JP6496479B2 - Renewable energy transfer regeneration method - Google Patents

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Description

本発明は、太陽光、風力、潮位差などの再生可能エネルギを搬送した後に再生するのに好適な再生可能エネルギ搬送再生方法に関する。   The present invention relates to a renewable energy transport and regeneration method suitable for regeneration after transporting renewable energy such as sunlight, wind power, and tide level difference.

過去100年程度の短期間における化石燃料を使用した人類の種々の活動により、大気中の二酸化炭素(CO:温室効果ガス)濃度が急速に増大している。その結果、異常気象の多発、氷河の溶解による海水面の上昇等の現象が現実化している。それに対して多くの科学者は、この状態を放置した場合の環境変化を予測して、地球的規模で何らかの対策を講じなければならないと提言している。即ち、化石燃料利用社会からの決別であり、化石燃料エネルギに代わるクリーンな代替エネルギへの転換が叫ばれている。
そこで、地球的規模で再生可能エネルギを用いた発電システムの利用が切望されている。
従来、再生可能エネルギを用いた発電システムは、多くが実用化されている一方、日本国にあっては、内陸部、砂漠地域、海岸地域に限られて実用化されている。
例えば、太陽光を利用した太陽光発電は、「メガソーラ発電」と呼ばれ、日本国内では休耕田や丘陵地を利用して1000KW/日程度の発電システムが稼働している。
しかし、我が国は、北半球の東経135度から150度、北緯25度から45度に位置し、四季を有することから、梅雨や台風、降雪などの気象条件下にあることを避けられない状況にある。さらに年間の降水量が平均1500mm(東京都)など、照射する太陽光を有効的に電気に変換できる気候条件が揃っているとはいえない。
Due to various activities of human beings using fossil fuels in the short period of time in the past 100 years or so, the concentration of carbon dioxide (CO 2 : greenhouse gas) in the atmosphere is rapidly increasing. As a result, phenomena such as frequent occurrence of abnormal weather and sea level rise due to melting of glaciers have been realized. On the other hand, many scientists suggest that some measures should be taken on a global scale in anticipation of changes in the environment if this state is left unattended. In other words, it is a break from the society using fossil fuels, and a shift to clean alternative energy to replace fossil fuel energy is screamed.
Therefore, the use of a power generation system using renewable energy on a global scale is eagerly desired.
Conventionally, many power generation systems using renewable energy have been put into practical use, but in Japan, they are put into practical use only in inland areas, desert areas, and coastal areas.
For example, solar power generation using sunlight is called “mega solar power generation”, and a power generation system of about 1000 KW / day is operating in Japan using fallow fields and hills.
However, Japan is located at 135 to 150 degrees east longitude and 25 to 45 degrees north latitude in the northern hemisphere, and has four seasons, so it is inevitable that it is in meteorological conditions such as rainy season, typhoon, and snowfall. . Furthermore, it cannot be said that there are climatic conditions that can effectively convert the sunlight to be irradiated into electricity, such as an average annual precipitation of 1500 mm (Tokyo).

また、風力発電は一部海岸地域や山間部、丘陵地で小規模ながら実用化されている。しかし、風を受けてプロペラが回転する際に発生する低周波音が人体及び畜産に少なからず影響を及ぼすことが報告されている。これらの状況から、海岸線に多くの人が居住している日本国では風力発電を設置する地域はごく限られてくる。
また、潮位差を利用した発電も一部で実用化されているものの、四方を海に囲まれた日本国であっても、発電に効果的な潮位差を得られる場所も海峡と称される地域に限定されるとともに、これらの場所は漁場としても優良であるため、漁業への対策を考慮しなければならずその立地に大きな課題を抱えている。
このように、再生可能エネルギを利用した発電システムは、日本国内においては各々課題を内包しているため、大容量発電の実用化には困難な状況である。
そこで、特許文献1では、太陽光発電パネルを筏上に敷設し、太平洋上の北緯10度から南緯10度、東経170度から西経120度の間をほぼ自転車の速度程度のゆっくりとした速度で帆走しながら発電する海洋移動型太陽光大規模発電システムが提案されている。
詳しくは、特許文献1の発明によれば、太陽光を電気エネルギに変換し、更に電気分解を起こすための電力に電気エネルギを使用して水素に変換し、水素をタンクに貯留し、回収船により回収して水素から電気エネルギに変換するか、又は直接利用するので、赤道に近い日照時間の長い海上で得られた太陽光エネルギを効率よく且つ安価に長距離搬送することができるという効果を有している。
In addition, wind power generation has been put into practical use on a small scale in some coastal areas, mountainous areas, and hilly areas. However, it has been reported that low-frequency sound generated when the propeller rotates in response to wind has a considerable effect on the human body and animal husbandry. Under these circumstances, in Japan, where many people live on the coastline, the area where wind power generation is installed is very limited.
In addition, although power generation using tide level difference has been put into practical use in some areas, even in Japan, which is surrounded by the sea on all sides, the place where the tide level difference effective for power generation can be obtained is also called the strait. These areas are limited to the area, and these places are excellent as fishing grounds, so it is necessary to consider measures for fisheries.
As described above, since power generation systems using renewable energy each have problems in Japan, it is difficult to put large-capacity power generation into practical use.
Therefore, in Patent Document 1, a solar power generation panel is laid on the ridge, and between the latitude 10 degrees north to 10 degrees south latitude and 170 degrees east longitude 120 degrees west on the Pacific Ocean at a slow speed of about the speed of a bicycle. Marine mobile solar power generation systems that generate electricity while sailing have been proposed.
Specifically, according to the invention of Patent Document 1, sunlight is converted into electric energy, and further, electric power is used for electric power for causing electrolysis to be converted into hydrogen, hydrogen is stored in a tank, and a recovery ship is stored. Since it is recovered and converted from hydrogen to electric energy or directly used, the solar energy obtained on the sea with long sunshine hours near the equator can be transported efficiently and inexpensively over a long distance. Have.

WO2011/048981号公報WO2011 / 048981

上述したように、特許文献1の発明にあっては、水素を貯留したタンクを回収船で輸送し、発電所で水素から電気エネルギに変換するという方法を採用していた。
そこで、太陽光から得られた電気エネルギを利用して電気分解により水素に変換する場合、エネルギ変換ロスが少ない変換手法または搬送手法が切望されている。
また、上述した水素に変換する手法に代わって、太陽光から得られた電気エネルギを他の物質に変換する手法が切望されている。
一方、太陽光を電気エネルギに変換し、更に電気エネルギをバッテリに充電した後に輸送するという方法も考えられる。すなわち、発電した大量の電力を海上輸送する手段として、エネルギ変換ロスを避けるために、バッテリを満載した専用船により電気エネルギのままでピストン輸送することを考える。
バッテリの最先端技術は今後とも電気自動車とともに発展すると考えられ、電気自動車用バッテリを使った電力輸送システムの可能性が高いと思われる。
そこで、再生可能エネルギを利用して蓄電された状態の高エネルギ密度蓄電池を製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することが切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することが可能な再生可能エネルギ搬送再生方法を提供することにある。
As described above, the invention of Patent Document 1 employs a method in which a tank storing hydrogen is transported by a recovery ship and converted from hydrogen to electrical energy at a power plant.
Then, when converting into hydrogen by electrolysis using the electric energy obtained from sunlight, the conversion method or the conveyance method with little energy conversion loss is anxious.
Further, in place of the above-described method of converting to hydrogen, a method of converting electric energy obtained from sunlight into another substance is eagerly desired.
On the other hand, a method is also conceivable in which sunlight is converted into electric energy and the electric energy is further charged in a battery and then transported. That is, as a means for transporting a large amount of generated electric power over the sea, it is considered to transport the piston as it is with electric energy by a dedicated ship full of batteries in order to avoid energy conversion loss.
The state-of-the-art battery technology will continue to develop with electric vehicles, and there is a high possibility of electric power transportation systems using batteries for electric vehicles.
Therefore, there is an urgent need to transport a high energy density storage battery that is stored using renewable energy while suppressing power loss.
The present invention has been made in view of the above, and as its purpose, when recovering energy using renewable energy, it can be transported in a state where the loss of the produced power is suppressed. An object of the present invention is to provide an energy transfer regeneration method.

請求項1記載の発明は、上記課題を解決するため、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、金属イオンを含有する電解液、前記電解液が侵入可能又は排出可能な四角形状のスリットが側面に沿って設けられ陰極を内部に収容した着脱可能な陰極用カセット、及び陽極を収容した蓄電池と、を備え、前記電力供給ユニットから蓄電池に直流電力を充電する再生可能エネルギ再生方法であって、充電時に、前記蓄電池内に収容されている前記電解液が前記スリットを介して前記陰極用カセットの内部に出入り可能であり、前記電力供給ユニットから供給される直流電力を前記蓄電池に充電し、前記陰極用カセットの内部に収容された前記陰極に金属を析出させることにより、前記電解液が侵入され、且つ金属が陰極に析出した第1状態にある陰極用カセットを得る充電工程と、前記充電工程による充電後の分離時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第1状態にある陰極用カセット内の前記電解液を前記スリットを介して排出させるとともに、前記蓄電池から当該陰極用カセットを分離することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が陰極に析出した第2状態にある陰極用カセットを得る分離工程と、前記分離工程によ分離後の収容時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第2状態にある陰極用カセットを容器に収容することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が陰極に析出した第2状態にある陰極用カセットを収容した第3状態にある容器を得る収容工程と、前記第3状態にある容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、前記輸送工程による輸送後に、前記第3状態にある容器から前記第2状態にある陰極用カセットを摘出して、前記陽極及び前記電解液とは異なる陽極及び電解液を有する他の蓄電池容器に設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a power supply unit arranged in a floating body floating on the water and outputting DC power generated using renewable energy, and electrolysis containing metal ions. A detachable cathode cassette in which a rectangular slit capable of entering or discharging the electrolyte solution is provided along a side surface and accommodating a cathode therein, and a storage battery accommodating an anode, and the power supply A renewable energy regeneration method for charging DC power from a unit to a storage battery, wherein the electrolyte contained in the storage battery can enter and exit the cathode cassette through the slit during charging, charging the DC power supplied from the power supply unit to the storage battery, in particular metal is deposited on the cathode housed within said cathode cassette , The electrolyte is infiltrated, and a charging step of the metal to obtain a cathode cassette in a first state of being deposited on the cathode, when separation after charging by said charging step, in an inert gas atmosphere, the first state The cathode solution in the cathode cassette is discharged through the slit, and the cathode cassette is separated from the storage battery, so that the discharge by the inert gas becomes impossible and the metal becomes the cathode. a separation step of obtaining a cathode cassette in a second state of being precipitated, the by that when the housing after separation in the separation step, in an inert gas atmosphere, to accommodate the cathode cassette is in said second state into a container makes it is impossible state discharged by the inert gas, and the metal to obtain a container in a third state in which housing a cathode cassette in a second state of being deposited on the cathode housing And degree, the container in the third state from the first point and the transportation step of the first point transported to different second point, after transport by the transport step, the second state from the container is in said third state and excised cathode cassette in, by placing the other battery containers having a different anode and the electrolyte and the anode and the electrolyte, characterized in that it comprises a regeneration step of reproducing a storage battery .

請求項3記載の発明は、上記課題を解決するため、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び少なくとも1つの着脱可能な陰極を収容した蓄電池と、を備え、前記電力供給ユニットから蓄電池に直流電力を充電する再生可能エネルギ再生方法であって、前記電力供給ユニットから供給される直流電力を前記蓄電池に充電し、前記陰極に金属を析出させることにより、金属が析出した第1状態にある陰極を得る充電工程と、前記充電工程による充電後の分離時に、不活性ガス雰囲気下において、前記蓄電池から金属が析出された陰極を分離することにより、不活性ガス雰囲気下にあり、且つ前記金属が析出した第2状態にある陰極を得る分離工程と、前記分離工程によ分離後の収容時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第2状態にある陰極を容器に収容することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が析出した陰極を収容した第3状態にある容器を得る収容工程と、前記第3状態にある容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、前記輸送工程による輸送後に、前記第3状態にある容器から前記第2状態にある陰極を摘出して、前記陽極及び前記電解液とは異なる陽極及び電解液を有する蓄電池容器に設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 3 is a power supply unit that is arranged in a floating body floating on the water and that outputs DC power generated using renewable energy, and an electrolysis containing metal ions. A regenerative energy regeneration method comprising charging a direct current to a storage battery from the power supply unit, the storage battery containing a liquid, an anode, and at least one detachable cathode, and supplied from the power supply unit A charging step of charging direct current to the storage battery and depositing metal on the cathode to obtain a cathode in a first state in which the metal is deposited , and an inert gas atmosphere during separation after charging by the charging step in, by separating the cathode the metal is deposited from the battery is under an inert gas atmosphere, there and in a second state in which the metal is precipitated shade And the obtained separation step, when receiving the separated that by the separation step, in an inert gas atmosphere, the cathode in said second state by accommodating the container, the Unable state discharged by inert gas And a storing step for obtaining a container in a third state containing a cathode on which metal is deposited, and a transporting step for transporting the container in the third state from a first point to a second point different from the first point; after transport by the transport step, and removed a cathode in said second state from a container in the third state, by installing the battery container having a different anode and the electrolyte and the anode and the electrolyte And a regeneration step of regenerating as a storage battery.

請求項4記載の発明は、上記課題を解決するため、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、陽極及び陰極が一体化された電極部、金属イオンを含有する電解液を収容した蓄電池と、を備え、前記電力供給ユニットから蓄電池に直流電力を充電する再生可能エネルギ再生方法であって、充電時に、前記電力供給ユニットから供給される直流電力を前記蓄電池に充電し、前記陰極に金属を析出させることにより、前記電解液が侵入され、且つ金属が陰極に析出した第1状態にある電極部を得る充電工程と、前記充電工程による充電後の分離時に、不活性ガス雰囲気下において、前記蓄電池から前記電極部を分離することにより、不活性ガス雰囲気下にあり、且つ前記金属が陰極に析出した第2状態にある電極部を得る分離工程と、前記分離工程によ分離後の収容時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第2状態にある電極部を容器に収容することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が陰極に析出した電極部を収容した第3状態にある容器を得る収容工程と、前記第3状態にある容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、前記輸送工程による輸送後に、前記第3状態にある容器から前記第2状態にある電極部を摘出して、前記電解液とは異なる電解液を有する蓄電池容器に設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 4 is integrated with a power supply unit that is arranged in a floating body floating on water and outputs DC power generated using renewable energy, and an anode and a cathode. A regenerative energy regeneration method for charging DC power from the power supply unit to the storage battery, wherein the battery is charged from the power supply unit at the time of charging. Charging the storage battery with the supplied DC power and depositing a metal on the cathode to obtain an electrode portion in a first state in which the electrolyte is intruded and the metal is deposited on the cathode; and during separation after charging by the charging step, in an inert gas atmosphere, by separating the electrode portion from the battery is under an inert gas atmosphere, and the metal A separation step of obtaining an electrode portion in a second state of being deposited on the cathode, when receiving the separated that by the separation step, in an inert gas atmosphere, to accommodate the electrode portions in the second state to the vessel To obtain a container in the third state containing the electrode part in which the discharge is impossible due to the inert gas and the metal is deposited on the cathode, and the container in the third state from the first point. a transport step of transporting the different second point from the first point, the following transport by transportation step, by excised electrode portions in the second state from the container is in said third state, different from the electrolyte And a regeneration step of regenerating as a storage battery by being installed in a storage battery container having an electrolytic solution .

本発明によれば、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送した後に再生することができる。   According to the present invention, when recovering energy using renewable energy, the energy can be recovered after being transported in a state where the loss of the produced power is suppressed.

太陽光ソーラセル帆走筏発電システムのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of a solar solar cell sailing power generation system. 太平洋上の晴天域について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the clear sky area on the Pacific Ocean. (a)(b)は筏構造の敷設例について説明するための図である。(A) (b) is a figure for demonstrating the laying example of a ridge structure. 他の筏構造の敷設例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of laying of another eaves structure. 帆柱設置ユニットの構造について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a sail column installation unit. 帆柱設置ユニットの構造について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a sail column installation unit. (a)は筏の上面構造図、(b)(c)は筏と補修用移動台車の側面断面図である。(A) is a top surface structural drawing of a ridge, (b) (c) is side surface sectional drawing of a ridge and the mobile trolley for repair. 蓄電と搬送方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an electrical storage and a conveyance method. (a)は移動航海のサイクルを示す図、(b)は洋上のソーラセルの発電電力ピークを示す図である。(A) is a figure which shows the cycle of a mobile voyage, (b) is a figure which shows the electric power generation peak of the solar cell on the sea. セルユニット、帆柱設置ユニットのハードウエア構成について説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the hardware constitutions of a cell unit and a sail column installation unit. 本発明の第1実施形態に係る再生可能エネルギ搬送再生方法について示す図であり、(a)(b)はリチウム電池空気電池の構成について説明するための図である。It is a figure shown about the renewable energy conveyance reproduction | regeneration method which concerns on 1st Embodiment of this invention, (a) (b) is a figure for demonstrating the structure of a lithium battery air battery. (a)〜(e)はリチウム電池空気電池の構成について説明するための模式図である。(A)-(e) is a schematic diagram for demonstrating the structure of a lithium battery air battery. リチウム空気電池を用いた再生可能エネルギ再生方法について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the renewable energy reproduction | regeneration method using a lithium air battery. (a)〜(c)はリチウム空気電池に用いる陰極用カセットの構成及び再生方法について説明するための概要図である。(A)-(c) is a schematic diagram for demonstrating the structure and reproduction | regeneration method of the cassette for cathodes used for a lithium air battery. 本発明の第2実施形態に係る再生可能エネルギ搬送再生方法について示す図であり、(a)〜(g)はリチウム電池空気電池の構成について説明するための模式図である。It is a figure shown about the renewable energy conveyance regeneration method which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (a)-(g) is a schematic diagram for demonstrating the structure of a lithium battery air cell. リチウム空気電池(図15)を用いた再生可能エネルギ搬送方法について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the renewable energy conveyance method using a lithium air battery (FIG. 15). 本発明の第1実施形態に係る再生可能エネルギ搬送再生方法について示す図であり、マグネシウム空気電池の構成について説明するための図である。It is a figure shown about the renewable energy conveyance reproduction | regeneration method which concerns on 1st Embodiment of this invention, and is a figure for demonstrating the structure of a magnesium air battery. マグネシウム空気電池を再生可能エネルギ再生方法に適用して説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for applying and explaining a magnesium air battery to the renewable energy reproduction | regeneration method. 本発明の第4実施形態に係る再生可能エネルギ製造方法、発電方法、再生方法について示す図であり、マグネシウムMgの製造方法及び発電方法を再生可能エネルギ再生方法に適用して説明するためのフローチャートである。It is a figure shown about the renewable energy manufacturing method, power generation method, and regeneration method which concern on 4th Embodiment of this invention, and is a flowchart for demonstrating applying the manufacturing method and power generation method of magnesium Mg to the renewable energy regeneration method. is there. 海水から塩化マグネシウムを生成するまでの工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the process until it produces | generates magnesium chloride from seawater. マグネシウムMgの発電方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the power generation method of magnesium Mg.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .

<第1前提条件>
次に、本発明の前提となるソーラセル帆走筏の成立性について、「低経緯太平洋ソーラセル帆走筏発電システムの成立性」(2013年9月)を参照して説明する。
まず、ソーラセル帆走筏構想と太平洋低緯度帯の気象・海象条件について説明する。
図1は、太陽光ソーラセル帆走筏発電システムのイメージを示す図である。
このエネルギシステムは、国土の前面に拡がる海洋に着目し、太平洋低緯度公海上で大規模な筏船団が移動しながら、従来とは桁違いの規模で太陽エネルギを利用することを目的とするものである。
商業活動を目的として公海上を航行することは国際法上当然認められるべき権利であるから、航行しながら発電することも基本的に自由であると考えてよい。海洋でこそ容易に達成できるソーラセル筏の大面積化を追求して究極的には25km(5km×5km)とし、1日で得られる太陽エネルギを例えば8kWh/m、ソーラセルの電気変換効率を例えば12%(現時点の家庭用太陽電池の値)で試算する。
1日当たりの発電量は8kWh/m×0.12×25,000,000m=24,000,000kWhである。これは24時間連続稼働する100万kW級の原子力発電所の1日の総発電量1,000,000kW×24h=24,000,000kWhに匹敵する。
<First prerequisite>
Next, the feasibility of solar cell sailing dredging, which is the premise of the present invention, will be described with reference to “feasibility of low-pacific Pacific solar cell sailing dredging power generation system” (September 2013).
First, the solar cell sailing ridge concept and the weather and sea conditions in the low latitudes of the Pacific Ocean will be explained.
FIG. 1 is a diagram showing an image of a solar solar cell sailing power generation system.
This energy system focuses on the ocean spreading to the front of the country, and aims to use solar energy at an order of magnitude larger than before while a large dredger fleet moves on the Pacific low latitude high seas. It is.
Since navigating on the high seas for commercial purposes is a right that should be recognized under international law, it may be considered basically free to generate electricity while navigating. In pursuit of a large solar cell dredging that can be easily achieved in the ocean, the ultimate goal is 25 km 2 (5 km × 5 km). Solar energy obtained per day is 8 kWh / m 2 , for example. For example, it is estimated by 12% (current value of a solar cell for home use).
The power generation amount per day is 8 kWh / m 2 × 0.12 × 25,000,000 m 2 = 24,000,000 kWh. This is equivalent to a daily power generation of 1,000,000 kW × 24h = 24,000,000 kWh at a 1 million kW class nuclear power plant operating continuously for 24 hours.

太平洋の赤道を挟んだ低緯度海域でソーラセル筏や母船などからなる船団が、気象衛星などによる長期気象予報技術を活用して南北太平洋の晴天域を低速帆走しつつ、8kWh/m/day以上の強い太陽エネルギにより太陽光発電をすることを目指す。
このような海洋での太陽エネルギ利用の類似アイデアとしては、オイルショック直後の1970年代に横浜国大とマイアミ大により、洋上の定点にとどまった筏上に設置したミラーにより太陽熱を集めて発電し、液体水素を製造して消費地に運ぶ計画が検討された。また、1980年代には当時の船舶技術研究所において、上記の海洋太陽熱発電計画を実現するための要素技術の検討がなされているが、その後、実現へ向けての動きは見られていない。
Over 8 kWh / m 2 / day, a fleet of solar cell dredgers and motherships sailing at low speed across the equator of the Pacific Ocean and sailing at low speed in the clear sky of the North and South Pacific using long-term weather forecast technology such as weather satellites Aims to generate solar power with strong solar energy.
As a similar idea of solar energy utilization in the ocean, in the 1970s immediately after the oil shock, the Yokohama National University and the University of Miami collected solar heat with a mirror installed on the anchor that stayed at a fixed point on the ocean, and generated electricity. A plan to produce and transport liquid hydrogen to the consumption area was considered. In the 1980s, the ship technology research institute at that time studied elemental technologies for realizing the above-mentioned ocean solar thermal power generation plan.

