JPWO2015029165A1

JPWO2015029165A1 - 洋上揚水発電装置及び電力貯蔵装置

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Publication number: JPWO2015029165A1
Application number: JP2015533850A
Authority: JP
Inventors: 正樹池田; 近藤　真一; 真一近藤; 内山　倫行; 倫行内山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2017-03-02
Also published as: WO2015029165A1

Abstract

本発明は、洋上に揚水発電装置を設置したものであっても、貯水槽の水量にかかわらず、揚水部分と発電部分との浮沈を抑制し、揚水の機能と発電の機能とを保つことが可能であることは勿論、コストの増加に繋がらない洋上揚水発電装置を提供する。本発明による洋上揚水発電装置は、洋上に設置され、かつ、揚水を行う揚水部分と水力発電を行う発電部分及び水を貯水する貯水槽部分から構成され、前記貯水槽部分若しくは該貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、該貯水槽部分若しくは該貯水槽部分の一部が前記揚水部分と発電部分に対して独立に動く可動機構を備えていることを特徴とする。

Description

本発明は洋上揚水発電装置及び電力貯蔵装置に係り、洋上に揚水発電装置を設置したものに好適な洋上揚水発電装置及び電力貯蔵装置に関する。

通常、揚水発電装置は、水を揚水する揚水部分、水を貯水する貯水槽部分及び水力発電を行う発電部分から構成される。揚水発電装置は、電力需要の小さな夜間に揚水を行い、電力需要の大きな昼間に発電を行うことで、需給バランスの調整に役立っている。

一方で、揚水発電装置は大きな貯水槽を必要とするため、設置時に広大な土地が必要となる。そのため、陸上よりも土地の自由度が大きい洋上に揚水発電装置を設置することが、大規模揚水発電装置の利用の拡大において大きな進展となる。

洋上に浮体式の揚水発電装置を設置する場合、貯水槽に貯水する水量の変化に伴い洋上揚水発電装置が浮沈し、揚水発電の機能を失うことがある。例えば水量の増加に伴い、発電部分が水面下に沈むと発電機能を失ってしまう。

このような浮沈を抑制した洋上揚水発電装置として、特許文献１に記載のように、複数の貯水槽を設け、これらの貯水槽の水だけで揚水発電を行う例がある。

特開２０１２−２３３４３７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の例では、複数の貯水槽の間でだけ揚水発電を行うため、全体の貯水量は一定であり、揚水発電装置の浮沈は抑制される。一方で複数の貯水槽を設ける必要があり、また、雨水や海水などの外部の水の利用は困難であるという課題が生じる。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、洋上に揚水発電装置を設置したものであっても、貯水槽の水量にかかわらず、揚水部分と発電部分との浮沈を抑制し、揚水の機能と発電の機能とを保つことが可能であることは勿論、コストの増加に繋がらない洋上揚水発電装置及び電力貯蔵装置を提供することにある。

本発明の洋上揚水発電装置は、上記目的を達成するために、洋上に設置され、かつ、揚水を行う揚水部分と水力発電を行う発電部分及び水を貯水する貯水槽部分から構成され、前記貯水槽部分若しくは貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、該貯水槽部分若しくは貯水槽部分が前記揚水部分と発電部分に対して独立に動く可動機構を備えていることを特徴とする。

また、本発明の電力貯蔵装置は、上記目的を達成するために、洋上に設置された洋上揚水発電装置と洋上発電装置の間、及び前記洋上揚水発電装置と陸上に設置された陸上発電装置の間がケーブルで接続され、前記洋上揚水発電装置が、前記洋上発電装置及び/又は前記陸上発電装置の電力貯蔵を担う電力貯蔵装置であって、前記洋上揚水発電装置は、上記構成の洋上揚水発電装置であることを特徴とする。

本発明によれば、洋上に揚水発電装置を設置したものであっても、貯水槽の水量にかかわらず、揚水部分と発電部分との浮沈を抑制し、揚水の機能と発電の機能とを保つことが可能であることは勿論、コストの増加に繋がらないという効果がある。

本発明の洋上揚水発電装置の実施例１を示す断面図である。図１の平面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１に採用される可動機構の一例を示す図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１に採用される可動機構の他の例を示す図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例２を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例３を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例３に採用される可動機構の一例を示す図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例４を示す断面図である。図８の平面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例４における貯水槽の第２の側壁を貯水槽の内側から見た図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例５を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例６を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例７を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例７における貯水槽の第２の側壁を貯水槽の内側から見た図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例８を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例９を示し、揚水パイプ及び発電パイプが伸びた状態を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例９を示し、揚水パイプ及び発電パイプが縮んだ状態を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例９の変形例を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１０を示し、貯水槽が浮いた状態を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１０を示し、貯水槽が沈んだ状態を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１１を示す断面図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１１に採用される屋根の一例を示す斜視図である。本発明の洋上揚水発電装置の実施例１１に採用される屋根の他の例を示す斜視図である。本発明の洋上揚水発電装置を、陸上或いは洋上に設置された別の発電装置の電力貯蔵を担う電力貯蔵装置として利用する例を示す図である。図２４の電力貯蔵装置における洋上揚水発電装置の電力貯蔵量を見積った結果を表す図である。本発明の洋上揚水発電装置を、別の発電装置の出力変動緩和装置として利用する例を示す図である。本発明の洋上揚水発電装置を、別の発電出力が変動する発電装置の出力調整装置として利用する例を示す図である。

以下、図示した実施例に基づいて、本発明の洋上揚水発電装置及び電力貯蔵装置について説明する。なお、符号は、以下に説明する各実施例において同一構成の部品には同符号を使用する。

図１及び図２に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例１を示す。

該図に示す如く、本実施例の洋上揚水発電装置は、洋上１に設置され、かつ、揚水を行う揚水部分Ａと、この揚水部分Ａで揚水された水を貯水する貯水槽部分Ｂと、貯水槽部分Ｂからの水を利用して水力発電を行う発電部分Ｃとから概略構成されている。

更に詳述すると、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４及び貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３、この貯水槽の第１の側壁３３が移動可能に設置されている２つの貯水槽の第２の側壁３１及び３２で形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、この揚水装置１１を洋上１で支持固定する揚水装置用浮体１３と、貯水槽の第２の側壁３１に接続され、揚水装置１１で揚水した水を貯水槽３に送る揚水パイプ１２とから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、この発電装置２１を洋上で支持固定する発電装置用浮体２３と、貯水槽の第２の側壁３２に接続され、貯水槽３からの水を発電装置２１に送る発電パイプ２２とから構成されている。

