(57)【要約】【課題】電力利用主体の規模に関わらず、電力需要の少ない時間帯の電力を需要の多い時間帯に利用できる発電方法を提供すること。【解決手段】発電システム１においては、電力需要の少ない時間帯に電力網５０から給電される電力を用いて、浮き１０Ａを沈下させ、需要の多い時間帯に浮き１０Ａを浮上させ、浮き１０Ａの浮力に基づく位置エネルギーを電力に変換することによって電力を発電して電力網５０に送電する。【選択図】図１
2017206995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の浮力を有し、海上に設置された浮遊物と、
前記浮遊物を海面から海中に沈下させる沈下機構と、
前記海中に沈下された浮遊物の浮力を用いて発電を行う発電機と、
前記沈下機構及び前記発電機を制御する発電制御部と、
を具備し、
前記発電制御部が、
前記沈下機構に前記浮遊物を前記海中に沈下させるとともに、前記海中に沈下している前記浮遊物を前記海面に浮上させることによって、前記発電機に発電を行わせることを特徴とする発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力会社は、停電等の問題発生を防止するため、ピーク時の電力需要に応じて、火力や原子力発電所、又は、大規模なダムを含む水力発電所を建設して発電能力を確保する必要性がある。
【０００３】
しかしながら、数多くの発電所を建設したとしても、発電された余剰電力を貯め込むことができないため、電力需要の少ない時間帯（例えば、夜間）においては、余剰電力を有効活用できず、発電所設備の有効利用が図れない可能性がある。
【０００４】
したがって、電力需要の少ない時間帯（例えば、夜間）に発電された電力を電力需要の多い時間帯（日中）に利用できるようにすることで、発電所設備を有効活用し、発電所の建設コストを削減し、環境保全を実現できる可能性がある。
【０００５】
特に、電力需要の多い時間帯に夜間電力等の余剰電力を利用する方法としては、夜間電力を用いて、ＥＶ（電気自動車）やＰＨＶ（プラグインハイブリッド自動車）に搭載された蓄電池に電力を充電し、当該充電された電力を日中に利用する方法（例えば、特許文献１）の他に、夜間電力を利用して、水を凍結させ、又は、水を温めて日中に冷暖房、給湯等に利用する方法が一般に利用されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６６９７４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２１４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の方法にあっては、いずれも、一般的な家庭、ビル、中小企業などの小規模な電力利用主体において夜間電力を日中に利用する方法としては非常に有効であるものの、例えば、市区町村などの大規模な電力利用主体において、夜間電力を日中に利用する手段として利用するためには、この種の方法を実現するためのシステムを個々の家庭、企業等に導入させることが必要となり、実現が難しくなる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電力利用主体の規模に関わらず、電力需要の少ない時間帯の電力を電力需要の多い時間帯に利用することができる発電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の発電方法は、所定の浮力を有し、海上に設置された浮遊物と、前記浮遊物を海面から海中に沈下させる沈下機構と、前記海中に沈下された浮遊物の浮力を用いて発電を行う発電機と、前記沈下機構及び前記発電機を制御する発電制御部と、を具備し、前記発電制御部が、前記沈下機構に前記浮遊物を前記海中に沈下させるとともに、前記海中に沈下している前記浮遊物を前記海面に浮上させることによって、前記発電機に発電を行わせる構成を有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、例えば、電力需要の少ない夜間電力を用いて、浮遊物を海中に沈下させ、電力需要の多い時間帯（例えば、日中）に海中に沈下させた浮遊物を浮上させることによって発電を行うことができるとともに、浮遊物の大きさ及び沈下量等に応じて、発電量を調整できるので、電力利用主体の規模と関係なく夜間電力を日中に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る発電システムにおける第１実施形態の構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明に係る発電システムにおける第２実施形態の構成を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、電力需要の少ない時間帯（例えば、夜間）の電力を電力需要の多い時間帯（例えば、日中）に利用するための発電システムに対して本願の発電方法を適用した場合の実施形態である。
【００１３】
［１］第１実施形態
まず、図１を用いて本発明に係る発電システムの第１実施形態について説明する。なお、図１は、本実施形態における発電システム１Ａの構成を示すシステム構成図である。
【００１４】
本実施形態の発電システム１Ａは、海上に少なくとも１以上の浮き１０Ａを設け、この浮き１０Ａを金属製のチェーン又は炭素製の繊維などによって、海底に設置したモータ／発電機２０Ａに連結した構成を有している。
【００１５】
そして、モータ／発電機２０Ａは、電力を用いることによって、上記チェーン等を巻き上げて、自機に連結された浮き１０Ａを海中に沈下させる機能を有し、当該チェーン等を緩めることにより、海中に沈下した浮き１０Ａが海面に浮上する際の浮力を用いて電力を発電する機能を有している。
