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JP7748735B2 - Fluid density fluid displacement for storing or generating electricity - Google Patents
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JP7748735B2 - Fluid density fluid displacement for storing or generating electricity - Google Patents

Fluid density fluid displacement for storing or generating electricity

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JP7748735B2 JP2023502988A JP2023502988A JP7748735B2 JP 7748735 B2 JP7748735 B2 JP 7748735B2 JP 2023502988 A JP2023502988 A JP 2023502988A JP 2023502988 A JP2023502988 A JP 2023502988A JP 7748735 B2 JP7748735 B2 JP 7748735B2
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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2021年3月26日に出願された米国出願第17/214,100号の優先権を主張し、これは、2021年7月17日に出願された米国出願第16/932,429号の一部継続出願である。本出願はまた、2020年11月23日に出願された米国出願第63/117,355号、2020年12月31日に出願された米国出願第63/132,778号、及び2021年1月19日に出願された米国出願第63/139,157号の優先権を主張する。前述の出願の全ては、それらの全体が本明細書に参照により組み込まれる。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority to U.S. Application No. 17/214,100, filed March 26, 2021, which is a continuation-in-part of U.S. Application No. 16/932,429, filed July 17, 2021. This application also claims priority to U.S. Application No. 63/117,355, filed November 23, 2020, U.S. Application No. 63/132,778, filed December 31, 2020, and U.S. Application No. 63/139,157, filed January 19, 2021. All of the foregoing applications are incorporated by reference herein in their entirety.

太陽光、風力、及び他の断続的なエネルギー源は、世界の発電容量の割合をますます高めている。太陽光エネルギー及び風力エネルギーの断続性に起因して、高い割合の風力発電及び太陽光発電にすぐに左右され得る電力グリッド及び他のインフラストラクチャには、電力供給を電力需要と一致させるための蓄電が必要となるであろう。必要とされる蓄電容量は、一般に、断続的な再生可能エネルギー源、特に太陽光支配的又は風力支配的な電力グリッド、及び地理的分布が限られている電力グリッドの普及の増加と共に増加するであろう。蓄電容量の必要とされる期間はまた、一般に、断続的な再生可能エネルギーの普及の増加と共に増加する。例えば、太陽光発電電力の割合が大きい電力グリッドでは、夜間に発電が不十分である場合があり、したがって、夜間のグリッド電力ニーズをサポートするために10~16時間の持続時間の蓄電が必要とされ得る。米国では、12時間の持続時間の蓄電で、80%の太陽光エネルギー及び風力エネルギーの普及が実現可能であり得る。特に、100%の太陽光エネルギー及び風力エネルギーの普及は、風力及び/又は太陽光が少なくとも1年に1回、予測される速度未満で生じる傾向があることに起因して、かつ/又は太陽光エネルギー及び/若しくは風力エネルギーの季節的変化に起因して、少なくとも3週間の蓄電持続時間でのみ実行可能である。先行技術のエネルギー貯蔵技術は、世界的に高普及率の太陽光発電及び風力発電に必要とされる多数のテラワット時間の長持続時間の蓄電を満たすには高価すぎ、かつ/又は地理的に制限されている。 Solar, wind, and other intermittent energy sources account for an increasingly large proportion of global power generation capacity. Due to the intermittency of solar and wind energy, power grids and other infrastructure that may be quickly dominated by high proportions of wind and solar power generation will require storage to match power supply with power demand. The required storage capacity will generally increase with the increasing penetration of intermittent renewable energy sources, particularly solar- or wind-dominated power grids and power grids with limited geographic distribution. The required duration of storage capacity also generally increases with the increasing penetration of intermittent renewable energy. For example, power grids with a large proportion of solar-generated power may have insufficient power generation at night, and therefore may require storage with a duration of 10 to 16 hours to support nighttime grid power needs. In the United States, 80% solar and wind energy penetration may be achievable with a duration of 12 hours of storage. In particular, 100% solar and wind energy penetration is only feasible with storage durations of at least three weeks due to wind and/or solar events tending to occur at less than expected rates at least once a year and/or due to seasonal variations in solar and/or wind energy. Prior art energy storage technologies are too expensive and/or geographically limited to meet the large number of terawatt-hours of long-duration storage required for high penetration rates of solar and wind power worldwide.

蓄電技術は、様々な要因に関して比較される。平準化コスト、すなわち平準化発電コスト(LCOE)又は平準化貯蔵コスト(LCOS)は、一般に、主要な又は最重要の要因と考えられている。事業開発者、電力公益事業者、及び他の顧客などのエネルギー貯蔵顧客は、一般に、蓄電技術を比較するためのこれらの顧客の主要なメトリックとして平準化コストを採用し、ここで、平準化コストが低いほど、蓄電技術は、他の選択肢と比較してより経済的に望ましい。平準化コスト計算は、以下の変数のうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されない、値を含み得る:資本コスト(capital cost)、又は資本コスト(cost of capital)、又は割引率、又は設備稼働率、又は往復エネルギー効率、又は陸地のコスト、又は電力容量劣化率、又はエネルギー貯蔵容量劣化率、又はバランスオブプラント、又は陸地利用、又は地理的制限、又はエンドオブライフコスト、又はMW電力容量当たりのコスト、又はMWh蓄電容量当たりのコスト。先行技術の蓄電技術は、一般に、先述の変数のうちの1つ以上又はこれらの変数の組み合わせの欠点に起因する高い平準化コストを有する。例えば、リチウムイオン電池は、高い資本コスト、重大な電力容量劣化、重大なエネルギー容量劣化、陸地利用、及び高いエンドオブライフコストを有する。例えば、圧縮空気エネルギー貯蔵は、低い往復エネルギー効率及び地理的制限を有する。例えば、揚水発電は、高陸地利用及び地理的制限を有する。例えば、水素蓄電は、低い往復エネルギー効率、高いMW電力容量当たりのコスト、及び高い電力容量劣化率を有する。 Energy storage technologies are compared with respect to various factors. Levelized cost, i.e., levelized cost of electricity (LCOE) or levelized cost of storage (LCOS), is generally considered the primary or most important factor. Energy storage customers, such as project developers, electric utilities, and other customers, typically employ levelized cost as their primary metric for comparing energy storage technologies, where the lower the levelized cost, the more economically desirable the energy storage technology is relative to other options. A levelized cost calculation may include values including, but not limited to, one or more or combinations of the following variables: capital cost, or cost of capital, or discount rate, or capacity utilization rate, or round-trip energy efficiency, or cost of land, or power capacity degradation rate, or energy storage capacity degradation rate, or balance of plant, or land use, or geographic limitations, or end-of-life cost, or cost per MW of power capacity, or cost per MWh of storage capacity. Prior art energy storage technologies generally have high levelized costs due to shortcomings of one or more of the aforementioned variables or a combination of these variables. For example, lithium-ion batteries have high capital costs, significant power capacity degradation, significant energy capacity degradation, land use requirements, and high end-of-life costs. For example, compressed air energy storage has low round-trip energy efficiency and geographic limitations. For example, pumped hydro storage has high land use requirements and geographic limitations. For example, hydrogen energy storage has low round-trip energy efficiency, a high cost per MW of power capacity, and a high power capacity degradation rate.

他の要因としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:製造の環境影響、陸地利用の環境影響、材料制約、エンドオブライフ廃棄、リサイクル可能性、労働使用、地域の労働価値、地域の経済的影響、及び必要とされるメンテナンス。
●例えば、リチウムイオン電池は、上記の要因に関連する以下の欠点を抱えている:
○材料投入の製造を含む、製造の環境への悪影響
○リチウム、コバルト、ニッケル、及びグラファイトの材料制約
○短寿命及びエンドオブライフ廃棄の課題。
○リチウムイオン電池は、現在、リサイクル可能ではない
○特に、リチウム、ニッケル、及びコバルトを含む高コストの材料投入について、地域の労働価値は、一般に、最小限である
○特に、コバルト及びグラファイトを含む、必要とされる金属及び材料の採掘及び精製における、非倫理的な労働慣行、及び下流の環境への影響
○コスト及び労働の大部分が、一般に再生可能エネルギー事業又はエネルギー貯蔵事業の現場から遠く離れた場所にある大規模な製造操業及び採掘操業で発生することから、地域の雇用創出、及び関連する経済的影響は、最小限である。
○熱調節、バランスオブプラント、拡張の必要性から、メンテナンスの必要性が高い。拡張は、リチウムイオン電池エネルギー貯蔵施設で経時的に自然に発生するエネルギー貯蔵及び/又は電力容量の損失を補うために、追加の新しいリチウムイオン電池を設置することである。大規模なリチウムイオン電池エネルギー貯蔵現場では、重大な「拡張」は、一般に、少なくとも5年に一度行われる。
Other factors may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following: environmental impact of manufacturing, environmental impact of land use, material constraints, end of life disposal, recyclability, labor use, local labor values, local economic impact, and required maintenance.
For example, lithium-ion batteries have the following drawbacks related to the factors mentioned above:
o Adverse environmental impacts of manufacturing, including manufacturing of material inputs o Material constraints of lithium, cobalt, nickel, and graphite o Short life and end-of-life disposal challenges.
○ Lithium-ion batteries are not currently recyclable. ○ Local labor value is generally minimal, particularly for high-cost material inputs, including lithium, nickel, and cobalt. ○ Unethical labor practices and downstream environmental impacts, particularly in the mining and refining of required metals and materials, including cobalt and graphite. ○ Local job creation and associated economic impact is minimal, as the majority of costs and labor occur at large-scale manufacturing and mining operations that are generally located far from the renewable energy or energy storage project site.
○ Maintenance needs are high due to the need for thermal regulation, balance of plant, and expansion. Expansion is the installation of additional new lithium-ion batteries to compensate for the loss of energy storage and/or power capacity that naturally occurs in lithium-ion battery energy storage facilities over time. At large lithium-ion battery energy storage sites, significant "expansion" typically occurs at least once every five years.

例えば、従来の揚水発電は、上記の要因に関連する以下の欠点を抱えている:
●大規模な陸地利用及び重大な地理的制約
●重大な環境被害及び永久的な環境変質
●重大な地震、又は地すべり、又はその両方が発生した場合の重大な経済的及び/又は人的災害のリスクを含む、地震リスク及び地すべりリスク。
For example, conventional pumped storage hydropower generation has the following drawbacks related to the factors mentioned above:
● Large-scale land use and significant geographical constraints ● Significant environmental damage and permanent environmental alteration ● Earthquake and landslide risks, including the risk of significant economic and/or human disaster in the event of a significant earthquake or landslide, or both.

再生可能エネルギー産業における別の課題は、再生可能エネルギー事業及び/又はエネルギー貯蔵事業の開発のための陸地の利用可能性である。多くの事例では、地域的、領域的、国家的、及び国際的な利害関係者は、風力及び太陽光などの再生可能エネルギーの開発を含む、未開発又は「手つかずの」陸地の開発に強く反対している。利害関係者は、風力事業及び/又は太陽光事業の建設及び/又は操業中に環境汚染、視覚公害、又は騒音公害のために、そのような開発に反対することが多い。当該反対派は、新しい陸地の探索、許可の取得、並びに太陽光事業及び風力事業の開発をますます困難にし、開発タイムラインを大きく増加させている。結果として、再生可能エネルギー事業開発者は、海洋及び他の大規模な水域での洋上での再生可能エネルギー事業の開発にますます関心を有するようになった。近海洋上風力発電所の視覚的な影響はまた、事業開発者に、ますます遠くの洋上及びより深い水中に目を向けさせた。洋上風力から陸上電力グリッドへの送電を相互接続することは、風力の断続性と相互接続を必要とする風力発電の大容量とのために、重大な課題となっている。1つの潜在的な解決策は、長持続時間の蓄電である。ほとんどの先行技術の電力貯蔵技術は、海洋環境に好適ではない。例えば、海洋環境の腐食性及び水中でのリチウム燃焼性により、空気又は酸素が存在しなくても、リチウムイオン電池は、海洋環境には好適でないか、又は望ましくないとみなされている。低コストの、スケーラブルな、環境に優しい、低陸地又は水利用の、長時間持続性の、高往復エネルギー効率の、洋上環境に好適な長持続時間蓄電技術に対する、重要な必要性がある。 Another challenge in the renewable energy industry is the availability of land for the development of renewable energy and/or energy storage projects. In many cases, local, regional, national, and international stakeholders strongly oppose the development of undeveloped or "untouched" land, including the development of renewable energy sources such as wind and solar. Stakeholders often oppose such development due to environmental, visual, or noise pollution during the construction and/or operation of wind and/or solar projects. This opposition makes it increasingly difficult to explore new land, obtain permits, and develop solar and wind projects, significantly increasing development timelines. As a result, renewable energy developers have become increasingly interested in developing offshore renewable energy projects in oceans and other large bodies of water. The visual impact of near-shore wind farms has also led developers to increasingly look farther out to sea and deeper underwater. Interconnecting power transmission from offshore wind to the onshore power grid presents significant challenges due to the intermittency of wind power and the large volume of wind power that requires interconnection. One potential solution is long-duration energy storage. Most prior art power storage technologies are not suitable for the marine environment. For example, lithium-ion batteries are considered unsuitable or undesirable for the marine environment due to the corrosive nature of the marine environment and the flammability of lithium in water, even in the absence of air or oxygen. There is a significant need for low-cost, scalable, environmentally friendly, low land or water use, long-duration, high round-trip energy efficiency, and long-duration energy storage technology suitable for the offshore environment.

加えて、気候変動に起因する極端気象及び異常気象の発生がますます一般的になっていることに起因して、必要に応じて確実に、一貫して、長期的に電力を生成するための発電及び蓄電技術の必要性がますますより枢要になりつつある。先行技術のエネルギー貯蔵技術は、緊急事態が発生した場合でも、これらの技術の銘板の蓄電容量を超えて追加の電力を提供することができず、このことが、近年、カリフォルニア州及び米国全土での有名な停電の一因となった。例えば、リチウムイオン電池又は揚水発電所が1,000MWh定格であり、かつ1,000MWhが完全に使用されているか、又は完全に放電されている場合、リチウムイオン電池又は揚水発電所は、より多くの電力が必要な場合であっても、より多くの電力を提供することが不可能となる。 Additionally, due to the increasingly common occurrence of extreme and abnormal weather events resulting from climate change, the need for power generation and storage technologies to reliably, consistently, and long-termly generate electricity as needed is becoming increasingly critical. Prior art energy storage technologies are unable to provide additional power beyond their nameplate storage capacity in the event of an emergency, which contributed to the high-profile power outages in California and across the United States in recent years. For example, if a lithium-ion battery or pumped hydroelectric power plant is rated at 1,000 MWh and the 1,000 MWh is fully used or fully discharged, the lithium-ion battery or pumped hydroelectric power plant will be unable to provide more power, even if more power is needed.

