(57)【要約】  帯水層に基づいた多目的システムを運転する方法は、流体を（１つまたは複数の）帯水層からポンプによって汲み上げるステップと、汲み上げられた流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して帯水層に後で戻すための汲上貯蔵貯留器へと、または、水力発電に関係のない用途で汲み上げられた流体を利用するように構成された流体利用システムへと、選択的に向かわせるステップとを含む。
2014514477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯水層に基づいたシステムを運転する方法であって、
ポンプによって流体を帯水層から汲み上げるステップと、
水力発電によって電力を発生させるためにその後にタービンを介して前記帯水層に戻すための汲上貯蔵貯留器に、または、水力発電に関係のない用途で汲み上げられた前記流体を利用するように構成された流体利用システムに、汲み上げられた前記流体を選択的に向かわせるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
遠隔配置された指示装置において、帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かに関する指示を提供するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、前記ポンプが前記流体を前記帯水層から現在汲み上げているか否かに少なくとも部分的に依存する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、現場操作者が、前記流体利用システムのみと接続して使用するために、帯水層に基づいた前記システムを現場制御装置において確保したか否かに少なくとも部分的に依存する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示された場合に、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の一部を実質的に重力の影響の下において前記タービンを介して前記帯水層に戻すように操作できる、遠隔配置された制御装置を設けるステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
汲上貯蔵容器内の汲み上げられた前記流体の前記一部を前記タービンを介して前記帯水層に戻すために解放するステップであって、その解放によって遠隔配置された前記制御装置の操作に応答して電力を発生させるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった場合に、遠隔配置された前記制御装置が、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の前記一部を前記タービンを介して前記帯水層に戻すことを阻止するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
汲み上げられた前記流体を前記選択的に向かわせるステップは、前記ポンプと前記汲上貯蔵貯留器との間に、および、前記ポンプと前記流体利用システムとの間に接続された１つまたは複数の弁を構成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
オフピーク料金が前記ポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、前記帯水層の流体を前記汲上貯蔵貯留器に汲み上げる前記ポンプの作動の時刻を決めるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記流体利用システムは、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、および冷却水システムから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポンプと前記タービンとは同一の機械であり、前記流体を、水力発電によって電力を発生させるために前記タービンを介して前記帯水層に戻すことは、前記流体を前記ポンプを通るように流して前記ポンプを駆動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、前記汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
汲み上げが停止した後、前記ポンプの上方の流体連通路の少なくとも一部において水頭を維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
帯水層と、
流体を前記帯水層から汲み上げるように構成されたポンプと、
水力発電による発電のためにタービン発電機を介して前記帯水層にその後に戻すための汲上貯蔵貯留器に、または、前記水力発電に関係のない用途で前記流体を利用するように構成された流体利用システムに、汲み上げられた前記流体を選択的に向かわせるように構成された弁組立体と、
を備えるシステム。
【請求項１５】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かに関する指示を提供するために、遠隔配置された指示装置をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、前記ポンプが前記流体を前記帯水層から現在汲み上げているか否かに依存する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、現場操作者が、帯水層に基づいた前記システムを、前記流体利用システムのみと接続して使用するために、現場制御装置において確保したか否かに依存する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記現場操作者が、帯水層に基づいた前記システムを、前記流体利用システムのみと接続して使用するために確保することができる前記現場制御装置をさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示された場合に、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の一部を、実質的に重力の影響の下、タービンを介して前記帯水層に戻すように操作できる、遠隔配置された制御装置をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記弁組立体は、汲上貯蔵容器内の汲み上げられた前記流体の前記一部を前記タービンを介して前記帯水層に戻すために解放し、それによって遠隔配置された前記制御装置の操作に応答して電力を発生させるように構成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった場合に、遠隔配置された制御装置が、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の一部をタービンを介して前記帯水層に戻すことを阻止される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記弁組立体は、前記ポンプと前記汲上貯蔵貯留器との間、および、前記ポンプと前記流体利用システムとの間に接続された１つまたは複数の弁を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２３】
前記システムは、オフピーク料金が前記ポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、前記帯水層の流体を前記汲上貯蔵貯留器に汲み上げるために前記ポンプが作動するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２４】
前記流体利用システムは、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、および冷却水システムから成る群から選択される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ポンプと前記タービンとは同一の機械であり、前記流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して前記帯水層に戻すことは、前記流体を前記ポンプを通るように流して前記ポンプを駆動させることを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、前記汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ポンプが休止しているときに、ポンプタービンの上方の流体連通路の少なくとも一部（または全部）において水頭を維持するように作動可能である弁をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２８】
帯水層に基づいた複数のシステムを備え、
帯水層に基づいたシステムの各々は、
帯水層と、
流体を前記帯水層から汲み上げるように構成されたポンプと、
水力発電による発電のためにタービン発電機を介して前記帯水層にその後に戻すための汲上貯蔵貯留器に、または、前記水力発電に関係のない用途で汲み上げられた前記流体を利用するように構成された流体利用システムに、汲み上げられた前記流体を選択的に向かわせるように構成された弁組立体と、
帯水層に基づいた前記システムに連結された中央制御装置と、
を備え、
前記中央制御装置は、帯水層に基づいた１つまたは複数の前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かを決定するように構成されるネットワーク。
【請求項２９】
帯水層に基づいた前記システムの各々が水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かに関する指示を提供するために、遠隔配置された指示装置をさらに備える、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項３０】
帯水層に基づいた前記システムの各々が水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、前記帯水層に基づいたシステムのポンプが前記流体を前記帯水層から現在汲み上げているか否かに依存する、請求項２９に記載のネットワーク。
