JPH1054339A - エネルギーを集積貯蔵する方法 - Google Patents

エネルギーを集積貯蔵する方法

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JPH1054339A
JPH1054339A JP24394396A JP24394396A JPH1054339A JP H1054339 A JPH1054339 A JP H1054339A JP 24394396 A JP24394396 A JP 24394396A JP 24394396 A JP24394396 A JP 24394396A JP H1054339 A JPH1054339 A JP H1054339A
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JP
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water
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pressure
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water storage
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JP24394396A
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Isao Nihei
勲 二瓶
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は容量の異なるエネルギーを集積し、
大容量のエネルギー源とし蓄積し、電力や駆動力を発生
させるものであり、以下の課題を解決するための方法で
ある。多種類のかつ出力や容量の異なったエネルギー
源を利用できること、エネルギーを貯蔵できること、
電力や駆動力などの実用エネルギーに容易に変換でき
ること、気候条件や地理的条件に制約されないこと、
及び運転が容易で安全性が高いことである。 【解決手段】 化石燃料や自然エネルギーなど種々のエ
ネルギー源を動力とする複数の空気圧縮器により、高圧
空気を製造し、この高圧空気を、配管を介して高圧空気
貯蔵容器に集積貯蔵し、この貯蔵した高圧空気を、さら
に水貯蔵容器に移送し、高圧空気の圧力により、水を水
貯蔵容器から高流速で流出させ、この流出力により、動
力発生装置を稼動させ、電力や駆動力などの実用エネル
ギーを発生させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は容量の異なるエネル
ギーを集積貯蔵し、大容量のエネルギー源とし、電力や
駆動力を発生させ、利用する技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】容量の異なるエネルギーを集約貯蔵し、
大容量のエネルギーとする従来技術には電気を用いる方
法や揚水発電法などがある。電気を用いる方法は、複数
の発電機や電池を並列及び直列に接続し、大電力にする
方法であるが、周波数や波形の整った交流電気として用
いるためには特殊な設備が必要であり、また消費の変動
に合わせた対応には複雑な運転を行わねばならない。揚
水発電法はダムに水を汲み上げて、蓄積し、必要に応じ
放水し、発電する方法であるが、ダムの建設や水の豊富
な地域であることなどの条件が必要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明による方法は、
従来技術に対し、以下の課題を解決するものである。 (1)化石燃料、薪炭、核熱、風力、波力、太陽光など
の種々のエネルギー源から生成される異なった容量のエ
ネルギーを、集積し、大容量化することができること。 (2)エネルギーを貯蔵することができること。 (3)電力や駆動力などに容易に変換して使用すること
ができること。 (4)気候条件や地理的条件に制約されることが少ない
こと。 (5)消費に応じた設備及び運転ができること。 (6)運転が容易で安全性が高いこと。
【0004】
【課題を解決するための手段】エネルギーは高圧空気と
して貯蔵することができる。約1万立方メートル、約1
50気圧の高圧空気は常温で4万kWh以上のエネルギ
ーを保有する。また、高圧空気の移送には、空気が高圧
側から低圧側に流れる原理を利用して、ポンプなどの動
力を用いることなく移送することができる。そこで、化
石燃料、薪炭、核力、風力、波力、太陽光など種々のエ
ネルギー源を用い空気圧縮機を稼動し、高圧空気を製造
し、これらを配管で接続し、さらに大容量の耐圧容器に
集積し、貯蔵する。しかし、この方法を実用化するため
には、高圧空気から効率的にエネルギーを取り出さなけ
ればならない。このための手段として、この貯蔵した高
圧空気を、水を貯蔵する容器に移送し、高圧空気の圧力
により、水貯蔵容器から水を高流速で流出し、この流出
力により水車タービンなどの動力発生機を稼動し、電力
などを発生させる。空気は圧縮性が大きいためエネルギ
ーを高圧空気として貯蔵することはできるが、常温の高
圧空気でタービンを稼動することは効率が悪い。一方、
水は液体であり非圧縮性のため、圧力を蓄積しエネルギ
ーを貯蔵することは困難であるが、流れの力でタービン
などを稼動する際の効率は高い。このため、高圧空気の
圧力を非圧縮性の水に移し、その圧力により、水を高流
速で流出し、タービンなどを稼動することにより、動力
への高い変換効率を得ることができる。水貯蔵容器の水
