[发明专利]物理能量储存系统及利用该物理能量储存系统的发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种储存物理能量并利用所储存的物理能量来生产电力，小型可用作智能手机、移动电话、平板电脑、笔记本电脑、PMP、其他便携式数字设备的充电动力，大容量制作时，能够用作汽车、电车能量回收设备、以及大容量的能量储存和发电设备的物理能量储存系统及利用该物理能量储存系统的发电方法。

背景技术

目前，用于储存能量并在需要的时点有效利用能量的储存技术已广为开发且普及。这因信息通信技术的发展和数字技术的密集而导致移动电话、智能手机和移动设备剧增的同时，所有人类活动都促使对电力需求剧增，从而面临更加有效地利用能源的问题。

为了解决这种问题，最近开发了各种方式的蓄电技术。

作为能量储存技术目前使用或正在开发的技术有扬水储能发电技术、压缩空气储能燃气轮机技术、电池储能技术、超导磁储能技术、飞轮储能技术等。

在上述多种储能技术中对用于回收剩余能量来储存的装置的必要性更进一步要求情况下，目前正在积极进行飞轮储能系统的研究。

飞轮储能系统由储存惯性能量的飞轮转子、支撑该飞轮转子的支撑轴承部、负责旋转及发电的电动发电机、负责控制电能的输入/输出的控制部、以及用于系统的真空密封和安全性的密封型保护器等核心部件构成。

以下对其运作进行说明，在以真空密封的真空箱中由非接触式磁悬浮支撑轴承支撑飞轮转子，将其设定为能够发挥马达和发电机功能，从而把剩余电能利用飞轮的惯性储存为转动动能，需要时输出为电能的装置，堪比如电池的化学能量储存装置的机械能量储存方法(Electro-mechanical Battery)。

换言之，飞轮储能系统(Flywheel energy storage system)是指将剩余电能以旋转体的惯性能量形态储存之后，需要时将其再次转换为电能来使用的能量储存系统。

这种飞轮储能系统是由储存剩余及损失能量带来的节能效果和由无污染的能源再生带来的环保效果远优于其他能量储存装置的系统，具有可瞬间充放电，且其使用寿命几乎为永久的优点，具有每单位重量最大功率性能，因此在各种工业领域正在积极进行应用研究。

而且已经有很多利用这种飞轮储能技术的发电装置被公开。

本发明的范围属于利用与上述飞轮储能系统相同的机械能量储存方法的领域。

发明内容

技术问题

所述飞轮能量储存技术是为了储存动能而由高度精密的部件构成，其是一个存在有真空、非接触式超导磁悬浮轴承、为了提高能量密度而要制作成可承受高速旋转的飞轮等许多技术难题的技术。

另外，为了作为从各种动能产生的能量中获得能量的能量收集技术来使用，小型化是必要条件，上述飞轮能量储存技术在有限的规格条件下，为了将其小型化及效率性适用作为能量储存装置，今后还需要大量研究且存在许多问题。

而且，其储存方法为通过将动能转换成电能来再次储存为动能，并在输出动能时，再次以电能来输出的结构。

因此，存在无法直接储存由物理现象产生的多种物理能量的技术局限。

由此，本发明通过结构的简单，首先储存物理能量，在该所储存的物理能量的保管量内中，仅将所需的量通过控制气体流量控制阀来快速地以循环方式进行发电，由此使机械损失最小化，使发电效率最大化。

由此，能够自由调整小型到大型的尺寸，且可通过首次填充时调节压力容器气缸的气体压力来实现各种高密度能量储存装置。

本发明的目的在于提供一种将填充于压力容器气缸的高压气体，通过物理外力加压移动的与活塞杆的截面体积量大小的排斥力储存为能量之后，通过上述排斥能量的释放而恢复的活塞引出，循环后退的压缩气体作为驱动气体发生器的动力源(能量源)而使用，由此在一定时间连续产生电力的物理能量储存装置及发电方法。

由此，本发明中，对密封的高压气体室内部填充所需的高压气体，并能够按照通过所填充的高压气体的压力量产生的活塞杆的排斥力，即物理能量的保管量的比率进行发电，由此能够实现发电机的小型化，一次保管物理能量之后，能够在一定期间或需要时进行发电，并能够实现基于高压气体的填充量，具有各种发电容量的小型便携式发电机。

尤其，目的在于利用在相同规格的容积室能够进行所需量的压缩填充的气体的特性，实现根据填充压缩量的能量效率而使用的便利性，还能够通过压缩空气的填充压力集中调节能量密度来控制发电效率(发电时间)。

技术方案

为了解决上述课题，根据本发明的一实施例的物理能量储存装置，其包括：