JPS6130926A - エネルギ−を貯蔵する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、後に電気エネルギーに変換すべきエネルギー
を貯蔵するための方法および装置に関する。本発明の方
法は、異なる時刻に需要がないため完全には消費できな
い発生された余分な運動又は電気エネルギーのすべてを
利用することから成る。

この余分なエネルギーは利益を生じることなく失なわれ
るかわりに、大気の高性能コンプレッサを作動するため
制御自在な形で本発明の装置内で使用でき、加圧空気は
高強度の大コンテナー又は容器に集められる。こうして
得られた大きな加圧空気源は後で調整自在な制御手段と
して必要な量だけ基本エネルギーとして使用できる。こ
の加圧空気は高性能運動動力発生器の作動に適した圧力
を有し、運動動力発生器は運動ポテンシャルを電気エネ
ルギーの変換器すなわち発生器に伝える。

こうして発生された電気エネルギーは需要が増した時刻
に使用できるので、得られる別の利点を別にすれは、本
発明は省エネルギーをもたらし、極めて経済的で利益あ
る手法を与える。

従来の技術 電気エネルギーの発見以来、この優れたエネルギー形態
を最適利用する方法を研究上で多（の問題が起きた。今
日まで風力および海水の運動エネルギーのような代替エ
ネルギーのみならず湖に水力を貯蔵したり、木、石炭、
石油、天然ガスを燃焼して発生される水蒸気、原子エネ
ルギー等の基本エネルギーおよび種々のソースを利用す
る種々の技術および機械的方法により電気が発生されて
いる。

現在稼動中の大規模および中規模の熱および原子力発電
所では、サービス、メンテナンスおよび燃料切れのため
停止する場合を除きほとんど永久的に稼動しているが、
電力需要は連続的でないので、発電プラントの発生でき
る全エネルギーは、すべて使用できないことが多い。こ
のことは、電力消費量は変動し、夜間に、特に祝祭日に
産業界での消費量が大きく低下するという事実による。

これまでにも、ある特定の装置を除き、いつもオンオフ
の切換えができないこれらの異なる発電プラントの通常
の連続的稼動により発生されるこれらかなりの余分な電
気エネルギー量を利用しようとする試みがなされてきた
。これらの余分な電力を利用して下方の河川の水を上方
の貯蔵用湖にくみ上げて、再度この水を利用して発電す
るという例もある。一般的にこの方法は、収益の高いも
のではなく、発生されるキロワット時のコストが高くな
る。

風力エネルギーを利用して充分でかつ経済的なエネルギ
ーを発生する目的を達成するため、いくつかの図は、異
なる構造、特性および性質を存する種々の風力発電所を
多数性て現在までも続けている。これら風力発電プラン
トでは極めて良好な結果が得られたが、これら発電プラ
ントも欠点を有する。この欠点とは、１日のうちで時刻
が変わるごとに変化する需要量に対し、強度が変化する
風の基本エネルギーを使って発生できるエネルギーのす
べてを制御して、需要量に合致させることが困難である
ことにある。

この問題を解決する別の方法は、長年公知となっている
が、アキュムレータにより小、中又は大規模の種々のパ
ンテリーに電気エネルギーを貯蔵する方法である。この
方法によって得られる結果は良好であるが、これらバッ
テリーは現実に通常の産業用消費量に必要な多量の電気
エネルギーを貯蔵するには適当でない。

異なるコンプレッサ技術および装置によって大気を貯蔵
する方法も公知である。これら装置を燃焼モータ又は電
動モータで作動させる例もある。

こうして発生された加圧空気は、異なる形状、容量およ
び強度の通常の又は高圧コンテナーに貯蔵される。

よって本発明の目的は、一時的に使用されない余分なエ
ネルギーとしてエネルギー発生プラントで発生されるエ
ネルギーを貯蔵する方法を得ることにある。

本発明の別の目的は、一時的に使用されない余分なエネ
ルギーとしてエネルギー発生プラントにて発生されるエ
ネルギーを電気エネルギーに容易に再変換できるような
形態に貯蔵し、後の需要に合わせる方法を提供するにあ
る。

本発明の更に別の目的は、一時的に必要でない余分なエ
ネルギーとしてエネルギー発生プラントにて発生される
エネルギーを貯蔵しておき、必要が生じたときに貯蔵エ
ネルギーを容易に再変換できる装置を提供することにあ
る。

