JPS6238878A - エネルギの蓄積及び回収装置 - Google Patents

エネルギの蓄積及び回収装置

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JPS6238878A
JPS6238878A JP61183273A JP18327386A JPS6238878A JP S6238878 A JPS6238878 A JP S6238878A JP 61183273 A JP61183273 A JP 61183273A JP 18327386 A JP18327386 A JP 18327386A JP S6238878 A JPS6238878 A JP S6238878A
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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】 本発明は、流体を部分充填した第１貯蔵空間と第２貯蔵
空間とポンプ／タービン装置とを備えるとの種のシステ
ムは真ス知られている。雁知システムにおいては、第１
貯蔵空間が高位置に存在する湖よりなり、かつ第２貯蔵
空間が低位置に存在する湖または地下洞穴よりな如、第
１貯蔵空間の底部と第２貯蔵空間の底部との間には接続
経路が存在する。さらに、周知システムにおいては、ポ
ンプ／タービン装置を接続経路内に装着すると共に、下
方の第２貯蔵空間と同じ高さまたはそれよル下方に配置
して正常運転に際し液体を第２貯蔵空間から高位置の第
１貯蔵空間までポンプ輸送しまたは高位置の第１貯蔵空
間から低位置の第２貯蔵空間まで逆流する流体によって
駆動させる。
この種のシステムにおけるポンプは一般に電気ネットワ
ークに電線で接続された電動モータにより駆動され、次
いでタービンは同じく電線によシミ気ネットワークに接
続された光電気を駆動する。
この種のシステムは過剰の電気エネルギを高位置の第１
貯蔵空間まで液体をポンプ輸送するのに使用しうると共
に、タービンによシ駆動される発電機で発生した電気エ
ネルギによって電気エネルギの不足を補給するととがで
き、タービン自身は低位置のに２貯賦空間位置まで逆流
する液体によって駆動される。
ポンプ／タービン装置は低位置の第２貯蔵空間近傍に装
着されるので、第２貯蔵空間が地下洞穴である場合には
、この貯蔵空間の他にポンプ／タービン装置用の別の空
間を設けて、電気エネルギを電動モータまで発電機から
運ぶのに充分な寸法の電線を布設すべく別途に竪穴を設
ける必要がある。このことは、この種のシステムを極め
てコスト高にする。
本発明の目的はこの欠点を克服する・にある。
したがって、本発明によるエネルギーの貯蔵および回収
システムは、比較的高密度を有する第１流体（重質流体
）を部分充填した第１貯蔵空間と、比較的低密度を有す
る第２流体（＠質流体）を部分充填した第２貯蔵空間と
を備え、前記両流体は互いに殆んどまたは全く混和性で
なく、さらに第２流体が充填されかつ第１貯蔵空間の頂
部と第２貯蔵空間の頂部との間に位置する接続経路と、
第１貯蔵空間とは埋同じ高さまたはその上方に位置する
ポンプ／タービン装置とを備え、前記ポンプ／タービン
装置を第１貯蔵空間の底部と第２貯蔵空間の底部とに接
続して、正常運転に際し第１流体を第２貯蔵空間から第
１貯蔵空間までポンプ輸する第１流体によって駆動する
ことを特徴とする。
有利な具体例において、第１貯蔵空間は第１流体より上
方に第２流体をさらに含有することができる。
ことができ、これは堅い岩に形成することができる。特
に適する岩は岩塩である。これは、地下洞穴をこの塩の
溶解により形成しうるという利点を有する。
第１貯蔵空間も地下洞穴とすることができる。
この場合、両地下貯蔵空間は岩塩中に形成するのが好ま
しい。
貯蔵空間の頂部を互いに接続する接続経路は、本発明の
有利な具体例において、地面より部分的に上方に配置す
ることができる。
さらに本発明は、本発明のシステムによるエネ−’／　
　− イーの貯蔵および回収方法にも関し、この方法は、（ａ
）　　第１流体を第２貯蔵空間から第２流体が部分充填
された第１貯蔵空間までポンプ／タービン装置によって
ポンプ輸送し、第２流体を第１貯蔵空間から変位させる
