WO2017057144A1 - 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法 - Google Patents

圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017057144A1
WO2017057144A1 PCT/JP2016/077880 JP2016077880W WO2017057144A1 WO 2017057144 A1 WO2017057144 A1 WO 2017057144A1 JP 2016077880 W JP2016077880 W JP 2016077880W WO 2017057144 A1 WO2017057144 A1 WO 2017057144A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compressed air
heat
cold
air
heat exchanger
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/077880
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正樹 松隈
浩樹 猿田
隆 佐藤
佳直美 坂本
正剛 戸島
洋平 久保
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
Priority to EP16851318.2A priority Critical patent/EP3358167A4/en
Priority to US15/763,771 priority patent/US10892642B2/en
Priority to CN201680055682.3A priority patent/CN108138652B/zh
Publication of WO2017057144A1 publication Critical patent/WO2017057144A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
    • F02C6/16—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads for storing compressed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/05—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly characterised by the type or source of heat, e.g. using nuclear or solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/213—Heat transfer, e.g. cooling by the provision of a heat exchanger within the cooling circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0085—Systems using a compressed air circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the present invention relates to a compressed air storage power generation apparatus and a compressed air storage power generation method.
  • a storage battery that stores electricity when surplus generated power is generated and supplements electricity when power is insufficient It is representative.
  • large-capacity storage batteries include sodium / sulfur batteries, redox flow batteries, lithium storage batteries, and lead storage batteries. Each of these batteries is a chemical secondary battery and can output stored energy only in the form of electricity.
  • JP 2012-97737 A Special table 2013-512410 gazette Special table 2013-536357 gazette
  • a first aspect of the present invention includes an electric motor driven by irregularly varying input power; A compressor mechanically connected to the electric motor and compressing air; A pressure accumulator for storing compressed air compressed by the compressor; An expander driven by compressed air supplied from the pressure accumulator; A generator mechanically connected to the expander; A first heat exchanger that cools the compressed air to near room temperature by exchanging heat between the compressed air and the heat medium supplied from the compressor; There is provided a compressed air storage power generation device including a cold heat extraction unit that extracts air as a working fluid as cold air at room temperature or lower.
  • the cold-heat extraction part may include an exhaust port of the expander.
  • the pressure accumulating unit by storing energy as compressed air by the pressure accumulating unit, it is possible to smooth the power generation output that fluctuates irregularly such as renewable energy. Further, by taking out cold air at a room temperature or lower (creating cold heat) by the cold heat taking-out unit, the cold heat can be efficiently used by irregularly changing electric power such as renewable energy. In particular, the thermal efficiency can be greatly improved as compared with the case where the commercial power is directly used to produce cold heat. Moreover, since the air can be efficiently cooled by utilizing the heat absorption due to the expansion accompanying the power generation, the expander can be effectively used as the cold heat extraction unit.
  • the compressed air is cooled to near normal temperature.
  • “near normal temperature” means that the compressed air radiates heat to the outside air while the compressed air is stored in the pressure accumulating unit, and is held by the compressed air. A temperature at which energy is not significantly lost.
  • the cold heat extraction unit is a second heat exchanger that exchanges heat between cold air having a normal temperature or less supplied from the expander and a refrigerant (for example, water) and cools the refrigerant to a normal temperature or less to obtain a cooling refrigerant (for example, cold water). May be provided.
  • a refrigerant for example, water
  • the cooling refrigerant can be taken out and used for cooling. Further, the temperature of the cooling refrigerant can be adjusted to a constant temperature by adjusting the amount of heat exchange between the cold air and the refrigerant.
  • the first heat exchanger may function as a warm heat extraction unit that extracts compression heat recovered by heat exchange as warm heat.
  • the first heat exchanger functions as a warm heat extraction part, it is possible to take out warm heat in addition to cold and further improve thermal efficiency. Moreover, it is not necessary to add new equipment for taking out the warm heat.
  • a refrigerator may be fluidly connected to the warm heat extraction unit.
  • the refrigerator can convert warm heat into cold and take it out, so that more compressed air can be taken out as a whole of the compressed air storage power generation.
  • cold heat from the refrigerator can also be used, so more cold heat can be provided to customers who require a large amount of cold heat such as data centers and large computers. Can supply.
  • the apparatus may further include a mode switching mechanism that switches between a cold heat extraction mode in which efficiency of taking out cold heat by the cold heat extraction unit and a power generation mode in which efficiency of power generation by the generator is improved.
  • the mode can be switched as necessary, and both improvement in thermal efficiency and improvement in charge / discharge efficiency can be achieved.
  • a high pressure accumulator having an allowable accumulator value higher than an allowable accumulator value of the accumulator;
  • a high-pressure compressor that compresses air to a pressure higher than that of the compressed air compressed by the compressor and supplies the compressed air to the high-pressure accumulator.
  • emergency power and cooling can be supplied for a long time in the event of an emergency such as a power failure in the commercial power system. This is particularly effective for customers who need emergency power even in the event of a power outage such as a data center or a large computer and require a large amount of cold.
  • the second aspect of the invention compresses air with irregularly varying input power, Cooling the compressed air heated in the compression step to near normal temperature, Store the compressed air cooled to near the room temperature, Provided is a compressed air storage power generation method in which stored compressed air is expanded for use in power generation, and at the same time, cooled to room temperature or lower and taken out as cold air.
  • the input power that fluctuates irregularly such as the power generation output by renewable energy
  • the input power that fluctuates irregularly is smoothed, and cold air at room temperature or less is taken out by the cold heat extracting unit.
  • the schematic structure figure of the compressed air storage power generator concerning a 1st embodiment of the present invention.
  • the schematic block diagram of the compressed air storage power generation device as power generation equipment.
  • the schematic block diagram of the compressed air storage power generation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • the bar graph which shows the energy efficiency of each mode with respect to input electric power.
  • the schematic block diagram of the compressed air storage power generator which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a compressed air energy storage (CAES) power generator 2 according to a first embodiment of the present invention.
  • the CAES power generator 2 smoothes output fluctuations to the power system 4 when power is generated using renewable energy, and outputs power in accordance with fluctuations in power demand in the power system 4.
  • CAES compressed air energy storage
  • the CAES power generator 2 smoothes output fluctuations of the power generator 6 that uses renewable energy.
  • the CAES power generator 2 includes at least a motor (electric motor) 8a, a compressor 10, a pressure accumulation tank (pressure accumulation unit) 12, an expander 14, a generator 16, and a first heat exchanger 18a.
  • the power generation apparatus 6 uses a renewable energy such as wind power generation or solar power generation, but can be regenerated if the generated power fluctuates irregularly. It does not have to be due to energy.
  • the power may be changed by a device (for example, a large computer or an electric furnace) that uses large power installed in a factory or the like.
  • the irregularly varying power generated by the power generator 6 that uses renewable energy is supplied to the motor 8a.
  • the power supplied from the power generator 6 to the motor 8a is referred to as input power.
  • the motor 8a is driven by input power.
  • the motor 8 a is mechanically connected to the compressor 10.
  • the compressor 10 is driven by a motor 8a.
  • the discharge port 10b of the compressor 10 is fluidly connected to the pressure accumulation tank 12 through the air pipe 20a.
  • the compressor 10 sucks air from the air inlet 10a, compresses it, discharges it from the outlet 10b, and pumps the compressed air to the pressure accumulation tank 12 through the air pipe 20a.
  • the air pipe 20a is provided with a first heat exchanger 18a.
  • the pressure accumulation tank 12 is fluidly connected to the expander 14 through the air pipe 20b.
  • the accumulator tank 12 stores the compressed air that has been pumped. That is, energy can be stored in the pressure accumulation tank 12 in the form of compressed air.
  • the compressed air stored in the pressure accumulating tank 12 is supplied to the expander 14 through the air pipe 20b.
  • a valve 22 is provided in the air pipe 20 b, and the supply of compressed air to the expander 14 can be allowed or blocked by opening and closing the valve 22.
  • the expander 14 is mechanically connected to the generator 16.
  • the expander 14 that is supplied with compressed air from the air supply port 14 a is operated by the supplied compressed air and drives the generator 16. That is, the compressed air stored in the pressure accumulation tank 12 is expanded and used for power generation.