【請求項３１】
帯水層に基づいた前記システムの各々が水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、現場操作者が、前記流体利用システムのみと接続して使用するために、前記帯水層に基づいたシステムを現場制御装置において確保したか否かに少なくとも部分的に依存する、請求項２９に記載のネットワーク。
【請求項３２】
前記現場操作者が、帯水層に基づいた前記システムを前記流体利用システムのみと接続して使用するために確保することができる前記現場制御装置をさらに備える、請求項３１に記載のネットワーク。
【請求項３３】
前記中央制御装置は、電力を発生させるために使用可能であるとして指示された帯水層に基づいた１つまたは複数の前記システムにおいて、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の一部を実質的に重力の影響の下においてタービンを介して前記帯水層に戻すように操作され得る、請求項２９に記載のネットワーク。
【請求項３４】
帯水層に基づいた前記システムの各々において、前記弁組立体は、汲上貯蔵容器内の汲み上げられた前記流体の前記一部を、前記タービンを介して前記帯水層に戻すために解放し、それによって前記中央制御装置の操作に応答して電力を発生させるように構成される、請求項３３に記載のネットワーク。
【請求項３５】
水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった帯水層に基づいた前記システムの各々について、前記中央制御装置が、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の一部をタービンを介して前記帯水層に戻すことを阻止される、請求項２９に記載のネットワーク。
【請求項３６】
帯水層に基づいた前記システムの各々について、前記弁組立体は、前記ポンプと前記汲上貯蔵貯留器との間に、および、前記ポンプと前記流体利用システムとの間に接続された１つまたは複数の弁を備える、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項３７】
帯水層に基づいた前記システムの各々について、帯水層に基づいた前記システムは、オフピーク料金が前記ポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、前記帯水層の流体を前記汲上貯蔵貯留器に汲み上げるために前記ポンプが作動するように構成される、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項３８】
帯水層に基づいた前記システムの各々について、前記流体利用システムは、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、および冷却水システムから成る群から選択される、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項３９】
１つまたは複数の帯水層に基づいた前記システムについて、水力発電によって電力を発生させるために前記流体を前記タービンを介して前記帯水層に戻すことが、前記流体が前記ポンプを通るように流れて前記ポンプを駆動することを含むように、前記ポンプとタービンとが、同一の機械となっている、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項４０】
前記帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、前記汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項４１】
前記中央制御装置は、帯水層に基づいた前記システムのうちの２つ以上を作動させて、同時に水力発電によって電力を発生させるように構成される、請求項２８に記載のネットワーク。
【請求項４２】
流体を帯水層から流体利用システムへと汲み上げるように構成された既存のシステムを特定するステップと、
汲上貯蔵容器を前記帯水層内の前記流体よりも高い位置に設けるステップと、
水力発電による発電のためにタービン発電機を介して前記帯水層にその後に戻すための汲上貯蔵貯留器に、または、前記流体利用システムに、ポンプによって汲み上げられた流体を選択的に向かわせるために、弁組立体を設けるステップと、
を含み、
前記流体利用システムは、前記水力発電に関係のない用途で汲み上げられた前記流体を利用するように構成される方法。
【請求項４３】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かを指示するために、遠隔配置された指示装置を提供するステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、前記ポンプが前記流体を前記帯水層から現在汲み上げているか否かに少なくとも部分的に依存する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、現場操作者が、前記流体利用システムのみと接続して使用するために、帯水層に基づいた前記システムを現場制御装置において確保したか否かに少なくとも部分的に依存する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示された場合に、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の一部を実質的に重力の影響の下においてタービンを介して前記帯水層に戻すように操作できる、遠隔配置された制御装置を設けるステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記汲上貯蔵容器内の汲み上げられた前記流体の前記一部を前記タービンを介して前記帯水層に戻すために解放するステップであって、その解放によって遠隔配置された前記制御装置の操作に応答して電力を発生させるステップをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
帯水層に基づいた前記システムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった場合に、遠隔配置された前記制御装置が、前記汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた前記流体の前記一部を前記タービンを介して前記帯水層に戻すことを阻止するステップをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
オフピーク料金が前記ポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、前記帯水層の流体を前記汲上貯蔵貯留器に汲み上げる前記ポンプの作動の時刻を決めるステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
前記流体利用システムは、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、および冷却水システムから成る群から選択される、請求項４２に記載の方法。
【請求項５１】
前記ポンプとタービンとは同一の機械であり、前記流体を、水力発電によって電力を発生させるために前記タービンを介して前記帯水層に戻すことは、前記流体を前記ポンプを通るように流して前記ポンプを駆動させることを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項５２】
前記帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、前記汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である、請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、参照により本明細書に全体が組み込まれている、２０１１年５月１０日に出願された米国仮出願第６１／４８４，３０８号、および、２０１２年１月１３日に出願された米国仮出願第１３／３４９，８７２号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、帯水層に基づいたシステムに関し、より詳細には、帯水層に基づいた多目的システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
帯水層は、流体を保持する能力がある、および／または、流体を保持する、浸透性の岩石または未固結物の自然発生的な層である。地下水は、井戸を用いて帯水層から有用に抽出され得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Allan R. Budris，”Using Pumpsas Power Recovery Turbines”，Water World website
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、方法が、流体を帯水層からポンプによって汲み上げるステップと、汲み上げられた流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して帯水層に後で戻すための汲上貯蔵貯留器へと、または、水力発電に関係のない用途で汲み上げられた流体を利用するように構成された流体利用システムへと、選択的に向かわせるステップとを含む。ある実施では、方法は、遠隔配置された指示装置において、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かに関する指示を提供するステップをさらに含む。帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、ポンプが流体を帯水層から現在汲み上げているか否かに依存してもよい。帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、現場操作者が、帯水層に基づいたシステムを、流体利用システムのみと接続して使用するために、現場制御装置において確保したか否かに依存してもよい。
【０００６】
