JPWO2019198797A1 - バイナリー発電システムおよびバイナリー発電方法 - Google Patents

Abstract

バイナリー発電システムは、第１熱媒体を流す第１熱媒体ライン、第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を流す第２熱媒体ライン、作動媒体を循環させる作動媒体ライン、第１熱媒体ラインと作動媒体ラインとが設けられると共に作動媒体を予熱する予熱器、第２熱媒体ラインと作動媒体ラインとが設けられ予熱器よりも下流側に配置されると共に作動媒体を蒸発させて作動媒体蒸気を生成する蒸発器および作動媒体ラインが設けられ蒸発器よりも下流側に配置されると共に作動媒体蒸気を用いて発電を行う発電機を有するバイナリー発電装置と、複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体と、複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体とを備える。

Description

本開示は、バイナリー発電システムおよびバイナリー発電方法を説明する。

熱源は、発電装置に利用できる。この熱源として、ごみ焼却場、製鋼所および化学工場といった施設の熱源が挙げられる。また、熱源として、太陽光に由来する熱源も挙げられる。これらの熱源が利用される発電装置には、例えばバイナリー発電装置がある。バイナリー発電装置は、有機ランキンサイクル（Organic Rankine Cycle；ＯＲＣ）を採用する。バイナリー発電装置は、蒸発器と発電機とを備える。バイナリー発電装置は、必要に応じて予熱器をさらに備える。蒸発器は、熱源によって加熱された熱媒体によって作動媒体を蒸発させる。発電機は、蒸発器で生成された作動媒体の蒸気によって発電する。予熱器は、作動媒体を予熱する。さらに、予熱器は、予熱された作動媒体を蒸発器に供給する。特許文献１は、工場排温水等の熱源を利用するバイナリーサイクル発電装置を開示する。特許文献２は、下水処理施設の熱源を利用するバイナリー発電装置を開示する。特許文献３は、太陽熱エネルギーを利用する太陽熱エネルギー発電装置を開示する。

特開２００５−２４８８７７号公報 特開２０１５−１４３４９６号公報 特開２０１５−３７３６４号公報

上記施設等の熱源は、複数の箇所に散在する。また、上記施設の熱源は、異なる温度領域を有する。従って、上記施設等の熱源は、必ずしも効率的に活用されていない。特許文献１の発電装置は、多様な温度領域の熱源に対応できる構成を有していない。従って、特許文献１の発電装置が広範囲な温度領域の熱エネルギーを効率的に利用するためには、特許文献１の発電装置の更なる改善が必要である。特許文献２の発電装置は、高温蓄熱装置と低温蓄熱装置とに蓄熱された熱エネルギーを利用する。しかし、特許文献２の発電装置が複数の施設に存在する熱源を利用して発電できるような構造を備えるためには、特許文献２の発電装置の更なる改善が必要である。特許文献３の発電装置は、太陽光線が得られないときも熱源側の熱媒体の温度を維持する。しかし、特許文献３の発電装置が異なる温度領域に対応した発電を行うためには、特許文献３の発電装置の更なる改善が必要である。

本開示は、複数の施設からの異なる温度領域の排熱を利用できるバイナリー発電システムおよびバイナリー発電方法を説明する。

本開示のバイナリー発電システムは、第１熱媒体を流すための第１熱媒体ライン、第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を流すための第２熱媒体ライン、作動媒体を循環させるための作動媒体ライン、第１熱媒体ラインと作動媒体ラインとが設けられると共に作動媒体を予熱する予熱器、第２熱媒体ラインと作動媒体ラインとが設けられ予熱器よりも下流側に配置されると共に作動媒体を蒸発させて作動媒体蒸気を生成する蒸発器、および、作動媒体ラインが設けられ蒸発器よりも下流側に配置されると共に作動媒体蒸気を用いて発電を行う発電機を有するバイナリー発電装置と、排熱を発生させる複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体と、複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体と、を備える。第１蓄熱体は、第１熱媒体を生成する。第１熱媒体は、第１熱媒体ラインを通じて予熱器に供給される。第２蓄熱体は、第２熱媒体を生成する。第２熱媒体は、第２熱媒体ラインを通じて蒸発器に供給される。

本開示のいくつかの態様によれば、複数の施設からの異なる温度領域の排熱を利用できるバイナリー発電システムおよびバイナリー発電方法を提供できる。

図１は、第１実施形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る排熱を発生させる複数の施設およびバイナリー発電システムの配置を示した図である。 図４は、第２実施形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。 図５は、第２実施形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。 図６は、第３実施形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。 図７は、バイナリー発電システムの第１の適用例を示す図である。 図８は、バイナリー発電システムの第２の適用例を示す図である。 図９は、バイナリー発電システムの第３の適用例を示す図である。

本開示のバイナリー発電システムは、第１熱媒体を流すための第１熱媒体ライン、第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を流すための第２熱媒体ライン、作動媒体を循環させるための作動媒体ライン、第１熱媒体ラインと作動媒体ラインとが設けられると共に作動媒体を予熱する予熱器、第２熱媒体ラインと作動媒体ラインとが設けられ予熱器よりも下流側に配置されると共に作動媒体を蒸発させて作動媒体蒸気を生成する蒸発器、および、作動媒体ラインが設けられ蒸発器よりも下流側に配置されると共に作動媒体蒸気を用いて発電を行う発電機を有するバイナリー発電装置と、排熱を発生させる複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体と、複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体と、を備える。第１蓄熱体は、第１熱媒体を生成する。第１熱媒体は、第１熱媒体ラインを通じて予熱器に供給される。第２蓄熱体は、第２熱媒体を生成する。第２熱媒体は、第２熱媒体ラインを通じて蒸発器に供給される。

このバイナリー発電システムの第１蓄熱体および第２蓄熱体は、排熱を発生させる複数の施設からの排熱を蓄熱することができる。これらの第１蓄熱体および第２蓄熱体は、蓄熱後に電気を必要とする場所、例えばバイナリー発電装置が設置された場所に移動させることができる。そして、第２蓄熱体は、移動後にバイナリー発電のための熱媒体を生成することができる。その結果、施設からの排熱が有効に活用される。さらに、排熱の発生場所と関係なく、電気を必要とする場所での発電が可能となる。また、発電のための熱源が不足している発電装置に対して、第１蓄熱体および第２蓄熱体を選択的に提供することもできる。熱源が過剰の発電装置から、熱源が不足している発電装置に対して、第１蓄熱体および第２蓄熱体を移動することもできる。第２蓄熱体は、第１蓄熱体が生成する第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を生成できる。従って、複数の施設からの異なる温度領域の排熱を利用できるバイナリー発電システムが提供される。