本構想はそれらとは一線を画し、最近のソーラセル技術の急速な進展を見据え、国際法上自由航行が認められている赤道近傍の公海上で、常に帆走しながら原子力発電所1基分に匹敵する太陽光による大出力発電を行う。ソーラセルによる太陽光発電方式では、ミラー集光が必要な太陽熱発電方式とは異なり、筏の静穏性への要求が大幅に緩和でき、筏の簡素化・大型化により、スケールメリットを生かすことが容易である。これにより従来の小型分散不安定という自然エネルギ利用の制約を打ち破り、大型基幹エネルギとしてスケールメリットを生かすことが可能であり、調べた限りではこれまでに同様な提案は見当たらない。
本構想の最大の特徴は、発電筏船団の晴天域を求めて移動することにある。これは海洋ならでのメリットであり、また移動することにより直下の海中への太陽光の遮断は短時間に押さえられ海生生物に大きな影響を与えずにすむ。しかし、船団の航海に大量のエネルギを使うようではその成立性は望むべくもない。低速ではあっても風力や海流による移動が必須となる。ソーラセル筏を構成する厖大な数の筏ユニット(例えば全体サイズが5km×5kmの場合、平面サイズ100m×100mのユニットが2500個)の集合体が、気象衛星情報などに基づきコンピュータ解析した長期航海計画にしたがって低緯度海域を回遊する。
This concept is in line with them, and in view of the recent rapid development of solar cell technology, the ship is always sailing on the high seas near the equator where free navigation is permitted under international law. Large power generation with comparable sunlight. Unlike solar power generation methods that require mirror focusing, solar cell power generation using solar cells can greatly reduce the need for calmness of the kites, and it is easy to take advantage of scale by simplifying and increasing the size of the kites. It is. As a result, it is possible to break down the conventional restrictions on the use of natural energy, such as small dispersion instability, and to make use of the merit of scale as large-scale core energy, and no similar proposals have been found so far.
The biggest feature of this concept is that it moves in search of the clear sky area of the power dredger fleet. This is a merit unique to the ocean, and by moving, the blockage of sunlight into the ocean just below can be suppressed in a short time without having a major impact on marine life. However, if a large amount of energy is used for the voyage of the fleet, its feasibility cannot be expected. Even at low speeds, movement by wind and ocean currents is essential. Long-term voyage plan in which a large number of dredging units constituting solar cell dredging (for example, if the total size is 5 km x 5 km, 2500 units with a plane size of 100 m x 100 m) are computer-analyzed based on weather satellite information, etc. Follow the low latitude sea area.

得られた電気エネルギの海上輸送は大きな課題である。海水の電気分解を使って変換した水素エネルギをタンカで輸送する方法がまず考えられる。一方、電気エネルギのままでの蓄電池輸送が可能であれば、エネルギ変換ロスを大幅に減らすことができる。ここでは、蓄電池の急速な技術進歩により開発される高エネルギ密度新型蓄電池が近い将来に利用可能になると想定し、バッテリタンカによる電力輸送の可能性を追求する。一方、水素あるいはその化合物による輸送も視野の中に入れる。
各筏ユニットは、撓み性のソーラセルで覆われた帆とそれを支える軽量フロートから構成され、帆は受光効率と帆走効率を考えて可能な範囲で角度制御される構造とする。個々の筏ユニットはワイヤ・圧力チューブ・電気ケーブル類で結ばれて集合体を形成し、一体となって発電しながら晴天海域を移動していく。このとき、複数の母船(例えば、4隻程度)は、筏ユニットの周辺を筏ユニットの航行に合わせて移動する。
母港から操業海域の往復航海では膨大な数の筏ユニットはコンパクトに折り畳まれて運搬・曳航され、発電海域に到着後に海上広く展開できる構造とする。また母船は、筏ユニットの発電・帆走制御、維持補修、発電電力の一時貯蔵とバッテリタンカへの受渡しなど筏船団全体の運転機能を担う。
Sea transportation of the obtained electric energy is a big problem. A method of transporting hydrogen energy converted by seawater electrolysis with a tanker is conceivable. On the other hand, if the storage battery can be transported with electric energy, the energy conversion loss can be greatly reduced. Here, it is assumed that a new high-energy density storage battery developed by rapid technological advancement of the storage battery will be available in the near future, and the possibility of electric power transportation by a battery tanker will be pursued. On the other hand, transport by hydrogen or its compounds is also included in the field of view.
Each saddle unit is composed of a sail covered with a flexible solar cell and a lightweight float that supports the sail, and the sail has a structure in which the angle is controlled as much as possible in consideration of light receiving efficiency and sailing efficiency. Individual dredging units are connected by wires, pressure tubes, and electrical cables to form an aggregate, and move together in clear waters while generating electricity. At this time, a plurality of mother ships (for example, about four ships) move around the dredger unit according to the navigation of the dredger unit.
In the round-trip voyage from the home port to the operating sea area, a huge number of dredging units will be folded and transported and towed in a compact manner so that they can be deployed widely on the sea after arrival at the power generation area. The mother ship is responsible for the entire dredging fleet operating functions, including power generation and sailing control, maintenance and repair of dredging units, temporary storage of generated power and delivery to battery tankers.

自然エネルギを基幹エネルギとして利用できる本システムの本格的な実用化が図れれば、我国の本格的低炭素化が実現可能となるばかりでなく、人類全体のエネルギ利用形態に抜本的変化を引き起こす先駆けとなる。すなわち、化石燃料への依存が低下し、太陽エネルギにより人類文明を支える持続可能な社会の実現に近付ける。実際、我が国のみならず世界の多くの国々が多数の筏船団を浮かべて基幹エネルギを賄えるほど、日射エネルギの豊富な低緯度海域は広大であることは後ほど述べる通りである。広大な面積の低緯度海域において密度の薄い自然エネルギを集中的に集められるこの構想は、従来の自然エネルギ利用の制約をうち破り、エネルギの主役と成りうるものである。
これを実現するためには単に技術的経済的な開発努力だけでは不十分であり、国連のような場における国際的な合意形成と理解促進のための活動も不可欠である。そのためには、早い段階から単に国内だけでなく海外のグループも巻き込んだ開発プログラムに拡大していく必要がある。このように本構想の目的とスケールは全地球的であり、その基本的見通しが得られた段階からは国家プロジェクトあるは国際プロジェクトとして推進すべきことは明白である。
If this system, which can use natural energy as core energy, can be put into full-scale practical use, not only will Japan be able to achieve full carbon reduction, but it will also be a pioneer in causing radical changes in the form of energy use for the entire human race. It becomes. In other words, the dependence on fossil fuels will decrease, and it will approach the realization of a sustainable society that supports human civilization with solar energy. In fact, as will be described later, low-latitude sea areas with abundant solar radiation are so large that not only Japan but many other countries in the world can cover a large number of dredging fleets to cover their core energy. This concept of gathering low-density natural energy intensively in the low-latitude sea area of a vast area breaks the limitations of conventional use of natural energy and can play a leading role in energy.
To achieve this, technical and economic development efforts are not enough, and international consensus building and understanding promotion activities in places like the United Nations are indispensable. To that end, it is necessary to expand from early stages to development programs involving not only domestic but also overseas groups. In this way, the purpose and scale of this concept are global, and it is clear that it should be promoted as a national project or an international project from the stage when the basic prospects are obtained.

ここで、高エネルギ密度蓄電池について検証する。
発電した大量の電力を海上輸送する手段として、エネルギ変換ロスを避けるために、バッテリを満載した専用船により電気エネルギのままでピストン輸送することを考える。
バッテリの最先端技術は今後とも電気自動車とともに発展すると考えられ、電気自動車用バッテリを使った電力輸送システムの可能性が高いと思われる。そのため自動車用バッテリを数十個単位まとめたパッケージを大量に輸送できるタンカとしてその使用を終えた巨大タンカを利用する。バッテリはパッケージ単位で充電スタンドへ運ばれ、自動車1台ごとに使用済みバッテリと丸ごと交換されるシステムが採用されることを想定している。現状ではバッテリの最大エネルギ密度はリチウムイオン電池で0.1〜0.2kWh/kg程度である。
NEDOのロードマップによれば、20年ほど先には新型電池(例えば亜鉛空気電池など)の開発により、0.7kWh/kgまでエネルギ密度を向上させることを目標としている。電気自動車は1kWh当たりほぼ10km走行でき、連続走行距離500kmで50kWhの電力が必要となる。
Here, the high energy density storage battery will be verified.
As a means of transporting a large amount of generated electric power by sea, it is considered to transport the piston with electric energy as it is by a dedicated ship full of batteries in order to avoid energy conversion loss.
The state-of-the-art battery technology will continue to develop with electric vehicles, and there is a high possibility of electric power transportation systems using batteries for electric vehicles. For this reason, a huge tanker that has finished its use is used as a tanker that can transport a large number of packages each containing several tens of automobile batteries. It is assumed that the battery is transported to the charging station in units of packages, and a system that replaces the entire used battery for each automobile is assumed. At present, the maximum energy density of a battery is about 0.1 to 0.2 kWh / kg for a lithium ion battery.
According to the NEDO roadmap, the goal is to improve the energy density to 0.7 kWh / kg by developing a new battery (such as a zinc-air battery) about 20 years ahead. An electric vehicle can travel approximately 10 km per kWh, and requires 50 kWh of power for a continuous travel distance of 500 km.

この将来型バッテリが実現すればバッテリ質量は1個当たり50kWh÷0.7kWh/kg≒70kg/個で済むことになる。このエネルギ密度のバッテリを使って、究極的に5km×5kmのソーラセル巨大筏船団の発電電力を輸送する場合を考える。
例えば、1日の発電量は8kWh/m×0.12×25×10=24×10kWh/dayである。これを50kWh/個で割ると、24×10kWh/day÷50kWh/個=4.8×10個/dayつまり1日当たり48万個で、そのバッテリ質量は70kg/個×4.8×10個/day≒3.4×10kg/day→34,000t/dayとなる。
If this future type battery is realized, the battery mass per battery will be 50 kWh ÷ 0.7 kWh / kg≈70 kg / piece. Consider a case in which the power generated by a solar cell giant dredger fleet of 5 km × 5 km is ultimately transported using a battery having this energy density.
For example, the power generation amount per day is 8 kWh / m 2 × 0.12 × 25 × 10 6 m 2 = 24 × 10 6 kWh / day. When this is divided by 50 kWh / piece, 24 × 10 6 kWh / day ÷ 50 kWh / piece = 4.8 × 10 5 pieces / day, that is, 480,000 pieces per day, and the battery mass is 70 kg / piece × 4.8 × 10 5 pieces / day≈3.4 × 10 7 kg / day → 34,000 t / day.

現在運航している最大級の石油タンカ(VLCC)は例えば30〜50万tの積載質量があるため、同じクラスタンカをバッテリタンカに利用すれば、それ1隻で5km四方の巨大筏船団が実用化した場合でも、その10日〜2週間程度の発電電力が運べることになる。
現在、VLCCはペルシャ湾と日本の往復を荷役も含め、約40日で1往復し、30万トンクラスで4000kLの重油を消費する。
これを参考に、バッテリタンカの航海用エネルギも同程度と考え、4000kLの重油を二次(電気)エネルギ換算(換算率を35%と仮定)すると、重油の発熱量を例えば1×10kcal/kLとして、4000kL×1×10kcal/kL×1.163×10−3kwh/kcal×0.35=16.3×10kwhとなる。これは、タンカ一隻で運ぶ10日分の電力エネルギ24×10kWh/day×10day=240×10kWhの6%程度に当たることになる。
またバッテリタンカの場合、10日〜2週間程度は母船に横付けして直接充電することも考えられるため荷役時間が長くなる可能性があり、5km四方のソーラセル筏船団に対し、これからの詳細検討が必要だが、複数隻のタンカが必要になる。また、これに必要なバッテリ数量は膨大となるため、自動車用より大型の電力輸送専用の高エネルギ密度バッテリも併用する必要があると考えられる。
The largest oil tanker (VLCC) currently in operation has a loading mass of 300,000 to 500,000 tons, for example. If the same class tanker is used as a battery tanker, a large 5km square dredger fleet can be put into practical use. Even if it is changed, the generated power for about 10 days to 2 weeks can be carried.
Currently, VLCC makes one round trip in about 40 days, including the round trip between Persian Gulf and Japan, and consumes 4000 kL of heavy oil in the 300,000-ton class.
With reference to this, the voyage energy of the battery tanker is considered to be about the same, and when 4000 kL of heavy oil is converted into secondary (electric) energy (assuming the conversion rate is 35%), the calorific value of heavy oil is, for example, 1 × 10 7 kcal. / KL is 4000 kL × 1 × 10 7 kcal / kL × 1.163 × 10 −3 kwh / kcal × 0.35 = 16.3 × 10 6 kwh. This is equivalent to about 6% of the electric energy of 10 days carried by one tanker 24 × 10 6 kWh / day × 10 day = 240 × 10 6 kWh.
In the case of a battery tanker, it may be possible to charge the battery directly from the mother ship for about 10 days to 2 weeks, so the cargo handling time may be longer, and there will be a detailed study on a 5km square solar cell dredger fleet. Necessary, but multiple tankers are required. In addition, since the number of batteries required for this is enormous, it is considered necessary to use a high energy density battery dedicated to power transportation larger than that for automobiles.

次に、革新的な筏浮体構造の開発について説明する。
発電を担うソーラセル筏については1ユニットの平面サイズを例えば100m×100mとした場合、2500ユニット程度必要である。これだけ大規模な筏船団がスクリュを回転させて動力航行するには、大量のエネルギが必要なことは、前述したバッテリタンカの航行エネルギからも類推でき、低速ではあっても風力や海流による移動が必須となる。各筏ユニットは、撓み性のソーラセルで覆われた帆・帆柱とそれを支えるフロートから構成され、帆は受光効率と帆走効率を考えて角度制御される。しかし角度を大きくすれば隣接ユニットへの影により受光効率が低下することや筏の構造・強度面の限界からも、それほど大きくない範囲での角度調整となると思われる。
Next, the development of an innovative kite floating structure will be described.
As for the solar cell cage for generating power, about 2500 units are required when the planar size of one unit is 100 m × 100 m, for example. It can be inferred from the battery tanker's navigational energy that the large dredging fleet requires a large amount of energy to rotate the screw for power navigation. Required. Each kite unit is composed of a sail and a pillar covered with a flexible solar cell and a float supporting the sail, and the angle of the sail is controlled in consideration of light receiving efficiency and sailing efficiency. However, if the angle is increased, the light-receiving efficiency is reduced due to the shadow on the adjacent unit, and the angle adjustment within the range is not so large due to the limitations of the structure and strength of the ridge.

従来の鋼鉄やコンクリートからなる剛性浮体は経済面から現実的でなく、新材料を活用した軽量で折り畳み可能な革新的な浮体構造を創出する必要がある。各ユニットのフロートは波浪による揺動を減らすために半潜水式浮体が採用され、その上に立つ帆柱にソーラセル帆布が取り付けられる。フロートの浮力や帆布の角度は圧縮空気圧により制御されることになろう。母港から操業海域の往復航海では膨大な数の筏ユニットはコンパクトに折り畳まれて曳航され、発電海域に到着後に海上広く展開できる構造とする。主に天候の良好な海域を航行するとしても、海象・気象条件に対応してこれまで検討されてこなかった先駆的アイデアが必要とされることは間違いない。また、フロートの耐久性や劣化防止は大きな課題と考えられ、特に海生生物付着による機能低下防止策は大きな課題となると予想される。   Conventional rigid floating bodies made of steel or concrete are not realistic from an economic point of view, and it is necessary to create an innovative floating structure that is lightweight and foldable using new materials. The float of each unit employs a semi-submersible floating body in order to reduce the rocking caused by waves, and a solar cell canvas is attached to the sail column that stands on it. The float buoyancy and canvas angle will be controlled by compressed air pressure. In the round-trip voyage from the home port to the operating sea area, a huge number of dredging units are towed compactly and towed so that they can be deployed widely after arrival at the power generation area. There is no doubt that pioneering ideas that have not been considered in the past are needed even when navigating mainly in good weather. In addition, float durability and prevention of deterioration are considered to be major issues, and in particular, measures to prevent functional degradation due to attachment of marine organisms are expected to be major issues.

<第2前提技術>
次に、本発明の前提となる「低経緯太平洋ソーラセル帆走筏発電システムの成立性」(2013年10月)を参照して、第2の前提技術である太陽光ソーラセル帆走筏発電システムについて説明する。
図1に示す斜視図を参照して、洋上発電装置について説明する。
洋上発電装置としては、ソーラ発電や風力発電などがあるが、ここでは筏ソーラ発電装置の一例を示す。
ソーラ発電装置は、図1に示すように、例えば25m×25mの正方形の筏に帆布状のソーラ発電シートを敷設したものを1単位として、1辺に200個接続し、全体で5000m(5km)敷設し、全面で200×200(40000枚)の筏を配列したものを洋上で航行して発電させるものである。
<Second prerequisite technology>
Next, a solar solar cell sailing kite power generation system, which is the second premise technology, will be described with reference to “Establishment of low history Pacific solar cell sailing kite power generation system” (October 2013) which is a premise of the present invention. .
The offshore power generator will be described with reference to the perspective view shown in FIG.
Examples of offshore power generation devices include solar power generation and wind power generation. Here, an example of a soot solar power generation device is shown.
As shown in FIG. 1, the solar power generation device is connected to 200 pieces on one side, for example, with a canvas-like solar power generation sheet laid on a square fence of 25 m × 25 m as a unit, for a total of 5000 m (5 km) It is laid, and 200 × 200 (40000) kites arranged on the entire surface are sailed offshore to generate electricity.

次に、図2に示す地図を参照して、太平洋上の晴天域について説明する。
太平洋上の晴天域としては、図2に示すように、北太平洋では4月から8月に、また南太平洋では10月から2月にかけて日射が強い。赤道を挟む低緯度太平洋エリアでは全体的に年間の日射量は大きいが、赤道直下より南北に少し離れた海域で極大になっている。この帯状の日射極大域は、亜熱帯高気圧の圏内にあるため生ずる。
このように、前述のエリアは筏ソーラ発電装置を走行させるに相応しい場所である。
筏ソーラ発電装置が航行する場所は、図2に示すように、赤道を挟むほぼ北緯25度から南緯25度、東経170度から西経120度の範囲である。この範囲は、大きな島が少なく、また熱帯性低気圧の発生も少なく、ソーラ発電に適切なエリアである。
筏ソーラ発電装置は、このエリアを10km/時〜20km/時(ほぼ自転車程度の速度)で、航行するものである。低速であっても航行させるのは、筏下面の海中生物に影響を及ぼさないためである。
Next, the clear sky region over the Pacific Ocean will be described with reference to the map shown in FIG.
As shown in Fig. 2, the clear sky over the Pacific Ocean has strong solar radiation from April to August in the North Pacific and from October to February in the South Pacific. In the low-latitude Pacific area across the equator, the amount of solar radiation is generally large, but it is maximal in the sea area a little further north and south than just below the equator. This band-like solar radiation maximum occurs because it is within the subtropical high.
Thus, the above-mentioned area is a place suitable for running a soot solar power generation device.
As shown in FIG. 2, the place where the soot solar power generator navigates is in the range of approximately 25 degrees north latitude to 25 degrees south latitude and 170 degrees east longitude to 120 degrees west across the equator. This area is suitable for solar power generation with few large islands and few tropical cyclones.
The soot solar power generator sails in this area at 10 km / hour to 20 km / hour (approximately the speed of a bicycle). The reason for navigating even at low speed is that it does not affect marine life on the bottom of the ridge.

次に、太平洋低緯度帯での気象・海象条件について説明する。
太平洋低緯度帯での気象・海象条件は実際どの程度この太陽光発電システムに適しているかを知るために、現時点で得られる情報に基づいて概略調査した結果を以下に述べる。
ここで、日射条件について説明する。
新太陽エネルギハンドブックの全地球日射エネルギ分布よれば、太平洋の赤道を挟む北緯・南緯25度以内の海域では最大年平均日射エネルギは5kWh程度とされている。ここでは、NASAが1983年7月から2005年6月までの衛星情報を用いて算出した水平面全天日射量データを利用した。NASAの原データでは、北緯90度〜南緯90度、西経0度〜東経180度までの1度メッシュの全球データが、連続で1ファイル(5MB)に格納されている。この膨大な原データから我々が必要とする太平洋南北低緯度海域を抽出するためにはデータの並び替えなど膨大な作業が必要であり、計算プログラムを作成し自動抽出を行った。
Next, we will explain the weather and sea conditions in the Pacific low latitudes.
The following are the results of a rough survey based on the information available at the present time in order to find out how well the weather and sea conditions in the Pacific low latitudes are actually suitable for this photovoltaic system.
Here, the solar radiation conditions will be described.
According to the global solar radiation energy distribution in the New Solar Energy Handbook, the maximum annual average solar radiation energy is about 5 kWh in the sea area within 25 degrees north latitude and south latitude across the equator of the Pacific Ocean. Here, the horizontal solar radiation data calculated by NASA using satellite information from July 1983 to June 2005 was used. In the original NASA data, 1-degree mesh global data from 90 degrees north latitude to 90 degrees south latitude, 0 degrees west longitude and 180 degrees east longitude is stored continuously in one file (5 MB). In order to extract the Pacific north-south low latitude sea area that we need from this enormous amount of original data, enormous work such as data rearrangement is necessary, and a calculation program was created and automatically extracted.