そして、本実施例では、貯水槽部分Ｂの一部（貯水槽の第２の側壁３１及び３２）の浮沈に対応して、貯水槽の底壁３４と一体構造の第１の側壁３３が、貯水槽の第２の側壁３１及び３２に対して高さ方向（上下方向）に移動可能な可動機構を備えているものである。

本実施例における可動機構について、図３及び図４を用いて説明する。

図３に示す可動機構は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方の上下方向（紙面と直角方向、高さ方向でもある）に形成された溝３７と、この溝３７が形成された貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか他方に形成され、溝３７に係合されて溝３７内を上下方向に移動する突起部３８とから構成されている。そして、貯水槽部分Ｂの一部が洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、溝３７内を突起部３８が上下方向（高さ方向）に移動するものである。

なお、図３（Ａ）は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方の上下方向に形成される溝３７の形状が矩形で、この矩形の溝３７に係合されて溝３７内を上下方向に移動する突起部３８の形状も矩形の例を示し、図３（Ｂ）は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方の上下方向に形成される溝３７の形状が三角形で、この三角形の溝３７に係合されて溝３７内を上下方向に移動する突起部３８の形状も三角形の例を示すものである。

ここでいう溝３７の形状とは高さ方向の断面図を意味し、図３はこの断面図を示すものである。また、ここでいう三角形とは、図３（Ｂ）で示すように、三角形の一部を切り取った形状を含むものとする。

図４に、本実施例における可動機構の他の例を示す。図４に示す可動機構は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方に設置されたピニオン４４と、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のうちピニオン４４が設置されていない側に形成され、ピニオン４４と係合するラック４５とから構成されている。そして、貯水槽部分Ｂの一部が洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、ピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向（高さ方向）に移動するものである。

なお、図４（Ａ）は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方に設置されたピニオン４４の形状が三角形で、このピニオン４４に係合されて上下方向に移動するラック４５の形状も三角形の例を示し、図３（Ｂ）は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方に設置されたピニオン４４の形状が四角形で、このピニオン４４に係合されて上下方向に移動するラック４５の形状も四角形の例を示すものである。

上述した本実施例の可動機構、揚水装置用浮体１３及び発電装置用浮体２３により、揚水の機能と発電の機能は保たれる。

次に、本実施例における作用、効果について説明する。例えば、貯水槽３内の水量増加時に、上述した本実施例の可動機構を備えていない場合は、貯水槽部分Ｂの沈みに伴い、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが沈む可能性、若しくは貯水槽部分Ｂが沈み、揚水装置用浮体１３及び発電装置用浮体２３が動かずにそのままだと、揚水装置用浮体１３の浮力による揚水パイプ１２の破損及び発電装置用浮体２３の浮力による発電パイプ２２の破損が生じる可能性がある。

しかし、本実施例の可動機構が備わっていると、水量増加時に、貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３及び貯水槽用浮体３５が沈んでも、溝３７内を突起部３８が上下方向に移動するか、或いはピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向に移動するので、揚水部分Ａは、貯水槽の第２の側壁３１に接続された揚水パイプ１２が破損することなく、揚水装置用浮体１３の浮力により沈みが抑制され、一方、発電部分Ｃも同様に、貯水槽の第２の側壁３２に接続された発電パイプ２２が破損することなく、発電装置用浮体２３の浮力により沈みが抑制される。

逆に、貯水槽３内の水量減少時に、上述した本実施例の可動機構を備えていない場合は、貯水槽部分Ｂの浮上に伴い、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが浮上する可能性、若しくは揚水部分Ａの重量による揚水パイプ１２の破損及び発電部分Ｃの重量による発電パイプ２２の破損が生じる可能性がある。

しかし、本実施例の可動機構が備わっていると、水量減少時に、貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３及び貯水槽用浮体３５が浮上しても、溝３７内を突起部３８が上下方向に移動するか、或いはピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向に移動するので、揚水部分Ａは、貯水槽の第２の側壁３１に接続された揚水パイプ１２が破損することなく、揚水部分Ａの重量により浮上が抑制され、一方、発電部分Ｃも同様に、貯水槽の第２の側壁３２に接続された発電パイプ２２が破損することなく、発電部分Ｃの重量により浮上が抑制される。

なお、本実施例では、貯水槽３の形状は四角形であるが、円形や他の多角形であるものも本実施例に含まれることは言うまでもない。

このような本実施例とすることにより、貯水槽３の水量にかかわらず、揚水部分Ａと発電部分Ｃとの浮沈を抑制し、揚水の機能と発電の機能とを保つことが可能である。例えば、揚水により貯水槽３の水量を増加させた時は、貯水槽部分Ｂの一部だけを沈めて、揚水部分Ａと発電部分Ｃとは沈めずに、揚水の機能と発電の機能とを保つことができる。また、従来技術のように複数の貯水槽を設けるのではなく、１つの貯水槽しか設けないため、コストの低減も可能となる。

即ち、本実施例によれば、洋上に揚水発電装置を設置したものであっても、貯水槽の水量にかかわらず、揚水部分Ａと発電部分Ｃとの浮沈を抑制し、揚水の機能と発電の機能とを保つことが可能であることは勿論、コストの増加に繋がらないという効果がある。

図５に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例２を示す。

実施例１では、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが独立に可動する例を示したが、本実施例は、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが一体となり、貯水槽の第１の側壁３３（図２参照）が、貯水槽の第２の側壁３１に対して可動するようにした例である。

即ち、本実施例では、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４及び貯水槽の底壁３４と一体構造の第１の側壁３３、この貯水槽の第１の側壁３３が移動可能に設置されている第２の側壁３１及び貯水槽の底壁３４と共に移動する第２の側壁３２で形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上１で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、貯水槽の第２の側壁３１に接続され、揚水装置１１で揚水された水を貯水槽３に送る揚水パイプ１２とから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、揚水パイプ１２が接続されている貯水槽の第２の側壁３１に接続され、貯水槽３からの水を発電装置２１に送る発電パイプ２２とから構成され、しかも、揚水装置Ａと発電装置Ｃは、共通の浮体３９で洋上に支持固定されている。

