JPH09317622A - 深海電力貯蔵システム - Google Patents

深海電力貯蔵システム

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JPH09317622A
JPH09317622A JP8138842A JP13884296A JPH09317622A JP H09317622 A JPH09317622 A JP H09317622A JP 8138842 A JP8138842 A JP 8138842A JP 13884296 A JP13884296 A JP 13884296A JP H09317622 A JPH09317622 A JP H09317622A
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JP
Japan
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tank
unit base
sea
battery tank
mound
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Withdrawn
Application number
JP8138842A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Morishige
晴雄 森重
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09317622A publication Critical patent/JPH09317622A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、耐震性に優れ、しかも補修を簡単に
できるとともに、安定した運転を実現できる深海電力貯
蔵システムを提供する。 【解決手段】海底2に平面として形成されるマウンド2
1上に、タンク用ユニットベース23を介してバッテリ
ータンク11を載置支持するとともに、容器用ユニット
ベース24を介してポンプ水車、発電機、モータなど格
納した電気機器格納容器12を載置支持し、これらユニ
ットベース23、24とマウンド21面との間に硬質ゴ
ム25を介在させて免震性を持たせている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海水を利用して発
電を行う深海電力貯蔵システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、夜間の余剰電力を使用して揚水動
作を行い、昼間の消費電力ピーク時に発電動作を行うよ
うな揚水発電システムが知られているが、このような揚
水発電システムは、その建設にあたって立地条件が制限
されるだけでなく、建設コストの高騰も考えられること
から、新たな建設が難しくなっている。
【0003】そこで、最近になって、設置する場所の制
限が少なく、しかも建設コストの安価な発電システムと
して、深海中にバッテーリタンクとともにポンプ水車を
有するシステム本体を設置し、夜間は、地上の余剰電力
を使用してポンプ水車によりバッテリータンク内の海水
を排出し、海面とバッテリータンク中の海水面との水頭
差によるエネルギーで電力を貯蔵し、昼間の消費電力ピ
ーク時にバッテリータンクに海水を注入しながらポンプ
水車を回すことにより発電を行い、これを地上に送電す
るようにした深海電力貯蔵システムが考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
深海電力貯蔵システムでは、設置される海域によっては
地震などの発生が予想されるため、耐震について基礎部
分の構造の検討が必要で、また、深海でポンプ水車を始
めとする各種設備が故障した場合の補修などの対策を確
立する必要もあり、さらには、ポンプ水車によりバッテ
リータンクの海水を排出する際に、タンク内の海水面上
方の空間が飽和水蒸気程度の真空になることに原因し
て、いわゆるキャビテーションが発生し易くなることも
あるが、現状では、これら問題点は十分に検討尽くされ
ておらず、これら問題点の解決が望まれていた。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、耐震性に優れ、しかも補修を簡単にできるととも
に、安定した運転を実現できる深海電力貯蔵システムを
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
海底に平面として形成されるマウンドと、バッテリータ
ンクと、少なくともポンプ水車および発電機を格納した
電気機器格納容器を有するシステム本体と、前記マウン
ド上に設けられ前記システム本体を載置支持するユニッ
トベースと、前記マウンドとユニットベースとの間に介
在される免震部材とにより構成している。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載にお
いて、免震部材は、硬質ゴムからなっている。請求項3