このようにして得られた太平洋中央部の北緯30度〜南緯30度、東経130度〜西経90度までの水平面全天の1日当たりの年平均日射量は、西は日本列島の直ぐ南からオーストラリア大陸南部まで東はハワイ諸島の遥か東のカリフォルニア半島からペルー沖太平洋を含む海域において、6.0kWh/m/day以上の海域は帯状に広く拡がっており、特に南米寄りの赤道から南緯15°の海域では6.5〜7.0kWh/m/dayに達する広大な海域が存在する。これは1年間の平均値であるが、NASAの原データから取得可能な月別平均値の12カ月間での変動係数は、北緯・南緯10°以内での10%以下から、北緯・南緯30°付近での30%程度までほぼ連続的に変化している。このような季節変動を考え晴天海域を移動することにより、最大値は平均値より大幅に伸びることは確実である。 The average daily solar radiation of the horizontal plane from 30 degrees north latitude to 30 degrees south latitude and 130 degrees east longitude to 90 degrees west longitude of the central Pacific Ocean obtained in this way is from the south of the Japanese archipelago to Australia in the west. To the south of the continent, from the California peninsula far east of the Hawaiian Islands to the waters including the Pacific Ocean off Peru, the sea area of 6.0 kWh / m 2 / day or more spreads in a wide band, especially 15 degrees south latitude from the equator near South America There is a vast sea area that reaches 6.5 to 7.0 kWh / m 2 / day. This is an average value for one year, but the coefficient of variation for 12 months of the monthly average value that can be obtained from the original NASA data is less than 10% within 10 ° north latitude and south latitude, and 30 ° north latitude and south latitude. It changes almost continuously up to about 30% in the vicinity. It is certain that the maximum value will greatly increase from the average value by moving in the clear sea area considering such seasonal variation.

上記の強日射海域には、当地諸国の排他的経済水域(EEZ)と重なる部分がある。間断なく降り注ぐ太陽エネルギは、収奪により失われる漁業・海底地下資源とは明らかに性質が異なり、EEZの規制対象にすべきではない。
しかし仮にEEZで規制されることになったとしても、太平洋東部を中心に年平均6.0−7.0kWh/日のエネルギが降り注ぐオーストラリア大陸を凌ぐ莫大な面積の公海が存在することが分かる。勿論、筏の移動速度や晴天域の移動速度を考慮した現場海域での実証試験は必要であるが、筏船団が可動性を生かして8.0kWh/day以上の日射エネルギを得ることは十分可能と思われる。
The strong solar radiation area has a portion that overlaps with the exclusive economic zone (EEZ) of each country. Solar energy that falls without interruption is clearly different in nature from fishery and submarine resources lost due to seizure and should not be subject to EEZ regulation.
However, even if it is regulated by EEZ, it can be seen that there is a large area of the high seas that surpasses the Australian continent where the annual average energy is 6.0-7.0 kWh / day, mainly in the eastern Pacific. Of course, field trials are necessary in consideration of the speed of the dredging and the speed of the clear sky, but it is possible that the dredging fleet can obtain solar radiation energy of 8.0 kWh / day or more by taking advantage of its mobility. I think that the.

次に、図3(a)に示す上面図を参照して、筏構造の敷設例について説明する。
ソーラセル筏101の敷設例としては、図3(a)に示すように、1単位を例えば100m×100mとしている。
図3(a)は、例えば1辺5kmの正方形構造を示している。その最小ユニットは例えば25m×25mで構成されている。その最小ユニットを四方に設置された簡易脱着可能なジョイント部104(図3(b))で固定されている。
ソーラセル筏101は、複数の太陽光パネルのうち隣り合う太陽光パネルを着脱可能に連結するジョイント部104を有し、異常状態にある太陽光パネルからジョイント部104を離脱することで、連結状態から離脱してメンテナンスが可能になる。
ソーラセル筏101には、複数の浮体を組み合わせて構成されており、浮体同士を互いに結合するための形状として、正方形状、矩形形状、正三角形状、正5角形状、正6角形状の何れか1つであればよい。
Next, with reference to the top view shown in FIG.
As an example of laying the solar cell rod 101, as shown in FIG. 3A, one unit is set to 100 m × 100 m, for example.
FIG. 3A shows, for example, a square structure with a side of 5 km. The minimum unit is composed of, for example, 25 m × 25 m. The minimum unit is fixed by a joint part 104 (FIG. 3B) that can be easily attached and detached in four directions.
The solar cell rod 101 has a joint part 104 that removably connects adjacent solar panels among a plurality of solar panels, and the joint part 104 is detached from the solar panel in an abnormal state, so that Detach and allow maintenance.
The solar cell rod 101 is configured by combining a plurality of floating bodies, and a shape for coupling the floating bodies to each other is any one of a square shape, a rectangular shape, a regular triangle shape, a regular pentagonal shape, and a regular hexagonal shape. One is sufficient.

ソーラセル筏101の筏船団構造について説明する。
(1)ソーラセル筏101の構造
ソーラセル筏101の面積は、例えば5km×5km=25km=2,500haである。これは、100m×100m=10,000m=1haのユニットを基本単位とし、これを2,500枚連結することにより構成される。
ソーラセル筏101は、構造材料を使って現実的なオーダとして25m×25mのユニットを基本単位とし、これを例えば16枚連結して100m×100mのユニットを作成する。この場合の1つの帆(ソーラパネル)102の大きさは10.5m×10.5mになる。
筏は骨組み構造とし、潜水式のフロートに支えられる構造とする。ユニット同士はジョイント部104を介在して連結することにより、フレキシブルな動きを可能にする。25m×25mのユニットの中に4枚の帆(10.5m×10.5m)を張る。帆の下は海水面であるので、落下防止用の網を張る。25m×25mのユニットの外周には、例えば1.5mの点検修理用の歩廊を設置する。骨組み部材の幅を1mとすると、この上を補修用移動台車が走行できる。ただし落下防止用の手摺りを設置する。
The dredger fleet structure of the solar cell dredger 101 will be described.
(1) Structure of solar cell cage 101 The area of the solar cell cage 101 is, for example, 5 km × 5 km = 25 km 2 = 2500 ha. This is configured by connecting 2,500 pieces of units of 100 m × 100 m = 10,000 m 2 = 1ha as a basic unit.
The solar cell rod 101 is a unit of 25 m × 25 m as a basic unit using a structural material, and for example, 16 units are connected to create a unit of 100 m × 100 m. In this case, the size of one sail (solar panel) 102 is 10.5 m × 10.5 m.
The heel shall be a frame structure and be supported by a submersible float. The units can be connected to each other via the joint portion 104 to allow flexible movement. Put four sails (10.5m x 10.5m) in a 25m x 25m unit. The bottom of the sail is the sea level, so a fall prevention net is installed. On the outer periphery of the 25 m × 25 m unit, for example, a 1.5 m walkway for inspection and repair is installed. When the width of the frame member is 1 m, the repairing movable carriage can travel on this. However, a handrail for preventing fall will be installed.

更に、ソーラセル筏101には1000m間隔で緩衝帯兼点検用通路103が設ける。
帆の面積に対しそれを支える構造材や点検補修用の面積が大きくなるのはやむを得ないところであるが、構造材の進歩により帆の面積の割合を増やすことは可能である。現状の面積割合は(10.5×10.5×4)÷(25×25)=70%となる。
試設計とモデルの作成において、試設計の段階では25m×25mのユニットを4枚作り連結することを考える。基本単位ができれば、あとはこれを多数連結すれば大ユニットが作成できる。
Further, the solar cell rod 101 is provided with a buffer zone / inspection passage 103 at intervals of 1000 m.
Although it is unavoidable that the structural material that supports the area of the sail and the area for inspection and repair increase, it is possible to increase the proportion of the area of the sail with the progress of the structural material. The current area ratio is (10.5 × 10.5 × 4) ÷ (25 × 25) = 70%.
In trial design and model creation, it is considered that four units of 25 m × 25 m are made and connected in the trial design stage. Once you have a basic unit, you can create a large unit by connecting many of them.

(2)筏の基本ユニット
前述のように25m×25mのユニットを考え、図7(a)(b)に示すような構造を考える。
材質は骨組み構造・フロートとも、まずスチールを考える。材質の研究を経て将来は樹脂系の構造材やゴム製のフロートも考え、軽量化と製作費の低減を図っていく。
梁材の端部に例えば4面に3か所、計12カ所にジョイント部104を設置して、これを連結させることにより、100m×100mの筏を作り、100m×100mの筏を連結して5km×5kmの筏に組み立てていく。図3(b)に示すように、ジョイント部104の構造は例えば電車の連結部と同様の構造であればよい。
(2) Basic unit of bag Considering a unit of 25 m × 25 m as described above, a structure as shown in FIGS. 7A and 7B is considered.
As for the material, steel is first considered for both the frame structure and the float. After studying the materials, we will consider resin-based structural materials and rubber floats in the future to reduce weight and reduce production costs.
For example, three joints 104 are installed at the end of the beam, for example, three on four sides, and a total of 12 joints 104 are connected. Assemble it into a 5km x 5km kite. As shown in FIG. 3B, the structure of the joint portion 104 may be the same as that of the connecting portion of the train, for example.

次に、図4に示す上面図を参照して、他の筏構造の敷設例について説明する。
他の筏構造の敷設例としては、図4に示すように、1辺を例えば2km×12.5kmとしている。その最小ユニットは、図3と同様の25m×25mで構成されている。
このように、筏には、多数のソーラパネルを敷設しているので、1単位のパネルの発電量低下は全体の効率低下になるため、その発電量を維持するためのメンテナンスが必要になる。発電量低下は、例えば洋上で航行するため、海水がソーラ面に付着し乾燥することにより生成される塩によるもの、或いはソーラパネル本体の自然劣化によるものなど様々な要因により発生する。
ソーラパネルの発電量低下は、ソーラパネル1単位毎に設置されている監視機器(図示しない)で常時監視されている。
監視機器がこの信号を受信した場合は、随所に設置されている帆柱設置ユニット110から補修用移動台車を発進させ、発電量が低下している筏単体に向かい、清掃またはパネルシートの交換などを行うものである。
Next, with reference to a top view shown in FIG.
As another example of laying the ridge structure, as shown in FIG. 4, one side is set to 2 km × 12.5 km, for example. The minimum unit is composed of 25 m × 25 m as in FIG.
As described above, since a large number of solar panels are laid on the ridge, a decrease in the amount of power generated by one unit of panel results in a decrease in overall efficiency, and maintenance is required to maintain the amount of power generated. The decrease in the amount of power generation occurs due to various factors such as salt generated by seawater adhering to the solar surface and drying, or natural degradation of the solar panel body, for example, because the ship sails offshore.
A decrease in power generation amount of the solar panel is constantly monitored by a monitoring device (not shown) installed for each solar panel.
When the monitoring device receives this signal, it starts the repairing mobile trolley from the sail column installation unit 110 installed everywhere, and goes to the heel alone where the power generation amount is reduced, and performs cleaning or replacement of the panel sheet. Is what you do.

次に、図5に示す平面構造図を参照して、帆柱設置ユニットの構造について説明する。なお、図15に示す数値は一例として記載したものであり、他の値を採用してもよい。
帆柱設置ユニット110の平面構造の例として、図5に示すように、積載構造物、物品、設備等が備えられている。
帆柱設置ユニットに積載する物品、設備の詳細について説明する。
帆柱設置ユニット110は、帆柱111がユニットの中央位置に配置されは、ソーラセルを移動させると共に、分担範囲のソーラセルの維持管理と、発生させた電気をバッテリに蓄え母船に輸送する。更に夜間安全のために帆柱先端に照明装置を設置する。
帆柱設置ユニット110は、ソーラセル2,000m×12,500mの延長方向両側に200m間隔で例えば126台設置する。
ユニットの大きさは、平面で25m×25mとする。帆柱111の高さは20m、帆を張って自走すると共に、先端には夜間安全用の照明器具を付ける。
帆柱設置ユニット110上には、補修機材を保存するための資材置場112、補修用移動台車113、蓄電池114、インバータ115、休憩・操縦スペース(図示しない)を設ける。
帆柱設置ユニット110には、自走用スクリュを設置して、風が無くても自走可能な構造とする。
蓄電池114a、114bには、200m×1,000mのソーラセルから供給される80%の電力を蓄え、運搬船で日本に輸送する。
蓄電池114c、114dには、200m×1,000mのソーラセルから供給される20%の電力を交互に蓄え、ユニットの運用に使用する。
蓄電池114a〜114dとインバータ115との総重量は2,280tになる。
Next, the structure of the sail column installation unit will be described with reference to the plan structure diagram shown in FIG. The numerical values shown in FIG. 15 are described as an example, and other values may be adopted.
As an example of the planar structure of the sail column installation unit 110, as shown in FIG. 5, a loading structure, articles, equipment, and the like are provided.
Details of the articles and equipment loaded on the sail column installation unit will be described.
The sail column installation unit 110 moves the solar cell when the sail column 111 is arranged at the center position of the unit, and also maintains and manages the solar cell in the shared range and stores the generated electricity in a battery and transports it to the mother ship. In addition, a lighting device will be installed at the tip of the pole for night safety.
For example, 126 sail column installation units 110 are installed at intervals of 200 m on both sides in the extending direction of the solar cell 2,000 m × 12,500 m.
The size of the unit is 25 m × 25 m in a plane. The height of the sail column 111 is 20 m, and the sail 111 is self-propelled with a sail, and a lighting device for night safety is attached to the tip.
A material storage 112 for storing repair equipment, a repairing mobile carriage 113, a storage battery 114, an inverter 115, and a rest / maneuvering space (not shown) are provided on the sail column setting unit 110.
The sail column installation unit 110 is provided with a self-propelled screw so that it can be self-propelled without wind.
The storage batteries 114a and 114b store 80% of the electric power supplied from a 200 m × 1,000 m solar cell and transport it to Japan by a transport ship.
In the storage batteries 114c and 114d, 20% of electric power supplied from a 200 m × 1,000 m solar cell is alternately stored and used for unit operation.
The total weight of the storage batteries 114a to 114d and the inverter 115 is 2,280t.

ここで、図5に示す帆柱設置ユニットに搭載される蓄電池について詳しく説明する。
5km×5kmのソーラセルで起こした電気を電池に蓄電し、10日分を運搬船で日本に運ぶという考えで研究を進めてきた。
蓄電池の配置として、200m×1,000mの範囲に1カ所蓄電池を設置するという分散型の蓄電池配置を考えて、蓄電池の台数,重量,容積を試算する。
蓄電池は当初NAS電池を有力候補と考えてきたが、現在のNAS電池では、日本に運ぶ場合、保温のために電気を使うと7.5日で蓄えた電気を全部使ってしまうということが分かった。ここでは、NEDOの開発目標0.7kWh/kgの蓄電池が開発されることを前提に将来想定の電池での蓄電と輸送を考える。
試算の前提条件(図5、参照)として、例えば200m×1,000mの範囲のソーラセルで起こした電気は帆柱設置ユニットの電池(蓄電池114a〜114d)に充電する。蓄電池114a、114bは日本への電力輸送用、蓄電池114c、114dは帆柱設置ユニットの運用に使用する。蓄電池114a、114bはそれぞれ5日分、両方で10日分を蓄電する。
蓄電池114a、114bの容量はそれぞれ、200m×1,000mの範囲のソーラセルで起こす電気の1日分の80%をそれぞれ5日分蓄電する。蓄電池114c、114dは交互に残りの20%を充電する容量とする(必要電力量は未計算)。蓄電池114a、114bに充電した電気は10日ごとに運搬船で日本に運ぶ。交互に新しい電池に入れ替えるのと、積み替えの重量を軽くするため2つに分けている。
Here, the storage battery mounted on the sail column installation unit shown in FIG. 5 will be described in detail.
We have been conducting research on the idea that electricity generated in a 5km x 5km solar cell is stored in a battery and 10 days are transported to Japan by a transport ship.
Considering a distributed storage battery arrangement in which one storage battery is installed in a range of 200 m × 1,000 m as the storage battery arrangement, the number, weight, and volume of storage batteries are estimated.
Storage batteries initially considered NAS batteries as promising candidates, but it turns out that current NAS batteries use all the electricity stored in 7.5 days if they are transported to Japan and use electricity to keep warm. It was. Here, it is assumed that a storage battery with a development target of 0.7 kWh / kg of NEDO will be developed, and storage and transportation of the battery assumed in the future.
As a precondition for the trial calculation (see FIG. 5), for example, electricity generated in a solar cell in the range of 200 m × 1,000 m is charged to the batteries (storage batteries 114 a to 114 d) of the sail pole installation unit. The storage batteries 114a and 114b are used for power transportation to Japan, and the storage batteries 114c and 114d are used for the operation of the sail pole installation unit. The storage batteries 114a and 114b each store for 5 days and both for 10 days.
Each of the storage batteries 114a and 114b has a capacity of 80% of electricity generated by a solar cell in the range of 200 m × 1,000 m for 5 days. The storage batteries 114c and 114d are alternately set to have a capacity for charging the remaining 20% (the required power amount is not calculated). Electricity charged in the storage batteries 114a and 114b is carried to Japan by a transport ship every 10 days. In order to reduce the weight of transshipment, the battery is divided into two parts: alternating with new batteries.

次に、電池の容量の試算について説明する。
例えば、分担面積は200m×1,000m=200,000m、発生電力は8kWh/m×0.12×200,000m=192,000kWh、1日分の電池の台数は192,000kWh÷50kWh=3,840台、1日分の電池の重量は70kg/台×3,840台=269t、1日分の電池の容積は0.7m/t×269t=188m、蓄電池114aの台数は3,840台×0.8×5日=15,360台、蓄電池114aの重量は269t×0.8×5日=1,076tとなる。
蓄電池114aの容積は188m×0.8×5日=752m、この容積を立方体に換算すると√752=9.1m→10×10×8mとなる。
蓄電池114cの台数は3,840台×0.2=768台、蓄電池114cの重量は1,076t×0.2=54t、蓄電池114cの容積は188m×0.2=38mとなる。この容積を立方体に換算すると、√38=3.4m、5×5×1.5mまたは5×4×2mとなる。
Next, the calculation of the battery capacity will be described.
For example, the shared area is 200 m × 1,000 m = 200,000 m 2 , the generated power is 8 kWh / m 2 × 0.12 × 200,000 m 2 = 192,000 kWh, and the number of batteries for one day is 192,000 kWh ÷ 50 kWh = 3,840 units, the weight of the battery for one day is 70 kg / unit × 3,840 units = 269 t, the capacity of the battery for one day is 0.7 m 3 / t × 269 t = 188 m 3 , and the number of storage batteries 114 a is 3,840 units × 0.8 × 5 days = 15,360 units, and the weight of the storage battery 114a is 269t × 0.8 × 5 days = 1,076t.
Volume of the battery 114a is 188m 3 × 0.8 × 5 days = 752m 3, this volume, leading to 3 √752 = 9.1m → 10 × 10 × 8m in terms of the cube.
The number of storage batteries 114c is 3,840 × 0.2 = 768, the weight of the storage battery 114c is 1,076t × 0.2 = 54t, and the volume of the storage battery 114c is 188m 3 × 0.2 = 38m 3 . In terms of this volume into a cube, a 3 √38 = 3.4m, 5 × 5 × 1.5m or 5 × 4 × 2m.

次に、インバータ115の容量の試算について説明する。
例えば、分担面積は200m×1,000m=200,000m、発生電力は8kWh/m×0.12×200,000m÷8h=24,000kW、インバータ115の台数は24,000kW÷1,000kW=24台、インバータ115の重量は2.5t/台×24台=60tとなる。
なお、帆柱設置ユニットは図4、図5に示す構造を備えているが、この帆柱設置ユニットを例えば図3または図4に示すソーラパネルを敷設した筏ユニットの外周部に多数配置し、各単体ユニットから発信される異常信号を受信した場合、当該単体ユニットに向かい、点検、部品交換などの作業を行い、元の保管位置に引き返し、次回の準備を終えて一連の作業を終了する。
この場合、最も短時間に信号を発信した単体ユニットに到着することが必要条件である。
Next, a trial calculation of the capacity of the inverter 115 will be described.
For example, the shared area is 200 m × 1,000 m = 200,000 m 2 , the generated power is 8 kWh / m 2 × 0.12 × 200,000 m 2 ÷ 8h = 24,000 kW, and the number of inverters 115 is 24,000 kW ÷ 1, 000 kW = 24 units, and the weight of the inverter 115 is 2.5 t / unit × 24 units = 60 t.
4 and 5 have a structure shown in FIG. 4 and FIG. 5. For example, a large number of such pillar installation units are arranged on the outer periphery of the heel unit laid with the solar panel shown in FIG. 3 or FIG. When an abnormal signal transmitted from the unit is received, the unit goes to the single unit and performs operations such as inspection and parts replacement, returns to the original storage position, finishes the next preparation, and ends the series of operations.
In this case, it is a necessary condition to arrive at the single unit that has transmitted the signal in the shortest time.

次に、図6に示す側面図を参照して、帆柱設置ユニット110の構造について説明する。
補修用移動台車113は、ソーラパネルの異常信号を発信しているユニットまで必要な機材などを積載して筏上に設けられた通路上を移動するための補修用移動台車である。補修用移動台車の動力は主に電気モータを用いている。図6のように、ソーラパネルのユニットとユニットの間には、補修用移動台車が走行可能な通路を備えている。
帆柱設置ユニット110には、自走用のスクリュ116を設置して、風が無くても自走可能な構造とする。
図6では、走行用のスクリュ116を記載しているが、帆111を立てて航行することも可能である。
また、波の影響を極力抑えるため、(ヨットに使用されている)センタボードを複数設けること、あるいは走行安定用のスタビライザを張り出すことも可能である。センタボードおよびスタビライザは図示していない。
積載している備品の補助説明を以下に述べる。
補修用機材として、ここには、交換用ソーラセル、付着した塩などを清掃する用具、修理用工具類、などを格納している。
バッテリとしては、ソーラセルで発電した電気を貯蔵し日本に送るためのバッテリと、本帆柱設置ユニット110を走行するための動力用のバッテリの2つを搭載する。
休憩・操縦スペースとして、本帆柱設置ユニット110を操縦する機能を有する。
その他、長時間の作業に備えて休憩、寝具、厨房機器、トイレなど生活備品を備えている。
Next, the structure of the sail column installation unit 110 will be described with reference to the side view shown in FIG.
The repairing mobile carriage 113 is a repairing mobile truck for loading necessary equipment and the like to a unit that transmits an abnormal signal of the solar panel and moving on a passage provided on the fence. An electric motor is mainly used for the power of the repairing mobile carriage. As shown in FIG. 6, between the units of the solar panel, a path through which the repairing mobile carriage can travel is provided.
The sail pillar installation unit 110 is provided with a self-propelled screw 116 so that it can be self-propelled without wind.
In FIG. 6, the traveling screw 116 is illustrated, but it is also possible to sail with the sail 111 standing.
In order to suppress the influence of waves as much as possible, it is also possible to provide a plurality of center boards (used for yachts) or to extend a stabilizer for running stability. The center board and stabilizer are not shown.
The following is a supplementary explanation of the loaded equipment.
As repair equipment, a solar cell for replacement, tools for cleaning attached salt, repair tools, and the like are stored here.
Two batteries are mounted: a battery for storing electricity generated by the solar cell and sending it to Japan, and a power battery for running the main pole installation unit 110.
It has a function of maneuvering the main pillar installation unit 110 as a rest / steering space.
In addition, daily equipment such as breaks, bedding, kitchen equipment, and toilets are provided for long working hours.

