JPH0742573A - 圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システム - Google Patents

圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システム

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JPH0742573A
JPH0742573A JP5190251A JP19025193A JPH0742573A JP H0742573 A JPH0742573 A JP H0742573A JP 5190251 A JP5190251 A JP 5190251A JP 19025193 A JP19025193 A JP 19025193A JP H0742573 A JPH0742573 A JP H0742573A
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JP
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compressor
turbine
power
generator
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JP5190251A
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Shigeru Aeba
茂 饗庭
Tadashi Tsuji
正 辻
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、夜間等の電力余剰時に、電動機兼発
電機に電力を供給し、圧縮機兼タービンを圧縮機として
駆動し、圧縮空気槽に圧縮空気を貯蔵する。そして昼間
等の電力不足時に、圧縮空気槽から圧縮空気を圧縮機兼
タービンへ供給し、電動機兼発電機を発電機として駆動
し、電力を得ることを特徴とする。 【構成】圧縮機兼タービン１と電動機兼発電機２が一軸
上に配置され、圧縮空気槽３が圧縮機兼タービン１の圧
縮空気吸排気孔と連通されて、夜間等の電力余剰時に、
電動機兼発電機２に電力を供給し、圧縮機兼タービン１
を圧縮機として駆動し、圧縮空気槽３に圧縮空気を貯蔵
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、夜間電力を利用する電
力平準化システムに係り、特に、空気を貯蔵・放出して
発電を行なう小・中規模圧縮空気エネルギー貯蔵式電力
平準化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】夜間電力を利用する電力平準化システム
の従来技術を図５を参照して説明する。従来は、夜間電
力平準化システムとして、圧縮機と電動機兼発電機とタ
ービン（ガスタービン）とを嵌脱接手を介して同軸に配
備し、圧縮機の空気出口と燃焼器と空気貯蔵地下空洞の
３つを弁などを介して３方に接続したガスタービン式の
夜間電力平準化システムが存在する。
【０００３】その運転は次の通りである。夜間電力が余
っているときは、電動機と圧縮機を接なぎ、電動機にて
圧縮機を駆動し、得られた圧縮空気を空気貯蔵地下空洞
へ導き圧縮空気を貯蔵する。
【０００４】昼間電力が不足しているときは、発電機と
タービンを接なぎ、空気貯蔵地下空洞に貯蔵された圧縮
空気を燃焼器へ送り、燃料と混合させて燃焼し、高温ガ
スにてタービン（ガスタービン）を駆動し、発電する。
また、通常時は、一般のガスタービンシステムと同様の
運転も可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のシステ
ムに於いては、システムの大容量化は図れるが、設備費
が高くなり、発電単価が高くなる。また、大量の空気を
貯蔵する地下空洞等の立地条件は、山間部が適してお
り、地域的な制約があるとともに、関連設備の建設費が
かさみ、メンテナンスや燃料確保の点からも非常に不便
である。
【０００６】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
従来のガスタービンを用いる構成に比し、構成が簡単
で、建設費が安く、かつ立地条件が特定されないことか
ら、発電単価を低減できる、経済的に有利な、小・中規
模圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システムを提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機兼ター
ビンと電動機兼発電機を一軸上に配置し、圧縮機兼ター
ビンの圧縮空気吸排気孔と圧縮空気槽を連通した小・中
規模圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システムを特
徴とする。
【０００８】更に、本発明は、圧縮機と電動機兼発電機
とタービンを嵌脱接手を介して一軸上に配置し、圧縮機
の圧縮空気排気孔とタービンの吸気孔と圧縮空気槽を弁
手段を介して連通した小・中規模圧縮空気エネルギー貯
蔵式電力平準化システムを特徴とする。
【０００９】更に、具体的な実施例（１）として、ター
ビン入り口温度を更に上昇させて、出力・効率を向上さ
せるときは、 ａ）．図３に示すように、アフタークーラー兼ヒータ
（ＡＣ）で昇温した空気を圧縮機兼タービン１に投入す
る。
【００１０】ｂ）．熱媒加熱装置（ＡＦ）で熱媒（ａ）
を予熱する。 以上の手段のいずれか又は双方を用いる。更に、具体的
な実施例（２）として、吸気冷却兼排熱回収（ＩＣ）は
圧縮機運用では吸気冷却、タービン運用では熱回収のた
めに用いる。消音設備（ＳＥ）には消音装置（吸気・排
気併用）を内蔵し、圧縮時は吸気フィルタ（Ｆ）、ター
ビン作動時は排気設備（ＳＴＣＫ）を用いる。
【００１１】
【作用】上記した本発明の構成によれば、夜間は余剰電
力を利用して、空気貯蔵槽に圧縮空気エネルギーとして
貯蔵し、昼間は電力不足時に、この圧縮空気にてタービ
ンを駆動し、電力として回収し送電する電力平準化シス
テムが実現できる。
【００１２】更に、図３に示される実施例（第３実施
例）の作用について述べると、 （１）．空洞への貯蔵は図示Ａ方向に空気を投入し、発