本開示のバイナリー発電システムでは、複数の第２蓄熱体の内で第２熱媒体を生成する第２蓄熱体を切り替える第２切替器をさらに備えてよい。

バイナリー発電システムの第２切替器は、蒸発器に供給するための第２熱媒体を生成する第２熱媒体を容易に変更することができる。また、第２切替器は、一度に複数の第２蓄熱体が第２熱媒体を生成するように変更できる。

本開示のバイナリー発電システムでは、第１蓄熱体は、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含んでよい。第２蓄熱体は、化学蓄熱材、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含んでよい。

バイナリー発電システムの第１蓄熱体は、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含む。従って、第１蓄熱体は、第２熱媒体より低い温度の第１熱媒体を効率よく生成できる。また、第２蓄熱体は、化学蓄熱材、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含む。従って、第２蓄熱体は、第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を効率よく生成できる。

本開示のバイナリー発電システムでは、第１蓄熱体および第２蓄熱体は、吸着材を含んでよい。

バイナリー発電システムの第１蓄熱体および第２蓄熱体は吸着材を含む。従って、第１蓄熱体は、第２熱媒体より低い温度の第１熱媒体を効率よく生成できる。

本開示のバイナリー発電システムは、作動媒体ラインが設けられ発電機よりも下流側に配置されると共に作動媒体蒸気を冷却媒体によって冷却する凝縮器と、冷却媒体を冷却すると共に、第１蓄熱体および第２蓄熱体の少なくとも一つに蓄熱用媒体を供給する冷却塔と、第１蓄熱体および第２蓄熱体の少なくとも一つと冷却塔とを接続する蓄熱用媒体ラインと、をさらに備えてよい。

バイナリー発電システムでは、第１蓄熱体および第２蓄熱体が吸着材を含む。この場合に、冷却塔は、蓄熱用媒体ラインを通じて、第１蓄熱体および第２蓄熱体に対して、蓄熱材を発熱させるための材料である水分を供給することができる。

本開示のバイナリー発電システムは、複数の第２蓄熱体の内で蓄熱用媒体が供給される第２蓄熱体を切り替える第４切替器をさらに備えてもよい。

バイナリー発電システムの第４切替器は、蓄熱用媒体を供給する第２蓄熱体を変更することができる。

本開示のバイナリー発電方法は、作動媒体蒸気を用いてバイナリー発電装置の発電機で発電を行うバイナリー発電方法である。バイナリー発電方法は、排熱を発生させる複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体によって第１熱媒体を生成する工程と、複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体によって第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を生成する工程と、第１熱媒体を予熱器に供給し、予熱器において第１熱媒体により作動媒体を予熱する工程と、第２熱媒体を蒸発器に供給し、蒸発器において第２熱媒体により作動媒体を蒸発させて作動媒体蒸気を生成する工程と、を備える。

バイナリー発電方法の第１蓄熱体は、複数の施設で発生した排熱を利用して第１熱媒体を生成できる。第２蓄熱体は、複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を利用して第２熱媒体を生成できる。従って、バイナリー発電方法は、複数の施設で発生した排熱を利用できる。また、第２熱媒体は、第１熱媒体より高い温度を有する。従って、このバイナリー発電方法は、異なる温度領域の排熱を利用できる。

本開示のバイナリー発電方法は、複数の第２蓄熱体の内で第２熱媒体を生成する第２蓄熱体を切り替える工程をさらに備えてよい。

バイナリー発電方法は、第２蓄熱体を切り替える工程を備える。この工程によって、蒸発器に供給するための第２熱媒体を生成する第２蓄熱体を容易に変更することができる。

以下、本開示のバイナリー発電システムおよびバイナリー発電方法について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付す。図面の説明において重複する説明は省略する。本明細書において、「ライン」は、内部を媒体が流れる配管もしくは管路、または、空間を意味する。また、本明細書において、「上流」または「下流」は、対象とする媒体の流れの方向を基準とする。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。図１は、バイナリー発電を行う前の構成を示している。図２は、第１実施形態のバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。図２は、バイナリー発電を行うときの構成を示している。

バイナリー発電システム１は、作動媒体蒸気を利用して発電を行う。作動媒体蒸気は、熱媒体と作動媒体との熱交換によって生成される。バイナリー発電システムは、例えばオーガニックランキンサイクルを採用する。作動媒体には、水よりも沸点の低い媒体が用いられる。作動媒体は、例えばハロゲン化炭化水素を含む。具体的には、作動媒体は、Ｒ−１２３、Ｒ−１３４ａ、またはＲ−２４５ｆａを含む。

バイナリー発電システム１は、収容ユニット１０と、バイナリー発電装置２０と、を備える。収容ユニット１０は、一つまたは複数の第１蓄熱体３０と、一つまたは複数の第２蓄熱体４０を収容する。収容ユニット１０に収容された蓄熱体は、バイナリー発電装置２０に熱媒体を供給する。熱媒体は、第１熱媒体と、第２熱媒体とを含む。第２熱媒体の温度は、第１熱媒体より高い。第１蓄熱体３０は第１熱媒体を生成する。第２蓄熱体４０は第２熱媒体を生成する。第１熱媒体および第２熱媒体は、ごみ焼却場、製鋼所および化学工場といった施設からの排熱を利用して熱媒体を生成する。図１および図２に示す収容ユニット１０は、二つの第１蓄熱体３０と、二つの第２蓄熱体４０と、を収容する。収容ユニット１０が収容する第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の数は、特に上限はない。収容ユニット１０は、例えば、容器および倉庫のような構造物であってもよい。また、収容ユニット１０は、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０を載置できるスペースであってもよい。さらに、収容ユニット１０は、構造物でなくてもよい。

第１蓄熱体３０は、筐体と、蓄熱材料と、を有する。蓄熱材料は、筐体の内部に収容されている。第１蓄熱体３０の筐体は、第１供給ポート３１と、第１受入ポート３２と、を有する。第１供給ポート３１は、第１熱媒体をバイナリー発電装置２０に供給する。第１受入ポート３２は、バイナリー発電装置２０から第１熱媒体を受け入れる。第２蓄熱体４０は、筐体と、蓄熱材料と、を有する。蓄熱材料は、筐体内に収容されている。第２蓄熱体４０の筐体は、第２供給ポート４１と、第２受入ポート４２と、を有する。第２供給ポート４１は、第２熱媒体をバイナリー発電装置２０に供給する。第２受入ポート４２は、バイナリー発電装置２０から第２熱媒体を受け入れる。