当業者であれは、次の説明から本発明の上記およびそれ
以外の目的および利点は明らかとなろう。

発明の概略 本発明は、一時的に不要な余分なエネルギーとして電気
エネルギー発電プラントで発生されるエネルギーを貯蔵
する方法であって、前記余分なエネルギーを運動エネル
ギー又は電気エネルギーの形で加圧空気発生コンプレッ
サを作動するのに使用することおよび加圧空気を待機エ
ネルギーとして貯蔵し、必要なときに電気エネルギーを
発生する設備を駆動することに使用することを特徴とす
る方法に関する。

例えばこの余分なエネルギーは風力又は海水の流れ又は
移動により稼動されるプラント又は熱発電プラント又は
原子炉から発生できる。加圧空気で作動される発電設備
はタービンであることが好ましい。

更に本発明は一時的に不要な余分なエネルギーとして電
気エネルギー発電プラント内で発生されるエネルギーを
貯蔵するための装置であって、運動又は電気エネルギー
発生プラントと、このプラントに接続され加圧空気を発
生するコンプレッサと、加圧空気を貯蔵するためのコン
テナーと、貯蔵された加圧空気により稼動される電気エ
ネルギーを回収するための設備とから成ることを特徴と
する装置に関する。

加圧空気発生用コンプレッサは、一時的に必要でない余
分なエネルギーをコンプレッサ作動用運動エネルギーと
して直接使用できるよう運動又は電気エネルギー発生用
プラントに接続してもよい。

本発明の別の態様では、加圧空気発注用コンプレッサは
、運動又は電気エネルギー発生用プラントから分離され
るよう配置され、コンブレフすはケーブルを介して印加
される余分な電気エネルギーにより作動される。

加圧空気発生用コンプレッサは、運動又は電気エネルギ
ーを発生しかつコンプレッサを作動する余分なエネルギ
ーを放出する複数の発生プラントに接続してもよい。

本発明の装置は、貯蔵エネルギー量を自動的に測定しか
つ制御する手段を更に含むことができる。

異なる建物にて稼動される数種の電気エネルギー発電プ
ラントが加圧空気発生用コンプレッサに接続され、加圧
空気はコンテナーに貯蔵され、必要なときに電気エネル
ギーを得るすなわち回収するための設備を作動するのに
使用される。

現在の技術では、電気エネルギーを発生するために加圧
空気を使用することば公知でなく、それ故に後に電気エ
ネルギーに変換すべきエネルギーを貯蔵する新規な装置
は、別の利点および特性を提供するだけでなく、電気エ
ネルギーを発生するための新しい途を拓くことができる
。この装置は、公知の装置と比較すれは、エネルギーを
発生するとき使用される現在又は将来の装置から生じる
すべての余分なエネルギーを利用、開発する上でかなり
の利点を存する。大規模コンプレッサの助けを借りれは
、後で電気エネルギー発生のため制御自在に利用できる
真人な加圧空気を蓄積することができる。従って需要が
生じたときのためにエネルギーを蓄えることができれは
、その結果エネルギーを良好に使用できる。従って、装
置の作動はかなり経済的でかつ利益の高いものである上
に空気汚染もかなり低減される。

本発明に係る装置は、例えば海水発電プラントおよび特
に風力発電プラントのようにそれ自体連続して発生しな
い主エネルギーに基づいて稼動される発電プラント内で
使用するのに特に適す。本発明は次のように例示される
。

風の強さ、期間および速度は不規則に変化する結果公知
の風力発電プラントを開発する際多くの問題が生じる。

これら発電プラントは、優勢な風の変動のため電気エネ
ルギーの発注だけに限定される。その結果電気エネルギ
ーの発生は、希望するように連続かつ均一なものとはな
らない。

従って、電気エネルギー発生用の異なる風力発電機を稼
動させるよう開発し、設置する上で、発生できるが、す
ぐに消費できないすべての電気エネルギーをいかに利用
するかという問題が生じる。

本発明のエネルギー貯蔵装置は、エネルギー、本例では
変動電気エネルギーの利用により大規模エネルギー源を
創出できる方法を提供する。これらエネルギー源は、後
日空圧設備又は高性能タービンを稼動するのに使用でき
る。この加圧空気は、空気内に含まれるエネルギーが電
気エネルギーに変換されるよう上記設備を稼動する。こ
うして、加圧空気内に含まれていた貯蔵エネルギーは制
御自在に電気エネルギーに再変換されて対応する需要を
満す。

