され、かつ摺動自在に接触面に係合し、前記内部容積を前記本体の垂直下方に位置する第1の部分と前記本体の垂直上方に位置する第2の部分とに分割する、シール部材と、
前記中空シャフトの前記内部空間の前記第1の部分と流体連通するための、前記中空シャフトと流体連通する流体通路と、
電気エネルギーモータ/発生機であって、前記流体通路に動作可能に連結され、前記電気エネルギーモータ/発生機を駆動し、前記第1の高度位置から前記第2の高度位置への重力による前記本体の移動時に電気を発生させる、電気エネルギーモータ/発生機と
を備え、
前記中空シャフトの前記壁が前記取付面を備え、および前記本体の外周面が前記接触面を備え、前記本体が前記第1の位置と前記第2の位置との間を移動するとき、前記シール部材が絶えず前記本体に係合し、
前記シール部材がシールキャリアに取り付けられ、前記シールキャリアが、前記第1の位置と前記第2の位置との間の前記本体の前記動きに対して横方向に移動することができるように前記取付面に連結され、前記シールキャリアが、拡張または収縮できる周縁を有する、
エネルギーを貯蔵するためのシステム。 - 前記接触面が平滑な垂直面を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記接触面が±100mm以内の鉛直度を有する、請求項2に記載のシステム。
- 前記接触面が0.5μm未満の平均粗さを有する、請求項2に記載のシステム。
- 前記シールキャリアが垂直面を備え、前記内部容積の前記第1の部分の前記流体が前記垂直面に内向き力を与えて、前記シール部材を前記接触面に押しやる、請求項1に記載のシステム。
- 前記シール部材が、前記本体と前記中空シャフトの前記壁との間から上方向に取りはずし可能であるように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記中空シャフトの前記内部容積に配設される受け台であって、ソケットを画定する内面を備え、前記ソケットが前記本体の下部分を受けるように構成される、受け台をさらに備え、前記本体と前記内面との間の空間の断面積が、前記本体と前記中空シャフトの前記壁との間の空間の断面積より小さい、請求項1に記載のシステム。
- 前記本体の周囲のまわりに配設され、前記中空シャフトの前記壁に連結され、かつ前記本体の外周面に摺動自在に係合する複数の位置合せ部材をさらに備え、前記位置合せ部材が、前記中空シャフトの中心に向かう方向に、前記本体への力を加えて、前記本体の前記外周面と前記中空シャフトの前記壁との間の隙間を維持し、前記第1の位置と前記第2の位置との間の前記本体の前記動きに対して横方向の前記本体の移動を抑制する、請求項1に記載のシステム。
- 前記位置合せ部材が、前記流体を前記中空シャフトの前記内部容積から除去することなく、前記本体と前記中空シャフトの前記壁との間から取りはずし可能であるように構成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記複数の位置合せ部材のうちの1つに配設され、前記第1の位置と前記第2の位置との間の前記本体の前記動きに対して横方向への前記本体の移動を検出するように構成される、測定装置をさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記複数の位置合せ部材によって前記本体に加えられる前記力を制御可能に増加または減少させることができる、請求項8に記載のシステム。
- 前記流体通路と流体連通し、および前記電気エネルギーモータ/発生機に機械的に連結され、前記流体通路から流体圧を受けて、前記電気エネルギーモータ/発生機を駆動し、前記第1の高度位置から前記第2の高度位置への重力による前記本体の移動時に電気を発生させるタービンをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記流体通路と流体連通し、および前記電気エネルギーモータ/発生機に機械的に連結され、前記電気エネルギーモータ/発生機によって駆動されて、前記流体通路に流体圧を加え、前記第2の高度位置から前記第1の高度位置へ前記本体を移動させることによってエネルギーを貯蔵する流体ポンプをさらに備える、請求項12に記載のシステム。
- 前記タービンが、前記中空シャフト内に含有される前記流体の流体レベルより上に設置される、請求項13に記載のシステム。
- 前記流体ポンプと前記第1の部分との間の前記通路に配設されるカットオフバルブをさらに備える、請求項14に記載のシステム。
- 前記タービンと前記第1の部分との間の前記通路に配設される弁をさらに備える、請求項15に記載のシステム。
- 前記本体および前記中空シャフトの前記壁が、前記内部容積内に含有される前記流体を実質的に通さない、請求項1に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361868927P | 2013-08-22 | 2013-08-22 | |
US61/868,927 | 2013-08-22 | ||
PCT/US2014/052187 WO2015027113A1 (en) | 2013-08-22 | 2014-08-21 | System and method for storing energy |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016530443A JP2016530443A (ja) | 2016-09-29 |
JP2016530443A5 JP2016530443A5 (ja) | 2017-09-21 |
JP6479806B2 true JP6479806B2 (ja) | 2019-03-06 |
Family
ID=52480543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016536468A Active JP6479806B2 (ja) | 2013-08-22 | 2014-08-21 | エネルギーを貯蔵するためのシステムおよび方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9869291B2 (ja) |
EP (1) | EP3036433B1 (ja) |
JP (1) | JP6479806B2 (ja) |
KR (1) | KR20160045765A (ja) |
CN (1) | CN105556112B (ja) |
AU (2) | AU2014308692B2 (ja) |
CA (1) | CA2921649A1 (ja) |
MX (1) | MX2016002245A (ja) |
RU (1) | RU2016107759A (ja) |
WO (1) | WO2015027113A1 (ja) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITBO20130004A1 (it) * | 2013-01-03 | 2014-07-04 | Otello Gnani | Apparato di conversione energetica. |
NO2707224T3 (ja) * | 2014-02-25 | 2018-03-24 | ||
DE102015103760A1 (de) * | 2015-03-13 | 2016-09-15 | Heindl Energy Gmbh | Dichtungsbahn zur Herstellung einer Dichtung für einen Lageenergiespeicher und Verfahren zur Montage einer Dichtung aus Dichtungsbahnen für einen Lageenergiespeicher |