  • the expanded air is cooled to the normal temperature or lower by heat absorption during expansion, and is exhausted from the exhaust port 14b into the air pipe 20d. That is, the stored compressed air is expanded to cool to room temperature or lower and taken out as cold air. Therefore, in the present embodiment, the expander 14 is included in the cold heat extraction unit 13 of the present invention, and the working fluid air can be taken out as cold air through the air pipe 20d.
  • the air pipe 20d is provided with a second heat exchanger 18b, and the cold air cooled to room temperature or lower is supplied to the second heat exchanger 18b through the air pipe 20d.
  • the power generation output by the renewable energy is smoothed, and the cold air at room temperature or lower is taken out by the cold heat extraction unit 13 (expander 14), thereby efficiently using the renewable energy. Cooling can be performed. In particular, the thermal efficiency can be greatly improved as compared with the case where the commercial power is directly used to produce cold heat. In addition, since the air can be efficiently cooled by using the heat absorption due to the expansion accompanying the power generation, the expander 14 is effectively used as the cold heat extraction unit 13 in the present embodiment.
  • the generator 16 is electrically connected to the power system 4, and the power generated by the generator 16 (hereinafter referred to as generated power) is supplied to the power system 4 or the motor 8a (see the one-dot chain line in FIG. 1).
  • the supply destination of the generated power can be changed by switching the switch 30.
  • the switching of the switch 30 may be switched according to demand power required from the power system 4.
  • first heat exchanger 18a heat is exchanged between the compressed air in the air pipe 20a that fluidly connects the compressor 10 and the pressure accumulation tank 12 and the heat medium in the heat medium pipe 34a, and is generated in the compressor 10.
  • the compressed heat is recovered in the heat medium. That is, in the first heat exchanger 18a, the temperature of the compressed air decreases and the temperature of the heat medium increases. In particular, the temperature of the compressed air is lowered to around normal temperature in order to prevent thermal energy loss and collect cold energy described later.
  • “near room temperature” refers to a temperature at which the compressed air is not dissipated to the outside air while the compressed air is stored in the pressure accumulating tank 12 and the energy held by the compressed air is not significantly lost.
  • the “near room temperature” temperature here varies depending on the temperature at the location where the pressure accumulating tank 12 is installed (in this embodiment, the outside air temperature), but a temperature of about 10 to 50 ° C. is appropriate.
  • the heat medium whose temperature has been increased is supplied to the third heat exchanger 18c and used for heat exchange.
  • the first heat exchanger 18a may be a simple cooling mechanism such as a cooling tower.
  • the first heat exchanger 18a By providing the first heat exchanger 18a, energy loss due to heat radiation in the pressure accumulation tank 12 can be prevented.
  • compressed air whose temperature has been increased by the compression heat is supplied to the pressure accumulation tank 12.
  • the compressed air whose temperature has risen radiates heat to the outside air while being stored in the pressure accumulating tank 12 and loses heat energy.
  • the first heat exchanger 18a is installed, and the temperature of the compressed air supplied to the pressure accumulating tank 12 is lowered to near normal temperature.
  • the temperature of the air supplied to the expander 14 is also reduced to near normal temperature by lowering the temperature of the compressed air to near normal temperature by the first heat exchanger 18a. Therefore, air near normal temperature is expanded by the expander 14, and the temperature further decreases from near normal temperature due to expansion heat absorption, so that the temperature of the exhausted air can be reduced to normal temperature or lower. For this reason, cold heat can be recovered as cold air at room temperature or lower.
  • the second heat exchanger 18b heat is exchanged between the air below normal temperature exhausted from the expander 14 through the air pipe 20d and the water supplied from the water supply unit 19 through the cold water pipe 40, and the water is cooled to below normal temperature. Then, it is taken out as cold water (cooling refrigerant). The extracted cold water is used for cooling and the like. Therefore, the 2nd heat exchanger 18b is contained in the cold heat extraction part 13 of this invention.
  • the cooling customers include, for example, data centers that require enormous cooling for computer cooling, precision machine factories and semiconductor factories that are required to be adjusted to a certain temperature due to restrictions in the manufacturing process.
  • cold water can be taken out and used for cooling. Further, the temperature of the cold water can be adjusted to a constant temperature by adjusting the amount of heat exchange between the cold air and the water.
  • the air below normal temperature exhausted from the expander 14 through the air pipe 20d or the cold water cooled by the second heat exchanger 18b is supplied to the first heat exchanger 18a and used for cooling the compressed air. May be.
  • water is used as the refrigerant, but a mixture obtained by adding an antifreeze or the like to water may be used, or a refrigerant such as alternative chlorofluorocarbon may be used.
  • the first heat exchanger 18a functions as the warm heat extraction section 17, so that it is possible to extract warm heat in addition to cold and further improve thermal efficiency. Further, it is not necessary to add new equipment for taking out the warm heat, and the warm heat can be taken out with a low cost and simple configuration.
  • the heat storage tank 32a is fluidly connected to the first heat exchanger 18a and the third heat exchanger 18c, respectively, through the heat medium pipe 34a.
  • the heat storage tank 32a is insulated so that the temperature of the internal heat medium does not change, and the heat medium flows in the heat medium pipe 34a.
  • the type of the heat medium is not limited, and may be water, oil, or the like, for example.
  • a pump 36a is provided in the heat medium pipe 34a. The pump 36a circulates the heat medium between the heat storage tank 32a, the first heat exchanger 18a, and the third heat exchanger 18c through the heat medium pipe 34a.
  • the 3rd heat exchanger 18c it heat-exchanges with the heat medium which the temperature rose in the 1st heat exchanger 18a, and the water supplied from the water supply part 19 through the hot water piping 42c, and it is to the predetermined temperature which can utilize water as heating It is rising.
  • the hot water produced here is used for heating. Therefore, the 3rd heat exchanger 18c is contained in the warm heat extraction part 17 of this invention.
  • the heat medium whose temperature has decreased in the third heat exchanger 18c is supplied to and stored in the heat storage tank 32a through the heat medium pipe 34a. The heat medium is supplied from the heat storage tank 32a to the first heat exchanger 18a and is circulated.
  • the temperature of the third heat exchanger 18c may be increased by not only water but also other heat medium such as oil.
  • the third heat exchanger 18c is not necessarily provided, and the third heat exchanger 18c may be omitted, and the heat medium whose temperature has increased in the first heat exchanger 18a may be used for heating.
  • a refrigerator 38 is fluidly connected to the third heat exchanger 18c.
  • a part of the warm heat is supplied from the third heat exchanger 18c to the refrigerator 38, converted into cold heat, and used for cooling. Therefore, the refrigerator 38 is included in the cold extraction part 13 of the present invention.
  • the warm heat is supplied from the third heat exchanger 18c to the refrigerator 38, but the first heat exchanger 18a and the refrigerator 38 are fluidly connected, and the refrigerator is connected from the first heat exchanger 18a to the refrigerator.
  • Warm heat may be supplied to 38. Further, a valve or the like (not shown) may be provided, and warming may be supplied to the refrigerator 38 as necessary to switch between cooling and heating.
  • the refrigerator 38 can extract warm heat by converting it to cold energy, for example, it is possible to supply more cold energy to a consumer who needs a large amount of cold energy such as a data center or a large computer.
  • various refrigerators which convert warm heat into cold heat such as an absorption refrigerator and an adsorption refrigerator, can be used.
  • the 4th heat exchanger 18d and the 5th heat exchanger 18e in order to collect
  • the water supplied from the water supply unit 19 through the hot water pipes 42a and 42b and the heat medium whose temperature has been recovered by recovering heat from the motor 8a and the generator 16 are used. Heat exchange is performed to raise the water to a predetermined temperature and take it out as hot water. Accordingly, the fourth heat exchanger 18d and the fifth heat exchanger 18e are included in the warm heat extraction unit 17 of the present invention.
  • the extracted hot water can be used for hot bath facilities, heated pools, agricultural facilities, and heating.
  • the heat medium in the heat medium pipes 34b and 34c is circulated by pumps 36b and 36c, respectively.
  • the CAES power generator 2 of the present embodiment includes a high-pressure compressor 28 that compresses air to a higher pressure than the compressor 10, and a high-pressure accumulator tank (high-pressure accumulator having a permissible accumulator value that is higher than the permissible accumulator value of the accumulator tank 12. Pressure accumulation unit) 24.
  • a motor 8b is mechanically connected to the high-pressure compressor 28.
  • the high-pressure compressor 28 is driven by the motor 8b, sucks in air from the intake port 28a, compresses air to a higher pressure than the compressor 10, and supplies compressed air to the high-pressure accumulator tank 24 from the discharge port 28b. Therefore, the pressure in the high pressure accumulator tank 24 is usually higher than the pressure in the accumulator tank 12.