別の基本エネルギーとしてより強い風を利用することに
より高価でない電気エネルギーを発生するため、現在垂
直軸を有する大きな風力発電プラントが建築されている
。例えば米国特許第４．３９６，８４３号、同第４，４
１５，８１４号を参照のこと、これらの新しい風力発電
プラントによれば例えば非同期発電機を使用することに
より多量のエネルギーを経済的に利用しかつこれらを電
気エネルギーに変換できる。このエネルギーは発生量だ
け一般の電源ネットワークに送ることができるので、熱
発電プラントの燃焼を低減でき、省エネルギー化できる
。

しかしながらこれら設備は、風の強度変動に悩まされる
結果、エネルギー放出は不規則となり、エネルギーすべ
てを経済的に消費できるわけではない。後にエネルギー
が必要なときに使用するのに適した現在の貯蔵システム
を使用すれは、エネルギー放出が経済的に進むようエネ
ルギー放出を制御できる。

以下本発明を図面により示す。図面は、電気エネルギー
発生用の公知の設備および風力エネルギーから又は海水
の流れ又は移動から電気エネルギーを発生するため最近
建築された他の設備における発明を略図で示すものであ
る。図示したすべての設備では、後で電気エネルギーに
変換するための現在のエネルギー貯蔵装置を利用できる
。

図面では、番号１は風力発電ブランｌ−（米国特許第４
，３９６．８４３号）の全体を略図で示す。電気エネル
ギーを発生するための装置を収容するドーム状の建物を
大きな寸法とし、プロペラ−ホイールを大きなかつ安定
したものとすれは、この設備は低地又は高い山で生じる
ような高速の強い風を利用することができる。プロペラ
−ホイールを作動させることにより、電気エネルギー発
生のため多量のエネルギーを利用できる。

番号２は、発電プラントの別の構造物（米国特許第４，
４１５，８１４号）を示す部分略図であり、その構造物
ではこの設備は、例えば高い山で発生するような強い風
を受けてこれを集中化することを可能にする。これら風
は、本設備にて制御して大規模にて電気エネルギーを発
生ずることができる。

番号３は、例えば基本エネルギーとして石炭で稼動する
外燃式熱発電プラントを示す。

番号４は、高性能原子炉を示す。

番号５は、現在稼動中の最新風力発電プラントを示す。

番号６は、基本エネルギーとしての石油又は燃料オイル
に基づき稼動する通常の熱発電プラントを略図で示す。

番号７は、未だ開発段階中の電気エネルギーを発生する
ための装置の正面図を示し、この装置は大きな浮遊ベー
スから成り、水平軸を有するベースのタービンは海水の
進入する集中化された流れにより駆動される（米国特許
第４，４４６，３７８号を参照のこと）。

番号８は、同様に開発段階にある電気エネルギーを発生
するための装置の正面図を示し、この装置も浮遊ベース
から成り、このベースにより多量の流れるすなわち移動
海水が集中化され、水平軸を存するタービンに向けられ
る。

番号９は、電気エネルギー発生態様とは無関係にすべて
の余分な電気エネルギーを受けることができる設備を示
す。この設備では、余分な電気エネルギーを利用して空
気コンプレッサを作動し、大きなエネルギー源として貯
蔵できる加圧空気を発生する。必要な場合、発電プラン
トを稼動するために加圧空気を利用でき、発電プラント
は場合によっては貯蔵エネルギーを電気エネルギーに再
変換できる。

番号１０は、必要が生じて加圧空気を電気エネルギーに
変換する時まで加圧空気を貯蔵するための貯蔵所を示す
略図である。

番号１１は、加圧空気として貯蔵されたエネルギー源か
ら電気エネルギーを発生するための装置を収容する建物
を示す略図である。この発電プラントは、電源ネットワ
ークに接続され、別の電気エネルギーが必要となったと
き稼動される。

後で電気エネルギーに変換するための本エネルギー貯蔵
装置は風力エネルギーを利用して電気エネルギーを発生
する設備にて使用できることが好ましい。これら設備に
ついては添付図面に示されているので、番号ｌ、２およ
び５を参照のこと。

更にこのエネルギー貯蔵装置は、運動および／または電
気エネルギーを発生するための他の設備が公知又は未だ
開発段階のものでもこれら他の設備にも遺す。例えは、
タービンが海水の流れおよび移動により駆動される電気
エネルギー設備に適す。