次に、図7(a)に示す筏101aの上面構造図、図7(b)(c)に示す筏101aと補修用移動台車113の側面断面図を参照して、補修用移動台車113の側面構造について説明する。
図7(a)において、筏101aには、ソーラパネル102と、ソーラパネル列と当該ソーラパネル列に隣り合うソーラパネル列との間の通路121と、フロート122とを備えている。
一方、補修用移動台車113は、通路上を走行するタイヤ125、補修用移動台車113が筏上で静止した状態を維持するための台車アウトリガ126が設けられている。台車アウトリガ126は、補修用移動台車113が筏上を走行している際には補修用移動台車内に折りたたまれた状態で収納されている。
補修用移動台車113上には、資材を移動するためのクレーン120が設けられている。
補修用移動台車113は、筏101a上に設けられたソーラパネル102上を跨いで走行し、警報信号を発信した異常状態にあるソーラパネル上で保守点検作業を行うためにある。
補修用移動台車113は、ソーラパネルの保守点検がない正常状態にある場合、帆柱設置ユニット110上又はソーラセル筏101の外周部に配置されている。
Next, referring to the top structural view of the saddle 101a shown in FIG. 7 (a) and the side sectional view of the saddle 101a and the repairing mobile carriage 113 shown in FIGS. 7 (b) and 7 (c), the repairing mobile carriage 113 The side structure will be described.
In FIG. 7A, the flange 101a includes a solar panel 102, a passage 121 between the solar panel row and the solar panel row adjacent to the solar panel row, and a float 122.
On the other hand, the repairing mobile carriage 113 is provided with a tire 125 traveling on the passage and a carriage outrigger 126 for maintaining the repairing mobile carriage 113 in a stationary state on the eaves. The cart outrigger 126 is stored in a folded state in the repairing mobile carriage when the repairing mobile carriage 113 is traveling on the roof.
A crane 120 for moving materials is provided on the repairing mobile carriage 113.
The repair movable carriage 113 travels over the solar panel 102 provided on the rod 101a and performs maintenance and inspection work on the solar panel in an abnormal state where an alarm signal is transmitted.
The repairing mobile carriage 113 is disposed on the sail column installation unit 110 or on the outer periphery of the solar cell rod 101 in a normal state where there is no maintenance inspection of the solar panel.

次に、図8に示す模式図を参照して、蓄電と搬送方法について説明する。
ソーラセル筏101において、200m×1,000mの範囲の電力を10日分蓄電すると、将来想定の蓄電池でも1日分で269t、10日分では2,690tになる。前節の試算では帆柱設置ユニットで発電量の20%を使用することを考えているので、帆柱設置ユニット上の電池1〜4の重量は2,260tになっている。これにインバータ115の重量を加えると合計で2,320tになる。
この試算結果から考えると、5km×5kmの範囲の電気を1カ所で集めることは難しく、分散型の電池の配置を前提に考える。
1例として、2km×12.5kmの蛇型の筏構造(図4)を考えてみた。これなら、帆柱設置ユニットに蓄電したものを側面から運搬船に移動できそうである。上下の四角が帆柱設置ユニットであり、延長方向に126台設置する。台船上の電池に着色して区分した200m×1,000mの範囲の電気を蓄電し、ここから運搬船に電池を移して、日本に運ぶ。
図9(a)に示すように、6船団により10日で放電、20日移動航海、10日で充電、20日で移動航海というサイクルを考える。なおこれからの検討によるが、バッテリごと積み替えることができれば、充電・放電時間はかなり短縮される可能性がある。
なお、電気エネルギを専門に回収するバッテリタンカを利用してもよい。
図9(b)に示すように、洋上のソーラセルの発電電力ピークは設備稼働率を日本国並み(14〜15%)と仮定すると、100万kW/0.14=約700万kWとする必要がある。
Next, with reference to a schematic diagram shown in FIG.
If solar cell cage 101 stores electricity in the range of 200 m × 1,000 m for 10 days, the estimated storage battery will be 269 t for 1 day and 2,690 t for 10 days. In the estimation of the previous section, it is considered that 20% of the power generation amount is used in the sail column installation unit, so the weights of the batteries 1 to 4 on the sail column installation unit are 2,260 t. When the weight of the inverter 115 is added to this, the total is 2,320 t.
Considering the result of this trial calculation, it is difficult to collect electricity in the range of 5 km × 5 km at one place, and it is assumed that a distributed battery is arranged.
As an example, a 2 km × 12.5 km snake-shaped cage structure (FIG. 4) was considered. If this is the case, it is likely that the power stored in the sail column installation unit can be moved from the side to the transport ship. The upper and lower squares are sail column installation units, and 126 units are installed in the extending direction. Electricity is stored in the range of 200m x 1,000m, colored on the battery on the trolley, and the battery is transferred from here to a transport ship for transport to Japan.
As shown in FIG. 9 (a), let us consider a cycle in which six fleets discharge in 10 days, travel on 20th, charge on 10th, and travel on 20th. It should be noted that, depending on the future study, if the entire battery can be reloaded, the charge / discharge time may be considerably shortened.
A battery tanker that specially collects electric energy may be used.
As shown in FIG. 9 (b), the power generation peak of the offshore solar cell needs to be 1 million kW / 0.14 = approximately 7 million kW, assuming that the equipment operation rate is the same as that in Japan (14-15%). There is.

次に、図10に示すブロック図を参照して、帆柱設置ユニットのハードウエア構成について説明する。
まず、セルユニット130の構成について説明する。
セルユニット130は、複数のソーラセル131の集合体で構成されている。セルユニット毎に、ソーラセルと配線ケーブルで結ばれた接続箱132が設けられ、接続箱132にはコンバータ、マイコン(コンピュータ)、モデムが設けられている。
各ソーラセル131には、発電量、温度などの基本情報を測定、送信する機能を有する。
接続箱132には、1セットのデータ収集に用いるマイコン(コンピュータ)が設けられ、各セル(10.5m×10.5m)に接続されている配線ケーブル毎に電圧計及び電流計を接続しておく。
Next, with reference to the block diagram shown in FIG. 10, the hardware configuration of the sail column installation unit will be described.
First, the configuration of the cell unit 130 will be described.
The cell unit 130 is composed of an assembly of a plurality of solar cells 131. For each cell unit, a connection box 132 connected to a solar cell by a wiring cable is provided, and the connection box 132 is provided with a converter, a microcomputer (computer), and a modem.
Each solar cell 131 has a function of measuring and transmitting basic information such as power generation amount and temperature.
The connection box 132 is provided with a microcomputer (computer) used for data collection, and a voltmeter and an ammeter are connected to each wiring cable connected to each cell (10.5 m × 10.5 m). deep.

各マイコンに設けられたメモリには、固有のIDが記憶されており、各セルとの間に接続されている配線ケーブルの番号(No)から不良セルの番号を確認できるように構成されている。
接続箱の近辺の代表点(200m×200mに一個程度)を選び、照度計、温度計、風向・風力計、GPS(位置情報)等のセンサ133を設置しておき、センサ133から出力されるセンサ情報を上記マイコンで収集するように構成されている。
接続箱132に設けられたコンバータは、各セルから夫々に供給される直流電力を高圧(例えば1000V)の直流電力に変換し、送電線134に出力する。
なお、各セルから夫々に供給される直流電力を直列接続することにより高圧(例えば1000V)の直流電力とし、送電線134に出力するように構成してもよい。
接続箱132に設けられたモデムは、送電線134を介して帆柱設置ユニット135(電力供給ユニット)の接続箱136Aに設けられたモデムとの間で電力線通信PLC方式の通信を行う。なお、セルユニット130と帆柱設置ユニット135との間の通信に無線通信を用いてもよい。
A unique ID is stored in the memory provided in each microcomputer, and the number of the defective cell can be confirmed from the number (No) of the wiring cable connected to each cell. .
A representative point in the vicinity of the junction box (about one in 200 m × 200 m) is selected, and a sensor 133 such as an illuminometer, thermometer, wind direction / anemometer, GPS (position information) is installed and output from the sensor 133. Sensor information is collected by the microcomputer.
The converter provided in the connection box 132 converts DC power supplied from each cell into high-voltage (for example, 1000 V) DC power and outputs it to the transmission line 134.
Note that DC power supplied from each cell may be connected in series to form high-voltage (for example, 1000 V) DC power and output to the transmission line 134.
The modem provided in the connection box 132 performs power line communication PLC communication with the modem provided in the connection box 136A of the sail pole installation unit 135 (power supply unit) via the power transmission line 134. Note that wireless communication may be used for communication between the cell unit 130 and the sail column setting unit 135.

次に、帆柱設置ユニット135の構成について説明する。
帆柱設置ユニット135は、セルユニット130の運用・管理を行う目的で洋上の筏101側に配置されており、ソーラセルの保守点検に用いる資材や、運用・管理を行う人員が常時配備されている。また、帆柱設置ユニット135には、帆柱設置ユニットの停泊位置や、母船の停泊位置が設けられている。
セルユニット130から送信された各情報は、送電線134を介して帆柱設置ユニット135の接続箱136Aに設けられたモデムに受信され、更にコンピュータ137Aに出力される。
コンピュータ137Aは、各セルユニット130からの情報を収集し、各情報を履歴情報としてデータベース138Aに記憶しておき、必要に応じてオペレーションパネル139Aなどに表示させる。
Next, the configuration of the sail column installation unit 135 will be described.
The sail column installation unit 135 is disposed on the side of the offshore 101 for the purpose of operating and managing the cell unit 130, and materials used for maintenance and inspection of the solar cell and personnel for operation and management are always provided. Further, the sail column installation unit 135 is provided with the anchoring position of the sail column installation unit and the anchoring position of the mother ship.
Each information transmitted from the cell unit 130 is received by the modem provided in the connection box 136A of the sail pole installation unit 135 via the power transmission line 134, and further output to the computer 137A.
The computer 137A collects information from each cell unit 130, stores each information in the database 138A as history information, and displays it on the operation panel 139A or the like as necessary.

また、コンピュータ137Aは、筏101の運行プランに基づいて運行航路を算出する。コンピュータ137Aは、GPS受信装置よりのGPS位置情報を収集・処理を行い筏101の航行制御を行う。コンピュータ137Aは、時間平均照射量、風向、風力計、セルの角度、船の向きなどのデータより風による走力を計算し、航路を維持し、パネルを太陽の方向に向くように制御をする。このため、帆柱設置ユニット135は制御可能な稼働帆や、小型モータ駆動のスクリュなどを備えている。コンピュータ137Aは、天候の予測(天気予報)のために気象衛星のデータ・情報の取得をする。
なお、コンピュータ137Aは、内部にROM、RAM及びCPUを有し、ROMからオペレーティングシステムOSを読み出してRAM上に展開してOSを起動し、OS管理下において、ROMからプログラムを読み出し、データ処理、制御処理等を実行する。
In addition, the computer 137A calculates an operation route based on the operation plan of the kite 101. The computer 137 </ b> A collects and processes GPS position information from the GPS receiver and performs navigation control of the kite 101. The computer 137A calculates the running power by the wind from data such as the time average irradiation amount, the wind direction, the anemometer, the cell angle, the ship direction, etc., and controls the panel so that the panel is directed toward the sun. . For this purpose, the sail column installation unit 135 includes a controllable working sail, a small motor-driven screw, and the like. The computer 137A acquires meteorological satellite data / information for weather prediction (weather forecast).
The computer 137A includes a ROM, a RAM, and a CPU. The computer 137A reads the operating system OS from the ROM, expands it on the RAM, starts the OS, reads the program from the ROM under OS management, Perform control processing and the like.

接続箱136Aに設けられたコンバータは、各セルユニット130から電送線134を介して夫々に供給される高圧の直流電力を低圧の直流電力に変換し、配線ケーブルから各蓄電池141Aに供給して充電する。
海上工場母船から帆柱設置ユニット135に電力供給についての要求があった場合に、帆柱設置ユニット135の接続箱136Aに設けられたコンバータに海上工場母船からのケーブル151が接続され、蓄電池からコンバータを介して供給される電力を利用して、海上工場母船上に搭載されている例えばリチウム空気電池に電力を充電する。使用中の帆柱設置ユニット135上の蓄電池に蓄えた電力がなくなると、海上工場母船は次の帆柱設置ユニット135に移動して作業を継続する。
無線機140Aは、コンピュータ137Aに接続されており、他のユニット側の無線機140と相互に無線通信を行うことで情報を通信する。
その他、帆柱設置ユニット135は、筏101の4隅などの数箇所に備えたGPS受信装置からGPS情報を受信してコンピュータに位置情報を管理させている。
The converter provided in the connection box 136A converts the high-voltage DC power supplied from each cell unit 130 through the transmission line 134 into low-voltage DC power, and supplies the storage battery 141A from the wiring cable for charging. To do.
When there is a demand for power supply from the offshore factory mother ship to the sail pillar installation unit 135, the cable 151 from the offshore factory mother ship is connected to the converter provided in the connection box 136A of the sail pillar installation unit 135, and the storage battery is connected via the converter. For example, a lithium-air battery mounted on a marine factory mother ship is used to charge the power. When the power stored in the storage battery on the currently used sail column installation unit 135 is exhausted, the offshore factory mother ship moves to the next sail column installation unit 135 and continues the operation.
The wireless device 140A is connected to the computer 137A, and communicates information by performing wireless communication with the wireless device 140 on the other unit side.
In addition, the sail column setting unit 135 receives GPS information from GPS receivers provided at several places such as the four corners of the rod 101 and causes the computer to manage the position information.

<第1実施形態>
次に、本発明の第1実施形態に係る再生可能エネルギ搬送再生方法について説明する。
本実施形態では、上述した帆柱設置ユニット135に備えられている蓄電池に代わって、リチウム空気電池を充電対象とした場合の再生可能エネルギ搬送再生方法について説明する。
図11(a)(b)に示す概要図を参照して、リチウム空気電池の構成について説明する。
リチウム空気電池201は、金属リチウムを陰極202の活物質とし、空気中の酸素を陽極203の活物質とし、放電可能な電池である。リチウムは金属のうち最もイオンになりやすくこれを陰極として用いると、陽極203との電位差が大きく、高い電圧が得られる。また原子の大きさが小さいため質量あたりの電気容量をかせげる。陽極203の活物質である酸素は電池セルに含める必要がないため、理論上リチウムイオン電池よりも大きな容量を期待できる。
電解質とは塩化ナトリウム(NaCl)のように、水に溶かしたときにイオンになるものをいう。電解質の水溶液204は電気(イオン)が流れる。ここで、固体電解質とは固体状態のままでイオンが流れる(移動する)物質である。
空気極の放電容量密度mAh/gは、電極の質量g当たりの放電容量ミリアンペア時間である。
活物質は、電解質との化学反応によって、電子を放出したり、取り込んだりする物質である。電子を出す活物質を陰極活物質、電子を取り込む活物質を陽極活物質という。
<First Embodiment>
Next, the renewable energy transfer regeneration method according to the first embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, instead of the storage battery provided in the above-described sail column installation unit 135, a renewable energy transfer and regeneration method in the case where a lithium-air battery is a charging target will be described.
The configuration of the lithium-air battery will be described with reference to the schematic diagrams shown in FIGS.
The lithium-air battery 201 is a dischargeable battery using metallic lithium as an active material for the cathode 202 and oxygen in the air as an active material for the anode 203. Lithium is most likely to be an ion among metals, and when this is used as a cathode, the potential difference from the anode 203 is large and a high voltage can be obtained. In addition, since the size of the atoms is small, the electric capacity per mass can be increased. Since oxygen, which is an active material of the anode 203, does not need to be included in the battery cell, a capacity larger than that of a lithium ion battery can be expected theoretically.
The electrolyte is an ion that becomes an ion when dissolved in water, such as sodium chloride (NaCl). Electricity (ions) flows through the electrolyte aqueous solution 204. Here, the solid electrolyte is a substance in which ions flow (move) in a solid state.
The discharge capacity density mAh / g of the air electrode is the discharge capacity milliampere time per g of electrode mass.
An active material is a substance that emits or takes in electrons by a chemical reaction with an electrolyte. An active material that emits electrons is called a cathode active material, and an active material that takes in electrons is called an anode active material.

以下に、リチウム空気電池201の放電時(a)及び充電時(b)の動作について説明する。
なお、下記の内容は独立行政法人産業技術総合研究所がWebサイト上に提供している資料による。
(http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html)
リチウム空気電池201の陰極202は金属Liであり、陽極203は多孔質炭素による空気極である。
(1)図11(a)に示すように、放電時の電極における反応は次のようになる。
陰極202での反応:Li→Li+e
金属リチウムがリチウムイオン(Li)として有機電解液に溶解し、電子は導線に供給される。溶解したリチウムイオン(Li)は固体電解質を通り抜けて陽極の水性電解液に移動する。
陽極203での反応:O+2HO+4e→4OH
導線から電子が供給されて微細化カーボンの表面で空気中の酸素と水が反応して水酸イオン(OH)が生じる。陽極の水性電解液においてリチウムイオン(Li)と出会って水溶性の水酸化リチウム(LiOH)となる。
水溶性電解液が放電時に空気を取り込み高濃度LiOHとなる。この濃くなったLiOH溶液を運搬する(強アルカリ)。このとき、陰極202の金属Liは電解液に溶け出して少なくなる。
Below, the operation | movement at the time of discharge (a) and charge (b) of the lithium air battery 201 is demonstrated.
The following contents are based on materials provided by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology on the website.
(Http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html)
The cathode 202 of the lithium air battery 201 is metal Li, and the anode 203 is an air electrode made of porous carbon.
(1) As shown in FIG. 11A, the reaction at the electrode during discharge is as follows.
Reaction at cathode 202: Li → Li + + e
Metallic lithium is dissolved in the organic electrolyte as lithium ions (Li + ), and the electrons are supplied to the conductive wire. The dissolved lithium ions (Li + ) pass through the solid electrolyte and move to the aqueous electrolyte solution of the anode.
Reaction at anode 203: O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH
Electrons are supplied from the conductive wire, and oxygen in the air reacts with water on the surface of the fine carbon to generate hydroxide ions (OH ). In the aqueous electrolyte solution of the anode, lithium ions (Li + ) are encountered and become water-soluble lithium hydroxide (LiOH).
The water-soluble electrolyte takes in air at the time of discharge and becomes high concentration LiOH. Transport this concentrated LiOH solution (strong alkali). At this time, the metal Li of the cathode 202 dissolves into the electrolyte and decreases.

(2)図11(b)に示すように、充電時(洋上で発電電力による)の電極における反応は次のようになる。
陰極202での反応:Li+e→Li
導線から電子が供給され、リチウムイオン(Li)は陽極の水性電解液から固体電解質を通り抜けて陰極表面に達し、陰極において金属リチウムの析出反応が起こる。
陽極203での反応:4OH→O+2HO+4e
酸素発生反応が生じる。発生した電子は導線に供給される。
水溶液のLiOHの濃度が下がり、陰極において金属リチウムの析出に応じて陰極の金属Liが増大する。本実施形態では、金属リチウムが析出した状態にある陰極を分離して運搬する。
(2) As shown in FIG. 11B, the reaction at the electrode during charging (by the generated power offshore) is as follows.
Reaction at cathode 202: Li + + e → Li
Electrons are supplied from the conductive wire, and lithium ions (Li + ) pass through the solid electrolyte from the aqueous electrolyte solution of the anode and reach the cathode surface, and a lithium metal deposition reaction occurs at the cathode.
Reaction at anode 203: 4OH → O 2 + 2H 2 O + 4e
Oxygen evolution reaction occurs. The generated electrons are supplied to the conducting wire.
The concentration of LiOH in the aqueous solution decreases, and the metal Li at the cathode increases in accordance with the deposition of metal lithium at the cathode. In the present embodiment, the cathode in which metallic lithium is deposited is separated and transported.

図12(a)〜(e)に示す概要図を参照して、リチウム空気電池の構成及び再生方法について説明する。
図12(a)は充電時の状態を示しており、蓄電池205には、複数の負電極207a、正電極207b、電解液206が収容されていり、陰極207aには金属リチウムが析出されている。
図12(b)は充電後の分離状態、すなわち、蓄電池205から、アルゴンガス雰囲気下において、陰極207aを容器A208a、電解液206を容器B208bに収容した状態を示している。陰極207aは、アルゴンガス雰囲気下にあり、放電が不可能な状態にあるので、安定状態が維持される。
図12(c)は陰極207aが収容された容器A208aを輸送することを示しており、容器Aは運搬船で洋上から日本に輸送される。電解液206を収容した容器B208bを運搬船で洋上から日本に輸送するようにしてもよい。
図12(d)は蓄電池209を形成している途中の状態を示しており、容器A208aから取り出した陰極207aが陽極207bを有する蓄電池209に設置されることを示している。
図12(e)は蓄電池209の放電可能状態(形成完了状態)を示しており、蓄電池209は、1個の負電極207a、1個の正電極207b、電解液206が収容されている。
With reference to the schematic diagrams shown in FIGS. 12A to 12E, the configuration and the regeneration method of the lithium-air battery will be described.
FIG. 12A shows a state during charging. The storage battery 205 contains a plurality of negative electrodes 207a, positive electrodes 207b, and electrolyte 206, and metallic lithium is deposited on the cathode 207a. .
FIG. 12B shows a separated state after charging, that is, a state in which the cathode 207a is accommodated in the container A 208a and the electrolyte solution 206 is accommodated in the container B 208b from the storage battery 205 in an argon gas atmosphere. Since the cathode 207a is in an argon gas atmosphere and cannot be discharged, the stable state is maintained.
FIG. 12 (c) shows that the container A 208a containing the cathode 207a is transported, and the container A is transported from the ocean to Japan by a transport ship. The container B 208b containing the electrolytic solution 206 may be transported from offshore to Japan by a transport ship.
FIG. 12D shows a state in the middle of forming the storage battery 209, and shows that the cathode 207a taken out from the container A 208a is installed in the storage battery 209 having the anode 207b.
FIG. 12 (e) shows a dischargeable state (formation complete state) of the storage battery 209. The storage battery 209 contains one negative electrode 207a, one positive electrode 207b, and an electrolyte 206.