と共に、第２流体が充填されかつ貯蔵空間の頂部を互い
に接続する接続経路を介して第２貯蔵空間まで流動させ
、 缶）　第１流体のポンプ輸送を中断し、（ｃ）　　前記
接続経路を介し第２貯蔵空間から逆流する第２流体によ
シ第１貯蔵空間から変位された第１流体を第２貯蔵空間
まで逆流させ、（ｄ）　　ポンプ／タービン装置を逆流
する第１流体によって駆動させ、かつ （ｅ）　　第１流体の逆流を中断する ことを特徴とする。
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。
エネルギーを貯蔵しかつ回収するシステムは、たとえば
地層３より下に位置する岩塩ドーム２内の深さ１０１０
０Ｏこ位置する第１地下貯蔵空間１と、第１貯蔵空間１
よね下方の岩塩ドーム２内に、たとえば深さ１５００ｍ
で位置する第２地下貯蔵空間４とを備える。これら貯蔵
空間は同じ容積であってもなくてもよい。
このシステムはさらに、上方貯蔵空間１よシ上方に位置
する地表面５に配置したポンプ／タービン装置６をも備
え、このポンプ／タービン装置は竪穴によって電動モー
タに接続されたポンプと、竪穴によシ発電機に接続され
たタービンとからなっている。簡略化するため、このポ
ンプ／タービン装置を概略で示し、詳細には図示しない
。
ポンプ／タービン装置６を第１経路７によって第１貯蔵
空間１の底部に接続すると共に、第２経路８によって第
２貯蔵空間４の底部に接続する。
第１経路７は、ｅイブ（図示せず）を設けた穴部を備え
、かつ第２経路８は、ｅイブ（図示せず）を設けた穴部
を備える。
第２流体を充填した接続経路１２は第１貯蔵空間１の頂
部を第２貯蔵空間４の頂部に接続する。
電動モータは電線（図示せず）により電気ネットワーク
（図示せず）に接続されてそこから電気エネルギーを取
り入れ、かつ発電機を電線（図示せず）によシミ気ネッ
トワークｌこ接続してそこへ電気エネルギーを供給する
。
第１貯蔵空間ＩＩこは比較的高密度を有する第１流体（
重質流体）、たとえば１２００に９／ｍ＠の密度を有す
る塩水９のような液体を少なくと本部分充填する一方、
第２貯蔵空間４には地表レベルにおける圧力が第１流体
の圧力よシも高いような非圧縮性屯しくは圧縮性媒体と
しうる第２流体を少なくと本部分充填する。適する媒体
は、たとえば液化プロ、ｅｙまたは、たとえば高圧（た
とえば２００パール）下の窒素のようなガスとすること
ができる。この目的で、経路１２は適当な個所に高圧発
生装置、たとえばコンプレッサ（明瞭にするため図示せ
ず）を備える。さらに、液体９は第１経路７とポンプ／
タービン装置６と第２経路８と第２貯蔵空間４の底部と
を占拠する。さらに、第１貯蔵空間１の頂部における液
体９の上方にはガスが存在する。参照記号１０は第１貯
蔵空間１における２種の不混和性流体間の界面を示し、
参照記号１１は第２貯蔵空間４における２種の不混和性
流体間の界面を示している。
ポンプの入口を、閉鎖弁を設けた供給ノｑイブによって
第２経路８に接続し、かつポンプの出口を閉鎮弁を設け
た排出ノ（イブによって第１経路７に接続する。
タービンの入口は閉鎖弁を設けた供給パイプｌこよって
第１経路７に接続され、かつタービンの出口は閉鎖弁を
設けた排出）？イブ１こよって第２経路８ｉこ接続され
る。簡略化するため、ポンプ／タービンの供給および排
出経路並びに閉鎖弁は図示しない。適するポンプ／ター
ビン装置の構造および機能に関する詳細な説明について
は、１９８５年２月１５日付は出願の関連するオランダ
特許出願第８５００４３５号明細書を参照することがで
きる。
静止状態において閉鎖弁は閉鎖されている。
過剰の電気エネルキ１−が存在すれば、これはポンプの
電動モータに供給されてポンプを駆動し、かつポンプの
閉鎖弁を開放して第１流体を第２貯蔵空間４から第１貯
蔵空間１の底部まで第２経路８とポンプと第１経路７と
を介してポンプ輸送する。この結果、第１流体のレベル
が第１貯蔵空間１内で上昇すると共に、流体圧力もター
ビン供給経路内で上昇する。
第１貯蔵空間１における第２流体がタービン供給路内の
流体圧力を充分高くするような程度まで変位されまたは
圧縮された時、第１流体のポンプ輸送をポンプの停止お
よびポンプ閉鎖弁の閉鎖によって中断する。この場合、