高往復効率(>70%)の短持続時間又は中持続時間又は長持続時間の蓄電システムと、必要に応じた、複数日又は複数週間又は複数月の蓄電システムと、の両方として機能することが可能な蓄電技術に対する重要な必要性がある。高往復効率(>70%)の8時間超の持続時間の蓄電システムと、必要に応じた、複数日又は複数週間又は複数月の蓄電システムと、の両方として機能することが可能な蓄電技術に対する重要な必要性がある。高往復効率(>70%)の8時間超の持続時間の蓄電システムと、必要に応じた、複数日又は複数週間又は複数月の電源又は電力源と、の両方として機能することが可能な蓄電技術に対する重要な必要性がある。 There is a significant need for energy storage technology that can function as both a high round trip efficiency (>70%) short, medium or long duration energy storage system and, as needed, a multi-day, multi-week or multi-month energy storage system. There is a significant need for energy storage technology that can function as both a high round trip efficiency (>70%) greater than 8 hour duration energy storage system and, as needed, a multi-day, multi-week or multi-month energy storage system. There is a significant need for energy storage technology that can function as both a high round trip efficiency (>70%) greater than 8 hour duration energy storage system and, as needed, a multi-day, multi-week or multi-month energy storage system.

本発明は、エネルギー貯蔵、又はエネルギー生成、又はそれらの組み合わせのためのシステム及び方法に関する。 The present invention relates to systems and methods for energy storage, energy generation, or a combination thereof.

いくつかの実施形態は、例えば、エネルギー貯蔵デバイスに適用可能であり得る。いくつかの実施形態は、水域又は液域の表面の下方の貯蔵領域と、水域若しくは液域の表面の近く又は水域若しくは液域の上方の貯蔵領域と、を包含し得る。当該エネルギー貯蔵デバイスを「充電する」ために、相対的により低密度の液体又はガスなどの低密度の流体が、当該貯蔵領域内にポンプ圧送され、水などのより高密度の流体を置換し得る。当該エネルギー貯蔵デバイスを放電するために、当該より高密度の流体が、当該より低密度の流体を置換することを可能にして、発電機を通るより低密度の流体の流動に起因して発電し得る。 Some embodiments may be applicable to energy storage devices, for example. Some embodiments may include a storage area below the surface of a body of water or liquid and a storage area near or above the surface of the body of water or liquid. To "charge" the energy storage device, a lower-density fluid, such as a relatively lower-density liquid or gas, may be pumped into the storage area, displacing a higher-density fluid, such as water. To discharge the energy storage device, the higher-density fluid may be allowed to displace the lower-density fluid, generating electricity due to the flow of the lower-density fluid through a generator.

いくつかの実施形態は、先行技術のエネルギー貯蔵システムの1つ以上又は全ての欠点を解決し得る。例えば、いくつかの実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを有する:
●1MWhのエネルギー貯蔵容量当たりのコストと1MWの発電容量当たりのコストとに対する低資本コスト
●以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせ以上の往復効率などの、高往復効率:60%、又は65%、又は70%、又は75%、又は80%、又は85%、又は90%、又は95%、又は99%
●各充電-放電サイクルにわたって電力容量劣化なし
●各充電-放電サイクルにわたってエネルギー蓄積容量劣化なし
●陸地利用なし
●最小限の水表面積使用量
●世界人口の40%が海岸から100km以内で暮らしていることからの、最小限の地理的制限
●20年、若しくは25年、若しくは30年、若しくは35年、若しくは40年、若しくは45年、若しくは50年、若しくは55年、若しくは60年、又はそれらの任意の組み合わせなどの長い寿命
●「エンドオブライフ」時のほとんど又は全ての構成要素のリサイクル可能性
●寿命の延長又は他の用途のための再利用を含み得るが、これらに限定されない、「エンドオブライフ」時のほとんど又は全ての構成要素の再利用可能性。
●製造及び建築材料の環境への最小限の影響
●建設、設置、及び運転の環境への最小限の影響
●地域経済への重大な好影響
●油類及びガスの労働者が再生可能エネルギー産業に移行することで済む。例えば、いくつかの実施形態は、例えば、再生可能な電力を貯蔵するための蓄電システムを除いて、ほぼ同じような、パイプ、容器、ポンプなどの機器、並びに鉄鋼及びセメントなどの材料、並びに技能を採用する。
●水生環境、又は海洋環境、又は洋上環境に合わせて設計され、かつ/又は適用可能である
Some embodiments may address one or more or all of the shortcomings of prior art energy storage systems. For example, some embodiments include one or more or a combination of the following:
• Low capital cost relative to the cost per MWh of energy storage capacity and the cost per MW of generating capacity; • High round trip efficiency, such as one or more or a combination of the following round trip efficiencies: 60%, or 65%, or 70%, or 75%, or 80%, or 85%, or 90%, or 95%, or 99%.
● No power capacity degradation over each charge-discharge cycle ● No energy storage capacity degradation over each charge-discharge cycle ● No land use ● Minimal water surface area usage ● Minimal geographical restrictions, as 40% of the world's population lives within 100 km of the coast ● Long lifespan such as 20 years, or 25 years, or 30 years, or 35 years, or 40 years, or 45 years, or 50 years, or 55 years, or 60 years, or any combination thereof ● Recyclability of most or all components at "end of life" ● Reusability of most or all components at "end of life", which may include, but is not limited to, extending the lifespan or reusing for other uses.
● Minimal environmental impact of manufacturing and building materials ● Minimal environmental impact of construction, installation, and operation ● Significant positive impact on local economy ● Requires oil and gas workers to transition to the renewable energy industry For example, some embodiments employ substantially similar equipment, such as pipes, vessels, pumps, and materials, such as steel and cement, and skills, except for, for example, energy storage systems to store renewable electricity.
Designed for and/or applicable to aquatic, marine, or offshore environments

いくつかの実施形態は、高往復効率の蓄電を提供し、かつ必要に応じて、燃料及び/又は電気を数日間、若しくは数週間、若しくは数ヶ月間、若しくは数年間、又はそれらの任意の組み合わせで供給することができるシステムに適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体を低密度の液体で置換することによって、エネルギーを貯蔵することができ、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、代替的に燃料として採用され得る化学物質を含み得る。例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電することを包含し得、当該置換するエネルギー貯蔵機構は、1時間、若しくは2時間、若しくは4時間、若しくは6時間、若しくは8時間、若しくは10時間、若しくは14時間、若しくは16時間、若しくは18時間、若しくは20時間、若しくは25時間、若しくは30時間、若しくは35時間、若しくは40時間、若しくは45時間、若しくは50時間、若しくは75時間、若しくは100時間、又はそれらの任意の組み合わせ以上、最大のシステム電力容量で電力を提供するのに十分なエネルギーを貯蔵し得る。例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電することを包含し得、当該置換するエネルギー貯蔵機構は、50時間未満、最大のシステム電力容量で電力を提供するのに十分なエネルギーを貯蔵し得、低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方は、燃料を含むことができ、必要に応じて、50時間超、又は75時間超、又は100時間超、又は1週間超、又は1ヶ月間超、電力を提供することが可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電することを包含し得、当該置換するエネルギー貯蔵機構は、第1の持続時間の間、最大のシステム電力容量で電力を提供するのに十分なエネルギーを貯蔵し得、低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方は、燃料を含み得、必要に応じて第2の持続期間にわたって電力を提供することが可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電することを包含し得、当該置換するエネルギー貯蔵機構は、第1の持続時間の間、最大のシステム電力容量で電力を提供するのに十分なエネルギーを貯蔵し得、低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方は、燃料を含み得、必要に応じて第2の持続時間の間、電力を提供することが可能であり得、当該第2の持続時間は、当該第1の持続時間よりも大きい。 Some embodiments may be applicable to systems that provide high round-trip efficiency power storage and can supply fuel and/or electricity for days, weeks, months, or years, or any combination thereof, as needed. For example, some embodiments may store energy by displacing a high-density liquid with a low-density liquid, where the low-density liquid, the high-density liquid, or both, may contain chemicals that can alternatively be employed as fuel. For example, some embodiments may involve storing power by displacing a high-density liquid with a low-density liquid, where the displacing energy storage mechanism may store enough energy to provide power at maximum system power capacity for 1 hour, or 2 hours, or 4 hours, or 6 hours, or 8 hours, or 10 hours, or 14 hours, or 16 hours, or 18 hours, or 20 hours, or 25 hours, or 30 hours, or 35 hours, or 40 hours, or 45 hours, or 50 hours, or 75 hours, or 100 hours, or any combination thereof, or more. For example, some embodiments may involve storing electricity by displacing a high density liquid with a low density liquid, where the displacing energy storage mechanism may store enough energy to provide power at maximum system power capacity for less than 50 hours, and the low density liquid, or the high density liquid, or both, may include fuel and may be capable of providing power for more than 50 hours, or more than 75 hours, or more than 100 hours, or more than a week, or more than a month, as needed. For example, some embodiments may involve storing electricity by displacing a high density liquid with a low density liquid, where the displacing energy storage mechanism may store enough energy to provide power at maximum system power capacity for a first duration, and the low density liquid, or the high density liquid, or both, may include fuel and may be capable of providing power for a second duration, as needed. For example, some embodiments may involve storing electricity by displacing a high density liquid with a low density liquid, where the displacing energy storage mechanism may store enough energy to provide power at maximum system power capacity for a first duration, and where the low density liquid, the high density liquid, or both may include a fuel and may be capable of providing power as needed for a second duration, the second duration being greater than the first duration.

いくつかの実施形態は、水中タンクが、当該水中タンクに隣接する、又は当該水中タンクの周囲の、又は当該水中タンクと同じ標高にある海水と圧力平衡にあることを確実にするするように適用可能であり得る。いくつかの実施形態は、水中タンクの内部の流体の圧力と、当該水中タンクに隣接する、又は当該水中タンクの周囲の、又は当該水中タンクと同じ標高にある外部の水又は他の流体の圧力と、の間の圧力差を最小化するように適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、ある流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力を別の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、より低密度の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力をより高密度の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、より高密度の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力をより低密度の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、より高密度の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力をより低密度の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、より高圧の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力をより低圧の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、より高圧の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力をより低圧の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得、当該過剰な圧力は、当該より高圧の流体と、水中タンクの少なくとも一部分に隣接する、又はこの少なくとも一部分の周囲の、又はこの少なくとも一部分の外部の、又はこの少なくとも一部分と同じ高さにある水と、の間の圧力差以下であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、第1の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力を第2の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得、当該過剰な圧力は、当該第1の流体と、水中タンクの少なくとも一部分に隣接する、又はこの少なくとも一部分の周囲の、又はこの少なくとも一部分の外部の、又はこの少なくとも一部分と同じ高さにある水又は他の流体と、の間の圧力差以下であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、第2の流体から過剰な圧力又は動力を抽出し、かつ当該過剰な圧力又は動力を第1の流体に伝達するための圧力交換器又は電力交換器の使用に関し得、当該過剰な圧力は、当該第2の流体と、水中タンクの少なくとも一部分に隣接する、又はこの少なくとも一部分の周囲の、又はこの少なくとも一部分の外部の、又はこの少なくとも一部分と同じ高さにある水又は他の流体と、の間の圧力差以下であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、水中タンクの少なくとも一部分に隣接する、又はこの少なくとも一部分の周囲の、又はこの少なくとも一部分の外部の、又はこの少なくとも一部分と同じ高さにある水又は他の流体との圧力平衡を可能にするか、又は確実にするための圧力均衡装置に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、圧力センサ、又はバルブ、又はこれらの任意の組み合わせに関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、水圧ラムを最小化若しくは防止するか、又は水圧ラムの潜在的な悪影響を最小化若しくは防止するためのシステム及び方法に関し得る。いくつかの実施形態は、より高密度の液体が水又は海水よりも大きい密度を有するエネルギー貯蔵システムを包含し得る。いくつかの実施形態は、少なくとも1つのリザーバが、水域の表面、又は海面、又はその両方の標高を超える標高に位置する、エネルギー貯蔵システムを包含し得る。 Some embodiments may be applicable to ensure that a submersible tank is in pressure equilibrium with seawater adjacent to, surrounding, or at the same elevation as the submersible tank. Some embodiments may be applicable to minimize the pressure difference between the pressure of a fluid inside a submersible tank and the pressure of external water or other fluid adjacent to, surrounding, or at the same elevation as the submersible tank. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from one fluid and transfer the excess pressure or power to another fluid. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a less dense fluid and transfer the excess pressure or power to a more dense fluid. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a more dense fluid and transfer the excess pressure or power to a less dense fluid. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a higher density fluid and transfer the excess pressure or power to a lower density fluid. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a higher pressure fluid and transfer the excess pressure or power to a lower pressure fluid. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a higher pressure fluid and transfer the excess pressure or power to a lower pressure fluid, where the excess pressure may be less than or equal to the pressure difference between the higher pressure fluid and water adjacent to, surrounding, outside of, or at least a portion of the submersible tank. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a first fluid and transfer the excess pressure or power to a second fluid, where the excess pressure may be less than or equal to the pressure difference between the first fluid and water or other fluid adjacent to, around, outside of, or level with at least a portion of the submersible tank. For example, some embodiments may relate to the use of a pressure or power exchanger to extract excess pressure or power from a second fluid and transfer the excess pressure or power to the first fluid, where the excess pressure may be less than or equal to the pressure difference between the second fluid and water or other fluid adjacent to, around, outside of, or level with at least a portion of the submersible tank. For example, some embodiments may relate to a pressure balancing device for enabling or ensuring pressure equilibrium with water or other fluid adjacent to, surrounding, external to, or at the same elevation as at least a portion of a submersible tank. For example, some embodiments may relate to a pressure sensor, or a valve, or any combination thereof. For example, some embodiments may relate to systems and methods for minimizing or preventing hydraulic rams or minimizing or preventing the potential adverse effects of hydraulic rams. Some embodiments may include an energy storage system in which the denser liquid has a density greater than water or seawater. Some embodiments may include an energy storage system in which at least one reservoir is located at an elevation above the elevation of the surface of a body of water, or sea level, or both.