図12に示す概要図、図13に示すフローチャートを参照して、リチウム空気電池の再生方法について説明する。
(1)日本
日本では、利用者は、リチウム空気電池209から負荷側(例えば、車両)へ電力を放電させる。放電しなくなった車両からリチウム空気電池209を回収する。さらに、リチウム空気電池209から陰極207aを分離して容器A208aに収容し、リチウムイオンを十分含んだ電解液206を容器B208bに収容することで回収する。
リチウム空気電池209の利用者には、新しい電池を提供することとする。
(2)運搬船
陰極207aを収容した容器A208a、電解液206を収容した容器B208bを運搬船で日本から海上工場母船に輸送する。
容器A、容器Bを海上工場母船に供給する。
(3)海上工場母船
容器Aから陰極207aを取り出して電池容器205に設置し、容器Bから電解液206を電池容器205に注入する。
海上工場母船は筏船団と並行して動き、母船上で筏101のソーラセルで発電した電力を使ってリチウム空気電池205に充電する。この結果、1つのリチウム空気電池205において複数個の陰極207aにおいて金属リチウムが析出する。
なお、海上工場母船は、帆柱設置ユニット135の接続箱136Aに設けられたコンバータに接続され、蓄電池からコンバータを介して供給される電力を利用して、海上工場母船上に搭載されているリチウム空気電池に電力を充電する。使用中の帆柱設置ユニット135上の蓄電池に蓄えた電力がなくなると、海上工場母船は次の帆柱設置ユニット135に移動して作業を継続する。
With reference to the schematic diagram shown in FIG. 12 and the flowchart shown in FIG.
(1) Japan In Japan, a user discharges electric power from the lithium air battery 209 to the load side (for example, a vehicle). The lithium air battery 209 is recovered from the vehicle that has stopped discharging. Further, the cathode 207a is separated from the lithium-air battery 209 and accommodated in the container A 208a, and the electrolytic solution 206 sufficiently containing lithium ions is recovered by being accommodated in the container B 208b.
A new battery will be provided to the user of the lithium air battery 209.
(2) Transport ship The container A 208a containing the cathode 207a and the container B 208b containing the electrolyte 206 are transported from Japan to a marine factory mother ship by a transport ship.
Supply container A and container B to the mother ship of the offshore factory.
(3) Offshore factory mother ship The cathode 207 a is taken out from the container A and installed in the battery container 205, and the electrolyte solution 206 is injected from the container B into the battery container 205.
The offshore factory mother ship moves in parallel with the dredger fleet and charges the lithium air battery 205 using the power generated by the solar cell of the anchor 101 on the mother ship. As a result, metallic lithium is deposited at a plurality of cathodes 207a in one lithium-air battery 205.
The offshore factory mother ship is connected to a converter provided in the junction box 136A of the sail column installation unit 135, and the lithium air mounted on the offshore factory mother ship using the power supplied from the storage battery via the converter. Charge the battery with power. When the power stored in the storage battery on the currently used sail column installation unit 135 is exhausted, the offshore factory mother ship moves to the next sail column installation unit 135 and continues the operation.

(4)海上工場母船でのリチウムの製造
運搬船で運ばれたリチウム空気電池205に充電することにより、リチウムイオンが陰極202であるリチウム金属の表面に析出する。
次いで、リチウム空気電池205にアルゴンガスを注入しながら、電池容器205中の陰極207aを容器B208aに移して収容する。この結果、アルゴンガス雰囲気下で陰極207aを有する容器A208aと、電解液を収容する容器B208bとが準備される。
(5)運搬船
海上工場母船で製造された陰極207aを収容した容器A208a(アルゴンガス雰囲気、電解液なし)と、電解液を収容した容器B208bを海上工場母船から運搬船に乗せ替えた後に、日本に輸送する。
日本に到着後、容器208a(アルゴンガス雰囲気、電解液なし)、容器B208bを陸揚げする。
(6)日本
容器A208aから陰極207aを取り出して電池容器209に移動し、電解液206を容器B208bから電池容器209に注入し、リチウム空気電池209として組み立てる。
次いで、このリチウム空気電池209が出荷され、リチウム空気電池がユーザの車両に搭載されると、車両の運転時にリチウム空気電池から出力される電力が利用される。
次いで、工程(1)に戻す。放電後のリチウム空気電池から陰極207a及び電解液206を回収することにより、リチウムの循環サイクルができる。
(4) Production of Lithium at the Marine Factory Mother Ship By charging the lithium air battery 205 carried by the carrier ship, lithium ions are deposited on the surface of the lithium metal as the cathode 202.
Next, while injecting argon gas into the lithium-air battery 205, the cathode 207a in the battery container 205 is moved to and accommodated in the container B 208a. As a result, a container A 208a having a cathode 207a under an argon gas atmosphere and a container B 208b for storing an electrolytic solution are prepared.
(5) Transport ship After transferring the container A208a (argon gas atmosphere, no electrolyte) containing the cathode 207a manufactured by the offshore factory mother ship and the container B208b containing the electrolyte from the offshore factory mother ship to the transport ship, transport.
After arriving in Japan, the container 208a (argon gas atmosphere, no electrolyte) and the container B208b are landed.
(6) Japan The cathode 207a is taken out from the container A 208a and moved to the battery container 209, and the electrolyte solution 206 is injected into the battery container 209 from the container B 208b to assemble the lithium-air battery 209.
Next, when the lithium air battery 209 is shipped and the lithium air battery is mounted on the user's vehicle, the power output from the lithium air battery when the vehicle is operated is used.
Subsequently, it returns to a process (1). By collecting the cathode 207a and the electrolyte solution 206 from the discharged lithium-air battery, a lithium circulation cycle can be performed.

なお、上記の(4)海上工場母船でのリチウムの製造工程において、リチウムイオンが析出した陰極207aを容器208aに収容し、この陰極207aを収容した容器208aを輸送(5)した後に、(6)日本において、リチウム空気電池209を組み立て、リチウム空気電池をユーザの車両に搭載するように構成した。しかしながら、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
すなわち、車両に搭載されたリチウム空気電池の容器に着脱自在な陰極用カセットを設け、当該陰極用カセットに陰極207aを収容するように構成してもよい。
In the above (4) lithium production process in the offshore factory mother ship, the cathode 207a on which lithium ions are deposited is accommodated in the container 208a, and after the container 208a accommodating the cathode 207a is transported (5), (6 ) In Japan, the lithium air battery 209 was assembled and the lithium air battery was configured to be mounted on the user's vehicle. However, the present invention is not limited to such a configuration.
That is, a detachable cathode cassette may be provided in a lithium-air battery container mounted on a vehicle, and the cathode 207a may be accommodated in the cathode cassette.

詳しくは、図14(a)〜(c)に示す概要図を参照して、リチウム空気電池に用いる陰極用カセットの構成及び再生方法について説明する。
図14(a)は海上工場母船でのリチウムの製造工程において、充電時の状態を示しており、蓄電池270には、正電極271、負電極が収容された着脱自在な陰極用カセット272、電解液(図示しない)が収容されている。陰極用カセット272には電解液が浸入可能なスリット273が設けられており、陰極用カセット272内の陰極272には金属リチウムが析出されている。
図14(b)は充電後の分離状態、すなわち、蓄電池270から、アルゴンガス雰囲気下において、陰極を収容した陰極用カセット272を袋状の容器274に収容した状態を示している。陰極用カセット272内の陰極は、アルゴンガス雰囲気下にあり、放電が不可能な状態にあるので、安定状態が維持される。容器274は運搬船で洋上から日本に輸送される。
日本のガソリンスタンドにおいて、袋状の容器274から取り出された陰極用カセット272を、車両に搭載されている蓄電池275の放電済みの陰極用カセットと交換することで補充が可能となる。
図14(c)は車両に搭載可能な蓄電池275を示しており、蓄電池275は、正電極276、陰極を収容した陰極用カセット272、電解液が収容されている。
Specifically, with reference to the schematic diagrams shown in FIGS. 14A to 14C, the structure and the regeneration method of the cathode cassette used in the lithium-air battery will be described.
FIG. 14 (a) shows the state of charging in the lithium manufacturing process at the offshore factory mother ship. The storage battery 270 includes a positive electrode 271, a removable cathode cassette 272 containing a negative electrode, an electrolytic A liquid (not shown) is contained. The cathode cassette 272 is provided with a slit 273 into which an electrolytic solution can enter, and metallic lithium is deposited on the cathode 272 in the cathode cassette 272.
FIG. 14B shows a separated state after charging, that is, a state in which the cathode cassette 272 containing the cathode is stored in the bag-like container 274 from the storage battery 270 in an argon gas atmosphere. Since the cathode in the cathode cassette 272 is in an argon gas atmosphere and is in a state where discharge is impossible, a stable state is maintained. The container 274 is transported from the ocean to Japan by a transport ship.
In a Japanese gas station, replenishment is possible by replacing the cathode cassette 272 taken out from the bag-like container 274 with a discharged cathode cassette of the storage battery 275 mounted on the vehicle.
FIG. 14C shows a storage battery 275 that can be mounted on a vehicle, and the storage battery 275 contains a positive electrode 276, a cathode cassette 272 containing a cathode, and an electrolyte.

このように、海上工場母船でのリチウムの製造工程において、リチウムイオンが析出した陰極207aを着脱自在な陰極用カセットに収容し、この陰極を収容した陰極用カセットを日本に輸送した後に、日本のガソリンスタンドに到着した当該陰極用カセットと、車両に搭載されている放電済みの陰極用カセットを交換することで補充が可能となる。
放電済みの陰極を収容した陰極用カセットを海上工場母船に返送することで、陰極を収容した陰極用カセットを再利用することができる。
また、ガソリンスタンドにおいて、数回の陰極用カセットの交換後に、車両に搭載されたリチウム空気電池から電解液を抜き取って回収し、電解液中に溶解しているリチウム金属を再生するようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、金属空気電池としてリチウム空気電池を一例にして説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、金属空気電池は、陰極としてマグネシウム金属を有するマグネシウム空気電池、或いは陰極としてナトリウム金属を有するナトリウム空気電池か、或いは陰極としてカルシウム金属を有するカルシウム空気電池か、或いは陰極としてアルミニウム金属を有するアルミニウム空気電池か、或いは陰極として亜鉛金属を有する亜鉛空気電池であればよい。
In this way, in the lithium manufacturing process at the offshore factory mother ship, the cathode 207a on which lithium ions are deposited is housed in a detachable cathode cassette, and the cathode cassette containing the cathode is transported to Japan. Replenishment is possible by exchanging the cathode cassette that has arrived at the gas station with the discharged cathode cassette mounted on the vehicle.
By returning the cathode cassette containing the discharged cathode to the offshore factory mother ship, the cathode cassette containing the cathode can be reused.
In addition, in a gas station, after replacing the cathode cassette several times, the electrolyte solution is extracted and collected from the lithium-air battery mounted on the vehicle to regenerate the lithium metal dissolved in the electrolyte solution. Good.
In the present embodiment, a lithium-air battery has been described as an example of the metal-air battery, but the present invention is not limited to such a configuration. That is, the metal-air battery is a magnesium-air battery having magnesium metal as a cathode, a sodium-air battery having sodium metal as a cathode, a calcium-air battery having calcium metal as a cathode, or aluminum air having aluminum metal as a cathode. It may be a battery or a zinc-air battery having zinc metal as a cathode.

本実施形態によれば、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを用いた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び少なくとも1つの陰極を収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後の蓄電池から陰極を分離する分離工程と、分離工程により分離された陰極を容器に収容する収容工程と、陰極が収容された容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、第2地点への輸送後に、上記陽極とは異なる陽極を有する蓄電池容器に容器から取り出した陰極を設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備える。
これにより、充電後の蓄電池から分離された陰極を容器に収容し、この容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送し、第2地点への輸送後に、上記陽極とは異なる陽極を有する蓄電池容器に容器から取り出した陰極を設置することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
According to the present embodiment, a renewable energy regeneration method using a power supply unit that is arranged in a floating body that floats on water and that outputs DC power generated using renewable energy, including metal ions. A charging step of charging direct current power supplied from a power supply unit to a storage battery containing an electrolytic solution, an anode, and at least one cathode, and depositing metal ions on the cathode, and separation for separating the cathode from the storage battery after charging A process, a housing process for housing the cathode separated in the separation process in a container, a transportation process for transporting the container housing the cathode from the first point to a second point different from the first point, and the second point And regenerating the battery as a storage battery by installing the cathode taken out of the container in a storage battery container having an anode different from the anode.
Thereby, the cathode separated from the storage battery after charging is accommodated in a container, the container is transported from the first point to a second point different from the first point, and after transportation to the second point, the anode is By regenerating the storage battery by installing the cathode extracted from the container in a storage battery container having a different anode, the storage battery can be restored, and when recovering energy using renewable energy, It can be transported with reduced loss.

本実施形態によれば、再生工程は、上記電解液とは異なる新たな電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生する。
これにより、上記電解液とは異なる新たな電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができる。
また、本実施形態によれば、充電後の蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を電解液容器に収容する収容工程と、を備え、輸送工程では、収容工程により電解液が収容された電解液容器を第1地点から第2地点に輸送し、再生工程では、電解液容器に収容された電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生する。
これにより、充電後の蓄電池から排出された電解液を電解液容器に収容しておき、電解液が収容された電解液容器を第1地点から第2地点に輸送し、電解液容器に収容された電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができる。
さらに、本実施形態によれば、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から陰極を分離する分離工程と、分離工程により分離された陰極を容器に収容する収容工程と、陰極が収容された容器を第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された蓄電池を充電工程に戻す循環工程と、を備える。
これにより、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から分離された陰極を容器に収容し、陰極が収容された容器を第2地点から第1地点に返送し、返送工程により返送された陰極を充電工程に戻すことで、陰極を再利用することができる。
また、本実施形態によれば、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を電解液容器に収容する収容工程と、収容工程により電解液が収容された電解液容器を第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された電解液容器から電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池として再生する。
これにより、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から排出された電解液を電解液容器に収容し、電解液が収容された電解液容器を第2地点から第1地点に返送し、返送された電解液容器から電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池として再生することで、電解液を再利用することができる。
According to this embodiment, a regeneration process reproduces | regenerates as a storage battery by inject | pouring into a storage battery container the new electrolyte solution different from the said electrolyte solution.
Thereby, a storage battery can be decompress | restored by reproducing | regenerating as a storage battery by inject | pouring into a storage battery container the new electrolyte solution different from the said electrolyte solution.
Further, according to the present embodiment, the method includes a discharging step of discharging the electrolytic solution from the charged storage battery, and a storing step of storing the electrolytic solution discharged in the discharging step in the electrolytic solution container. The electrolytic solution container in which the electrolytic solution is stored in the process is transported from the first point to the second point, and in the regeneration process, the electrolytic solution stored in the electrolytic solution container is injected into the storage battery container to be regenerated as a storage battery.
Thus, the electrolytic solution discharged from the charged storage battery is stored in the electrolytic solution container, the electrolytic solution container containing the electrolytic solution is transported from the first point to the second point, and is stored in the electrolytic solution container. The storage battery can be restored by regenerating it as a storage battery by injecting the electrolyte solution into the storage battery container.
Furthermore, according to the present embodiment, when power is discharged from the storage battery, the separation step of separating the cathode from the storage battery, the accommodation step of accommodating the cathode separated by the separation step in the container, and the cathode are accommodated. A return step for returning the container from the second point to the first point, and a circulation step for returning the storage battery returned by the return step to the charging step.
Thereby, when electric power is discharged from the storage battery, the cathode separated from the storage battery is accommodated in the container, the container accommodating the cathode is returned from the second point to the first point, and returned by the return process. The cathode can be reused by returning the cathode to the charging step.
Further, according to the present embodiment, when electric power is discharged from the storage battery, a discharging step of discharging the electrolytic solution from the storage battery, and a storing step of storing the electrolytic solution discharged by the discharging step in the electrolytic solution container, A return step of returning the electrolytic solution container containing the electrolytic solution from the second point to the first point in the storage step, and regenerating as a storage battery by injecting the electrolytic solution from the electrolytic solution container returned in the return step into the storage battery .
Thereby, when electric power is discharged from the storage battery, the electrolytic solution discharged from the storage battery is stored in the electrolytic solution container, and the electrolytic solution container in which the electrolytic solution is stored is returned from the second point to the first point, The electrolytic solution can be reused by regenerating as a storage battery by injecting the electrolytic solution from the returned electrolytic solution container into the storage battery.

本実施形態によれば、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを用いた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び陰極を収容した陰極用カセットを収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後の蓄電池から陰極を収容した陰極用カセットを分離する分離工程と、陰極が収容された陰極用カセットを第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、第2地点への輸送後に、陽極とは異なる陽極を有する蓄電池容器に陰極用カセットを設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備える。
これにより、充電後の蓄電池から陰極を収容した陰極用カセットを分離し、陰極が収容された陰極用カセットを第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送し、第2地点への輸送後に、陽極とは異なる陽極を有する蓄電池容器に陰極用カセットを設置することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
また、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から陰極を収容した陰極用カセットを分離する分離工程と、陰極が収容された陰極用カセットを第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された陰極を収容した陰極用カセットを充電工程に戻す循環工程と、を備えることを特徴とする。
これにより、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から陰極を収容した陰極用カセットを分離し、陰極が収容された陰極用カセットを第2地点から第1地点に返送し、返送された陰極を収容した陰極用カセットを充電工程に戻すことで、陰極を収容した陰極用カセットを再利用することができる。
According to the present embodiment, a renewable energy regeneration method using a power supply unit that is arranged in a floating body that floats on water and that outputs DC power generated using renewable energy, including metal ions. A charging process in which a DC battery supplied from a power supply unit is charged to a storage battery containing a cathode cassette containing an electrolyte, an anode, and a cathode, and metal ions are deposited on the cathode; A separation step of separating the accommodated cathode cassette, a transport step of transporting the cathode cassette accommodating the cathode from the first point to a second point different from the first point, and an anode after the transport to the second point And a regeneration step of regenerating as a storage battery by installing a cathode cassette in a storage battery container having a different anode.
As a result, the cathode cassette containing the cathode is separated from the charged storage battery, the cathode cassette containing the cathode is transported from the first point to a second point different from the first point, to the second point. By regenerating as a storage battery by installing a cathode cassette in a storage battery container having an anode different from the anode after transportation, the storage battery can be restored, and when recovering energy using renewable energy, It can be transported in a state where the loss of the produced power is suppressed.
In addition, when power is discharged from the storage battery, a separation step of separating the cathode cassette containing the cathode from the storage battery, and a return step of returning the cathode cassette containing the cathode from the second point to the first point And a circulation step of returning the cathode cassette containing the cathode returned in the return step to the charging step.
As a result, when power is discharged from the storage battery, the cathode cassette containing the cathode is separated from the storage battery, the cathode cassette containing the cathode is returned from the second point to the first point, and returned. By returning the cathode cassette containing the cathode to the charging step, the cathode cassette containing the cathode can be reused.

<変形例>
本実施形態の変形例として、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを用いた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び陰極を収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後の蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を容器に収容する収容工程と、排出工程により電解液が排出された蓄電池と収容工程により電解液が収容された容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、第2地点への輸送後に、容器に収容された電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池を放電可能状態に復元する復元工程と、を備えてもよい。
これにより、充電後の蓄電池から電解液を容器に収容し、電解液が排出された蓄電池と、電解液が収容された容器を第1地点から第2地点に輸送し、輸送後に、容器に収容された電解液を蓄電池に注入することで、蓄電池を放電可能状態に復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
<Modification>
As a modification of the present embodiment, there is provided a renewable energy regeneration method using a power supply unit that is arranged in a floating body that floats on water and that outputs DC power generated using renewable energy. A charging step of charging direct current power supplied from a power supply unit to a storage battery containing an electrolyte, an anode, and a cathode, and depositing metal ions on the cathode, and a discharging step of discharging the electrolyte from the storage battery after charging A storage step for storing the electrolyte discharged in the discharge process in the container, a storage battery in which the electrolyte solution is discharged in the discharge process, and a container in which the electrolyte solution is stored in the storage process from the first point to the first point. A transport process for transporting to a different second point, and a restoration work for restoring the storage battery to a dischargeable state by injecting the electrolyte contained in the container into the storage battery after transport to the second point. And, it may be provided.
Thereby, the electrolytic solution is stored in the container from the storage battery after charging, and the storage battery from which the electrolytic solution has been discharged and the container in which the electrolytic solution is stored are transported from the first point to the second point, and are stored in the container after the transport. By injecting the electrolyte solution into the storage battery, the storage battery can be restored to a dischargeable state, and when recovering energy using renewable energy, it is transported in a state where the loss of the produced power is suppressed be able to.

本実施形態によれば、蓄電池が復元工程により放電可能状態に復元された場合に、蓄電池から電力が放電されたときに、当該蓄電池を第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された蓄電池を充電工程に戻す循環工程と、を備える。
これにより、蓄電池が放電可能状態に復元された場合に、蓄電池から電力が放電されたときに、当該蓄電池を第2地点から第1地点に返送し、返送された蓄電池を充電するので、蓄電池を再利用することができる。
According to this embodiment, when the storage battery is restored to a dischargeable state by the restoration process, when the power is discharged from the storage battery, the return process of returning the storage battery from the second point to the first point; A circulation step of returning the storage battery returned by the step to the charging step.
Thereby, when the storage battery is restored to a dischargeable state, when power is discharged from the storage battery, the storage battery is returned from the second point to the first point, and the returned storage battery is charged. Can be reused.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る再生可能エネルギ搬送再生方法について説明する。
本実施形態では、上述した帆柱設置ユニット135に備えられている蓄電池に代わって、リチウム空気電池を充電対象とした場合の再生可能エネルギ搬送再生方法について説明する。
図15(a)〜(g)に示す概要図を参照して、リチウム空気電池の構成について説明する。
図15(a)は充電時の状態を示しており、蓄電池210は、第1収容室R1、第2収容室R2を備え、第1収容室R1と第2収容室R2の間に界壁211を備え、界壁211の一部に開口部212を備えている。第1収容室R1には負電極215a、正電極215b、電解液214が収容されている。充電時には、第1収容室R1内の電解液214に溶けていたリチウムが陰極にリチウムイオンとして析出する。
界壁211に設けられた開口部の前面位置まで可動壁213を移動することで、開口部212を覆うことができ、第1収容室R1と第2収容室R2の間での電解液214の移動を防止することができる。
図15(b)は充電後の分離準備状態を示しており、界壁211に設けられた開口部212の前面位置から可動壁213を横方向に移動することで、可動壁213で覆われていた開口部212が開口状態になる。
図15(c)は充電後の分離状態、すなわち、蓄電池210を90度時計回りに回転させた状態を示しており、アルゴンガス雰囲気下において、電解液214が第1収容室R1から開口部212を通過して第2収容室R2に落下移動(紙面下方向が重力方向)させることができる。
Second Embodiment
Next, a renewable energy transfer regeneration method according to the second embodiment of the present invention will be described.
In this embodiment, instead of the storage battery provided in the above-described sail column installation unit 135, a renewable energy transfer and regeneration method in the case where a lithium-air battery is a charging target will be described.
With reference to the schematic diagrams shown in FIGS. 15A to 15G, the configuration of the lithium-air battery will be described.
FIG. 15A shows a state during charging, and the storage battery 210 includes a first storage chamber R1 and a second storage chamber R2, and a boundary wall 211 between the first storage chamber R1 and the second storage chamber R2. And an opening 212 is provided in part of the boundary wall 211. The first storage chamber R1 stores a negative electrode 215a, a positive electrode 215b, and an electrolyte solution 214. During charging, lithium dissolved in the electrolyte solution 214 in the first storage chamber R1 is deposited as lithium ions on the cathode.
By moving the movable wall 213 to the front surface position of the opening provided in the boundary wall 211, the opening 212 can be covered, and the electrolyte solution 214 between the first storage chamber R1 and the second storage chamber R2 can be covered. The movement can be prevented.
FIG. 15B shows the separation preparation state after charging, and the movable wall 213 is covered with the movable wall 213 by moving the movable wall 213 laterally from the front surface position of the opening 212 provided in the boundary wall 211. Opened portion 212 is opened.
FIG. 15C shows a separated state after charging, that is, a state where the storage battery 210 is rotated 90 degrees clockwise, and the electrolytic solution 214 is opened from the first storage chamber R1 to the opening 212 in an argon gas atmosphere. Can be dropped and moved to the second storage chamber R2 (the downward direction in the drawing is the gravitational direction).