第２流体が第１経路７中へ流入しえないよう確保すべく
注意せねばならない。
貯蔵エネルギーを回収する必要がある場合、たとえば電
気エネルギーに対する高い需要が存在する場合、タービ
ンの閉鎖弁のみを開放する。かくして、第２流体により
駆動される第１流体が第１貯蔵空間１から第２貯蔵空間
４まで第１経路７とタービンと第２経路８とを介して逆
流する。この逆流する第１流体はタービンを作動させる
。タービンは発電機を駆動して電気エネルギーを発生し
、このエネルギーを電気ネットワークへ供給することが
できる。
第１貯蔵空間１における第２流体が充分に移動しかつ膨
張した後、第１流体の逆流をタービンの閉鎖弁を閉じて
中断する。かくして、このシステムは再びその静止状態
となる。第１流体の逆流を中断する際、ポンプに対する
軽質流体の連続供給を確保するよう注意せねばならな込
。
その徒、上記手順にしたがって、エネルギーの貯蔵およ
び回収の工程を反彷することができる。
上記システムにおいてはポンプとタービンとを別体とし
たが、ポンプ／タービン装置はポンプとしてもタービン
としても機能しうる液圧装置で構成することもでき、こ
の液圧装置はモータおよび発電機の両者として機能しう
る電気装置に接続される。
システムの運転に際し流体が熱くなシ過ぎるのを防止す
るため、このシステムには流体を冷却するだめの熱交換
器（図示せず）を設けることもできる。
第２流体は、たとえば上記したように窒素または液化プ
ロノｑンのような適する媒体で構成することができる。
さらに第１流体も油または液化石油ガスとすることがで
きる。特にシステムの地下部分が水により影響されない
着肉に形成される場合は、水を使用することもできる。
本発明は本質的に不混和性または殆んど混和性のない第
１および第２流体の使用のみに限定されず、適当な中間
層により互いに分離して混合を防止する本質的に混合性
の流体を使用しうろことも了解されよう。この種のシス
テムの例は、限定はしないが、適する密度の油層により
分離された塩水／水である。
ポンプを駆動する電動モータの代りに、このシステムは
ポンプを駆動するタービン（図示せず）を備えることも
できる。タービン自身は圧縮ガス、たとえば天然ガスに
よって駆動される。
上記したように、本発明の有利な実施例においては、比
較的低密度の第２流体として高圧ガスを使用することが
できる。
システムの圧力および接続経路１２の寸法を適切に選択
することにより、この種の高圧ガスは地−１５＝ 表面に配置した慣用の圧縮空気エネルギー貯献装置のた
めの供給源として作用することもできる。この種の貯蔵
装置を付勢１７％次いでＩｊ５ンプ／タービンを作動さ
せるには小部分のガスしか必要とされない。
上記の説明および添付図面から、本発明の種種の設計変
更が当業者には明らかとなるであろう。この種の設１ｒ
ｔＲ更も本発明の範囲内に包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
図面は「負荷」状態、すなわち第１流体が第２貯蔵空間
から第１貯蔵空間までポンプ輸送されつつあり、かつエ
ネルギーを供給［７うる状態にあるシステムの略部分断
面図である。 ｌ・・・第１貯蔵空間、　　２・・・岩塩ドーム、３・
・・地　層、　　　　　４・・・第２貯蔵空間、５・・
・地　表　面、　　６・・・ポンプ／タービン装置、−
１７−代理人ＩＩ＋￥１　　中　　　村　　　　至−１
６＝

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）比較的高密度を有する第１流体（重質流体）を部
    分充填した第１貯蔵空間と、比較的低密度を有する第２
    流体（軽質流体）を部分充填した第２貯蔵空間とを備え
    、前記両流体は互いに殆んどまたは全く混和性でなく、
    さらに第２流体が充填されかつ第１貯蔵空間の頂部と第
    ２貯蔵空間の頂部との間に位置する接続経路と、第１貯
    蔵空間とほぼ同じ高さまたはその上方に位置するポンプ
    ／タービン装置とを備え、前記ポンプ／タービン装置を
    第１貯蔵空間の底部と第２貯蔵空間の底部とに接続して
    、正常運転に際し第１流体を第２貯蔵空間から第１貯蔵
    空間までポンプ輸送しまたは第１貯蔵空間から第２貯蔵