そして、本実施例では、貯水槽部分Ｂの一部の浮沈に対応して、貯水槽の底壁３４と一体構造の第１の側壁３３が、貯水槽の第２の側壁３１に対して移動可能な可動機構を備えているものである。

なお、本実施例における可動機構は、上述した図３に示す溝３７と突起部３８を用いた構成及び図４に示すラック４５とピニオン４４を用いた構成と同様な機構であり、溝３７又は突起部３８或いはラック４５又はピニオン４４が貯水槽の第１の側壁３３に、突起部３８又は溝３７或いはピニオン４４又はラック４５が貯水槽の第２の側壁３１に設けられているもので、それによる作用も実施例１と同様のため、ここでの説明は省略する。

このような本実施例の構成であっても、その作用及び効果は、実施例１と同様である。

図６に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例３を示す。

該図に示す本実施例は、貯水槽の第１の側壁３３と第２の側壁３１及び３２とが、モーターにより駆動される例である。

即ち、本実施例では、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４及び貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３（図２参照）、この貯水槽の第１の側壁３３と移動可能な２つの第２の側壁３１及び３２とで形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上１で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、この揚水装置１１を洋上１で支持固定する揚水装置用浮体１３と、貯水槽の第２の側壁３１に接続され、揚水装置１１で揚水した水を貯水槽３に送る揚水パイプ１２とから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、この発電装置２１を洋上１で支持固定する発電装置用浮体２３と、貯水槽の第２の側壁３２に接続され、貯水槽３からの水を発電装置２１に送る発電パイプ２２とから構成されている。

そして、本実施例では、揚水パイプ１２及び発電パイプ２２が接続された貯水槽の第２側壁３１及び３２のそれぞれ或いは貯水槽の底壁３４にモーター３１Ａ及び３２Ａが設置され、貯水槽部分Ｂの一部の浮沈に対応して、モーター３１Ａ及び３２Ａの駆動により貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３が、貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれに対して移動可能な可動機構を備えているものである。

本実施例の可動機構について、図７を用いて説明する。

図７に示す可動機構は、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方に設置され、モーター３１Ａ及び３２Ａにより駆動される図７（Ａ）、（Ｂ）に示すピニオン４４又は図７（Ｃ）に示すウォームギア４６と、貯水槽の第１の側壁３３又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のうちピニオン４４又はウォームギア４６が設置されていない側に形成され、ピニオン４４又はウォームギア４６と係合するラック４５又は４７とから構成されている。そして、貯水槽部分Ｂの一部が洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、モーター３１Ａ及び３２Ａの駆動によりピニオン４４又はウォームギア４６が回転することで、これに係合するラック４５又は４７が上下方向に移動するものである。

このような本実施例によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、本実施例の可動機構を備えること、特に、モーター３１Ａ及び３２Ａを使用していることで、微調整が可能となり、貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３１の位置の調整範囲と貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３２の位置の調整範囲とが、実施例１よりも大きくなる効果がある。

また、本実施例では、例えば、貯水槽３の水量の増加により貯水槽３が沈んでくると、電気エネルギーによるモーター３１Ａの駆動により、貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３１の位置を高くすること、及び電気エネルギーによるモーター３２Ａの駆動により、貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３２の位置を高くすることで、揚水部分Ａと発電部分Ｃとの沈みを抑制することができる。

逆に、貯水槽３の水量の減少により貯水槽３が浮いてくると、電気エネルギーによるモーター３１Ａの駆動により貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３１の位置を低くすること、及び電気エネルギーによるモーター３２Ａの駆動により貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３２の位置を低くすることで、揚水部分Ａと発電部分Ｃとの浮上を抑制することができる。

このように本実施例では、揚水部分Ａと発電部分Ｃとの浮沈が抑制されるため、揚水の機能及び発電の機能は保たれる。

図８及び図９に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例４示す。

該図に示す本実施例は、貯水槽の第２の側壁３１及び３２に穴を開け、揚水部分Ａを貯水槽の第２の側壁３１に対して可動式とし、発電部分Ｃを貯水槽の第２の側壁３２に対して可動式とした例である。

即ち、本実施例では、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４及び貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３、この貯水槽の第１の側壁３３と一体構造の２つの貯水槽の第２の側壁３１及び３２で形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上１で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、この揚水装置１１を洋上１で支持固定する揚水装置用浮体１３と、揚水装置１１で揚水された水を貯水槽３に送る揚水パイプ１２とから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、この発電装置２１を洋上１で支持固定する発電装置用浮体２３と、貯水槽３からの水を発電装置２１に送る発電パイプ２２とから構成され、しかも、貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれに穴３１Ｂ及び３２Ｂが設けられていると共に、この貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれに設けられている穴３１Ｂ及び３２Ｂを部分的に塞ぐ揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４が、揚水パイプ１２及び発電パイプ２２にそれぞれ一体となって取付けられている。

そして、本実施例では、貯水槽部分Ｂの浮沈に対応して、貯水槽の第２の側壁３１及び３２と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３が、揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４に対してそれぞれ移動可能な可動機構を備えているものである。

本実施例における可動機構としては、上述した図３に示す溝３７と突起部３８を用いた構成及び図４に示すラック４５とピニオン４４を用いた構成と同様な機構を用いることができる。

即ち、本実施例における可動機構の１つの例は、揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方の上下方向（紙面と直角方向、高さ方向でもある）に溝３７が形成され、揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のうち溝３７が形成されていない側に溝３７内を上下方向に移動する突起部３８が形成され、貯水槽部分Ｂが洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、突起部３８が溝３７内を上下方向（高さ方向）に移動するものである。

また、本実施例における可動機構の他の例は、揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のいずれか一方にピニオン４４が設置され、揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４又は貯水槽の第２の側壁３１及び３２のうちピニオン４４が設置されていない側にピニオン４４と係合するラック４５が形成され、貯水槽部分Ｂが洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、ピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向（高さ方向）に移動するものである。

図１０は、貯水槽の第２の側壁３１を貯水槽３の内側から見た図である。

該図に示す如く、貯水槽の第２の側壁３１の穴３１Ｂは、揚水パイプ１２以外のところは、揚水パイプ板１４で塞がれていることが分かる。なお、図１０では、揚水パイプ１２が繋がる貯水槽の第２の側壁３１について示しているが、発電パイプ２２が繋がる貯水槽の第２の側壁３２についても同様の図を描くことができる。