  • the pressure (accumulated pressure value) of the accumulator tank 12 and the high-pressure accumulator tank 24 it is conceivable that the accumulator tank 12 is less than 0.98 MPa and the high-pressure accumulator tank 24 is about 4.5 MPa.
  • the high pressure accumulator tank 24 is fluidly connected to the accumulator tank 12 and the expander 14 through the air pipe 20c. Specifically, one end of the air pipe 20c is fluidly connected to the high-pressure accumulator tank 24, and the other end is fluidly connected to the air pipe 20b.
  • the air pipe 20c is provided with a flow rate adjustment valve 26, and the flow rate of air supplied to the pressure accumulation tank 12 and the expander 14 can be adjusted by adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 26. Electric power is generated by supplying the decompressed high-pressure air to the expander 14, and the amount of compressed air stored in the accumulator tank 12 decreased by supplying the decompressed high-pressure air to the accumulator tank 12 can be compensated.
  • the high-pressure accumulator tank 24 and the high-pressure compressor 28 it is possible to supply emergency power and cooling for a long time in an emergency such as a power failure.
  • the normal-time flow rate adjustment valve 26 is closed, and the internal pressure of the high-pressure accumulator tank 24 is kept high.
  • the flow adjustment valve 26 is opened and a large amount of compression is applied from the high pressure accumulator tank 24 to the expander 14. Supply air. Thereby, the fall of the electric power generation amount of the generator 16 driven by the expander 14 can be prevented, and cold can also be taken out simultaneously. This is particularly effective for customers who require a large amount of cold heat such as data centers and large computers.
  • the types of the compressor 10 and the expander 14 of the present embodiment are not limited, and may be a screw type, a scroll type, a turbo type, a reciprocating type, or the like. However, a screw type is desirable for linearly following the input power that fluctuates irregularly with high responsiveness. Moreover, although the number of the compressor 10 and the expander 14 is one each, the number is not specifically limited, Two or more several may be sufficient.
  • the type of the high-pressure compressor 28 is not limited, but a reciprocating type is desirable for compressing and holding the high-pressure compressor 28.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the CAES power generation apparatus 2 when the power generation efficiency is more important than the extraction of cold heat, unlike the present embodiment.
  • the second heat exchanger 18b is omitted from the first embodiment of FIG. 1, and a sixth heat exchanger 18f is provided.
  • two heat storage tanks 32a and 32b are provided to store the heat medium according to temperature. Structures other than these are substantially the same as those in FIG. 1, and similar constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the sixth heat exchanger 18f heat is exchanged between the compressed air in the air pipe 20b extending from the pressure accumulation tank 12 to the expander 14 and the heat medium in the circulating heat medium pipe 34d, and before the expansion by the expander 14
  • the temperature of the compressed air is increased. That is, in the sixth heat exchanger 18f, the temperature of the compressed air increases and the temperature of the heat medium decreases.
  • the heat medium whose temperature has decreased in the sixth heat exchanger 18f is supplied to and stored in the heat storage tank 32a.
  • the heat medium stored in the heat storage tank 32a is supplied to the first heat exchanger 18a through the heat medium pipe 34d.
  • the heat medium whose temperature has risen in the first heat exchanger 18a is supplied to and stored in the heat storage tank 32b.
  • the heat medium stored in the heat storage tank 32b is supplied to the sixth heat exchanger 18f through the heat medium pipe 34d.
  • the heat medium pipe 34d is provided with a pump 36d for causing the heat medium to flow, and the heat medium is circulated by the pump 36d.
  • the CAES power generator 2 of the second embodiment shown in FIG. 3 has a configuration in which the first embodiment of FIG. 1 and the comparative example of FIG. 2 are combined. Specifically, a cold energy extraction mode in which the efficiency of extracting cold energy by the expander 14 of the first embodiment shown in FIG. 1 is improved, and a power generation mode in which the power generation efficiency of the generator 16 of the comparative example shown in FIG. 2 is improved. And a mode switching mechanism 44 that switches between the two modes.
  • the mode switching mechanism 44 includes three-way valves 46 and 48.
  • the three-way valves 46 and 48 are provided in the heat medium pipe 34e.
  • One three-way valve 46 includes a first port 46a connected to the first heat exchanger 18a, a second port 46b connected to the third heat exchanger 18c, and a third port 46c connected to the heat storage tank 32b.
  • the other three-way valve 48 includes a first port 48a connected to the heat storage tank 32a, a second port 48b connected to the third heat exchanger 18c, and a third port 48c connected to the sixth heat exchanger 18f. And have. Therefore, by opening and closing the ports 46a to 46c and 48a to 48c of the three-way valves 46 and 48, the flow of the heat medium between these components can be permitted or blocked, and the mode can be switched to a necessary mode.
  • one of the three-way valves 46 opens the first port 46a and the second port 46b and closes the third port 46c.
  • the other three-way valve 48 opens the first port 48a and the second port 48b and closes the third port 48c. Accordingly, the heat medium in the heat medium pipe 34e flows in the order of the heat storage tank 32a, the first heat exchanger 18a, the three-way valve 46, the third heat exchanger 18c, the three-way valve 48, and the heat storage tank 32a, and is circulated by the pump 36e. is doing.
  • one of the three-way valves 46 opens the first port 46a and the third port 46c and closes the second port 46b.
  • the other three-way valve 48 opens the first port 48a and the third port 48c and closes the second port 48b. Therefore, the heat medium in the heat medium pipe 34e flows in the order of the heat storage tank 32a, the first heat exchanger 18a, the three-way valve 46, the heat storage tank 32b, the sixth heat exchanger 18f, the three-way valve 48, and the heat storage tank 32a. Circulation is performed by a pump 36e.
  • the mode switching mechanism 44 By providing the mode switching mechanism 44, the mode can be switched as necessary, and both thermal efficiency and charge / discharge efficiency can be achieved. In other words, if the factory stops on holidays or holidays and does not require cooling, operate in power generation mode giving priority to selling power to the commercial system, and if the factory is in operation and needs cooling, What is necessary is just to drive in extraction mode.
  • FIG. 4 shows the energy efficiency of the power generation mode and the cold heat extraction mode with respect to the input power.
  • the power generation efficiency in the power generation mode is higher in the power generation mode than in the heat extraction mode (solid hatched portion).
  • the heat recovered by the first heat exchanger 18a is used as heating to improve the thermal efficiency (the shaded area with broken lines), whereas in the power generation mode, the heat recovered by the first heat exchanger 18a.
  • the sixth heat exchanger 18f is used to heat the air before expansion to improve the power generation efficiency.
  • the cooling heat is further taken out and used for cooling (parts C1 and C2).
  • the C1 portion is cold heat taken out as cold water through the cold water pipe 40 after heat exchange in the second heat exchanger 18b
  • the C2 portion is an air pipe that is still below room temperature after heat exchange in the second heat exchanger 18b. It is the cold heat taken out as cold air through 20d.
  • FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of the CAES power generator 2 of the third embodiment.
  • the CAES power generation device 2 of the present embodiment is substantially the same as the first embodiment of FIG. 1 except for the configuration related to the cold heat extraction unit 14. Therefore, the description of the same parts as those shown in FIG. 1 is omitted.
  • the second heat exchange unit 18b and the cold water pipe 40 are omitted from the CAES power generation device 2 of the first embodiment of FIG. Therefore, the cool air supplied from the exhaust port 14b of the expander 14 through the air pipe 20d may be used for cooling as it is.
  • cold air may be directly used for cooling without making cold water via the second heat exchanger 18b or the like.
  • facilities such as the second heat exchanger 18b and the cold water pipe 20d (see FIG. 1) for producing cold water become unnecessary, and cold heat can be taken out and used with a simple configuration.
  • the temperature of the cool air is extremely low or when it is difficult to change the amount of cool air, it is desirable to provide a heat storage tank for cooling and supply the necessary temperature and amount.
  • the target of power generation using renewable energy is, for example, wind power, sunlight, solar heat, wave power or tidal power, flowing water or tide, etc. It is possible to target anything that uses replenished and irregularly varying energy. Further, the power may vary depending on other devices that consume a large amount of power in the factory.
  • Compressed air storage generator (CAES generator) 4 Electric power system 6 Power generator 8a, 8b Motor (electric motor) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Compressor 10a Intake port 10b Discharge port 12 Accumulation tank (accumulation part) 13 Cold extractor 14 Expander (cold extractor) 14a Air supply port 14b Exhaust port 16 Generator 17 Warm heat extraction part 18a 1st heat exchanger (warm heat extraction part) 18b 2nd heat exchanger (cooling / heat extraction part) 18c 3rd heat exchanger (warm heat extraction part) 18d 4th heat exchanger (warm heat extraction part) 18e Fifth heat exchanger (warm heat extraction part) 18f 6th heat exchanger 19 Water supply part 20a, 20b, 20c, 20d Air piping 22 Valve 24 High pressure accumulation tank (high pressure accumulation part) 26 Flow control valve 28 High pressure compressor 28a Intake port 28b Discharge port 30 Switch 32a, 32b Heat storage tank 34a, 34b, 34c, 34d, 34e Heat medium piping 36a, 36b, 36

