JP6649141B2 - 圧縮空気貯蔵発電装置 - Google Patents
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Description
圧縮空気貯蔵(CAES:compressed air energy storage)発電装置2は、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置4の出力変動を平準化して電力系統6に電力を供給するとともに、電力系統6における電力需要の変動に合わせた電力を供給する。
空気流路8a〜8dには、モータ(電動機)14によって駆動される圧縮機16と、第1熱交換器18と、蓄圧タンク(蓄圧部)20と、第2熱交換器22と、発電機24を駆動する膨張機26とが、順に設けられている。
熱媒流路10a〜10cには、第1熱交換器18と、第3熱交換器28aと、高温蓄熱タンク(蓄熱部)30と、第2熱交換器22と、低温蓄熱タンク32とが、順に設けられている。熱媒はこれらの間で循環して流動している。熱媒の種類は特に限定されておらず、例えば鉱物油系またはグリコール系の熱媒を使用してもよい。
排熱流路12a〜12dには、排熱源40と、第3熱交換器28aと、クーリングタワー42とが、順に設けられている。
CAES発電装置2は、制御装置44を備える。制御装置44は、温度センサ36a〜36dで測定した温度値を受け、これらの温度値に基づいて三方弁34a〜34cを制御する。
図2に示す第2実施形態のCAES発電装置2では、第3熱交換器28bの配置が変更されている。本実施形態は、この点を除いて図1の第1実施形態と実質的に同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
図3に示す第3実施形態のCAES発電装置2では、第3熱交換器28cの配置が変更されている。本実施形態は、この点を除いて図1の第1実施形態と実質的に同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
図4に示す第4実施形態のCAES発電装置2では、第3熱交換器28dの配置が変更されている。本実施形態は、この点を除いて図1の第1実施形態と実質的に同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
図5に示す第5実施形態のCAES発電装置2では、第3熱交換器28eの配置が変更されている。本実施形態は、この点を除いて図1の第1実施形態と実質的に同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
図6に示す第6実施形態のCAES発電装置2では、第3熱交換器28fの配置が変更されている。本実施形態は、この点を除いて図1の第1実施形態と実質的に同様である。従って、図1に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
図7に示す第7実施形態のCAES発電装置2は、第1から第6実施形態が組み合わせられている。従って、その構成は、図1から図6に示した構成と実質的に同様であるため説明を省略する。ただし、本実施形態では、蓄圧タンク20内の圧力を測定するための圧力センサ46が、蓄圧タンク20に設けられている。
図9Aと図9Bに示す第8実施形態のCAES発電装置2では、圧縮機16と膨張機26が共に2段型のものに置換されている。本実施形態は、この点を除いて図7の第7実施形態と実質的に同様である。従って、図7に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
4 発電装置
6 電力系統
8a,8b,8c,8d,8e,8f,8g,8h,8i 空気流路
10a,10b,10c,10d,10e,10f 熱媒流路
12a,12b,12c,12d 排熱流路
14 モータ(電動機)
16 圧縮機
16a 吸気口
16b 吐出口
18 第1熱交換器
20 蓄圧タンク(蓄圧部)
22 第2熱交換器
24 発電機
26 膨張機
26a 給気口
26b 排気口
28,28a,28b,28c,28d,28e,28f 第3熱交換器
30 高温蓄熱タンク(蓄熱部)
32 低温蓄熱タンク
34,34a,34b,34c,34d,34e,34f,34g,34h 三方弁
36,36a,36b,36c,36d,36e,36f,36g,36h,36i 温度センサ
38 ポンプ
40 排熱源
42 クーリングタワー
44 制御装置
46 圧力センサ
48 排熱回収(冷却)機構
Claims (4)
- 再生可能エネルギーによって発電された電力により駆動される電動機と、
前記電動機によって駆動され、空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧部と、
前記蓄圧部から供給される圧縮空気によって駆動される膨張機と、
前記膨張機と機械的に接続された発電機と、
前記圧縮機から前記蓄圧部に供給される圧縮空気と、熱媒とで熱交換し、前記圧縮空気を冷却し、前記熱媒を加熱する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器で加熱された前記熱媒を蓄える蓄熱部と、
前記蓄圧部から前記膨張機に供給される前記圧縮空気と、前記蓄熱部から供給される前記熱媒とで熱交換して、前記圧縮空気を加熱し、前記熱媒を冷却する第2熱交換器と、
系外の排熱と、前記第1熱交換器から前記蓄熱部に供給される前記熱媒とで熱交換し、前記排熱を冷却し、前記熱媒を加熱する第3熱交換器と
を備える、圧縮空気貯蔵発電装置。 - 再生可能エネルギーによって発電された電力により駆動される電動機と、
前記電動機によって駆動され、空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧部と、
前記蓄圧部から供給される圧縮空気によって駆動される膨張機と、
前記膨張機と機械的に接続された発電機と、
前記圧縮機から前記蓄圧部に供給される圧縮空気と、熱媒とで熱交換し、前記圧縮空気を冷却し、前記熱媒を加熱する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器で加熱された前記熱媒を蓄える蓄熱部と、
前記蓄圧部から前記膨張機に供給される前記圧縮空気と、前記蓄熱部から供給される前記熱媒とで熱交換して、前記圧縮空気を加熱し、前記熱媒を冷却する第2熱交換器と、
系外の排熱と、前記蓄熱部から前記第2熱交換器に供給される前記熱媒とで熱交換し、前記排熱を冷却し、前記熱媒を加熱する第3熱交換器と
を備える、圧縮空気貯蔵発電装置。 - 再生可能エネルギーによって発電された電力により駆動される電動機と、
前記電動機によって駆動され、空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧部と、
前記蓄圧部から供給される圧縮空気によって駆動される膨張機と、
前記膨張機と機械的に接続された発電機と、
前記圧縮機から前記蓄圧部に供給される圧縮空気と、熱媒とで熱交換し、前記圧縮空気を冷却し、前記熱媒を加熱する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器で加熱された前記熱媒を蓄える蓄熱部と、
前記蓄圧部から前記膨張機に供給される前記圧縮空気と、前記蓄熱部から供給される前記熱媒とで熱交換して、前記圧縮空気を加熱し、前記熱媒を冷却する第2熱交換器と、
系外の排熱と、前記第1熱交換器を通過せず前記蓄熱部に供給される前記熱媒とで熱交換し、前記系外の排熱を冷却し、前記熱媒を加熱する第3熱交換器と
を備える、圧縮空気貯蔵発電装置。 - 再生可能エネルギーによって発電された電力により駆動される電動機と、
前記電動機によって駆動され、空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧部と、
前記蓄圧部から供給される圧縮空気によって駆動される膨張機と、
前記膨張機と機械的に接続された発電機と、
前記圧縮機から前記蓄圧部に供給される圧縮空気と、熱媒とで熱交換し、前記圧縮空気を冷却し、前記熱媒を加熱する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器で加熱された前記熱媒を蓄える蓄熱部と、
前記蓄圧部から前記膨張機に供給される前記圧縮空気と、前記蓄熱部から供給される前記熱媒とで熱交換して、前記圧縮空気を加熱し、前記熱媒を冷却する第2熱交換器と、
系外の排熱と、記第2熱交換器から供給される前記熱媒とで熱交換し、前記系外の排熱を冷却し、前記熱媒を加熱する第3熱交換器と
を備える、圧縮空気貯蔵発電装置。
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