に高圧空気を用い加圧した場合、水貯蔵容器から流出す
る水の流速は、1気圧の場合毎秒約14メートル、10
気圧の場合毎秒約140メートルに達する。ダムなどに
より落差を利用する場合、1気圧に対しては10メート
ル、10気圧に対しては100メートルの落差が必要で
あり、大規模な設備となる。即ち、この発明の手段は、
エネルギーの集積及び貯蔵には高圧空気を用い、エネル
ギーの再生には高流速の水を用いることにより、上記課
題を解決することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、化石燃料、薪炭、核
熱、波力、風力、太陽光などから得られる容量の異なる
エネルギーを、集積貯蔵して、大容量のエネルギー源と
して利用する方法に関するものである。実施の形態は、
化石燃料、薪炭、核熱、波力、風力、太陽光などの種々
のエネルギーを用いた複数の空気圧縮機により、高圧空
気を製造し、これらの高圧空気を大容量の高圧空気貯蔵
容器に集積して貯蔵し、この貯蔵した高圧空気を、水を
貯蔵する水貯蔵容器に移送し、高圧空気の圧力により、
水貯蔵容器から水を高流速で流出させ、この流出力によ
り動力発生機を稼動させ、実用エネルギーに再生する形
態のものである。
【0006】
【実施例】本発明による一実施例を第一図の構成図に従
って説明する。化石燃料、薪炭、核熱、波力、風力、太
陽光などのエネルギー源を動力とする1〜5の空気圧縮
機を用い、高圧空気を製造する。化石燃料の石油、天然
ガスなどを用いた空気圧縮機の場合は、レシプロエンジ
ンやディーゼルエンジンなどの内燃機関により圧縮空気
を製造し、風力、波力などの場合は、回転運動を利用し
た空気圧縮機により製造する。また太陽光の場合は電気
を発生させモーターを利用した空気圧縮機により製造す
る。これらの空気圧縮機により、約150気圧以上の圧
縮空気を製造する。空気圧縮機の容量は圧力条件を満足
すれば容量に左右されず小容量でも利用することができ
る。各々の空気圧縮機で製造された高圧空気は、6〜1
0の弁を介し、11の高圧空気集積管をとうり、内容積
約1万立方メートルの12の高圧空気貯蔵容器に集積
し、貯蔵する。各々の空気圧縮機1〜5で製造される高
圧空気の圧力が、高圧空気貯蔵容器12の中の空気の圧
力より高い圧力であれば、高圧空気は空気自身の圧力差
により自動的に空気圧縮機1〜5から高圧空気貯蔵容器
12に移行する。また圧縮空気が高圧側から低圧側に移
行する際、断熱膨張により、空気の温度が低下するが、
機壁をとうして外気の熱を吸収し、元の温度に戻る。こ
のため、高圧空気の移送、集積、及び貯蔵する過程でエ
ネルギーの損失は非常に少ない。150気圧以上の高圧
空気を約1万立方メートル貯蔵することにより約4万k
Wh以上のエネルギーを集積し、貯蔵することになる。
即ち、化石燃料、薪炭、核熱、波力、風力、太陽光など
の種々のエネルギー源から生産される容量の異なったエ
ネルギーを、高圧空気に変換し、大容量の高圧空気貯蔵
容器に集積貯蔵することにより、大容量のエネルギー源
とすることができる。
【0007】次に、集積貯蔵された高圧空気から電力を
取りだす方法を説明する。高圧空気貯蔵容器12の高圧
空気は、13の空気配管を介して14の水貯蔵容器
(甲)に移送する。水貯蔵容器(甲)14は内容積約1
10立方メートルで、約100立方メートルの水を貯蔵
している。また、15の水貯蔵容器(乙)は、水貯蔵容
器(甲)14と同じ形状、大きさで、内部は空である。
高圧空気貯蔵容器12と水貯蔵容器(甲)14及び水貯
蔵容器(乙)15は空気配管13により連結されてい
る。また水貯蔵容器(甲)14と水貯蔵容器(乙)15
との底部は16の水配管により連結されている。水配管
16の途中には、17の水車タービン型発電機が設置さ
れている。空気配管13の18の減圧弁により、高圧空
気貯蔵容器12からの圧力を約2気圧に減圧し19の弁
を開け、水貯蔵容器(甲)14の水に約2気圧の圧力を
かける。水配管16の20及び21の弁を開けることに
より水貯蔵容器(甲)14の水は水貯蔵容器(乙)15
に流れる。水貯蔵容器(甲)14より流出する水の流速
は毎秒10数メートルである。この流出する水の力によ
り発電機17が回転し発電する。水貯蔵容器(乙)15
の22の空気放出弁を開けることにより、水は水貯蔵容
器(甲)14より水貯蔵容器(乙)15に一定流速で流
れ、一定の電気出力が得られる。約100立方メートル
の水が移送することにより5kWh以上の発電量がえら
れる。単位時間あたりの電気出力は、流出する水の量を
制御することにより、任意に選択できる。水貯蔵容器
(甲)14の水が、全て水貯蔵容器(乙)15に移送さ
れた後、弁19及び空気放出弁22を閉じ、23の弁を
開け、高圧空気貯蔵容器12の空気を水貯蔵容器(乙)
15に導入する。水配管16の弁20及び21を閉じ、
24及び25の弁を開け、さらに26の空気放出弁を開
けることにより、水貯蔵容器(乙)15の水は水貯蔵容
器(甲)14に逆に移送され、再び発電機17が稼動す
る。発電の停止は、空気配管13及び水配管16の弁を
閉じることにより行う。即ち消費側の要求に応じ起動停
止の操作を容易に行うことができる。以上の操作を繰り
返すことにより、電気を継続して取り出すことができ
る。
【0008】本実施例の場合は、高圧空気貯蔵容器1
2、水貯蔵容器(甲)14、水貯蔵容器(乙)15及び
発電機17が各々1基のシステムであるが、複数基を結
合するシステムにより、貯蔵エネルギーや発電容量を増
加することがができる。
【0009】本実施例は、貯蔵された高圧空気のエネル
ギーを、電気に変換するものであるが、発電機12のか