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

圧縮空気貯蔵発電装置２は、モータ８ａ、圧縮機１０、蓄圧タンク１２、膨張機１４、発電機１６、第１熱交換器１８ａ、冷熱取出部１３を備える。モータ８ａは、再生可能エネルギーを用いて発電した入力電力により駆動される。圧縮機１０は、モータ８ａと機械的に接続され、空気を圧縮する。蓄圧タンク１２は、圧縮機１０により圧縮された圧縮空気を蓄える。膨張機１４は、蓄圧タンク１２から供給される圧縮空気によって駆動される。発電機１６は、膨張機１４と機械的に接続されている。第１熱交換器１８ａは、圧縮機１０から供給される圧縮空気と熱媒とで熱交換して圧縮空気を常温近傍まで冷却する。冷熱取出部１３は、作動流体である空気を常温以下の冷気として取り出す。これにより、不規則に変動する入力電力を平滑化すると共に、この入力電力によって効率的に冷暖房を行うことができる圧縮空気貯蔵発電装置２を提供する。

Description

圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
　本発明は、圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法に関する。
　再生可能エネルギーのような不規則に変動する不安定なエネルギーを利用した発電の出力を平滑化する技術としては、余剰発電電力が生じた際に電気を蓄えておき電力不足時に電気を補う蓄電池が代表的なものである。大容量蓄電池の例として、ナトリウム・硫黄電池、レドックスフロー電池、リチウム蓄電池、及び鉛蓄電池などが知られている。これらの電池は、いずれも化学的な二次電池であり、蓄えたエネルギーを電気の形式でしか出力できない。
　また、その他の平滑化の設備として、余剰発電電力が生じた際に電気の代わりに圧縮機から吐出される圧縮空気を蓄えておき、必要な時に空気タービン発電機等で電気に再変換する圧縮空気貯蔵（ＣＡＥＳ）と呼ばれる技術が知られている（特許文献１～３）。
特開２０１２－９７７３７号公報 特表２０１３－５１２４１０号公報 特表２０１３－５３６３５７号公報
　再生可能エネルギーにより発電した電力の出力先としては、商用系統に電力として出力して売電する場合もあるが、商用系統に戻すことなく発電所内又は近接する需要家で消費することも考えられる。このような需要家の一例として、コンピュータの冷却に膨大な冷房が求められるデータセンタや、製造工程における制約から一定温度に調整しておくことが求められる精密機械工場及び半導体工場がある。
　なお、大電力を使用する需要家では、その使用電力の変動に応じて、使用電力が少ない際に蓄電し、使用電力が増加した場合に放電して最大使用電力量を抑えるという節電手法に対するニーズもある。
　本発明は、再生可能エネルギーのような不規則に変動する発電出力を平滑化すると共に、このような変動する入力電力によっても効率的に冷熱利用できる圧縮空気貯蔵発電装置を提供することを課題とする。
　本発明の第１の態様は、不規則に変動する入力電力により駆動される電動機と、
　前記電動機と機械的に接続され、空気を圧縮する圧縮機と、
　前記圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧部と、
　前記蓄圧部から供給される圧縮空気によって駆動される膨張機と、
　前記膨張機と機械的に接続された発電機と、
　前記圧縮機から供給される圧縮空気と熱媒とで熱交換して圧縮空気を常温近傍まで冷却する第１熱交換器と、
　作動流体である空気を常温以下の冷気として取り出す冷熱取出部と
　を備える、圧縮空気貯蔵発電装置を提供する。
　ここで、前記冷熱取出部は、前記膨張機の排気口を含んでいてもよい。
　この構成によれば、蓄圧部により圧縮空気としてエネルギーを貯蔵することで、再生可能エネルギーのような不規則に変動する発電出力を平滑化することができる。また、冷熱取出部により常温以下の冷気を取り出す（冷熱を作り出す）ことで再生可能エネルギーのような不規則に変動する電力によっても効率的に冷熱利用できる。特に、商用電力を直接使用して冷熱を作り出す場合に比べて大幅に熱効率を向上できる。また、発電に伴う膨張による吸熱を利用することで空気を効率的に冷却できるため、冷熱取出部として膨張機を有効利用できる。ここで、第１熱交換器において圧縮空気は常温近傍まで冷却されるが、「常温近傍」とは、圧縮空気が蓄圧部に貯蔵されている間に外気に放熱して、圧縮空気の保有するエネルギーを大幅に損失しない程度の温度をいう。
　前記冷熱取出部は、前記膨張機から供給された常温以下の冷気と冷媒（例えば水）とで熱交換し、冷媒を常温以下まで冷却して冷却冷媒（例えば冷水）を得る第２熱交換器を備えてもよい。
　第２熱交換器を設けることで、冷却冷媒を取出して冷房に利用することができる。また、冷気と冷媒との熱交換量を調整して冷却冷媒の温度を一定温度に調整できる。
　前記第１熱交換器は、熱交換により回収した圧縮熱を暖熱として取り出す暖熱取出部として機能してもよい。
　前記第１熱交換器が暖熱取出部として機能することで、冷熱に加えて暖熱も取り出すことができ、さらに熱効率を向上できる。また、暖熱を取り出すための新たな設備を追加する必要がない。
　前記暖熱取出部に冷凍機が流体的に接続されていてもよい。
　冷凍機により、暖熱を冷熱に変換して取り出すことができるため、圧縮空気貯蔵発電全体としてより多くの冷熱を取り出すことができる。これにより、前記冷熱取出部からの冷熱に加えて冷凍機からの冷熱も利用することができるため、データセンタや大型のコンピュータ等の大量の冷熱が必要な需要家に対してより多くの冷熱を供給できる。
　前記冷熱取出部により冷熱を取り出す効率を向上させた冷熱取出モードと、前記発電機により発電する効率を向上させた発電モードとを切り替えるモード切替機構をさらに備えていてもよい。
　モード切替機構を設けることで、必要に応じてモードを切り替えることができ、熱効率の向上と充放電効率の向上の両立を図ることができる。
　前記蓄圧部の許容蓄圧値よりも高い許容蓄圧値を有する高圧蓄圧部と、
　前記圧縮機により圧縮された圧縮空気よりも高圧に空気を圧縮して前記高圧蓄圧部に供給する高圧圧縮機と
　をさらに備えてもよい。
　高圧蓄圧部と高圧圧縮機を設けることで、商用電力系統の停電等の非常時に長時間にわたって緊急電源と冷房を供給できる。これは、データセンタや大型のコンピュータ等の停電時においても非常用電力が必要で、かつ大量の冷熱が必要な需要家に対して特に有効である。
　本発明の第２の態様は、不規則に変動する入力電力により空気を圧縮し、
　前記圧縮の工程で昇温した圧縮空気を常温近傍まで冷却し、
　前記常温近傍まで冷却された圧縮空気を貯蔵し、
　貯蔵した圧縮空気を膨張させることにより発電に利用すると同時に常温以下まで冷却して冷気として取り出す、圧縮空気貯蔵発電方法を提供する。
　本発明によれば、蓄圧部により圧縮空気としてエネルギーを貯蔵することで再生可能エネルギーによる発電出力のように不規則に変動する入力電力を平滑化すると共に、冷熱取出部により常温以下の冷気を取り出すことで、不規則に変動する入力電力によっても効率的に冷熱利用できる。
本発明の第１実施形態に係る圧縮空気貯蔵発電装置の概略構成図。 発電設備としての圧縮空気貯蔵発電装置の概略構成図。 本発明の第２実施形態に係る圧縮空気貯蔵発電装置の概略構成図。 入力電力に対する各モードのエネルギー効率を示す棒グラフ。 本発明の第３実施形態に係る圧縮空気貯蔵発電装置の概略構成図。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態に係る圧縮空気貯蔵（ＣＡＥＳ：compressed air energy storage）発電装置２の概略構成図を示している。このＣＡＥＳ発電装置２は、再生可能エネルギーを利用して発電する場合の電力系統４への出力変動を平滑化するとともに、電力系統４における電力需要の変動に合わせた電力を出力する。
　図１を参照して、本実施形態のＣＡＥＳ発電装置２の構成を説明する。
　ＣＡＥＳ発電装置２は、再生可能エネルギーを利用する発電装置６の出力変動を平滑化する。ＣＡＥＳ発電装置２は、少なくともモータ（電動機）８ａ、圧縮機１０、蓄圧タンク（蓄圧部）１２、膨張機１４、発電機１６、及び第１熱交換器１８ａを備える。
　図１に係る実施形態では、発電装置６として、風力発電や太陽光発電等の再生可能エネルギーを利用したものを用いているが、発生する電力が不規則に変動するものであれば、再生可能エネルギーによるものでなくてもよい。例えば、工場等に設置された大電力を使用する機器（例えば、大型コンピュータや電気炉など）によって変動させられる電力であってもよい。
　再生可能エネルギーを利用する発電装置６により発電された不規則に変動する電力は、モータ８ａに供給される。以降、発電装置６からモータ８ａに供給される電力を入力電力という。モータ８ａは、入力電力により駆動される。モータ８ａは、圧縮機１０に機械的に接続されている。
　圧縮機１０は、モータ８ａで駆動される。圧縮機１０の吐出口１０ｂは、空気配管２０ａを通じて蓄圧タンク１２と流体的に接続されている。圧縮機１０は、モータ８ａにより駆動されると、吸気口１０ａより空気を吸気し、圧縮して吐出口１０ｂより吐出し、空気配管２０ａを通じて蓄圧タンク１２に圧縮空気を圧送する。空気配管２０ａには、第１熱交換器１８ａが設けられている。
　蓄圧タンク１２は、空気配管２０ｂを通じて膨張機１４と流体的に接続されている。蓄圧タンク１２は、圧送された圧縮空気を蓄える。即ち、蓄圧タンク１２には圧縮空気の形式でエネルギーを蓄積できる。蓄圧タンク１２で蓄えられた圧縮空気は、空気配管２０ｂを通じて膨張機１４に供給される。空気配管２０ｂにはバルブ２２が設けられており、バルブ２２を開閉することで膨張機１４への圧縮空気の供給を許容又は遮断できる。