電時は全く逆方向（Ｂ方向）に空気を流して膨張タービ
ンとして作動させる。 （２）．空洞貯蔵では空気冷却、膨張操作では空気昇温
を行なうには、アフタークーラー兼ヒータ（ＡＣ）を用
いて、熱媒を循環させ、貯蔵時は熱媒タンク（Ｔ）を熱
媒（ａ）で充填し、発電時はそれをアフタークーラー兼
ヒータ（ＡＣ）に向けて払い出す。
【００１３】これにより、本来必要とされる、圧縮機・
タービン各１台（図５参照）が、本発明に於いては１台
の圧縮機兼タービンで済み、コストダウン、設置エリア
の節約が図れる。又、熱媒加熱装置（ＡＦ）の使用で、
高出力・高効率発電が可能となる。 （３）．吸気冷却兼排熱回収（ＩＣ）の消音効果は、消
音設備ＳＥの消音装置の小型化に役立つ。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。先ず、本発明の第１実施例を図１を参照して説明
する。図１に示す第１実施例に於いては、圧縮機兼ター
ビン１と電動機兼発電機２が一軸上に配置され、圧縮空
気槽３が圧縮機兼タービン１の圧縮空気吸排気孔と連通
されている。
【００１５】この第１実施例のシステムでは、夜間等の
電力余剰時に、電動機兼発電機２に電力を供給し、圧縮
機兼タービン１を圧縮機として駆動し、圧縮空気槽３に
圧縮空気を貯蔵する。
【００１６】そして昼間等の電力不足時に、圧縮空気槽
３から圧縮空気を圧縮機兼タービン１へ供給し、電動機
兼発電機２を発電機として駆動し、電力を得る。次に、
本発明の第２実施例を図２を参照して説明する。
【００１７】図２に示す第２実施例に於いては、圧縮機
４と電動機兼発電機２とタービン５とがそれぞれ嵌脱接
手６，６を介して一軸上に配置され、圧縮空気槽３が圧
縮機４とタービン５とにそれぞれ弁７を介して連通され
ている。
【００１８】この第２実施例のシステムでは、電力余剰
時は圧縮機４と電動機兼発電機２を嵌脱接手６にて接続
し、上記した第１実施例と同様に、圧縮空気を貯蔵す
る。そして、電力不足時には、タービン５と電動機兼発
電機２を嵌脱接手６にて接続し、上記した第１実施例と
同様に発電する。
【００１９】尚、圧縮空気槽３は、小型のものを複数個
並列に配置したものが好ましい。図３及び図４は、図１
及び図２に示した基本構成にプラント効率を高めるため
の補助設備を設けた実施例である。
【００２０】図３に示す第３の実施例に於いては、空気
貯蔵時には、圧縮機兼タービン１で圧縮された圧縮空気
がアフタークーラー兼ヒータ（ＡＣ）で冷却され、圧縮
空気槽３に蓄えられる。
【００２１】このとき、圧縮空気から回収された熱は熱
媒（ａ）として、熱媒タンク（Ｔ）に蓄えられる。そし
て場合によっては夜間電力などを使って熱媒加熱装置
（ＡＦ）にて熱媒（Ｔ）に蓄えられた熱媒が更に加熱さ
れる。
【００２２】次に発電時には、圧縮空気槽３から取り出
された圧縮空気がアフタークーラー兼ヒータ（ＡＣ）に
て加熱され、圧縮機兼タービン１に送られる。圧縮機兼
タービン１の外気側に設けられた吸気冷却兼排熱回収
（ＩＣ）もプラントの効率を高めるために、吸気を冷却
し、また排気の熱を回収する。
【００２３】図４に示す第４の実施例は、基本的には第
３実施例と同機能であり、第３実施例に比べて圧縮機と
タービンが分かれている分、各補機も分けられている。
上記したように、本発明の実施例に於いては、ガスター
ビンなどを必要としない、圧縮機、空気タービン、電動
機兼発電機、及び小型の圧縮空気槽からなるシステムで
あるので、立地条件が山間部等に限られることなく、ま
た、建設費も比較的安くなる。また、燃料などを必要と
しないのでメンテナンスも容易となり、環境への影響も
ない。
【００２４】尚、昼間電力単価は約２０円／ｋｗｈ、夜
間電力単価は８円／ｋｗｈ程度であるので、多少のサイ
クルロス、エネルギーロスが生じても吸収可能であり、
本発明による電力平準化の経済的メリットも十分期待で
きる。
【００２５】又、高出力・高効率のためには、図１に於
いて燃料使用も可能としておく構成とすることも可能で
ある。又、熱媒加熱装置（ＡＦ）を電気ヒータ（夜間電
力）とすれば電力平準化を更に改善でき燃料は用いなく
とも良い。
【００２６】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、従
来のガスタービンを用いる構成に比し、構成が簡単で、
建設費が安く、かつ立地条件が特定されないことから、
発電単価を低減できる、経済的に有利な、小・中規模圧
縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システムが提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るシステムの全体の構
成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２実施例に係るシステムの全体の構
成を示すブロック図。
【図３】本発明の第３実施例に係るシステムの全体の構
成を示すブロック図。
【図４】本発明の第４実施例に係るシステムの全体の構
成を示すブロック図。
【図５】従来のシステム構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…圧縮機兼タービン、２…電動機兼発電機、３…圧縮
空気槽、４…圧縮機、５…タービン、６…嵌脱接手、７
…弁。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機兼タービンと電動機兼発電機を一
    軸上に配置し、圧縮機兼タービンの圧縮空気吸排気孔と
    圧縮空気槽を連通したことを特徴とする小・中規模圧縮
    空気エネルギー貯蔵式電力平準化システム。
  2. 【請求項２】 圧縮機と電動機兼発電機とタービンを嵌
    脱接手を介して一軸上に配置し、圧縮機の圧縮空気排気
    孔とタービンの吸気孔と圧縮空気槽を弁手段を介して連
    通したことを特徴とする小・中規模圧縮空気エネルギー
    貯蔵式電力平準化システム。
JP5190251A 1993-07-30 1993-07-30 圧縮空気エネルギー貯蔵式電力平準化システム Pending JPH0742573A (ja)

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