次に、本実施例における作用、効果について説明する。例えば、貯水槽３内の水量増加時に、上述した本実施例の可動機構を備えていない場合は、貯水槽部分Ｂの沈みに伴い、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが沈む可能性、若しくは揚水装置用浮体１３の浮力による揚水パイプ１２の破損及び発電装置用浮体２３の浮力による発電パイプ２２の破損が生じる可能性がある。

しかし、本実施例の可動機構が備わっていると、貯水槽３内の水量増加時に、貯水槽部分Ｂが沈んでも、溝３７内を突起部３８が上下方向に移動するか、或いはピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向に移動するので、揚水パイプ板１４に接続された揚水部分Ａは、揚水パイプ１２が破損することなく、揚水装置用浮体１３の浮力により沈みが抑制され、一方、発電パイプ板２４に接続された発電部分Ｃも同様に、発電パイプ２２が破損することなく、発電装置用浮体２３の浮力により沈みが抑制される。

しかし、本実施例の可動機構が備わっていると、貯水槽３内の水量減少時に、貯水槽部分Ｂが浮上しても、溝３７内を突起部３８が上下方向に移動するか、或いはピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向に移動するので、貯水槽の第２の側壁３１に接続された揚水部分Ａは、揚水パイプ１２が破損することなく、揚水部分Ａの重量により浮上が抑制され、一方、貯水槽の第２の側壁３２に接続された発電部分Ｃも同様に、発電パイプ２２が破損することなく、発電部分Ｃの重量により浮上が抑制される。

また、実施例１及び３の可動機構と本実施例の可動機構とを組み合わせた例も本実施例に含まれる。即ち、揚水部分Ａの可動機構を実施例１又は３の可動機構とし、発電部分Ｃの可動機構を本実施例の可動機構とするものである。

図１１に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例５示す。

図８に示した実施例４では、貯水槽の第２の側壁３１及び３２に穴を開け、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが独立に可動する例を示したが、本実施例では、貯水槽の第２の側壁３１に穴を開け、揚水パイプ板１４と発電パイプ板２４を一体にし、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが一体となって貯水槽の第２の側壁３１に対して可動する例である。

即ち、本実施例では、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４及び貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３（図９参照）、この貯水槽の第１の側壁３３と一体構造の２つの貯水槽の第２の側壁３１及び３２で形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上１で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、この揚水装置１１で揚水された水を貯水槽３に送る揚水パイプ１２とから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、貯水槽３からの水を発電装置２１に送る発電パイプ２２とから構成され、揚水装置Ａと発電装置Ｃとは、共通の浮体３９で洋上１に支持固定され、しかも、貯水槽の第２の側壁３１に穴３１Ｂが設けられていると共に、この貯水槽の第２の側壁３１に設けられている穴３１Ｂを部分的に塞ぐ揚水パイプ板１４が、揚水パイプ１２と発電パイプ２２に一体となって取付けられている。

そして、本実施例では、貯水槽部分Ｂの浮沈に対応して、貯水槽の第１の側壁３３と一体構造の第２の側壁３１が、揚水パイプ板１４に対して移動可能な可動機構を備えているものである。

即ち、本実施例における可動機構の１つの例は、揚水パイプ板１４又は貯水槽の第２の側壁３１のいずれか一方の上下方向（紙面と直角方向、高さ方向でもある）に溝３７が形成され、揚水パイプ板１４又は貯水槽の第２の側壁３１のうち、溝３７が形成されていない側に、溝３７内を上下方向に移動する突起部３８が形成され、貯水槽部分Ｂが洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、突起部３８が溝３７内を上下方向（高さ方向）に移動するものである。

また、本実施例のおける可動機構の他の例は、揚水パイプ板１４又は貯水槽の第２の側壁３１のいずれか一方にピニオン４４が設置され、揚水パイプ板１４又は貯水槽の第２の側壁３１のうち、ピニオン４４が設置されていない側に、ピニオン４４と係合するラック４５が形成され、貯水槽部分Ｂ若しくは貯水槽部分Ｂの一部が洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、ピニオン４４が回転することで、これに係合するラック４５が上下方向（高さ方向）に移動するものである。

上述した本実施例の可動機構、共通の浮体３９及び発電装置用浮体２３により、揚水の機能と発電の機能は保たれる。

図１２に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例６示す。

該図に示す本実施例は、実施例４の洋上揚水発電装置の揚水パイプ板１４と発電パイプ板２４とが、モーターにより駆動される例である。

即ち、本実施例では、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４及び貯水槽の底壁３４と一体構造の貯水槽の第１の側壁３３（図９参照）、この貯水槽の第１の側壁３３と一体構造の２つの貯水槽の第２の側壁３１及び３２で形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上１で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、この揚水装置１１を洋上１で支持固定する揚水装置用浮体１３と、揚水装置１１で揚水された水を貯水槽３に送る揚水パイプ１２とから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、この発電装置２１を洋上１で支持固定する発電装置用浮体２３と、貯水槽３からの水を発電装置Ｃに送る発電パイプ２２とから構成され、しかも、貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれに穴３１Ｂ及び３２Ｂが設けられていると共に、この貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれに設けられている穴３１Ｂ及び３２Ｂを部分的に塞ぐ揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４が、揚水パイプ１２及び発電パイプ２２にそれぞれ一体となって取付けられている。

そして、本実施例では、貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれ或いは揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４にモーター３１Ａ及び３２Ａが設置され、貯水槽部分Ｂの浮沈に対応して、モーター３１Ａ及び３２Ａの駆動により貯水槽の第１の側壁３３と一体構造の第２の側壁３１及び３２が、揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４に対して移動可能な可動機構を備えているものである。

本実施例における可動機構としては、上述した図７に示すモーター３１Ａ及び３２Ａにより駆動されるピニオン４４又はウォームギア４６と、このピニオン４４又はウォームギア４６と係合するラック４５を用いた構成と同様な機構を用いることができる。

即ち、本実施例における可動機構は、貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれ又は揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４のいずれか一方に設置され、モーター３１Ａ及び３２Ａにより駆動される図７（Ａ）、（Ｂ）に示すピニオン４４又は図７（Ｃ）に示すウォームギア４６と、貯水槽の第２の側壁３１及び３２のそれぞれ又は揚水パイプ板１４及び発電パイプ板２４のうち、ピニオン４４又はウォームギア４６が設置されていない側に形成され、ピニオン４４又はウォームギア４６と係合するラック４５又は４７とから構成されている。そして、貯水槽部分Ｂが洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、モーター３１Ａ及び３２Ａの駆動によりピニオン４４又はウォームギア４６が回転することで、これに係合するラック４５又は４７が上下方向に移動するものである。

