JP2680674B2 - 海洋・廃熱温度差発電システム - Google Patents
海洋・廃熱温度差発電システムInfo
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- JP2680674B2 JP2680674B2 JP1090779A JP9077989A JP2680674B2 JP 2680674 B2 JP2680674 B2 JP 2680674B2 JP 1090779 A JP1090779 A JP 1090779A JP 9077989 A JP9077989 A JP 9077989A JP 2680674 B2 JP2680674 B2 JP 2680674B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
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- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は発電システムに関する。更に詳述すると、本
発明は、発電設備やその他の設備から排棄される熱と深
層海水との温度差を利用して発電する海洋・廃熱温度差
発電システムに関する。
発明は、発電設備やその他の設備から排棄される熱と深
層海水との温度差を利用して発電する海洋・廃熱温度差
発電システムに関する。
（従来の技術） 従来、僅かの温度差を利用して発電するシステムとし
ては海洋温度差発電がある。この海洋温度差発電は、20
〜25℃の表層海水と600〜800mの深海からポンプによっ
て汲み上げられた４〜５℃程度の深層海水との温度差を
利用して動作流体であるフロンを蒸発、凝縮させて発電
するものである。
ては海洋温度差発電がある。この海洋温度差発電は、20
〜25℃の表層海水と600〜800mの深海からポンプによっ
て汲み上げられた４〜５℃程度の深層海水との温度差を
利用して動作流体であるフロンを蒸発、凝縮させて発電
するものである。
また、最近の電力需要は昼間と夜間とでは大きく異な
ることから、夜間の余剰電力を貯蔵する必要性が高まっ
ている。この電力貯蔵の一つの技術として、余剰電力を
圧縮空気に変えて貯蔵する技術が最近提案されている。
圧縮空気貯蔵発電システムは、ガスタービン発電が高圧
の燃料用空気を得るために発電電力の全体の約60〜70％
のエネルギーを圧縮機の稼動のための所内動力として消
費されていたものを、夜間の余剰電力を利用して貯蔵し
た圧縮空気に代替することによって、昼間の電力重要ピ
ーク時にタービン動力を100％電力として供給できるよ
うにしたものである。
ることから、夜間の余剰電力を貯蔵する必要性が高まっ
ている。この電力貯蔵の一つの技術として、余剰電力を
圧縮空気に変えて貯蔵する技術が最近提案されている。
圧縮空気貯蔵発電システムは、ガスタービン発電が高圧
の燃料用空気を得るために発電電力の全体の約60〜70％
のエネルギーを圧縮機の稼動のための所内動力として消
費されていたものを、夜間の余剰電力を利用して貯蔵し
た圧縮空気に代替することによって、昼間の電力重要ピ
ーク時にタービン動力を100％電力として供給できるよ
うにしたものである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、海洋温度差発電の場合、深層海水を汲
み上げるのにポンプを使うため、その消費電力が発電電
力の約50〜60％を占め、エネルギーの無駄が大きい。し
かも、温度差が20℃前後と小さいため発電効率も低い。
み上げるのにポンプを使うため、その消費電力が発電電
力の約50〜60％を占め、エネルギーの無駄が大きい。し
かも、温度差が20℃前後と小さいため発電効率も低い。
また、夜間の余剰電力を圧縮空気に変えて深海に貯蔵
する場合、圧縮空気を冷却しなければならず、250〜300
℃の比較的高温の廃熱が無駄に捨てられている。また、
火力発電所のガスタービン等からも多量の廃熱が何も使
われずに無駄に放出されている。
する場合、圧縮空気を冷却しなければならず、250〜300
℃の比較的高温の廃熱が無駄に捨てられている。また、
火力発電所のガスタービン等からも多量の廃熱が何も使
われずに無駄に放出されている。
本発明は、余剰電力をエネルギー形態を変えて蓄える
圧縮空気海底貯蔵システムの冷却熱やガスタービンの廃
熱を利用する経済的な発電効率の高い海洋・廃熱温度差
発電システムを提供することを目的とする。
圧縮空気海底貯蔵システムの冷却熱やガスタービンの廃
熱を利用する経済的な発電効率の高い海洋・廃熱温度差
発電システムを提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明の海洋・廃熱温度
差発電システムは、余剰電力を圧縮空気に変換して海底
の貯気槽に蓄える圧縮空気海底貯蔵設備と、廃熱を伴う
設備と、前記貯気槽に貯蔵される圧縮空気を利用して深
層海水を汲上げる取水装置と、余剰電力を変換した前記
圧縮空気の熱又は廃熱を伴う設備の廃熱と前記圧縮空気
によって汲上げられた深層海水との間の温度差を利用し
て発電する温度差発電設備とから構成されている。
差発電システムは、余剰電力を圧縮空気に変換して海底
の貯気槽に蓄える圧縮空気海底貯蔵設備と、廃熱を伴う
設備と、前記貯気槽に貯蔵される圧縮空気を利用して深
層海水を汲上げる取水装置と、余剰電力を変換した前記
圧縮空気の熱又は廃熱を伴う設備の廃熱と前記圧縮空気
によって汲上げられた深層海水との間の温度差を利用し
て発電する温度差発電設備とから構成されている。
また、本発明において、前記深層海水は、圧縮空気を
貯気槽に貯蔵するこの際に貯気槽から排出される深層海
水と、海底貯気槽に貯蔵された圧縮空気の一部を海中に
噴出して得られるエアリフト効果によって汲上げられる
深層海水とを利用している。
貯気槽に貯蔵するこの際に貯気槽から排出される深層海
水と、海底貯気槽に貯蔵された圧縮空気の一部を海中に
噴出して得られるエアリフト効果によって汲上げられる
深層海水とを利用している。
また、本発明において、前記廃熱を伴う設備は発電用
ガスタービンであり、圧縮機と発電機、発電機とガスタ
ービンとを夫々クラッチを介して接続し、余剰電力を利
用して前記発電機を回転させて前記圧縮機を駆動し、圧
縮空気を前記貯気槽に貯蔵すると共にこの貯気槽に蓄え
た圧縮空気を前記ガスタービンに供給するようにしてい
る。
ガスタービンであり、圧縮機と発電機、発電機とガスタ
ービンとを夫々クラッチを介して接続し、余剰電力を利
用して前記発電機を回転させて前記圧縮機を駆動し、圧
縮空気を前記貯気槽に貯蔵すると共にこの貯気槽に蓄え
た圧縮空気を前記ガスタービンに供給するようにしてい
る。
（作用） したがって、余剰電力を変換した圧縮空気の熱又は廃
熱を伴う設備の廃熱と圧縮空気によって汲み上げられる
深層海水との温度差を利用して温度差発電を行なう。
熱を伴う設備の廃熱と圧縮空気によって汲み上げられる
深層海水との温度差を利用して温度差発電を行なう。
即ち、夜間にあっては、余剰電力を圧縮空気に変えて
海底の貯気槽に貯蔵する際の圧縮空気冷却熱と、圧縮空
気の貯蔵と同時に貯気槽から排出される深層海水との間
の温度差を利用して発電させ、日中にあっては、海底に
貯蔵されている圧縮空気の一部を海中に噴出させてエア
リフト効果によって汲み上げられる深層海水と廃熱を伴
う設備の廃熱との間の温度差を利用して発電させる。
海底の貯気槽に貯蔵する際の圧縮空気冷却熱と、圧縮空
気の貯蔵と同時に貯気槽から排出される深層海水との間
の温度差を利用して発電させ、日中にあっては、海底に
貯蔵されている圧縮空気の一部を海中に噴出させてエア
リフト効果によって汲み上げられる深層海水と廃熱を伴
う設備の廃熱との間の温度差を利用して発電させる。
（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図に本発明の海洋・廃熱温度差発電システムの原
理をシステム線図で示す。この海洋・廃熱温度差発電シ
ステムは、余剰電力を圧縮空気に変換して蓄える圧縮空
気海底貯蔵設備１と、廃熱を伴う設備例えばガスタービ
ン発電設備２と、深層海水を汲み上げる取水装置３と、
余剰電力によってつくられる圧縮空気の熱又はガスター
ビンの排ガスの熱と貯蔵された圧縮空気によって汲上げ
られる深層海水との間の温度差を利用して発電する温度
差発電設備４とから構成されている。
理をシステム線図で示す。この海洋・廃熱温度差発電シ
ステムは、余剰電力を圧縮空気に変換して蓄える圧縮空
気海底貯蔵設備１と、廃熱を伴う設備例えばガスタービ
ン発電設備２と、深層海水を汲み上げる取水装置３と、
余剰電力によってつくられる圧縮空気の熱又はガスター
ビンの排ガスの熱と貯蔵された圧縮空気によって汲上げ
られる深層海水との間の温度差を利用して発電する温度
差発電設備４とから構成されている。
本実施例の場合、ガスタービン発電設備２と圧縮空気
海底貯蔵設備１とを一部共用し、ガスタービン発電設備
２の圧縮機５とガスタービン６を連結する送気管７を分
岐して貯気槽８と連結し、仕切弁９の操作によって圧縮
空気をガスタービン６に直接供給したり、貯気槽８に貯
蔵するようにしている。ガスタービン６と発電機10、発
電機10と圧縮機５とは夫々クラッチ11,12を介して接続
され、余剰電力が発生しているとき即ち夜間にはクラッ
チ11を切り、発電機10をモータにして圧縮機５を回転さ
せ、それ以外のときにはガスタービン６と発電機10と圧
縮機５とを連結してガスタービン６によって圧縮機５を
回転させるようにしている。尚、図中符号13はガスター
ビン用燃焼器、14は再生器、15は排ガスボイラ、16は煙
突であり、圧縮機５から吐出された圧縮空気は冷却装置
17において温度差発電設備４の動作流体を加熱した後再
生器14でガスタービン６の排ガスと熱交換した後燃焼器
13に供給される。そして、高温高圧のガスとされてガス
タービン６を回転させ、再生器14、排ガスボイラ15を経
て煙突から排棄される。排ガスボイラ15において温度差
発電設備４の動作流体と熱交換し、動作流体を蒸発させ
る。
海底貯蔵設備１とを一部共用し、ガスタービン発電設備
２の圧縮機５とガスタービン６を連結する送気管７を分
岐して貯気槽８と連結し、仕切弁９の操作によって圧縮
空気をガスタービン６に直接供給したり、貯気槽８に貯
蔵するようにしている。ガスタービン６と発電機10、発
電機10と圧縮機５とは夫々クラッチ11,12を介して接続
され、余剰電力が発生しているとき即ち夜間にはクラッ
チ11を切り、発電機10をモータにして圧縮機５を回転さ
せ、それ以外のときにはガスタービン６と発電機10と圧
縮機５とを連結してガスタービン６によって圧縮機５を
回転させるようにしている。尚、図中符号13はガスター
ビン用燃焼器、14は再生器、15は排ガスボイラ、16は煙
突であり、圧縮機５から吐出された圧縮空気は冷却装置
17において温度差発電設備４の動作流体を加熱した後再
生器14でガスタービン６の排ガスと熱交換した後燃焼器
13に供給される。そして、高温高圧のガスとされてガス
タービン６を回転させ、再生器14、排ガスボイラ15を経
て煙突から排棄される。排ガスボイラ15において温度差
発電設備４の動作流体と熱交換し、動作流体を蒸発させ
る。
圧縮空気海底貯蔵設備１は、夜間の余剰電力エネルギ
ーを圧縮空気に変換して海底に貯蔵し、電力需要ピーク
時等にそれを利用しようとするもので、圧縮空気供給源
たる圧縮機５と圧縮空気の冷却装置17と貯気槽８とこれ
らを連結しかつ他の設備と連結する送気管7,18及び送水
管19とから成る。圧縮空気の貯蔵は、海底に設置されて
いる貯気槽８を利用して行なわれる。貯気槽８は、貯蔵
効率を考慮すると、できるだけ海底深く設置するのが好
ましく、水深100m以上好ましくは水深200m以上で陸地か
ら比較的近くの潮流の影響が少ない大陸棚に設置され
る。例えば、好適な設置条件の湾としては、東京湾入口
部、相模湾、駿河湾、富山湾、若狭湾の北部及び鹿児島
湾、岬では、北海道の知床、積丹、茂津多、江差沖合
い、東北地方の下北半島尻屋崎と釜石の沖、紀伊半島の
潮岬及び四国の室戸岬などがある。
ーを圧縮空気に変換して海底に貯蔵し、電力需要ピーク
時等にそれを利用しようとするもので、圧縮空気供給源
たる圧縮機５と圧縮空気の冷却装置17と貯気槽８とこれ
らを連結しかつ他の設備と連結する送気管7,18及び送水
管19とから成る。圧縮空気の貯蔵は、海底に設置されて
いる貯気槽８を利用して行なわれる。貯気槽８は、貯蔵
効率を考慮すると、できるだけ海底深く設置するのが好
ましく、水深100m以上好ましくは水深200m以上で陸地か
ら比較的近くの潮流の影響が少ない大陸棚に設置され
る。例えば、好適な設置条件の湾としては、東京湾入口
部、相模湾、駿河湾、富山湾、若狭湾の北部及び鹿児島
湾、岬では、北海道の知床、積丹、茂津多、江差沖合
い、東北地方の下北半島尻屋崎と釜石の沖、紀伊半島の
潮岬及び四国の室戸岬などがある。
尚、海底に据付けられる貯気槽８、送気管18及び送水
管19には、耐用年数が長く設置後の保守作業を必要とし
ない材料の選定と設計の工夫が必要である。例えば貯気