いくつかの実施形態は、より低密度の液体、又はより高密度の液体、又はその両方が、揮発性であるか、又は低沸点を有するエネルギー貯蔵システムに適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、加圧タンク、又は圧力差に対して弾力性を有するタンクを使用することに適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、タンクの内部の加圧流体と、当該タンクの外側の、又は当該タンクの周囲の、又は当該タンクに隣接する流体と、の間の圧力差が、当該タンクが、陸上にあるか、又は周囲を大気圧とするか、又はその両方であるとする場合よりも小さい、水深又は静水圧でタンクを位置決めすることに適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、冷凍、又は半冷凍、又は冷却、又は受動冷却、又は能動冷却、又は熱管理、又はそれらの任意の組み合わせの、より低密度の液体、又はより高密度の液体、又はその両方に適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方が液体状態で貯蔵されることを確実にすることに関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方が、液体状態、又は超臨界状態、又はスラリー状態、又はそれらの任意の組み合わせの状態で貯蔵されることを確実にすることに関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、エネルギー使用を最小化し、かつ/又はエネルギー効率及び/若しくは冷凍、若しくは半冷凍、若しくは冷却、若しくは受動冷却、若しくは能動冷却、若しくは熱管理、若しくはそれらの任意の組み合わせの、より低密度の液体、若しくはより高密度の液体、若しくはその両方の実用性を最大化するための、熱交換及び/又は熱貯蔵のためのシステム及び方法に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、極低温液体の使用を可能にすることに適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、エネルギーの同時貯蔵と、海洋熱エネルギー変換から、又は海洋若しくは水域の温度傾斜の温度差、若しくは空気と水との間の温度差、若しくはそれらの任意の組み合わせからの発電と、を可能にすることに適用可能であり得る。 Some embodiments may be applicable to energy storage systems in which the lower density liquid, the higher density liquid, or both, are volatile or have a low boiling point. For example, some embodiments may be applicable to using pressurized tanks or tanks that are resilient to pressure differentials. For example, some embodiments may be applicable to positioning tanks at depths or hydrostatic pressures where the pressure differential between the pressurized fluid inside the tank and the fluid outside, surrounding, or adjacent to the tank is less than if the tank were on land or surrounded by atmospheric pressure, or both. For example, some embodiments may be applicable to refrigerating, semi-refrigerating, cooling, passive cooling, active cooling, thermal management, or any combination thereof, lower density liquids, higher density liquids, or both. For example, some embodiments may relate to ensuring that the lower density liquid, the higher density liquid, or both, are stored in a liquid state. For example, some embodiments may relate to ensuring that low-density liquids, high-density liquids, or both are stored in a liquid state, a supercritical state, a slurry state, or any combination thereof. For example, some embodiments may relate to systems and methods for heat exchange and/or heat storage to minimize energy use and/or maximize energy efficiency and/or utility of the lower-density liquids, the higher-density liquids, or both for refrigeration, semi-refrigeration, cooling, passive cooling, active cooling, thermal management, or any combination thereof. For example, some embodiments may be applicable to enabling the use of cryogenic liquids. For example, some embodiments may be applicable to enabling simultaneous storage of energy and power generation from ocean thermal energy conversion, or from the temperature difference of an ocean or body of water temperature gradient, or the temperature difference between air and water, or any combination thereof.

いくつかの実施形態は、低密度の流体を水中に貯蔵することに適用可能なタンクに関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、剛性構造物又は可撓性構造物に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質固体媒体を収容しているタンク又は貯蔵領域に関し得、低密度の流体は、当該多孔質媒体の細孔に貯蔵され得る。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質固体媒体を収容しているタンク又は貯蔵領域に関し得、低密度の流体は、当該多孔質媒体内に低密度の流体をポンプ圧送するか、又は別様に導いて、当該多孔質媒体に貯蔵されたより高密度の流体を置換することによって、当該多孔質媒体に貯蔵される。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、当該多孔質媒体の密度又は重量は、当該貯蔵リザーバの浮力を低減し得る。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、固体多孔質媒体の存在は、例えば、リザーバの内部の圧力が、当該リザーバの外部の、又は当該リザーバに隣接する、又は当該リザーバの周囲の、又はリザーバと同じ標高における圧力未満である場合に、当該リザーバの実質的な崩壊を防止する。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、固体多孔質媒体の存在は、例えば、流体が貯蔵リザーバに加えられるか、又は貯蔵リザーバ内にポンプ圧送されるよりも大きい体積速度で、流体が貯蔵リザーバの外へポンプ圧送されるか、又は貯蔵リザーバから除去される場合に、当該リザーバの実質的な崩壊を防止する。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、固体多孔質媒体の存在は、例えば、流体が、当該リザーバへの同時追加の別の流体なしに、貯蔵リザーバの外へポンプ圧送されるか、又は貯蔵リザーバから除去される場合に、当該リザーバの実質的な崩壊を防止する。実質的な崩壊は、貯蔵リザーバが、以下のもの以上、以下のもののうちの1つ以上、又は以下のものの組み合わせだけ総体積を減少させることを含み得る:1パーセント、又は5パーセント、又は10パーセント、又は15パーセント、又は20パーセント、又は25パーセント、又は30パーセント、又は35パーセント、又は40パーセント、又は45パーセント、又は50パーセント、又は55パーセント、又は60パーセント、又は65パーセント、又は70パーセント、又は75パーセント、又は80パーセント、又は85パーセント、又は90パーセント、又は95パーセント Some embodiments may relate to a tank applicable to storing low-density fluids underwater. For example, some embodiments may relate to a rigid structure or a flexible structure. For example, some embodiments may relate to a tank or storage area containing a porous solid medium, where a low-density fluid may be stored in the pores of the porous medium. For example, some embodiments may relate to a tank or storage area containing a porous solid medium, where a low-density fluid is stored in the porous medium by pumping or otherwise directing the low-density fluid into the porous medium to displace a higher-density fluid stored in the porous medium. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, where the density or weight of the porous medium may reduce the buoyancy of the storage reservoir. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, the presence of which prevents the reservoir from substantially collapsing, for example, when the pressure inside the reservoir is less than the pressure outside, adjacent to, surrounding, or at the same elevation as the reservoir. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, the presence of which prevents the reservoir from substantially collapsing, for example, when fluid is pumped out of or removed from the storage reservoir at a volumetric rate greater than the volumetric rate at which fluid is added to or pumped into the storage reservoir. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, the presence of which prevents the reservoir from substantially collapsing, for example, when fluid is pumped out of or removed from the storage reservoir without the simultaneous addition of another fluid to the reservoir. Substantial collapse may include a reduction in the total volume of the storage reservoir by the following or more, one or more of the following, or a combination of the following: 1 percent, 5 percent, 10 percent, 15 percent, 20 percent, 25 percent, 30 percent, 35 percent, 40 percent, 45 percent, 50 percent, 55 percent, 60 percent, 65 percent, 70 percent, 75 percent, 80 percent, 85 percent, 90 percent, or 95 percent.

いくつかの実施形態は、同時エネルギー貯蔵システム及び潮汐電力システムに適用可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、同じシステム内の潮汐に起因する水位の変化から発電しながら、蓄電を可能にし得る。いくつかの実施形態は、例えば、潮汐に起因する水位の変化からエネルギーを生成する潮汐電力エネルギー生成システムに適用可能であり得る。いくつかの実施形態は、潮汐に起因する水位の上昇に起因する、貯蔵領域からの空気又は他の流体の置換を使用して、電気などのエネルギーを生成することを包含し得る。いくつかの実施形態は、潮汐に起因する水位の減少に起因する、空気又は他の流体の貯蔵領域内への移動を使用して、発電することを包含し得る。所望する場合、ポンプ及び発電機などの当該潮汐電力システムのための可動部は、水域又は液域の表面の完全に上に位置してもよい。 Some embodiments may be applicable to simultaneous energy storage systems and tidal power systems. For example, some embodiments may enable storage of electricity while generating power from tidal changes in water level within the same system. Some embodiments may be applicable, for example, to tidal power energy generation systems that generate energy from tidal changes in water level. Some embodiments may involve generating energy, such as electricity, using the displacement of air or other fluid from a storage area due to a tidal rise in water level. Some embodiments may involve generating power using the movement of air or other fluid into a storage area due to a tidal decrease in water level. If desired, moving parts for such tidal power systems, such as pumps and generators, may be located entirely above the surface of the body of water or liquid.

いくつかの実施形態は、例えば、エネルギーの貯蔵のために設計された海洋構造物、又は潮汐電力の生成、又はそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されない、海洋構造物上の液体環境における構造物の成長形成又は汚損付着を阻害又は防止することに適用可能であり得る。いくつかの実施形態は、例えば、液体環境における構造物の成長形成又は汚損付着を阻害又は防止することに適用可能であり得る。当該液体環境は、水成環境及び/又は非水成環境を含み得る。本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、コーティング、塗装、手動洗浄/スクラビング、又は当該技術分野に記載された他の方法を必要とせずに、成長形成又は汚損付着を阻害又は排除又は防止し得る。成長形成は、海洋成長物、汚損付着物、海洋生物、海洋動物、無機スケーリング、有機スケーリング、フジツボ、イガイ、二枚貝、カキ、ワーム、エビ、甲殻類、バイオフィルム、藻類、細菌、真菌、又はアメーバのうちの1つ以上、又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。ポンプ及び発電機などの、液体環境における構造物の成長形成又は汚損付着又は腐食を阻害又は防止することに関連する当該実施形態の可動部は、所望する場合、水域又は液域の表面の完全に上に位置してもよい。 Some embodiments may be applicable to inhibiting or preventing growth formation or fouling buildup on structures in a liquid environment on marine structures, which may include, but are not limited to, marine structures designed for energy storage, or tidal power generation, or combinations thereof. Some embodiments may be applicable to inhibiting or preventing growth formation or fouling buildup on structures in a liquid environment, which may include aqueous and/or non-aqueous environments. Some embodiments described herein may inhibit, eliminate, or prevent growth formation or fouling buildup without the need for coatings, painting, manual cleaning/scrubbing, or other methods described in the art. Growth formation may include, but is not limited to, one or more, or a combination of marine growths, fouling buildup, marine organisms, marine animals, inorganic scaling, organic scaling, barnacles, mussels, bivalves, oysters, worms, shrimp, crustaceans, biofilms, algae, bacteria, fungi, or amoebas. Moving parts of the embodiments related to inhibiting or preventing growth or fouling or corrosion of structures in a liquid environment, such as pumps and generators, may be located entirely above the surface of the body of water or liquid, if desired.

いくつかの実施形態は、例えば、ドックなどの浮体式構造物の高さを増加又は減少させることに適用可能であり得る。本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、当該浮体式構造物内又は当該浮体式構造物の下方の凹状領域内に空気を、空気又は他のガス又は他の低密度の流体が当該凹状領域内の水の一部分を少なくとも部分的に置換するように、ポンプ圧送することによって、液体の表面上の浮体式構造物の高さを増加させることを包含し得る。同様に、液体の表面上の浮体式構造物の高さは、当該凹状領域からガスが流出することを可能にすることによって、又は当該凹状領域の外へガスをポンプ圧送することによって減少され得る。空気又は他のガスは、1つ以上のチューブを使用して、当該凹状領域内又は凹状領域外に移送され得る。凹状領域は、水又は他の液体に対して開放され得る。有利な場合、ガスのポンプ圧送又は放出は、水域又は液域の完全に外部に、可動部を使用して実施されてもよい。水又は液体の外部の、及び水又は液体と接触していない可動部を有することによって、可動部(例えば、空気ポンプ)は、より低コストの機器を備え得、汚損付着の影響を受けにくくなり得、より長い寿命を有し得る。 Some embodiments may be applicable to increasing or decreasing the height of a floating structure, such as a dock. Some embodiments described herein may involve increasing the height of a floating structure above the surface of a liquid by pumping air into the floating structure or into a recessed area below the floating structure such that the air or other gas or other low-density fluid at least partially replaces a portion of the water in the recessed area. Similarly, the height of a floating structure above the surface of a liquid may be decreased by allowing gas to escape from the recessed area or by pumping gas out of the recessed area. Air or other gas may be transported into or out of the recessed area using one or more tubes. The recessed area may be open to water or other liquid. Where advantageous, the pumping or release of gas may be performed entirely outside the body of water or liquid using a moving part. By having moving parts outside of and not in contact with the water or liquid, the moving parts (e.g., air pump) may comprise lower cost equipment, may be less susceptible to fouling, and may have a longer lifespan.

本明細書に記載された実施形態は、組み合わされてもよく、本明細書に記載されたシステム及び方法は、重複してもよいし、複数の同時適用されてもよいことに留意することが重要である。 It is important to note that the embodiments described herein may be combined, and the systems and methods described herein may overlap or have multiple simultaneous applications.