このような本実施例によれば、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、本実施例の可動機構を備えること、特に、モーター３１Ａ及び３２Ａを使用していることで、微調整が可能となり、貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３１の位置の調整範囲と貯水槽の底壁３４に対する貯水槽の第２の側壁３２の位置の調整範囲とが、実施例４よりも大きくなる効果がある。

なお、図１２では、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが独立に可動する例を示したが、揚水パイプ板１４と発電パイプ板２４とが一体となり、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが一体となって貯水槽の第２の側壁３１に対して可動する洋上揚水発電装置も本実施例に含まれる。

また、実施例１、３及び４の可動機構と本実施例の可動機構とを組み合わせた例も本実施例に含まれる。即ち、揚水部分Ａの可動機構を実施例１、３及び４のいずれかの可動機構とし、発電部分Ｃの可動機構を本実施例の可動機構とするものである。

図１３及び図１４に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例７示す。

該図に示す本実施例は、図１２に示した実施例６において、貯水槽の第２の側壁３１及び３２に複数の穴３１Ｂ及び３２Ｂを開けたものである。その他の構成は、実施例６と同様である。

このような本実施例によれば、実施例６と同様な効果を得ることができる。

なお、本実施例において、モーター３１Ａ及び３２Ａを用いずに、浮力のみを用いて貯水槽の第２の側壁３１に対する揚水パイプ板１４の可動と貯水槽の第２の側壁３２に対する発電パイプ板２４の可動とを行う場合、揚水パイプ１２が貯水槽の第２の側壁３１の穴３１Ｂに繋がらない状態、及び発電パイプ２２が貯水槽の第２の側壁３２の穴３２Ｂに繋がらない状態が存在する。従って、図１３に示した例で洋上揚水発電を行う場合、上記の状態を排除する必要があるため、モーター３１Ａ及び３２Ａの設置は不可欠である。

また、実施例１、３、４及び６の可動機構と本実施例の可動機構とを組み合わせた例も本実施例に含まれる。例えば、揚水部分Ａの可動機構を実施例１、３、４及び６のいずれかの可動機構とし、発電部分Ｃの可動機構を本実施例の可動機構とするものである。

図１５に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例８示す。

図１３及び図１４に示した実施例７では、貯水槽の第２の側壁３１及び３２に複数の穴を開け、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが独立に可動する例を示したが、図１５に示す本実施例は、揚水パイプ板１４と発電パイプ板２４とが一体となり、揚水部分Ａと発電部分Ｃとが一体となって貯水槽の第２の側壁３１に対して可動する洋上揚水発電装置としたものである。

このような本実施例の構成であっても、実施例７と同様な効果を得ることができる。

図１６及び図１７に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例９示す。

該図に示す本実施例は、揚水パイプと発電パイプとが伸縮可能な洋上揚水発電装置の例である。

即ち、本実施例では、貯水槽部分Ｂは、貯水槽の底壁３４Ｃ及び貯水槽の底壁３４Ｃと一体構造の複数の側壁３１Ｃ及び３２Ｃで形成された貯水槽３と、この貯水槽３を洋上１で支持固定する貯水槽用浮体３５とから構成され、また、揚水部分Ａは、水を揚水する揚水装置１１と、この揚水装置１１を洋上１で支持固定する揚水装置用浮体１３と、貯水槽の側壁３１Ｃに接続され、揚水装置１１で揚水された水を貯水槽３に送る伸縮自在な揚水パイプ１２Ａとから構成され、更に、発電部分Ｃは、発電装置２１と、この発電装置２１を洋上１で支持固定する発電装置用浮体２３と、貯水槽の側壁３２Ｃに接続され、貯水槽３からの水を発電装置２１に送る伸縮自在な発電パイプ２２Ａとから構成されている。

そして、本実施例では、可動機構を伸縮自在な揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａで構成し、貯水槽部分Ｂが洋上１を浮沈した際には、その浮沈に対応して、揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａが伸縮自在に移動するものである。図１６が揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａが伸びた状態、図１７が揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａが縮んだ状態の例である。

上述した本実施例の可動機構である伸縮機構、揚水装置用浮体１３及び発電装置用浮体２３により、揚水の機能と発電の機能は保たれる。

なお、上述した実施例では、伸縮自在な揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａを用いたが、電気エネルギーにより揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａの伸縮を行った例も本実施例に含まれる。

また、図１６及び図１７には、揚水パイプ１２Ａ及び発電パイプ２２Ａが鉛直方向に伸縮した例を示したが、図１８のように、揚水パイプ１２Ａが水平方向に伸縮する例も本実施例に含まれる。

図１９及び図２０に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例１０示す。

該図に示す本実施例は、揚水時の損失エネルギーを低減できる洋上揚水発電装置の例である。

なお、図１９及び図２０は、図６に示した実施例３と同様の機能を持つ洋上揚水発電装置を例として示してあり、図６と同一の機能を有する部分及び図６と同一の符号を付された構成については、説明を省略する。

該図に示す本実施例では、揚水パイプ１２の位置を貯水槽３の水面に近い位置に調整する機能を備えている。他の構成は、図６に示した実施例３と同様である。この揚水パイプ１２の位置を貯水槽３の水面に近い位置に調整する機能により、揚水時に損失するエネルギーを低減することが可能である。

例えば、図１９に示した状態と図２０に示した状態とで損失するエネルギーを比較する。即ち、揚水部分Ａによる水の揚水を行うと、揚水パイプ１２の出口から貯水槽３内の水の水面までの距離だけ位置エネルギーを損失する。従って、図２０に示した貯水槽部分Ｂが沈んだ状態で揚水部分Ａによる水の揚水を行うと、揚水パイプ１２の出口から貯水槽３内の水の水面までの距離が、図１９に示した状態よりも短いために、損失する位置エネルギーは、図１９に示した状態よりも小さくなる。つまり、揚水パイプ１２の位置が貯水槽３の水面に近いほど、揚水パイプ１２から貯水槽３に水を貯水する時に損失するエネルギーが小さくなる。

