(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給系統に於けるオンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの負荷平準化制御に関し、
（１）
電力需要の軽負荷時間帯において、熱効率の比較的高い化石燃料をエネルギー源とする火力発電（以下、高効率火力と略称する）の発電電力を高効率フライホイール電力貯蔵装置に蓄電し、この電力を電力需要の重負荷時間帯において、発電電力に変換することに依って、熱効率の比較的低い化石燃料をエネルギー源とする火力発電（以下、低効率火力と略称する）の発電電力を低減し、前記高効率火力への投入熱量の増加分に較べ低効率火力への投入熱量の減少分が大きい原理（以下、省エネフライホイール原理と略称する）を活用して、電力供給系統全体として消費される化石燃料の使用量を低減する所謂、省エネルギー効果、CO2排出抑制効果が発現することを特徴とする前記高効率フライホイール電力貯蔵装置を用いるオンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの本負荷平準化制御。
ここで、前記高効率フライホイール電力貯蔵装置は、前記電力供給系統に於いて、省エネフライホイール原理が発現可能な性能を具備するものとする。
（２）
更に、本負荷平準化を実用するに当たり必要な前記高効率フライホイール電力貯蔵装置を本負荷平準化対象の各家庭、業務設備、産業設備、電力用変電設備に遍く分散配置し、これらに時々刻々、前記オンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの本負荷平準化制御が、軽負荷時間帯には、適切なタイミングでオンライン起動指令（蓄電）信号を自動的に送出する一方、前記高効率火力に発電増加指令信号を自動的に送出し、電力需要を盛り上げ、重負荷時間帯には、高効率フライホイール電力貯蔵装置に対し蓄電した電力を発電するオンライン起動指令（発電）信号を自動的に送出する一方、前記低効率火力に発電低下指令信号を自動的に送出し、電力需要を低減する事を特徴とするオンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの本負荷平準化制御。          
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省エネルギー技術、地球温暖化防止技術の中にあっても、人間社会の民生（家庭）、民生（
業務）、生産の各分野に亘る広い領域に適用性がある関係上、各分野における個別的適用技術、加えて、本発明は、
前記各分野に省エネルギー効果、地球温暖化防止効果を齎す関係から、前記各分野を高率の電力化率でカバーする
全国的電力供給系統の関連設備（化石燃料発電、非化石燃料発電、省エネルギーフライホイール）の長期的多目的適
応的計画かつ実時間運用技術並びに同技術運用システムに係る技術に関する。
派生的には、前記各分野に省エネルギー効果、地球温暖化防止効果を発現可能な必要性能の達成上、その中核となるフライホイール電力貯蔵装置技術の構成要素である、炭素繊維技術、同繊維強化プラスチックによる超高速フライホイール成形技術、第二種超電導体が発現する超電導磁気浮上技術、同技術を利用した超電導磁気軸受、超低温技術、真空槽および真空保持技術、超高速回転電動発電機および同用半導体電力変換装置技術、超高速回転軸の振動制御技術、同制御用常電導超高速回転磁気軸受技術の各ブレークスルーに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気事業連合会刊行エネルギーの基礎（2006−2007）に公知の記述があり、電力会社のＣＯ２削減対策としての負荷平準化項目で蓄熱システムなど負荷平準化の推進を挙げ、具体的には、蓄熱式空調とあるが、普及拡大については、今一歩と推察される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３５９７９号公報、特開２００５−０２０８００号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】電気事業連合会刊行エネルギーの基礎（2006-2007）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地球温暖化対策が、世界的人類的課題として位置付けられ、革新的な技術開発が広く求められているが、過去、電力需要の負荷平準化が叫ばれながらも技術的決め手を欠いて来た現状を打開する為、負荷平準化運用の多彩な効果の内、分けても不経済な発電運用を避けながら無理なく化石燃料発電を非化石燃料発電に移行できるプロセス効果の判断・判定・評価クライテリアをＣＯ２排出抑制効果との関連付けによって明確化し、長寿命、コンパクト、高効率、低コストな電力貯蔵装置として最も有力なフライホイール電力貯蔵装置の技術開発、実用化を強く促す事を課題とした。