各浮体物又はポンツーンの下部に凹状領域「ガスポケット」(「3」)を有する例示的な構造物。An exemplary structure having a recessed area "gas pocket" ("3") under each floating body or pontoon. (上記):相互接続された空気ポンプ及びチューブを有する、各フロート又はポンツーンの下部に凹状領域「ガスポケット」(「3」)を有する例示的な構造物。(Above): An exemplary structure with a recessed area "gas pocket" ("3") under each float or pontoon with interconnected air pumps and tubes. 例えば、波、乱流水、又はドックの角度の重大な変化が発生した場合に空気又はガスの損失を防止するために採用され得る、延出された「壁」を有する例示的な実施形態。An exemplary embodiment having an extended "wall" that may be employed to prevent air or gas loss in the event of, for example, waves, turbulent water, or a significant change in the angle of the dock. ガスポケット内のガスの体積を変化させることが、ドックなどの浮体式構造物の液面の上方の高さ及び/又は角度を調整する、例示的な実施形態。図4は、高さが増加することを示し得る。An exemplary embodiment in which varying the volume of gas in the gas pocket adjusts the height and/or angle above the water level of a floating structure, such as a dock. Figure 4 may show an increase in height. ガスポケット内のガスの体積を変化させることが、ドックなどの浮体式構造物の液面の上方の高さ及び/又は角度を調整する、例示的な実施形態。図5は、高さが減少することを示し得る。An exemplary embodiment in which varying the volume of gas in the gas pocket adjusts the height and/or angle above the water level of a floating structure, such as a dock. Figure 5 may show a decrease in height. より低密度の液体及びより高密度の液体を採用する実施形態の例示的な簡略化された設定。1 is an exemplary simplified setup of an embodiment employing a lower density liquid and a higher density liquid. ステップ1:図7は、充電の過程にあるエネルギー貯蔵実施形態を示し得る。Step 1: FIG. 7 may show an energy storage embodiment in the process of charging. ステップ2:図8は、相対的に充電された状態にあるエネルギー貯蔵実施形態を示し得る。Step 2: Figure 8 may show the energy storage embodiment in a relatively charged state. ステップ3:図9は、放電中のエネルギー貯蔵実施形態を示し得る。Step 3: Figure 9 may show an embodiment of energy storage during discharge. ステップ4:図10は、相対的に放電された状態にあるエネルギー貯蔵実施形態を示し得る。Step 4: Figure 10 may show the energy storage embodiment in a relatively discharged state. 図11は、高位側の水頭高さ又は表面の上方にあるLDL及び/又はHDL貯蔵領域がプラットフォーム又は浮体式プラットフォーム上に位置する例示的な実施形態を示し得る。FIG. 11 may show an exemplary embodiment in which the LDL and/or HDL storage area above the high side head elevation or surface is located on a platform or floating platform. 図12は、高位側の水頭高さ又は表面の上方にあるLDL及び/又はHDL貯蔵領域が陸上に位置する例示的な実施形態を示し得る。FIG. 12 may show an exemplary embodiment in which the LDL and/or HDL storage area above the high side head elevation or surface is located on land. 図13は、エネルギー貯蔵及び/又は化学的貯蔵のために複数の表面下の貯蔵領域が採用される例示的な実施形態を示し得る。FIG. 13 may illustrate an exemplary embodiment in which multiple subsurface storage regions are employed for energy and/or chemical storage. ステップ1 図14は、発電中の実施形態を示し得る。Step 1 FIG. 14 may show an embodiment during power generation. ステップ2 図15は、貯蔵領域が水でほぼ満たされている実施形態を示し得る。Step 2 Figure 15 may show an embodiment in which the storage area is nearly filled with water. ステップ3 図16は、周囲の水域の水位が、貯蔵領域内部の水位と比較して相対的に低いときに発電中である実施形態を示し得る。Step 3 FIG. 16 may illustrate an embodiment in which power generation is occurring when the water level of the surrounding body of water is relatively low compared to the water level inside the storage area. ステップ4 図17は、貯蔵領域が水をほぼ空にされた実施形態を示し得る。Step 4 Figure 17 may show an embodiment in which the storage area has been nearly emptied of water. ステップ4代替:図18は、貯蔵領域が水を完全に空にされた実施形態を示し得る。Step 4 Alternative: Figure 18 may show an embodiment in which the storage area has been completely emptied of water. ステップ5(下潮、残水を外へポンプ圧送する):図19は、貯蔵領域内に空気をポンプ圧送して残留水を除去又は置換する実施形態を示し得る。Step 5 (Undertow, pump residual water out): Figure 19 may show an embodiment in which air is pumped into the storage area to remove or replace residual water. ステップ1(上潮、充填、発電):図20は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。Step 1 (Upwelling, Filling, Power Generation): Figure 20 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material. ステップ2(満潮、キャビティ満):図21は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。Step 2 (High Tide, Cavity Full): Figure 21 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material. ステップ3(下潮、空にする、発電する):図22は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。Step 3 (Underflow, Empty, Generate Power): Figure 22 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material. ステップ4(下潮、空):図23は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。Step 4 (Undertide, Empty): Figure 23 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material. ステップ1(上潮、充填、発電する):図24は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。Step 1 (Rise, Fill, Generate Power): Figure 24 shows an exemplary embodiment where the water/air cavity or storage area is located on or within a body of water. ステップ2(上潮、満):図25は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。Step 2 (High Tide, High Tide): Figure 25 shows an exemplary embodiment where the water/air cavity or storage area is located on or within the body of water. ステップ3(下潮、空にする):図26は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。Step 3 (Undertide, Empty): Figure 26 shows an exemplary embodiment where the water/air cavity or storage area is located on or within the body of water. 代替ステップ3(下潮、空にする、潮汐及び場所に応じて):図27は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。Alternative Step 3 (low tide, empty, depending on tide and location): Figure 27 shows an exemplary embodiment where the water/air cavity or storage area is located on or within the body of water. ステップ4(下潮、空):図28は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。Step 4 (Undertide, Empty): Figure 28 shows an exemplary embodiment where the water/air cavity or storage area is located on or within the body of water. 図29は、浮体式ポンプ又は浮体式発電機ステーションを有する例示的な実施形態を示す。FIG. 29 shows an exemplary embodiment with a floating pump or floating generator station. 図30は、第1の貯蔵リザーバが陸上に位置し、かつポンプ及び/又は発電機が陸上に位置するエネルギー貯蔵システムを示す。FIG. 30 shows an energy storage system in which the first storage reservoir is located on land and the pump and/or generator is located on land. 図31は、第1の貯蔵リザーバが陸上に位置し、かつポンプ及び/又は発電機が陸上に位置するエネルギー貯蔵システムを示す。FIG. 31 shows an energy storage system in which the first storage reservoir is located on land and the pump and/or generator is located on land. 図32は、第1の貯蔵リザーバが、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置し、かつ/又はポンプ及び/若しくは発電機が、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置するエネルギー貯蔵システムを示す。FIG. 32 illustrates an energy storage system in which the first storage reservoir is located near, at, or below the surface of the body of water, and/or the pump and/or generator is located near, at, or below the surface of the body of water. 図33は、第1の貯蔵リザーバが、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置し、かつ/又はポンプ及び/若しくは発電機が、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置するエネルギー貯蔵システムを示す。FIG. 33 illustrates an energy storage system in which the first storage reservoir is located near, at, or below the surface of the body of water, and/or the pump and/or generator is located near, at, or below the surface of the body of water. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 低密度流体置換の実施形態である。1 is an embodiment of a low density fluid displacement. 高密度の液体を低密度の液体で置換し、かつ冷温及び暖温の補助熱貯蔵を採用することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that stores electricity by replacing a high density liquid with a low density liquid and employing auxiliary cold and warm thermal storage. 低密度の液体を高密度の液体で置換し、かつ冷温及び暖温の補助熱貯蔵を採用することによって発電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that generates electricity by displacing a low density liquid with a high density liquid and employing auxiliary cold and warm thermal storage. 高密度の液体を低密度の液体で置換し、かつ冷温及び暖温の補助熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that stores electricity by replacing a high density liquid with a low density liquid and employing cold and warm auxiliary thermal storage and refrigeration systems. 低密度の液体を高密度の液体で置換し、かつ冷温及び暖温の補助熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって発電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that generates electricity by displacing a low density liquid with a high density liquid and employing cold and warm auxiliary thermal storage and cooling systems. 高密度の液体を低密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that stores electricity by replacing a high density liquid with a low density liquid and employing a heat storage and cooling system. 低密度の液体を高密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって発電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that generates electricity by displacing a low density liquid with a high density liquid and employing a heat storage and cooling system. 高密度の液体を低密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that stores electricity by replacing a high density liquid with a low density liquid and employing a heat storage and cooling system. 低密度の液体を高密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって発電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that generates electricity by displacing a low density liquid with a high density liquid and employing a heat storage and cooling system. 高密度の液体を低密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that stores electricity by replacing a high density liquid with a low density liquid and employing a heat storage and cooling system. 低密度の液体を高密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって発電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that generates electricity by displacing a low density liquid with a high density liquid and employing a heat storage and cooling system. 低密度の液体を高密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって発電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that generates electricity by displacing a low density liquid with a high density liquid and employing a heat storage and cooling system. 高密度の液体を低密度の液体で置換し、かつ熱貯蔵及び冷却システムを採用することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that stores electricity by replacing a high density liquid with a low density liquid and employing a heat storage and cooling system. 陸上に位置する高位側の標高のリザーバと、水中に位置する低位側の標高のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir located on land and a lower elevation reservoir located underwater. 陸上に位置する高位側の標高のリザーバと、水中に位置する低位側の標高のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir located on land and a lower elevation reservoir located underwater. 海底の近く又は海底上の水中に位置する高位側の標高のリザーバと、海底の近く又は海底上の水中に位置する低位側の標高のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir located underwater near or on the seabed and a lower elevation reservoir located underwater near or on the seabed. 海底の近く又は海底上の水中に位置する高位側の標高のリザーバと、海底の近く又は海底上の水中に位置する低位側の標高のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir located underwater near or on the seabed and a lower elevation reservoir located underwater near or on the seabed. 半水中用又は全水没型又はそれらの組み合わせの容器として水上に位置する高位側の標高のリザーバと、海底の近く又は海底上の水中に位置する低位側の標高のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir located above water as a semi-submersible or fully submersible or combination thereof vessel and a lower elevation reservoir located underwater near or on the seabed. 半水中用又は全水没型又はそれらの組み合わせの容器として水上に位置する高位側の標高のリザーバと、海底の近く又は海底上の水中に位置する低位側の標高のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir located above water as a semi-submersible or fully submersible or combination thereof vessel and a lower elevation reservoir located underwater near or on the seabed. 浮体式船舶を含む高位側の標高のリザーバと、海底付近又は海底上の水中に位置する低位側の高度のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir including a floating vessel and a lower elevation reservoir located underwater near or on the seabed. 浮体式船舶を含む高位側の標高のリザーバと、海底付近又は海底上の水中に位置する低位側の高度のリザーバと、を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a higher elevation reservoir including a floating vessel and a lower elevation reservoir located underwater near or on the seabed. 水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underwater and/or lower elevation reservoirs above and/or on the seabed. 水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underwater and/or lower elevation reservoirs above and/or on the seabed. 水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underwater and/or lower elevation reservoirs above and/or on the seabed. 水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underwater and/or lower elevation reservoirs above and/or on the seabed. 水中の、及び/若しくは海底の下方の地下の、又は埋め込まれた、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using lower elevation reservoirs that are underwater and/or underground below the seabed, or buried, or a combination thereof. 水中の、及び/若しくは海底の下方の地下の、又は埋め込まれた、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using lower elevation reservoirs that are underwater and/or underground below the seabed, or buried, or a combination thereof. 水中の、及び/若しくは海底の下方の地下の、又は埋め込まれた、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using lower elevation reservoirs that are underwater and/or underground below the seabed, or buried, or a combination thereof. 水中の、並びに/若しくは海底の下方の地下の、又は埋め込まれた、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using lower elevation reservoirs that are underwater and/or underground below the seabed, or buried, or a combination thereof. 地下の低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underground lower elevation reservoirs. 地下の低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underground lower elevation reservoirs. 地下の低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underground lower elevation reservoirs. 地下の低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using underground lower elevation reservoirs. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、高位側の標高のリザーバは、浮体式構造物である。A process for energy storage configured to store both a low density liquid and a high density liquid in a higher elevation reservoir, the higher elevation reservoir being a floating structure. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、高位側の標高のリザーバは、浮体式構造物である。A process for energy storage configured to store both a low density liquid and a high density liquid in a higher elevation reservoir, the higher elevation reservoir being a floating structure. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、高位側の標高のリザーバは、浮体式構造物である。A process for energy storage configured to store both a low density liquid and a high density liquid in a higher elevation reservoir, the higher elevation reservoir being a floating structure. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、高位側の標高のリザーバは、浮体式構造物である。A process for energy storage configured to store both a low density liquid and a high density liquid in a higher elevation reservoir, the higher elevation reservoir being a floating structure. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing thermal storage. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing thermal storage. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing thermal storage. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing thermal storage. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing thermal storage. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing thermal storage. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵及び熱管理システムを採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing a thermal storage and thermal management system. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ熱貯蔵及び熱管理システムを採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing a thermal storage and thermal management system. 例示的な流量で低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation at exemplary flow rates. 例示的な流量で低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されているエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation at exemplary flow rates. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ冷却水又は海水又は深海水からの冷却を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing cooling from chilled water or seawater or deep seawater. 低密度の液体及び高密度の液体の両方を高位側の標高のリザーバに貯蔵するように構成されており、かつ冷却水又は海水又は深海水からの冷却を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage configured to store both low density and high density liquids in a reservoir at a higher elevation and employing cooling from chilled water or seawater or deep seawater. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いる圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger that uses heat management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いる圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger that uses heat management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いない圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger without thermal management, cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いる圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger that uses heat management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いる圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger that uses heat management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いない圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger without thermal management, cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いる1つのユニットに収容された圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger housed in one unit that uses thermal management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いない1つのユニットに収容された圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger housed in one unit without thermal management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いる1つのユニットに収容された圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger housed in one unit that uses thermal management, or cooling, or refrigeration. 熱管理、又は冷却、又は冷蔵を用いない1つのユニットに収容された圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger housed in one unit without thermal management, or cooling, or refrigeration. 高密度の液体中に存在する低密度の液体の一部分を除去又は分離するための機構を採用するエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that employs a mechanism for removing or separating a portion of a lower density liquid present in a higher density liquid. 向流熱交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a countercurrent heat exchanger. 向流熱交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a countercurrent heat exchanger. 向流熱交換器及び追加の補助冷却を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a countercurrent heat exchanger and additional auxiliary cooling. 第1のリザーバ、第2のリザーバ、及び第3のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、第1のリザーバ及び第3のリザーバの標高は、第2のリザーバよりも大きく、第1のリザーバの標高は、第3のリザーバの標高とは異なる。A process for energy storage using a first reservoir, a second reservoir, and a third reservoir, wherein the elevations of the first reservoir and the third reservoir are greater than the elevation of the second reservoir, and the elevation of the first reservoir is different from the elevation of the third reservoir. 第1のリザーバ、第2のリザーバ、及び第3のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、第1のリザーバ及び第3のリザーバの標高は、第2のリザーバよりも大きく、第1のリザーバの標高は、第3のリザーバの標高とは異なる。A process for energy storage using a first reservoir, a second reservoir, and a third reservoir, wherein the elevations of the first reservoir and the third reservoir are greater than the elevation of the second reservoir, and the elevation of the first reservoir is different from the elevation of the third reservoir. 第1のリザーバ、第2のリザーバ、及び第3のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、第1のリザーバ及び第3のリザーバの標高は、第2のリザーバよりも大きく、第1のリザーバの標高は、第3のリザーバの標高とは異なる。A process for energy storage using a first reservoir, a second reservoir, and a third reservoir, wherein the elevations of the first reservoir and the third reservoir are greater than the elevation of the second reservoir, and the elevation of the first reservoir is different from the elevation of the third reservoir. 第1のリザーバ、第2のリザーバ、及び第3のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、第1のリザーバ及び第3のリザーバの標高は、第2のリザーバよりも大きく、第1のリザーバの標高は、第3のリザーバの標高とは異なる。A process for energy storage using a first reservoir, a second reservoir, and a third reservoir, wherein the elevations of the first reservoir and the third reservoir are greater than the elevation of the second reservoir, and the elevation of the first reservoir is different from the elevation of the third reservoir. 海中の、又は水中の、又は液域下の、剛性タンク及び圧力均衡装置を含む、タンク。Subsea, underwater or submerged tanks, including rigid tanks and pressure balancing devices. 海中の、又は水中の、又は液域下の、剛性タンク及び圧力均衡装置を含む、タンク。Subsea, underwater or submerged tanks, including rigid tanks and pressure balancing devices. 圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger. 圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger. 圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger. 圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger. 補助圧力を提供するポンプを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that uses a pump to provide auxiliary pressure. 補助圧力を提供するポンプを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage that uses a pump to provide auxiliary pressure. 圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger. 圧力交換器を用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger. 第3のリザーバとは異なる標高にある圧力交換器及び第2のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger and a second reservoir at a different elevation than a third reservoir. 第3のリザーバとは異なる標高にある圧力交換器及び第2のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセス。A process for energy storage using a pressure exchanger and a second reservoir at a different elevation than a third reservoir. 低密度の液体以外に高密度の液体のための別個の貯蔵を含む低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、置換の少なくとも一部分は、圧力交換器によって提供される。A process for energy storage using a lower elevation reservoir that includes separate storage for a higher density liquid in addition to a lower density liquid, where at least a portion of the displacement is provided by a pressure exchanger. 低密度の液体以外に高密度の液体のための別個の貯蔵を含む低位側の標高のリザーバを用いるエネルギー貯蔵のためのプロセスであり、置換の少なくとも一部分は、圧力交換器によって提供される。A process for energy storage using a lower elevation reservoir that includes separate storage for a higher density liquid in addition to a lower density liquid, where at least a portion of the displacement is provided by a pressure exchanger.