バイナリー発電装置２０は、予熱器６０と、蒸発器６５と、膨張発電機（発電機）７０と、凝縮器７５と、を備える。バイナリー発電装置２０は、第１熱媒体ラインＬ１と第２熱媒体ラインＬ２と作動媒体ラインＬ３とを備える。第１熱媒体ラインＬ１は、第１熱媒体を流す。第２熱媒体ラインＬ２は、第２熱媒体を流す。作動媒体ラインＬ３は、作動媒体を循環させる。第１熱媒体ラインＬ１は、予熱器６０を通る。第２熱媒体ラインＬ２は、蒸発器６５を通る。作動媒体ラインＬ３は、予熱器６０、蒸発器６５、膨張発電機７０および凝縮器７５を通る。バイナリー発電装置２０は、作動媒体ポンプ５０を備える。作動媒体ポンプ５０は、作動媒体ラインＬ３に設けられている。作動媒体は、作動媒体ポンプ５０によってバイナリー発電装置２０の内部を循環する。

作動媒体ラインＬ３は、第１循環ラインＬ３ａと第２循環ラインＬ３ｂとを有する。作動媒体は、第１循環ラインＬ３ａと第２循環ラインＬ３ｂとを通じてバイナリー発電装置２０の内部を循環している。第１循環ラインＬ３ａの上流端は、作動媒体ポンプ５０の吐出部５１に接続されている。第１循環ラインＬ３ａの下流端は、膨張発電機７０の入口部７１に接続されている。第２循環ラインＬ３ｂの上流端は、膨張発電機７０の出口部７２に接続されている。第２循環ラインＬ３ｂの下流端は、作動媒体ポンプ５０の吸込部５２に接続されている。予熱器６０および蒸発器６５は、第１循環ラインＬ３ａに設けられている。蒸発器６５は、作動媒体の流れを基準として、予熱器６０よりも下流側に配置されている。予熱器６０には、第１熱媒体ラインＬ１と第１循環ラインＬ３ａとが通っている。蒸発器６５には、第２熱媒体ラインＬ２と第１循環ラインＬ３ａとが通っている。膨張発電機７０は、作動媒体を基準として蒸発器６５よりも下流側に配置されている。

図２に示されるように、第１熱媒体ラインＬ１は、一方の端部に設けられた第１入口ポート３３と、他方の端部に設けられた第１出口ポート３４と、を有する。バイナリー発電を行うときには、例えば第１蓄熱体３０の一つが収容ユニット１０から取り出される。第１蓄熱体３０の第１供給ポート３１は、第１入口ポート３３に接続される。第１蓄熱体３０の第１受入ポート３２は、第１出口ポート３４に接続される。第１供給ポート３１と第１入口ポート３３との接続は、例えば、フランジといった接続部材による。また、第１受入ポート３２と第１出口ポート３４との接続も、例えば、フランジといった接続部材による。第１熱媒体は、第１供給ポート３１と第１入口ポート３３との接続部を通る。次に、第１熱媒体は、第１熱媒体ラインＬ１を通じて第１蓄熱体３０から予熱器６０に供給される。次に、第１熱媒体は、予熱器６０の内部を循環する。次に、第１熱媒体は、第１出口ポート３４と第１受入ポート３２との接続部を通る。そして、第１熱媒体は、第１蓄熱体３０に戻される。第１熱媒体の循環は、閉ループを形成することができる。

第２熱媒体ラインＬ２は、一方の端部に設けられた第２入口ポート４３と、他方の端部に設けられた第２出口ポート４４と、を有する。バイナリー発電を行うときには、例えば第２蓄熱体４０の一つが収容ユニット１０から取り出される。第２蓄熱体４０の第２供給ポート４１は、第２入口ポート４３に接続される。第２蓄熱体４０の第２受入ポート４２は、第２出口ポート４４に接続される。第２供給ポート４１と第２入口ポート４３との接続は、例えば、フランジといった接続部材による。また、第２受入ポート４２と第２出口ポート４４との接続も、例えば、フランジといった接続部材による。第２熱媒体は、第２供給ポート４１と第２入口ポート４３との接続部を通る。次に、第２熱媒体は、第２熱媒体ラインＬ２を通じて第２蓄熱体４０から蒸発器６５に供給される。次に、第２熱媒体は、蒸発器６５の内部を循環する。次に、第２熱媒体は、第２出口ポート４４と第２受入ポート４２との接続部を通る。そして、第２熱媒体は、第２蓄熱体４０に戻される。第２熱媒体の循環は、閉ループを形成することができる。

バイナリー発電システム１の予熱器６０は、作動媒体を加熱（予熱）する。作動媒体の加熱は、第１熱媒体と作動媒体との熱交換による。作動媒体を加熱は、第１熱媒体の顕熱を利用する。予熱器６０によって予熱された作動媒体は、蒸発器６５に供給される。蒸発器６５は、作動媒体を再び加熱する。作動媒体の加熱は、予熱器６０からの作動媒体と第２熱媒体との熱交換による。この加熱によって、作動媒体蒸気が生成される。作動媒体蒸気は、第１循環ラインＬ３ａを通じて膨張発電機７０に供給される。

予熱器６０は、例えば単相タイプの熱交換器である。予熱器６０は、例えばプレート式の熱交換器であってもよい。予熱器６０は、向流式の熱交換器であってもよい。予熱器６０は、並流式の熱交換器であってもよい。蒸発器６５は、例えば相変換タイプの熱交換器である。蒸発器６５は、プレート式の熱交換器であってもよい。蒸発器６５は、向流式の熱交換器であってもよい。蒸発器６５は、並流式の熱交換器であってもよい。バイナリー発電装置２０は、一つの予熱器６０と一つの蒸発器６５とを有する。バイナリー発電装置２０は、さらに、複数の予熱器６０と複数の蒸発器６５とを有してもよい。複数の蒸発器６５が設けられるときには、蒸発器６５は、作動媒体を過熱（スーパーヒート）するための過熱器を含んでもよい。

膨張発電機７０は、例えば膨張機と、発電機と、を含んでいる。膨張機は、タービン等のターボ型の機械である。発電機は、膨張機に連結されている。膨張発電機７０は、蒸発器６５からの作動媒体蒸気を用いてタービンを回転させる。膨張発電機７０は、タービンの回転によって発電を行う。膨張発電機７０には、電力変換器７３が接続されている。電力変換器７３は、例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータ、系統連系コンバータ、および、絶縁トランス等の機器を含む。膨張発電機７０の膨張機は、ターボ型の膨張機に限られない。膨張機は、スクリュー式の容積型膨張機であってもよい。膨張発電機７０を通った作動媒体は、第２循環ラインＬ３ｂを通じて凝縮器７５に流れる。

凝縮器７５は、作動媒体と冷却媒体との熱交換により作動媒体を冷却および凝縮する。その結果、作動媒体は、液化する。凝縮器７５には、第２循環ラインＬ３ｂと冷却媒体ラインＬ４とが通っている。凝縮器７５は、向流式の熱交換器であってもよい。凝縮器７５は、並流式の熱交換器であってもよい。凝縮器７５は、空冷タイプであってもよい。冷却媒体は、水などの液体を含んでもよいし、空気などのガスを含んでもよい。冷却媒体ラインＬ４には、冷却媒体を冷却するための冷却塔８０が設けられる。