図15(d)は充電・放電が不可能な状態、すなわち、蓄電池210を90度反時計回りに回転させた状態を示しており、電解液214が第2収容室R2に移動され、開口部212の前面位置に可動壁213が移動して、第1収容室R1と第2収容室R2の間での電解液214の移動を防止することができる。このとき、第1収容室R1内の陽極及び陰極はアルゴンガス雰囲気下にあるので、安定状態を維持される。
図15(e)は蓄電池210の輸送を示しており、蓄電池210は運搬船で洋上から日本に輸送される。
図15(f)は蓄電池210の復元状態を示しており、開口部212の前面位置から可動壁213を横方向に移動することで、可動壁213で覆われていた開口部212が開口状態になる。さらに、蓄電池210を90度反時計回りに回転させた状態を示しており、電解液214が第2収容室R2から開口部212を通過して第1収容室R1に落下移動(紙面下方向が重力方向)させることができる。
図15(g)は蓄電池210の放電可能状態を示しており、電解液214が第1収容室R1に移動され、開口部212の前面位置に可動壁213が移動して、第1収容室R1と第2収容室R2の間での電解液214の移動を防止することができる。
FIG. 15D shows a state in which charging / discharging is impossible, that is, a state in which the storage battery 210 is rotated 90 degrees counterclockwise, and the electrolytic solution 214 is moved to the second storage chamber R2 to open the opening. The movable wall 213 moves to the front surface position 212, and the electrolyte solution 214 can be prevented from moving between the first storage chamber R1 and the second storage chamber R2. At this time, since the anode and the cathode in the first storage chamber R1 are in an argon gas atmosphere, a stable state is maintained.
FIG. 15E shows transportation of the storage battery 210, and the storage battery 210 is transported from the ocean to Japan by a transport ship.
FIG. 15 (f) shows the restored state of the storage battery 210. By moving the movable wall 213 laterally from the front surface position of the opening 212, the opening 212 covered with the movable wall 213 is brought into the opened state. Become. Furthermore, the state where the storage battery 210 is rotated 90 degrees counterclockwise is shown, and the electrolytic solution 214 passes through the opening 212 from the second storage chamber R2 and drops and moves to the first storage chamber R1 (the downward direction in the drawing). Gravity direction).
FIG. 15G shows the dischargeable state of the storage battery 210. The electrolytic solution 214 is moved to the first storage chamber R1, the movable wall 213 is moved to the front position of the opening 212, and the first storage chamber R1. And the movement of the electrolyte solution 214 between the second storage chamber R2 can be prevented.

図16に示すフローチャートを参照して、リチウム空気電池に適用して再生可能エネルギ再生方法について説明する。
(1)海上工場母船
海上工場母船は、帆柱設置ユニット135の接続箱136Aに設けられたコンバータに接続され、蓄電池からコンバータを介して供給される電力を利用して、海上工場母船上に搭載されているリチウム空気電池に電力を充電する。これにより、電解液214に溶けていたリチウムが陰極にリチウムイオンとして析出する。
ここで、使用中の帆柱設置ユニット135上の蓄電池に蓄えた電力がなくなると、海上工場母船は次の帆柱設置ユニット135に移動して作業を継続する。
(2)分離
蓄電池においてリチウムイオンが析出した陰極を電解液から分離することで、リチウム空気電池を放電不可能状態にする。
すなわち、充電完了時に、アルゴンガス雰囲気下において、電解液を第1収容室R1から界壁211に設けられた開口部212から第2収容室R2に排出し、放電不可能状態に変更する。電解液の移動が終了したときに、界壁211に設けられた開口部212を覆うように可動壁を移動する。なお、分離後はリチウムイオンが析出した陰極を保護するために、第1収容室R1にアルゴンガスを注入しておくことが好ましい。
(3)輸送
陽極、陰極、電解液が分離状態である蓄電池を運搬船に荷積みし、運搬船で洋上(第1地点)から日本(第2地点)に輸送する。
With reference to the flowchart shown in FIG. 16, the renewable energy reproduction | regeneration method applied to a lithium air battery is demonstrated.
(1) Offshore factory mother ship The offshore factory mother ship is connected to the converter provided in the connection box 136A of the sail column installation unit 135 and is mounted on the offshore factory mother ship using the power supplied from the storage battery via the converter. The lithium air battery is charged with power. Thereby, lithium dissolved in the electrolytic solution 214 is deposited as lithium ions on the cathode.
Here, when the electric power stored in the storage battery on the used sail column installation unit 135 is exhausted, the offshore factory mother ship moves to the next sail column installation unit 135 and continues the operation.
(2) Separation The lithium-air battery is brought into a non-dischargeable state by separating the cathode on which lithium ions are deposited from the electrolyte in the storage battery.
That is, when charging is completed, the electrolytic solution is discharged from the first housing chamber R1 to the second housing chamber R2 from the first housing chamber R1 to the second housing chamber R2 in an argon gas atmosphere, and is changed to a state in which discharge is impossible. When the movement of the electrolytic solution is completed, the movable wall is moved so as to cover the opening 212 provided in the boundary wall 211. After the separation, it is preferable to inject argon gas into the first storage chamber R1 in order to protect the cathode on which lithium ions are deposited.
(3) Transportation The storage battery in which the anode, cathode and electrolyte are separated is loaded onto a transport ship and transported from the ocean (first point) to Japan (second point) on the transport ship.

(4)復元
日本(第2地点)に輸送された蓄電池210の陽極、陰極、電解液を放電可能状態に復元する。
すなわち、アルゴンガス雰囲気下において、電解液を第2収容室R2から界壁211に設けられた開口部212から第1収容室R1に排出し、放電可能状態に変更する。
この蓄電池210をリチウム空気電池として組み立てておき、このリチウム空気電池を出荷する。
(5)放電
リチウム空気電池から負荷側へ放電する。
(6)回収
運搬船で日本(第2地点)から洋上(第1地点)に輸送する。
工程(1)に戻す。放電後のリチウム空気電池を回収することにより、リチウムの循環サイクルができる。
(4) Restoration The anode, cathode, and electrolyte of the storage battery 210 transported to Japan (second point) are restored to a dischargeable state.
That is, in an argon gas atmosphere, the electrolytic solution is discharged from the second storage chamber R2 to the first storage chamber R1 through the opening 212 provided in the boundary wall 211, and is changed to a dischargeable state.
The storage battery 210 is assembled as a lithium air battery, and the lithium air battery is shipped.
(5) Discharge Discharge from the lithium air battery to the load side.
(6) Collection Transport from Japan (2nd point) to offshore (1st point) by transport ship.
Return to step (1). By collecting the discharged lithium-air battery, a lithium circulation cycle can be performed.

本実施形態によれば、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを備えた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び陰極を第1収容室に収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後に蓄電池に設けられた第1収容室から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を蓄電池に設けられた第1収容室とは異なる第2収容室に収容する収容工程と、収容工程後の蓄電池を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、輸送工程により第2地点への輸送後に、蓄電池の第2収容室に収容された電解液を第1収容室に注入することにより蓄電池を放電可能状態に復元する復元工程と、を備える。
これにより、充電後に蓄電池に設けられた第1収容室から電解液を排出し、排出された電解液を蓄電池に設けられた第2収容室に収容し、蓄電池を第1地点から第2地点に輸送し、第2地点への輸送後に、蓄電池の第2収容室に収容された電解液を第1収容室に注入することにより蓄電池を放電可能状態に復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
According to the present embodiment, a renewable energy regeneration method including a power supply unit that is arranged in a floating body floating on water and outputs DC power generated using renewable energy, which includes metal ions. A charging step of charging direct current power supplied from the power supply unit to the storage battery in which the electrolytic solution, the anode, and the cathode are housed in the first storage chamber, and depositing metal ions on the cathode; A discharging step of discharging the electrolyte from one storage chamber, a storage step of storing the electrolyte discharged in the discharging step in a second storage chamber different from the first storage chamber provided in the storage battery, and a storage battery after the storage step The transport process for transporting the battery from the first point to a second point different from the first point, and the electrolyte stored in the second storage chamber of the storage battery in the first storage chamber after transport to the second point by the transport process inject And a restoring step of restoring the storage battery to discharge state by the.
Thereby, after charging, the electrolyte is discharged from the first storage chamber provided in the storage battery, the discharged electrolyte is stored in the second storage chamber provided in the storage battery, and the storage battery is moved from the first point to the second point. After transporting and transporting to the second point, the storage battery can be restored to a dischargeable state by injecting the electrolyte contained in the second storage chamber of the storage battery into the first storage chamber, and using renewable energy And when recovering energy, it can be transported in a state where the loss of the produced power is suppressed.

本実施形態によれば、蓄電池が復元工程により放電可能状態に復元された場合に、蓄電池から電力が放電されたときに、当該蓄電池を第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された蓄電池を充電工程に戻す循環工程と、を備える。
これにより、蓄電池が放電可能状態に復元された場合に、蓄電池から電力が放電されたときに、当該蓄電池を第2地点から第1地点に返送し、返送された蓄電池を充電するので、蓄電池を再利用することができる。
According to this embodiment, when the storage battery is restored to a dischargeable state by the restoration process, when the power is discharged from the storage battery, the return process of returning the storage battery from the second point to the first point; A circulation step of returning the storage battery returned by the step to the charging step.
Thereby, when the storage battery is restored to a dischargeable state, when power is discharged from the storage battery, the storage battery is returned from the second point to the first point, and the returned storage battery is charged. Can be reused.

<変形例>
本実施形態の変形例として、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを用いた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び陰極を収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後の蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を容器に収容する収容工程と、排出工程により電解液が排出された蓄電池と収容工程により電解液が収容された容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、第2地点への輸送後に、容器に収容された電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池を放電可能状態に復元する復元工程と、を備えてもよい。
これにより、充電後の蓄電池から電解液を容器に収容し、電解液が排出された蓄電池と、電解液が収容された容器を第1地点から第2地点に輸送し、輸送後に、容器に収容された電解液を蓄電池に注入することで、蓄電池を放電可能状態に復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
<Modification>
As a modification of the present embodiment, there is provided a renewable energy regeneration method using a power supply unit that is arranged in a floating body that floats on water and that outputs DC power generated using renewable energy. A charging step of charging direct current power supplied from a power supply unit to a storage battery containing an electrolyte, an anode, and a cathode, and depositing metal ions on the cathode, and a discharging step of discharging the electrolyte from the storage battery after charging A storage step for storing the electrolyte discharged in the discharge process in the container, a storage battery in which the electrolyte solution is discharged in the discharge process, and a container in which the electrolyte solution is stored in the storage process from the first point to the first point. A transport process for transporting to a different second point, and a restoration work for restoring the storage battery to a dischargeable state by injecting the electrolyte contained in the container into the storage battery after transport to the second point. And, it may be provided.
Thereby, the electrolytic solution is stored in the container from the storage battery after charging, and the storage battery from which the electrolytic solution has been discharged and the container in which the electrolytic solution is stored are transported from the first point to the second point, and are stored in the container after the transport. By injecting the electrolyte solution into the storage battery, the storage battery can be restored to a dischargeable state, and when recovering energy using renewable energy, it is transported in a state where the loss of the produced power is suppressed be able to.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る再生可能エネルギ搬送再生方法について説明する。
本実施形態では、上述した帆柱設置ユニット135に備えられている蓄電池に代わって、マグネシウム空気電池を充電対象とした場合の再生可能エネルギ搬送再生方法について説明する。
図17は、マグネシウム空気電池230の構成を示す図である。なお、図17に示すマグネシウム空気電池の構成は、特開2012−234799号公報に記載されている。
図17に示すように、電池230は、マグネシウム合金からなる陰極材232と、陽極材としての空気(酸素)に電子を供給する陽極集電体236と、陰極材232と陽極集電体236との間に配置されるセパレータ234と、陰極で発生したマグネシウムイオン(Mg2+)を溶出させるための電解液238と、電解液238を貯留しておくための電解液槽240とを備えている。
<Third Embodiment>
Next, a renewable energy transfer regeneration method according to the third embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a renewable energy transfer and regeneration method when a magnesium air battery is to be charged instead of the storage battery provided in the above-described sail column installation unit 135 will be described.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of the magnesium air battery 230. In addition, the structure of the magnesium air battery shown in FIG. 17 is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-234799.
As shown in FIG. 17, the battery 230 includes a cathode material 232 made of a magnesium alloy, an anode current collector 236 that supplies electrons to air (oxygen) as an anode material, a cathode material 232, and an anode current collector 236. , A separator 234 disposed between the electrodes, an electrolyte 238 for eluting magnesium ions (Mg 2+ ) generated at the cathode, and an electrolyte bath 240 for storing the electrolyte 238.

陰極材232は、マグネシウム合金によって構成される。マグネシウム合金とは、マグネシウム(Mg)を主成分とする合金、例えば、マグネシウムを50重量%以上含有する合金のことである。
セパレータ234は、陰極材232と陽極集電体236との間に配置されている。セパレータ234は、陰極材232と陽極集電体236の間での短絡を防止するとともに、電解液槽240に貯留されている電解液238を吸い上げて当該電解液238を保持する役割を有している。セパレータ234としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、樹脂不織布、ガラス不織布、濾紙等を用いることができる。
The cathode material 232 is made of a magnesium alloy. The magnesium alloy is an alloy containing magnesium (Mg) as a main component, for example, an alloy containing 50% by weight or more of magnesium.
The separator 234 is disposed between the cathode material 232 and the anode current collector 236. The separator 234 has a role of preventing a short circuit between the cathode material 232 and the anode current collector 236 and sucking up the electrolytic solution 238 stored in the electrolytic solution tank 240 and holding the electrolytic solution 238. Yes. As the separator 234, for example, polyethylene fiber, polypropylene fiber, glass fiber, resin nonwoven fabric, glass nonwoven fabric, filter paper, or the like can be used.

陽極集電体236は、陽極材としての空気中の酸素に電子を供給する役割を有している。陽極集電体236の材料は、導電性を有する材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、活性炭、炭素繊維、カーボンフェルトなどの炭素質材料や、鉄、銅などの金属材料等を用いることができる。陽極集電体236の材料としては、空気中の酸素との接触面積が大きく集電効率に優れているという観点から、炭素粉末を用いることが特に好ましい。
電解液238は、陰極材232で発生したマグネシウムイオン(Mg2+)を溶出させるともに、酸素と反応する水(HO)を陽極に供給する役割を有している。電解液238としては、酸性、アルカリ性、あるいは中性の水溶液を用いることができる。例えば、塩化ナトリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、及び過炭酸ナトリウム水溶液からなる群から選ばれる少なくとも1つを用いることができる。
The anode current collector 236 has a role of supplying electrons to oxygen in the air as an anode material. The material of the anode current collector 236 is not particularly limited as long as it is a conductive material. For example, a carbonaceous material such as activated carbon, carbon fiber, or carbon felt, or a metal material such as iron or copper is used. Can be used. As the material of the anode current collector 236, it is particularly preferable to use carbon powder from the viewpoint of a large contact area with oxygen in the air and excellent current collection efficiency.
The electrolytic solution 238 has a role of eluting magnesium ions (Mg 2+ ) generated in the cathode material 232 and supplying water (H 2 O) that reacts with oxygen to the anode. As the electrolytic solution 238, an acidic, alkaline, or neutral aqueous solution can be used. For example, at least one selected from the group consisting of a sodium chloride aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, and a sodium percarbonate aqueous solution can be used.

電解液槽240の形状や材料などは特に制限されるものではなく、電解液18を貯留することのできるのであればどのようなものでも用いることができる。例えば、ポリプロピレン等の合成樹脂によって形成された容器を電解液槽240として用いることができる。
陽極集電体236の空気に接する側の表面に対して、銅などの導電性材料からなるワイヤ等を取り付けても良い。これにより、酸素と陽極集電体236との接触面積を増加させることが可能であり、電池230の陽極における集電効率をさらに高めることができる。
なお、図17では、陰極材232、セパレータ234、及び陽極集電体236が順番に積層されることで電池230が構成されている例を示しているが、電池230の構成はこのようなものに限定されるものではない。例えば、板状の陰極材232の周囲に、セパレータ234及び陽極集電体236を順番に巻き付けることで電池230を構成することもできる。
The shape and material of the electrolytic solution tank 240 are not particularly limited, and any electrolytic solution tank 240 can be used as long as the electrolytic solution 18 can be stored. For example, a container formed of a synthetic resin such as polypropylene can be used as the electrolytic solution tank 240.
A wire made of a conductive material such as copper may be attached to the surface of the anode current collector 236 that is in contact with air. Thereby, the contact area between oxygen and the anode current collector 236 can be increased, and the current collection efficiency at the anode of the battery 230 can be further increased.
Note that FIG. 17 illustrates an example in which the battery 230 is configured by sequentially stacking the cathode material 232, the separator 234, and the anode current collector 236, but the configuration of the battery 230 is as described above. It is not limited to. For example, the battery 230 can be configured by winding the separator 234 and the anode current collector 236 in order around the plate-like cathode material 232.

ここで、マグネシウム空気電池の反応について説明する。
上述したように、マグネシウム空気電池は、アルミニウム及びカルシウムを含むマグネシウム合金からなる陰極材を備え、空気中の酸素を陽極活物質(電子を受け取る物質)とし、マグネシウムを陰極活物質(電子を放出する物質)とする電池である。
陰極のマグネシウムは、電子を放出してマグネシウムイオンとなって電解液中に溶出する。一方、陽極では、酸素と水が電子を受け取って水酸化物イオンとなる。電池全体で見ると、マグネシウム、酸素、及び水から水酸化マグネシウム(Mg(OH))が生成することで両極間に起電力が発生する。陽極及び陰極でのそれぞれの反応式は、以下の通りとなる。
Here, the reaction of the magnesium-air battery will be described.
As described above, the magnesium-air battery includes a cathode material made of a magnesium alloy containing aluminum and calcium, oxygen in the air is used as an anode active material (a material that receives electrons), and magnesium is used as a cathode active material (which emits electrons). Battery).
The magnesium at the cathode emits electrons and becomes magnesium ions and is eluted into the electrolyte. On the other hand, at the anode, oxygen and water receive electrons and become hydroxide ions. When the battery is viewed as a whole, an electromotive force is generated between the two electrodes as magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) is generated from magnesium, oxygen, and water. The respective reaction formulas at the anode and the cathode are as follows.

陽極:O+2HO+4e→4OH
陰極:2Mg→2Mg2++4e
全体:2Mg+O+2HO→2Mg(OH)
Anode: O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH
Cathode: 2Mg → 2Mg 2+ + 4e
Overall: 2Mg + O 2 + 2H 2 O → 2Mg (OH) 2

図18に示すフローチャートを参照して、マグネシウム空気電池を再生可能エネルギ再生方法に適用して説明する。
再生可能エネルギをマグネシウムに変換して運ぶ場合のフローチャートについて説明する。
(1)日本
日本では、利用者は、マグネシウム空気電池から負荷側(例えば、車両)へ電力を放電させる。放電しなくなったマグネシウム空気電池を回収する。さらに、マグネシウム空気電池から陽極及び陰極が一体化した電極部を分離して容器Aに収容し、マグネシウムイオンを十分含んだ電解液を容器Bに収容することで回収する。
マグネシウム空気電池の利用者には、新しい電池を提供することとする。
(2)運搬船
陽極及び陰極が一体化した電極部を収容した容器A、電解液を収容した容器Bを運搬船で日本から海上工場母船に輸送する。
容器A、容器Bを海上工場母船に供給する。
With reference to the flowchart shown in FIG. 18, a magnesium air battery is applied and demonstrated to the renewable energy reproduction | regeneration method.
A flow chart in the case of carrying renewable energy converted to magnesium will be described.
(1) Japan In Japan, a user discharges electric power from a magnesium air battery to a load side (for example, a vehicle). Collect the magnesium-air battery that is no longer discharged. Furthermore, the electrode part in which the anode and the cathode are integrated is separated from the magnesium-air battery and accommodated in the container A, and the electrolytic solution sufficiently containing magnesium ions is collected in the container B.
New batteries will be provided to users of magnesium air batteries.
(2) Transport ship Container A containing an electrode part in which an anode and a cathode are integrated and a container B containing an electrolyte solution are transported from Japan to a marine factory mother ship by a transport ship.
Supply container A and container B to the mother ship of the offshore factory.