記載の発明は、請求項1または2記載において、前記シ
ステム本体を構成するバッテリータンクおよび電気機器
格納容器は、それぞれ海上に浮上可能な構造としてい
る。
【0008】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれか記載において、前記システム本体を載置支持す
るユニットベースは、前記バッテリータンクの下面が前
記電気機器格納容器のポンプ水車の位置より上方になる
ように前記バッテリータンクを載置支持するようにして
いる。
【0009】この結果、請求項1または2記載の発明に
よれば、システム本体を載置支持するユニットベース
は、マウンドとの間に免震部(硬質ゴム)を介在させて
設けられることで、海底で発生する地震による震動をシ
ステム本体側に伝えないようにでき、優れた耐震性を期
待できる。
【0010】また、請求項3記載の発明によれば、シス
テム本体を構成するバッテリータンクおよび電気機器格
納容器は、必要によりそれぞれ海上に浮上させることが
できるので、補修を簡単に行うことができる。
【0011】さらに、請求項4記載の発明によれば、ユ
ニットベースによりバッテリータンク下面がポンプ水車
の位置より上方になるように支持されているので、常に
ポンプ水車の吸込み水頭を確保できるようになり、キャ
ビテーションを確実に防止でき、安定した運転を実現で
きる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従い説明する。図1は、本発明が適用される深海電
力貯蔵システムの概略構成を示している。図において、
1は海底2に設置されるシステム本体で、このシステム
本体1は、地上に設けられる地上設備3に海底ケーブル
4を介して接続されていて、地上設備3によりシステム
本体1に対する日常的な点検、注油作業などの補修指示
を始め、システム本体1の潜水、浮上の指示、さらには
発電、蓄電動作の切り替え指示を遠隔制御により実行で
きるようにしている。
【0013】なお、図面中5は、作業員によるシステム
本体1の直接の補修作業に用いられる支援用潜水艇であ
る。図2は、システム本体1の概略構成を示している。
この場合、システム本体1は、バッテリータンク11と
複数(図示例では2個)の電気機器格納容器12を有
し、これらバッテリータンク11と電気機器格納容器1
2をマウンド21上に配置している。
【0014】バッテリータンク11は、長大な筒状をな
すもので、深海での圧力に耐えられるように鋼板の二重
円筒111、112の間にコンクリート113を充填し
たSC(スチールコンクリート)構造とし、中央部分の
空間をタンク本体114に形成するとともに、タンク両
端部の空間をバラストタンク115に形成し、このバラ
ストタンク115への海水の給排水によりバッテリータ
ンク11の潜水、浮上を制御できるようにしている。
【0015】電気機器格納容器12は、図3(a)
(b)に示すように、縦長の筒状をなすもので、この電
気機器格納容器12も、深海での圧力に耐えられるよう
に鋼板の二重円筒121、122の間にコンクリート1
23を充填したSC(スチールコンクリート)構造とし
ている。
【0016】そして、電気機器格納容器12内部には、
ポンプ水車13、発電機14およびモータ15を縦方向
に直列に配置し、ポンプ水車13には、容器12底面に
向け配置された連結管接続配管16と容器12側面から
海中に突出される出入口管17を接続している。また、
容器12の底面には、発電機14の発電電力やモータ1
5の駆動電力など送受電する電力ケーブルのための電気
接続管18を設けている。なお、モータ15を省略し、
発電機14に代えて電動発電機を使用することもでき
る。
【0017】また、電気機器格納容器12内部の上部周
囲には、バラストタンク19を形成し、さらに、電気機
器格納容器12の上面中央部には、作業員の出入りする
マンホール20を設けている。この場合も、バラストタ
ンク19への海水の給排水により電気機器格納容器12
の潜水、浮上を制御できるようにしている。
【0018】図4は、マウンド21へのシステム本体1
の設置状態を示している。この場合、マウンド21は、
凹凸を有する海底2の地形に対し、例えば表土をクラブ
バケットなどで取り除いた後、海上から鉄製の型枠から
なる台座を下ろし、水平レベルの調整を行い、次いで海
上よりコンクリート圧送管を通して台座内に水中コンク
リート22を注入して平面として形成するようにしてい
る。
【0019】そして、このようなマウンド21上にタン
ク用ユニットベース23を介してバッテリータンク11
を載置支持するとともに、容器用ユニットベース24を
介して電気機器格納容器12を載置支持している。
【0020】この場合、これらユニットベース23、2
4は、予め工場で作成されるもので、マウンド21面に
対し、硬質ゴム25を介在させて面接触により設けるこ
とで、地震発生の際のマウンド21側からユニットベー
ス23、24に伝わる地震力を緩和するようにしてい
る。
【0021】また、タンク用ユニットベース23は、上
述した電気機器格納容器12のポンプ水車13側の吸込