　膨張機１４は、発電機１６と機械的に接続されている。給気口１４ａから圧縮空気を給気された膨張機１４は、給気された圧縮空気により作動し、発電機１６を駆動する。すなわち、蓄圧タンク１２に貯蔵していた圧縮空気を膨張させて発電に利用している。膨張された空気は、膨張時の吸熱により常温以下まで冷却され、排気口１４ｂから空気配管２０ｄ内に排気される。すなわち、貯蔵していた圧縮空気を膨張させることにより常温以下まで冷却して冷気として取り出している。従って、本実施形態では、膨張機１４が本発明の冷熱取出部１３に含まれ、空気配管２０ｄを通じて作動流体である空気を冷気として取り出すことができる。空気配管２０ｄには第２熱交換器１８ｂが設けられており、常温以下まで冷却された冷気は空気配管２０ｄを通じて第２熱交換器１８ｂに供給される。
　また、蓄圧タンク１２により圧縮空気としてエネルギーを貯蔵することで再生可能エネルギーによる発電出力を平滑化し、冷熱取出部１３（膨張機１４）により常温以下の冷気を取り出すことで再生可能エネルギーによって効率的に冷房を行うことができる。特に、商用電力を直接使用して冷熱を作り出す場合に比べて大幅に熱効率を向上できる。また、発電に伴う膨張による吸熱を利用することで空気を効率的に冷却できるため、本実施形態では冷熱取出部１３として膨張機１４を有効利用している。
　発電機１６は電力系統４に電気的に接続されており、発電機１６で発電した電力（以降、発電電力という）は電力系統４又はモータ８ａに供給される（図１の一点鎖線参照）。発電電力の供給先は、スイッチ３０を切りかえることで変更できる。スイッチ３０の切り替えは、電力系統４から要求される需要電力に応じて切り替えられてもよい。
　第１熱交換器１８ａでは、圧縮機１０と蓄圧タンク１２とを流体的に接続する空気配管２０ａ内の圧縮空気と、熱媒配管３４ａ内の熱媒とで熱交換し、圧縮機１０で発生した圧縮熱を熱媒に回収している。即ち、第１熱交換器１８ａでは、圧縮空気の温度は低下し、熱媒の温度は上昇する。特に、後述する熱エネルギー損失防止及び冷熱回収のため、圧縮空気の温度は常温近傍まで低下される。ここで、「常温近傍」とは、圧縮空気が蓄圧タンク１２に貯蔵されている間に外気に放熱して圧縮空気の保有するエネルギーを大幅には損失しない程度の温度をいう。ここでいう「常温近傍」の温度とは、蓄圧タンク１２の設置場所の温度（本実施形態においては外気温度）によって変動するが、１０～５０℃程度の温度が適切である。ここで温度上昇した熱媒は、第３熱交換器１８ｃに供給され、熱交換に使用される。また、第１熱交換器１８ａは、クーリングタワー等の単なる冷却機構であってもよい。
　第１熱交換器１８ａを設けることで、蓄圧タンク１２における放熱によるエネルギー損失を防止できる。第１熱交換器１８ａを設けない場合、圧縮熱によって温度上昇した圧縮空気が蓄圧タンク１２に供給される。この場合、温度上昇した圧縮空気は、蓄圧タンク１２に蓄えられている間に外気へ放熱し、熱エネルギーを損失する。これを防止するため、第１熱交換器１８ａを設置して、蓄圧タンク１２に供給される圧縮空気の温度を常温近傍まで低下させている。
　冷熱を取り出すことに関して、第１熱交換器１８ａにより圧縮空気の温度を常温近傍まで低下させることで、膨張機１４に供給される空気の温度も常温近傍まで低下する。従って、常温近傍の空気が膨張機１４で膨張され、膨張吸熱により常温近傍からさらに温度低下するため、排気される空気の温度を常温以下にできる。このため、常温以下の冷気として冷熱を回収できる。
　第２熱交換器１８ｂでは、膨張機１４から空気配管２０ｄを通じて排気された常温以下の空気と、冷水配管４０を通じて水供給部１９から供給される水とで熱交換し、水を常温以下まで冷却して冷水（冷却冷媒）として取り出す。取り出された冷水は、冷房等に使用される。従って、第２熱交換器１８ｂは、本発明の冷熱取出部１３に含まれる。冷房の需要先は、例えば、コンピュータの冷却に膨大な冷房が求められるデータセンタや、製造工程における制約から一定温度に調整しておくことが求められる精密機械工場及び半導体工場等がある。また、第２熱交換器１８ｂで熱交換して温度上昇した空気配管２０ｄ内の空気も依然冷房に使用できる程度の低温を保っている場合は、上記の冷房の需要先等に供給され、冷房に利用されてもよい。
　第２熱交換器１８ｂを設けることで、冷水を取出して冷房に利用することができる。また、冷気と水との熱交換量を調整して冷水の温度を一定温度に調整できる。
　さらに、膨張機１４から空気配管２０ｄを通じて排気された常温以下の空気、又は、第２熱交換器１８ｂで冷却された冷水は、第１熱交換器１８ａに供給され、圧縮空気の冷却に使用されてもよい。
　冷熱取出部１３としての膨張機１４又は第２熱交換器１８ｂから第１熱交換器１８ａに対して冷熱を供給することで、システム外から圧縮空気を冷却するための冷熱を供給する必要がない。また、簡単な構成で取り出した冷熱を有効利用できる。
　本実施形態においては、冷媒として水を用いたが、水に不凍液等を加えた混合物であってもよいし、代替フロンなどの冷媒を用いてもよい。
　暖熱を取り出すことに関して、第１熱交換器１８ａが暖熱取出部１７として機能することで、冷熱に加えて暖熱も取り出すことができ、さらに熱効率を向上できる。また、暖熱を取り出すための新たな設備を追加する必要もなく、低コストかつ簡単な構成で暖熱を取り出すことができる。
　蓄熱タンク３２ａは、熱媒配管３４ａを通じて、それぞれ第１熱交換器１８ａ及び第３熱交換器１８ｃに流体的に接続されている。蓄熱タンク３２ａは内部の熱媒が温度変化しないように断熱されており、熱媒配管３４ａ内には熱媒が流れている。熱媒の種類は限定されておらず、例えば水、油などであってもよい。熱媒配管３４ａには、ポンプ３６ａが設けられている。ポンプ３６ａは、熱媒配管３４ａを通じて蓄熱タンク３２ａと第１熱交換器１８ａと第３熱交換器１８ｃとの間で熱媒を循環させている。
　第３熱交換器１８ｃでは、第１熱交換器１８ａで温度上昇した熱媒と温水配管４２ｃを通じて水供給部１９から供給された水とで熱交換して水を暖房として利用できる所定の温度まで上昇させている。ここで作られた温水は暖房に使用される。従って、第３熱交換器１８ｃは、本発明の暖熱取出部１７に含まれる。これに対して第３熱交換器１８ｃで温度低下した熱媒は、熱媒配管３４ａを通じて蓄熱タンク３２ａに供給され蓄えられる。熱媒は、蓄熱タンク３２ａから第１熱交換器１８ａに供給され、循環している。また、第３熱交換器１８ｃで温度上昇させるのは水だけでなく、油などの他の熱媒であってもよい。また、第３熱交換器１８ｃは必ずしも設ける必要はなく、第３熱交換器１８ｃを省略し、第１熱交換器１８ａで温度上昇した熱媒を暖房に使用してもよい。
　第３熱交換器１８ｃには冷凍機３８が流体的に接続されている。第３熱交換器１８ｃから冷凍機３８に暖熱の一部が供給され、冷熱に変換して冷房に使用される。従って、冷凍機３８は、本発明の冷熱取出部１３に含まれる。本実施形態では第３熱交換器１８ｃから冷凍機３８に暖熱を供給しているが、第１熱交換器１８ａと冷凍機３８を流体的に接続し、第１熱交換器１８ａから冷凍機３８に暖熱を供給してもよい。また、図示しない弁などを設け、必要に応じて暖熱を冷凍機３８に供給し、冷房と暖房を切り替えてもよい。冷凍機３８により、暖熱を冷熱に変換して取り出すことができるため、例えば、データセンタや大型のコンピュータ等の大量の冷熱が必要な需要家に対してより多くの冷熱を供給できる。本実施形態の冷凍機としては、吸収式冷凍機、吸着式冷凍機などの暖熱を冷熱に変換する各種冷凍機を使用することができる。
　また、本実施形態では、モータ８ａ及び発電機１６における電気ロスやメカロスのような圧縮熱に対しては比較的小さな熱も回収するために、第４熱交換器１８ｄ及び第５熱交換器１８ｅが設けられている。第４熱交換器１８ｄ及び第５熱交換器１８ｅでは、温水配管４２ａ，４２ｂを通じて水供給部１９から供給される水と、モータ８ａ及び発電機１６から熱回収して温度上昇した熱媒とで熱交換して、水を所定の温度まで上昇させて温水として取り出している。従って、第４熱交換器１８ｄ及び第５熱交換器１８ｅは、本発明の暖熱取出部１７に含まれる。取り出された温水は、温浴施設、温水プール、農業施設、及び暖房等に利用できる。熱媒配管３４ｂ，３４ｃ内の熱媒はポンプ３６ｂ，３６ｃによりそれぞれ循環している。
　また、本実施形態のＣＡＥＳ発電装置２は、圧縮機１０よりも空気を高圧に圧縮する高圧圧縮機２８と、蓄圧タンク１２の許容蓄圧値よりも高圧の許容蓄圧値を有する高圧蓄圧タンク（高圧蓄圧部）２４とを備える。
　高圧圧縮機２８には、圧縮機１０と同様にモータ８ｂが機械的に接続されている。高圧圧縮機２８は、モータ８ｂに駆動されて、吸気口２８ａより吸気し、圧縮機１０よりも高圧に空気を圧縮して、吐出口２８ｂから高圧蓄圧タンク２４に圧縮空気を供給する。従って、高圧蓄圧タンク２４内の圧力は、通常、蓄圧タンク１２内の圧力よりも高い。蓄圧タンク１２と高圧蓄圧タンク２４の圧力（蓄圧値）の例として、蓄圧タンク１２を０．９８ＭＰａ未満とし、高圧蓄圧タンク２４を４．５ＭＰａ程度とすることが考えられる。
　高圧蓄圧タンク２４は、蓄圧タンク１２及び膨張機１４と空気配管２０ｃを通じて流体的に接続されている。具体的には、空気配管２０ｃの一端は高圧蓄圧タンク２４に流体的に接続され、他端は空気配管２０ｂに流体的に接続されている。空気配管２０ｃには流量調整バルブ２６が設けられており、流量調整バルブ２６の開度を調整することで蓄圧タンク１２及び膨張機１４に供給する空気の流量を調整できる。膨張機１４に減圧した高圧空気を供給することで発電をおこない、蓄圧タンク１２に減圧した高圧空気を供給することで減少した蓄圧タンク１２に貯蔵された圧縮空気量を補うことができる。