例示的なエネルギー貯蔵実施形態の概要:エネルギー貯蔵及び/又は同時の油類又は化学的貯蔵のためのシステム、及び方法が導入される。いくつかの実施形態では、エネルギーは、1つ以上の不溶性又は低溶解性の流体間の静水圧差を介して貯蔵され、これは、1つ以上の流体間の密度差によって駆動され得る。この技術は、例えば、この静水圧を可能にするために、水域の深さを採用し得る。一実施形態は、例えば、相対的に高密度の液体、及び相対的に低密度の液体又は流体を含み得、これらは、相対的に高密度の液体よりも低密度を有し得る。エンドツーエンド技術は、閉鎖系であり得るか、又は少なくとも水域の表面の下方で閉鎖し得る。いくつかの実施形態では、全ての又はほぼ全ての可動部が、海洋若しくは湖などの水域の表面の上方にあるか、又は有利には、水中若しくは深い水中で可動部を有していないか、若しくは本質的な可動部を有していないか、若しくは相対的に高価な可動部を有していないか、若しくは水中250フィートを超える深さで可動部がないか、若しくは水中1000フィートを超える深さで可動部がない。システムが閉鎖系であることは有益であり得、内部流体、例えば、高密度及び低密度の液体は、互いに直接接触している。内部流体は、周囲の水域から分離されていてもよいし、周囲の水域と実質的に接触していなくてもよい。水域中の水を単に採用して、圧力、例えば、液体圧力が、内部流体と周囲又は外部の水域との間で平衡することを確実にし得る。容器の外側と内側との間の圧力の平衡は、例えば、材料の少なくとも一部分が圧力差又は実質的な差に対する抵抗を必要としない場合があるため、例えば、より低コストの材料の使用を可能にし得る。エネルギーは、例えば1つ以上の媒体が別の1つ以上の媒体よりも高い静水圧を有する、容器の内部の媒体(例えば、液体)間の静水圧差に貯蔵され得る。静水圧の差は、同じ水頭高さでの差密度の液体の静水圧の違いによって駆動され得る。実施形態は、異なる密度を有する2つ以上の非混和性又は低溶解性の液体を含む媒体を含み得る。同じ又は同様の高さにおける2つ以上の液体間の密度の差は、静水圧差を駆動し得る。有利なことに、プロセスは、液体の非圧縮性及び水力発電機の高効率に起因して、70%又は80%を超える往復効率で動作し得る。 Overview of Exemplary Energy Storage Embodiments: Systems and methods for energy storage and/or simultaneous oil or chemical storage are introduced. In some embodiments, energy is stored via a hydrostatic pressure difference between one or more insoluble or sparingly soluble fluids, which may be driven by a density difference between the one or more fluids. This technology may, for example, employ the depth of a body of water to enable this hydrostatic pressure. One embodiment may, for example, include a relatively high-density liquid and a relatively low-density liquid or fluid, which may have a lower density than the relatively high-density liquid. The end-to-end technology may be a closed system, or may be closed at least below the surface of the body of water. In some embodiments, all or nearly all moving parts are above the surface of a body of water, such as an ocean or lake, or advantageously have no moving parts underwater or deep water, or have no substantial moving parts, or have no relatively expensive moving parts, or have no moving parts at depths greater than 250 feet underwater, or have no moving parts at depths greater than 1000 feet underwater. It may be beneficial for the system to be a closed system, with the internal fluids, e.g., high-density and low-density liquids, in direct contact with each other. The internal fluids may be isolated from the surrounding body of water or may not be in substantial contact with the surrounding body of water. Simply employing water in a body of water may ensure that pressure, e.g., liquid pressure, is balanced between the internal fluid and the surrounding or external body of water. Equilibrating pressure between the outside and inside of the container may, for example, allow for the use of lower-cost materials, for example, because at least a portion of the material may not need to resist a pressure differential or substantial differential. Energy may be stored in a hydrostatic pressure difference between media (e.g., liquids) inside the container, e.g., where one or more media have a higher hydrostatic pressure than another one or more media. The hydrostatic pressure difference may be driven by the difference in hydrostatic pressure of liquids of different densities at the same head height. Embodiments may include a medium containing two or more immiscible or low-solubility liquids with different densities. The density difference between two or more liquids at the same or similar height may drive the hydrostatic pressure difference. Advantageously, the process can operate at reciprocating efficiencies of over 70% or 80% due to the incompressibility of liquids and the high efficiency of hydroelectric generators.

実施形態は、液体、固体、ガス、超臨界流体、又は他の媒体相を用い得る。例えば当該統合システムが閉鎖系であり得るため、1つ以上の位相が有利に採用され得る。例えば、閉鎖システムでは、例えばリークがない限り、周囲の水域による汚染は課題ではない場合がある。 Embodiments may use liquid, solid, gas, supercritical fluid, or other medium phases. One or more phases may be advantageously employed, for example, because the integrated system may be a closed system. For example, in a closed system, contamination by surrounding bodies of water may not be an issue, unless there is a leak, for example.

一実施形態では、より高密度の液体(水など)の液体貯蔵庫とより低密度の液体(ブタンなど)の液体貯蔵庫とは、別個の1つ以上の液体-液体界面容器よりも相対的に高位の水頭高さに配置されている。当該相対的に高位側の水頭高さは、以下のものの組み合わせのうちの1つ以上を含み得るが、これらに限定されない:水域の表面内のより小さい深さに位置する、水域の表面に位置する、水域の表面の上方に位置する、水域の表面上に浮いている、水域に隣接する陸上に位置する、又は別の水域上に位置する、又は陸上に位置する。より高密度の液体が、同じ深さにおける周囲の水域と同じ又は同様の密度を有することが望ましい場合がある。例えば、高密度及び低密度の液体を収容しているパイプ又はコンテナが海洋にある場合、より高密度の液体は、周囲の水域又は他の周囲の媒体と同じ又は同様の又は相対的に近い密度の液体を含み得る。代わりに、そのような実施形態では圧力差耐性材料が必要とされ得るため、より高密度の液体は、周囲の水域又は他の周囲の媒体と密度が著しく異なっていてもよい。別個の1つ以上の液体-液体界面貯蔵容器は、液体貯蔵庫よりも低位の水頭高さに位置し得る。当該1つ以上の液体-液体界面貯蔵容器は、1つ以上のチューブを使用して、高位側の水頭高さの1つ以上の液体貯蔵容器に接続され得る。チューブを採用して、より低密度の液体、又はより高密度の液体、又はそれらの組み合わせを輸送し得る。1つ以上のチューブが、1つ以上のバルブ又はポンプ、又はシールされた接続ジョイントに接続され得る。例えば、より低密度の液体は、1つ以上の液体チューブに接続され得、1つ以上の液体チューブは、1つ以上のポンプ若しくは発電機に接続され得るか、又は低密度の液体の貯蔵庫に接続され得るか、又はそれらの組み合わせである。例えば、より高密度の液体は、1つ以上の液体チューブに接続され得、1つ以上の液体チューブは、1つ以上のポンプ若しくは発電機に接続され得るか、又はより高密度の液体の貯蔵庫に接続され得るか、又はそれらの組み合わせである。 In one embodiment, a liquid reservoir of a higher density liquid (e.g., water) and a liquid reservoir of a lower density liquid (e.g., butane) are positioned at a relatively higher head height than one or more separate liquid-liquid interface vessels. The relatively higher head height may include, but is not limited to, one or more of the following combinations: located at a smaller depth within the surface of the body of water, located at the surface of the body of water, located above the surface of the body of water, floating on the surface of the body of water, located on land adjacent to the body of water, or located on another body of water, or located on land. It may be desirable for the higher density liquid to have the same or similar density as the surrounding body of water at the same depth. For example, if a pipe or container containing high-density and low-density liquids is in the ocean, the higher density liquid may include a liquid with the same, similar, or relatively close density to the surrounding body of water or other surrounding medium. Alternatively, the higher density liquid may have a significantly different density than the surrounding body of water or other surrounding medium, as a pressure differential resistant material may be required in such embodiments. One or more separate liquid-liquid interface storage vessels may be located at a lower head elevation than the liquid storage vessel. The one or more liquid-liquid interface storage vessels may be connected to one or more liquid storage vessels at a higher head elevation using one or more tubes. The tubes may be employed to transport a lower density liquid, a higher density liquid, or a combination thereof. The one or more tubes may be connected to one or more valves or pumps, or a sealed connection joint. For example, a lower density liquid may be connected to one or more liquid tubes, which may be connected to one or more pumps or generators, or a reservoir of the lower density liquid, or a combination thereof. For example, a higher density liquid may be connected to one or more liquid tubes, which may be connected to one or more pumps or generators, or a reservoir of the higher density liquid, or a combination thereof.

エネルギーを貯蔵することは、例えば、低密度の液体を1つ以上のチューブ内にポンプ圧送し、より高密度の液体の少なくとも一部分を1つ以上のチューブ及び1つ以上の水中容器からより高密度の液体の貯蔵庫に移し替えるか、又は代わりに、より高密度の液体を周囲の水域に移し替えることを包含し得る。例えば、低密度がチューブ又は貯蔵容器内にポンプ圧送されると、低密度は、より高密度の液体の静水圧に打ち勝って、水頭を展開するため、エネルギーは、同じ水頭高さにおける低密度の液体と高密度の液体との間の静水圧の差に起因して、貯蔵され得る。貯蔵デバイスが充電を停止すると、バルブを採用して、1つ以上の液体が流動方向を不所望に逆転させることを防止し得る。 Storing energy may involve, for example, pumping a lower density liquid into one or more tubes and transferring at least a portion of a higher density liquid from the one or more tubes and one or more submerged containers to a reservoir of higher density liquid, or alternatively, transferring the higher density liquid to a surrounding body of water. For example, as the lower density liquid is pumped into the tubes or storage container, it overcomes the hydrostatic pressure of the higher density liquid, developing a head, and energy may be stored due to the difference in hydrostatic pressure between the lower density liquid and the higher density liquid at the same head height. When the storage device stops charging, a valve may be employed to prevent one or more liquids from undesirably reversing flow direction.

ポンプ運転中に逆止弁を採用して、低密度の液体がポンプ圧送方向を逆転させることを防止し得る。リークがない場合、エネルギー貯蔵期間は、無限であり得る。放電中、1つ以上のバルブが開放して、加圧された低密度の液体が少なくとも部分的に置換されることを可能にし、当該低密度の液体が発電機に動力を供給することを可能にし得る。バルブ、ポンプ、発電機、及び他の可動部は、表面に、又は表面のすぐ下に、又は陸上に、又はそれらの組み合わせで位置し得、それは、このことが、資本コスト、運転コスト、及び/又は保守コストを低減し得るためである。 Check valves may be employed during pump operation to prevent the low-density liquid from reversing the pumping direction. In the absence of leaks, energy storage may be infinite. During discharge, one or more valves may open to allow the pressurized low-density liquid to be at least partially displaced, allowing the low-density liquid to power a generator. Valves, pumps, generators, and other moving parts may be located at the surface, just below the surface, on land, or a combination thereof, as this may reduce capital, operating, and/or maintenance costs.

別の実施形態では、プロセスは、開放系であってもよく、より高密度の流体は、例えば、水又は塩水又は油類又は相対的に安価な液体などの、1つ以上の液体又は水域中の流体を含む。充電のために、低密度の液体は、1つ以上の容器内にポンプ圧送されて、容器内のより高密度の水又は液体を置換し得る。プロセスは、湾内の水を汚染し得るが、このことは、限定されるものではないが、混合を最小化すること、汚染物質液位、例えば、低密度の液位が容器の縁部に近づくか又はこの縁部を越えることを防止すること、低溶解性又は不溶性の、液体又は媒体の組み合わせを使用すること、危険でない又は安価な低密度の液体を使用すること、又はそれらの組み合わせを含むことによって最小化され得る。本実施形態では、高密度の液体の貯蔵容器は不要であり、資本コスト及び複雑さを潜在的に低減し得る。本実施形態のあるバージョンは、バレルの閉鎖された上向きの面の内側にチューブ開口部を有する上下逆のバレルと、バレルの下向きの面上で周囲の液域(例えば、水域又は海洋又は湖)に開放されたポートと、を含み得る。本実施形態のあるバージョンは、バレルの上向きの面に接続された液密ポートに接続されたチューブを有する上下逆のバレルと、バレルの下向きの面上で周囲の液域(例えば、水域又は海洋又は湖)に開放されたポートと、を含み得る。本実施形態のあるバージョンは、液密ポートを含まなくてもよく、チューブは、上下逆の容器又はバレルの開放側に引き込まれ、容器又はバレルの内部の下部(上下逆のため、バレルの上部の内側)に取り付けられ得る。当該代替実施形態の利点は、単純化された構成、より高い耐圧性、リーク又は汚染の機会の低減、及び低コストを含むが、これらに限定されない。1つ以上の容器又はバレルは、錘又はアンカーに更に接続されてもよく、バレルの上側領域は、1つ以上の容器又はバレルを所望の位置(例えば、上下逆の位置)に維持するために浮力に接続されてもよい。1つ以上のチューブが、ポンプ又は発電機に更に接続されてもよく、ポンプ又は発電機は、更に、1つ以上の低密度流体貯蔵容器に接続されてもよい。当該1つ以上のより低密度の液体(又はガスなどの他の流体)の貯蔵容器は、高位側の水頭高さに、例えば、水域の表面の近くに、表面に、又は表面の上方に位置し得る。充電中、より低密度の液体(又はガスなどの他の流体)が容器内にポンプ圧送され、より高密度の液体を置換し得る。放電中、低密度の液体が容器内にポンプ圧送され、より高密度の液体を置換し得る。 In another embodiment, the process may be an open system, with the denser fluid comprising one or more liquids or fluids in a body of water, such as water, brine, oil, or a relatively inexpensive liquid. For charging, a lower-density liquid may be pumped into one or more vessels to replace the denser water or liquid in the vessels. The process may contaminate the water in the bay, but this may be minimized by, but is not limited to, minimizing mixing, preventing contaminant levels, such as low-density liquid levels, from approaching or exceeding the edges of the vessels, using a combination of liquids or media with low solubility or insolubility, using a non-hazardous or inexpensive low-density liquid, or a combination thereof. In this embodiment, a storage vessel for the dense liquid is not required, potentially reducing capital costs and complexity. A version of this embodiment may include an upside-down barrel with a tube opening inside the closed, upward-facing face of the barrel and a port open to the surrounding body of liquid (e.g., a body of water, ocean, or lake) on the downward-facing face of the barrel. A version of this embodiment may include an inverted barrel with a tube connected to a liquid-tight port connected to the upward-facing surface of the barrel and a port on the downward-facing surface of the barrel that is open to a surrounding body of liquid (e.g., a body of water, ocean, or lake). A version of this embodiment may not include a liquid-tight port, and the tube may be routed to the open side of the inverted container or barrel and attached to the lower part of the container or barrel's interior (inside the upper part of the barrel, since it is inverted). Advantages of this alternative embodiment include, but are not limited to, a simplified configuration, higher pressure resistance, reduced chance of leaks or contamination, and lower cost. One or more containers or barrels may be further connected to a weight or anchor, and the upper region of the barrel may be connected to buoyancy to maintain the one or more containers or barrels in a desired position (e.g., in an upside-down position). One or more tubes may be further connected to a pump or generator, which may be further connected to one or more low-density fluid storage containers. The one or more lower density liquid (or other fluid, such as gas) storage vessels may be located at a higher head elevation, e.g., near, at, or above the surface of the body of water. During charging, the lower density liquid (or other fluid, such as gas) may be pumped into the vessels to displace the higher density liquid. During discharging, the lower density liquid may be pumped into the vessels to displace the higher density liquid.