(3)海上工場母船
容器Aから陽極及び陰極が一体化した電極部を取り出して電池容器に設置し、容器Bから電解液を電池容器に注入する。
海上工場母船は筏船団と並行して動き、母船上で筏101のソーラセルで発電した電力を使ってマグネシウム空気電池に充電する。この結果、マグネシウム空気電池において陽極及び陰極が一体化した電極部の陰極において金属マグネシウムが析出する。
なお、海上工場母船は、帆柱設置ユニット135の接続箱136Aに設けられたコンバータに接続され、蓄電池からコンバータを介して供給される電力を利用して、海上工場母船上に搭載されているマグネシウム空気電池に電力を充電する。使用中の帆柱設置ユニット135上の蓄電池に蓄えた電力がなくなると、海上工場母船は次の帆柱設置ユニット135に移動して作業を継続する。
(4)海上工場母船でのマグネシウムの製造
運搬船で運ばれたマグネシウム空気電池に充電することにより、マグネシウムイオンが陰極であるマグネシウム金属の表面に析出する。
次いで、マグネシウム空気電池にアルゴンガスを注入しながら、陽極及び陰極が一体化した電極部を容器Aに収容し、電池容器中の電解液を容器Bに移して収容することで、電池容器を放電が不可能状態にする。この結果、アルゴンガス雰囲気下で陽極及び陰極が一体化した電極部を有する容器Aと、電解液を収容する容器Bとが準備される。
(3) Offshore factory mother ship The electrode part in which the anode and the cathode are integrated is taken out from the container A and installed in the battery container, and the electrolytic solution is injected from the container B into the battery container.
The marine factory mother ship moves in parallel with the dredger fleet, and charges the magnesium air battery using the power generated by the solar cell of the dredger 101 on the mother ship. As a result, metallic magnesium is deposited on the cathode of the electrode part in which the anode and the cathode are integrated in the magnesium-air battery.
The marine factory mother ship is connected to the converter provided in the junction box 136A of the sail column installation unit 135, and the magnesium air mounted on the marine factory mother ship using the power supplied from the storage battery via the converter. Charge the battery with power. When the power stored in the storage battery on the currently used sail column installation unit 135 is exhausted, the offshore factory mother ship moves to the next sail column installation unit 135 and continues the operation.
(4) Manufacture of magnesium in a marine factory mother ship By charging a magnesium air battery carried by a carrier ship, magnesium ions are deposited on the surface of magnesium metal as a cathode.
Next, while injecting argon gas into the magnesium-air battery, the electrode part in which the anode and the cathode are integrated is accommodated in the container A, and the electrolytic solution in the battery container is transferred to the container B and accommodated to discharge the battery container. Makes it impossible. As a result, a container A having an electrode part in which an anode and a cathode are integrated in an argon gas atmosphere, and a container B that stores an electrolytic solution are prepared.

(5)運搬船
海上工場母船で製造された陽極及び陰極が一体化した電極部を有する容器A(アルゴンガス雰囲気、電解液なし)と、電解液を収容した容器Bを海上工場母船から運搬船に乗せ替えた後に、日本に輸送する。
日本に到着後、容器A(アルゴンガス雰囲気、電解液なし)、容器Bを陸揚げする。
(6)日本
陽極及び陰極が一体化した電極部を有する容器Aから電極部を電池容器に移動し、電解液を収容した容器Bから電解液を電池容器に移動し、マグネシウム空気電池として組み立てることで、アルゴンガスが徐々に抜ける。
次いで、このマグネシウム空気電池が出荷され、マグネシウム空気電池がユーザの車両に搭載されると、車両の運転時にマグネシウム空気電池から出力される電力が利用される。
次いで、工程(1)に戻す。放電後のマグネシウム空気電池を回収することにより、マグネシウムの循環サイクルができる。
(5) Carrier ship Container A (argon gas atmosphere, no electrolyte solution) having an electrode part integrated with an anode and a cathode manufactured by a marine factory mother ship and a container B containing the electrolyte solution are placed on the carrier ship from the marine factory mother ship. After changing, transport to Japan.
After arriving in Japan, container A (argon gas atmosphere, no electrolyte) and container B are landed.
(6) Japan The electrode part is moved to the battery container from the container A having the electrode part in which the anode and the cathode are integrated, the electrolyte solution is moved from the container B containing the electrolyte solution to the battery container, and assembled as a magnesium-air battery. The argon gas gradually escapes.
Next, when the magnesium air battery is shipped and the magnesium air battery is mounted on the user's vehicle, the power output from the magnesium air battery during operation of the vehicle is used.
Subsequently, it returns to a process (1). By collecting the magnesium-air battery after discharge, a magnesium circulation cycle can be performed.

ここで、第1実施形態〜第3実施形態において、採用した金属Li(リチウム)、金属Mg(マグネシウム)の性質について説明する。
金属Liは、乾燥空気中ではほとんど変化はないが、水分があると常温でも窒素と反応しLiNを生じる。
空気中で熱すると燃焼してLiOになる。このため金属Liはアルゴン雰囲気下で取り扱う必要がある。水との反応はアルカリ金属中最も穏やかであるが、大量のリチウムが水と反応すると発火する。
一方、金属Mgは、酸素と結合しやすく強い還元性を持っている。空気中に放置すると表面酸化が起こる。また、二酸化炭素、水、亜硫酸とも反応するが、いずれも不動態皮膜となるためアルカリ金属やカルシウムと異なり腐食は進行せず、鉱油中で保存する必要はない。空気中で加熱すると炎と強い光を発して燃焼する。このため金属Mgもアルゴン雰囲気下で取り扱う必要がある。
Here, the properties of the employed metal Li (lithium) and metal Mg (magnesium) in the first to third embodiments will be described.
Metal Li hardly changes in dry air, but when there is moisture, it reacts with nitrogen even at room temperature to produce Li 3 N.
When heated in air, it burns to Li 2 O. For this reason, it is necessary to handle metal Li under an argon atmosphere. The reaction with water is the mildest among alkali metals, but it ignites when large amounts of lithium react with water.
On the other hand, metal Mg is easily combined with oxygen and has a strong reducing property. Surface oxidation occurs when left in the air. Moreover, although it reacts with carbon dioxide, water, and sulfurous acid, all of them become a passive film, so unlike alkali metals and calcium, corrosion does not proceed and it is not necessary to store in mineral oil. When heated in air, it burns with a flame and strong light. For this reason, it is necessary to handle metal Mg under an argon atmosphere.

本実施形態によれば、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを備えた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極及び陰極が一体化された電極部を収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後の蓄電池から電極部を分離する分離工程と、分離工程により分離された電極部を容器に収容する収容工程と、電極部が収容された容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、第2地点への輸送後に、蓄電池容器に容器から取り出した電極部を設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備える。
これにより、充電後の蓄電池から分離された陽極及び陰極が一体化された電極部を容器に収容し、この容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送し、第2地点への輸送後に、蓄電池容器に容器から取り出した陽極及び陰極が一体化された電極部を設置することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
According to the present embodiment, a renewable energy regeneration method including a power supply unit that is arranged in a floating body floating on water and outputs DC power generated using renewable energy, which includes metal ions. A charging step of charging a direct current power supplied from a power supply unit to a storage battery containing an electrode part integrated with an electrolyte solution, an anode and a cathode, and depositing metal ions on the cathode; and an electrode part from the storage battery after charging A separation step for separating the electrode portion, a housing step for housing the electrode portion separated by the separation step in a container, and a transportation step for transporting the container housing the electrode portion from the first point to a second point different from the first point. And a regeneration step of regenerating as a storage battery by installing an electrode portion taken out from the container in the storage battery container after transportation to the second point.
Thereby, the electrode part in which the anode and the cathode separated from the charged storage battery are integrated is accommodated in a container, and the container is transported from the first point to a second point different from the first point, and the second point. After being transported to the storage battery, the storage battery can be regenerated by installing an electrode unit in which the anode and the cathode taken out from the container are integrated into the storage battery container, so that the storage battery can be restored. Can be transported in a state in which the loss of the produced power is suppressed.

本実施形態によれば、再生工程は、電解液とは異なる新たな電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生する。
これにより、電解液とは異なる新たな電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができる。
また、本実施形態によれば、充電後の蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を電解液容器に収容する収容工程と、を備え、輸送工程では、収容工程により電解液が収容された電解液容器を第1地点から第2地点に輸送し、再生工程では、電解液容器に収容された電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生する。
これにより、充電後の蓄電池から排出された電解液を電解液容器に収容しておき、電解液が収容された電解液容器を第1地点から第2地点に輸送し、電解液容器に収容された電解液を蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生することで、蓄電池を復元することができる。
According to this embodiment, a regeneration process reproduces | regenerates as a storage battery by inject | pouring into a storage battery container the new electrolyte solution different from electrolyte solution.
Thereby, a storage battery can be decompress | restored by reproducing | regenerating as a storage battery by inject | pouring a new electrolyte solution different from electrolyte solution into a storage battery container.
Further, according to the present embodiment, the method includes a discharging step of discharging the electrolytic solution from the charged storage battery, and a storing step of storing the electrolytic solution discharged in the discharging step in the electrolytic solution container. The electrolytic solution container in which the electrolytic solution is stored in the process is transported from the first point to the second point, and in the regeneration process, the electrolytic solution stored in the electrolytic solution container is injected into the storage battery container to be regenerated as a storage battery.
Thus, the electrolytic solution discharged from the charged storage battery is stored in the electrolytic solution container, the electrolytic solution container containing the electrolytic solution is transported from the first point to the second point, and is stored in the electrolytic solution container. The storage battery can be restored by regenerating it as a storage battery by injecting the electrolyte solution into the storage battery container.

さらに、本実施形態によれば、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から陽極及び陰極が一体化された電極部を分離する分離工程と、分離工程により分離された陽極及び陰極が一体化された電極部を容器に収容する収容工程と、陽極及び陰極が一体化された電極部が収容された容器を第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された容器から陽極及び陰極が一体化された電極部を摘出し当該電極部を充電工程に戻す循環工程と、を備える。
これにより、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から分離された陽極及び陰極が一体化された電極部を容器に収容し、陽極及び陰極が一体化された電極部が収容された容器を第2地点から第1地点に返送し、する返送工程と、返送工程により返送された陽極及び陰極が一体化された電極部を充電工程に戻すことで、陰極を再利用することができる。
また、本実施形態によれば、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を電解液容器に収容する収容工程と、収容工程により電解液が収容された電解液容器を第2地点から第1地点に返送する返送工程と、返送工程により返送された電解液容器から電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池として再生する。
これにより、蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から排出された電解液を電解液容器に収容し、電解液が収容された電解液容器を第2地点から第1地点に返送し、返送された電解液容器から電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池として再生することで、電解液を再利用することができる。
Furthermore, according to this embodiment, when electric power is discharged from the storage battery, the separation step of separating the electrode portion in which the anode and the cathode are integrated from the storage battery, and the anode and cathode separated by the separation step are integrated. Returned to the container, the return process of returning the container containing the electrode part integrated with the anode and the cathode from the second point to the first point, and the return process. A circulation step of extracting an electrode portion in which the anode and the cathode are integrated from the container and returning the electrode portion to the charging step.
Thereby, when electric power is discharged from the storage battery, the electrode part in which the anode and the cathode separated from the storage battery are integrated is accommodated in the container, and the electrode part in which the anode and the cathode are integrated is accommodated. Is returned from the second point to the first point, and the cathode part can be reused by returning the electrode part in which the anode and the cathode returned by the return process are integrated to the charging process.
Further, according to the present embodiment, when electric power is discharged from the storage battery, a discharging step of discharging the electrolytic solution from the storage battery, and a storing step of storing the electrolytic solution discharged by the discharging step in the electrolytic solution container, A return step of returning the electrolytic solution container containing the electrolytic solution from the second point to the first point in the storage step, and regenerating as a storage battery by injecting the electrolytic solution from the electrolytic solution container returned in the return step into the storage battery .
Thereby, when electric power is discharged from the storage battery, the electrolytic solution discharged from the storage battery is stored in the electrolytic solution container, and the electrolytic solution container in which the electrolytic solution is stored is returned from the second point to the first point, The electrolytic solution can be reused by regenerating as a storage battery by injecting the electrolytic solution from the returned electrolytic solution container into the storage battery.

<変形例>
本実施形態の変形例として、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットを用いた再生可能エネルギ再生方法であって、金属イオンを含有する電解液、陽極、及び陰極を収容した蓄電池に電力供給ユニットから供給される直流電力を充電し、陰極に金属イオンを析出させる充電工程と、充電後の蓄電池から電解液を排出する排出工程と、排出工程により排出された電解液を容器に収容する収容工程と、排出工程により電解液が排出された蓄電池と収容工程により電解液が収容された容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、第2地点への輸送後に、容器に収容された電解液を蓄電池に注入することにより蓄電池を放電可能状態に復元する復元工程と、を備えてもよい。
これにより、充電後の蓄電池から電解液を容器に収容し、電解液が排出された蓄電池と、電解液が収容された容器を第1地点から第2地点に輸送し、輸送後に、容器に収容された電解液を蓄電池に注入することで、蓄電池を放電可能状態に復元することができ、再生可能エネルギを利用してエネルギを回収する際に、製造した電力の損失を抑えた状態で輸送することができる。
<Modification>
As a modification of the present embodiment, there is provided a renewable energy regeneration method using a power supply unit that is arranged in a floating body that floats on water and that outputs DC power generated using renewable energy. A charging step of charging direct current power supplied from a power supply unit to a storage battery containing an electrolyte, an anode, and a cathode, and depositing metal ions on the cathode, and a discharging step of discharging the electrolyte from the storage battery after charging A storage step for storing the electrolyte discharged in the discharge process in the container, a storage battery in which the electrolyte solution is discharged in the discharge process, and a container in which the electrolyte solution is stored in the storage process from the first point to the first point. A transport process for transporting to a different second point, and a restoration work for restoring the storage battery to a dischargeable state by injecting the electrolyte contained in the container into the storage battery after transport to the second point. And, it may be provided.
Thereby, the electrolytic solution is stored in the container from the storage battery after charging, and the storage battery from which the electrolytic solution has been discharged and the container in which the electrolytic solution is stored are transported from the first point to the second point, and are stored in the container after the transport. By injecting the electrolyte solution into the storage battery, the storage battery can be restored to a dischargeable state, and when recovering energy using renewable energy, it is transported in a state where the loss of the produced power is suppressed be able to.

<変形例>
第1実施形態〜第3実施形態においては、陰極に金属Li(リチウム)、又は金属Mg(マグネシウム)を採用して説明したが、変形例としては以下の金属を陰極に採用することができる。
以下に金属空気電池の陰極金属の違いによる放電容量比較表を示す。
<Modification>
In 1st Embodiment-3rd Embodiment, although metal Li (lithium) or metal Mg (magnesium) was employ | adopted and demonstrated to the cathode, the following metals can be employ | adopted as a cathode.
The discharge capacity comparison table by the difference of the cathode metal of a metal air battery is shown below.

Figure 0006496479
Figure 0006496479

表1に示すように、蓄電池である金属空気電池は、陰極としてリチウム金属を有するリチウム空気電池か、或いは陰極としてマグネシウム金属を有するマグネシウム空気電池、或いは陰極としてナトリウム金属を有するナトリウム空気電池か、或いは陰極としてカルシウム金属を有するカルシウム空気電池か、或いは陰極としてアルミニウム金属を有するアルミニウム空気電池か、或いは陰極として亜鉛金属を有する亜鉛空気電池であればよい。   As shown in Table 1, the metal-air battery as a storage battery is a lithium-air battery having lithium metal as a cathode, a magnesium-air battery having magnesium metal as a cathode, or a sodium-air battery having sodium metal as a cathode, or Any calcium-air battery having calcium metal as the cathode, aluminum-air battery having aluminum metal as the cathode, or zinc-air battery having zinc metal as the cathode may be used.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る再生可能エネルギ製造方法、発電方法、再生方法について説明する。
本実施形態では、上述した帆柱設置ユニット135に備えられている蓄電池に代わって、海水を対象として電気分解してマグネシウムを製造する場合の再生可能エネルギ製造方法、発電方法、再生方法について説明する。
図19に示すフローチャートを参照して、マグネシウムMgの製造方法及び発電方法を再生方法に適用して説明する。
マグネシウムに変換して運ぶ場合について、フローチャートに従って説明する。
海上工場母船において、海上工場母船は筏船団と並行して動き、母船上で筏101のソーラセルで発電した電力を使ってマグネシウムを製造する。
なお、海上工場母船は、帆柱設置ユニット135の接続箱136Aに設けられたコンバータに接続され、蓄電池からコンバータを介して供給される電力を利用して、海上工場母船上に搭載されているマグネシウム製造システムに電力を供給する。使用中の帆柱設置ユニット135上の蓄電池に蓄えた電力がなくなると、海上工場母船は次の帆柱設置ユニット135に移動して作業を継続する。
<Fourth embodiment>
Next, a renewable energy production method, a power generation method, and a regeneration method according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a renewable energy production method, a power generation method, and a regeneration method in the case of producing magnesium by electrolyzing seawater instead of the storage battery provided in the above-described sail column installation unit 135 will be described.
With reference to the flowchart shown in FIG. 19, the manufacturing method and power generation method of magnesium Mg are applied to the regeneration method and described.
The case of carrying by converting into magnesium will be described according to the flowchart.
In the offshore factory mother ship, the offshore factory mother ship moves in parallel with the dredger fleet and produces magnesium using the power generated by the solar cell of the dredger 101 on the mother ship.
The offshore factory mother ship is connected to a converter provided in the junction box 136A of the sail pole installation unit 135, and uses the power supplied from the storage battery via the converter to produce magnesium mounted on the offshore factory mother ship. Supply power to the system. When the power stored in the storage battery on the currently used sail column installation unit 135 is exhausted, the offshore factory mother ship moves to the next sail column installation unit 135 and continues the operation.

(1)海上工場母船上でのマグネシウム製造
一般に、塩田での作業のように、海水から水分を蒸発させ、水分を少なくした状態で加熱し、塩分を塩化ナトリウム(NaCl)として取り出す。
なお、海水中のマグネシウム濃度は1.27g/kg海水である。
脱水機で水分を奪うことで残った酸化マグネシウム(MgO)に塩酸(HCl)を加え、塩化マグネシウムにする。
また、図20に示すような方法がある。まず、海水を反応槽250に供給し、さらに水酸化ナトリウム(NaOH)とポリマを加え、攪拌する。反応槽250から排出された液体を沈殿槽251に与え、沈殿された固形分をポンプ252で吸引して脱水機253に与え、水酸化マグネシウムを得る。この水酸化マグネシウムを溶解槽254に与え、さらに塩酸(HCl)を加え、塩化マグネシウムを得る。
帆柱設置ユニット135のコンバータから供給される電力により、塩化マグネシウムを電気分解することで、マグネシウムを得る。
なお、運搬船で、日本でマグネシウムを燃焼させた後にできる酸化マグネシウムが海上工場母船に運ばれるようになると、海水から酸化マグネシウムを得る工程は不要になり、(2)項からの作業を行うことになる。
(1) Magnesium production on a marine factory mother ship Generally, as in the work of a salt paddy, water is evaporated from seawater and heated in a state where the water content is reduced, and the salt content is taken out as sodium chloride (NaCl).
In addition, the magnesium concentration in seawater is 1.27 g / kg seawater.
Hydrochloric acid (HCl) is added to magnesium oxide (MgO) remaining after removing moisture with a dehydrator to make magnesium chloride.
Further, there is a method as shown in FIG. First, seawater is supplied to the reaction tank 250, and sodium hydroxide (NaOH) and a polymer are added and stirred. The liquid discharged from the reaction tank 250 is supplied to the precipitation tank 251, and the precipitated solid content is sucked by the pump 252 and supplied to the dehydrator 253 to obtain magnesium hydroxide. This magnesium hydroxide is fed to the dissolution tank 254, and hydrochloric acid (HCl) is further added to obtain magnesium chloride.
Magnesium chloride is electrolyzed by the electric power supplied from the converter of the sail column installation unit 135 to obtain magnesium.
In addition, when magnesium oxide produced after burning magnesium in Japan is transported to an offshore factory mother ship, the process of obtaining magnesium oxide from seawater is no longer necessary, and the work from (2) is performed. Become.

マグネシウムは、難燃性マグネシウムに加工する。
ここで、上述した難燃性マグネシウムについて説明する。
難燃性マグネシウムは、Mg−Al−Caの合金である。難燃性マグネシウム合金は、通常のマグネシウム合金にカルシウムを添加することにより発火温度を200〜300℃上昇させている。
このマグネシウム合金は、軽量・比強度・比剛性・リサイクル性等の優れた特徴を有している。
マグネシウムは実用金属において最も軽く、比強度・比剛性、振動吸収性(減衰能)、切削性、リサイクル性に優れているため、環境負荷低減に向けた各種構造体の軽量化、振動・騒音の低減等、様々な分野において用途拡大が期待されている。
マグネシウム合金は、非常に活性で燃えやすい性質を有するが、難燃性マグネシウム合金は発火温度を200〜300℃上昇させることで、この問題点を改良した画期的な軽金属材料である。
Magnesium is processed into flame retardant magnesium.
Here, the flame retardant magnesium described above will be described.
Flame retardant magnesium is an alloy of Mg—Al—Ca. In the flame-retardant magnesium alloy, the ignition temperature is increased by 200 to 300 ° C. by adding calcium to a normal magnesium alloy.
This magnesium alloy has excellent characteristics such as light weight, specific strength, specific rigidity, and recyclability.
Magnesium is the lightest metal in practical use, and has excellent specific strength / specific rigidity, vibration absorption (damping ability), machinability, and recyclability, reducing the weight of various structures and reducing vibration and noise to reduce environmental impact. Application expansion is expected in various fields such as reduction.
Magnesium alloys have very active and flammable properties, but flame retardant magnesium alloys are epoch-making light metal materials that have improved this problem by raising the ignition temperature by 200-300 ° C.

(3)運搬船
難燃のマグネシウムを運搬船で海上工場母船から日本に運ぶ。
日本のマグネシウム火力発電所の近くで燃料のマグネシウムを陸揚げする。
(4)日本のマグネシウム火力発電所
マグネシウムを燃料とする火力発電所で発電を行う。
発電はガスタービンによる発電と高温のガスを利用した蒸気発電を組み合わせて高効率の発電を行う。
燃焼させたマグネシウムは酸化マグネシウムとして灰になって残るので、これを回収する。
(5)運搬船
発電所から回収された酸化マグネシウムを運搬船で日本から海上工場母船に運ぶ。
海上工場母船に酸化マグネシウムを渡し、新たに製造されたマグネシウムを受け取り日本に持ち帰る。
マグネシウムを燃焼させて灰になったものが酸化マグネシウムであり、これによりマグネシウムの循環のサイクルができる。
(3) Transport ship Carry the flame-retardant magnesium from the offshore factory mother ship to Japan by transport ship.
The fuel magnesium is unloaded near the Japanese magnesium thermal power plant.
(4) Magnesium thermal power plant in Japan Power is generated at a thermal power plant using magnesium as fuel.
Power generation is highly efficient by combining gas turbine power generation and steam power generation using high-temperature gas.
The burned magnesium remains as ash as magnesium oxide and is recovered.
(5) Carrier ship Magnesium oxide recovered from the power plant is transported from Japan to the mother ship at the offshore factory.
Deliver magnesium oxide to the mother ship at the offshore factory, receive newly produced magnesium, and take it back to Japan.
Magnesium oxide is produced by burning magnesium to form ash, which enables a cycle of magnesium circulation.