み水頭を得られるように、バッテリータンク11下面が
ポンプ水車13の位置より上方になるように位置させて
キャビテーションを防止している。
【0022】この場合、巨大重量のバッテリータンク1
1を所定高さで安定的に支えるため、タンク用ユニット
ベース23は、図5に示すように湾曲状の座面231を
形成していて、バッテリータンク11の下面のうち、円
筒軸中心から鉛直振り分60°ずつ(合計120°)を
湾曲状座面231に当接させて受け持たせ、さらに、こ
れらバッテリータンク11下面と湾曲状座面231の間
に硬質ゴム26を介在させることでバッテリータンク1
1の荷重を湾曲状座面231全体に均等に作用させるよ
うにしている。このようなタンク用ユニットベース23
は、バッテリータンク11の長手方向に沿って多数個配
置されている。
【0023】容器用ユニットベース24は、図6(a)
(b)に示すように電気機器格納容器12を載置する凹
状の載置部241を有している。この載置部241の底
部には、連結管27と海底ケーブル接続管28を敷設し
ていて、載置部241に載置された電気機器格納容器1
2底部から導出される連結管接続配管16をカプラー方
式により連結管27に接続し、同様に電気機器格納容器
12底部から導出される電気接続管18もカプラー方式
により海底ケーブル接続管28に接続するようにしてい
る。
【0024】連結管27は、バッテリータンク11に接
続していて、このバッテリータンク11にポンプ水車1
3を接続している。また、海底ケーブル接続管28は、
図1で述べた海底ケーブル4を介して地上設備3に接続
している。
【0025】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。まず、システム本体1を設置するマウン
ド21を構築する。この場合、陸地に近い深度800m
程度のなだらかな海底2において、海底2の凹凸地形の
表土をクラブバケットなどで取り除き、海上から鉄製の
型枠からなる台座を下ろし、水平レベルの調整を行った
後、海上よりコンクリート圧送管を通して台座内に水中
コンクリート22を注入することにより平面のマウンド
21を構築する。
【0026】そして、このようなマウンド21上にタン
ク用ユニットベース23と容器用ユニットベース24を
設ける。この場合、これらユニットベース23、24
は、マウンド21面に対し、硬質ゴム25を介在させて
面接触により設けられている。これにより、硬質ゴム2
5として、鉄との摩擦係数が0.4程度のものを用いれ
ば、仮に、水平震動加速度として0.4Gを越える地震
が発生しても、ユニットベース23、24より上部はス
ライドするだけとなり、有効な免震効果を期待すること
ができる。
【0027】そして、タンク用ユニットベース23にバ
ッテリータンク11を、容器用ユニットベース24に電
気機器格納容器12をそれぞれ載置支持する。この場
合、バッテリータンク11のバラストタンク115に海
水を注入し、海上クレーンなどによりタンク用ユニット
ベース23の湾曲状座面231上に着地させ、この状態
で、連結管27に接続する。電気機器格納容器12につ
いても同様に、バラストタンク19に海水を注入し、海
上クレーンなどにより容器用ユニットベース24の凹状
載置部241に着地させ、この状態で、連結管接続配管
16をカプラー方式により連結管27に接続するととも
に、電気接続管18をカプラー方式により海底ケーブル
接続管28に接続する。
【0028】この場合、バッテリータンク11は、タン
ク用ユニットベース23によりポンプ水車13の位置よ
り上方になるように支持されている。これにより、電気
機器格納容器12のポンプ水車13側では、バッテリー
タンク11の海水の排出により水面が下がり水面上方の
空間が飽和水蒸気程度の真空になった場合でも、常に吸
込み水頭を確保できるようになり、いわゆるキャビテー
ションを確実に防止することができる。また、ユニット
ベース23については、バッテリータンク11の下面の
円周方向の所定範囲を湾曲状座面231に当接させ、さ
らにバッテリータンク11下面と湾曲状座面231の間
に硬質ゴム26を介在させバッテリータンク11の荷重
を湾曲状座面231全体に均等に作用させるようにして
いるので、バッテリータンク11を高い位置でも安定し
て保持することができる。
【0029】そして、このような状態から、システムは
運転されるが、この場合、地上設備3からの指示によ
り、夜間は、地上の余剰電力を使用して地上設備3より
海底ケーブル4を介して電気機器格納容器12のモータ
15に給電を行い、ポンプ水車13により連結管27を
介してバッテリータンク11内の海水を出入口管17よ
り海中に排出し、海面とバッテリータンク11中の海水
面との水頭差によるエネルギーで電力を貯蔵しておき、
昼間の消費電力ピーク時になったならば、出入口管17
より海水を取り込み、ポンプ水車13、連結管27を介
してバッテリータンク11に海水を注入することで、ポ
ンプ水車13を回すことにより発電を行い、この発電電
力を海底ケーブル4を介して地上設備3に送電するよう
になる。
【0030】ここで、システム本体1の補修は、事故レ