低密度の液体の圧力:
液体により高密度の液体を置換させるときの低密度の液体の圧力は、エネルギーが貯蔵される場合のように、周囲の水域よりも高圧であり得、低密度の液体と周囲の水域との間の圧力差は、深さが減少するにつれて増加する。より低密度の液体とより高密度の液体との間の界面において、2つの液体の圧力は、等しいか、又はほぼ等しい場合がある。低密度の液体の深さが減少する(又は低密度の液体が液体-液体界面の上方にあるほど高い)につれて、より低密度の液体がより高密度の液体から圧力の点でより大きく逸脱するか、又は低密度の液体の正味の圧力が大きい。結果として、低密度の液体を深さ又は水頭高さにわたって輸送するチューブ又は他の容器は、耐圧性を必要とし得、耐圧性要件は、深さが減少する(又は液体-液体界面又は最も深い点からの水頭高さが大きくなる)につれて増加し得る。ポンプ又は生成の点は、実施形態における最高圧力を含み得る。この現象を説明する一つの方途は、以下である:
Pressure of a low density liquid:
The pressure of the lower density liquid when displacing the higher density liquid may be higher than the surrounding body of water, as in the case of energy storage, and the pressure difference between the lower density liquid and the surrounding body of water increases as depth decreases. At the interface between the lower density liquid and the higher density liquid, the pressures of the two liquids may be equal or nearly equal. As the depth of the lower density liquid decreases (or the higher the lower density liquid is above the liquid-liquid interface), the lower density liquid deviates more in pressure from the higher density liquid, or the net pressure of the lower density liquid is greater. As a result, tubes or other containers transporting the lower density liquid over depths or head heights may need to be pressure-resistant, and the pressure-resistant requirements may increase as the depth decreases (or the head height from the liquid-liquid interface or deepest point increases). The pump or point of production may contain the highest pressure in an embodiment. One way to explain this phenomenon is as follows:

開放チューブが水域内に垂直に配置されている場合、チューブの内部の水は、分離されていても、チューブ内の所与の点の上方のチューブの内部の水によって印加される水圧がチューブの周囲の水と同じであるため、主に任意の所与の深さにおいて周囲の水域と同じ圧力である。同様に、より低密度又はより高密度などの異なる密度の液体が、野外の閉鎖された下部容器に配置されると、任意の所与の点における液体の圧力は、液体中の点の上方の液体によって印加される液体圧力と同等であり得る。同じ高さ又は深さにおいて、より低密度の液体は、より高密度の液体よりも著しく低い重力由来の圧力を有し得る。より低密度の液体が、重力を受ける場所において、(例えば、外力の印加に起因して)より高密度の液体を置換しているとき、低密度の液体の液体-液体界面又は最も深い点の上方の任意の所与の高さにおいてより低密度の液体が受ける正味の圧力又は圧力差は、以下である:
Net=PHD-PLD
式中、
●「PNet」は、より低密度の液体又は液体-液体界面の最低深さの上方の所与の高さにある、より低密度の液体の正味の圧力であり得る。
●「PHD」は、低密度の液体又は液体-液体界面の最低深さの上方の高さにある、より高密度の液体の静水圧水頭であり得る
●「PLD」は、低密度の液体又は液体-液体界面の最低深さの上方の高さにある、より低密度の液体の静水圧水頭であり得る
When an open tube is placed vertically in a body of water, the water inside the tube, even though isolated, is primarily at the same pressure as the surrounding body of water at any given depth because the water pressure exerted by the water inside the tube above a given point in the tube is the same as the water surrounding the tube. Similarly, when liquids of different densities, such as lower or higher density, are placed in a closed lower vessel outdoors, the liquid pressure at any given point may be equivalent to the liquid pressure exerted by the liquid above the point in the liquid. At the same height or depth, the lower density liquid may have a significantly lower gravity-induced pressure than the higher density liquid. When the lower density liquid is displacing the higher density liquid where it is subjected to gravity (e.g., due to the application of an external force), the net pressure or pressure differential experienced by the lower density liquid at any given height above the liquid-liquid interface or deepest point of the lower density liquid is:
P Net = P HD - P LD
During the ceremony,
• "P Net " may be the net pressure in the less dense liquid at a given height above the minimum depth of the less dense liquid or liquid-liquid interface.
● "P HD " can be the hydrostatic head of the less dense liquid or the more dense liquid at a height above the minimum depth of the liquid-liquid interface. ● "P LD " can be the hydrostatic head of the less dense liquid or the less dense liquid at a height above the minimum depth of the liquid-liquid interface.

図6:図6は、より低密度の液体及びより高密度の液体を採用する実施形態の例示的な簡略化された設定を示す。黒いテキストが付いている2つのボックスは、高位側の水頭高さの液体の貯蔵容器である。高位側の水頭高さの液体の貯蔵領域は、チューブ又はパイプを介して1つ以上の別個の貯蔵容器に接続されている。図6では、チューブは、液域(水域など)の表面の下方の水頭高さにおいて単一の貯蔵容器に接続されており、高位側の水頭高さの液体の貯蔵容器の下方の水頭高さに位置し、単一の貯蔵容器は、低位側の水頭高さの貯蔵容器と呼ばれ得る。より高密度の液体チューブ又はパイプは、低位側の水頭高さの貯蔵容器の下部にある1つ以上のポートに接続されている。より低密度の液体チューブ又はパイプは、低位側の水頭高さの貯蔵容器の上部にある1つ以上のポートに接続されている。低位側の水頭高さの貯蔵容器上のポートの配置の場所は重要ではない場合があり、ポートは、限定されるものではないが、互いに隣接して、互いに垂直に向かい合って、互いに水平に向かい合って、ランダムに、又は別の構成で、又はそれらの組み合わせで、を含めて、配置され得る。ポートが液密であることが重要であり得る。例外は、例えば、重い液体のポートが周囲の水湾に対して開放されており、より高密度の液体の液密ポートの必要性を潜在的に排除し、かつ高密度の液体のパイプ又は貯蔵容器の必要性を潜在的に排除する場合であり得る。より高密度の液体とより低密度の液体とが出会う、低位側の水頭高さ容器の内部の領域は、流体-流体界面又は液体-液体界面と呼ばれ得る。液体は、直接接触し得、その場合に、液体が非混和性であることが望ましい場合がある。液体はまた、セパレータ、又はドラム若しくは浮体式ドラムを含むが、これらに限定されない、ドラムによって、隔置され得るか、分離され得るか、又は非連続的な液体を構成し得る。浮体式ドラムを採用して、より高密度の液体をより低密度の液体から分離する場合、浮体式ドラムは、より高密度の液体よりも低密度であり、かつより低密度の液体よりも高密度であることが望ましい場合がある。液体-液体セパレータ又はドラムを採用して、例えば、液体-液体混合(可溶性液体にとって特に重要)を低減し得るか、又は開放水が高密度の液体のより高密度の液体である場合に、環境汚染を低減し得る。エネルギーは、より低密度の液体をより低密度の液体のチューブ又はパイプ内にポンプ圧送することによる貯蔵であり、これにより、低位側の水頭高さの貯蔵容器からより高密度の液体を置換し得る。貯蔵されたエネルギーは、置換された水が低位側の水頭高さの容器に入ることを可能にすることによって放出され得、これにより、低位側の水頭高さの液体を置換し、発電し得る。図1に示される構成では、ポンプ/発電機が、より低密度の液体のパイプ又はチューブに接続されて示されており、これにより、ポンプ効率を高くすることが可能になり得る。ポンプは、水面の上方にあり、可動部が水中にないことを可能にし得る。より低密度の液体は、充電及び放電中に加圧され得る。 Figure 6: Figure 6 shows an exemplary simplified configuration of an embodiment employing a lower-density liquid and a higher-density liquid. The two boxes with black text are storage vessels for the higher-head height liquid. The higher-head height liquid storage area is connected to one or more separate storage vessels via tubing or piping. In Figure 6, the tubing is connected to a single storage vessel at a head height below the surface of the body of liquid (such as a body of water), located at a head height below the higher-head height liquid storage vessel, and the single storage vessel may be referred to as the lower-head height storage vessel. The higher-density liquid tubing or piping is connected to one or more ports at the bottom of the lower-head height storage vessel. The lower-density liquid tubing or piping is connected to one or more ports at the top of the lower-head height storage vessel. The location of the placement of ports on the lower head height storage vessel may not be important, and the ports may be placed, including, but not limited to, adjacent to each other, vertically opposite each other, horizontally opposite each other, randomly, or in another configuration, or combinations thereof. It may be important that the ports be liquid-tight. An exception may be, for example, when a heavy liquid port is open to the surrounding water basin, potentially eliminating the need for a liquid-tight port for the denser liquid and potentially eliminating the need for a pipe or storage vessel for the denser liquid. The region within the lower head height vessel where the denser liquid and the less dense liquid meet may be referred to as a fluid-fluid interface or liquid-liquid interface. The liquids may be in direct contact, in which case it may be desirable for the liquids to be immiscible. The liquids may also be spaced apart, separated, or constitute discontinuous liquids by separators, or drums, including, but not limited to, drums or floating drums. When a floating drum is employed to separate a more dense liquid from a less dense liquid, it may be desirable for the floating drum to be less dense than the more dense liquid and more dense than the less dense liquid. A liquid-liquid separator or drum may be employed, for example, to reduce liquid-liquid mixing (particularly important for soluble liquids) or to reduce environmental contamination when open water is the more dense liquid of the more dense liquid. Energy may be stored by pumping the less dense liquid into a tube or pipe of the less dense liquid, thereby displacing the more dense liquid from the lower head height storage vessel. The stored energy may be released by allowing the displaced water to enter the lower head height vessel, thereby displacing the lower head height liquid and generating electricity. In the configuration shown in FIG. 1 , a pump/generator is shown connected to the pipe or tube of the less dense liquid, which may allow for high pump efficiency. The pump may be above the water surface, allowing for no moving parts to be submerged. The less dense liquid can be pressurized during charging and discharging.

ポンプ/発電機は、より高密度の液体に接続され得る。より高密度の液体を直接ポンプ圧送することの1つの潜在的な課題は、充電することが部分的な真空の形成を必要とし得ることであり、このことは、効率が低い場合があり、純粋な真空の場合であっても、低位側の水頭高さの容器から十分なより高密度の液体を除去するのに十分な駆動力ではない場合がある。例えば、ポンプ又は発電機が直接接触しているか、又はより高密度の液体をポンプ圧送している場合、ポンプ又は発電機が水位線の下方にあることが望ましい場合がある。 A pump/generator may be connected to the denser liquid. One potential challenge with directly pumping a denser liquid is that charging may require the creation of a partial vacuum, which may be less efficient, and even a pure vacuum may not be enough driving force to remove enough denser liquid from a vessel at a lower head height. For example, if the pump or generator is in direct contact with or pumping a denser liquid, it may be desirable for the pump or generator to be below the water line.

液体の貯蔵領域は、より低密度の液体又はより高密度の液体を貯蔵するタンク又はリザーバを含み得る。実質的に非混和性又は不溶性は、他の液体中に50重量パーセント(重量%)未満、又は40重量%未満、又は30重量%未満、又は20重量%未満で可溶性である液体を意味し得る。 The liquid storage area may include a tank or reservoir storing a lower density liquid or a higher density liquid. Substantially immiscible or insoluble may mean a liquid that is soluble in the other liquid at less than 50 weight percent (wt%), or less than 40 wt%, or less than 30 wt%, or less than 20 wt%.

より高密度の液体の貯蔵領域が水位線の下方にあるか、又は液体の液体-液体界面若しくはより低密度の最下点と同じ若しくは同様の若しくはより低い深さにあることが有利であり得る。このことは、例えば、より高密度の液体が、エネルギー貯蔵デバイスの周囲の、水域などの液域と同じ密度を有する場合に、有利であり得る。より高密度の液体の貯蔵領域は、例えば、水域などの周囲の液域と圧力平衡にある浮袋のような貯蔵デバイスを含み得る。より高密度の液体の貯蔵領域は、例えば、水域などの周囲の液域と圧力平衡にある浮き屋根又は可動屋根を有する貯蔵デバイスを含み得る。 It may be advantageous for the storage area of the denser liquid to be below the water line or at a depth equal to, similar to, or lower than the liquid-liquid interface or lowest point of the liquid. This may be advantageous, for example, when the denser liquid has the same density as the body of liquid, such as a body of water, surrounding the energy storage device. The storage area of the denser liquid may include, for example, a storage device such as a floatation bladder that is in pressure equilibrium with the surrounding body of liquid, such as a body of water. The storage area of the denser liquid may include, for example, a storage device with a floating or retractable roof that is in pressure equilibrium with the surrounding body of liquid, such as a body of water.

低位側の水頭高さの容器は、耐圧力差性であり得る。低位側の水頭高さの容器によって必要とされる耐圧性は、液体-液体界面からの垂直距離、又は低密度の液体の最下点と共に増加し得る。容器の垂直高さを最小化し、比較された低位側の水頭高さの容器が受ける圧力差を最小化することが有利であり得る。これにより、より低密度の液体の圧力差のより多く又は大部分が、パイプ/チューブに移行され得る。液体-液体界面又はより低密度の液体の最下点からの垂直距離の増加と共に、低位側の水頭高さの容器の補強を徐々に増加させることが有利であり得る。例えば、低位側の水頭高さの容器の補強を徐々に増加させる構造物は、給水塔と同様であり得、容器は、徐々に耐圧性が増し、より高静水圧で補強される。 A lower head height vessel may be pressure differential resistant. The pressure resistance required by a lower head height vessel may increase with the vertical distance from the liquid-liquid interface or the lowest point of the lower density liquid. It may be advantageous to minimize the vertical height of the vessel and minimize the pressure differential experienced by a lower head height vessel compared to the lower density liquid. This may allow more or most of the pressure differential of the lower density liquid to be transferred to the pipe/tube. It may be advantageous to gradually increase the reinforcement of a lower head height vessel with increasing vertical distance from the liquid-liquid interface or the lowest point of the lower density liquid. For example, a structure with gradually increasing reinforcement of a lower head height vessel may be similar to a water tower, with vessels being gradually more pressure resistant and reinforced with higher hydrostatic pressures.