図３は、第１実施形態のバイナリー発電システムを示した図である。図３は、排熱を発生させる複数の施設と、バイナリー発電システムと、の配置を示す。図３に示すように、排熱を発生させる複数の施設は、例えば、ごみ焼却場、製鋼所および化学工場である。例えば、複数の施設は、施設５ａ、施設５ｂ、施設５ｃ、施設５ｄ、施設５ｅおよび施設５ｆを含む。これらの施設は、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の少なくとも一つを提供することができる。第１蓄熱体３０は、複数の施設５ａ〜５ｆのうち、例えば、第１施設の施設５ａで発生した排熱を蓄熱できる。第１施設は、施設５ｂおよび／または施設５ｃであってもよい。第１施設は、施設５ａ〜施設５ｃであってもよい。第２蓄熱体４０は、複数の施設５ａ〜５ｆのうち、例えば、第２施設の施設５ｄで発生した排熱を蓄熱できる。第２施設は、施設５ｅおよび／または施設５ｆであってもよい。第２施設は、施設５ｄ〜施設５ｆであってもよい。また、例えば、施設ａは、第１施設と第２施設とを兼ね備えてもよい。施設ａは、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の両方を提供してもよい。図３に示すように、排熱を発生させる施設は、複数箇所に存在する。しかし、例えば、バイナリー発電システム１は一つである。第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、複数の施設から一つのバイナリー発電システム１の収容ユニット１０に収容されることができる。第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、例えば電気自動車または自動運転トラックといった車両によって、施設５ａ〜５ｆからバイナリー発電システム１まで移動する。図３が示す排熱を発生させる施設の数は、６つである。しかし、施設の数は、２つ以上５つ以下であってもよい。さらに、施設の数は、７つ以上であってもよい。

バイナリー発電システム１の第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、排熱を発生させる複数の施設からの排熱を蓄熱することができる。第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、蓄熱後に電気を必要とする場所、例えばバイナリー発電装置が設置された場所に移動させることができる。さらに、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、移動後にバイナリー発電のための熱媒体を生成することができる。その結果、施設からの排熱が有効に活用される。また、バイナリー発電システム１は、排熱の発生場所と関係なく、電気を必要とする場所での発電が可能となる。さらに、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、発電のための熱源が不足している発電装置に対して選択的に提供することもできる。第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、熱源が過剰の発電装置から、熱源が不足している発電装置へ移動させることもできる。第２蓄熱体４０は、第１蓄熱体３０が生成する第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を生成できる。従って、バイナリー発電システム１は、複数の施設からの異なる温度領域の排熱を利用できるバイナリー発電システムが提供される。

複数の施設からの排熱といった熱源は、変動熱源である場合もあり得る。変動熱源は、一定範囲の温度を有しない。また、変動熱源は、一定の熱量をも有しない。また、変動熱源は、熱エネルギーを連続的に提供しない。変動熱源からの熱エネルギーは、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０によって回収される。そして、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、一定の温度範囲および熱量を有する熱源としてバイナリー発電に用いることができる。

本開示は、バイナリー発電方法を説明する。バイナリー発電方法は、作動媒体蒸気を用いてバイナリー発電装置２０の膨張発電機（発電機）７０で発電を行う。バイナリー発電方法は、排熱を発生させる複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体３０によって第１熱媒体を生成する工程を備える。バイナリー発電方法は、複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体４０によって第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を生成する工程をさらに備える。また、バイナリー発電方法は、第１熱媒体を予熱器６０に供給し、予熱器６０において第１熱媒体により作動媒体を予熱する工程を備える。バイナリー発電方法は、第２熱媒体を蒸発器６５に供給し、蒸発器６５において第２熱媒体により作動媒体を蒸発させて作動媒体蒸気を生成する工程も含む。バイナリー発電方法は、蒸発器６５で生成した作動媒体蒸気を膨張発電機７０に供給し、作動媒体蒸気が供給された膨張発電機７０によって発電を行う。

バイナリー発電方法は、第１蓄熱体３０を用いて複数の施設で発生した排熱を利用して第１熱媒体を生成する。バイナリー発電方法は、第２蓄熱体４０を用いて複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を利用して第２熱媒体を生成する。バイナリー発電方法は、複数の施設で発生した排熱を利用できる。第２熱媒体は、第１熱媒体より高い温度を有する。従って、バイナリー発電方法は、異なる温度領域の排熱を利用できる。

本開示では、第１蓄熱体３０は、例えば、４０℃以上１２０℃以下の温度の第１熱媒体を供給する。第１蓄熱体３０は、例えば、冷却水および燃料電池からの排熱を蓄熱する。冷却水は、排熱を発生させる施設５ａ〜５ｆの内部で発生する。第１蓄熱体３０は、例えば冷却水を使って徐熱した後の温水を熱源とする。第１蓄熱体３０は、例えば発電エンジンのジャケット水を熱源としてもよい。第１蓄熱体３０は、焼却場の冷却水を熱源としてもよい。第１蓄熱体３０は、地熱または温泉の熱を熱源としてもよい。

第１蓄熱体３０は、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含むことができる。潜熱蓄熱材は、酢酸ソーダおよびエリスリトールといった材料の固液相変化の際に生じる蓄熱または放熱を利用する。蓄熱材は、排熱を発生させる施設５ａ〜５ｆからの排熱を蓄熱して固相から液相に変化する。一方、蓄熱材は、蓄熱した熱を放熱して液相から固相に変化する。酢酸ナトリウム三水和物または酢酸ソーダを用いた潜熱蓄熱材は、液相から固相に変化して放熱するときに、例えば４０℃以上１２０℃以下の温風または熱風である第１熱媒体を生成する。

吸着材は、ハスクレイ（登録商標）またはゼオライトといった材料の水分の脱着または吸着の際に生じる蓄熱または放熱を利用する。蓄熱材は、排熱を発生させる施設５ａ〜５ｆからの排熱を蓄熱しながら乾燥体に変化する。一方、蓄熱材は、空気と水分との供給を受けて放熱しながら湿潤体に変化する。ハスクレイ（登録商標）を用いた吸着材は、湿潤体に変化して放熱するときに、例えば８０℃以上１２０℃以下の温風または熱風からなる第１熱媒体を生成する。

第２蓄熱体４０は、例えば、１２０℃以上４００℃以下の温度の第２熱媒体を供給することができる。第２蓄熱体４０は、例えば、製鉄所の内部、具体的には、高炉、電気炉、コークス炉または焼結炉の排熱を蓄熱する。第２蓄熱体４０は、焼却場の焼却炉の排出ガス、セメント工場の排熱、またはバイオマスボイラの余剰蒸気を熱源としてもよい。