DE102016101983A1 (de) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | Heindl Energy Gmbh | Verfahren und System zum bodenseitigen Abtrennen eines aus einem Gestein herauszuarbeitenden Körpers |
JP6039121B1 (ja) * | 2016-03-10 | 2016-12-07 | 株式会社東芝 | 揚水発電制御装置および揚水発電制御方法 |
IT201600082036A1 (it) * | 2016-08-04 | 2018-02-04 | Luca Sangermano | Impianto di produzione di energia idroelettrica da impianti di distribuzione idrica |
US10100803B1 (en) * | 2016-09-07 | 2018-10-16 | Alfredo Alvarado | Ocean wave-crest powered electrical generator in combination with pumped storage |
US10483567B2 (en) | 2017-01-04 | 2019-11-19 | Saudi Arabian Oil Company | Mechanical energy storage in flow batteries to enhance energy storage |
CN107426295B (zh) * | 2017-06-09 | 2023-06-23 | 国家电网公司 | 抽水蓄能电站输水系统的实时监测系统及方法 |
CN108005843B (zh) * | 2017-11-24 | 2019-11-05 | 蒋钱 | 一种抽水蓄能机组调度方法 |
RU181163U1 (ru) * | 2018-01-19 | 2018-07-05 | Юрий Арсентьевич Чашков | Накопитель энергии гидромеханический (нэгм) |
DE102019104306A1 (de) * | 2019-02-20 | 2020-08-20 | Udo Gärtner | Pumpspeicherkraftwerk, Verfahren zum Betreiben eines Pumpspeicherkraftwerks und Pumpspeichersystem |
CN109881956B (zh) * | 2019-02-27 | 2021-03-19 | 东北电力大学 | 一种新型抽水储能装置 |
CN110436067A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-12 | 集美大学 | 一种下埋式储能罐体结构 |
DE102019212059A1 (de) * | 2019-08-12 | 2021-02-18 | Delta Energy Gmbh & Co. Kg 1 | System und Verfahren zur Speicherung und Abgabe von Energie |
WO2021069763A1 (es) | 2019-10-08 | 2021-04-15 | Vega Cama Sergio Rafael | Sistema de generación de energía eléctrica a partir de una fuerza gravitacional obtenida en un proceso de bombeo de dióxido de carbono |
WO2021069762A1 (es) | 2019-10-08 | 2021-04-15 | Vega Cama Sergio Rafael | Sistema de generación de energía eléctrica a partir de una fuerza de empuje aerostático |
RO133988A3 (ro) * | 2019-11-20 | 2021-05-28 | Rareş Alexandru Gărduş | Sistemul de stocare a energiei electrice în ciclu combinat gravitaţional-hidraulic |
CN110953117A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-03 | 河南名海发电设备有限公司 | 循环水力发电装置 |
WO2021231200A1 (en) | 2020-05-11 | 2021-11-18 | Renewell Energy | Well-based potential energy conversion systems and methods |
CN112696305B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-29 | 中国科学院电工研究所 | 流体复用储能系统 |
AU2022269597A1 (en) * | 2021-05-04 | 2023-11-16 | Gravity Power, Llc | Gpp seal system maintenance, replacement and seismic isolation |
CN114481979B (zh) * | 2022-02-21 | 2024-02-06 | 黄祖华 | 一种抽水蓄能电站的建造方法 |
WO2023229902A1 (en) * | 2022-05-23 | 2023-11-30 | Energy Future Inc | Electric energy storage in the form of underground gravity and buoyant energy |
JP7218977B1 (ja) | 2022-09-07 | 2023-02-07 | 株式会社T-Betz | 蓄電装置 |
MA57941A1 (fr) * | 2022-09-29 | 2024-03-29 | Institut De Rech En Energie Solaire Et Energies Nouvelles Iresen | Dispositif de stockage d’énergie gravitaire renforcé par des ressorts de compression et de traction à fonctionnement simultané |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1582985A (en) * | 1924-03-31 | 1926-05-04 | Hanel Paul Theodor | Hydraulic accumulator |
US1921617A (en) * | 1928-01-04 | 1933-08-08 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Waterless gasometer |
CH598535A5 (ja) * | 1976-12-23 | 1978-04-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
JPS62188698U (ja) * | 1986-05-21 | 1987-12-01 | ||
US4845376A (en) * | 1988-01-19 | 1989-07-04 | Bendiks Donald J | Buoyant gas activated hydroelectric generator |
WO2004038183A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-06 | Cong Nhan Huynh | Engine for generating mechanical energy |