ベルに応じて3段階の対応が考えられている。 第1段階:通常運転の中での日常点検、注油作業で、こ
れらは地上設備3によりシステム本体1に与えられる指
示を待って遠隔作業で行ことができる。
【0031】第2段階:第1段階で対応できない場合
で、この場合は、支援用潜水艇5に乗った作業員が電気
機器格納容器12まで出向き、マンホール20より電気
機器格納容器12内に入ることで、直接機器の補修を行
うことができる。
【0032】第3段階:第2段階で対応できない場合
は、地上設備3の指示によりバッテリータンク11また
は電気機器格納容器12のバラストタンク115、17
の海水を抜くことで、これらバッテリータンク11また
は電気機器格納容器12を海面まで浮上させ、直接補修
を行うことができる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、耐
震性に優れ、しかも補修を簡単にできるとともに、安定
した運転を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される深海電力貯蔵システムの概
略構成を示す図。
【図2】本発明の一実施の形態に用いられるシステム本
体の概略構成を示す図。
【図3】一実施の形態に用いられる電気機器格納容器の
概略構成を示す図。
【図4】一実施の形態のマウンドへのシステム本体の設
置状態を示す図。
【図5】一実施の形態に用いられるタンク用ユニットベ
ースのバッテリータンクの支持状態を示す図。
【図6】一実施の形態に用いられる容器用ユニットベー
スの概略構成を示す図。
【符号の説明】
1…システム本体、 2…海底、 3…地上設備、 4…海底ケーブル、 5…支援用潜水艇、 11…バッテリータンク、 111、112…二重円筒、 113…コンクリート、 114…タンク本体、 115…バラストタンク、 12…電気機器格納容器、 121、122…二重円筒、 123…コンクリート、 13…ポンプ水車、 14…発電機、 15…モータ、 16…連結管接続配管、 17…出入口管、 18…電気接続管、 19…バラストタンク、 20…マンホール、 21…マウンド、 22…水中コンクリート、 23…タンク用ユニットベース、 231…湾曲状座面、 24…容器用ユニットベース、 241…載置部、 25、26…硬質ゴム、 27…連結管、 28…海底ケーブル接続管。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海底に平面として形成されるマウンド
    と、 バッテリータンクと、少なくともポンプ水車および発電
    機を格納した電気機器格納容器を有するシステム本体
    と、 前記マウンド上に設けられ前記システム本体を載置支持
    するユニットベースと、 前記マウンドとユニットベースとの間に介在される免震
    部材とを具備したことを特徴とする深海電力貯蔵システ
    ム。
  2. 【請求項2】 免震部材は、硬質ゴムであることを特徴
    とする請求項1記載の深海電力貯蔵システム。
  3. 【請求項3】 前記システム本体を構成するバッテリー
    タンクおよび電気機器格納容器は、それぞれ海上に浮上
    可能な構造としたことを特徴とする請求項1または2記
    載の深海電力貯蔵システム。
  4. 【請求項4】 前記システム本体を載置支持するユニッ
    トベースは、前記バッテリータンクの下面が前記電気機
    器格納容器のポンプ水車の位置より上方になるように前
    記バッテリータンクを載置支持することを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれか記載の深海電力貯蔵システム。
JP8138842A 1996-05-31 1996-05-31 深海電力貯蔵システム Withdrawn JPH09317622A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6347910B1 (en) * 1996-09-27 2002-02-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Submarine power storage system
JP2015504498A (ja) * 2011-11-11 2015-02-12 ロエンデック−ハンデルス ゲーエムベーハー 揚水発電所
WO2018146440A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-16 Ocean Current Energy Llc Apparatus for generating electricity using water movement
WO2023099703A1 (en) 2021-12-01 2023-06-08 Subsea 7 Norway As Subsea hydrogen storage system

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