より高密度の液体の貯蔵庫及びより低密度の液体の貯蔵庫は、例えば、表面の下方に位置してもよいし、表面上に浮いていてもよいし、陸上にあってもよい。いくつかの実施形態では、より高密度の液体の貯蔵庫は、周囲の水域を含み得る。いくつかの実施形態では、より高密度の液体の貯蔵庫は、より低密度の液体の貯蔵庫とは異なる場所にあり得る。例えば、より高密度の液体の貯蔵庫は、水域表面の下方の膨張可能及び収縮可能な体積の貯蔵領域のような浮袋であり得る一方、より低密度の液体の貯蔵領域は、陸上に位置し得る。 The higher density liquid reservoir and the lower density liquid reservoir may be located below the surface, floating above the surface, or on land, for example. In some embodiments, the higher density liquid reservoir may include the surrounding body of water. In some embodiments, the higher density liquid reservoir may be in a different location than the lower density liquid reservoir. For example, the higher density liquid reservoir may be a swim bladder-like expandable and contractible volumetric storage area below the surface of the body of water, while the lower density liquid storage area may be located on land.

エネルギー貯蔵デバイスは、任意の時点で貯蔵容量の充電又は放電を経得る。例えば、デバイスが少なくとも一部分充電されている場合、デバイスは、放電され得る。例えば、デバイスが少なくとも一部分放電されている場合、デバイスは、充電され得る。例えば、デバイスが完全に充電されている場合、デバイスは、更に充電する容量を有していない場合がある。例えば、デバイスが完全に放電されている場合、デバイスは、更に放電する容量を有していない場合がある。 An energy storage device may undergo charging or discharging of its storage capacity at any time. For example, if the device is at least partially charged, the device may be discharged. For example, if the device is at least partially discharged, the device may be charged. For example, if the device is fully charged, the device may not have the capacity to charge further. For example, if the device is fully discharged, the device may not have the capacity to discharge further.

例示的な段階的説明:
図7:ステップ1:図7は、充電の過程にあるエネルギー貯蔵デバイスを示し得る。液体ポンプは、より低密度の液体(LDL)を加圧し、低位側の水頭高さの貯蔵領域に接続されたパイプ内にポンプ圧送し得、これにより、LDLが低位側の水頭高さの貯蔵庫内のより高密度の液体(HDL)を置換することが可能になり得る。HDLがLDLによって置換されると、重力位置エネルギーが貯蔵され得る。図7では、HDLが低位側の水頭高さの貯蔵領域の上方のHDL貯蔵領域に移送されていることが示され得る。HDL貯蔵領域は、例えばHDL貯蔵領域が周囲の液体又は周囲の液体と同じ密度の液体の静水圧と平衡している流体を含む場合、どこか他の場所、例えば、液域の表面の下方に、又は低位側の水頭の領域と同じ高さ若しくは深さに、又は液体-液体界面の深さの下方に位置し得る。1つ以上のポンプは、仕事、例えば、電気仕事、油圧仕事、又は機械仕事などによって動力を供給され得る。
Exemplary step-by-step instructions:
FIG. 7: Step 1: FIG. 7 may show an energy storage device in the process of charging. A liquid pump may pressurize and pump a lower density liquid (LDL) into a pipe connected to a lower head height storage area, allowing the LDL to displace a higher density liquid (HDL) in the lower head height storage. As the HDL is displaced by the LDL, gravitational potential energy may be stored. FIG. 7 may show the HDL being transferred to an HDL storage area above the lower head height storage area. The HDL storage area may be located elsewhere, for example, below the surface of the liquid body, at the same height or depth as the lower head region, or below the depth of the liquid-liquid interface, for example, if the HDL storage area contains a fluid that is in hydrostatic equilibrium with the surrounding liquid or a liquid of the same density as the surrounding liquid. One or more pumps may be powered by work, such as electrical work, hydraulic work, or mechanical work.

LDLは、揮発性液体(プロパン又はブタンなど)であってもよく、LDL貯蔵領域は、閉鎖され得る。LDLが揮発性であるかどうかに関わらず、LDL貯蔵領域は、外気に対して閉鎖され得る。LDLが十分に揮発性である場合、LDL内の頭隙ガスは、気相のLDLを含み得る。LDLが十分に高い分圧を有する場合(例えば、プロパン又はブタン)、LDL貯蔵領域は、耐圧性であり、適切な安全予防措置が講じられ得る。 The LDL may be a volatile liquid (such as propane or butane), and the LDL storage area may be closed. Whether the LDL is volatile or not, the LDL storage area may be closed to the atmosphere. If the LDL is sufficiently volatile, the headspace gas within the LDL may contain LDL in the vapor phase. If the LDL has a sufficiently high partial pressure (e.g., propane or butane), the LDL storage area may be pressure-resistant, and appropriate safety precautions may be taken.

HDLは、揮発性液体であってもよい。HDLは、水を含んでもよい。バイオファウリング剤及び他の汚染物質が侵入し得るため、HDL貯蔵領域が外気に開放されないことが望ましい場合がある。代わりに、HDL貯蔵領域の頭隙空間は、例えば、濾過又は処理された空気を含み得る。 The HDL may be a volatile liquid. The HDL may include water. It may be desirable for the HDL storage area not to be open to the atmosphere, as biofouling agents and other contaminants may enter. Instead, the headspace of the HDL storage area may contain, for example, filtered or treated air.

図8:ステップ2:図8は、相対的に充電された状態にあるエネルギー貯蔵デバイスを示し得る。充電された状態若しくは放電された状態で、又は充電時に、又は定常状態にあるときに、逆止弁を採用して、液体がLDLタンクに流入するのを防止し得る。 Figure 8: Step 2: Figure 8 may show the energy storage device in a relatively charged state. A check valve may be employed to prevent liquid from entering the LDL tank in a charged or discharged state, or during charging or steady state.

例えば、HDL貯蔵領域がLDLに対して高位側の高さに位置する場合の過充電中に、LDLをより高密度の液体領域に入れることは有利ではない場合がある。このことが行われるとした場合、例えば、HDL貯蔵領域がLDL液体-液体界面に対して高位側の高さにある場合に、LDLは、HDL貯蔵領域の表面まで浮き得る。このことは、例えば、HDLからLDLを除去することによって、例えば、以下のもののうちの1つ以上の又は組み合わせを使用して、是正される:デカンティング、サイクロン、コアレッサ、フィルタ、又は相分離又は液体-液体分離の他の手段。LDLがHDL貯蔵領域内の条件で気相を形成する場合、LDLは、例えば、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものによって、分離され得る:LDLガスを頭隙空間から除去すること、頭隙空間ガスの圧縮、頭隙空間ガスを冷却すること、ガス分離方法、圧力スイング吸着、圧力スイング吸収、膜、蒸留、燃焼、吸収、又は吸着。 For example, during overcharge when the HDL storage region is located at a higher elevation relative to the LDL, it may not be advantageous to force the LDL into the denser liquid region. If this were to occur, for example, when the HDL storage region is located at a higher elevation relative to the LDL liquid-liquid interface, the LDL may float to the surface of the HDL storage region. This can be remedied, for example, by removing the LDL from the HDL, for example, using one or more or a combination of the following: decanting, cyclones, coalescers, filters, or other means of phase or liquid-liquid separation. If the LDL forms a gas phase at the conditions in the HDL storage region, the LDL can be separated, for example, by one or more or a combination of the following, including, but not limited to, removing the LDL gas from the headspace, compressing the headspace gas, cooling the headspace gas, gas separation methods, pressure swing adsorption, pressure swing absorption, membranes, distillation, combustion, absorption, or adsorption.

図9:ステップ3:図9は、放電しているエネルギー貯蔵デバイスを示し得る。HDLは、表面下の貯蔵領域内のLDLを置換し得、このことは、高圧のLDLが発電機を通過して発電させ、例えば、LDL貯蔵タンクに入る結果となり得る。 Figure 9: Step 3: Figure 9 may show the energy storage device discharging. HDL may displace LDL in the subsurface storage area, which may result in high pressure LDL passing through a generator to generate electricity and into an LDL storage tank, for example.

図10:ステップ4:図10は、相対的に放電された状態にあるエネルギー貯蔵デバイスを示し得る。放電若しくは充電された状態で、又は充電時に、又は定常状態にあるときに、逆止弁を採用して、液体がLDLタンクに流入するのを防止し得る。 Figure 10: Step 4: Figure 10 may show the energy storage device in a relatively discharged state. A check valve may be employed to prevent liquid from entering the LDL tank when in a discharged or charged state, or when charging, or at steady state.

図11:図11は、高位側の水頭高さ又は表面の上方にあるLDL及び/又はHDL貯蔵領域がプラットフォーム又は浮体式プラットフォーム上に位置する例示的な実施形態を示し得る。所望の場合、エネルギー貯蔵デバイスと陸地との間の唯一の直接相互接続は、電気ケーブルなどの電気を輸送するための媒体であってもよい。 Figure 11: Figure 11 may show an exemplary embodiment in which the LDL and/or HDL storage area above the high-side head elevation or surface is located on a platform or floating platform. If desired, the only direct interconnection between the energy storage device and land may be a medium for transporting electricity, such as an electric cable.

図12:図12は、高位側の頭部の高さ又は表面の上にあるLDL及び/又はHDL貯蔵領域が、陸上に、例えば、海岸又は島上に位置する例示的な実施形態を示し得る。 Figure 12: Figure 12 shows an exemplary embodiment in which the LDL and/or HDL storage area, located at head height or above the surface of the upper side, may be located on land, for example, on a beach or island.

図13:図13は、エネルギー貯蔵のために複数の表面下の貯蔵領域が採用される例示的な実施形態を示し得る。2つ以上の表面下の貯蔵領域がある場合、表面下の貯蔵領域は、相互接続され得、このことは、高位側の水頭高さの1つ以上の貯蔵領域と、低位側の水頭高さ又は表面下の1つ以上の貯蔵領域と、の間のパイプの数を最小化し得る。
例示的な実施形態の例示的な設置:
1.チューブ(より低密度の液体チューブ及びより高密度の液体チューブ)を液密容器の2つのポートに接続する。チューブは、ロール状に、又は別の格納構成で巻装され得る。
a.ポートの場所は、重要であり得、例えば、混合を最小化するように位置し得る。例えば、ポートは、低密度の液体のチューブ接続のための容器の上部の近くに、及びより高密度の液体のチューブのための容器の下部の近くに位置し得る。
b.チューブは、チューブの1つ以上のロールに接続され得る。
c.チューブ又は容器は、圧力に耐性があることを必要とし得るが、いくつかの実施形態では、より低密度の液体を輸送するチューブのみが、実質的な圧力差に耐性がなければならない。
2.容器又はチューブ又はその両方を、周囲の水域と同じ又は同様の密度の液体で充填する(例えば、海洋の場合、海水と同じ密度は、塩水、又はグリセロール又はエチレングリコール又はプロピレングリコールなどの大密度の有機添加物を含有する水溶液であり得る。液体は、生体汚損付着物、スケーリング剤、又は腐食若しくは分解を引き起こす薬剤を含まないことが望ましい場合がある)。代わりに、液体は、生体汚損付着物、スケーリング剤、又は腐食若しくは分解を引き起こす薬剤、例えば、原海水若しくは原湖水、又は粗油貯蔵液体、又は原廃水若しくは他の原液体を含んでもよい。本ステップで容器又はチューブ又はその両方を充填する液体は、より高密度の液体とみなされ得る。
3.チューブを所望の貯蔵タンク及び発電機/ポンプに取り付ける
4.容器が所望の位置(例えば、直立など)に留まることを確実にし、かつチューブのもつれを防止するために、実装態様は、1つ以上の重み又はアンカーを容器の下部の近くに取り付けることと、1つ以上の浮力のある浮体物を容器の上部の近くに取り付けることと、を包含し得る。容器のフロート又は容器の上部の近く、又はそれらの組み合わせは、クリップなどの取り外し可能な機構、又は遠隔で取り外し可能なクリップを備えるコネクタによって接続され得るラインに更に取り付けられ得る。
5.容器が、所望の深さ、例えば、水域の下部の近く又は下部に沈むことを可能にする。容器が沈む際に、チューブ及びライン(例えば、フロートライン及びガイドライン)を解く。
6.容器がその所望の深さ(例えば、重量又はアンカーが下部に到達する深さ)に到達すると、ガイドラインは、場所を指定するフロートに取り外され得るか、又は取り付けられ得る。
7.充電するために、低密度の液体を液体チューブ又は容器内にポンプ圧送し、より高密度の液体を置換し、より高密度の液体は、隣接するチューブを通って貯蔵容器に移動する。充電中、低密度の液体は、チューブ内又は容器内又はそれらの組み合わせで、より高密度の液体を置換し得る。
8.放電するために、バルブを開放して、加圧された低密度の液体(例えば、ステップ8からの)を発電機(例えば、別の発電機であってもよいし、発電機として可逆的に使用できるポンプであってもよい)に供する。
本明細書に記載されたエネルギー貯蔵技術の潜在的な利点:
●>80%の往復効率
○液体ポンプ及び発電機は、高効率及び低熱力学的損失を達成する
●無制限の利用可能な陸地面積(水域又は海洋の下部に位置する)
●無制限の貯蔵時間
●無制限の充電/放電サイクル
○海洋に可動部なし
○劣化又は腐食なし
○試薬が海洋と接触しない(海洋などの水域は、単に、同じ周囲の静水圧で深さ/水頭高さを作るために使用される)
○海洋又は水域の成長物による影響を受けない(例:フジツボ、ヘドロ)
・完全閉鎖系
●1kWh当たりのコスト-ブタンは、1mの液体当たり約300ドルのコストである
●エネルギー密度(1000mにおける1mのブタン-水は、約1kWhの電気である)
●環境への影響なし
○閉鎖系
○非毒性の試薬(リークが発生するとした場合)
●豊富な、非毒性の、不揮発性試薬及び建築材料
●単純な、低コストの構造物
○技術の内部の静水圧は、その周囲と同じであり得る。低コスト、低耐圧性の建築材料の使用を可能にする。(注記:低密度の液体に接続されたチューブは、より高い耐圧性を必要とし得る)
○水中の可動部なし
○実施形態は、3つのタンク(2つは表面上、1つは海底上)、2つのパイプ、及び1つのポンプ/発電機を含み得る。
Figure 13: Figure 13 may show an exemplary embodiment in which multiple subsurface storage areas are employed for energy storage. If there are two or more subsurface storage areas, the subsurface storage areas may be interconnected, which may minimize the number of pipes between one or more storage areas at higher head elevations and one or more storage areas at lower head elevations or subsurface.
Exemplary Installation of Exemplary Embodiments:
1. Connect the tubing (lower density liquid tubing and higher density liquid tubing) to two ports of a liquid-tight container. The tubing can be wound in a roll or another storage configuration.
a. Port location can be important, e.g., located to minimize mixing. For example, ports can be located near the top of the vessel for tubing connections of lower density liquids and near the bottom of the vessel for tubing of higher density liquids.
b. The tubing may be connected to one or more rolls of tubing.
c. The tubes or containers may need to be pressure resistant, but in some embodiments, only the tubes transporting the less dense liquids need to be able to withstand substantial pressure differentials.
2. Fill the container and/or tube with a liquid of the same or similar density as the surrounding body of water (e.g., in the case of the ocean, a density of seawater could be salt water or an aqueous solution containing a high density organic additive such as glycerol or ethylene glycol or propylene glycol. It may be desirable for the liquid to be free of biofouling deposits, scaling agents, or agents that cause corrosion or degradation). Alternatively, the liquid may contain biofouling deposits, scaling agents, or agents that cause corrosion or degradation, such as raw seawater or lake water, or crude oil storage liquid, or raw wastewater or other raw liquid. The liquid that fills the container and/or tube in this step may be considered a denser liquid.
3. Attach the tubing to the desired storage tank and generator/pump 4. To ensure the vessel remains in the desired position (e.g., upright, etc.) and to prevent tangling of the tubing, implementations may include attaching one or more weights or anchors near the bottom of the vessel and attaching one or more buoyant floating objects near the top of the vessel. The vessel float or near the top of the vessel, or a combination thereof, may be further attached to a line that may be connected by a detachable mechanism such as a clip, or a connector with a remotely detachable clip.
5. Allow the vessel to sink to the desired depth, e.g., near or at the bottom of the body of water. As the vessel sinks, unwind the tubes and lines (e.g., float lines and guide lines).
6. Once the vessel reaches its desired depth (eg, the depth at which the weight or anchor reaches the bottom), the guide line can be removed or attached to a float designating the location.
7. To charge, a lower density liquid is pumped into the liquid tube or container, displacing the higher density liquid, which travels through adjacent tubes to a storage container. During charging, the lower density liquid may displace the higher density liquid in the tube or container, or a combination thereof.
8. To discharge, open the valve to provide the pressurized low density liquid (e.g., from step 8) to a generator (e.g., which may be another generator or a pump that can be reversibly used as a generator).
Potential benefits of the energy storage technologies described herein:
●>80% round trip efficiency ○Liquid pumps and generators achieve high efficiency and low thermodynamic losses ●Unlimited available land area (located under a body of water or ocean)
Unlimited storage time Unlimited charge/discharge cycles No moving parts in the ocean No degradation or corrosion No reagents in contact with the ocean (a body of water such as the ocean is simply used to create a depth/head height with the same ambient hydrostatic pressure)
Not affected by marine or aquatic growths (e.g. barnacles, sludge)
Completely closed system. Cost per kWh - butane costs about $300 per cubic meter of liquid. Energy density (1 cubic meter of butane-water at 1000 m is about 1 kWh of electricity).
No environmental impact Closed system Non-toxic reagents (if leaks occur)
Abundant, non-toxic, non-volatile reagents and building materials Simple, low-cost construction Hydrostatic pressure inside the technology can be the same as its surroundings, allowing for the use of low-cost, low-pressure-resistant building materials. (Note: Tubing connected to low-density liquids may require higher pressure resistance.)
o No moving parts underwater o An embodiment may include three tanks (two on the surface and one on the seabed), two pipes and one pump/generator.