なお、本発明のクライテリアが、ＳＭＥＳ，化学二次電池等の技術開発を妨げないことは明らかであって、今後、あらゆる電力貯蔵装置の研究開発に役立つことを強く希望する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１(1)の電力供給系統に於けるオンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの負荷平準化制御に関し、電力需要の軽負荷時間帯において、熱効率の比較的高い化石燃料をエネルギー源とする火力発電（以下、高効率火力と略称する）の発電電力を高効率フライホイール電力貯蔵装置に蓄電し、この電力を電力需要の重負荷時間帯において、発電電力に変換することに依って、熱効率の比較的低い化石燃料をエネルギー源とする火力発電（以下、低効率火力と略称する）の発電電力を低減し、前記高効率火力への投入熱量の増加分に較べ低効率火力への投入熱量の減少分が大きい原理（以下、省エネフライホイール原理と略称する）を活用して、電力供給系統全体として消費される化石燃料の使用量を低減する所謂、省エネルギー効果、CO2排出抑制効果が発現することを特徴とする。
ここで、前記高効率フライホイール電力貯蔵装置は、前記電力供給系統に於いて、省エネフライホイール原理が発現可能な性能を具備するものとする。
【０００７】
請求項１（２）の電力供給系統に於けるオンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの負荷平準化制御に関し、０００４項、を特徴とする、本負荷平準化を実用するに当たり必要な前記高効率フライホイール電力貯蔵装置を本負荷平準化対象の各家庭、業務設備、産業設備、電力用変電設備に遍く分散配置し、これらに時々刻々、前記オンライン・リアルタイム日間需給運用制御システムの本負荷平準化制御が、軽負荷時間帯には、適切なタイミングでオンライン起動指令（蓄電）信号を自動的に送出する一方、前記高効率火力に発電増加指令信号を自動的に送出し、電力需要を盛り上げ、重負荷時間帯には、高効率フライホイール電力貯蔵装置に対し蓄電した電力を発電するオンライン起動指令（発電）信号を自動的に送出する一方、前記低効率火力に発電低下指令信号を自動的に送出し、電力需要を低減する事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
地球温暖化対策が、世界的人類的課題として位置付けられ、革新的な技術開発が広く求められているが、過去、電力需要の負荷平準化が叫ばれながらも技術的決め手を欠いて来た現状を打開し、負荷平準化制御の多彩な効果の内、分けても不経済な発電運用を避けながら無理なく化石燃料発電を非化石燃料発電に移行できるプロセス効果の判断・判定・評価クライテリアを省エネルギー効果及びＣＯ２排出抑制効果との関連付けによって明確化し、長寿命、コンパクト、高効率、低コストな電力貯蔵装置として最も有力な高効率フライホイール電力貯蔵装置の技術開発、実用化を強く促すものである。
なお、本発明のクライテリアが、ＳＭＥＳ，化学二次電池等の技術開発を妨げないことは明らかであって、今後、あらゆる電力貯蔵装置の研究開発に役立つことを強く希望する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施を統括する形態を先ず此処に提示するならば、これ即ち、高効率フライホイール電力貯蔵装置の技術開発、実用化を初期の小容量機から大容量化を図る傍ら、民生（家庭）用から民生（業務）、産業用へと順次供用を開始するための生産計画、設備工事計画の樹立、膨大な投資計画、販売計画、工事実施、供用開始そして、その運用宜しきを図って  省エネルギー効果、ＣＯ２排出抑制効果を電力供給系統の再構築に充てつつ民生、更に産業部門へと効果を還元・拡大する循環を半世紀に亘って繰り返す、地球温暖化対策という壮大な国家的戦略プロジェクトを民族意識の揺るぎ無い統一、充実、持続を図り完遂するに足るメカニズム（以下主体組織と略称する）の確立を提起する。前記総論に続く本発明の前記各フェーズの実施形態を概論する。
【００１０】
高効率フライホイール電力貯蔵装置の技術開発、実用化に当たっては、請求項１（１）に記述の省エネフライホイール原理を発現可能な性能を充足させる事を一大目標とする。この際、技術的キーワードを挙げれば、フライホイールの超高速回転（周速1500~2000m／sec以上）の実現に懸かっている。当該装置全体のコンパクト化、低コスト化、低損失・高効率化の殆どの技術が、これに帰着し関連する科学技術分野にブレークスルーを求める根幹となっている。関連分野を挙げれば、炭素繊維、繊維強化プラスチック成形、第２種超電導バルク、高温超電導磁気軸受、超低温技術、永久磁石、常電導磁気軸受、振動制御、電動発電機、半導体電力変換装置、耐震制御、高強度安全軽量真空槽、真空技術、回転試験装置など１４分野以上があり、これら産業分野に於いて、主として超高速回転に係る新技術開発、実用化、生産効率化の技術開発などのフェーズを経て、何れは、新生産設備の拡充、生産拠点造りなどが必要となる。