わりに、水車やピストンなどの機器を用いることによ
り、回転や往復運動などの駆動力に変換し利用すること
ができる。
【0010】
【発明の効果】以上の説明から分かるように、この発明
によれば、次のような効果を達成することができる。 (1)化石燃料、薪炭、核熱、風力、波力、太陽光など
種々のエネルギー源から生成される異なった容量のエネ
ルギーを集約し大容量化することができる。 (2)エネルギーを高圧空気に変換し、その圧力の差を
利用することにより、エネルギーをほとんど損失するこ
となく、エネルギーを集積し貯蔵することができる。そ
して、集積貯蔵された高圧空気の圧力を、水の流出力に
変換することにより、電力や駆動力などの実用エネルギ
ーに、効率よく再生して、利用することができる。 (3)本方法による装置の運転温度は常温程度の低い温
度であり、かつ主な可動機器としては空気圧縮機、発電
機、弁類などであり、材料的構造的制約が少なく、耐久
性も優れている。(4)エネルギーの変換、移送、集積
貯蔵、再生などの手段に用いられる材料は空気及び水で
あり、特に水は、往復して、繰り返し使用するため消耗
量が小さく、気候条件や地理的条件に制約されることが
少ない。 (5)容量の異なるエネルギーを大容量のエネルギーと
して集積貯蔵することができるため、消費量に応じた設
備及び運転ができる。 (7)本方法による装置は、系統や構造が簡単で、運転
も容易なため、安全性に優れている。 (8)事故、故障などの場合、環境に放出される物質は
空気や水であり、公害などの環境問題をひき起こすこと
が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエネルギーを集積貯蔵する方法の一実
施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1〜5 空気圧縮器 6〜10 弁 11 高圧空気集積管 12 高圧空気貯蔵容器 13 空気配管 14 水貯蔵容器(甲) 15 水貯蔵容器(乙) 16 水配管 17 発電機 18 減圧弁 19〜21 弁 22 空気放出弁 23〜25 弁 26 空気放出弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧空気を製造する複数の空気圧縮機
    と、高圧空気を貯蔵する高圧空気貯蔵容器とを配管で接
    続し、空気圧縮機で製造した高圧空気を、配管を介し
    て、高圧空気貯蔵容器に圧力差で移送し、集積貯蔵し、
    この貯蔵した高圧空気を、水を貯蔵する水貯蔵容器に移
    送し、高圧空気の圧力により、水を水貯蔵容器から高流
    速で流出させ、この流出力により、動力発生機を稼動さ
    せることを特徴とするエネルギーを集積貯蔵する方法。
JP24394396A 1996-08-13 1996-08-13 エネルギーを集積貯蔵する方法 Pending JPH1054339A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011082466A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-14 Chui Wen Chiu Electrical power generation by use of fluid and high pressure air passing through capillary tube system
CN102352827A (zh) * 2011-10-29 2012-02-15 邓允河 一种储能系统
CN102400839A (zh) * 2011-10-29 2012-04-04 邓允河 一种储能发电系统及发电方法
CN103410650A (zh) * 2013-08-19 2013-11-27 张海平 蓄能发电装置
CN103486008A (zh) * 2013-09-02 2014-01-01 北京源深节能技术有限责任公司 储能设备及储能方法
CN106089634A (zh) * 2016-07-27 2016-11-09 重庆京天能源投资(集团)股份有限公司 空气蓄能高效回能机构
CN111502890A (zh) * 2020-05-26 2020-08-07 国网湖南省电力有限公司 一种多级发电系统及其运行方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011082466A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-14 Chui Wen Chiu Electrical power generation by use of fluid and high pressure air passing through capillary tube system
CN102352827A (zh) * 2011-10-29 2012-02-15 邓允河 一种储能系统
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CN103410650A (zh) * 2013-08-19 2013-11-27 张海平 蓄能发电装置
CN103486008A (zh) * 2013-09-02 2014-01-01 北京源深节能技术有限责任公司 储能设备及储能方法
CN106089634A (zh) * 2016-07-27 2016-11-09 重庆京天能源投资(集团)股份有限公司 空气蓄能高效回能机构
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