これら設備の例は、添付図面に示されているので番号７
および８を参照されたい。

電気エネルギー発生用の図示されている設備のうちいく
つかは、例えば風力エネルギー又は海水エネルギーに基
づいて稼動する設備のように可変容量を存する。運動エ
ネルギーは、需要が増大したとき電気エネルギーに変換
された後ｉｔｓネ・、トワークに直接送られて使用でき
る。余分なエネルギー（運動エネルギー又は電流）は、
本装置では加圧空気を発生するためのコンプレッサを作
動するのに使用できる。この方法ではコンプレッサは、
例えば風力から電流を発生する設備に直接接続してもよ
いし又は例えば図面中番号９で表示される建物内にて電
流発生設備から別個に設けてもよい。

本例では、余分なエネルギーは、ケーブル１２を介して
電流の形でコンプレッサへ送られる。コンプレッサによ
り発生された加圧空気は、高圧を印加したまま適当な導
管１３を介して対応する容量のコンテナー又はタンクへ
導（ことができる。これらコンテナーは現行の圧力に耐
えられるよう適当な幾何学的形状および強度を有する。

この貯蔵された加圧空気は必要なときにベースエネルギ
ーとして容易に制御可能な態様にて使用できる。この目
的のため、貯蔵された加圧空気は導管Ｉ４を介して適当
な設備、例えば電流発生用タービンを作動するよう供給
される。こうして加圧空気内のエネルギーは電流に変換
され、この′ｌ１ｔｆＬは電源ネットワーク１５に放出
される。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の装置の構造を示す略図である。 １．２・・・風力発電プラント、３・・・外燃式熱発電
プラント、４・・・高性能原子炉。 手続補正書（方式） 印　　　Ｊ３０・ｐ・−７日 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第９８８５７号
２、発明の名称　　　エネルギーを貯蔵する方法および
装置３、補正をする者 事件との関係　　出　願　人 氏名　　　　ホセ　マルチネス　パルラ４、代理人

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）一時的に不要か、又は失なわれる余分なエネルギ
   ーとして電気エネルギー発電所にて発生されるエネルギ
   ーを貯蔵するための方法において、前記余分なエネルギ
   ーを運動エネルギー又は電気エネルギーの形で加圧空気
   発生コンプレッサを作動するのに使用することおよび加
   圧空気を待機エネルギーとして貯蔵し、必要なときに電
   気エネルギーを得るためのすなわち回収するための設備
   を駆動するのにこのエネルギーを使用することを特徴と
   する方法。
2. （２）風力発電プラントから余分なエネルギーが発生す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方
   法。
3. （３）海水の流れ又は移動により稼動される発電プラン
   トより余分なエネルギーが発生することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の方法。
4. （４）熱発電プラント又は原子炉から余分なエネルギー
   が発生することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の方法。
5. （５）貯蔵された加圧空気により稼動される電気エネル
   ギー回収用設備は電気エネルギー発生用タービンである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）〜（４）項の
   いずれかに記載の方法。
6. （６）一時的に不要か又は失なわれる余分なエネルギー
   として電気エネルギー発電プラント内で発生されるエネ
   ルギーを貯蔵するための装置において、 運動又は電気エネルギー発生プラントと、 このプラントに接続され加圧空気を発生するコンプレッ
   サと、加圧空気を貯蔵するためのコンテナーと、貯蔵さ
   れた加圧空気により稼動される電気エネルギーを回収す
   るための設備とから成ることを特徴とする装置。
7. （７）加圧空気発生用コンプレッサは、このコンプレッ
   サを作動するため一時的に不要な余分なエネルギーを運
   動エネルギーとして直接使用できるよう運動又は電気エ
   ネルギー発生用プラントに接続される特許請求の範囲第
   （６）項記載の装置。
8. （８）加圧空気発生用コンプレッサは運動又は電気エネ
   ルギー発生プラントから分離されるよう設けられており
   、コンプレッサはケーブルにより供給される余分な電気
   エネルギーにより作動されることを特徴とする特許請求
   の範囲第（６）項記載の装置。
9. （９）加圧空気発生用コンプレッサは運動又は電気エネ
   ルギーを発生しかつコンプレッサ作動のため余分なエネ
   ルギーを放出するための複数のエネルギー発生プラント
   に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
   ６）項記載の装置。
10. （１０）加圧空気の形で貯蔵されたエネルギー量を自動
    的に測定しかつ制御するための手段を更に含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第（６）〜（９）項のいずれか
    に記載の装置。