第２蓄熱体４０は、化学蓄熱材、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含むことができる。化学蓄熱材は、水酸化マグネシウムといった材料の脱水または水和反応の際に生じる蓄熱または放熱を利用する。蓄熱材は、排熱を発生させる施設５ａ〜５ｆからの排熱を蓄熱して脱水反応を生じる。一方、蓄熱材は、蓄熱した熱を放熱して水和反応を生じる。水酸化マグネシウムを用いた化学蓄熱材は、脱水反応を起こすときに、例えば２００℃以上４００℃以下の温風または熱風である第２熱媒体を生成する。

第２蓄熱体４０のための潜熱蓄熱材は、エリスリトールといった材料の固液相変化の際に生じる蓄熱または放熱を利用する。エリスリトールを用いた潜熱蓄熱材は、液相から固相に変化して放熱するときに、例えば１２０℃の温風または熱風である第１熱媒体を生成する。

第２蓄熱体４０のための吸着材は、ゼオライトといった材料の水分の脱着または吸着の際に生じる蓄熱または放熱を利用する。ゼオライトを用いた吸着材は、湿潤体に変化して放熱するときに、例えば１２０℃以上２００℃以下の温風または熱風である第２熱媒体を生成する。

バイナリー発電システム１の第１蓄熱体３０は、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含む。その結果、第１蓄熱体３０は、第２熱媒体より低い温度の第１熱媒体を効率よく生成できる。第２蓄熱体４０は、化学蓄熱材、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含む。その結果、第２蓄熱体４０は、第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を効率よく生成できる。化学蓄熱材、潜熱蓄熱材および吸着材によって生成された温風または熱風は、浄化装置等を通すことなく、予熱器６０および蒸発器６５に供給されることができる。本開示のバイナリー発電システム１は、予熱器６０および蒸発器６５のスケール対策等は不要である。

（第２実施形態）
図４は、本開示の別の形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。図４は、バイナリー発電を行う前の構成を示している。図５は、本開示の別の形態に係るバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。図５は、バイナリー発電を行うときの構成を示している。

第２実施形態のバイナリー発電システム１ｐは、蓄熱用媒体ラインＬ５の設置と、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の構成の変更とを除いて、第１実施形態のバイナリー発電システム１と同様の構成を有する。収容ユニット１０が収容する第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の数は、特に上限はない。図４および図５は、収容ユニット１０を示す。収容ユニット１０は、二つの第１蓄熱体３０と、二つの第２蓄熱体４０と、を収容する。

バイナリー発電システム１ｐは、冷却塔８０と、蓄熱用媒体ラインＬ５と、を備える。蓄熱用媒体ラインＬ５は、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の間に設けられる。冷却塔８０は、凝縮器７５の内部で作動媒体を冷却する冷却媒体が水であるときに、水分を発生させる。従って、バイナリー発電システム１ｐは、冷却塔８０の内部で生成した水分を蓄熱用媒体ラインＬ５を通じて第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０に供給することができる。第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０が吸着材を含むとき、供給された水分は、蓄熱材を発熱させるための材料となる。蓄熱用媒体ラインＬ５は、一方の端部に設けられた第１水供給ポート８１と、他方の端部に設けられた第２水供給ポート８２と、を有する。第１水供給ポート８１は、第１蓄熱体３０に水分を供給する。第２水供給ポート８２は、第２蓄熱体４０に水分を供給する。

バイナリー発電システム１ｐの第１蓄熱体３０は、第１供給ポート３１と、第１受入ポート３２と、を有する。第１供給ポート３１は、第１熱媒体をバイナリー発電装置２０に供給する。第１受入ポート３２は、冷却塔８０から蓄熱用媒体ラインＬ５を通じて供給された水分を受け入れる。第２蓄熱体４０は、第２供給ポート４１と、第２受入ポート４２と、を有する。第２供給ポート４１は、第２熱媒体をバイナリー発電装置２０に供給する。第２受入ポート４２は、冷却塔８０から蓄熱用媒体ラインＬ５を通じて供給された水分を受け入れる。

図５に示されるように、第１熱媒体ラインＬ１は、一方の端部に設けられた第１入口ポート３３と、他方の端部に設けられた第１出口ポート３４ｐと、を有する。ハスクレイ（登録商標）といった吸着剤を含む第１蓄熱体３０を用いてバイナリー発電を行うときには、例えば、第１蓄熱体３０の一つが収容ユニット１０から取り出される。取り出された第１蓄熱体３０の第１供給ポート３１は、第１入口ポート３３に接続される。第１蓄熱体３０は、閉ループを形成することができる。第１蓄熱体３０の第１受入ポート３２は、蓄熱用媒体ラインＬ５の第１水供給ポート８１に接続される。第１供給ポート３１と第１入口ポート３３との接続は、例えば、フランジといった接続部材による。第１受入ポート３２と第１水供給ポート８１との接続も、例えば、フランジといった接続部材による。第１熱媒体は、第１供給ポート３１と第１入口ポート３３との接続部を通る。次に、第１熱媒体は、第１熱媒体ラインＬ１を通じて第１蓄熱体３０から予熱器６０に供給される。次に、第１熱媒体は、予熱器６０内を循環する。その後、第１熱媒体は、第１出口ポート３４ｐから大気に放出される。第１熱媒体は、必要に応じて、冷却配管との熱交換後に大気放出される。

第２熱媒体ラインＬ２は、一方の端部に設けられた第２入口ポート４３と、他方の端部に設けられた第２出口ポート４４と、を有する。ゼオライトといった吸着剤を含む第２蓄熱体４０を用いてバイナリー発電を行うときには、例えば、その第２蓄熱体４０の一つが収容ユニット１０から取り出される。取り出された第２蓄熱体４０の第２供給ポート４１は、第２入口ポート４３に接続される。第２蓄熱体４０は、閉ループを形成することができる。第２蓄熱体４０の第２受入ポート４２は、蓄熱用媒体ラインＬ５の第２水供給ポート８２に接続されることができる。第２供給ポート４１と第２入口ポート４３との接続は、例えば、フランジといった接続部材による。第２受入ポート４２と第２水供給ポート８２との接続も、例えば、フランジといった接続部材による。第２熱媒体は、第２供給ポート４１と第２入口ポート４３との接続部を通る。次に、第２熱媒体は、第２熱媒体ラインＬ２を通じて第２蓄熱体４０から蒸発器６５に供給される。次に、第２熱媒体は、蒸発器６５内を循環する。その後、第２熱媒体は、第２出口ポート４４から大気に放出される。第２熱媒体は、必要に応じて、冷却配管との熱交換後に大気に放出される。

