JPS63239320A - 水中エネルギ貯蔵装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気エネルギ等を気体の圧力エネルギとして水
中で蓄積する水中エネルギ貯蔵装置に関する。

〔背景技術〕

電気エネルギを安定して供給するためには昼間時におけ
る電力使用ピーク時の負荷対策が重要な課題である。し
かし原子力発電が多くなると、負荷追従性が悪いので、
１間の余剰電力を利用した揚水発電の重要性が高くなっ
ている。

揚水発電は山岳地帯の高低差の大きい一対の佇水池を利
用し、電気エネルギと水の位置エネルギとの置換えるシ
ステムが一般的である。しかしこれは山岳地帯における
大規模な用地の鏡検や建設工事を必要とするので経済効
率が低（、さらに電力需要の大きな都市から離れた山岳
地帯に建設する必要があるため送電設備、送電損失等の
点で問題が残る。さらにこのエネルギ貯蔵装置は大規模
な設備に適しており、小規模エネルギの貯蔵には不適当
である。

この他にも、岩盤内空洞に圧縮空気を供給して電気エネ
ルギを圧力エルルギとして貯蔵する方法も研究されてい
るが、上記と同様の問題を存している。

本発明はこれらの事実を考慮し、設置が簡単であり、大
都市等の電力大消費地に近い場所に容易に設面すること
ができる水中エネルギ貯蔵装置を得ることが目的である
。

〔発明の概要及び作用〕

本発明は水中に設置される中空箱体と、この箱体をその
浮力に抗して水中に留める拘束手段と、一端が前記箱体
へ連通される気体供給及び取出し用の配管と、この配管
の他端に設けられる気体の圧カニぶルギ変換手段と、前
記配管へ連通される気体加圧手段と、前記箱体の底部付
近から外部へ通じる通水管と、を有することを特徴とし
ている。

このため本発明では電力大消費地に近い海域へ中空箱体
及びその拘束手段を設置し、この中空箱体へ気体加圧手
段からの気体を配管を通して供給すれば、水中の中空箱
体へ圧力エネルギを貯蔵できる。この気体圧力工不ルギ
は配管を通して圧カニ２ルギ変換手段へと送り込めば、
この圧力エネルギを容易に電気エネルギ等へ変換するこ
とができる。この場合の工玄ルギ変換はタービン発電機
等の公知の装置が適用できる。

このようにこのエネルギ貯蔵装置を電気エネルギで駆動
すれば、夜間の余剰電力を利用して気体加圧手段により
圧力気体を水中−１供給して圧力エネルギとして蓄積し
、電力消費の多い昼間にこの圧力空気を地上へと取り出
して再び電気エネルギに変換供給することができる。

中空箱体は電力大消費地に近い海中等の水中へ設置する
ことができ、かつその建設は山岳地帯に大規模なダムを
建設する場合に比べて容易かつ経済的であり、大消費地
への送電コストも低いものとなる。

中空箱体は長手方向両端の底部付近へ通じる通水管を設
け、これらの通水管のいずれか一方を水中設置時に遮へ
いずれば、中空箱体を水底へ設置した場合にその傾きを
吸収することができる。すなわち中空箱体が水底へ設置
された場合に、高い方に配置される通水管を閉止し、低
い方の通水管を通じて圧力変化に伴う海水の入口用とす
れば中空箱体を有効に活用することができる。

〔発明の実施例〕

第１図には本発明の第１実施例に用いられるエネルギ貯
蔵装置が示されている。

この実施例では海面１０へ浮上する浮体１２に発電機１
４、コンプレッサ１６がそれぞれ設置されており、これ
らは海中を通る送電線１８によって陸上のブラントと接
続されている。発電機Ｊ４はタービン発電機等の圧力空
気を利用して発電するものであればよい。

発電機１４、コンプレッサ１６には開閉弁２０゜２２を
介して配管２４が連通されている。この配管２４は海中
へ導かれ、その先端部が海底２６付近で中空箱体２８の
頂部へ連通されている。この中空箱体２日は鋼材、コン
クリート等で製作されて内部が全て空気で充満された場
合にも浮上することがない十分な重さを有し、拘束手段
を兼ねた構造となっている。しかしこの中空箱体２８を
内部の空気による浮力に抗して確実に海底へ留めるため
に重錘等し）別個の拘束手段を設けることもできる。

中空箱体２８はこの実施例では下方が開口しており、こ
の上端部付近には通水口３０が形成され、海水の出入口
となっている。

このように構成される本実施例では、夜間等の余剰電力
を利用し、コンプレッサ１６によって大気を圧縮し、配
管２４を通して中空箱体２日へと送り込む。この場合は
当然ながら開閉弁２０が閉止され、開閉弁２２が開放さ
れる。このため中空箱体２８内の圧縮空気３２は次第に
中空箱体２８内の海水を通水口３０を通して海中へと押
し出す。