　高圧蓄圧タンク２４と高圧圧縮機２８を設けることで、停電等の非常時に長時間にわたって緊急電源と冷房を供給できる。具体的には、通常時流量調整バルブ２６が閉じられており、高圧蓄圧タンク２４の内圧が高く保たれている。停電等が起きて多くの発電量が必要な場合や、長時間発電して蓄圧タンク１２の内圧が低下した場合に、流量調整バルブ２６を開き、高圧蓄圧タンク２４から膨張機１４に多くの圧縮空気を供給する。これにより、膨張機１４によって駆動される発電機１６の発電量の低下を防止でき、同時に冷熱を取り出すこともできる。これは、データセンタや大型のコンピュータ等の大量の冷熱が必要な需要家に対して特に有効である。
　なお、本実施形態の圧縮機１０及び膨張機１４は、その種類は限定されず、スクリュ式、スクロール式、ターボ式、及びレシプロ式などであってもよい。ただし、不規則に変動する入力電力に応答性高くリニアに追従するにはスクリュ式が望ましい。また、圧縮機１０及び膨張機１４の数は共に１台であるが、台数は特に限定されず、２台以上の複数台であってもよい。また、高圧圧縮機２８の種類も限定されていないが、高圧に圧縮して保持しておくにはレシプロ式が望ましい。
　図２は、本実施形態と異なり、冷熱を取り出すよりも発電効率を重視した場合のＣＡＥＳ発電装置２の概略構成図である。図２に示す比較例では、図１の第１実施形態から第２熱交換器１８ｂが省略され、第６熱交換器１８ｆが設けられている。また、第６熱交換器１８ｆを設けたことに伴い、熱媒を温度別に貯蔵するために２つの蓄熱タンク３２ａ，３２ｂが設けられている。これら以外の構成は図１と実質的に同様であり、同様の構成要素には同様の符号を付して説明を省略する。
　第６熱交換器１８ｆでは、蓄圧タンク１２から膨張機１４へと延びる空気配管２０ｂ内の圧縮空気と、循環する熱媒配管３４ｄ内の熱媒とで熱交換し、膨張機１４による膨張の前に圧縮空気の温度を上昇させている。即ち、第６熱交換器１８ｆでは、圧縮空気の温度は上昇し、熱媒の温度は低下する。第６熱交換器１８ｆで温度低下した熱媒は、蓄熱タンク３２ａに供給され蓄えられる。蓄熱タンク３２ａに蓄えられた熱媒は、熱媒配管３４ｄを通じて第１熱交換器１８ａに供給される。第１熱交換器１８ａで温度上昇した熱媒は、蓄熱タンク３２ｂに供給され蓄えられる。蓄熱タンク３２ｂに蓄えられた熱媒は、熱媒配管３４ｄを通じて第６熱交換器１８ｆに供給される。熱媒配管３４ｄには、熱媒を流動させるためのポンプ３６ｄが設けられており、ポンプ３６ｄにより熱媒は循環されている。このように圧縮空気の膨張前に圧縮空気の温度を上昇させることで、膨張効率を向上させ、発電効率を向上させることができる。
（第２実施形態）
　図３に示す第２実施形態のＣＡＥＳ発電装置２は、図１の第１実施形態と図２の比較例を合わせた構成を有している。具体的には、図１に示す第１実施形態の膨張機１４による冷熱を取り出す効率を向上させた冷熱取出モードと、図２に示す比較例の発電機１６による発電効率を向上させた発電モードとを両方実行可能とし、２つのモードを切り替えるモード切替機構４４を有している。
　モード切替機構４４は、三方弁４６，４８を含んでいる。三方弁４６，４８は、熱媒配管３４ｅに設けられている。一方の三方弁４６は、第１熱交換器１８ａに接続された第１ポート４６ａと、第３熱交換器１８ｃに接続された第２ポート４６ｂと、蓄熱タンク３２ｂに接続された第３ポート４６ｃとを有する。他方の三方弁４８は、蓄熱タンク３２ａに接続された第１ポート４８ａと、第３熱交換器１８ｃに接続された第２ポート４８ｂと、第６熱交換器１８ｆに接続された第３ポート４８ｃとを有する。従って、三方弁４６，４８の各ポート４６ａ～４６ｃ，４８ａ～４８ｃを開閉することで、これらの構成要素間の熱媒の流れを許容又は遮断し、必要なモードに切り替えることができる。
　冷熱取出モードでは、一方の三方弁４６は、第１ポート４６ａ及び第２ポート４６ｂを開き、第３ポート４６ｃを閉じる。他方の三方弁４８は、第１ポート４８ａ及び第２ポート４８ｂを開き、第３ポート４８ｃを閉じる。従って、熱媒配管３４ｅ内の熱媒は、蓄熱タンク３２ａ、第１熱交換器１８ａ、三方弁４６、第３熱交換器１８ｃ、三方弁４８、及び蓄熱タンク３２ａの順に流れ、ポンプ３６ｅにより循環している。
　発電モードでは、一方の三方弁４６は、第１ポート４６ａ及び第３ポート４６ｃを開き、第２ポート４６ｂを閉じる。他方の三方弁４８は、第１ポート４８ａ及び第３ポート４８ｃを開き、第２ポート４８ｂを閉じる。従って、熱媒配管３４ｅ内の熱媒は、蓄熱タンク３２ａ、第１熱交換器１８ａ、三方弁４６、蓄熱タンク３２ｂ、第６熱交換器１８ｆ、三方弁４８、及び蓄熱タンク３２ａの順に流れ、ポンプ３６ｅにより循環している。
　モード切替機構４４を設けることで、必要に応じてモードを切り替えることができ、熱効率と充放電効率の両立を図ることができる。すなわち、休日や祝日等の工場が止まって冷熱を必要としない場合は、商用系統への売電を優先して発電モードで運転し、工場が稼働中で冷熱を必要としている場合には、冷熱取出モードで運転すればよい。
　図４は、入力電力に対する発電モード及び冷熱取出モードのエネルギー効率を示したものである。入力電力に対して、発電モードと冷熱取出モードの発電効率（実線斜線部）を比較すると、発電モードの方が発電効率は高い。冷熱取出モードでは、第１熱交換器１８ａで回収した熱を暖房として使用して熱効率を向上させているのに対して（破線斜線部）、発電モードでは第１熱交換器１８ａで回収した熱を使用して第６熱交換器１８ｆで膨張前の空気を加熱して発電効率を向上させているためである。また、モータ８ａ及び発電機１６から第４熱交換器１８ｄ及び第５熱交換器１８ｅを介して暖熱を温水として取り出しているのは両モード共通であるが（Ｍ，Ｇ部分）、冷熱取出モードではさらに冷熱を取り出して冷房に使用している（Ｃ１，Ｃ２部分）。ここでＣ１部分は第２熱交換器１８ｂでの熱交換後に冷水配管４０を通じて冷水として取り出した冷熱であり、Ｃ２部分は第２熱交換器１８ｂでの熱交換後も依然常温以下である空気配管２０ｄを通じて冷気として取り出した冷熱である。総合的なエネルギー効率は、冷熱取出モードの方が発電モードよりも高くなっている。グラフでは、入力電力よりも冷熱取出モードのエネルギー効率が高くなっており、エネルギー効率が１００％を超えているが、これは周囲の空気からエネルギーを得て冷熱及び暖熱を回収して利用できるためである。冷熱と暖熱の取出比率によって、全体のエネルギー効率は異なるが、一例として１８０％（ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）＝１．８）程度の効率が期待できる。
（第３実施形態）
　図５は、第３実施形態のＣＡＥＳ発電装置２の概略構成図を示している。本実施形態のＣＡＥＳ発電装置２は、冷熱取出部１４に関する構成以外は図１の第１実施形態と実質的に同様である。従って、図１に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
　本実施形態のＣＡＥＳ発電装置２は、図１の第１実施形態のＣＡＥＳ発電装置２から第２熱交換部１８ｂ及び冷水配管４０が省略されている。従って、膨張機１４の排気口１４ｂから空気配管２０ｄを通じて供給された冷気は、そのまま冷房に使用してもよい。
　このように、第２熱交換器１８ｂ等を介して冷水を作ることなく冷気を直接冷房に使用してもよい。この場合、冷水を作るための第２熱交換器１８ｂや冷水配管２０ｄ（図１参照）等の設備が不要となり、簡単な構成で冷熱を取り出して利用できる。ただし、冷気が著しく低温になる場合や、冷気量が変動すると困る場合には、冷熱用の蓄熱槽を設けて、必要な温度と量を供給するようにするのが望ましい。
　ここで記載した各実施形態において、再生可能エネルギーによる発電の対象は、例えば、風力、太陽光、太陽熱、波力又は潮力、流水又は潮汐等、自然の力で定常的（もしくは反復的）に補充され、かつ不規則に変動するエネルギーを利用したもの全てを対象とすることが可能である。また、工場内の他の大電力を消費する機器によって電力が変動するものであってもよい。
　　２　圧縮空気貯蔵発電装置（ＣＡＥＳ発電装置）
　　４　電力系統
　　６　発電装置
　　８ａ，８ｂ　モータ（電動機）
　　１０　圧縮機
　　１０ａ　吸気口
　　１０ｂ　吐出口
　　１２　蓄圧タンク（蓄圧部）
　　１３　冷熱取出部
　　１４　膨張機（冷熱取出部）
　　１４ａ　給気口
　　１４ｂ　排気口
　　１６　発電機
　　１７　暖熱取出部
　　１８ａ　第１熱交換器（暖熱取出部）
　　１８ｂ　第２熱交換器（冷熱取出部）
　　１８ｃ　第３熱交換器（暖熱取出部）
　　１８ｄ　第４熱交換器（暖熱取出部）
　　１８ｅ　第５熱交換器（暖熱取出部）
　　１８ｆ　第６熱交換器
　　１９　水供給部
　　２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ　空気配管
　　２２　バルブ
　　２４　高圧蓄圧タンク（高圧蓄圧部）
　　２６　流量調整バルブ
　　２８　高圧圧縮機
　　２８ａ　吸気口
　　２８ｂ　吐出口
　　３０　スイッチ
　　３２ａ，３２ｂ　蓄熱タンク
　　３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ　熱媒配管
　　３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ　ポンプ
　　３８　冷凍機（冷熱取出部）
　　４０　冷水配管
　　４２ａ，４２ｂ，４２ｃ　温水配管
　　４４　モード切替機構
　　４６　三方弁（モード切替機構）
　　４６ａ　第１ポート
　　４６ｂ　第２ポート
　　４６ｃ　第３ポート
　　４８　三方弁（モード切替機構）
　　４８ａ　第１ポート
　　４８ｂ　第２ポート
　　４８ｃ　第３ポート