【００１６】
すなわち、浮き１０Ａ及びモータ／発電機２０Ａは、海中に沈下した浮き１０Ａの浮力による位置エネルギーと、電力と、を変換することによって、蓄電池としての機能を実現する構成になっている。
【００１７】
また、モータ／発電機２０Ａは、海底ケーブル４０を介して電力網５０に電気的に接続されており、浮き１０Ａを海中に沈下させる際には、電力網５０から給電される電力を用いるとともに、浮きの浮力によって発電された電力を電力網５０に送電する。
【００１８】
さらに、モータ／発電機２０Ａには、当該モータ／発電機２０Ａによる浮き１０Ａの沈下・浮上動作及び発電を制御するための発電制御部３０が接続されており、発電制御部３０は、電力需要の少ない時間帯である夜間に電力網５０から給電されている電力を用いて、浮き１０Ａを海中に沈下させるとともに、電力需要の多い日中に浮き１０Ａを浮上させることによって、モータ／発電機２０Ａに電力を発電させ、電力網５０に発電した電力を送電させるようにモータ／発電機２０Ａを制御する。
【００１９】
この結果、本実施形態の発電システム１においては、夜間電力を用いて、浮き１０Ａが海中に沈下され、日中の時間帯に浮き１０Ａを浮上させることによって電力を発電して、電力網５０に電力を送電することができる。
【００２０】
また、発電システム１において発電する電力量は、浮き１０Ａのサイズ、沈下量、当該浮き１０Ａの数、及び、モータ／発電機２０Ａの数を変更することによって、自由に変更することができるので、電力利用主体の規模に合わせて、夜間電力を日中に利用することが可能となる。
【００２１】
なお、電力網５０から給電される電力を用いて浮き１０Ａを海中に沈下させるタイミングについては、任意であり、電力需要の少ない時間帯に電力を用いて、浮き１０Ａを沈下させればよく、夜間以外の時間帯に電力を利用して浮き１０Ａを沈下させるようにしてもよい。
【００２２】
また、浮き１０Ａを浮上させ、電力を発電させるタイミングについては、任意であり、電力需要が多い時間帯に発電を行うようにすればよい。
【００２３】
特に、需要がピークとなる時間帯に合わせて発電を行うことによって、新たに発電所を建設することなくピーク時の電力需要を賄うことができるので、ダムを含む水力発電所建設を建設する場合と比べて、発電コストを削減できるとともに、環境保護を実現しつつ、停電等の各問題についても確実に防止することができる。
【００２４】
また、浮き１０Ａ及びモータ／発電機２０Ａは、沿岸部であれば、どこにでも設置可能であるため、山奥にダムを含む水力発電所を建設する場合と比較して、都市部に電力を送電する際における送電ロスを大幅に削減することが可能となる。
【００２５】
［２］第２実施形態
次に、図２を用いて本発明に係る発電システムの第２実施形態について説明する。なお、図２は、本実施形態における発電システム１Ｂの構成を示すシステム構成図である。
【００２６】
上記第１実施形態においては、海上に浮き１０Ａを設置するともに、当該浮き１０Ａに金属製のチェーン等によって連結されたモータ／発電機２０Ａを海底に設置して、電力需要の少ない時間帯に電力網５０から給電される電力を用いて浮き１０Ａを海中に沈下させるともに、需要の多い時間帯に浮き１０を浮上させて発電を行い電力網５０に電力を送電する構成を採用していた。
【００２７】
これに対して、本実施形態の発電システム１Ｂは、浮き１０Ａに換えて、廃船となった船舶を利用する構成を採用している。
【００２８】
なお、発電に利用する船舶の種類については任意であるが、大きな電力を発電するためには、沈下に伴って発生する浮力に基づく位置エネルギーの大きい船舶を用いることが望ましい。
【００２９】
そこで、本実施形態においては、廃船となったタンカー１０Ｂを用いることによって発電システム１Ｂを構成するようになっている。
【００３０】
なお、発電すべき電力量に応じて利用する船舶のサイズを適宜変更することが可能である。
また、この場合には、タンカー１０Ｂに浮力を持たせることが必要となるため、タンカー１０Ｂ内は、空にして、浮力を大きくすることが望ましい。
【００３１】
さらに、タンカー１０Ｂを完全に沈めてしまうと、天井部分の浸水対策が必要になってしまうので、本実施形態においては、タンカー１０Ｂを喫水線まで沈下させ、タンカー１０Ｂが浮上する際の浮力を用いて、発電する構成を採用することとした。
【００３２】
また、本実施形態においては、モータ／発電機２０Ｂを海底ではなく、タンカー１０Ｂの甲板部に設置することによって、設置時のコストを大幅に削減することが可能となる。
【００３３】
そして、図２に示すように海底には、タンカー係留用のコンクリート杭を設置して、このコンクリート杭に金属製のチェーン又は炭素繊維などを用いて、タンカー１０Ｂを連結し、モータ／発電機２０によって、電力需要の少ない時間帯（例えば、夜間）に当該チェーンなどを巻き上げることによって、タンカー１０Ｂを沈下させ、需要の多い時間帯にチェーン等を緩めることによってタンカー１０Ｂを浮上させて、電力を発電して、電力網５０に送電する。
【００３４】
この構成により、本実施形態の発電システム１Ｂによれば、第１実施形態と同様の効果を実現することが可能となる。なお、本第２実施形態においては、タンカー１０Ｂ等の船舶を利用する構成を採用することとしたが、廃艦となった潜水艦を利用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ、１Ｂ  …  発電システム、
１０Ａ  …  浮き、
１０Ｂ  …  タンカー、
２０Ａ、２０Ｂ  …  モータ／発電機、
３０  …  発電制御部、
４０  …  海底ケーブル、
５０  …  電力網
【図１】
2017206995.tif 000003
【図２】
2017206995.tif 000004