これによって電気エネルギが圧縮空気の圧力エネルギと
して蓄積されることになる。

中空箱体２日へ作用する水圧は内外でつり合っており、
作用する外力は浮力に拘する拘束手段としての重錘等の
荷重のみであるため、深度が深（なっても中空箱体２８
の構造は同等でよい。

圧力エネルギを電気エネルギに変換する場合には、開閉
弁２．２を閉止し、開閉弁２０を開放する。

これによって中空箱体２日内の圧縮空気３２は海水の圧
力によって配管２４内を押し上げられ、発電機１４へ至
って発電が行われる。この電力は送電線１８を通ってプ
ラント等の消費地へ送られる。

したがって夜間の余剰電力を圧力エネルギとして一時的
に蓄積し、昼間時に再び電気エネルギとして取り出すこ
とができる。

この発＠ｍ１４で発生された電力を海上の石油掘削プラ
ント等に用いることも当然可能である。

次に第２図は本発明の第２実施例が示されており、中空
箱体３４が傾斜して海底２６へ設置された場合が考慮さ
れている。すなわち中空箱体３４は海面から次第に降下
して海底２６へ設置する場合に、必ずしも水平に設置さ
れるとは限らず、第２図に示される如く傾斜した状態の
まま設置されることもある。

このため中空箱体３４にはその両端底部付近に通じる通
水管３６．３８が設けられている。これらの通水！３６
．３８は先端部が中空箱体３４の上端部付近まで至って
おり、その出口には開閉弁４０．４２がそれぞれ取り付
けられている。

また中空箱体３４はその長手方向中間部にフランジ筒４
４が連結され、このフランジ筒４４−・配管２４の下端
部が連通されている。配管２４の上端部付近には可撓部
２４Ａが設けられてフレキシブルジヨイントとしての役
目を有している。

さらに中空箱体３４内には通水管３６．３８が取り付け
られる付近の天井部とフランジ筒４４内とを結ぶ通気管
４６．４８が設けられている。

このためこの実施例では、中空箱体３４が海底２６へ設
置される場合に、通水管３６が通気管３８よりも高い状
態で傾斜すると通水管３６の開閉弁４０を閉止し、通水
管３８の開閉弁４２を開放したままの状態とするゆ これによって配管２４から圧縮空気３２が中空箱体３４
内へ供給された場合に中空箱体３４内で通水管３日の連
通部付近の最低水位りまで圧縮空気３２を供給すること
ができる。また圧縮空気３２を配管２４を通して海面上
へと送り出す場合には、海水の圧力によって通水管３６
が設けられた部分付近の天井部にある残留した圧縮空気
３２が通気管４６を通してフランジ筒４４内へ送られる
ので、海水は最高水位Ｕまで入り込むことができる。ま
た中空箱体３４が逆方向に傾斜して設置される場合には
、開閉弁４０．４２の開閉を逆にすればよい。

なお本発明は海底へ複数個の中空箱体３４を設置し、こ
れらを順次配管２４で連通したり、複数個の中空箱体３
４へそれぞれ別個に配管２４を連通ずるようにしてもよ
い。

一例として海中の深度５００ｍ付近に中空箱体３４を設
置すルト、空気圧５０　ｋｇ　／　ｃ＋ａ、貯蔵量２３
００００ｎ（、空気流Ｉｔ　３００　ｋｇ／ｓｅｅ　と
した場合に、発電容１１’６００００に−のエネルギ貯
蔵装置を得ることができる。

〔発明の効果］ 以上説明した如く本発明は、水中に設置される中空箱体
と、この箱体をその浮力に抗して水中に留める拘束手段
と、一端が前記箱体へ連通される気体供給及び取出し用
の配管と、この配管の他端に設けられる気体の圧力エネ
ルギ変換手段と、前記配管へ連通される気体加圧手段と
、を有するので、電力大消費地の近くに容易かつ経済的
にエネルギ貯蔵装置を設置することができる優れた効果
を存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は本
発明の第２実施例を示す断面図である。 １０・・・ン毎面、 １４・・・発電機、 １６・・・コンプレツサ、 ２４・・・配管、 ２８・・・中空箱体、 ３２・・・圧縮空気、 ３４・・・中空箱体、 ３６．３８・・・通水管、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水中に設置される中空箱体と、この箱体をその浮力に抗
   して水中に留める拘束手段と、一端が前記箱体へ連通さ
   れる気体供給及び取出し用の配管と、この配管の他端に
   設けられる気体の圧力エネルギ変換手段と、前記配管へ
   連通される気体加圧手段と、前記箱体の底部付近から外
   部へ通じる通水管と、を有する水中エネルギ貯蔵装置。