JP4336681B2 (ja) | 2006-02-01 | 2009-09-30 | 綿半テクノス株式会社 | エレベータシャフト用基礎の構築方法及びこれに用いるpc基礎並びにレベル調整用梁材 |
US8166760B2 (en) | 2008-02-06 | 2012-05-01 | Launchpoint Technologies, Inc. | System and method for storing energy |
CN101260857A (zh) | 2008-04-23 | 2008-09-10 | 齐峰 | 浮力转换压力的发电装置 |
WO2011114199A1 (en) | 2010-03-15 | 2011-09-22 | Thomas, James Medley | A system for energy storage and generation |
DE102010034757B4 (de) * | 2010-08-19 | 2013-02-14 | Prof. Dr. Eduard Heindl | Energiespeicher auf Basis von Lageenergie durch hydraulische Hebung einer Felsmasse |
US20140042753A1 (en) * | 2011-03-03 | 2014-02-13 | Research Triangle Institute, International | Energy storage reservoir |
-
2014
- 2014-08-21 MX MX2016002245A patent/MX2016002245A/es unknown
- 2014-08-21 CA CA2921649A patent/CA2921649A1/en not_active Abandoned
- 2014-08-21 JP JP2016536468A patent/JP6479806B2/ja active Active
- 2014-08-21 US US14/465,736 patent/US9869291B2/en active Active
- 2014-08-21 EP EP14837373.1A patent/EP3036433B1/en active Active
- 2014-08-21 AU AU2014308692A patent/AU2014308692B2/en active Active
- 2014-08-21 KR KR1020167006811A patent/KR20160045765A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-08-21 WO PCT/US2014/052187 patent/WO2015027113A1/en active Application Filing
- 2014-08-21 CN CN201480050099.4A patent/CN105556112B/zh active Active
- 2014-08-21 RU RU2016107759A patent/RU2016107759A/ru not_active Application Discontinuation
-
2018
- 2018-09-27 AU AU2018236818A patent/AU2018236818B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2014308692A1 (en) | 2016-03-03 |
CA2921649A1 (en) | 2015-02-26 |
MX2016002245A (es) | 2016-05-31 |
EP3036433A1 (en) | 2016-06-29 |
RU2016107759A (ru) | 2017-09-26 |
US9869291B2 (en) | 2018-01-16 |
KR20160045765A (ko) | 2016-04-27 |
EP3036433A4 (en) | 2017-03-29 |
AU2018236818A1 (en) | 2018-10-18 |
CN105556112A (zh) | 2016-05-04 |
US20150056085A1 (en) | 2015-02-26 |
CN105556112B (zh) | 2018-01-30 |
EP3036433B1 (en) | 2019-05-15 |
JP2016530443A (ja) | 2016-09-29 |
WO2015027113A1 (en) | 2015-02-26 |
AU2014308692B2 (en) | 2018-06-28 |
RU2016107759A3 (ja) | 2018-05-15 |
AU2018236818B2 (en) | 2020-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6479806B2 (ja) | エネルギーを貯蔵するためのシステムおよび方法 | |
US9611867B2 (en) | Energy storage system | |
EP2832666A1 (en) | Installation for storing compressed air | |
KR20130100965A (ko) | 포텐셜 에너지 저장 시스템 및 이러한 시스템의 제작방법 | |
KR101550737B1 (ko) | 고압 유체 저장조 시공방법 | |
US20210207771A1 (en) | Hydrostatically compensated compressed gas energy storage system | |
CN104034592A (zh) | 适于钻孔制样的岩体三轴压缩试验方法 | |
JP7431965B2 (ja) | 組み合わされた重力水圧式電気エネルギー貯蔵システム | |
KR101321929B1 (ko) | 기밀성과 안정성이 향상된 라이닝을 구비하는 압축공기 에너지 저장용 고압 유체저장조 | |
CN114086600A (zh) | 一种储能轮及其真空室的建造方法 | |
US20240200524A1 (en) | Gpp seal system maintenance, replacement and seismic isolation | |
CN115218112B (zh) | 用于松散地层的重力压缩空气储能系统的竖井及储能系统 | |
JP6983623B2 (ja) | 高圧流体貯蔵設備、及び電力貯蔵システム | |
NL2004468C2 (nl) | Pompaccumulatiecentrale voor het opslaan van energie. | |
CN118242102A (zh) | 一种竖井储气硐群及压缩空气储能系统 | |
CN117988926A (zh) | 一种露天矿坑回填建造地下储气库的方法及地下储气库 | |
CN115680557A (zh) | 废弃井巷空间压气储能利用围岩治理防渗透及劣化的方法 | |
KR20130000164A (ko) | 플러그의 밀폐성이 향상된 고압 유체저장조 | |
Allen et al. | Pumped Storage Hydrolectric Plants With Underground Lower Reservoirs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170810 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180703 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190206 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6479806 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |