JPS6238878A - エネルギの蓄積及び回収装置 - Google Patents
エネルギの蓄積及び回収装置Info
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- JPS6238878A JPS6238878A JP61183273A JP18327386A JPS6238878A JP S6238878 A JPS6238878 A JP S6238878A JP 61183273 A JP61183273 A JP 61183273A JP 18327386 A JP18327386 A JP 18327386A JP S6238878 A JPS6238878 A JP S6238878A
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- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流体を部分充填した第1貯蔵空間と第2貯蔵
空間とポンプ/タービン装置とを備えるとの種のシステ
ムは真ス知られている。雁知システムにおいては、第1
貯蔵空間が高位置に存在する湖よりなり、かつ第2貯蔵
空間が低位置に存在する湖または地下洞穴よりな如、第
1貯蔵空間の底部と第2貯蔵空間の底部との間には接続
経路が存在する。さらに、周知システムにおいては、ポ
ンプ/タービン装置を接続経路内に装着すると共に、下
方の第2貯蔵空間と同じ高さまたはそれよル下方に配置
して正常運転に際し液体を第2貯蔵空間から高位置の第
1貯蔵空間までポンプ輸送しまたは高位置の第1貯蔵空
間から低位置の第2貯蔵空間まで逆流する流体によって
駆動させる。
空間とポンプ/タービン装置とを備えるとの種のシステ
ムは真ス知られている。雁知システムにおいては、第1
貯蔵空間が高位置に存在する湖よりなり、かつ第2貯蔵
空間が低位置に存在する湖または地下洞穴よりな如、第
1貯蔵空間の底部と第2貯蔵空間の底部との間には接続
経路が存在する。さらに、周知システムにおいては、ポ
ンプ/タービン装置を接続経路内に装着すると共に、下
方の第2貯蔵空間と同じ高さまたはそれよル下方に配置
して正常運転に際し液体を第2貯蔵空間から高位置の第
1貯蔵空間までポンプ輸送しまたは高位置の第1貯蔵空
間から低位置の第2貯蔵空間まで逆流する流体によって
駆動させる。
この種のシステムにおけるポンプは一般に電気ネットワ
ークに電線で接続された電動モータにより駆動され、次
いでタービンは同じく電線によシミ気ネットワークに接
続された光電気を駆動する。
ークに電線で接続された電動モータにより駆動され、次
いでタービンは同じく電線によシミ気ネットワークに接
続された光電気を駆動する。
この種のシステムは過剰の電気エネルギを高位置の第1
貯蔵空間まで液体をポンプ輸送するのに使用しうると共
に、タービンによシ駆動される発電機で発生した電気エ
ネルギによって電気エネルギの不足を補給するととがで
き、タービン自身は低位置のに2貯賦空間位置まで逆流
する液体によって駆動される。
貯蔵空間まで液体をポンプ輸送するのに使用しうると共
に、タービンによシ駆動される発電機で発生した電気エ
ネルギによって電気エネルギの不足を補給するととがで
き、タービン自身は低位置のに2貯賦空間位置まで逆流
する液体によって駆動される。
ポンプ/タービン装置は低位置の第2貯蔵空間近傍に装
着されるので、第2貯蔵空間が地下洞穴である場合には
、この貯蔵空間の他にポンプ/タービン装置用の別の空
間を設けて、電気エネルギを電動モータまで発電機から
運ぶのに充分な寸法の電線を布設すべく別途に竪穴を設
ける必要がある。このことは、この種のシステムを極め
てコスト高にする。
着されるので、第2貯蔵空間が地下洞穴である場合には
、この貯蔵空間の他にポンプ/タービン装置用の別の空
間を設けて、電気エネルギを電動モータまで発電機から
運ぶのに充分な寸法の電線を布設すべく別途に竪穴を設
ける必要がある。このことは、この種のシステムを極め
てコスト高にする。
本発明の目的はこの欠点を克服する・にある。
