JPH1092627A - 超電導電力貯蔵システム - Google Patents
超電導電力貯蔵システムInfo
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- JPH1092627A JPH1092627A JP8247866A JP24786696A JPH1092627A JP H1092627 A JPH1092627 A JP H1092627A JP 8247866 A JP8247866 A JP 8247866A JP 24786696 A JP24786696 A JP 24786696A JP H1092627 A JPH1092627 A JP H1092627A
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- superconducting
- energy
- storage system
- superconducting coil
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- 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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】超電導コイルの低い冷凍効率を補って総合的エ
ネルギの有効利用を図ることにある。 【解決手段】電力変換器８を通して電力エネルギを超電
導コイル２の蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エ
ネルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵
システムにおいて、超電導コイル２の運転時に液化天然
ガスの気化潜熱によって直接的又は間接的に超電導コイ
ル２を冷却するようにしたものである。
ネルギの有効利用を図ることにある。 【解決手段】電力変換器８を通して電力エネルギを超電
導コイル２の蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エ
ネルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵
システムにおいて、超電導コイル２の運転時に液化天然
ガスの気化潜熱によって直接的又は間接的に超電導コイ
ル２を冷却するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵する超電導電力貯蔵
システムにおいて、特に超電導コイルを液化天然ガスの
気化設備を利用して冷却する超電導電力貯蔵システムに
関する。
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵する超電導電力貯蔵
システムにおいて、特に超電導コイルを液化天然ガスの
気化設備を利用して冷却する超電導電力貯蔵システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、余剰電力の有効利用と電力需要ピ
ーク時の負荷への電力供給を補償する目的で電力エネル
ギを超電導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵する超電導
電力貯蔵システム（以下ＳＭＥＳと略称する）の開発が
計画され、その技術的検討と実証システムの製作が進め
られている。
ーク時の負荷への電力供給を補償する目的で電力エネル
ギを超電導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵する超電導
電力貯蔵システム（以下ＳＭＥＳと略称する）の開発が
計画され、その技術的検討と実証システムの製作が進め
られている。
【０００３】このＳＭＥＳは、電力エネルギを超電導コ
イルの蓄積エネルギとして貯蔵し、この蓄積エネルギを
電力変換装置によって再び電力エネルギに変換して随時
電力系統に放出するものである。
イルの蓄積エネルギとして貯蔵し、この蓄積エネルギを
電力変換装置によって再び電力エネルギに変換して随時
電力系統に放出するものである。
【０００４】一方、システムの核となる超電導コイルに
ついては、すでにＭＲＩ装置などで実用化されている種
類のものもあるが、ＳＭＥＳにこのような超電導コイル
を用いる場合、システムの運転により交流性のエネルギ
変換が行われるため、コイル内部に交流損失が発生す
る。このため、超電導コイルの冷却に必要とする熱量の
大きさは上記ＭＲＩ装置など主に直流磁界を発生する装
置のコイルに比較して大きい。
ついては、すでにＭＲＩ装置などで実用化されている種
類のものもあるが、ＳＭＥＳにこのような超電導コイル
を用いる場合、システムの運転により交流性のエネルギ
変換が行われるため、コイル内部に交流損失が発生す
る。このため、超電導コイルの冷却に必要とする熱量の
大きさは上記ＭＲＩ装置など主に直流磁界を発生する装
置のコイルに比較して大きい。
【０００５】一般的に超電導コイルは、液体ヘリウムに
よって冷却しており、その理由は超電導コイルを構成す
る超電導材料としてニオブチタンやニオブスズなど臨界
温度の極めて低い物質を使用しているためである。
よって冷却しており、その理由は超電導コイルを構成す
る超電導材料としてニオブチタンやニオブスズなど臨界
温度の極めて低い物質を使用しているためである。
【０００６】従来、超電導コイルを液体ヘリウムにより
冷却するシステムとしては、ヘリウム冷凍機や低温ポン
プを用いた閉ループ冷凍システムか、または貯液した液
体ヘリウムに直接コイルを浸漬する方式があるが、この
コイルを直接浸漬する方式の場合、液体ヘリウムを貯液
するための容器を必要とし、構造が複雑になる等の理由
から大規模なシステムに適用することは困難である。
冷却するシステムとしては、ヘリウム冷凍機や低温ポン
プを用いた閉ループ冷凍システムか、または貯液した液
体ヘリウムに直接コイルを浸漬する方式があるが、この
コイルを直接浸漬する方式の場合、液体ヘリウムを貯液
するための容器を必要とし、構造が複雑になる等の理由
から大規模なシステムに適用することは困難である。
【０００７】また、前者の閉ループ冷凍システムは冷凍
機装置を備えなければならないが、冷凍サイクルの高熱
源としては利用する沸騰温度や供給価格が適切な液体窒
素が一般的に使用されている。
機装置を備えなければならないが、冷凍サイクルの高熱
源としては利用する沸騰温度や供給価格が適切な液体窒
素が一般的に使用されている。
【０００８】図５は従来の超電導コイルの冷凍冷却シス
テムの一例を示す概念図である。図５において、２１は
超電導コイル２２が収容されたクライオスタット、２３
はクライオスタット２１へ液体ヘリウムを循環させて超
電導コイル２２を冷却するヘリウム冷凍機で、このヘリ
ウム冷凍機２３には液体ヘリウムの循環系にヘリウム圧
縮機２４及びバッファタンク２５がそれぞれ接続されて
いる。
テムの一例を示す概念図である。図５において、２１は
超電導コイル２２が収容されたクライオスタット、２３
はクライオスタット２１へ液体ヘリウムを循環させて超
電導コイル２２を冷却するヘリウム冷凍機で、このヘリ
ウム冷凍機２３には液体ヘリウムの循環系にヘリウム圧
縮機２４及びバッファタンク２５がそれぞれ接続されて
いる。
【０００９】また、ヘリウム冷凍機２３内にはクライオ
スタット２１との間で循環するヘリウムを窒素貯槽２７
より供給される液体窒素により熱交換する熱交換器２６
が備えられている。
スタット２１との間で循環するヘリウムを窒素貯槽２７
より供給される液体窒素により熱交換する熱交換器２６
が備えられている。
【００１０】ところで、液化天然ガス（以下ＬＮＧと略
称する）の気化装置としては、一般に図６に示すような
構成となっている。図６において、３１はＬＮＧタン
カ、３２はこのＬＮＧタンカ３１で輸送されたＬＮＧの
液体を貯溜するＬＮＧ貯槽、３３はＬＮＧ貯槽３２より
ＬＮＧポンプ３４を介して流入する液体を気化する気化
器で、この気化器３３は気化の際に発生する冷熱を海水
ポンプ３５より供給される海水を媒体として熱交換する
ようにしている。
称する）の気化装置としては、一般に図６に示すような
構成となっている。図６において、３１はＬＮＧタン
カ、３２はこのＬＮＧタンカ３１で輸送されたＬＮＧの
液体を貯溜するＬＮＧ貯槽、３３はＬＮＧ貯槽３２より
ＬＮＧポンプ３４を介して流入する液体を気化する気化
器で、この気化器３３は気化の際に発生する冷熱を海水
ポンプ３５より供給される海水を媒体として熱交換する
ようにしている。
【００１１】また、３６はＬＮＧ貯槽３２内で気化した
ＬＮＧを圧縮して気化器３３のＬＮＧガス流出系に導入
する蒸発ガス圧縮機である。このような従来のＬＮＧ気
化装置においては、ＬＮＧタンカ３１により供給地近傍
の基地まで輸送された液体を気化しているが、この際発
生する冷熱は海水を媒体にして排出しているため、その
熱源を利用できないばかりでなく、気化設備の維持管理
には気化器の管外着氷などの問題があり、多くの労力を
必要としていた。
ＬＮＧを圧縮して気化器３３のＬＮＧガス流出系に導入
する蒸発ガス圧縮機である。このような従来のＬＮＧ気
化装置においては、ＬＮＧタンカ３１により供給地近傍
の基地まで輸送された液体を気化しているが、この際発
生する冷熱は海水を媒体にして排出しているため、その
熱源を利用できないばかりでなく、気化設備の維持管理
には気化器の管外着氷などの問題があり、多くの労力を
必要としていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の超電
導電力貯蔵システムにおいて、超電導コイルの冷却に用
いられるヘリウム冷凍装置は、現在の技術ではエネルギ
効率が極めて低く、低熱源の利用エネルギに対し、高熱
源に必要とするエネルギは数十倍以上になっている。
導電力貯蔵システムにおいて、超電導コイルの冷却に用
いられるヘリウム冷凍装置は、現在の技術ではエネルギ
効率が極めて低く、低熱源の利用エネルギに対し、高熱
源に必要とするエネルギは数十倍以上になっている。
【００１３】従って、超電導コイルの運転中、高い頻度
で冷凍負荷の発生するＳＭＥＳについては高熱源として
のエネルギを何に求めるかがシステムの総合効率を評価
する上で重要である。
で冷凍負荷の発生するＳＭＥＳについては高熱源として
のエネルギを何に求めるかがシステムの総合効率を評価
する上で重要である。
【００１４】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、超電導コイルの低い冷凍効率を補って総合的
エネルギの有効利用を図ることが可能な超電導電力貯蔵
システムを提供することを目的とする。
たもので、超電導コイルの低い冷凍効率を補って総合的
エネルギの有効利用を図ることが可能な超電導電力貯蔵
システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により超電導電力貯蔵シス
テムを構成するものである。請求項１に対応する発明
は、電力変換器を通して電力エネルギを超電導コイルの
蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力
エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵システムにお
いて、前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化
潜熱によって直接的又は間接的に前記超電導コイルを冷
却するようにしたものである。
成するため、次のような手段により超電導電力貯蔵シス
テムを構成するものである。請求項１に対応する発明
は、電力変換器を通して電力エネルギを超電導コイルの
蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力
エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵システムにお
いて、前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化
潜熱によって直接的又は間接的に前記超電導コイルを冷
却するようにしたものである。
【００１６】請求項２に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
ス基地において天然ガス気化を目的とした設備に組込ま
れ、前記超電導コイルの運転時に前記設備による天然ガ
スの気化潜熱によって直接的又は間接的に前記超電導コ
イルを冷却するようにしたものである。
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
ス基地において天然ガス気化を目的とした設備に組込ま
れ、前記超電導コイルの運転時に前記設備による天然ガ
スの気化潜熱によって直接的又は間接的に前記超電導コ
イルを冷却するようにしたものである。
【００１７】上記請求項１及び請求項２に対応する発明
の超電導電力貯蔵システムにあっては、ＬＮＧの気化潜
熱は約８９０ｋＪ／ｋｇとされており、この冷熱によっ
て直接的または間接的に超電導コイルを冷却すると共
に、電力変換器によって超電導コイルに電力エネルギの
入出力を行うことにより、総合的に損失の少ない電力貯
蔵システムを実現できる。
の超電導電力貯蔵システムにあっては、ＬＮＧの気化潜
熱は約８９０ｋＪ／ｋｇとされており、この冷熱によっ
て直接的または間接的に超電導コイルを冷却すると共
に、電力変換器によって超電導コイルに電力エネルギの
入出力を行うことにより、総合的に損失の少ない電力貯
蔵システムを実現できる。
【００１８】請求項３に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
スの気化潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを
低熱源として熱交換を行うヘリウム冷凍機を運転して得
られる液体ヘリウムにより前記超電導コイルを冷却する
ようにしたものである。
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
スの気化潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを
低熱源として熱交換を行うヘリウム冷凍機を運転して得
られる液体ヘリウムにより前記超電導コイルを冷却する
ようにしたものである。
【００１９】上記請求項３に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、冷却手段としてＬＮＧの気化
潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを低熱源と
してヘリウム冷凍機を運転して液体ヘリウムにより超電
導コイルを冷却しながら、電力変換器によって超電導コ
イルに電力エネルギの入出力を行うことにより、総合的
に損失の少ない電力貯蔵システムを実現できる。
貯蔵システムにあっては、冷却手段としてＬＮＧの気化
潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを低熱源と
してヘリウム冷凍機を運転して液体ヘリウムにより超電
導コイルを冷却しながら、電力変換器によって超電導コ
イルに電力エネルギの入出力を行うことにより、総合的
に損失の少ない電力貯蔵システムを実現できる。
【００２０】請求項４に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
スの気化潜熱を高熱源として用いて熱交換が行われ、且
つ低温ポンプの運転により循環するヘリウム等の冷媒を
中間冷媒として前記超電導コイルを冷却するようにした
ものである。
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、液化天然ガ
スの気化潜熱を高熱源として用いて熱交換が行われ、且
つ低温ポンプの運転により循環するヘリウム等の冷媒を
中間冷媒として前記超電導コイルを冷却するようにした
ものである。
【００２１】上記請求項４に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、冷却手段としてＬＮＧの気化
潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを低熱源と
して低温ポンプを運転して超電導コイルを強制冷却しな
がら電力変換器によって超電導コイルに電力エネルギの
入出力を行うことにより、総合的に損失の少ない電力貯
蔵システムを実現できる。
貯蔵システムにあっては、冷却手段としてＬＮＧの気化
潜熱を高熱源として用いると共に、ヘリウムを低熱源と
して低温ポンプを運転して超電導コイルを強制冷却しな
がら電力変換器によって超電導コイルに電力エネルギの
入出力を行うことにより、総合的に損失の少ない電力貯
蔵システムを実現できる。
【００２２】請求項５に対応する発明は、請求項３に対
応する発明おいて、超電導コイルを臨界温度が液化天然
ガスの沸騰点より高い酸化物系超伝導材料により構成し
たものである。
応する発明おいて、超電導コイルを臨界温度が液化天然
ガスの沸騰点より高い酸化物系超伝導材料により構成し
たものである。
【００２３】上記請求項５に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、超電導コイルに使用する超伝
導材料として、臨界温度が液化天然ガスの沸騰点（約１
２０Ｋ）より高い酸化物系超伝導材料が用いられている
場合には、ＬＮＧの気化潜熱で直接超電導コイルの発生
損失を取去ることができる。
貯蔵システムにあっては、超電導コイルに使用する超伝
導材料として、臨界温度が液化天然ガスの沸騰点（約１
２０Ｋ）より高い酸化物系超伝導材料が用いられている
場合には、ＬＮＧの気化潜熱で直接超電導コイルの発生
損失を取去ることができる。
【００２４】請求項６に対応する発明は、電力変換器を
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、前記超電導
コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱によって直接
的又は間接的に前記超電導コイルの保冷に必要なクライ
オスタット内の熱輻射シールドを冷却するようにしたも
のである。
通して電力エネルギを超電導コイルの蓄積エネルギとし
て貯蔵し、且つ該蓄積エネルギを電力エネルギとして入
出力する超電導電力貯蔵システムにおいて、前記超電導
コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱によって直接
的又は間接的に前記超電導コイルの保冷に必要なクライ
オスタット内の熱輻射シールドを冷却するようにしたも
のである。
【００２５】上記請求項６に対応する発明の超電導電力
貯蔵システムにあっては、超電導コイルを保冷するため
のクライオスタット（真空断熱容器）中の要素として設
ける熱輻射シールドの冷却にも直接ＬＮＧの気化潜熱を
利用することができ、さらに総合的に損失の少ない電力
貯蔵システムを実現できる。
貯蔵システムにあっては、超電導コイルを保冷するため
のクライオスタット（真空断熱容器）中の要素として設
ける熱輻射シールドの冷却にも直接ＬＮＧの気化潜熱を
利用することができ、さらに総合的に損失の少ない電力
貯蔵システムを実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による超電導電力貯蔵
システムの第１の実施の形態を示す構成図である。図１
において、１は電力エネルギを貯蔵する超電導コイル２
が収容されたクライオスタット、３はクライオスタット
１へ液体ヘリウムを循環させて超電導コイル２を冷却す
るヘリウム冷凍機で、このヘリウム冷凍機３内にはクラ
イオスタット１との間で循環するヘリウムをＬＮＧの冷
熱と熱交換するＬＮＧ熱交換器４が備えられている。こ
のＬＮＧ熱交換器４は、一次側をＬＮＧ供給系、二次側
を液体ヘリウムの循環系として熱交換を行うものであ
る。
参照して説明する。図１は本発明による超電導電力貯蔵
システムの第１の実施の形態を示す構成図である。図１
において、１は電力エネルギを貯蔵する超電導コイル２
が収容されたクライオスタット、３はクライオスタット
１へ液体ヘリウムを循環させて超電導コイル２を冷却す
るヘリウム冷凍機で、このヘリウム冷凍機３内にはクラ
イオスタット１との間で循環するヘリウムをＬＮＧの冷
熱と熱交換するＬＮＧ熱交換器４が備えられている。こ
のＬＮＧ熱交換器４は、一次側をＬＮＧ供給系、二次側
を液体ヘリウムの循環系として熱交換を行うものであ
る。
【００２７】このＬＮＧ熱交換器４の一次側にはＬＮＧ
貯槽５より流出するＬＮＧがＬＮＧポンプ６で加圧して
供給され、二次側を流れる液体ヘリウムと熱交換した
後、ＬＮＧ圧縮機７に加えられ、このＬＮＧ圧縮機７で
気化し、圧縮した気化天然ガスを外部へ供給するように
している。
貯槽５より流出するＬＮＧがＬＮＧポンプ６で加圧して
供給され、二次側を流れる液体ヘリウムと熱交換した
後、ＬＮＧ圧縮機７に加えられ、このＬＮＧ圧縮機７で
気化し、圧縮した気化天然ガスを外部へ供給するように
している。
【００２８】図中、８は超電導コイルより電流供給系に
流出する電流を交流電力に変換する電力変換器で、この
電力変換器８で変換された電力は図示しない電力系統に
供給されるようになっている。
流出する電流を交流電力に変換する電力変換器で、この
電力変換器８で変換された電力は図示しない電力系統に
供給されるようになっている。
【００２９】このような構成の超電導電力貯蔵システム
において、ＬＮＧがＬＮＧポンプ６によりヘリウム冷凍
機３内のＬＮＧ熱交換器４に圧送されると、ＬＮＧはＬ
ＮＧ熱交換器４にて冷熱を発生した後、ＬＮＧ圧縮器７
により気化天然ガスとして外部へ供給される。
において、ＬＮＧがＬＮＧポンプ６によりヘリウム冷凍
機３内のＬＮＧ熱交換器４に圧送されると、ＬＮＧはＬ
ＮＧ熱交換器４にて冷熱を発生した後、ＬＮＧ圧縮器７
により気化天然ガスとして外部へ供給される。
【００３０】この場合、ＬＮＧの気化潜熱は約８９０kj
/kg とされており、この冷熱によってヘリウム循環系に
流れるヘリウムと熱交換を行うことにより、超電導コイ
ル２は約４．５Ｋのヘリウムによって冷却される。
/kg とされており、この冷熱によってヘリウム循環系に
流れるヘリウムと熱交換を行うことにより、超電導コイ
ル２は約４．５Ｋのヘリウムによって冷却される。
【００３１】従って、上記第１の実施の形態によれば、
ＬＮＧの気化冷熱を超電導コイルの冷却に有効に利用で
きるので、損失の少ない超電導電力貯蔵システムを提供
できる。
ＬＮＧの気化冷熱を超電導コイルの冷却に有効に利用で
きるので、損失の少ない超電導電力貯蔵システムを提供
できる。
【００３２】次に本発明の第２の実施の形態を図２によ
り説明するに、図１と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第２の実施
の形態では、図２に示すようにクライオスタット１内に
収納された超電導コイル２とＬＮＧ貯槽５との間に低温
ポンプ９により液体ヘリウムを循環させる循環系を構成
し、ＬＮＧ貯槽５内のＬＮＧの液体中に浸漬されたＬＮ
Ｇ熱交換器４により冷熱と冷媒循環系を流れる液体ヘリ
ウムと熱交換して超電導コイル２を強制冷却するように
したものである。
り説明するに、図１と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第２の実施
の形態では、図２に示すようにクライオスタット１内に
収納された超電導コイル２とＬＮＧ貯槽５との間に低温
ポンプ９により液体ヘリウムを循環させる循環系を構成
し、ＬＮＧ貯槽５内のＬＮＧの液体中に浸漬されたＬＮ
Ｇ熱交換器４により冷熱と冷媒循環系を流れる液体ヘリ
ウムと熱交換して超電導コイル２を強制冷却するように
したものである。
【００３３】この場合、ＬＮＧ貯槽５内の上方空間部に
は熱交換によりＬＮＧの液体の一部が気化して溜まる天
然ガスは、ＬＮＧ圧縮機７により加圧されて外部へ供給
される。
は熱交換によりＬＮＧの液体の一部が気化して溜まる天
然ガスは、ＬＮＧ圧縮機７により加圧されて外部へ供給
される。
【００３４】従って、上記第２の実施の形態によれば、
冷媒循環系を流れる液体ヘリウムをＬＮＧ貯槽５内のＬ
ＮＧの液体の冷熱により直接冷却するようにしているの
で、ＬＮＧの気化冷熱を超電導コイルの冷却に有効に利
用することができ、損失の少ない超電導電力貯蔵システ
ムを提供できると共に、第１の実施の形態のようにヘリ
ウム冷凍機が不要となり、冷却設備の簡素化を図ること
ができる。
冷媒循環系を流れる液体ヘリウムをＬＮＧ貯槽５内のＬ
ＮＧの液体の冷熱により直接冷却するようにしているの
で、ＬＮＧの気化冷熱を超電導コイルの冷却に有効に利
用することができ、損失の少ない超電導電力貯蔵システ
ムを提供できると共に、第１の実施の形態のようにヘリ
ウム冷凍機が不要となり、冷却設備の簡素化を図ること
ができる。
【００３５】次に本発明の第３の実施の形態を図３によ
り説明するに、図１と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第３の実施
の形態では、図３に示すようにクライオスタット１内に
収納された超電導コイル２をＬＮＧ貯槽５よりＬＮＧポ
ンプ６により圧送されるＬＮＧの液体によりＬＮＧ熱交
換器４を介して冷却し、このＬＮＧ熱交換器４より発生
した冷熱により気化した天然ガスはＬＮＧ圧縮機７によ
り加圧されて外部へ供給されるようにしたものである。
り説明するに、図１と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第３の実施
の形態では、図３に示すようにクライオスタット１内に
収納された超電導コイル２をＬＮＧ貯槽５よりＬＮＧポ
ンプ６により圧送されるＬＮＧの液体によりＬＮＧ熱交
換器４を介して冷却し、このＬＮＧ熱交換器４より発生
した冷熱により気化した天然ガスはＬＮＧ圧縮機７によ
り加圧されて外部へ供給されるようにしたものである。
【００３６】この場合、超電導コイル２は臨界温度が１
２０Ｋ以上の酸化物超伝導材料を使用した導体で構成さ
れ、熱伝導を利用した間接冷却方式として電気絶縁を容
易に構成できるものとする。
２０Ｋ以上の酸化物超伝導材料を使用した導体で構成さ
れ、熱伝導を利用した間接冷却方式として電気絶縁を容
易に構成できるものとする。
【００３７】従って、上記第３の実施の形態によれば、
ＬＮＧはＬＮＧ圧縮機７により気化し天然ガスとして外
部へ供給されるが、その過程でＬＮＧ熱交換器４におい
て冷熱を発生するので、このＬＮＧ熱交換器４は直接１
２０Ｋの低熱源として超電導コイル２の冷却に供し得
る。これにより、ＬＮＧの気化冷熱を超電導コイルの冷
却に有効に利用することができると共に、冷却設備の大
幅な簡素化を図ることができる損失の少ない超電導電力
貯蔵システムを提供できる。
ＬＮＧはＬＮＧ圧縮機７により気化し天然ガスとして外
部へ供給されるが、その過程でＬＮＧ熱交換器４におい
て冷熱を発生するので、このＬＮＧ熱交換器４は直接１
２０Ｋの低熱源として超電導コイル２の冷却に供し得
る。これにより、ＬＮＧの気化冷熱を超電導コイルの冷
却に有効に利用することができると共に、冷却設備の大
幅な簡素化を図ることができる損失の少ない超電導電力
貯蔵システムを提供できる。
【００３８】次に本発明の第４の実施の形態を図４によ
り説明するに、図１と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第４の実施
の形態では、図４に示すようにクライオスタット１内に
収納された超電導コイル２の外周部に熱輻射シールド１
０を有する場合、この熱輻射シールド１０の近傍にＬＮ
Ｇ熱交換器４を設け、ＬＮＧ貯槽５よりＬＮＧポンプ６
により圧送されるＬＮＧの液体によりＬＮＧ熱交換器４
を介して熱輻射シールド１０を冷却し、このＬＮＧ熱交
換器４より発生した冷熱により気化した天然ガスはＬＮ
Ｇ圧縮機７により加圧されて外部へ供給するようにした
ものである。
り説明するに、図１と同一部分には同一符号を付して示
し、ここでは異なる点についてのみ述べる。第４の実施
の形態では、図４に示すようにクライオスタット１内に
収納された超電導コイル２の外周部に熱輻射シールド１
０を有する場合、この熱輻射シールド１０の近傍にＬＮ
Ｇ熱交換器４を設け、ＬＮＧ貯槽５よりＬＮＧポンプ６
により圧送されるＬＮＧの液体によりＬＮＧ熱交換器４
を介して熱輻射シールド１０を冷却し、このＬＮＧ熱交
換器４より発生した冷熱により気化した天然ガスはＬＮ
Ｇ圧縮機７により加圧されて外部へ供給するようにした
ものである。
【００３９】従って、上記第４の実施の形態によれば、
ＬＮＧはＬＮＧ圧縮機７により気化し天然ガスとして外
部へ供給されるが、その過程でＬＮＧ熱交換器４におい
て冷熱を発生するので、このＬＮＧ熱交換器４を低熱源
として熱輻射シールド１０の冷却に供し得る。
ＬＮＧはＬＮＧ圧縮機７により気化し天然ガスとして外
部へ供給されるが、その過程でＬＮＧ熱交換器４におい
て冷熱を発生するので、このＬＮＧ熱交換器４を低熱源
として熱輻射シールド１０の冷却に供し得る。
【００４０】この場合、熱輻射シールド１０の冷却シス
テムに前述した第１乃至第３の実施の形態の何ずれかを
組合せ適用して超電導コイルの冷却を行うようにしても
も良い。
テムに前述した第１乃至第３の実施の形態の何ずれかを
組合せ適用して超電導コイルの冷却を行うようにしても
も良い。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように本発明による超電導電
力貯蔵システムによれば、次のような効果を得ることが
できる。ＳＭＥＳに用いられる超電導コイルのエネルギ
変換時の交流性の運転によって超電導コイルの内部に発
生する交流損失による大きな熱量を液化天然ガスの排出
する冷熱を利用して効果的に冷却することができる。
力貯蔵システムによれば、次のような効果を得ることが
できる。ＳＭＥＳに用いられる超電導コイルのエネルギ
変換時の交流性の運転によって超電導コイルの内部に発
生する交流損失による大きな熱量を液化天然ガスの排出
する冷熱を利用して効果的に冷却することができる。
【００４２】また、ＬＮＧが液体で輸送されてから供給
地近傍の基地で気化して液化天然ガスを得る際に発生す
る冷熱を熱源として有効に利用することができる。ま
た、気化設備の維持管理には気化器の管外着氷などの問
題があり、多くの労力を必要としていたが、液化天然ガ
スより排出する冷熱を利用することで気化設備の維持管
理に要する労力を大幅に軽減することができる。
地近傍の基地で気化して液化天然ガスを得る際に発生す
る冷熱を熱源として有効に利用することができる。ま
た、気化設備の維持管理には気化器の管外着氷などの問
題があり、多くの労力を必要としていたが、液化天然ガ
スより排出する冷熱を利用することで気化設備の維持管
理に要する労力を大幅に軽減することができる。
【００４３】これらの効果によって地球環境の維持改善
のために総合的エネルギセーブを目的とする電力貯蔵シ
ステムとして、超電導コイルの低い冷凍効率を補ってＳ
ＭＥＳの提供が可能である。
のために総合的エネルギセーブを目的とする電力貯蔵シ
ステムとして、超電導コイルの低い冷凍効率を補ってＳ
ＭＥＳの提供が可能である。
【図１】本発明による超電導電力貯蔵システムの第１の
実施の形態を示す構成図。
実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明による超電導電力貯蔵システムの第２の
実施の形態を示す構成図。
実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明による超電導電力貯蔵システムの第３の
実施の形態を示す構成図。
実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明による超電導電力貯蔵システムの第４の
実施の形態を示す構成図。
実施の形態を示す構成図。
【図５】従来の超電導電力貯蔵システムの一例を示す構
成図。
成図。
【図６】従来のＬＮＧ気化装置の一例を示す構成図。
１……クライオスタット ２……超電導コイル ３……ヘリウム冷凍機 ４……ＬＮＧ熱交換機 ５……ＬＮＧ貯槽 ６……ＬＮＧポンプ ７……ＬＮＧ圧縮機 ８……電力変換器 ９……低温ポンプ １０……熱輻射シールド
Claims (6)
- 【請求項１】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱に
よって直接的又は間接的に前記超電導コイルを冷却する
ようにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵システム。 - 【請求項２】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 液化天然ガス基地において天然ガス気化を目的とした設
備に組込まれ、前記超電導コイルの運転時に前記設備に
よる天然ガスの気化潜熱によって直接的又は間接的に前
記超電導コイルを冷却するようにしたことを特徴とする
超電導電力貯蔵システム。 - 【請求項３】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 液化天然ガスの気化潜熱を高熱源として用いると共に、
ヘリウムを低熱源として熱交換を行うヘリウム冷凍機を
運転して得られる液体ヘリウムにより前記超電導コイル
を冷却するようにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵
システム。 - 【請求項４】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 液化天然ガスの気化潜熱を高熱源として用いて熱交換が
行われ、且つ低温ポンプの運転により循環するヘリウム
等の冷媒を中間冷媒として前記超電導コイルを冷却する
ようにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵システム。 - 【請求項５】 超電導コイルは臨界温度が液化天然ガス
の沸騰点より高い酸化物系超伝導材料により構成された
ものである請求項３記載の超電導電力貯蔵システム。 - 【請求項６】 電力変換器を通して電力エネルギを超電
導コイルの蓄積エネルギとして貯蔵し、且つ該蓄積エネ
ルギを電力エネルギとして入出力する超電導電力貯蔵シ
ステムにおいて、 前記超電導コイルの運転時に液化天然ガスの気化潜熱に
よって直接的又は間接的に前記超電導コイルの保冷に必
要なクライオスタット内の熱輻射シールドを冷却するよ
うにしたことを特徴とする超電導電力貯蔵システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247866A JPH1092627A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 超電導電力貯蔵システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247866A JPH1092627A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 超電導電力貯蔵システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092627A true JPH1092627A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17169807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8247866A Pending JPH1092627A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 超電導電力貯蔵システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1092627A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004088815A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | 超電導送電による石炭エネルギー利用システム |
| WO2006011357A1 (ja) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導ケーブル線路 |
| WO2006011358A1 (ja) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導ケーブル線路 |
| US7977837B2 (en) | 2004-09-06 | 2011-07-12 | Six One Kaihatsukikou Co., Ltd. | Rotary body used for energy storage apparatus, method of manufacturing rotary body, and energy storage apparatus |
| DE102011111384A1 (de) | 2011-08-29 | 2013-02-28 | Linde Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Energiewandlung |
| WO2015002200A1 (ja) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | 学校法人中部大学 | 超伝導送電システムと冷却方法 |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP8247866A patent/JPH1092627A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004088815A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | 超電導送電による石炭エネルギー利用システム |
| US7602085B2 (en) | 2003-03-31 | 2009-10-13 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Coal energy utilization system having superconducting power transmission |
| WO2006011357A1 (ja) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導ケーブル線路 |
| WO2006011358A1 (ja) | 2004-07-29 | 2006-02-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導ケーブル線路 |
| US7786385B2 (en) | 2004-07-29 | 2010-08-31 | Masayuki Hirose | Superconducting cable line |
| US8173897B2 (en) | 2004-07-29 | 2012-05-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting cable line |
| US7977837B2 (en) | 2004-09-06 | 2011-07-12 | Six One Kaihatsukikou Co., Ltd. | Rotary body used for energy storage apparatus, method of manufacturing rotary body, and energy storage apparatus |
| DE102011111384A1 (de) | 2011-08-29 | 2013-02-28 | Linde Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Energiewandlung |
| EP2565386A1 (de) | 2011-08-29 | 2013-03-06 | Linde Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Energiewandlung |
| WO2015002200A1 (ja) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | 学校法人中部大学 | 超伝導送電システムと冷却方法 |
| JP5907519B2 (ja) * | 2013-07-01 | 2016-04-26 | 学校法人中部大学 | 超伝導送電システムと冷却方法 |
| US9767941B2 (en) | 2013-07-01 | 2017-09-19 | Chubu University Educational Foundation | Superconducting power transmission system and cooling method |
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