ある実施では、方法は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示された場合に、汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部を、実質的に重力の影響の下、タービンを介して帯水層に戻すように操作できる、遠隔配置された制御装置を設けるステップを含む。
【０００７】
典型的な実施によれば、方法は、汲上貯蔵容器内の汲み上げられた流体の一部を、タービンを介して帯水層に戻すために解放するステップであって、その解放によって例えば遠隔配置された制御装置の操作に応答して電力を発生させるステップを含む。
【０００８】
ある実施形態は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった場合に、遠隔配置された制御装置が汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部をタービンを介して帯水層に戻すことを阻止するようにするステップを含む。
【０００９】
ある実施によれば、汲み上げられた流体を選択的に向かわせるステップは、ポンプと汲上貯蔵貯留器との間、および、ポンプと流体利用システムとの間に接続された１つまたは複数の弁を構成することを含む。
【００１０】
ポンプの作動は、オフピーク料金がポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、帯水層の流体を汲上貯蔵貯留器に汲み上げるように時刻が決められてもよい。
【００１１】
流体利用システムは、例えば、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、または冷却水システムであり得る。
【００１２】
ポンプおよびタービンは、ある例では、同一の機械である（つまり、それらが単一のポンプタービンを形成する）。それらの例では、流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して帯水層に戻すことは、流体をポンプを通るように流してポンプを駆動させることを含む。
【００１３】
帯水層は、概して、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層である。さらに、汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である。
【００１４】
ある実施形態において、方法は、汲み上げが停止した後、ポンプの上方の流体連通路の少なくとも一部において水頭を維持するステップを含む。
【００１５】
別の態様では、システムが、帯水層と、流体を帯水層から汲み上げるように構成されたポンプと、弁組立体とを備える。弁組立体は、汲み上げられた流体を、水力発電のためにタービン発電機を介して帯水層に後で戻すための汲上貯蔵貯留器へと、または、水力発電に関係のない用途で流体を利用するように構成された流体利用システムへと、選択的に向かわせるように構成される。
【００１６】
ある実施では、システムは、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かに関する指示を提供するために、遠隔配置された指示装置を備える。帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、ポンプが流体を帯水層から現在汲み上げているか否かに依存してもよい。帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、現場操作者が、帯水層に基づいたシステムを、流体利用システムのみと接続して使用するために、現場制御装置において確保したか否かに依存してもよい。
【００１７】
システムは、ある実施形態において、現場操作者が、帯水層に基づいたシステムを、流体利用システム（例えば、灌漑システム）のみと接続して使用するために確保することができる現場制御装置を備える。
【００１８】
ある実施は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示された場合に、汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部を、実質的に重力の影響の下、タービンを介して帯水層に戻すように操作できる、遠隔配置された制御装置を備える。
【００１９】
弁組立体は、ある例では、汲上貯蔵容器内の汲み上げられた流体の一部を、タービンを介して帯水層に戻すために解放し、それによって遠隔配置された制御装置の操作に応答して電力を発生させるように構成されてもよい。ある実施形態では、遠隔配置された制御装置は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった場合に、汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部をタービンを介して帯水層に戻すことを阻止される。
【００２０】
ある実施では、弁組立体は、ポンプと汲上貯蔵貯留器との間、および、ポンプと流体利用システムとの間に接続された１つまたは複数の弁を備える。
【００２１】
システムは、ある実施では、オフピーク料金がポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、帯水層の流体を汲上貯蔵貯留器に汲み上げるためにポンプが作動するように構成される。
【００２２】
流体利用システムは、例えば、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、および冷却水システムである。
【００２３】
ある例では、ポンプとタービンとは同一の機械であり、流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して帯水層に戻すことは、流体をポンプを通るように流してポンプを駆動させることを含む。
【００２４】
典型的な実施では、帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である。
【００２５】
ある実施形態は、ポンプが休止しているときに、弁が、ポンプタービン１１０の上方の流体連通路の少なくとも一部（または全部）において水頭を維持するように作動可能である弁を備える。
【００２６】
さらに別の態様では、ネットワークが帯水層に基づいた複数のシステムを備える。帯水層に基づいたシステムの各々は、帯水層と、流体を帯水層から汲み上げるように構成されたポンプと、弁組立体とを備える。弁組立体は、汲み上げられた流体を、水力発電のためにタービン発電機を介して帯水層に後で戻すための汲上貯蔵貯留器へと、または、水力発電に関係のない用途で汲み上げられた流体を利用するように構成された流体利用システムへと、選択的に向かわせるように構成される。ネットワークは、帯水層に基づいたシステムに連結された中央制御装置をさらに備える。中央制御装置は、帯水層に基づいた１つまたは複数のシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かを決定（例えば、学習する）するように構成される。
【００２７】
ある実施では、ネットワークは、帯水層に基づいたシステムの各々が水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かに関する指示を提供するために、遠隔配置された指示装置を備える。帯水層に基づいたシステムの各々が水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、帯水層に基づいたシステムのポンプが流体を帯水層から現在汲み上げているか否かに依存してもよい。帯水層に基づいたシステムの各々が水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、現場操作者が、その帯水層に基づいたシステムを、流体利用システムのみと接続して使用するために、現場制御装置において確保したか否かに依存してもよい。
【００２８】
ある実施形態では、ネットワークは、その各々が、その現場制御装置と関連付けられた現場操作者が帯水層に基づいたシステムを流体利用システムと接続して使用するために確保することを可能にする、１つまたは複数の現場制御装置を備える。
【００２９】
ある実施では、中央制御装置は、電力を発生させるために使用可能であるとして指示された、帯水層に基づいた１つまたは複数のシステムにおいて、汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部を、実質的に重力の影響の下、タービンを介して帯水層に戻すように操作され得る。
【００３０】
ある実施形態によれば、帯水層に基づいたシステムの各々において、弁組立体は、汲上貯蔵容器内の汲み上げられた流体の一部を、タービンを介して帯水層に戻すために解放し、それによって中央制御装置の操作に応答して電力を発生させるように構成される。
【００３１】
ある実施では、水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった、帯水層に基づいたシステムの各々について、中央制御装置は、汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部をタービンを介して帯水層に戻すことを阻止される。
【００３２】
ある実施では、帯水層に基づいたシステムの各々について、弁組立体は、ポンプと汲上貯蔵貯留器との間、および、ポンプと流体利用システムとの間に接続された１つまたは複数の弁を備える。
【００３３】
ある実施では、帯水層に基づいたシステムの各々について、帯水層に基づいたシステムは、オフピーク料金がポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、帯水層の流体を汲上貯蔵貯留器に汲み上げるためにポンプが作動するように構成される。
【００３４】
ある実施では、帯水層に基づいたシステムの各々について、流体利用システムは、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、または冷却水システムである。
【００３５】
帯水層に基づいた１つまたは複数のシステムについて、ポンプとタービンとは、流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して帯水層に戻すことは、流体がポンプを通るように流れてポンプを駆動することを含むように、同一の機械（つまり、ポンプタービン）となっていてもよい。
【００３６】
典型的な実施では、帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である。
【００３７】
中央制御装置は、帯水層に基づいたシステムのうちの２つ以上を作動させて、同時に水力発電によって電力を発生させるように構成されてもよい。
【００３８】
さらに別の態様では、方法は、流体を帯水層から流体利用システムへと汲み上げるように構成された既存のシステムを特定するステップと、汲上貯蔵容器を帯水層内の流体よりも高い位置に設けるステップと、ポンプによって汲み上げられた流体を選択的に向かわせるために、弁組立体を設けるステップとを含む。選択的に向かわせることは、水力発電のためにタービン発電機を介して帯水層に後で戻すための汲上貯蔵貯留器、または、流体利用システムのいずれかへと向かわせる。流体利用システムは、水力発電に関係のない用途で（例えば、灌漑のために）汲み上げられた流体を利用するように構成される。
【００３９】
ある実施では、方法は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能か否かを指示するために、遠隔配置された指示装置を提供するステップを含む。帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、ポンプが流体を帯水層から現在汲み上げているか否かに依存してもよい。帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であることは、少なくとも部分的に、現場操作者が、帯水層に基づいたシステムを、流体利用システムのみと接続して使用するために、現場制御装置において確保したか否かに依存してもよい。
【００４０】
ある実施形態では、方法は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示された場合に、汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部を、実質的に重力の影響の下、タービンを介して帯水層に戻すように操作できる、遠隔配置された制御装置を設けるステップを含む。
【００４１】
ある実施形態では、方法は、汲上貯蔵容器内の汲み上げられた流体の一部を、タービンを介して帯水層に戻すために解放するステップであって、その解放によって遠隔配置された制御装置の操作に応答して電力を発生させるステップをさらに含む。
【００４２】
ある実施において、方法は、帯水層に基づいたシステムが水力発電によって電力を発生させるために使用可能であるとして指示されなかった場合に、遠隔配置された制御装置が汲上貯蔵貯留器内の汲み上げられた流体の一部をタービンを介して帯水層に戻すことを阻止するステップを含む。
【００４３】
ある実施において、方法は、オフピーク料金がポンプを運転するための電力の購入に適用となるときに、帯水層の流体を汲上貯蔵貯留器に汲み上げるポンプの作動の時刻を決めるステップを含む。
【００４４】
ある実施形態では、流体利用システムは、灌漑システム、飲料水システム、温水システム、または冷却水システムである。さらに、ポンプとタービンとは同一の機械（例えば、ポンプタービン）であってもよく、流体を、水力発電によって電力を発生させるためにタービンを介して帯水層に戻すことは、流体をポンプを通るように流してポンプを駆動させることを含む。
【００４５】
典型的な実施形態では、帯水層は、地下水を含んで送るように構成された多孔性の基質の自然発生的な層であり、汲上貯蔵貯留器は加工された容器または自然の流体物である。
【００４６】
ある実施では、以下の利点の１つまたは複数が存在する。
【００４７】
例えば、１つまたは複数の帯水層が、汲上貯蔵発電システムにおける貯留器として、別の帯水層、または、例えば池やタンクなどの地表の容器のいずれかと接続されて使用される、帯水層に基づいた多目的システムが提供され得る。このようなシステムでは、電力が比較的低料金で利用可能のときに、水が、より低い位置からより高い位置へと汲み上げられることで、より高い位置からより低い位置へと流れることが可能とされる（例えば、電力が必要とされるときに、発電のために発電機を駆動するように構成されたタービンまたはポンプタービンを通って、元々の源となる帯水層または別の帯水層へと流れる）。相当な電力量が、このようなシステムによって蓄えられかつ発生され得ると考えられる。
【００４８】
さらに、帯水層に基づいた多目的システムは、汲上貯蔵発電システムを除く（汲上貯蔵発電に実質的に関係しない）他の目的のために帯水層の流体を供給するように構成されてもよい。これらの機能は、例えば、灌漑、冷却の目的または加熱の目的のための水の供給などを含み得る。
【００４９】
したがって、単体の設備が、２つ以上の機能を実施するために使用され得るとともに、２つ以上の機能の間で都合などに応じて交互に切り替えるように使用され得る。
【００５０】
ある実施では、帯水層に基づいた多目的システムは、例えば、既存の灌漑システムを、帯水層に基づいた多目的システムに改造することで、コスト効果の高い方法で構築することができる。そのような井戸は、すでに存在しており、大量の水を抽出することが可能となっている。そのような井戸は数多くある（ある試算によれば、テキサス州で約７０，０００カ所）。調査作業、ならびに井戸の掘削および仕上げはすでに完了しているので、井戸の開発および資本コストの大部分はすでに負担されている。改造するためのコストは、比較的少なくなると考えられる。
【００５１】
さらに、多くの既存の井戸ポンプは、わずかな費用でポンプタービンとして機能するように変更できるとともに、流体が汲みあげる方向と逆の方向に流れることが可能とされれば電力を発生するように適合され得る。灌漑井戸としては、これらの装置は、一般的に、一年のうちの一部の期間で使用されるだけであり、その期間であっても、典型的には一日の一部の時間で使用されるだけである。同様に適切な用途であり得る、公共用途および産業用途で使用されるものなどの他の大規模な井戸や、有用であり得る個人の給水に使用されるものなどのより小規模な井戸があるが、灌漑井戸は、予測可能な時期で２つの望ましい特徴の使用が予定された既存の大容量の井戸の組合せを提供する。また多くの場合では、ポンプと接続される地表の保管タンクまたは貯留器の建造は、それらが一般的に農村地域に設けられるため、容易に適合され得る。
【００５２】
また、ある実施では、帯水層に基づいた複数の多目的システムが、大型で融通性のある「仮想の」エネルギー汲上貯蔵貯留器として実質的に機能するように、ネットワークに接続されてもよい。任意の所与の時点において、１つまたは多くの井戸が使用されてもよいが、１つまたは多くの井戸が使用可能であってもよい。井戸の集合体において、このような井戸は、ほぼ即時で起動する大容量の電気的な汲上貯蔵容量に等しい、大容量で即時の貯水を含むことができる。
【００５３】
ある実施では、遠隔監視を通じて、ネットワークまたは電力網の運用者が、所与の井戸が運転中であるか否かを決定できる。運転中であれば、運用者は次の井戸へと移る。運転中でなければ、その井戸が使用可能となる。これは、一年のうちの大部分では、井戸およびポンプは休止と予定されているため必要とされないが、井戸が使用されている期間では、井戸の状態は、例えば、井戸が運転中（電力を使用している）なのかまたは休止中（電力を使用していない）なのかについての遠隔による「問合せ」によって、決定することができる。
【００５４】
ある実施では、現場操作者（例えば、農作業者）が、例えば、井戸が汲上貯蔵発電の目的で使用される期間の間に、灌漑の目的で井戸を使用する必要がある場合、貯蔵大まかには、現場操作者は、例えば、現場制御装置で優先スイッチを操作することで、井戸を使用することができるであろう。典型的な実施では、優先スイッチを操作することで、タービン（電力の生成）からポンプ（水の汲み上げ）へと使用を切り替え、これらの状況において、電力網運用者は、望む場合には、別の井戸へと移り、汲上貯蔵発電と接続して使用するためにその井戸を起動できる。
【００５５】
典型的な実施では、休止期間の間、汲上貯蔵容器（通常、地表のタンクまたは貯留器）は、オフピーク料金または他の低料金の電力（風力源または太陽光源からの余剰の間欠的な電力）を用いることで、満水もしくはそれに近い状態で維持されることになる。
【００５６】
必要とされるときに、弁組立体は、水が汲上貯蔵容器から井戸の穴を通って流れ落ち、かつ、ポンプタービンを通って流れ落ちることができるように操作され、それによって電力を生成する。余剰または低料金の電力が利用可能であるときに、システムは、ポンプタービンのポンプ状態を用いて地表の保管容器を再び満たすように作動されてもよい。
【００５７】
一年のうちの灌漑のない期間の間のように、必要とされないときに、容器は、発電のためだけに維持されるように、灌漑または他の水使用施設から切り離されてもよい。井戸の操作者と電力網の運用者との間の適切な合意によって、井戸は、水の供給の目的のために要求または要望されないときに、汲上貯蔵の目的のために使用できる。井戸の状態を決定するとともに井戸の所有者に優先機能を与える、このような同意と遠隔監視との組合せは、例えば、ときには灌漑の目的のために、かつ、ときには汲上貯蔵による水力発電のために、全体として井戸の最適な使用を提供する。
【００５８】
典型的な実施では、帯水層に基づいた多目的システムのネットワークは、大きな（例えば、大メガワットの）、ほとんど即時に利用可能な蓄電エネルギー源を、非常に競争力のあるコストで提供できる。システムは、１つや少数ではなく多数の保管要素から作られるため、回復性と堅牢性とがより高い。さらに、帯水層に基づいたシステムの一部は、灌漑システムから改造される可能性があるため、例えば、システムについての関連する建造コストは比較的低いであろう。
【００５９】
このようなシステムによって生成される電力は、非常に環境に優しい。典型的な実施では、このようなシステムは、間欠的な電力のはるかに大きな使用を実現可能とすることになり、それによって、排出物としてＣＯ２を生成する化石燃料の需要を減らすことになる。
【００６０】
このようなシステムは非常に大きな発電量の蓄えを可能とするであろうが、汲上貯蔵システムの即時的な特性は、短期間（例えば、数秒間から数分間）の効果的な蓄電および発電も提供する。
【００６１】
他の特徴および利点は、発明を実施するための形態および図面から、ならびに、特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【００６２】
同様の参照符号は、同様の要素を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】例示の、帯水層に基づいた多目的システムの概略図である。
【図２】例示の、帯水層に基づいた多目的システムの、ネットワークの概略図である。
【図３】帯水層に基づいたシステム用の例示の現場制御装置盤の概略表示である。
【図４】帯水層に基づいた多目的システムのネットワーク用の例示の中央制御装置盤の概略表示である。
【図５】既存の井戸システムを帯水層に基づいた多目的の汲上貯蔵発電システムに改造する方法を示すフローチャートである。
【図６】例示の、帯水層に基づいた多目的システムの、ネットワークの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１は、例示の、帯水層に基づいた多目的の発電システム１０２ａを示す。図示したシステム１０２ａの多目的性は、汲上貯蔵水力発電および灌漑を含んでいる。より具体的には、図示したシステム１０２ａは、汲上貯蔵水力発電の目的または灌漑の目的のいずれかと関連している帯水層１０８ａからの流体を選択的に利用するように適合されている。
【００６５】
図示したシステム１０２ａは、ポンプまたはタービンのいずれかとして作動するように構成されたポンプタービン１１０を備える。ポンプ状態では、ポンプタービン１１０は、帯水層１０８ａから灌漑システム１２０または汲上貯蔵タンク１１６へと流体を汲み上げることができる。タービン状態では、ポンプタービン１１０は、それを通って汲みあげる方向と逆の方向に、流れる流体によって駆動され得る。
【００６６】
図示したポンプタービン１１０は、駆動軸を介してモータ発電機１１２に連結される。モータ発電機１１２は、モータまたは発電機として作動するように構成される。モータ状態では、モータ発電機１１２はポンプタービン１１０を駆動して帯水層の流体を汲み上げる。発電機状態では、モータ発電機はポンプタービン１１０によって駆動され、電力を発生する。
【００６７】
三方弁１１８がポンプタービン１１０に連結される。より具体的には、三方弁１１８は、ポンプタービン１１０によって汲み上げられた帯水層の流体を、汲上貯蔵容器１１６または灌漑システム１２０のいずれかへと選択的に向かわせるように構成される。典型的な実施では、三方弁は、汲上貯蔵容器１１６から流出する帯水層の流体を、灌漑システム１２０またはポンプタービン１１０のいずれかへと選択的に向かわせるようにも構成される。
【００６８】
図示のシステム１０２ａはこの機能を実施するために三方弁１１８を備えているが、システムは、汲み上げられた流体を選択的に向かわせるために、三方弁１１８に代わって任意の別の種類の弁構成を用いるように容易に適合させることができる。例えば、ある実施では、２つ、３つ、またはそれより多くの弁が、図示した三方弁１１８と少なくとも実質的に同様に機能するように構成されてもよい。
【００６９】
三方弁１１８または他の弁構成は、手動で操作可能であってもよいし、または、人間の操作者（例えば、農作業者）からの入力に応答してかもしくは自動的に発せられる制御信号（例えば、空気圧信号または電気信号）に応答して操作可能であってもよい。
【００７０】
汲上貯蔵容器１１６は、加工された容器、または、流体を受け入れて保管することができる任意の種類の流体回収領域であり得る。例えば、汲上貯蔵容器１１６は、池、湖、タンク、第２の帯水層などであり得る。
【００７１】
灌漑システム１２０は、様々な方法で構成され得るとともに、概して、作物に水を与えるために帯水層の流体を利用するように適合される。例えば、灌漑システムは、灌漑を容易にするために、１つまたは複数の保管タンクと、ポンプと、流体連通路と、配水装置（例えば、スプリンクラ）とを備えてもよい。
【００７２】
流体連通路（図１において実線で示される）は、配管や管などであり、図に示すように、ポンプタービン１１０と、帯水層１０８ａと、三方弁１１８と、汲上貯蔵容器１１６と、灌漑システム１２０との間に延びて、それらを接続する。
【００７３】
現場制御装置１２２は、有線または無線の通信路などの通信路（点線で示される）を介して、三方弁１１８およびモータ発電機１１２と通信するように構成されている。
【００７４】
典型的な実施では、現場制御装置１２２は、現場操作者（例えば、農作業者）が三方弁１１８の状態を制御することができるとともに、モータ発電機１１２に関連する少なくとも特定の運転を制御することができるように、操作可能となっている。ボタン、スイッチ、ノブ、および／または他の制御要素が、これらの機能性を容易にするために、現場制御装置１２２に設けられてもよい。ある実施では、現場制御装置１２２は、システム運転の様々な状況に対して自動制御を提供する。
【００７５】
図示した実施では、汲上貯蔵容器１１６、三方弁１１８、および現場制御装置１２２はすべて地上１１４に配設されており、一方、ポンプタービン１１０およびモータ発電機１１２は地下に配設されている。この相対的な構成は、ある実施では存在するが、必須ではない。しかしながら、一般的に、汲上貯蔵容器１１６は帯水層１０８ａに対して十分に高い位置に配置されるべきであり、その結果、流体は、許容されたときに、実質的に重力の影響の下、汲上貯蔵容器１１６からポンプタービン１１０を通過して帯水層１０８ａへと流れ、その途中でモータ発電機１１２を駆動することができる。
【００７６】
典型的な実施では、ポンプタービン１１０（およびモータ発電機１１２）は、帯水層１０８ａと関連付けされる井戸の内部に物理的に配置される。
【００７７】
ある実施では、現場制御装置１２２は、遠隔制御装置（例えば、図２における参照符号１０４）と通信するように適合されてもいる。このような例では、以下に説明するように、遠隔制御装置は、システムの特定の運転状況を制御および／または監視するように適合されてもよい。ある例では、遠隔制御装置は、帯水層の流体を用いて水力発電によって電力を発生させるように適合された、帯水層に基づいた他の多目的システムの特定の運転状況を制御および／または監視するように適合されてもよい。
【００７８】
図示のシステム１０２ａは、様々な方法で操作することができる。
【００７９】
例えば、一操作状態では、システム１０２ａは帯水層の流体を灌漑システム１２０に提供するように運転する。システム１０２ａが帯水層の流体を灌漑システムに提供するように操作されているとき、モータ発電機１１２は、ポンプタービン１１０を駆動して、流体を帯水層１０８ａから三方弁１１８まで汲み上げるように運転する。三方弁１１８は、汲み上げられた流体を灌漑システム１２０へと選択的に向かわせるように構成される。
【００８０】
別の運転状態では、システム１０２ａは、汲上貯蔵容器１１６を流体で満たすために運転する。この運転状態では、モータ発電機１１２はポンプタービン１１０を駆動して、流体を帯水層から三方弁１１８まで汲み上げる。三方弁１１８は、汲み上げられた流体を汲上貯蔵容器１１６へと選択的に向かわせる。
【００８１】
ある実施では、例えば、汲上貯蔵容器の流体が所定の高さに達したときに汲上を停止することができるように、汲上貯蔵容器における液面が監視される。汲上を停止するために、典型的な実施では、ポンプタービン１１０が停止され、三方弁１１８が、汲上貯蔵容器１１６からの帯水層の流体の逆流を防止するための位置に動かされる。
【００８２】
ある実施では、システムは、ポンプタービンの上方の流体連通路の少なくとも一部（または全部）において水頭を維持するように運転可能である。典型的な実施では、これは、汲上が停止された後に、ポンプタービンの上方（ただし近くの）または下方のいずれかの弁を閉じることで達成できる。この方法で水頭を維持すれば、電力生成が要望される指示のほぼ直後にシステムが電力の生成を開始するのを助けられる。
【００８３】
さらに、ほぼ直後に電力の生成を開始するようにこの方法で呼び水が行われたシステムであれば、必要な電力量を生成するために灌漑が妨げられなければならない可能性のある時間が、短縮され得る。ある例では、灌漑を妨げる時間がより短いことで、妨げる時間が長くなる場合よりも、灌漑システムの所有者または操作者にその妨げをより受け入れてもらいやすくすることができる。
【００８４】
ある実施形態では、流体が所定の高さに達したときを示すために、液面指示装置が現場制御装置（および／または遠隔制御装置）に設けられている。指示装置は、例えば、可聴式、視覚式、または接触式の指示装置であり得る。
【００８５】
別の運転状態では、システム１０２ａは、水力による電力を発生させるために運転する。この運転状態では、三方弁１１８が、汲上貯蔵容器１１６とポンプタービン１１０との間で流体連通路を構築するように動かされる。流体は、実質的に重力の影響の下、汲上貯蔵容器１１６からポンプタービン１１０を通って帯水層１０８ａへと流入することが可能とされる。ある実施では、汲上貯蔵容器から流出する流体は、増圧ポンプ（図示せず）によって補助される。
【００８６】
汲上貯蔵容器１１６から流れ出る流体は、ポンプタービン１１０を駆動し、その駆動がさらにモータ発電機１１２を駆動して電力を生成する。
【００８７】
典型的な実施では、モータ発電機によって生成されたあらゆる電力は、典型的には、電力を電力系統へと供給する１つまたは複数の主要発電システムを補うために、電力系統へと供給される。また、典型的な実施では、システム１０２ａは、電力系統において需要が比較的高い期間に電力を生成するように運転される。
【００８８】
別の運転状態では、システム１０２ａは、汲上貯蔵容器１１６から灌漑システム１２０へと流体を供給するために運転する。この運転状態では、三方弁１１８が、汲上貯蔵容器１１６と灌漑システム１２０との間で流体連通路を構築するように動かされる。ポンプタービン１１０／モータ発電機１１２は、概して、このような時間の間は休止している。しかしながら、ほとんどの例では、システム１０２ａは、灌漑の目的のために汲上貯蔵容器１１６からの流体を用いるようには運転されないと思われる。ほとんどの例では、システム１０２ａは、発電の目的のためにポンプタービン１１０を駆動させるために流体が必要とされるまで、および、そのように流体が必要とされない場合には、汲上貯蔵容器に保管された流体を維持するように運転されると思われる。
【００８９】
ある実施では、増圧ポンプ（図示せず）が、汲上貯蔵容器１１６から灌漑システム１２０へと流体が流れるのを容易にするために提供されてもよい。しかしながら、ある実施では、流体は、実質的に重力の影響の下、汲上貯蔵容器１１６から灌漑システム１２０へと流れる。
【００９０】
図２は、帯水層に基づいた多目的システム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎのネットワーク１００を示し、各システムは、水力発電の汲上貯蔵発電と接続している関連した帯水層からの流体を、灌漑などの、水力発電の汲上貯蔵発電に関係しない１つまたは複数の他の目的のために利用するように適合されている。典型的には、水力発電の汲上貯蔵発電に関係しない目的は、例えば、灌漑が現場の農作業者にとって有益であるように、帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎの現場操作者にとって主に有益となるものである。
【００９１】
図２の帯水層に基づいたシステムのうちの１つ１０２ａは、図１の帯水層に基づいたシステム１０２ａであり、上記で詳細に説明した。帯水層に基づいたシステムのうちの別の１つ１０２ｂは、帯水層に基づいたシステム１０２ａと実質的に同一である。
【００９２】
図に示された、帯水層に基づいたシステムのうちの第３のシステム１０２ｎは、いくつかの点において、他の２つの帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂとは異なっている。
【００９３】
例えば、帯水層に基づいたシステム１０２ｎは、地表面から帯水層１０８ｎへと下に延びる２つの別々の井戸を備える。モータ１２６に連結されてそのモータ１２６によって駆動されるポンプ１２４は、２つの井戸の一方の内部に物理的に配置されている。発電機１３０に連結されており、その発電機１３０を駆動するように構成された別体のタービン１２８は、２つの井戸の他方の内部に物理的に配置されている。また、帯水層に基づいたシステム１０２ｎの弁構成は、弁１１８だけでなく弁１３２も備えており、その弁１３２は、開閉することで、実質的に重力の影響の下、汲上貯蔵貯留器１１６からタービン１２８を通って帯水層１０８ｎへと流入する流体を制御する。これらの違いがあるが、第３の帯水層に基づいたシステムはなお、大まかには、他の帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂのように多くの機能を実施するように運転可能である。
【００９４】
典型的な実施では、ネットワーク１００は帯水層に基づいた数多くのシステムを備えており、それらシステムは、様々な方法で互いに異なってもよい。
【００９５】
図示されたネットワーク１００は、帯水層に基づいた各システム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎについて、システム運転の特定の状況が現場制御装置１２２によって現場において制御できるとともに、システム運転の特定の状況が遠隔から（例えば、図示された例では、帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎの各々の特定の運転状況を制御できるように構成された中央制御装置１０４から）制御できるように、概して構成される。システム運転の特定の状況は、現場制御装置１２２と中央制御装置１０４との両方から制御可能であってもよい。
【００９６】
典型的には、各現場制御装置１２２は、現場操作者（例えば、灌漑システム１２０を所有および／または操作する農作業者）のみによって操作することができ、一方、遠隔（中央）制御装置１０４は、中央操作者（例えば、公共の電力会社）に関連する人員のみによって操作することができる。
【００９７】
典型的な実施では、ネットワーク１００および帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎの各々は、一方における中央操作者と、他方における現場操作者の各々との間で合意された条件に従って運転される。この合意は、公式な書面による合意、非公式な口頭による合意、または、関係者間での任意の他の形式の合意であってもよい。
【００９８】
ネットワーク運用およびシステム運転の様々な状況は、自動化することができ、ある実施では、中央制御装置１０４と、１つまたは複数の現場制御装置１２２とは、１つまたは複数の合意された運転条件を実施または容易化するために、プログラミングされてもよい。
【００９９】
ある例では、運転の合意は、中央操作者と関連する現場操作者との間で、その現場操作者の帯水層に基づいたシステムが構築（または、単一使用（例えば、灌漑）のシステムから汲上貯蔵水力発電も提供するシステムへと改造）されたときに制定される。典型的には、これは、中央操作者と現場操作者とが運転条件を交渉すること、および、新規または改造されたシステムの資源が共有され得る一式の規則を制定することを含むことになる。
【０１００】
運転の合意は、様々な方法で構築され得る。しかしながら、運転の合意は、典型的には、関連するシステム（例えば、参照符号１０２ａ）の共有した利用に関連する各当事者の権利および義務を規定する。
【０１０１】
ある運転の合意では、例えば、中央操作者が汲上貯蔵発電に関連する機能に関する使用のために自由に遠隔から帯水層に基づいたシステムを制御する、一日のうちの特定の時間、または、特定の週もしくは月が貯蔵指定されてもよい。これらの時間帯は、典型的には、現場操作者が灌漑の目的のために帯水層に基づいたシステムを使用していない時間帯に対応することになる。
【０１０２】
また、ある運転の合意によれば、中央操作者は、必要に応じて、ある短い時間（例えば、１０分間、１５分間、または３０分間）、汲上貯蔵発電ではない機能（例えば、灌漑）と関連する運転を遠隔から中断させることが許容されてもよい。これは、例えば、灌漑システム１２０によって水が与えられる作物が、灌漑の比較的短い中断を許容できる場合に受け入れられてもよく、これは一般的にそうなっている。
【０１０３】
ある実施では、中央制御装置１０４および／または１つまたは複数の現場制御装置１２２は、運転の合意の条件に従ってネットワーク１００および帯水層に基づいた１つまたは複数のシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎの機能の実施または容易化のいずれかを行うようにプログラミングされる。
【０１０４】
さらに、ある実施では、中央制御装置１０４は、もしあれば、帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎのうちのどれが、所与の時間に、水力発電の汲上貯蔵の機能に関する運転のために利用可能であるかを決定するように作動可能である。この決定は、多くの方法で行われ得る。
【０１０５】
例えば、決定は、帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎにおける１つまたは複数の現場制御装置と通信する中央制御装置１０４によって行われてもよい。通信は、例えば、遠隔監視を介して行われてもよい。具体的な例では、中央制御装置１０４は、帯水層に基づいたシステムの各々の状況に関する１つまたは複数の問合せを発し、その問合せを受信した現場制御装置の各々は、例えば、関連する帯水層に基づいたシステムが汲上貯蔵発電に関連する機能を実施するために利用可能であるか否かを指示することで、遠隔監視を介して応答することができる。
【０１０６】
他の実施では、各現場制御装置１２２は、関連する帯水層に基づいたシステムが汲上貯蔵発電に関連する機能を実施するために利用可能であるか否かについて、定期的に中央制御装置１０４に報告するように適合されてもよい。この例では、中央制御装置１０４は、ネットワーク１００における帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎについての状態の各時点での集計（ｒｕｎｎｉｎｇ  ｔａｌｌｙ）を維持するように適合されてもよい。
【０１０７】
ある実施では、中央制御装置１０４は、帯水層に基づいた特定の１つまたは複数のシステムが汲上貯蔵発電に関連する機能を実施するために利用可能か否かを中央制御装置１０４自体で決定できる論理を含んでもよい。
【０１０８】
中央制御装置１０４によって実施される論理は、例えば、中央操作者と対応する現場操作者との間の運転の合意の条件に基づいていてもよい。例えば、運転の合意は、帯水層に基づいたシステムが灌漑目的のために必要とされない冬期の月の間に汲上貯蔵発電に関連する機能を実施するように利用可能であることを明記していたかもしれない。この例では、中央制御装置は、いつ冬期の月になるかを決定することができる論理を含んでもよい。
【０１０９】
一般的に、帯水層に基づいたシステムのうちの一つは、現在他のいずれの目的にも使用されていない（および／または現在確保されていない）ときに、汲上貯蔵発電に関連する機能を実施するために利用可能と考えることができる。この点において、ある実施では、帯水層に基づいた１つまたは複数のシステムの現場制御装置１２２は、現場操作者が帯水層に基づいた自身のシステムを汲上貯蔵発電に関連する機能を実施するために利用可能または利用不可能であるとして指示することができる制御要素（例えば、スイッチ、ノブ、ボタンなど）を備えてもよい。したがって、現場操作者は、これらの例において、帯水層に基づいたシステムがこのような使用に利用可能であるという他の任意の指示に対して優先する選択権を持っている。
【０１１０】
汲上貯蔵発電に関連する機能は、様々な異なる機能を含むことができ、それらの一部は、例えば、（ａ）帯水層（つまり、参照符号１０８ａ、１０８ｂ、・・・１０８ｎ）のうちの関連する一つから汲上貯蔵容器（つまり、参照符号１１６）のうちの関連する一つへと流体を汲み上げること、または、（ｂ）実質的に重力の影響の下、汲上貯蔵容器のうちの一つから途中でタービン発電機を通過して関連する帯水層へと流れる流体を解放することを含み得る。
【０１１１】
典型的な実施では、中央制御装置１０４が、帯水層に基づいた１つまたは複数のシステムが汲上貯蔵発電に関連する運転に対して利用可能であることを決定する場合、中央制御装置１０４は、中央操作者がこの情報を知ることができるようにする。この情報を知ることは、数多くの異なる方法で行われ得る。例えば、中央制御装置１０４は、中央制御装置自体に、もしくはその近傍に設けられた視覚式、可聴式、または接触式の指示装置を用いて、中央操作者に指示を与えることができる。あるいは、中央制御装置は、中央制御装置に配設されたコンピュータ端末、または、中央制御装置に連結されたコンピュータ端末で中央操作者がこの情報を知ることができるようにしてもよい。
【０１１２】
典型的な実施では、中央制御装置１０４は、汲上貯蔵発電に関連する運転のために利用可能な、帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎのうちのいずれか一つのためのシステム運転の１つまたは複数の状況に対する制御を可能にする。中央制御装置１０４がこれに関して所有する具体的な制御機能性は、かなり変化する可能性がある。しかしながら、ある実施では、その制御機能性は、（ａ）帯水層（つまり、参照符号１０８ａ、１０８ｂ、・・・１０８ｎ）のうちの関連する一つから汲上貯蔵容器（つまり、参照符号１１６）のうちの関連する一つへと流体を汲み上げること、または、（ｂ）実質的に重力の影響の下、汲上貯蔵容器のうちの一つから途中でタービン発電機を通過して関連する帯水層へと流れる流体を解放することを含む。
【０１１３】
一般的に、帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎのうちの一つによって発生されたあらゆる電力は、中央操作者または他のある事業体によって運用される電力系統へと送られる。発生した電力は、例えば、その１つまたは複数が帯水層に基づくものである可能性もそうでない可能性もある他の発電システムによって生成されている他の電力を補うことができる。これは、電力系統の負荷が特に高い時間において、特に有益となり得る。
【０１１４】
ネットワーク１００が有利に運転され得る多くの方法がある。
【０１１５】
例えば、典型的な実施では、典型的には農作業者である現場操作者は、中央操作者（例えば、公共の電力会社）に対して、自身の関連する帯水層に基づいたシステムを灌漑の目的のために使用するための優先権を持っている。しかしながら、システムの現場操作者の使用は、典型的には間欠的である（つまり、無制限に連続的ではない）。中央操作者（例えば、公共の電力会社）は、典型的には、電力系統における時間変動する需要を運用して監視する。
【０１１６】
電力系統において需要が比較的高い期間に、中央操作者は、もしあれば、帯水層に基づいたシステムのうちのどれが、汲上貯蔵発電に関する運転のために利用可能であるかを決定するために、ネットワークを利用できる。そして、中央操作者が汲上貯蔵発電に関する運転のために利用可能であると決定する、帯水層に基づいた１つまたは複数のシステムについて、中央操作者は、中央制御装置を用いて三方弁を操作することで、汲上貯蔵容器から流体を解放してタービンを介して帯水層へと流す。タービンはモータ発電機を駆動し、モータ発電機は電力系統に送られる電力を生成して高い需要が満たされるのを助ける。中央操作者は、例えば、需要が特に高い場合には、帯水層に基づいた複数のシステムから電力を発生させるために、中央制御装置を用いることができる。
【０１１７】
典型的には、帯水層に基づいたシステムは、システムの需要が補助の電力をもはや必要としないまで、または、帯水層に基づいたシステムの汲上貯蔵容器に電力を生成するのに十分な量の流体がもはや保持されなくなるまで、電力を発生し続けることになる。
【０１１８】
電力系統において需要が比較的低い期間、および、それに対応してエネルギーコストが低い期間に、中央操作者は、例えば、システムの汲上貯蔵容器の流体供給を再び満たすために、帯水層に基づいたシステムのポンプを作動させることができる。
【０１１９】
図３は、帯水層に基づいたシステム用の現場制御装置１２２の例示の表示である。図示した例では、現場制御装置１２２は、１つまたは複数のモータ発電機制御機能部３５０（例えば、１つまたは複数のスイッチ、ノブ、ボタンなど）を備える。
【０１２０】
モータ側では、これらの制御機能部は、現場操作者が以下の１つまたは複数の機能を実施することができる機能部を備えてもよい。それらの機能は、モータを起動または停止すること、モータの速度を調整すること、または、流体供給ポンプモータに対して典型的に提供され得る他のモータ制御機能部にアクセスすることである。
【０１２１】
発電機側では、これらの制御機能部は、現場操作者が以下の１つまたは複数の機能を実施することができる機能部を備えてもよい。それらの機能は、発電機への励起電圧を制御すること、発電機の回転速度を調整すること、または、水力発電機に典型的に提供され得る他の発電機制御機能部にアクセスすることである。
【０１２２】
図示した現場制御装置１２２は、弁位置制御装置３５２も備えている。典型的には、現場制御装置１２２の弁位置制御装置によって、農作業者は、帯水層から汲み上げられている任意の流体を灌漑システム１２０へと少なくとも向かわせるために、三方弁１１８の状態を制御することができる。ある実施では、現場制御装置１２２の弁位置制御装置によって、農作業者は、汲上貯蔵容器からの流体を灌漑システム１２０またはポンプタービン１１０へと選択的に向かわせるために、三方弁１１８の状態を制御することもできる。
【０１２３】
図４は、帯水層に基づいたシステムのネットワーク１００用の遠隔（中央）制御装置１０４の例示の表示である。図示した例では、中央制御装置１０４は、１つまたは複数の制御機能部３５０（例えば、１つまたは複数のスイッチ、ノブ、ボタンなど）を備えて、ネットワークに対する制御の様々な状況を実施する。
【０１２４】
例えば、図示した央制御装置１０４は選択スイッチ４５８を備えており、その選択スイッチ４５８によって、中央制御装置は、ネットワーク１００における帯水層に基づいた複数のシステムのうちの任意の一つの現場制御装置（現場制御装置の特定の状況との通信とその状況に対する制御とを含む）との通信を確立することができる。
【０１２５】
図３の現場制御装置１２２のように、図示した中央制御装置１０４は、モータ／発電機制御機能部４５０と、弁位置制御装置４５２と、液面指示装置４５４とを備える。
【０１２６】
典型的な実施では、モータ／発電機制御機能部４５０、弁位置制御装置４５２、および液面指示装置４５４は、ネットワーク１００における帯水層に基づいた複数のシステムのうちの、選択スイッチによって選択されたいずれか一つのシステムに対する制御と、そのシステムに関連する指示を提供する。
【０１２７】
図示した中央制御装置１０４は、汲上貯蔵発電に関連する機能のための帯水層に基づいた選択されたシステムの利用可能性に関する視覚的な指示を遠隔操作者に提供する利用可能性指示装置も備える。
【０１２８】
制御の方式および制御の特徴については多くの異なる種類が可能である。
【０１２９】
様々な実施において、ネットワーク１００とネットワークの運用とは、多くの利点をもたらすことができる。
【０１３０】
例えば、流体が帯水層に基づいた利用可能なシステムのうちの一つの汲上貯蔵容器にすでに蓄えられている場合、システムは電力の生成を非常に素早く開始できる。これは、典型的なシステムでは、電力の生成は、流体が実質的に重力の影響の下でタービン発電機を通って流れることができるように、流体の汲上貯蔵容器からの解放だけを必要とし、それが電力の生成を開始するためである。電力が生成され得る速さは、他のある形式の発電技術（例えば、一般に電力の発生を開始できるまでにかなり長い暖機時間を必要とするガスタービン発電システム）とは対照的である可能性がある。
【０１３１】
一度開始すると、帯水層に基づいたシステムのうちの特定の１つが電力を生成し続けることができる継続期間は、そのシステムに関連する汲上貯蔵容器の流体保持容量によって比例的に限定される。流体保持容量は大きく変化する可能性がある。例えば、ある例では、汲上貯蔵容器は、電力供給継続期間が大きな懸念とならない十分に大きな流体保持容量を備えるかもしれない。これは、汲上貯蔵容器が例えば湖である場合にそのようになり得る。別の例では、汲上貯蔵容器が、ある限られた継続期間（例えば、１５分間、３０分間、１時間など）に水を供給するのに十分な大きさしかない流体保持容量を備えるかもしれない。
【０１３２】
しかしながら、帯水層に基づいたこれらのシステムのうちの一つから電力を比較的素早く利用可能であるため、限られた継続期間（例えば、１５分間）に電力を生成するようにだけ適合されているシステムであっても、非常に大きな価値がある。ある例では、このようなシステムは、需要が急速かつ比較的大きく増加するとともに、別の発電システム（例えば、ガスタービン発電施設）が接続するまでにある程度の時間を要する状況において、補助的な電力を供給するために用いることができる。このような状況では、１つまたは複数の短い継続期間の即時利用可能な帯水層に基づいた水力発電機が、増加する需要の始まる時間ともう一方のガスタービンに基づいた発電が接続するまでとの間の溝を埋め合わせるように、接続され得る。
【０１３３】
さらに、非常に多くの数の帯水層に基づいたシステム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎを備えるネットワーク１００の実施では、任意の所与の時間に、帯水層に基づいたシステムのうちの少なくとも１つが、よりあり得るのはそれらのシステムの多くが、水力発電に関連する機能を実施するように利用可能となっている可能性が非常に高い。したがって、電力の利用可能性および電力供給におけるネットワークの融通性が高い。
【０１３４】
ある実施では、図１の帯水層に基づいた多目的システム１０２ａは、既存の帯水層の周辺に建造することができる。しかしながら、他の実施では、帯水層へと引かれた既存の井戸が、汲上貯蔵発電および他の機能性に向けて適合された帯水層に基づいた多目的システムを作るように改造されてもよい。これは、ある例では、帯水層に基づいた多目的システムおよび／または対応するネットワークを作り出す上でコスト効果の高い方法を提起できる。
【０１３５】
図５は、帯水層へと引かれた既存の井戸を帯水層に基づいた多目的システムへと改造する例示の方法を示しており、その帯水層に基づいた多目的システムは、それまでの使用の目的とともに、汲上貯蔵発電の目的、および、その改造されたシステムを帯水層に基づいた他の多目的システムとネットワークで結ぶ目的に合わせて適合される。
【０１３６】
例示の方法は、流体を帯水層から汲み上げるように構成されたポンプを備えた井戸をすでに具備する既存のシステムを特定するステップ５０２を含む。典型的には、この種類のシステムは、灌漑または他の目的のために帯水層の流体を利用するものであると考えられる。
【０１３７】
図示した方法は、システムに汲上貯蔵容器を設けるステップ５０４を含む。これは、例えば、容器を製作すること、または、近くの自然発生的な流体物を汲上貯蔵容器として指定することを含んでもよい。一般的に、汲上貯蔵容器は、流体が実質的に重力の影響の下で汲上貯蔵容器から帯水層へと流れることができるように、帯水層内の流体よりも高い位置に設けられる。
【０１３８】
次に、図示した方法は、ポンプによって汲み上げられた流体を、水力発電のためにタービン発電機を介して帯水層に後で戻すための汲上貯蔵容器へと、または、流体利用システム（例えば、灌漑システム）へと、選択的に向かわせるために、弁組立体（例えば、三方弁１１８）を設けるステップ５０６を含む。
【０１３９】
このステップは、三方弁を、例えば、ポンプ（ポンプタービン）、汲上貯蔵容器、および灌漑システムまで配管することを典型的には含む。
【０１４０】
図示した方法は、既存のポンプをポンプタービンに改造するステップ５０８をさらに含む。既存のポンプをポンプタービンに改造することができる様々な方法がある。この種の改造を行う際の検討のいくつかは、例えば、非特許文献１に説明されている。
【０１４１】
そして、図示した方法は、改造されたシステムを制御するために現場制御装置を設けるステップ５１０を含む。ある例では、現場制御装置を設けるステップは、既存の制御装置をより高度な機能性のために改造および接続することを含む。ある例では、現場制御装置を設けるステップは、既存の制御装置を置き換えることを含む。
【０１４２】
最後に、図示した方法は、現場制御装置を遠隔制御装置とネットワークで結ぶステップ５１２を含む。このステップは、遠隔制御装置が、ある例では、改造されたシステムの状況および機能性の一部を監視および／または制御できるようにすることを含む。
【０１４３】
ある実施では、例示した工程によって、改造されたシステムの作成と、帯水層に基づいたシステムの関連するネットワークの拡張とは、定位置で１つだけの帯水層しか有していない、帯水層に基づいた多目的システムを建造する考え方と特に比較した場合に、経済的に非常に効率のよい方法で可能になる。
【０１４４】
図６は、図２に表わすネットワーク１００と同様の、帯水層に基づいた多目的システム１０２ａ、１０２ｂ、・・・１０２ｎの例示のネットワーク６００を示すが、図６のネットワーク６００における帯水層に基づいたシステムは、ポンプタービン１１０（またはタービン１２８）の上方の流体連通路の少なくとも一部（または全部）において水頭を維持するように作動可能である弁６０２ａ、６０２ｂ、・・・６０２ｎをそれぞれ備える点で異なる。
【０１４５】
帯水層に基づいたシステム１０２ａでは、例えば、弁６０２ａは、ポンプタービン１１０の上方であるが近くに配置されている。典型的な実施では、この弁６０２ａは、弁６０２ａの上方の流体連通路において水頭を維持するために、ポンプタービン１１０が汲み上げを停止した後に閉じることができる。
【０１４６】
帯水層に基づいたシステム１０２ａが電力の生成を開始する命令を受信したとき、弁６０２ａは、その上方の流体を解放して発電の目的に向けてポンプタービン１１０を駆動するために、開くことができる。弁６０２ａがポンプタービン１１０に非常に近いため（例えば、約１フィートまたは２フィート以内）、弁が開いてときに解放される流体は、ポンプタービン１１０に非常に素早く到達する。
【０１４７】
したがって、帯水層に基づいたシステム１０２ａは、電力生成が要望される指示のほぼ直後に（または、非常に短い遅れで）電力の生成を開始できる。
【０１４８】
帯水層に基づいたシステム１０２ｂは、それにある弁６０２ｂがポンプタービン１１０の下方に配置されていることを除いて、帯水層に基づいたシステム１０２ａと同様となっている。したがって、例えば、ポンプタービン１１０が汲み上げを停止した後、弁６０２ａが閉じられたときに、システム１０２ｂは、ポンプタービン１１０の上方の流体連通路と共にポンプタービン１１０自体においても水頭を維持する。
【０１４９】
帯水層に基づいたシステム１０２ｂが電力の生成を開始する命令を受信したとき、弁６０２ｂは、その上方の流体を解放して発電の目的に向けてポンプタービン１１０を駆動するために、開くことができる。弁６０２ｂはポンプタービン１１０の下方に配置されているので、流体は、ほぼ実質的にすぐに流れて出してポンプタービン１１を通過する。
【０１５０】
したがって、帯水層に基づいたシステム１０２ｂは、電力生成が要望される指示のほぼ直後に（または、非常に短い遅れで）電力の生成を開始できる。
【０１５１】
帯水層に基づいたシステム１０２ｎでは、弁は、タービン１２８の下方に設けられており、帯水層に基づいたシステム１０２ｂの弁６０２ｂと同様の方法で作動可能となっている。
【０１５２】
典型的な実施では、ほぼ直後に電力の生成を開始するように呼び水が行われた（流体がポンプタービンまたはタービンの非常に近くまたは内部にあり、かつ上方にある）帯水層に基づいたシステムであれば、必要な電力量を生成するために灌漑が中断されなければならない可能性のある時間が、短縮され得る。ある例では、灌漑を中断する継続時間がより短いことで、中断の継続時間が長くなる場合よりも、灌漑システムの所有者または操作者にその中断をより受け入れてもらいやすくすることができる。
【０１５３】
図示した実施では、各弁６０２ａ、６０２ｂ、・・・６０２ｎは、現場制御装置１２２のうちの対応するものから開閉できるように構成されている。さらに、典型的な実施では、弁６０２ａ、６０２ｂ、・・・のすべては、中央／遠隔制御装置１０４から開閉できるように構成されている。
【０１５４】
ある実施では、弁は、タービンまたはポンプタービンと一体とされてもよい。
【０１５５】
本発明の多くの実施形態を説明してきた。しかしながら、様々な改良が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われ得ることは理解されることだろう。
【０１５６】
例えば、帯水層に基づいた複数のシステムは、単一の帯水層に連結されてもよい。また、帯水層に基づいたあるシステムは、ある帯水層から流体を取り出し、その流体を異なる帯水層に戻してもよい。さらに、帯水層に基づいた異なるシステムからの複数の帯水層が、単一の汲上貯蔵容器を共有してもよい。
【０１５７】
さらに、構成部品の具体的な設計、構成、および相互作用は、所与の帯水層に基づいたシステムおよび所与のネットワークにおいて異なってもよい。
【０１５８】
また、ネットワークにおける帯水層に基づいたシステムの一部は、目的が一つだけ（つまり、電力を発生すること）であってもよい。
【０１５９】
各現場制御装置は、いくつかの異なる物理的な構成部品（例えば、制御盤）を備えてもよく、各現場制御装置と関連する機能性がそれら異なる物理的な構成部品に渡って分散されてもよい。同様に、各中央制御装置は、いくつかの異なる物理的な構成部品を備えてもよく、中央制御装置と関連する機能性がそれら異なる物理的な構成部品に渡って分散されてもよい。
【０１６０】
帯水層に基づいたシステムによって実施される、汲上貯蔵発電の機能に関係のない機能は、灌漑、または、流体を利用する他の任意の機能であり得る。そのため、ある実施では、多目的性には、汲上貯蔵水力発電と、汲上貯蔵水力発電に実質的に関係のない灌漑を除く、他の何らかの使用とが含まれ得る。しかしながら、一般的に、多目的性には、何らかの形態の汲上貯蔵水力発電が少なくとも含まれることになる。
【０１６１】
本明細書で説明された機能および工程におけるステップの順番は、大幅に変わる可能性がある。実際、ある例では、１つまたは複数のステップは完全に省略されてもよい。
【０１６２】
本明細書で開示された技術は、例えば、飽和された帯水層および飽和されていない帯水層、ならびに、隔離された帯水層および隔離されていない帯水層を含む様々な種類の帯水層で実施することができる。１つまたは複数の帯水層は、人工のものであってもよい。
【０１６３】
また、本明細書で開示された構成部品の一部を収容する掘削孔は、異なる大きさおよび形状を有してもよい。例えば、流体連通路の部品を含む一部の構成部品は、地上に配置されてもよい。ある実施は、単一の流体連通路に関連する複数のポンプおよび／または複数のタービンを備えてもよい。流体連通路内の弁は、様々な方法で構成することができる。複数の弁は、各流体連通路において異なる区域に設置されてもよい。
【０１６４】
さらに、発電機は、様々な方法で、電力供給システムと同期して接続するように適合されてもよい。ある実施では、同期および接続は、例えば、現場制御装置または遠隔制御装置によって自動化されて制御される。
【０１６５】
したがって、他の実施は、特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【０１６６】
１００  ネットワーク
１０２ａ  発電システム、帯水層に基づいたシステム、帯水層に基づいた多目的システム
１０２ｂ  帯水層に基づいたシステム、帯水層に基づいた多目的システム
１０２ｎ  帯水層に基づいたシステム、帯水層に基づいた多目的システム
１０４  中央制御装置、遠隔制御装置
１０８ａ  帯水層
１０８ｂ  帯水層
１０８ｎ  帯水層
１１０  ポンプタービン
１１２  モータ発電機
１１４  地上
１１６  汲上貯蔵タンク、汲上貯蔵容器、汲上貯蔵貯留器貯蔵
１１８  三方弁
１２０  灌漑システム
１２２  現場制御装置
１２４  ポンプ
１２６  モータ
１２８  タービン
１３０  発電機
１３２  弁
３５０  モータ発電機制御機能部
３５２  弁位置制御装置
４５０  モータ／発電機制御機能部
４５２  弁位置制御装置
４５４  液面指示装置
４５８  選択スイッチ
５０２  既存の井戸システムを特定する
５０４  汲上貯蔵容器を設ける
５０６  弁組立体を設ける
５０８  ポンプをポンプタービンに改造する
５１０  現場制御装置を設ける
５１２  中央制御装置とネットワークで結ぶ
６００  ネットワーク
６０２ａ  弁
６０２ｂ  弁
６０２ｎ  弁
【図１】
2014514477.tif 000003
【図２】
2014514477.tif 000004
【図３】
2014514477.tif 000005
【図４】
2014514477.tif 000006
【図５】
2014514477.tif 000007
【図６】
2014514477.tif 000008
【国際調査報告】
2014514477.tif 000009
2014514477.tif 000010