このように、揚水パイプ１２の位置を貯水槽３の水面に近い位置に調整する機能を利用することで、損失エネルギーを低減することが可能となる。

また、陸上に設置した揚水発電装置や着床式の洋上揚水発電装置では、上記の機能を利用するためには、電気エネルギーを用いる。一方、浮体式の洋上揚水発電装置では、上記の機能を利用するためには、電気エネルギーだけでなく浮力も用いることが可能である。従って、浮体式の洋上揚水発電装置の方が、上記の機能を利用するために用いる電気エネルギーが小さくなる。

なお、本実施例では、実施例３と同様の機構を持つ洋上揚水発電装置を例として説明したが、図１２に示した実施例６及び図１３に示した実施例７のいずれかの可動機構、或いは実施例１、３、４及び９の可動機構を組み合わせた可動機構をもつ洋上揚水発電装置の例も本実施例に含まれる。

図２１に、本発明の洋上揚水発電装置の実施例１１示す。

該図に示す本実施例では、洋上揚水発電装置の貯水槽３の天井部分に固定式の貯水槽の屋根３６を取り付けたものである。他の構成は、図１及び図２に示した実施例１と同様である。

本実施例の貯水槽部分Ｂの天井部分に取り付けた固定式の貯水槽の屋根３６は、図２２に示すように、所々に複数の屋根穴３６Ａを開けても良いし、図２３に示すように、屋根穴３６Ａが開いている固定式の屋根３６の一部に傾斜を付けても良い。

図２２のように、固定式の貯水槽の屋根３６に複数の屋根穴３６Ａが開いていることにより、雨天時には屋根穴３６Ａから雨水が貯水槽３に入ることが可能となり、晴天時には貯水槽３の水の蒸発を防ぐ役割をする。また、図２３に示す固定式の貯水槽の屋根３６のように、固定式の貯水槽の屋根３６の一部に傾斜を付けることで、雨水を効率よく屋根穴３６Ａに集めることができる効果がある。

また、貯水槽の屋根３６を可動式にすることで、雨天時には貯水槽の屋根３６を開いて雨水を貯水槽３に取り込み、晴天時には貯水槽３を貯水槽の屋根３６で覆って貯水槽３の水の蒸発を防ぐ洋上揚水発電装置とすることができる。なお、可動式の貯水槽の屋根３６を設置した例では、貯水槽の屋根３６に屋根穴３６Ａは開いていなくても良いものとする。

このような本実施例では、実施例１と同様な効果が得られることは勿論、雨水が貯水槽３に加わることで、揚水した水量以上の水を用いた発電が可能となる。また、貯水槽３の水の蒸発を防ぐことで、揚水した水の損失を低減し、揚水した水のほぼすべてを発電に利用することができる。

なお、図２１は、実施例１に示した可動機構を採用した洋上揚水発電装置に、貯水槽の屋根３６を取り付けた例であるが、実施例２から実施例１０の可動方式を備えた洋上揚水発電装置に貯水槽の屋根３６を取り付けた例も本実施例に含まれる。

本実施例は、実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置を、陸上或いは洋上に設置された別の発電装置の電力貯蔵を担う電力貯蔵装置として利用する例である。

図２４は、実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置を、陸上或いは洋上に設置された別の発電装置の電力貯蔵を電力貯蔵装置として利用する例として示す実施例１２である。

該図に示す如く、本実施例では、上述した実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置４０と洋上発電装置４１との間、及び洋上揚水発電装置４０と陸上に設置された陸上発電装置４２との間は、ケーブル５０で接続されている。そして、洋上揚水発電装置４０は、洋上発電装置４１或いは陸上発電装置４２の電力貯蔵装置の役割を担っている。

なお、洋上発電装置４１と陸上発電装置４２の両方の電力貯蔵装置の役割を担う例も本実施例に含まれる。また、図２４では、洋上発電装置４１と陸上発電装置４２との例として風力発電装置を描いているが、本実施例での発電装置は、風力発電装置に限定するものではなく、例えば、太陽光発電装置を使用することもできる。

本実施例での洋上揚水発電装置４０は、例えば、電力需要が小さな夜間に洋上発電装置４１或いは陸上発電装置４２の電力を用いて洋上揚水発電装置４０の揚水を行い、貯水槽３の水量を増やす。そして、電力需要が大きな日中に洋上揚水発電装置４０により発電し、洋上発電装置４１や陸上発電装置４２で発電する電力に加えて、洋上揚水発電装置４０で発電した電力も需要者へ供給する。その結果、ピーク時の電力供給量を増加させることが可能となる。

また、洋上発電装置４１や陸上発電装置４２が発電量の予測の困難な風力発電装置や太陽光発電装置の場合には、洋上発電装置４１及び陸上発電装置４２において、予想以上の発電が行われた時の余剰電力を洋上揚水発電装置４０に貯蔵する。そして、需要が大きく洋上発電装置４１及び陸上発電装置４２における発電量が小さいときに、洋上揚水発電装置４０に蓄えられた電力を需要者へ供給することが可能である。

本実施例における洋上揚水発電装置の電力貯蔵量を見積もると、図２５のようになった。即ち、貯水槽の底面積が５０×１００＝５０００ｍ^２、貯水槽の第２の側壁の高さが１０ｍ、貯水槽の容量が５００００ｍ^３、貯水槽の水面からの高さが２０ｍの場合は、貯蔵エネルギーは２.７２ＭＷｈであり、また、貯水槽の底面積が１００×１００＝１００００ｍ^２、貯水槽の第２の側壁の高さが２０ｍ、貯水槽の容量が２０００００ｍ^３、貯水槽の水面からの高さが２０ｍの場合は、貯蔵エネルギーは１０.８９ＭＷｈであった。

なお、電力量に相当する貯蔵エネルギーは、貯水槽の底面積と貯水槽の壁の高さとの積から貯水槽の容量を求め、この貯水槽の容量と貯水槽の水面からの高さと重力加速度との積から求めた。

本実施例は、実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置を、別の発電装置の出力変動緩和装置として利用する例である。

図２６は、実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置を、別の発電装置の出力変動緩和装置として利用する例として示す実施例１３である。

該図に示す如く、本実施例では、上述した実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置４０と浮体式洋上風力発電装置４３との間は、ケーブル５０で接続されている。そして、図２６に示した例では、洋上揚水発電装置４０は、浮体式洋上風力発電装置４３の出力変動緩和装置として利用されている。