Claims (8)

  1. 　不規則に変動する入力電力により駆動される電動機と、
    　前記電動機と機械的に接続され、空気を圧縮する圧縮機と、
    　前記圧縮機により圧縮された圧縮空気を蓄える蓄圧部と、
    　前記蓄圧部から供給される圧縮空気によって駆動される膨張機と、
    　前記膨張機と機械的に接続された発電機と、
    　前記圧縮機から供給される圧縮空気と熱媒とで熱交換して圧縮空気を常温近傍まで冷却する第１熱交換器と、
    　作動流体である空気を常温以下の冷気として取り出す冷熱取出部と
    　を備える、圧縮空気貯蔵発電装置。
  2. 　前記冷熱取出部は、前記膨張機の排気口を含む、請求項１に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  3. 　前記冷熱取出部は、前記膨張機から供給された常温以下の冷気と冷媒とで熱交換し、冷媒を常温以下まで冷却して冷却冷媒を得る第２熱交換器を備える、請求項１又は請求項２に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  4. 　前記第１熱交換器は、熱交換により回収した圧縮熱を暖熱として取り出す暖熱取出部として機能する、請求項１又は請求項２に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  5. 　前記暖熱取出部に冷凍機が流体的に接続されている、請求項４に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  6. 　前記冷熱取出部により冷熱を取り出す効率を向上させた冷熱取出モードと、前記発電機により発電する効率を向上させた発電モードとを切り替えるモード切替機構をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  7. 　前記蓄圧部の許容蓄圧値よりも高い許容蓄圧値を有する高圧蓄圧部と、
    　前記圧縮機により圧縮された圧縮空気よりも高圧に空気を圧縮して前記高圧蓄圧部に供給する高圧圧縮機と
    　をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の圧縮空気貯蔵発電装置。
  8. 　不規則に変動する入力電力により空気を圧縮し、
    　前記圧縮の工程で昇温した圧縮空気を常温近傍まで冷却し、
    　前記常温近傍まで冷却された圧縮空気を貯蔵し、
    　貯蔵していた圧縮空気を膨張させることにより発電に利用すると同時に常温以下まで冷却して冷気として取り出す、圧縮空気貯蔵発電方法。
PCT/JP2016/077880 2015-09-29 2016-09-21 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法 WO2017057144A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16851318.2A EP3358167A4 (en) 2015-09-29 2016-09-21 DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING ENERGY BY STORING COMPRESSED AIR
US15/763,771 US10892642B2 (en) 2015-09-29 2016-09-21 Compressed air energy storage power generation apparatus and compressed air energy storage power generation method
CN201680055682.3A CN108138652B (zh) 2015-09-29 2016-09-21 压缩空气储藏发电装置以及压缩空气储藏发电方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-191668 2015-09-29
JP2015191668A JP6511378B2 (ja) 2015-09-29 2015-09-29 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017057144A1 true WO2017057144A1 (ja) 2017-04-06