槽８としては鉄筋コンクリートが、送気管18としては鋼
鉄管にアスファルトがコーティングされたもの、また送
水管19としてはステンレススティール製管にアスファル
ト等のコーティングを施したものの使用が好ましく、運
転中の保守作業もほとんど必要なくかつ耐用年数も長く
することができる。
管19には、耐用年数が長く設置後の保守作業を必要とし
ない材料の選定と設計の工夫が必要である。例えば貯気
槽８としては鉄筋コンクリートが、送気管18としては鋼
鉄管にアスファルトがコーティングされたもの、また送
水管19としてはステンレススティール製管にアスファル
ト等のコーティングを施したものの使用が好ましく、運
転中の保守作業もほとんど必要なくかつ耐用年数も長く
することができる。
また、図示していないが、貯気槽８には蓄える圧縮空
気の浮力によって浮上したり、海底における設置状態が
不安定とならないようにするため重錘（図示省略）やバ
ラストタンク機構が設けられたり、海底に対して喰込む
スパイク等が設けられる。更に、この貯気槽８には陸上
の圧縮機５から圧縮空気を導入する際に閉じ貯気槽８内
から圧縮空気を放出する際に開いて海水を導入する逆止
弁20と、圧縮空気を貯気槽８に導入する際に開いて貯気
槽８内の深層海水を温度差発電設備４の熱交換器（コン
デンサ）26に供給すると共に貯気槽８内の圧縮空気を陸
上のガスタービン６等に供給する場合に閉じる逆止弁21
とが設置されている。貯気槽８と陸上の圧縮機５とは送
気管7,18によって接続され、夜間の余剰電力によってつ
くられる圧縮空気を貯蔵するように設けられている。
気の浮力によって浮上したり、海底における設置状態が
不安定とならないようにするため重錘（図示省略）やバ
ラストタンク機構が設けられたり、海底に対して喰込む
スパイク等が設けられる。更に、この貯気槽８には陸上
の圧縮機５から圧縮空気を導入する際に閉じ貯気槽８内
から圧縮空気を放出する際に開いて海水を導入する逆止
弁20と、圧縮空気を貯気槽８に導入する際に開いて貯気
槽８内の深層海水を温度差発電設備４の熱交換器（コン
デンサ）26に供給すると共に貯気槽８内の圧縮空気を陸
上のガスタービン６等に供給する場合に閉じる逆止弁21
とが設置されている。貯気槽８と陸上の圧縮機５とは送
気管7,18によって接続され、夜間の余剰電力によってつ
くられる圧縮空気を貯蔵するように設けられている。
尚、圧縮空気の流れの方向を切換える仕切弁9,25とし
ては電磁バルブ等のような遠隔操作可能なものが好まし
い。
ては電磁バルブ等のような遠隔操作可能なものが好まし
い。
温度差発電設備４は、深層海水によって動作流体を冷
却するコンデンサ26と、動作流体を圧縮空気の熱によっ
て蒸発させる熱交換器・冷却装置17と、動作流体をガス
タービン６の排ガスによって蒸発させる熱交換器・排ガ
スボイラ15と、動作流体を循環させるポンプ27及びター
ビン28とによって構成される密閉ランキンサイクルであ
って、タービン28によって発電機29を回転させている。
動作流体としてはフロン系の有機媒体の使用が効率的で
あるが、温度差が200℃程度得られるので水やその他の
媒体の使用も可能である。また、密閉サイクルでなくと
も、開放サイクルであっても実施可能である。
却するコンデンサ26と、動作流体を圧縮空気の熱によっ
て蒸発させる熱交換器・冷却装置17と、動作流体をガス
タービン６の排ガスによって蒸発させる熱交換器・排ガ
スボイラ15と、動作流体を循環させるポンプ27及びター
ビン28とによって構成される密閉ランキンサイクルであ
って、タービン28によって発電機29を回転させている。
動作流体としてはフロン系の有機媒体の使用が効率的で
あるが、温度差が200℃程度得られるので水やその他の
媒体の使用も可能である。また、密閉サイクルでなくと
も、開放サイクルであっても実施可能である。
取水装置３は、深層海水（冷海水）を温度差発電設備
４のコンデンサ26の冷却水として供給するためのもの
で、貯気槽８に蓄えられる圧縮空気によって深層海水を
圧送する送水管19の系統と、貯気槽８に蓄えられた圧縮
空気を海中に噴出して得られるエアリフト効果によって
汲み上げる空気揚水ポンプ24の系統とを有する。これら
圧送系統は、コンデンサ26と貯気槽８、空気揚水ポンプ
24の揚水管22とを送水管19で連結することにより構成さ
れている。この圧送系統は、貯気槽８に圧縮空気が蓄え