当該装置の技術開発、実用化は、５〜１０Ｋｗｈクラスの小容量から順次１０〜２０Ｍｗｈの大容量化を目指し、民生（家庭）用から民生（業務）、産業用へと順次供用を図るものとする。
【００１１】
高効率フライホイール電力貯蔵装置の生産計画は、請求項１（２）の要領に沿って立案する。そのプロセスは、先ず計画に先立って、主体組織において国策としての目標、意義、助成措置などをマスコミ、業界報などを活かして、広く啓蒙する。一方、民生（家庭）用から民生（業務）、産業の各部門各組織に於いて、当該装置をアプライすることに依って、期待できる省エネルギー効果、ＣＯ２排出抑制効果の活用・供用方式、メリット、当該装置のみならず此の適用性を高めるに必要な各部門既設設備の改廃を含む設備投資、経費ならびにＣＯ２排出量、ＣＯ２排出抑制効果量などを検討する。この様な啓蒙的助走期間を経ながら、主体組織において各部門の反応、要望、申し込みの受付を行う一方、各部門組織体の受け入れ条件、当該装置仕様に対する要請、当該装置の主体組織側生産体制の進捗など情報を分析し、必要なフィードバックを行いながら対応策を検討し生産計画並びにＣＯ２排出（実績／予測）量、ＣＯ２排出抑制効果量を取り纏める。
【００１２】
電力供給系統を管轄する電力会社では、請求項１（２）の要領に沿って、高効率フライホイール電力貯蔵装置の主体組織の生産、配置計画、電力需要の民生、産業各業態部門に於ける関連設備計画、加えて所管経済産業省、環境省など官公庁の制度概要、関連資料、算定報告マニアル、報告書作成要領等を調査、調整、検討し、電力供給系統に関する長期計画（２０〜１０年）、中期計画（１０〜５年）、短期計画（３〜２年）、年度計画において、年度単位の需給計画、電力供給力計画、化石燃料計画、ＣＯ２排出（実績／予測）量報告等を計画策定し、所管官公庁へ報告すると共に規定に基き関係個所へ通知、要すれば一部公表する。
前記需給計画は、電力需要の民生、産業各業態部門別の月別需要電力量、電力供給力の化石，非化石燃料別の月別発電電力量（供給力の発電設備に関する新設、改廃、試運転、定期検査、水力の出水予測、風力，太陽光の発電予測などが反映されている）、他社との化石，非化石燃料別の月別融通電力量、揚水，フライホイール電力貯蔵装置など電力貯蔵装置による月別貯蔵電力量，月別発電電力量などの計画から成り、年度別の需給バランス状況が数値化されている。
前記電力供給力計画は、電力供給力に当たる全発電設備の新設，廃止，改造，定期検査およびこれ等などに係る作業停止（部分負荷運転を含む）並びに高効率フライホイール電力貯蔵装置の新設，廃止，改造，定期検査およびこれ等などに係る作業停止（部分負荷運転を含む）などの計画からなる。
其の他の計画、報告等の内容については、その計画、報告書名から一般的に理解されるので格別の説明を省略する。
【００１３】
電力供給系統を管轄する電力会社は、請求項１の夫々省エネフライホイール原理の運用及び電力需要負荷平準化を夫々のクライテリアの数理計画に基きデイリーの日間需給運用計画システム及び時々刻々のオンライン・リイアルタイム需給運用制御システムにより実行する。
００１２項目に記述した長期、中期、短期、年度計画をベースに策定した月間、週間、日間需給計画に基く時々刻々のオンライン・リイアルタイム需給運用制御システムが管轄電力供給系統内需要端に分散設置された高効率フライホイール電力貯蔵装置に対し軽負荷時間帯の適切なタイミングにオンライン起動（蓄電）信号を自動的に送出する一方、化石燃料発電の高効率火力に発電増加指令信号を自動的に送出し、軽負荷時間帯の電力需要を盛り上げ、重負荷時間帯には、高効率フライホイール電力貯蔵装置に対し蓄電した電力を発電するオンライン起動指令（発電）信号を自動的に送出する一方、化石燃料発電の低効率火力に発電低下指令信号を自動的に送出し、重負荷時間帯の電力需要を軽減する負荷平準化運用の計算機アルゴリズムに従ってオンライン・リイアルタイム制御が自動的に行なわれる形態を採る。
この制御プロセスは、結果として、高効率火力への投入熱量の増加分に較べ低効率火力への投入熱量の減少分が大きい省エネフライホイール原理を活用して、電力供給系統全体として消費される化石燃料の使用量を低減する所謂、省エネルギー効果，CO2排出抑制効果が発現する請求項１の省エネルギーフライホイールの運用方法に当り、且つ、電力需要の負荷平準化を進める事に依って、電力供給系統の発電端の低効率火力から順次、原子力、水力、風力、太陽光などの非化石燃料発電に置換し、CO2排出量最小化を計りつつ、その究極において、化石燃料火力発電を可能な限り廃し、電力化率の高率化に向かう社会環境に相応しい国家的目的関数を加味した電力供給系統への再構築を主導する請求項１の省エネルギーフライホイールの運用方法に他ならない。