Family

ID=58424078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/077880 WO2017057144A1 (ja) 2015-09-29 2016-09-21 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10892642B2 (ja)
EP (1) EP3358167A4 (ja)
JP (1) JP6511378B2 (ja)
CN (1) CN108138652B (ja)
WO (1) WO2017057144A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3477077A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-01 Aarhus Universitet Combined subcooling temperature scaes and solar powered absorption chiller
CN110573714A (zh) * 2017-04-26 2019-12-13 株式会社神户制钢所 压缩空气储存发电装置以及压缩空气储存发电方法
CN110892139A (zh) * 2017-08-01 2020-03-17 株式会社神户制钢所 压缩空气贮藏发电装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6571491B2 (ja) * 2015-10-28 2019-09-04 株式会社神戸製鋼所 ヒートポンプ
CN205559070U (zh) * 2016-03-04 2016-09-07 王力丰 以压缩空气为施力源的系统及飞机
JP6826962B2 (ja) * 2017-07-25 2021-02-10 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
JP6815369B2 (ja) * 2018-11-28 2021-01-20 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置および圧縮空気貯蔵発電方法
JP6889752B2 (ja) * 2019-05-10 2021-06-18 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置
CN112682296A (zh) * 2020-12-30 2021-04-20 中国核电工程有限公司 一种核电厂用的应急动力系统、以及核电厂动力系统
CN114109601B (zh) * 2021-11-26 2024-06-04 西安热工研究院有限公司 一种储能型冷热电三联供燃机系统
US20230184447A1 (en) * 2021-12-10 2023-06-15 Villanova University Systems and methods of isothermal compression for energy storage

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53134138A (en) * 1977-04-28 1978-11-22 Susumu Sarutani Turbine generator apparatus
JPH0354327A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Nkk Corp 余剰電力利用システム
JPH0354326A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Nkk Corp 余剰電力利用システム
JPH0365032A (ja) * 1989-08-02 1991-03-20 Central Res Inst Of Electric Power Ind コージェネレーションシステム
JPH0742573A (ja) * 1993-07-30 1995-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システム
JPH0777062A (ja) * 1993-09-09 1995-03-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンのインベントリー制御装置
JPH07224679A (ja) * 1994-02-03 1995-08-22 Israel Electric Corp Ltd:The 圧縮空気エネルギー貯蔵方法及びシステム
JP2000130185A (ja) * 1998-10-21 2000-05-09 Hitachi Ltd エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
JP2003065621A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Shimadzu Corp 冷却システム
JP2012239370A (ja) * 2011-04-13 2012-12-06 Toshiaki Ota 分散型圧縮空気貯蔵発電システム
JP2015095976A (ja) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社日立製作所 系統安定化発電システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317904A (en) * 1989-11-27 1994-06-07 4E Co. Method of and apparatus for conditioning air
US8695360B2 (en) * 2006-04-05 2014-04-15 Ben M. Enis Desalination method and system using compressed air energy systems
ES2416727T3 (es) * 2007-10-03 2013-08-02 Isentropic Limited Aparato de acumulación de energía y método para acumular energía
JP5495293B2 (ja) * 2009-07-06 2014-05-21 株式会社日立産機システム 圧縮機
US20110100010A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Freund Sebastian W Adiabatic compressed air energy storage system with liquid thermal energy storage
US20110127004A1 (en) 2009-11-30 2011-06-02 Freund Sebastian W Regenerative thermal energy storage apparatus for an adiabatic compressed air energy storage system
GB2476489B (en) * 2009-12-23 2012-02-15 Global Power And Energy Ltd Compressed Air Energy Storage Systems
US8978380B2 (en) 2010-08-10 2015-03-17 Dresser-Rand Company Adiabatic compressed air energy storage process
US8739522B2 (en) 2010-10-29 2014-06-03 Nuovo Pignone S.P.A. Systems and methods for pre-heating compressed air in advanced adiabatic compressed air energy storage systems
JP5934074B2 (ja) * 2012-10-16 2016-06-15 株式会社日立産機システム ガス圧縮機
JP6614878B2 (ja) * 2014-12-25 2019-12-04 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
JP6456236B2 (ja) * 2015-05-11 2019-01-23 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53134138A (en) * 1977-04-28 1978-11-22 Susumu Sarutani Turbine generator apparatus
JPH0354327A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Nkk Corp 余剰電力利用システム
JPH0354326A (ja) * 1989-07-20 1991-03-08 Nkk Corp 余剰電力利用システム
JPH0365032A (ja) * 1989-08-02 1991-03-20 Central Res Inst Of Electric Power Ind コージェネレーションシステム
JPH0742573A (ja) * 1993-07-30 1995-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システム
JPH0777062A (ja) * 1993-09-09 1995-03-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンのインベントリー制御装置
JPH07224679A (ja) * 1994-02-03 1995-08-22 Israel Electric Corp Ltd:The 圧縮空気エネルギー貯蔵方法及びシステム
JP2000130185A (ja) * 1998-10-21 2000-05-09 Hitachi Ltd エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
JP2003065621A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Shimadzu Corp 冷却システム
JP2012239370A (ja) * 2011-04-13 2012-12-06 Toshiaki Ota 分散型圧縮空気貯蔵発電システム
JP2015095976A (ja) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社日立製作所 系統安定化発電システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110573714A (zh) * 2017-04-26 2019-12-13 株式会社神户制钢所 压缩空气储存发电装置以及压缩空气储存发电方法
EP3628841A4 (en) * 2017-04-26 2021-01-27 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) ELECTRICITY GENERATING DEVICE WITH COMPRESSED AIR STORAGE AND ELECTRICITY GENERATING PROCESS WITH COMPRESSED AIR STORAGE
US10995665B2 (en) 2017-04-26 2021-05-04 Kobe Steel, Ltd. Compressed air energy storage power generation device and compressed air energy storage power generation method
CN110892139A (zh) * 2017-08-01 2020-03-17 株式会社神户制钢所 压缩空气贮藏发电装置
EP3477077A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-01 Aarhus Universitet Combined subcooling temperature scaes and solar powered absorption chiller

Also Published As

Publication number Publication date
JP6511378B2 (ja) 2019-05-15
CN108138652B (zh) 2020-11-24
US10892642B2 (en) 2021-01-12
EP3358167A1 (en) 2018-08-08
CN108138652A (zh) 2018-06-08
US20180283275A1 (en) 2018-10-04
JP2017066938A (ja) 2017-04-06
EP3358167A4 (en) 2019-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017057144A1 (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
JP6571491B2 (ja) ヒートポンプ
EP3296546B1 (en) Compressed air energy storage and power generation device
WO2016181884A1 (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置
CA2821108C (en) Energy storage system and method for energy storage
CN108779712B (zh) 压缩空气贮藏发电装置
WO2018181005A1 (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置
JP6930844B2 (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置
US20200109882A1 (en) Heat-storage system and operating method of heat-storage system
JP6817908B2 (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置及び方法
KR102513802B1 (ko) 냉각 시스템
US11092075B2 (en) High-capacity electric energy storage system for gas turbine based power plants
JP6906013B2 (ja) ヒートポンプ
JP2019060312A (ja) 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法
JP2019173608A (ja) 圧縮空気貯蔵発電方法
CN220929493U (zh) 一种水侧定压水蓄热方式的压缩空气储能系统
CN203704423U (zh) 低温余热发电装置
JP2022184621A (ja) 圧縮空気貯蔵発電システム
CN103776192A (zh) 低温余热发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16851318

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15763771

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016851318

Country of ref document: EP