られている間中、貯気槽８内の深層海水をコンデンサ26
側へ押送する。そして、圧縮空気が使用され始めると、
逆止弁21が閉じて送水管19を閉じる。
４のコンデンサ26の冷却水として供給するためのもの
で、貯気槽８に蓄えられる圧縮空気によって深層海水を
圧送する送水管19の系統と、貯気槽８に蓄えられた圧縮
空気を海中に噴出して得られるエアリフト効果によって
汲み上げる空気揚水ポンプ24の系統とを有する。これら
圧送系統は、コンデンサ26と貯気槽８、空気揚水ポンプ
24の揚水管22とを送水管19で連結することにより構成さ
れている。この圧送系統は、貯気槽８に圧縮空気が蓄え
られている間中、貯気槽８内の深層海水をコンデンサ26
側へ押送する。そして、圧縮空気が使用され始めると、
逆止弁21が閉じて送水管19を閉じる。
また、エアリフトによる取水装置は、揚水管とこの中
に圧縮空気を噴出するノズルとから成り、蓄えられた圧
縮空気の一部を噴出するようにしている。
に圧縮空気を噴出するノズルとから成り、蓄えられた圧
縮空気の一部を噴出するようにしている。
尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではあ
るがこれに限定されるものではなく本考案の要旨を逸脱
しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、
廃熱を伴う設備２としては、本実施例のガスタービン発
電設備に限定されず、燃料電池や原子力発電所等の他の
発電設備、あるいは高炉やその他の工業用ボイラ等を他
の廃熱を伴う設備を採用することもある。この場合、そ
れら熱源から得られる排ガス等を温度差発電設備４の熱
交換器例えば排ガスボイラ15に導入して、動作流体を蒸
発させる。そして、圧縮機５によって得られる圧縮空気
は、全量が貯気槽８に蓄えられ、温度差発電設備４のコ
ンデンサ26へ供給する深層海水の汲み上げの他、海上都
市のエアータービン発電機の駆動、深層海水の湾奥への
移動やばっ気による海洋汚染の清浄化等に使用される。
また、ガスタービン発電設備２と圧縮空気海底貯蔵設備
１とは設備を共用せず、別個に設置しても良い。
るがこれに限定されるものではなく本考案の要旨を逸脱
しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、
廃熱を伴う設備２としては、本実施例のガスタービン発
電設備に限定されず、燃料電池や原子力発電所等の他の
発電設備、あるいは高炉やその他の工業用ボイラ等を他
の廃熱を伴う設備を採用することもある。この場合、そ
れら熱源から得られる排ガス等を温度差発電設備４の熱
交換器例えば排ガスボイラ15に導入して、動作流体を蒸
発させる。そして、圧縮機５によって得られる圧縮空気
は、全量が貯気槽８に蓄えられ、温度差発電設備４のコ
ンデンサ26へ供給する深層海水の汲み上げの他、海上都
市のエアータービン発電機の駆動、深層海水の湾奥への
移動やばっ気による海洋汚染の清浄化等に使用される。
また、ガスタービン発電設備２と圧縮空気海底貯蔵設備
１とは設備を共用せず、別個に設置しても良い。
以上のように構成された海洋・廃熱温度差発電システ
ムによると、夜間にあっては例えば原子力発電所等から
送電されてくる余剰電力を使用して発電機10を回転させ
て圧縮機５を駆動し、圧縮空気を送気管7,18を通して海
底の貯気槽８に蓄える。このとき圧縮空気の熱は温度差
発電設備の動作流体によって冷却装置17において冷却さ
れ、低温にして蓄えられる。一方、貯気槽８内に圧縮空
気が送り込まれるとこの圧力によって貯気槽８内の深層
海水が逆止弁21を開けて排出され、送水管19を経て温度
差発電設備４のコンデンサ26に深層海水を供給し、サイ
クル内を循環する動作流体を冷却し、凝縮させる。した
がって、温度差発電設備４では圧縮空気の廃熱と深層海
水との温度によって作動流体を蒸発・凝縮させ、タービ
ン28を回転させて発電する。また、日中にあっては、貯
気槽８内に蓄えられた圧縮空気の大部分はガスタービン
発電設備２に送気管18,7を介して供給され、ガスタービ
ン６の燃焼用空気として使用される。圧縮空気は再生器
14において加熱されてから燃焼器13に送られる。また、
圧縮空気の一部は送気管18の分岐管23を経て空気揚水ポ
ンプ24に供給され、揚水管22内に噴出されエアリフト効
果によって揚水管22周辺の深層海水を汲み上げる。そし
て、温度差発電設備４のコンデンサ26に供給する。尚、
ガスタービン６の始動時には貯気槽８内に蓄えられた圧
縮空気は使用されず、ガスタービン６によって圧縮機５
を回転させてその圧縮空気をガスタービン６に供給す
る。そして、ガスタービン６が定常運転に達した後、ク
ラッチ12を切り圧縮機５を停止して貯気槽８内の圧縮空
気を使用する。
ムによると、夜間にあっては例えば原子力発電所等から
送電されてくる余剰電力を使用して発電機10を回転させ
て圧縮機５を駆動し、圧縮空気を送気管7,18を通して海
底の貯気槽８に蓄える。このとき圧縮空気の熱は温度差
発電設備の動作流体によって冷却装置17において冷却さ
れ、低温にして蓄えられる。一方、貯気槽８内に圧縮空
気が送り込まれるとこの圧力によって貯気槽８内の深層
海水が逆止弁21を開けて排出され、送水管19を経て温度
差発電設備４のコンデンサ26に深層海水を供給し、サイ
クル内を循環する動作流体を冷却し、凝縮させる。した
がって、温度差発電設備４では圧縮空気の廃熱と深層海
水との温度によって作動流体を蒸発・凝縮させ、タービ
ン28を回転させて発電する。また、日中にあっては、貯
気槽８内に蓄えられた圧縮空気の大部分はガスタービン
発電設備２に送気管18,7を介して供給され、ガスタービ
ン６の燃焼用空気として使用される。圧縮空気は再生器
14において加熱されてから燃焼器13に送られる。また、
圧縮空気の一部は送気管18の分岐管23を経て空気揚水ポ
ンプ24に供給され、揚水管22内に噴出されエアリフト効
果によって揚水管22周辺の深層海水を汲み上げる。そし
て、温度差発電設備４のコンデンサ26に供給する。尚、
ガスタービン６の始動時には貯気槽８内に蓄えられた圧
縮空気は使用されず、ガスタービン６によって圧縮機５
を回転させてその圧縮空気をガスタービン６に供給す
る。そして、ガスタービン６が定常運転に達した後、ク
ラッチ12を切り圧縮機５を停止して貯気槽８内の圧縮空
気を使用する。
（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明は、余剰電力
を蓄える圧縮空気海底貯蔵システムにおいて従来無駄に
廃棄されていた圧縮空気の熱又はその他の設備例えば火
力発電所のガスタービンの廃熱と、圧縮空気によって汲
み上げられる深層海水とを利用して温度差発電を行うの
で、廃熱エネルギー有効に回収でき経済的である。しか
も、本発明の海洋・廃熱温度差発電システムは、廃熱と
深層海水との間の温度差が大きいので発電効率も高い。
を蓄える圧縮空気海底貯蔵システムにおいて従来無駄に
廃棄されていた圧縮空気の熱又はその他の設備例えば火
力発電所のガスタービンの廃熱と、圧縮空気によって汲
み上げられる深層海水とを利用して温度差発電を行うの
で、廃熱エネルギー有効に回収でき経済的である。しか
も、本発明の海洋・廃熱温度差発電システムは、廃熱と
深層海水との間の温度差が大きいので発電効率も高い。
また、本発明の海洋・廃熱温度差発電システムは、ポ
ンプを使わず圧縮空気の圧力を利用することによって、
深層海水を汲み上げているので、深層海水を汲み上げる
ためのポンプが不要であると共に発電電力のほとんどを
供給できる。
ンプを使わず圧縮空気の圧力を利用することによって、
深層海水を汲み上げているので、深層海水を汲み上げる
ためのポンプが不要であると共に発電電力のほとんどを
供給できる。
第１図は本発明の海洋・廃熱温度差発電システムの原理
を示すサイクル線図である。 １……圧縮空気海底貯蔵設備、 ２……廃熱を伴う設備・ガスタービン発電設備、 ３……取水装置、４……温度差発電設備。
を示すサイクル線図である。 １……圧縮空気海底貯蔵設備、 ２……廃熱を伴う設備・ガスタービン発電設備、 ３……取水装置、４……温度差発電設備。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０３Ｇ 7/05 ５２１ Ｆ０３Ｇ 7/05 ５２１
Claims (3)
- 【請求項１】余剰電力を圧縮空気に変換して海底の貯気
槽に蓄える圧縮空気海底貯蔵設備と、廃熱を伴う設備
と、前記貯気槽に貯蔵される圧縮空気を利用して深層海
水を汲上げる取水装置と、余剰電力を変換した前記圧縮
空気の熱又は廃熱を伴う設備の廃熱と前記圧縮空気によ
って汲上げられた深層海水との間の温度差を利用して発
電する温度差発電設備とから成ることを特徴とする海洋
・廃熱温度差発電システム。 - 【請求項２】前記深層海水は、圧縮空気を前記貯気槽に
貯蔵する際に前記貯気槽から排出される深層海水と、前
記貯気槽に貯蔵された圧縮空気の一部を海中に噴出して
得られるエアリフト効果によって汲上げられる深層海水
とを利用することを特徴とする請求項１記載の海洋・廃
熱温度差発電システム。 - 【請求項３】前記廃熱を伴う設備は発電用ガスタービン
であり、圧縮機と発電機、発電機とガスタービンとを夫
々クラッチを介して接続し、余剰電力を利用して前記発
電機を回転させて前記圧縮機を駆動し、圧縮空気を前記
貯気槽に貯蔵すると共にこの貯気槽に蓄えた圧縮空気を
前記ガスタービンに供給することを特徴とする請求項１
又は２記載の海洋・廃熱温度差発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1090779A JP2680674B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 海洋・廃熱温度差発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1090779A JP2680674B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 海洋・廃熱温度差発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271080A JPH02271080A (ja) | 1990-11-06 |
| JP2680674B2 true JP2680674B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=14008091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1090779A Expired - Lifetime JP2680674B2 (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | 海洋・廃熱温度差発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680674B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013506078A (ja) * | 2009-09-23 | 2013-02-21 | ブライト エナジー ストレージ テクノロジーズ，エルエルピー． | 水中圧縮流体エネルギ貯蔵システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4418257B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2010-02-17 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 潜水機及び温度差発電方法 |
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| US8991182B2 (en) | 2009-02-17 | 2015-03-31 | Mcalister Technologies, Llc | Increasing the efficiency of supplemented ocean thermal energy conversion (SOTEC) systems |
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| WO2020235497A1 (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 日揮グローバル株式会社 | 発電システム及び発電方法 |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP1090779A patent/JP2680674B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02271080A (ja) | 1990-11-06 |
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