    空間まで流動する第１流体によつて駆動することを特徴
    とするエネルギーの貯蔵および回収システム。
  2. （２）第１貯蔵空間が、この貯蔵空間に存在する第１流
    体の上方にさらに第２流体を含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載のシステム。
  3. （３）第２貯蔵空間を第１貯蔵空間の下方に配置したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
    のシステム。
  4. （４）第２貯蔵空間が地下洞穴であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載のシ
    ステム。
  5. （５）第１貯蔵空間が地下洞穴であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載のシ
    ステム。
  6. （６）貯蔵空間の頂部を、部分的に地上に延在する接続
    経路によつて互いに接続したことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項から第５項のいずれかに記載のシステム。
  7. （７）ポンプ／タービン装置を第１貯蔵空間の上方に配
    置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６
    項のいずれかに記載のシステム。
  8. （８）ポンプ／タービン装置を地表面にまたはその近く
    に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第４項から
    第６項のいずれかに記載のシステム。
  9. （９）第２流体が非圧縮性媒体であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第８項のいずれかに記載のシ
    ステム。
  10. （１０）第２流体が圧縮性媒体であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第８項のいずれかに記載のシ
    ステム。
  11. （１１）第２流体がガス、たとえば高圧下の窒素である
    特許請求の範囲第１項から第９項のいずれかに記載のシ
    ステム。
  12. （１２）第１流体が液体、たとえば液化石油ガス、油、
    水または塩水であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第８項のいずれかに記載のシステム。
  13. （１３）第２流体が液体、たとえば高圧下の液化プロパ
    ンであることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
    システム。
  14. （１４）（ａ）第１流体を第２貯蔵空間から第２流体が
    部分充填された第１貯蔵空間までポンプ ／タービン装置によつてポンプ輸送し、 第２流体を第１貯蔵空間から変位させる と共に、第２流体が充填されかつ貯蔵空 間の頂部を互いに接続する接続経路を介 して第２貯蔵空間まで流動させ、 （ｂ）第１流体のポンプ輸送を中断し、 （ｃ）前記接続経路を介し第２貯蔵空間から逆流する第
    ２流体により、第１貯蔵空間か ら変位された第１流体を第２貯蔵空間ま で逆流させ、 （ｄ）ポンプ／タービン装置を逆流する第１流体によつ
    て駆動させ、かつ （ｅ）第１流体の逆流を中断する ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１３項の
    いずれかに記載のシステムによりエネルギーを貯蔵しか
    つ回収する方法。
JP61183273A 1985-08-06 1986-08-04 エネルギの蓄積及び回収装置 Expired - Lifetime JPH0681953B2 (ja)

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EP (1) EP0212692B1 (ja)
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