（第３実施形態）
図６は、本開示のさらに別のバイナリー発電システムの概略構成を示す図である。バイナリー発電システム１ｑは、収容ユニット１０の構成と、蓄熱用媒体ラインＬ５の構成と、第１熱媒体ラインＬ１および第２熱媒体ラインＬ２の構成とをそれぞれ変更している。バイナリー発電システム１ｑのそのほかの構成は、第２実施形態のバイナリー発電システム１ｐと同様である。収容ユニット１０に収容される第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の数は、特に上限はない。図６は、収容ユニット１０を示す。収容ユニット１０は、二つの第１蓄熱体３０と、二つの第２蓄熱体４０と、を収容する。

図６に示されるように、第１蓄熱体３０の第１供給ポート３１は、第１熱媒体ラインＬ１に接続される。このとき、第１蓄熱体３０は、収容ユニット１０に収容されている。第２蓄熱体４０の第２供給ポート４１は、第２熱媒体ラインＬ２に接続される。このとき、第２蓄熱体４０は、収容ユニット１０に収容されている。

第１熱媒体ラインＬ１は、一方の端部に設けられた第１出口ポート３４ｑと、他方の端部に設けられた一又は複数の第１分岐ラインＬ１ａと、を有する。それぞれの第１分岐ラインＬ１ａは、第１入口ポート３３を有する。第１入口ポート３３は、第１蓄熱体３０の第１供給ポート３１に接続される。第２熱媒体ラインＬ２は、一方の端部に設けられた第２出口ポート４４と、他方の端部に設けられた一又は複数の第２分岐ラインＬ２ａと、を有する。それぞれの第２分岐ラインＬ２ａは、第２入口ポート４３を有する。第２入口ポート４３は、第２蓄熱体４０の第２供給ポート４１に接続される。

バイナリー発電システム１ｑは、冷却塔８０と、蓄熱用媒体ラインＬ５と、を備える。蓄熱用媒体ラインＬ５は、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の間に設けられる。冷却塔８０は、凝縮器７５内で作動媒体を冷却する冷却媒体が水であるときに、水分を発生させる。バイナリー発電システム１ｐは、冷却塔８０の内部で生成した水分を蓄熱用媒体ラインＬ５を通じて第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０に供給することができる。第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０が吸着材を含むときに、供給された水分は、蓄熱材を発熱させるための材料となる。蓄熱用媒体ラインＬ５は、一方の端部に設けられた第１水供給ポート８１と、他方の端部に設けられた第２水供給ポート８２と、を有する。第１水供給ポート８１は、第１蓄熱体３０に水分を供給する。第２水供給ポート８２は、第２蓄熱体４０に水分を供給する。

バイナリー発電システム１ｑの第１蓄熱体３０は、第１供給ポート３１と、第１受入ポート３２と、を有する。第１供給ポート３１は、第１熱媒体をバイナリー発電装置２０に供給する。第１受入ポート３２は、冷却塔８０から蓄熱用媒体ラインＬ５を通じて供給された水分を受け入れる。第２蓄熱体４０は、第２供給ポート４１と、第２受入ポート４２と、を有する。第２供給ポート４１は、第２熱媒体をバイナリー発電装置２０に供給する。第２受入ポート４２は、冷却塔８０から蓄熱用媒体ラインＬ５を通じて供給された水分を受け入れる。

バイナリー発電を行う前に、第１蓄熱体３０の第１供給ポート３１は、第１入口ポート３３に接続される。第１蓄熱体３０の第１受入ポート３２は、蓄熱用媒体ラインＬ５の第１水供給ポート８１に接続される。第１供給ポート３１と第１入口ポート３３との接続は、例えば、フランジといった接続部材による。第１受入ポート３２と第１水供給ポート８１との接続も、例えば、フランジといった接続部材による。第１熱媒体は、第１供給ポート３１と第１入口ポート３３との接続部を通る。次に、第１熱媒体は、第１熱媒体ラインＬ１を通じて第１蓄熱体３０から予熱器６０に供給される。次に、第１熱媒体は、予熱器６０内を循環する。その後、第１熱媒体は、第１出口ポート３４ｑから予熱器６０の外部に排気される。第１熱媒体は、必要に応じて、冷却配管との熱交換後に排気される。

バイナリー発電を行う前に、第２蓄熱体４０の第２供給ポート４１は、第２入口ポート４３に接続される。第２蓄熱体４０の第２受入ポート４２は、蓄熱用媒体ラインＬ５の第２水供給ポート８２に接続される。第２供給ポート４１と第２入口ポート４３との接続は、例えば、フランジといった接続部材による。第２受入ポート４２と第２水供給ポート８２との接続も、例えば、フランジといった接続部材による。第２熱媒体は、第２供給ポート４１と第２入口ポート４３との接続部を通る。次に、第２熱媒体は、第２熱媒体ラインＬ２を通じて第２蓄熱体４０から蒸発器６５に供給される。次に、第２熱媒体は、蒸発器６５の内部を循環する。その後、第２熱媒体は、第２出口ポート４４から蒸発器６５の外部に排気される。第２熱媒体は、必要に応じて、冷却配管との熱交換後に排気される。

バイナリー発電システム１ｑは、第１切替器９１を有することができる。第１切替器９１の数は、収容ユニット１０に収容可能な第１蓄熱体３０の数に対応させることができる。第１切替器９１は、第１熱媒体ラインＬ１に設けられる。第１切替器９１が設けられる位置は、例えば、第１供給ポート３１と第１入口ポート３３とが接続される位置の付近である。バイナリー発電システム１ｑは、第２切替器９２を有することができる。第２切替器９２の数は、収容ユニット１０に収容可能な第２蓄熱体４０の数に対応させることができる。第２切替器９２は、第２熱媒体ラインＬ２に設けられる。第２切替器９２が設けられる位置は、例えば、第２供給ポート４１と第２入口ポート４３とが接続される位置の付近である。第１切替器９１および第２切替器９２は、例えばバルブといったラインの開閉部材を含む。

バイナリー発電システム１ｑの第１切替器９１は、第１熱媒体ラインＬ１に第１熱媒体を供給する第１蓄熱体３０を容易に変更することができる。第１切替器９１は、第１熱媒体を複数の第１蓄熱体３０から同時に第１熱媒体ラインＬ１へ供給させるように変更できる。第２切替器９２は、第２熱媒体ラインＬ２に第２熱媒体を供給する第２蓄熱体４０を容易に変更することができる。第２切替器９２は、第２熱媒体を複数の第２蓄熱体４０から同時に第２熱媒体ラインＬ２へ供給させるように変更できる。第１切替器９１および第２切替器９２の操作は、例えば予熱器６０および蒸発器６５に供給される第１熱媒体および第２熱媒体の温度のモニター結果に基づいて行われる。