図21に示す概要図を参照して、マグネシウムMgの発電方法について説明する。
なお、図21に示す概要図は矢部孝氏及び山路哲也氏による著作「マグネシウム文明論」(p169)より抜粋したものである。
(1)粉末状の金属マグネシウムと水を反応させれば水素が発生する、マグネシウムの粒を細かくすると、格段に反応スピードが速くなる。更に反応スピードが速くなってくると、水素も燃えはじめる。水素も酸素と反応して水(水蒸気)として、吹き出てくる。水素によりガスタービン260を回転して発電機261で発電する。
(2)ガスタービン260の高温ガスをボイラ262に送り高温の蒸気を作り、この蒸気で蒸気タービン263を回転して発電機264でも発電する。蒸気タービン263から排出される蒸気は復水器265で海水と熱交換されボイラ262に戻される。
(3)ガスタービン260と蒸気タービン263を併用することにより、発電効率を上げることができる。
A power generation method for magnesium Mg will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG.
The outline diagram shown in FIG. 21 is an excerpt from the book “Magnesium Civilization” (p169) by Takashi Yabe and Tetsuya Yamaji.
(1) Hydrogen is generated by reacting powdered metal magnesium with water. When magnesium particles are made finer, the reaction speed is remarkably increased. As the reaction speed increases further, hydrogen begins to burn. Hydrogen also reacts with oxygen and blows out as water (water vapor). The gas turbine 260 is rotated by hydrogen and power is generated by the generator 261.
(2) The high-temperature gas of the gas turbine 260 is sent to the boiler 262 to produce high-temperature steam, and the steam turbine 263 is rotated by this steam, and the generator 264 also generates power. Steam discharged from the steam turbine 263 is heat-exchanged with seawater in the condenser 265 and returned to the boiler 262.
(3) By using the gas turbine 260 and the steam turbine 263 in combination, the power generation efficiency can be increased.

本実施形態によれば、水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、電力供給ユニットから供給される直流電力を利用して海水を収容し、海水からマグネシウムを製造する製造ユニットと、を用いた再生可能エネルギ再生方法であって、製造ユニットは、収容した海水から水分を蒸発させる蒸発工程と、蒸発工程により水分が減少した海水を加熱することにより塩分を分離する分離工程と、分離工程において残存した酸化マグネシウムに塩素を加えることにより無水塩化マグネシウムを生成する第1生成工程と、電力供給ユニットから供給される直流電力を利用して無水塩化マグネシウムを電気分解することによりマグネシウムを生成する第2生成工程と、マグネシウムにカルシウムを添加して難燃性マグネシウムに加工する加工工程と、を備える。
これにより、海水から水分を蒸発させ、水分が減少した海水を加熱することにより塩分を分離し、残存した酸化マグネシウムに塩素を加えることにより無水塩化マグネシウムを生成し、電力供給ユニットから供給される直流電力を利用して無水塩化マグネシウムを電気分解することによりマグネシウムを生成し、マグネシウムにカルシウムを添加して難燃性マグネシウムに加工することで、海水から難燃性マグネシウムを回収することができる。さらに、製造した電力の損失を抑えた状態で難燃性マグネシウムを輸送することができる。
According to this embodiment, the power supply unit is arranged in a floating body floating on the water and outputs DC power generated using renewable energy, and seawater using DC power supplied from the power supply unit. And a production unit for producing magnesium from seawater, and a production unit comprising: an evaporation step for evaporating moisture from the contained seawater; and a seawater whose moisture has been reduced by the evaporation step A separation step of separating the salinity by heating, a first generation step of generating anhydrous magnesium chloride by adding chlorine to the magnesium oxide remaining in the separation step, and direct current power supplied from the power supply unit A second production step of electrolyzing anhydrous magnesium chloride to produce magnesium, And a processing step of processing the flame-retardant magnesium by addition of calcium.
As a result, water is evaporated from seawater, salt content is separated by heating the seawater with reduced water content, and anhydrous magnesium chloride is produced by adding chlorine to the remaining magnesium oxide, which is supplied from the power supply unit. Magnesium is produced by electrolyzing anhydrous magnesium chloride using electric power, and the flame retardant magnesium can be recovered from seawater by adding calcium to the magnesium and processing it into flame retardant magnesium. Furthermore, flame-retardant magnesium can be transported in a state where the loss of the produced power is suppressed.

本実施形態によれば、加工工程により加工された難燃性マグネシウムを火力発電所に輸送する輸送工程を備え、火力発電所は、難燃性マグネシウムを燃料として高温ガスを発生する燃焼工程と、高温ガスをガスタービンに与え発電する発電工程と、を備える。
これにより、難燃性マグネシウムを燃料として高温ガスを発生し、ガスタービンに与え発電することができる。
According to the present embodiment, it comprises a transport process for transporting the flame-retardant magnesium processed by the processing process to a thermal power plant, and the thermal power plant generates a high-temperature gas using the flame-retardant magnesium as a fuel, And a power generation step of generating power by applying a high temperature gas to the gas turbine.
As a result, high temperature gas can be generated using flame retardant magnesium as fuel, and the gas can be supplied to the gas turbine for power generation.

本実施形態によれば、燃焼工程において残存した酸化マグネシウムを製造ユニットに輸送する輸送工程と、製造ユニットは、輸送工程により輸送された酸化マグネシウムを第1生成工程に戻す循環工程を備える。
これにより、燃焼後に残存した酸化マグネシウムを輸送することで、酸化マグネシウムを再利用することができる。
According to this embodiment, the transport process for transporting the magnesium oxide remaining in the combustion process to the production unit, and the production unit include a circulation process for returning the magnesium oxide transported in the transport process to the first generation process.
Thereby, magnesium oxide can be reused by transporting the magnesium oxide remaining after combustion.

100…太陽光発電システム、101…筏、110…帆柱設置ユニット、111…帆柱、112…資材置場、113…補修用移動台車、115…インバータ、116…スクリュ、111…帆、121…通路、122…フロート、125…車輪、126…台車アウトリガ、120…クレーン、130…セルユニット、132…接続箱、133…センサ、134…送電線、135…帆柱設置ユニット、150…海上工場母船、201…リチウム空気電池、202…陰極、203…陽極、204…水溶液、201…リチウム空気電池、201…電池容器、211…界壁、212…開口部、214…電解液、213…可動壁、230…マグネシウム空気電池、232…陰極材、236…陽極集電体、234…セパレータ、240…電解液槽、250…反応槽、251…沈殿槽、252…ポンプ、253…脱水機、254…溶解槽、260…ガスタービン、261…発電機、262…ボイラ、263…蒸気タービン、265…復水器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Solar power generation system, 101 ... Reed, 110 ... Sail pillar installation unit, 111 ... Sail pillar, 112 ... Material storage place, 113 ... Mobile carriage for repair, 115 ... Inverter, 116 ... Screw, 111 ... Sail, 121 ... Passage, 122 ... Float, 125 ... Wheel, 126 ... Carriage outrigger, 120 ... Crane, 130 ... Cell unit, 132 ... Connection box, 133 ... Sensor, 134 ... Power transmission line, 135 ... Sail pole installation unit, 150 ... Marine factory mother ship, 201 ... Lithium Air battery, 202 ... cathode, 203 ... anode, 204 ... aqueous solution, 201 ... lithium air battery, 201 ... battery container, 211 ... field wall, 212 ... opening, 214 ... electrolyte, 213 ... movable wall, 230 ... magnesium air Batteries, 232 ... cathode material, 236 ... anode current collector, 234 ... separator, 240 ... electrolyte bath, 250 ...応槽, 251 ... sedimentation tank, 252 ... pump, 253 ... dehydrator, 254 ... melting tank, 260 ... gas turbine, 261 ... generator, 262 ... boiler, 263 ... steam turbine, 265 ... condenser

Claims (10)

水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、
金属イオンを含有する電解液、前記電解液が侵入可能又は排出可能な四角形状のスリットが側面に沿って設けられ陰極を内部に収容した着脱可能な陰極用カセット、及び陽極を収容した蓄電池と、を備え、前記電力供給ユニットから蓄電池に直流電力を充電する再生可能エネルギ再生方法であって、
充電時に、前記蓄電池内に収容されている前記電解液が前記スリットを介して前記陰極用カセットの内部に出入り可能であり、前記電力供給ユニットから供給される直流電力を前記蓄電池に充電し、前記陰極用カセットの内部に収容された前記陰極に金属を析出させることにより、前記電解液が侵入され、且つ金属が陰極に析出した第1状態にある陰極用カセットを得る充電工程と、
前記充電工程による充電後の分離時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第1状態にある陰極用カセット内の前記電解液を前記スリットを介して排出させるとともに、前記蓄電池から当該陰極用カセットを分離することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が陰極に析出した第2状態にある陰極用カセットを得る分離工程と、
前記分離工程によ分離後の収容時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第2状態にある陰極用カセットを容器に収容することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が陰極に析出した第2状態にある陰極用カセットを収容した第3状態にある容器を得る収容工程と、
前記第3状態にある容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、
前記輸送工程による輸送後に、前記第3状態にある容器から前記第2状態にある陰極用カセットを摘出して、前記陽極及び前記電解液とは異なる陽極及び電解液を有する他の蓄電池容器に設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備えることを特徴とする再生可能エネルギ搬送再生方法。
A power supply unit that is arranged in a floating body floating on the water and outputs DC power generated using renewable energy ;
An electrolytic solution containing metal ions, a detachable cathode cassette in which a rectangular slit that can enter or discharge the electrolytic solution is provided along the side surface and accommodates the cathode inside, and a storage battery that accommodates the anode, A renewable energy regeneration method for charging DC power from the power supply unit to a storage battery ,
During charging, the electrolyte contained in the storage battery can enter and exit the cathode cassette through the slit, and the storage battery is charged with DC power supplied from the power supply unit, A charging step of obtaining a cathode cassette in a first state in which the electrolyte is intruded and metal is deposited on the cathode by depositing metal on the cathode housed inside the cathode cassette ;
At the time of separation after charging in the charging step , the electrolytic solution in the cathode cassette in the first state is discharged through the slit in an inert gas atmosphere, and the cathode cassette is separated from the storage battery. A separation step of obtaining a cathode cassette in a second state in which discharge is impossible due to the inert gas and metal is deposited on the cathode ;
Wherein by that when the housing after separation in the separation step, in an inert gas atmosphere, by accommodating a cathode cassette is in said second state on the container, the discharge becomes impossible state by inert gas, and metal An accommodating step of obtaining a container in a third state containing a cassette for a cathode in a second state deposited on the cathode ;
A transportation step of transporting the container in the third state from the first point to a second point different from the first point;
Installation the after transportation by transport step, the third and excised cathode cassette from the container in a state to the second state, the other battery containers having a different anode and the electrolyte and the anode and the electrolyte And a regeneration step of regenerating as a storage battery.
前記蓄電池から電力が放電された場合に、不活性ガス雰囲気下において、前記陰極が収容され、且つ放電不可能な第4の状態にある陰極用カセット内の前記電解液を前記スリットを介して排出させるとともに、前記他の蓄電池容器から前記陰極を収容した陰極用カセットを分離することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になった第5状態にある陰極用カセットを得る分離工程と、
前記陰極が収容され、前記第5状態にある陰極用カセットを前記第2地点から前記第1地点に返送する返送工程と、
前記返送工程による返送後に、前記第5状態にある陰極用カセットを前記充電工程に戻すとともに、前記充電工程に用いる電解液を前記スリットを介して前記陰極用カセット内に侵入させる循環工程と、を備えることを特徴とする請求項1記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。
When electric power is discharged from the storage battery , the electrolytic solution in the cathode cassette in the fourth state in which the cathode is housed and cannot be discharged in an inert gas atmosphere is discharged through the slit. together is, by separating the cathode cassette accommodating the cathode from the other battery container, a separation step of obtaining a cathode cassette in a fifth condition that the discharge is not state by inert gas,
A return step in which the cathode is accommodated and the cathode cassette in the fifth state is returned from the second point to the first point;
After returning by the returning step , the cathode cassette in the fifth state is returned to the charging step, and a circulation step for allowing the electrolytic solution used in the charging step to enter the cathode cassette through the slit. The renewable energy conveyance regeneration method of Claim 1 provided.
水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、
金属イオンを含有する電解液、陽極、及び少なくとも1つの着脱可能な陰極を収容した蓄電池と、を備え、前記電力供給ユニットから蓄電池に直流電力を充電する再生可能エネルギ再生方法であって、
前記電力供給ユニットから供給される直流電力を前記蓄電池に充電し、前記陰極に金属を析出させることにより、金属が析出した第1状態にある陰極を得る充電工程と、
前記充電工程による充電後の分離時に、不活性ガス雰囲気下において、前記蓄電池から金属が析出された陰極を分離することにより、不活性ガス雰囲気下にあり、且つ前記金属が析出した第2状態にある陰極を得る分離工程と、
前記分離工程によ分離後の収容時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第2状態にある陰極を容器に収容することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が析出した陰極を収容した第3状態にある容器を得る収容工程と、
前記第3状態にある容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、
前記輸送工程による輸送後に、前記第3状態にある容器から前記第2状態にある陰極を摘出して、前記陽極及び前記電解液とは異なる陽極及び電解液を有する蓄電池容器に設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備えることを特徴とする再生可能エネルギ搬送再生方法。
A power supply unit that is arranged in a floating body floating on the water and outputs DC power generated using renewable energy ;
A storage battery containing an electrolytic solution containing metal ions, an anode, and at least one detachable cathode, and a renewable energy regeneration method for charging DC power from the power supply unit to the storage battery ,
Charging the storage battery with DC power supplied from the power supply unit, and depositing metal on the cathode to obtain a cathode in a first state in which metal is deposited ; and
By separating the cathode on which the metal is deposited from the storage battery in an inert gas atmosphere at the time of separation after charging in the charging step , the second state in which the metal is deposited and in the inert gas atmosphere is obtained. A separation step to obtain a certain cathode ;
When receiving the separated that by the separation step, in an inert gas atmosphere, said by the cathode is accommodated in a container in the second state, the discharge becomes impossible state by inert gas, and metal is deposited An accommodating step of obtaining a container in a third state in which the cathode is accommodated ;
A transportation step of transporting the container in the third state from the first point to a second point different from the first point;
After transportation by the transportation step, said excised cathode in said second state from a container in the third state, by installing the battery container having a different anode and the electrolyte and the anode and the electrolyte, And a regeneration step for regenerating as a storage battery.
水上に浮遊する浮体に配列され、再生可能エネルギを利用して発電された直流電力を出力する電力供給ユニットと、
陽極及び陰極が一体化された電極部、金属イオンを含有する電解液を収容した蓄電池と、を備え、前記電力供給ユニットから蓄電池に直流電力を充電する再生可能エネルギ再生方法であって、
充電時に、前記電力供給ユニットから供給される直流電力を前記蓄電池に充電し、前記陰極に金属を析出させることにより、前記電解液が侵入され、且つ金属が陰極に析出した第1状態にある電極部を得る充電工程と、
前記充電工程による充電後の分離時に、不活性ガス雰囲気下において、前記蓄電池から前記電極部を分離することにより、不活性ガス雰囲気下にあり、且つ前記金属が陰極に析出した第2状態にある電極部を得る分離工程と、
前記分離工程によ分離後の収容時に、不活性ガス雰囲気下において、前記第2状態にある電極部を容器に収容することにより、不活性ガスにより放電が不可能状態になり、且つ金属が陰極に析出した電極部を収容した第3状態にある容器を得る収容工程と、
前記第3状態にある容器を第1地点から第1地点とは異なる第2地点に輸送する輸送工程と、
前記輸送工程による輸送後に、前記第3状態にある容器から前記第2状態にある電極部を摘出して、前記電解液とは異なる電解液を有する蓄電池容器に設置することにより蓄電池として再生する再生工程と、を備えることを特徴とする再生可能エネルギ搬送再生方法。
A power supply unit that is arranged in a floating body floating on the water and outputs DC power generated using renewable energy ;
A regenerative energy regeneration method comprising charging a direct-current power from the power supply unit to the storage battery, comprising an electrode part in which an anode and a cathode are integrated, and a storage battery containing an electrolytic solution containing metal ions ,
When charging, the storage battery is charged with DC power supplied from the power supply unit , and a metal is deposited on the cathode, whereby the electrolyte is intruded and the electrode is in a first state in which the metal is deposited on the cathode. Charging process to obtain a part ,
At the time of separation after charging in the charging step, the electrode portion is separated from the storage battery in an inert gas atmosphere, so that it is in an inert gas atmosphere and the metal is in a second state where the metal is deposited on the cathode. A separation step of obtaining an electrode part ;
During the post-separation that by the separation process housing, in an inert gas atmosphere, by accommodating the electrode portion is in the second state in the container, it becomes the impossible state discharged by the inert gas, and metal An accommodating step of obtaining a container in a third state accommodating the electrode portion deposited on the cathode ;
A transportation step of transporting the container in the third state from the first point to a second point different from the first point;
After transporting in the transporting process , the electrode part in the second state is extracted from the container in the third state, and placed in a storage battery container having an electrolytic solution different from the electrolytic solution, thereby regenerating as a storage battery. A regenerative energy transfer regeneration method comprising: a regeneration step.
前記再生工程は、
前記電解液とは異なる新たな電解液を前記蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生することを特徴とする請求項3又は4記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。
The regeneration step includes
5. The renewable energy transfer and regeneration method according to claim 3, wherein a new electrolytic solution different from the electrolytic solution is regenerated as a storage battery by pouring into the storage battery container.
前記充電後の前記蓄電池から電解液を排出する排出工程と、
前記排出工程により排出された電解液を電解液容器に収容する収容工程と、を備え、
前記輸送工程では、前記収容工程により電解液が収容された電解液容器を前記第1地点から前記第2地点に輸送し、
前記再生工程では、前記電解液容器に収容された電解液を前記蓄電池容器に注入することにより蓄電池として再生することを特徴とする請求項3又は4記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。
A discharging step of discharging the electrolyte from the storage battery after charging;
Containing the electrolytic solution discharged in the discharging step in an electrolytic solution container,
In the transporting process, the electrolytic solution container in which the electrolytic solution is stored in the storing process is transported from the first point to the second point,
5. The renewable energy transfer and regeneration method according to claim 3, wherein in the regeneration step, the electrolytic solution contained in the electrolytic solution container is injected into the storage battery container to be regenerated as a storage battery.
前記蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から前記電解液を除く陰極を分離することにより、第4状態にある陰極を得る分離工程と、
前記分離工程によ分離後に、第4状態にある陰極を容器に収容することにより、陰極を収容した第5状態にある容器を得る収容工程と、
前記第5状態にある容器を前記第2地点から前記第1地点に返送する返送工程と、
前記返送工程によ返送後に、前記第5状態にある容器から前記第4状態にある陰極を摘出して、当該陰極を前記充電工程に戻す循環工程と、を備えることを特徴とする請求項3記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。
A separation step of obtaining a cathode in a fourth state by separating the cathode excluding the electrolyte from the storage battery when power is discharged from the storage battery;
After I that separates the separation step, by accommodating a cathode in a fourth state in the container, a housing to obtain a container in a fifth state of housing the cathode,
A returning step of returning the container in the fifth state from the second point to the first point;
After return that due to the returning step, claims the fifth and excised cathode from the container in a state to the fourth state, characterized in that it comprises a circulation step of returning the cathode to the charging step 4. The renewable energy carrying and regenerating method according to 3.
前記蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から前記電解液を除く電極部を分離することにより、第4状態にある電極部を得る分離工程と、
前記分離工程によ分離後に、第4状態にある電極部を容器に収容することにより、電極部を収容した第5状態にある容器を得る収容工程と、
前記第5状態にある容器を前記第2地点から前記第1地点に返送する返送工程と、
前記返送工程によ返送後に、前記第5状態にある容器から前記第4状態にある電極部を摘出して、当該電極部を前記充電工程に戻す循環工程と、を備えることを特徴とする請求項4記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。
A separation step of obtaining an electrode part in a fourth state by separating the electrode part excluding the electrolyte from the storage battery when electric power is discharged from the storage battery;
After I that separates the separation step, by accommodating the electrode portion in a fourth state in the container, a housing to obtain a container in a fifth state of accommodating the electrode portion,
A returning step of returning the container in the fifth state from the second point to the first point;
After return that due to the returning step, said fifth and excised electrode portions from the vessel in a state to the fourth state, characterized in that it comprises a circulation step of returning the electrode unit to the charging step The renewable energy carrying | generating reproduction | regenerating method of Claim 4.
前記蓄電池から電力が放電された場合に、当該蓄電池から電解液を排出する排出工程と、
前記排出工程により排出された電解液を電解液容器に収容する収容工程と、
前記収容工程により電解液が収容された電解液容器を前記第2地点から前記第1地点に返送する返送工程と、
前記返送工程により返送された電解液容器から電解液を前記蓄電池に注入することにより蓄電池として再生することを特徴とする請求項3又は4記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。
When power is discharged from the storage battery, a discharging step of discharging the electrolyte from the storage battery;
An accommodating step of accommodating the electrolytic solution discharged in the discharging step in an electrolytic solution container;
A returning step of returning the electrolytic solution container in which the electrolytic solution is stored in the storing step from the second point to the first point;
5. The renewable energy transfer and regeneration method according to claim 3, wherein the battery is regenerated as a storage battery by injecting the electrolyte from the electrolyte container returned in the return step into the storage battery.
前記蓄電池は、前記陰極としてリチウム金属を有するリチウム空気電池か、或いは前記陰極としてマグネシウム金属を有するマグネシウム空気電池、或いは前記陰極としてナトリウム金属を有するナトリウム空気電池か、或いは前記陰極としてカルシウム金属を有するカルシウム空気電池か、或いは前記陰極としてアルミニウム金属を有するアルミニウム空気電池か、或いは前記陰極として亜鉛金属を有する亜鉛空気電池であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項記載の再生可能エネルギ搬送再生方法。   The storage battery is a lithium air battery having lithium metal as the cathode, a magnesium air battery having magnesium metal as the cathode, a sodium air battery having sodium metal as the cathode, or calcium having calcium metal as the cathode. The renewable energy according to any one of claims 1 to 9, wherein the renewable energy is an air battery, an aluminum air battery having aluminum metal as the cathode, or a zinc air battery having zinc metal as the cathode. Transport reproduction method.
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