例えば、風速が大きく浮体式洋上風力発電装置４３の発電出力が大きいときには、発電出力の一部を用いて洋上揚水発電装置４０の揚水を行い、貯水槽３の水量を増す。逆に、風速が小さく浮体式洋上風力発電装置４３の発電出力が小さいときには、洋上揚水発電装置４０による発電出力の一部により浮体式洋上風力発電装置４３の発電出力を補う。

なお、本実施例では、洋上揚水発電装置４０と浮体式洋上風力発電装置４３との間で、送電時の電力損失を小さくするために、洋上揚水発電装置４０の近くに設置可能な浮体式洋上風力発電装置４３を用いたが、浮体式洋上風力発電装置４３ではなく、陸上の風力発電装置や着床式の洋上風力発電装置を用いた場合も本実施例に含まれる。

また、図２６では、別の発電装置の例として風力発電装置を示したが、太陽光発電装置などの他の出力変動型発電装置の場合も本実施例に含まれる。

本実施例は、実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置を、別の発電出力が変動する発電装置の出力調整装置として利用する例である。

図２７は、実施例１から実施例１１のいずれかに示した洋上揚水発電装置を、別の発電出力が変動する発電装置の出力調整装置として利用する例として示す実施例１４である。

該図に示す如く、本実施例では、洋上揚水発電装置４０と浮体式洋上風力発電装置４３との間は、ケーブル５０で接続されている。そして、図２７に示した例では、洋上揚水発電装置４０は、浮体式洋上風力発電装置４３の出力調整装置として利用されている。

なお、本実施例では、系統連系点と浮体式洋上風力発電装置４３の間に洋上揚水発電装置４０を設置し、浮体式洋上風力発電装置４３の発電出力は、洋上揚水発電装置４０の揚水に利用されるものとする。

本実施例の洋上揚水発電装置４０では、発電量を調節することが可能であるため、電力需要に応じた発電量を調節することが可能となる。また、洋上揚水発電装置４０では、発電出力を一定に保つことも可能であるため、系統連系点の出力を一定に保つことも可能となる。

なお、本実施例では、洋上揚水発電装置４０と浮体式洋上風力発電装置４３との間で、送電時の電力損失を小さくするために洋上揚水発電装置４０の近くに設置可能な浮体式洋上風力発電装置４３を用いたが、浮体式洋上風力発電装置４３ではなく、陸上の風力発電装置や着床式の洋上風力発電装置を用いた例も本実施例に含まれる。

また、図２７では、風力発電装置を示したが、太陽光発電装置などの他の出力変動型発電装置を用いた場合も本実施例に含まれる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…洋上、３…貯水槽、１１…揚水装置、１２…揚水パイプ、１２Ａ…伸縮自在な揚水パイプ、１３…揚水装置用浮体、１４…揚水パイプ板、２１…発電装置、２２…発電パイプ、２２Ａ…伸縮自在な発電パイプ、２３…発電装置用浮体、２４…発電パイプ板、３１、３２…貯水槽の第２の側壁、３１Ａ、３２Ａ…モーター、３１Ｂ、３２Ｂ…穴、３１Ｃ、３２Ｃ…貯水槽の側壁、３３…貯水槽の第１の側壁、３４、３４Ｃ…貯水槽の底壁、３５…貯水槽用浮体、３６…貯水槽の屋根、３６Ａ…屋根穴、３７…溝、３８…突起部、３９…共通の浮体、４０…洋上揚水発電装置、４１…洋上発電装置、４２…陸上発電装置、４３…浮体式洋上風力発電装置、４４…ピニオン、４５、４７…ラック、４６…ウォームギア、５０…ケーブル、Ａ…揚水部分、Ｂ…貯水槽部分、Ｃ…発電部分。