第１切替器９１および第２切替器９２は、例えば、蓄熱用媒体ラインＬ５を設けないバイナリー発電システムに設置することも可能である。第１切替器９１は、第１熱媒体ラインＬ１に第１熱媒体を供給する第１蓄熱体３０を容易に変更することができる。第２切替器９２は、第２熱媒体ラインＬ２に第２熱媒体を供給する第２蓄熱体４０を容易に変更することができる。

バイナリー発電システム１ｑの第１切替器９１は、予熱器６０に供給するための第１熱媒体を生成する第１蓄熱体を容易に変更することができる。また、第１切替器９１は、第１熱媒体を複数の第１蓄熱体から同時に生成するように変更できる。第２切替器９２は、蒸発器６５に供給するための第２熱媒体を生成する第２熱媒体を容易に変更することができる。第２切替器９２は、第２熱媒体を複数の第２蓄熱体から同時に生成するように変更できる。

蓄熱用媒体ラインＬ５は、第３切替器９３を有することができる。第３切替器９３は、蓄熱用媒体を供給する第１蓄熱体３０を切り替える。第３切替器９３の数は、収容ユニット１０に収容可能な第１蓄熱体３０の数に対応させることができる。第３切替器９３は、例えば、第１受入ポート３２と第１水供給ポート８１とが接続される位置の付近に設けられる。蓄熱用媒体ラインＬ５は、第４切替器９４を有することができる。第４切替器９４は、蓄熱用媒体を供給する第２蓄熱体４０を切り替える。第４切替器９４の数は、収容ユニット１０に収容可能な第２蓄熱体４０の数に対応させることができる。第４切替器９４は、例えば、第２受入ポート４２と第２水供給ポート８２とが接続される位置の付近に設けられる。

第３切替器９３は、水分を供給する第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０を容易に変更することができる。第４切替器９４も、水分を供給する第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０を容易に変更することができる。第３切替器９３および第４切替器９４は、それぞれ、水分を複数の第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０に同時に供給するように変更できる。第３切替器９３および第４切替器９４の操作は、それぞれ、例えば第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０に供給される水分量の測定結果に基づいて行われる。

本開示の別側面に係るバイナリー発電方法は、複数の第１蓄熱体３０のなかで第１熱媒体を生成する第１蓄熱体３０を切り替える工程、および／または、複数の第２蓄熱体４０のなかで第２熱媒体を生成する第２蓄熱体４０を切り替える工程を備える。このバイナリー発電方法では、第１蓄熱体３０を切り替える工程によって、予熱器６０に供給するための第１熱媒体を生成する第１蓄熱体３０を容易に変更することができる。また、第２蓄熱体４０を切り替える工程によって、蒸発器６５に供給するための第２熱媒体を生成する第２蓄熱体４０を容易に変更することができる。

さらに、本開示のバイナリー発電システムの適用例として、３つの例を挙げる。

（第１の適用例）
図７は、バイナリー発電システム１の第１の適用例を示す。敷地２００Ａには、複数の設備６ａ、６ｂ、６ｃと、工場７ａ、７ｂ、７ｃと、エネルギーセンター１００Ａと、が設けられている。設備６ａ、６ｂ、６ｃは、例えば、ごみ焼却設備といった排熱を発生させる設備である。工場７ａ、７ｂ、７ｃは、例えば、製鋼所および化学工場といった工場である。設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃは、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の少なくとも一つを提供することができる。

エネルギーセンター１００Ａは、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃの排熱を利用して発電する。エネルギーセンター１００は、バイナリー発電システム１を構成するバイナリー発電装置２０を備える。なお、エネルギーセンター１００Ａは、バイナリー発電装置２０ｐ、２０ｑを備えてもよい。

設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃの排熱は、第１蓄熱体３０および／または第２蓄熱体４０に蓄えられる。そして、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０は、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃからエネルギーセンター１００Ａへ搬送させる。この搬送には、例えば、自動運転トラックといった自動運転車両および無人車両（ＡＧＶ）を利用した無人の自動搬送を適用してよい。以下、第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の搬送に用いる車両を、単に「車両３００」と呼ぶ。

車両３００は、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃからエネルギーセンター１００Ａへ第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０を搬送する。また、車両３００は、エネルギーセンター１００Ａから設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃへ第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０を搬送する。

敷地２００Ａには、車両３００の規定の運転ルートが設定されてもよい。運転ルートは、輪状を呈する搬送本線１１０と、搬送本線１１０から設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃへ延びる複数の搬送分岐線１１１と、搬送本線１１０からエネルギーセンター１００Ａへ延びる搬送支線１１２と、を含む。車両３００は、運転ルートに沿うように移動する。車両３００が無人車両である場合には、車両３００は、規定の運転プログラムに従って移動する。

車両３００による搬送形態は、規定の運転プログラムに応じて所望の形態をとり得る。例えば、車両３００を６台準備する。そして、それぞれの車両３００と、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃと、を関連付ける。例えば、ある車両３００は、設備６ａに関連付けられる。そして、車両３００は、設備６ａとエネルギーセンター１００Ａとを往復するように制御してもよい。また、車両３００を１台準備する。この車両３００は、設備６ａからエネルギーセンター１００Ａへ移動する。次に、車両３００は、エネルギーセンター１００Ａから別の設備６ｂへ移動する。そして、再び車両３００は、エネルギーセンター１００Ａに移動してもよい。なお、上記のいくつかの搬送形態は、例示であり、上記の搬送形態になんら限定されない。

（第２の適用例）
図８は、バイナリー発電システムの第２の適用例を示す。敷地２００Ｂには、複数の設備６ａ、６ｂ、６ｃと、工場７ａ、７ｂ、７ｃと、エネルギーセンター１００Ｂと、が設けられている。

エネルギーセンター１００Ｂは、２基のバイナリー発電装置２０Ａ、２０Ｂと、制御装置１０１と、を有する。制御装置１０１は、バイナリー発電装置２０Ａ、２０Ｂに接続されている。つまり、制御装置１０１は、電力需給調整機能を奏する電力制御室であるともいえる。制御装置１０１は、バイナリー発電装置２０Ａ、２０Ｂに対して制御信号を出力することにより統合制御を行う。この制御信号によれば、例えば、バイナリー発電装置２０Ａ、２０Ｂの出力電力量を調整できる。例えば、需要電力に応じて、バイナリー発電装置２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの出力電力量を増減させる。また、需要電力に応じて、バイナリー発電装置２０Ａ、２０Ｂの一方を運転させ、他方を停止させる。