したがって、本発明によるエネルギーの貯蔵および回収
システムは、比較的高密度を有する第1流体(重質流体
)を部分充填した第1貯蔵空間と、比較的低密度を有す
る第2流体(@質流体)を部分充填した第2貯蔵空間と
を備え、前記両流体は互いに殆んどまたは全く混和性で
なく、さらに第2流体が充填されかつ第1貯蔵空間の頂
部と第2貯蔵空間の頂部との間に位置する接続経路と、
第1貯蔵空間とは埋同じ高さまたはその上方に位置する
ポンプ/タービン装置とを備え、前記ポンプ/タービン
装置を第1貯蔵空間の底部と第2貯蔵空間の底部とに接
続して、正常運転に際し第1流体を第2貯蔵空間から第
1貯蔵空間までポンプ輸する第1流体によって駆動する
ことを特徴とする。
システムは、比較的高密度を有する第1流体(重質流体
)を部分充填した第1貯蔵空間と、比較的低密度を有す
る第2流体(@質流体)を部分充填した第2貯蔵空間と
を備え、前記両流体は互いに殆んどまたは全く混和性で
なく、さらに第2流体が充填されかつ第1貯蔵空間の頂
部と第2貯蔵空間の頂部との間に位置する接続経路と、
第1貯蔵空間とは埋同じ高さまたはその上方に位置する
ポンプ/タービン装置とを備え、前記ポンプ/タービン
装置を第1貯蔵空間の底部と第2貯蔵空間の底部とに接
続して、正常運転に際し第1流体を第2貯蔵空間から第
1貯蔵空間までポンプ輸する第1流体によって駆動する
ことを特徴とする。
有利な具体例において、第1貯蔵空間は第1流体より上
方に第2流体をさらに含有することができる。
方に第2流体をさらに含有することができる。
ことができ、これは堅い岩に形成することができる。特
に適する岩は岩塩である。これは、地下洞穴をこの塩の
溶解により形成しうるという利点を有する。
に適する岩は岩塩である。これは、地下洞穴をこの塩の
溶解により形成しうるという利点を有する。
第1貯蔵空間も地下洞穴とすることができる。
この場合、両地下貯蔵空間は岩塩中に形成するのが好ま
しい。
しい。
貯蔵空間の頂部を互いに接続する接続経路は、本発明の
有利な具体例において、地面より部分的に上方に配置す
ることができる。
有利な具体例において、地面より部分的に上方に配置す
ることができる。
さらに本発明は、本発明のシステムによるエネ−’/
− イーの貯蔵および回収方法にも関し、この方法は、(a
) 第1流体を第2貯蔵空間から第2流体が部分充填
された第1貯蔵空間までポンプ/タービン装置によって
ポンプ輸送し、第2流体を第1貯蔵空間から変位させる
と共に、第2流体が充填されかつ貯蔵空間の頂部を互い
に接続する接続経路を介して第2貯蔵空間まで流動させ
、 缶) 第1流体のポンプ輸送を中断し、(c) 前記
接続経路を介し第2貯蔵空間から逆流する第2流体によ
シ第1貯蔵空間から変位された第1流体を第2貯蔵空間
まで逆流させ、(d) ポンプ/タービン装置を逆流
する第1流体によって駆動させ、かつ (e) 第1流体の逆流を中断する ことを特徴とする。
− イーの貯蔵および回収方法にも関し、この方法は、(a
) 第1流体を第2貯蔵空間から第2流体が部分充填
された第1貯蔵空間までポンプ/タービン装置によって
ポンプ輸送し、第2流体を第1貯蔵空間から変位させる
と共に、第2流体が充填されかつ貯蔵空間の頂部を互い
に接続する接続経路を介して第2貯蔵空間まで流動させ
、 缶) 第1流体のポンプ輸送を中断し、(c) 前記
接続経路を介し第2貯蔵空間から逆流する第2流体によ
シ第1貯蔵空間から変位された第1流体を第2貯蔵空間
まで逆流させ、(d) ポンプ/タービン装置を逆流
する第1流体によって駆動させ、かつ (e) 第1流体の逆流を中断する ことを特徴とする。
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
エネルギーを貯蔵しかつ回収するシステムは、たとえば
地層3より下に位置する岩塩ドーム2内の深さ1010
0Oこ位置する第1地下貯蔵空間1と、第1貯蔵空間1
よね下方の岩塩ドーム2内に、たとえば深さ1500m
で位置する第2地下貯蔵空間4とを備える。これら貯蔵
空間は同じ容積であってもなくてもよい。
地層3より下に位置する岩塩ドーム2内の深さ1010
0Oこ位置する第1地下貯蔵空間1と、第1貯蔵空間1
よね下方の岩塩ドーム2内に、たとえば深さ1500m
で位置する第2地下貯蔵空間4とを備える。これら貯蔵
空間は同じ容積であってもなくてもよい。
このシステムはさらに、上方貯蔵空間1よシ上方に位置
する地表面5に配置したポンプ/タービン装置6をも備
え、このポンプ/タービン装置は竪穴によって電動モー
タに接続されたポンプと、竪穴によシ発電機に接続され
たタービンとからなっている。簡略化するため、このポ
ンプ/タービン装置を概略で示し、詳細には図示しない
。
する地表面5に配置したポンプ/タービン装置6をも備
え、このポンプ/タービン装置は竪穴によって電動モー
タに接続されたポンプと、竪穴によシ発電機に接続され
たタービンとからなっている。簡略化するため、このポ
ンプ/タービン装置を概略で示し、詳細には図示しない
。
ポンプ/タービン装置6を第1経路7によって第1貯蔵
空間1の底部に接続すると共に、第2経路8によって第
2貯蔵空間4の底部に接続する。
空間1の底部に接続すると共に、第2経路8によって第
2貯蔵空間4の底部に接続する。
第1経路7は、eイブ(図示せず)を設けた穴部を備え
、かつ第2経路8は、eイブ(図示せず)を設けた穴部
を備える。
、かつ第2経路8は、eイブ(図示せず)を設けた穴部
を備える。
第2流体を充填した接続経路12は第1貯蔵空間1の頂
部を第2貯蔵空間4の頂部に接続する。
部を第2貯蔵空間4の頂部に接続する。
電動モータは電線(図示せず)により電気ネットワーク
(図示せず)に接続されてそこから電気エネルギーを取
り入れ、かつ発電機を電線(図示せず)によシミ気ネッ
トワークlこ接続してそこへ電気エネルギーを供給する
。
(図示せず)に接続されてそこから電気エネルギーを取
り入れ、かつ発電機を電線(図示せず)によシミ気ネッ
トワークlこ接続してそこへ電気エネルギーを供給する
。
第1貯蔵空間IIこは比較的高密度を有する第1流体(
重質流体)、たとえば1200に9/m@の密度を有す
る塩水9のような液体を少なくと本部分充填する一方、
第2貯蔵空間4には地表レベルにおける圧力が第1流体
の圧力よシも高いような非圧縮性屯しくは圧縮性媒体と
しうる第2流体を少なくと本部分充填する。適する媒体
は、たとえば液化プロ、eyまたは、たとえば高圧(た
とえば200パール)下の窒素のようなガスとすること
ができる。この目的で、経路12は適当な個所に高圧発
生装置、たとえばコンプレッサ(明瞭にするため図示せ
ず)を備える。さらに、液体9は第1経路7とポンプ/
タービン装置6と第2経路8と第2貯蔵空間4の底部と
を占拠する。さらに、第1貯蔵空間1の頂部における液
体9の上方にはガスが存在する。参照記号10は第1貯
蔵空間1における2種の不混和性流体間の界面を示し、
参照記号11は第2貯蔵空間4における2種の不混和性
流体間の界面を示している。
重質流体)、たとえば1200に9/m@の密度を有す
る塩水9のような液体を少なくと本部分充填する一方、
第2貯蔵空間4には地表レベルにおける圧力が第1流体
の圧力よシも高いような非圧縮性屯しくは圧縮性媒体と
しうる第2流体を少なくと本部分充填する。適する媒体
は、たとえば液化プロ、eyまたは、たとえば高圧(た
とえば200パール)下の窒素のようなガスとすること
ができる。この目的で、経路12は適当な個所に高圧発
生装置、たとえばコンプレッサ(明瞭にするため図示せ
ず)を備える。さらに、液体9は第1経路7とポンプ/
タービン装置6と第2経路8と第2貯蔵空間4の底部と
を占拠する。さらに、第1貯蔵空間1の頂部における液
体9の上方にはガスが存在する。参照記号10は第1貯
蔵空間1における2種の不混和性流体間の界面を示し、
参照記号11は第2貯蔵空間4における2種の不混和性
流体間の界面を示している。
ポンプの入口を、閉鎖弁を設けた供給ノqイブによって
第2経路8に接続し、かつポンプの出口を閉鎮弁を設け
た排出ノ(イブによって第1経路7に接続する。
第2経路8に接続し、かつポンプの出口を閉鎮弁を設け
た排出ノ(イブによって第1経路7に接続する。
タービンの入口は閉鎖弁を設けた供給パイプlこよって
第1経路7に接続され、かつタービンの出口は閉鎖弁を
設けた排出)?イブ1こよって第2経路8iこ接続され
る。簡略化するため、ポンプ/タービンの供給および排
出経路並びに閉鎖弁は図示しない。適するポンプ/ター
ビン装置の構造および機能に関する詳細な説明について
は、1985年2月15日付は出願の関連するオランダ
特許出願第8500435号明細書を参照することがで
きる。
第1経路7に接続され、かつタービンの出口は閉鎖弁を
設けた排出)?イブ1こよって第2経路8iこ接続され
る。簡略化するため、ポンプ/タービンの供給および排
出経路並びに閉鎖弁は図示しない。適するポンプ/ター
ビン装置の構造および機能に関する詳細な説明について
は、1985年2月15日付は出願の関連するオランダ
特許出願第8500435号明細書を参照することがで
きる。
静止状態において閉鎖弁は閉鎖されている。
過剰の電気エネルキ1−が存在すれば、これはポンプの
電動モータに供給されてポンプを駆動し、かつポンプの
閉鎖弁を開放して第1流体を第2貯蔵空間4から第1貯
蔵空間1の底部まで第2経路8とポンプと第1経路7と
を介してポンプ輸送する。この結果、第1流体のレベル
が第1貯蔵空間1内で上昇すると共に、流体圧力もター
ビン供給経路内で上昇する。
電動モータに供給されてポンプを駆動し、かつポンプの
閉鎖弁を開放して第1流体を第2貯蔵空間4から第1貯
蔵空間1の底部まで第2経路8とポンプと第1経路7と
を介してポンプ輸送する。この結果、第1流体のレベル
が第1貯蔵空間1内で上昇すると共に、流体圧力もター
ビン供給経路内で上昇する。
第1貯蔵空間1における第2流体がタービン供給路内の
流体圧力を充分高くするような程度まで変位されまたは
圧縮された時、第1流体のポンプ輸送をポンプの停止お
よびポンプ閉鎖弁の閉鎖によって中断する。この場合、
第2流体が第1経路7中へ流入しえないよう確保すべく
注意せねばならない。
流体圧力を充分高くするような程度まで変位されまたは
圧縮された時、第1流体のポンプ輸送をポンプの停止お
よびポンプ閉鎖弁の閉鎖によって中断する。この場合、
第2流体が第1経路7中へ流入しえないよう確保すべく
注意せねばならない。
貯蔵エネルギーを回収する必要がある場合、たとえば電
気エネルギーに対する高い需要が存在する場合、タービ
ンの閉鎖弁のみを開放する。かくして、第2流体により
駆動される第1流体が第1貯蔵空間1から第2貯蔵空間
4まで第1経路7とタービンと第2経路8とを介して逆
流する。この逆流する第1流体はタービンを作動させる
。タービンは発電機を駆動して電気エネルギーを発生し
、このエネルギーを電気ネットワークへ供給することが
できる。
気エネルギーに対する高い需要が存在する場合、タービ
ンの閉鎖弁のみを開放する。かくして、第2流体により
駆動される第1流体が第1貯蔵空間1から第2貯蔵空間
4まで第1経路7とタービンと第2経路8とを介して逆
流する。この逆流する第1流体はタービンを作動させる
。タービンは発電機を駆動して電気エネルギーを発生し
、このエネルギーを電気ネットワークへ供給することが
できる。
第1貯蔵空間1における第2流体が充分に移動しかつ膨
張した後、第1流体の逆流をタービンの閉鎖弁を閉じて
中断する。かくして、このシステムは再びその静止状態
となる。第1流体の逆流を中断する際、ポンプに対する
軽質流体の連続供給を確保するよう注意せねばならな込
。
張した後、第1流体の逆流をタービンの閉鎖弁を閉じて
中断する。かくして、このシステムは再びその静止状態
となる。第1流体の逆流を中断する際、ポンプに対する
軽質流体の連続供給を確保するよう注意せねばならな込
。
その徒、上記手順にしたがって、エネルギーの貯蔵およ
び回収の工程を反彷することができる。
び回収の工程を反彷することができる。
上記システムにおいてはポンプとタービンとを別体とし
たが、ポンプ/タービン装置はポンプとしてもタービン
としても機能しうる液圧装置で構成することもでき、こ
の液圧装置はモータおよび発電機の両者として機能しう
る電気装置に接続される。
たが、ポンプ/タービン装置はポンプとしてもタービン
としても機能しうる液圧装置で構成することもでき、こ
の液圧装置はモータおよび発電機の両者として機能しう
る電気装置に接続される。
システムの運転に際し流体が熱くなシ過ぎるのを防止す
るため、このシステムには流体を冷却するだめの熱交換
器(図示せず)を設けることもできる。
るため、このシステムには流体を冷却するだめの熱交換
器(図示せず)を設けることもできる。
第2流体は、たとえば上記したように窒素または液化プ
ロノqンのような適する媒体で構成することができる。
ロノqンのような適する媒体で構成することができる。
さらに第1流体も油または液化石油ガスとすることがで
きる。特にシステムの地下部分が水により影響されない
着肉に形成される場合は、水を使用することもできる。
きる。特にシステムの地下部分が水により影響されない
着肉に形成される場合は、水を使用することもできる。
本発明は本質的に不混和性または殆んど混和性のない第
1および第2流体の使用のみに限定されず、適当な中間
層により互いに分離して混合を防止する本質的に混合性
の流体を使用しうろことも了解されよう。この種のシス
テムの例は、限定はしないが、適する密度の油層により
分離された塩水/水である。
1および第2流体の使用のみに限定されず、適当な中間
層により互いに分離して混合を防止する本質的に混合性
の流体を使用しうろことも了解されよう。この種のシス
テムの例は、限定はしないが、適する密度の油層により
分離された塩水/水である。
ポンプを駆動する電動モータの代りに、このシステムは
ポンプを駆動するタービン(図示せず)を備えることも
できる。タービン自身は圧縮ガス、たとえば天然ガスに
よって駆動される。
ポンプを駆動するタービン(図示せず)を備えることも
できる。タービン自身は圧縮ガス、たとえば天然ガスに
よって駆動される。
上記したように、本発明の有利な実施例においては、比
較的低密度の第2流体として高圧ガスを使用することが
できる。
較的低密度の第2流体として高圧ガスを使用することが
できる。
システムの圧力および接続経路12の寸法を適切に選択
することにより、この種の高圧ガスは地−15= 表面に配置した慣用の圧縮空気エネルギー貯献装置のた
めの供給源として作用することもできる。この種の貯蔵
装置を付勢17%次いでIj5ンプ/タービンを作動さ
せるには小部分のガスしか必要とされない。
することにより、この種の高圧ガスは地−15= 表面に配置した慣用の圧縮空気エネルギー貯献装置のた
めの供給源として作用することもできる。この種の貯蔵
装置を付勢17%次いでIj5ンプ/タービンを作動さ
せるには小部分のガスしか必要とされない。
上記の説明および添付図面から、本発明の種種の設計変
更が当業者には明らかとなるであろう。この種の設1r
tR更も本発明の範囲内に包含することを意図する。
更が当業者には明らかとなるであろう。この種の設1r
tR更も本発明の範囲内に包含することを意図する。
図面は「負荷」状態、すなわち第1流体が第2貯蔵空間
から第1貯蔵空間までポンプ輸送されつつあり、かつエ
ネルギーを供給[7うる状態にあるシステムの略部分断
面図である。 l・・・第1貯蔵空間、 2・・・岩塩ドーム、3・
・・地 層、 4・・・第2貯蔵空間、5・・
・地 表 面、 6・・・ポンプ/タービン装置、−
17−代理人II+¥1 中 村 至−1
6=
から第1貯蔵空間までポンプ輸送されつつあり、かつエ
ネルギーを供給[7うる状態にあるシステムの略部分断
面図である。 l・・・第1貯蔵空間、 2・・・岩塩ドーム、3・
・・地 層、 4・・・第2貯蔵空間、5・・
・地 表 面、 6・・・ポンプ/タービン装置、−
17−代理人II+¥1 中 村 至−1
6=
Claims (14)
- (1)比較的高密度を有する第1流体(重質流体)を部
分充填した第1貯蔵空間と、比較的低密度を有する第2
流体(軽質流体)を部分充填した第2貯蔵空間とを備え
、前記両流体は互いに殆んどまたは全く混和性でなく、
さらに第2流体が充填されかつ第1貯蔵空間の頂部と第
2貯蔵空間の頂部との間に位置する接続経路と、第1貯
蔵空間とほぼ同じ高さまたはその上方に位置するポンプ
/タービン装置とを備え、前記ポンプ/タービン装置を
第1貯蔵空間の底部と第2貯蔵空間の底部とに接続して
、正常運転に際し第1流体を第2貯蔵空間から第1貯蔵
空間までポンプ輸送しまたは第1貯蔵空間から第2貯蔵
空間まで流動する第1流体によつて駆動することを特徴
とするエネルギーの貯蔵および回収システム。 - (2)第1貯蔵空間が、この貯蔵空間に存在する第1流
体の上方にさらに第2流体を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のシステム。 - (3)第2貯蔵空間を第1貯蔵空間の下方に配置したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
のシステム。 - (4)第2貯蔵空間が地下洞穴であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載のシ
ステム。 - (5)第1貯蔵空間が地下洞穴であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第4項のいずれかに記載のシ
ステム。 - (6)貯蔵空間の頂部を、部分的に地上に延在する接続
経路によつて互いに接続したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項から第5項のいずれかに記載のシステム。 - (7)ポンプ/タービン装置を第1貯蔵空間の上方に配
置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第6
項のいずれかに記載のシステム。 - (8)ポンプ/タービン装置を地表面にまたはその近く
に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第4項から
第6項のいずれかに記載のシステム。 - (9)第2流体が非圧縮性媒体であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第8項のいずれかに記載のシ
ステム。 - (10)第2流体が圧縮性媒体であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項から第8項のいずれかに記載のシ
ステム。 - (11)第2流体がガス、たとえば高圧下の窒素である
特許請求の範囲第1項から第9項のいずれかに記載のシ
ステム。 - (12)第1流体が液体、たとえば液化石油ガス、油、
水または塩水であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項から第8項のいずれかに記載のシステム。 - (13)第2流体が液体、たとえば高圧下の液化プロパ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の
システム。 - (14)(a)第1流体を第2貯蔵空間から第2流体が
部分充填された第1貯蔵空間までポンプ /タービン装置によつてポンプ輸送し、 第2流体を第1貯蔵空間から変位させる と共に、第2流体が充填されかつ貯蔵空 間の頂部を互いに接続する接続経路を介 して第2貯蔵空間まで流動させ、 (b)第1流体のポンプ輸送を中断し、 (c)前記接続経路を介し第2貯蔵空間から逆流する第
2流体により、第1貯蔵空間か ら変位された第1流体を第2貯蔵空間ま で逆流させ、 (d)ポンプ/タービン装置を逆流する第1流体によつ
て駆動させ、かつ (e)第1流体の逆流を中断する ことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第13項の
いずれかに記載のシステムによりエネルギーを貯蔵しか
つ回収する方法。
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