Claims

洋上に設置され、かつ、揚水を行う揚水部分と水力発電を行う発電部分及び水を貯水する貯水槽部分から構成され、前記貯水槽部分若しくは該貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、該貯水槽部分若しくは該貯水槽部分の一部が前記揚水部分と発電部分とに対して独立に動く可動機構を備えていることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の第１の側壁と２つの第２の側壁とで形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、該揚水装置を洋上で支持固定する揚水装置用浮体と、前記貯水槽の第２の側壁の１つに接続され、前記揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、該発電装置を洋上で支持固定する発電装置用浮体と、前記貯水槽の第２の側壁の他の１つに接続され、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成り、
前記可動機構は、前記貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、前記貯水槽の底壁と一体構造の第１の側壁が、前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれに対して移動可能な可動機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の第１の側壁と２つの第２の側壁とで形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、前記貯水槽の第２の側壁の１つに接続され、前記揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、前記揚水パイプが接続されている前記貯水槽の第２の側壁に接続され、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成ると共に、前記揚水装置と前記発電装置は、共通の浮体で洋上に支持固定され、
前記可動機構は、前記貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、前記貯水槽の底壁と一体構造の第１の側壁が、前記貯水槽の第２の側壁に対して移動可能な可動機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項２又は３に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記貯水槽の第１の側壁又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方の上下方向に形成された溝と、該溝が形成された前記貯水槽の第１の側壁又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか他方に形成され、前記溝内を上下方向に移動する突起部とから成り、前記貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、前記溝内を前記突起部が上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項２又は３に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記貯水槽の第１の側壁又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方に設置されたピニオンと、前記貯水槽の第１の側壁又は前記貯水槽の第２の側壁のうち、前記ピニオンが設置されていない側に形成され、前記ピニオンと係合するラックとから成り、前記貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、前記ピニオンが回転することで、これに係合する前記ラックが上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の第１の側壁と２つの第２の側壁とで形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、該揚水装置を洋上で支持固定する揚水装置用浮体と、前記貯水槽の第２の側壁の１つに接続され、前記揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、該発電装置を洋上で支持固定する発電装置用浮体と、前記貯水槽の第２の側壁の他の１つに接続され、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成り、
前記揚水パイプ及び前記発電パイプが接続された前記貯水槽の第２側壁のそれぞれ或いは前記貯水槽の底壁にモーターが設置され、かつ、前記可動機構は、前記貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、前記モーターの駆動により前記貯水槽の底壁と一体構造の第１の側壁が、前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれに対して移動可能な可動機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項６に記載の洋上揚水発電装置において、
前記モーターの駆動により移動可能な可動機構は、前記揚水パイプの出口位置を前記貯水槽の水面に近い位置に調整する機能を有することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項６又は７に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記貯水槽の第１の側壁又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方に設置され、前記モーターにより駆動されるピニオン又はウォームギアと、前記貯水槽の第１の側壁又は前記貯水槽の第２の側壁のうち、前記ピニオン又はウォームギアが設置されていない側に形成され、前記ピニオン又はウォームギアと係合するラックとから成り、前記貯水槽部分の一部の浮沈に対応して、前記モーターの駆動により前記ピニオン又はウォームギアが回転することで、これに係合する前記ラックが上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の第１の側壁、該第１の側壁と一体構造の２つの第２の側壁で形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、該揚水装置を洋上で支持固定する揚水装置用浮体と、前記揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、該発電装置を洋上で支持固定する発電装置用浮体と、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成り、
前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれに穴が設けられていると共に、該貯水槽の第２の側壁のそれぞれに設けられている前記穴を部分的に塞ぐ揚水パイプ板及び発電パイプ板が、前記揚水パイプ及び前記発電パイプにそれぞれ一体となって取付けられ、
前記可動機構は、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記貯水槽の第１の側壁と一体構造の前記第２の側壁が、前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板に対してそれぞれ移動可能な可動機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項９に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方の上下方向に形成された溝と、該溝が形成された前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか他方に形成され、前記溝内を上下方向に移動する突起部とから成り、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記溝内を前記突起部が上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項９に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方に設置されたピニオンと、前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のうち、前記ピニオンが設置されていない側に形成され、前記ピニオンと係合するラックとから成り、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記ピニオンが回転することで、これに係合する前記ラックが上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の第１の側壁、該第１の側壁と一体構造の２つの第２の側壁で形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、該揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成り、前記揚水装置と前記発電装置は、共通の浮体で洋上に支持固定され、
前記貯水槽の第２の側壁の一方に穴が設けられていると共に、該貯水槽の第２の側壁の一方に設けられている前記穴を部分的に塞ぐ揚水パイプ板が、前記揚水パイプと前記発電パイプに一体に取付けられ、
前記可動機構は、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記貯水槽の第１の側壁と一体構造の前記第２の側壁が、前記揚水パイプ板に対して移動可能な可動機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１２に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記揚水パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方の上下方向に形成された溝と、該溝が形成された前記揚水パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか他方に形成され、前記溝内を上下方向に移動する突起部とから成り、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記溝内を前記突起部が上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１２に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記揚水パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のいずれか一方に設置されたピニオンと、前記揚水パイプ板又は前記貯水槽の第２の側壁のうち、前記ピニオンが設置されていない側に形成され、前記ピニオンと係合するラックとから成り、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記ピニオンが回転することで、これに係合する前記ラックが上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の第１の側壁、該第１の側壁と一体構造の２つの第２の側壁で形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、該揚水装置を洋上で支持固定する揚水装置用浮体と、前記揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、該発電装置を洋上で支持固定する発電装置用浮体と、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成り、
前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれに穴が設けられていると共に、該貯水槽の第２の側壁のそれぞれに設けられている前記穴を部分的に塞ぐ揚水パイプ板及び発電パイプ板が、前記揚水パイプ及び前記発電パイプにそれぞれ一体となって取付けられ、
前記貯水槽の第２側壁のそれぞれ或いは前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板にモーターが設置され、かつ、前記可動機構は、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記モーターの駆動により前記貯水槽の第１の側壁と一体構造の第２の側壁が、前記揚水パイプ板及び前記発電パイプ板に対して移動可能な可動機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１５に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれに設けられている前記穴は、複数個設けられていることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１５又は１６に記載の洋上揚水発電装置において、
前記可動機構は、前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれ又は前記揚水パイプ板及び発電パイプ板のいずれか一方に設置され、前記モーターにより駆動されるピニオン又はウォームギアと、前記貯水槽の第２の側壁のそれぞれ又は前記揚水パイプ板及び発電パイプ板のうち、前記ピニオン又はウォームギアが設置されていない側に形成され、前記ピニオン又はウォームギアと係合するラックとから成り、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記モーターの駆動により前記ピニオン又はウォームギアが回転することで、これに係合する前記ラックが上下方向に移動することを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分は、底壁及び該底壁と一体構造の複数の側壁とで形成された貯水槽と、該貯水槽を洋上で支持固定する貯水槽用浮体とから成ると共に、前記揚水部分は、水を揚水する揚水装置と、該揚水装置を洋上で支持固定する揚水装置用浮体と、前記貯水槽の側壁の１つに接続され、前記揚水装置で揚水された水を前記貯水槽に送る揚水パイプとから成り、かつ、前記発電部分は、発電装置と、該発電装置を洋上で支持固定する発電装置用浮体と、前記貯水槽の側壁の他の１つに接続され、前記貯水槽からの水を前記発電装置に送る発電パイプとから成り、
前記可動機構は、前記貯水槽部分の浮沈に対応して、前記揚水パイプ及び前記発電パイプが伸縮自在に移動する伸縮機構であることを特徴とする洋上揚水発電装置。
請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の洋上揚水発電装置において、
前記貯水槽部分の天井部分には、固定式若しくは可動式の屋根が設置されていることを特徴とする洋上揚水発電装置。
洋上に設置された洋上揚水発電装置と洋上発電装置の間、及び前記洋上揚水発電装置と陸上に設置された陸上発電装置の間がケーブルで接続され、前記洋上揚水発電装置が、前記洋上発電装置及び/又は前記陸上発電装置の電力貯蔵を担う電力貯蔵装置であって、
前記洋上揚水発電装置は、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の洋上揚水発電装置であることを特徴とする電力貯蔵装置。
請求項２０に記載の電力貯蔵装置において、
前記洋上発電装置或いは前記陸上発電装置とは別の洋上発電装置或いは別の陸上発電装置を備え、前記洋上揚水発電装置は、前記別の洋上発電装置或いは前記別の陸上発電装置の出力変動を緩和する出力変動緩和装置、若しくは前記別の洋上発電装置或いは前記別の陸上発電装置の出力を調整する出力調整装置の機能を担うことを特徴とする電力貯蔵装置。
請求項２０又は２１に記載の電力貯蔵装置において、
前記洋上発電装置或いは前記陸上発電装置は、風力発電装置又は太陽光発電装置であることを特徴とする電力貯蔵装置。