制御装置１０１は、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃに配置されている監視装置８ａおよび電力需要装置８ｂに接続されている。つまり、制御装置１０１は、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃの遠隔監視を行う。制御装置１０１は、有線又は無線の通信網を介して監視装置８ａおよび電力需要装置８ｂに接続されている。例えば、有線の通信網は、輪状を呈する通信本線１２０と、通信本線１２０から監視装置８ａおよび電力需要装置８ｂへ延びる複数の通信分岐線１２１と、通信本線１２０から制御装置１０１へ延びる通信支線１２２と、を含む。監視装置８ａは、例えば、排熱量をモニタリングしてもよい。制御装置１０１は、監視装置８ａから設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃの稼働状況に関する情報を受ける。例えば、制御装置１０１は、排熱のモニタリングを行う。制御装置１０１は、排熱量に関する情報に基づいて、車両３００による第１蓄熱体３０および第２蓄熱体４０の搬入や搬出といった制御を行ってよい。

例えば、敷地２００Ｂにおいて、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃおよびエネルギーセンター１００Ｂがマイクログリッドを構成する場合もあり得る。この場合には、需要電力と供給電力とのバランスを制御するためのエネルギーマネジメントを要する。そこで、制御装置１０１は、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃの需要電力と、エネルギーセンター１００Ｂの供給電力と、のバランスを維持する制御を行ってもよい。例えば、制御装置１０１は、エネルギーセンター１００Ｂの供給電力に応じて、設備６ａ、６ｂ、６ｃおよび工場７ａ、７ｂ、７ｃの需要電力を調整してもよい。

なお、エネルギーセンター１００Ｂは、図示しない蓄電池を備えてもよい。蓄電池は、供給電力に対して需要電力が少ない場合に、余剰の電力を蓄えることができる。また、蓄電池は、供給電力に対して需要電力が大きい場合に、不足する電力を供給することができる。つまり、蓄電池を備えるエネルギーセンター１００Ｂによれば、より柔軟なエネルギーマネジメントを行うことができる。

（第３の適用例）
図９は、バイナリー発電システムの第３の適用例を示す。上記第１の適用例および第２の適用例では、敷地２００Ａまたは敷地２００Ｂに設けられた設備群に対してバイナリー発電システムを適用する例を示した。例えば、図９に示すように、バイナリー発電システムは、複数の敷地２００Ａ、２００Ｃをまたいで適用されてもよい。図９において、敷地２００Ａは、第１の事業所であり、敷地２００Ｃは、第１の事業所とは別の場所にある第２の事業所である。バイナリー発電システムは、地理的に離れた２か所の事業所をまたいで適用することも可能である。この場合、敷地２００Ａと敷地２００Ｃとを繋ぐ連結線１１３が設定される。例えば、車両３００は、連結線１１３を通じて敷地２００Ａから敷地２００Ｂへ移動することができる。その結果、敷地２００Ａにおける排熱を、別の敷地２００Ｂに配置されたエネルギーセンター１００Ｃにおいて電力に変換することが可能になる。従って、より柔軟な運用を実現することができる。

１、１ｐ、１ｑ バイナリー発電システム
１０ 収容ユニット
２０ バイナリー発電装置
３０ 第１蓄熱体
４０ 第２蓄熱体
６０ 予熱器
６５ 蒸発器
７０ 膨張発電機
７５ 凝縮器
８０ 冷却塔
９２ 第２切替器
９４ 第４切替器
Ｌ１ 第１熱媒体ライン
Ｌ２ 第２熱媒体ライン
Ｌ３ 作動媒体ライン
Ｌ５ 蓄熱用媒体ライン

Claims (8)

1. 第１熱媒体を流すための第１熱媒体ライン、前記第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を流すための第２熱媒体ライン、作動媒体を循環させるための作動媒体ライン、前記第１熱媒体ラインと前記作動媒体ラインとが設けられると共に前記作動媒体を予熱する予熱器、前記第２熱媒体ラインと前記作動媒体ラインとが設けられ前記予熱器よりも下流側に配置されると共に前記作動媒体を蒸発させて作動媒体蒸気を生成する蒸発器、および、前記作動媒体ラインが設けられ前記蒸発器よりも下流側に配置されると共に前記作動媒体蒸気を用いて発電を行う発電機を有するバイナリー発電装置と、
   排熱を発生させる複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体と、
   前記複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体と、
   を備え、
   前記第１蓄熱体は、前記第１熱媒体を生成し、前記第１熱媒体は、前記第１熱媒体ラインを通じて前記予熱器に供給され、
   前記第２蓄熱体は、前記第２熱媒体を生成し、前記第２熱媒体は、前記第２熱媒体ラインを通じて前記蒸発器に供給される、バイナリー発電システム。
2. 複数の前記第２蓄熱体の内で前記第２熱媒体を生成する前記第２蓄熱体を切り替える第２切替器をさらに備える、請求項１に記載のバイナリー発電システム。
3. 前記第１蓄熱体は、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含み、
   前記第２蓄熱体は、化学蓄熱材、潜熱蓄熱材および吸着材の少なくとも一つを含む、請求項１または２に記載のバイナリー発電システム。
4. 前記第１蓄熱体および前記第２蓄熱体は、吸着材を含む、請求項１または２に記載のバイナリー発電システム。
5. 前記作動媒体ラインが設けられ前記発電機よりも下流側に配置されると共に前記作動媒体蒸気を冷却媒体によって冷却する凝縮器と、
   前記冷却媒体を冷却すると共に、前記第１蓄熱体および前記第２蓄熱体の少なくとも一つに蓄熱用媒体を供給する冷却塔と、
   前記第１蓄熱体および前記第２蓄熱体の少なくとも一つと前記冷却塔とを接続する蓄熱用媒体ラインと、
   をさらに備える、請求項４に記載のバイナリー発電システム。
6. 複数の前記第２蓄熱体の内で前記蓄熱用媒体が供給される前記第２蓄熱体を切り替える第４切替器をさらに備える、請求項５に記載のバイナリー発電システム。
7. 作動媒体蒸気を用いてバイナリー発電装置の発電機で発電を行うバイナリー発電方法であって、
   排熱を発生させる複数の施設のうち第１施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第１蓄熱体によって第１熱媒体を生成する工程と、
   前記複数の施設のうち第２施設で発生した排熱を蓄熱する一つまたは複数の第２蓄熱体によって第１熱媒体より高い温度の第２熱媒体を生成する工程と、
   前記第１熱媒体を予熱器に供給し、前記予熱器において前記第１熱媒体により作動媒体を予熱する工程と、
   前記第２熱媒体を蒸発器に供給し、前記蒸発器において前記第２熱媒体により前記作動媒体を蒸発させて前記作動媒体蒸気を生成する工程と、
   を備える、バイナリー発電方法。
8. 複数の前記第２蓄熱体の内で前記第２熱媒体を生成する前記第２蓄熱体を切り替える工程をさらに備える、請求項７に記載のバイナリー発電方法。

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