高密度の液体(HDL)が、周囲の水域の液体と密度を有することが望ましい場合がある。このことは、容器(複数可)及び/又はパイプの周囲と同様の静水圧を容器(複数可)及び/又はパイプ内で可能にし、より低コストでより低耐圧性の材料の潜在的な使用を可能にし得る。 It may be desirable for the high density liquid (HDL) to have a density similar to that of the liquid in the surrounding body of water. This may allow for similar hydrostatic pressures within the vessel(s) and/or pipe as those surrounding the vessel(s) and/or pipe, potentially allowing for the use of lower cost, lower pressure resistant materials.

導入された貯蔵デバイスのエネルギー密度を最大化するために、潜在的に望ましい特性は、大きい正味の密度差(すなわち、[高密度の液体の密度]-[「低密度の液体」の密度])と、低圧又は低温度駆動の液体圧縮(例えば、水は高圧下で最小限に圧縮する)と、を含むが、これらに限定されない。このことの実施例としては、プロパン(LDL)及び水(HDL)が挙げられるが、これらに限定されない。 To maximize the energy density of the storage device implemented, potentially desirable properties include, but are not limited to, a large net density difference (i.e., density of the "high density liquid" minus density of the "low density liquid") and low-pressure or low-temperature driven liquid compression (e.g., water compresses minimally under high pressure). Examples of this include, but are not limited to, propane (LDL) and water (HDL).

導入された貯蔵デバイスの効果的な機能性を可能にするために、潜在的に望ましい特性は、実質的に不溶性又は非混和性である2つ以上の試薬を含むが、これらに限定されない。高密度の液体及び低密度の液体が、互いに実質的に不溶性又は非混和性であることが望ましい場合がある。 To enable effective functionality of the introduced storage device, potentially desirable properties include, but are not limited to, two or more reagents being substantially insoluble or immiscible. It may be desirable for a high density liquid and a low density liquid to be substantially insoluble or immiscible with each other.

資本コストを最小化するために、潜在的に望ましい特性は、低コスト試薬、低密度の液体の低密度、及び/又は低腐食又は非腐食性試薬を含むが、これらに限定されない。例えば、ブタン及びプロパンは、低コストであり、より高圧の操作で液体である。 To minimize capital costs, potentially desirable properties include, but are not limited to, low-cost reagents, low density liquids, and/or low-corrosion or non-corrosive reagents. For example, butane and propane are low-cost, liquids that operate at higher pressures.

資本コストを最小化するために、潜在的に望ましい特徴は、統合されたプロセスの内部の試薬と互換性がある材料を採用することを含むが、これらに限定されない。例えば、ポリプロピレン又はHDPEは、安価で、豊富で、耐食性があり、水、海水、ブタン、及びプロパンと互換性がある。 To minimize capital costs, potentially desirable features include, but are not limited to, employing materials that are compatible with the internal reagents of the integrated process. For example, polypropylene or HDPE are inexpensive, abundant, corrosion-resistant, and compatible with water, seawater, butane, and propane.

エネルギー貯蔵デバイスはまた、炭化水素液体若しくは化学物質又は揮発性炭化水素を貯蔵する手段であってもよい。例えば、LDL貯蔵領域及びより低水頭高さの貯蔵領域は、例えば、原油、ガソリン、ディーゼル、灯油、エタン、プロパン、ブタン、ヘキサン、オクタン、シクロプロパン、若しくはデカン、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されないような、炭化水素の貯蔵庫を含み得る。炭化水素液体は、炭化水素液体がポリマー製造、燃料、又は他の使用などの様々な用途で使用又は輸送される前に、小量、中量、又は大量に貯蔵される。エネルギー貯蔵デバイスを同時の相対的に低密度の液体の貯蔵デバイスとして採用することによって、炭化水素液体の資本経費が回避され得る。例えば、油類及びガス会社、炭化水素輸送会社、油類取引業者、コモディティ取引業者、化学会社、及び炭化水素又は他の相対的に低密度の液体の他のユーザは、本エネルギー貯蔵デバイスを炭化水素液体貯蔵デバイスとして採用し得る。例えば、エネルギー貯蔵デバイスの所有者又は操業者は、貯蔵、又はサービス、又は相対的に低密度の液体を貯蔵することに対して報酬を受け得る。相対的に低密度の液体が購入され得るが、本実施形態では、相対的に低密度の液体は、エネルギー貯蔵デバイスの所有者又は操業者によって有利に購入されない場合がある。代わりに、エネルギー貯蔵デバイスの所有者又は操業者は、相対的に低密度の液体を的確に貯蔵することに対して報酬を受けてもよい。これにより、炭化水素液体を購入するための資本経費を支払う必要性を排除し、炭化水素液体を貯蔵するための新しい収益源を開発することもできる。 The energy storage device may also be a means for storing hydrocarbon liquids or chemicals or volatile hydrocarbons. For example, LDL storage areas and lower head height storage areas may include storage of hydrocarbons, such as, but not limited to, crude oil, gasoline, diesel, kerosene, ethane, propane, butane, hexane, octane, cyclopropane, or decane, or combinations thereof. The hydrocarbon liquids are stored in small, medium, or large quantities before being used or transported for various applications, such as polymer production, fuel, or other uses. By employing the energy storage device as a concurrent storage device for relatively low-density liquids, capital costs for the hydrocarbon liquids may be avoided. For example, oil and gas companies, hydrocarbon transportation companies, oil traders, commodity traders, chemical companies, and other users of hydrocarbons or other relatively low-density liquids may employ the energy storage device as a hydrocarbon liquid storage device. For example, the owner or operator of the energy storage device may receive compensation for storing, servicing, or storing the relatively low-density liquids. Although relatively low density liquids may be purchased, in this embodiment, the relatively low density liquids may not be advantageously purchased by the owner or operator of the energy storage device. Instead, the owner or operator of the energy storage device may be compensated for accurately storing the relatively low density liquids. This may eliminate the need to incur capital expenses for purchasing hydrocarbon liquids and may also develop new revenue streams for storing hydrocarbon liquids.

高密度の液体は、プロピレンカーボネート(約1.2g/cm3の密度)又はエチレングリコールジアセテート(約1.128g/cm3の密度)などの、水への溶解度が限られたより高密度の液体を含み得る。水への溶解度が限られた当該より高密度の液体を用いると、水は、低密度の液体として採用され得る。当該高密度の液体は、低コスト、不揮発性、及び相対的に非毒性であり、水生環境又は海洋環境での当該高密度の液体の大量使用を可能にし得る。水生及び海洋は、本明細書で互換的に使用される。
●リッジ状の貯蔵領域又はコンテナが、水面の下方に位置する1つ以上の貯蔵領域に採用され得る。当該貯蔵領域は、海洋又は他の水域の表面の下方に原油又は化学物質を貯蔵するためにここで採用されている貯蔵コンテナを含み得るが、これらに限定されない。非リッジ状又はリッジ状の貯蔵領域又はコンテナを含む貯蔵領域は、水域又は液域の外側に位置し得る。代わりに又は加えて、貯蔵領域は、戦略的石油備蓄、油類貯蔵庫、天然ガス貯蔵庫、液体貯蔵庫、塩水帯水層、地質系統、又は石油及びガス井に位置してもよい。大気圧を超える静水圧を受ける1つ以上の貯蔵領域は、貯蔵領域又はコンテナの強度要件及び潜在的なコストを最小化するために、周囲が同様の又は補助圧力を及ぼす環境にあることが望ましい場合がある。塩洞窟などの地質系統などの固体環境の場合、地質系統又は人工的に構成された地質系統は、当該液体を直接的に収容又は貯蔵するように機能し得、それ自体で貯蔵領域として機能し得る。
例示的な例示的実施形態:
●エネルギー貯蔵デバイスであって、
○2つ以上の貯蔵領域を含み、
○少なくとも1つの貯蔵領域が別の貯蔵領域よりも大きい圧力であり、
○エネルギーは、同じ水頭高さ又は深さで、より低密度の液体とより高密度の液体との間の圧力の差を使用して貯蔵される、エネルギー貯蔵デバイス
●エネルギー貯蔵デバイスであって、
○2つ以上の貯蔵領域を含み、
○少なくとも1つの貯蔵領域が別の貯蔵領域よりも大きい圧力であり、
○当該エネルギー貯蔵デバイスは、相対的により低密度の液体を貯蔵領域内にポンプ圧送して、相対的により高密度の液体を置換することによって充電され、
○当該エネルギー貯蔵デバイスは、相対的により高密度の液体が相対的により低密度の液体を置換することを可能にし、かつ当該より低密度の液体の流動が、発電機又は水圧タービンに動力を供給することを可能にすることによって、放電される、エネルギー貯蔵デバイス
●大規模エネルギー貯蔵デバイスとして同時に機能する海中の油類又は化学物質貯蔵施設であって、
○2つ以上の貯蔵領域を含み、
○少なくとも1つの貯蔵領域が別の貯蔵領域よりも大きい圧力であり、
○エネルギーは、同じ水頭高さ又は深さで、より低密度の液体とより高密度の液体との間の圧力の差を使用して貯蔵される、エネルギー貯蔵デバイス
●大規模エネルギー貯蔵デバイスとして同時に機能する海中の油類又は化学物質貯蔵施設であって、
○2つ以上の貯蔵領域を含み、
○少なくとも1つの貯蔵領域が別の貯蔵領域よりも大きい圧力であり、
○当該エネルギー貯蔵デバイスは、相対的により低密度の液体を貯蔵領域内にポンプ圧送して、相対的により高密度の液体を置換することによって充電され、
○当該エネルギー貯蔵デバイスは、相対的により高密度の液体が相対的により低密度の液体を置換することを可能にし、かつ当該より低密度の液体の流動が、発電機又は水圧タービンに動力を供給することを可能にすることによって、放電される、エネルギー貯蔵デバイス
●天然ガスを同時に貯蔵しながらエネルギーを貯蔵する/蓄電するためのプロセスであって、
○天然ガスをガス袋又は水域の表面の下方の貯蔵領域に貯蔵すること、
○当該ガス袋又は貯蔵領域内に天然ガスを圧縮又はポンプ圧送して、当該貯蔵領域の体積を膨張させ得る、蓄電すること、
○当該天然ガスが当該ガス袋又は貯蔵領域を離れ、かつ発電機又はタービンを通過することを可能にすることによって、放電又は発電すること、を含み、
○当該貯蔵領域は、1つ以上のチューブ又はパイプを通して表面上の天然ガスパイプライン又はLNG施設又は天然ガス施設に接続されている、プロセス
例示的な例示的サブ実施形態:
●エネルギーは、より高密度の液体の重力に起因する圧力水頭がより低密度の液体の静水圧水頭を超える条件下で、より低密度の液体を使用するより高密度の液体の置換に蓄積される
●ポンプが可逆的に発電機として機能し得る
●1つの貯蔵領域が、水域の表面の下方に位置し、別の貯蔵領域が、水域の表面の近く又は上方に位置する
●当該貯蔵領域が油類又は化学物質の貯蔵庫として機能する
●当該当該低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、貯蔵を必要とする油類又は化学物質である
●水域の表面の下方の貯蔵領域は、より高圧、低位側の水頭高さの貯蔵領域を構成する一方、水域の表面の上方の貯蔵領域は、低位側の圧力、高位側の水頭高さの領域を構成する。
●ポンプ又は発電機は、水域の表面の近く又はこの表面の上方に位置する
●水域の表面の下方の当該貯蔵領域は、周囲の水域に開放された当該凹状領域の下部の近くの開口部を有する凹状領域を含む
●ドラム又はセパレータは、低密度の液体と周囲の水域からの水との間で分離しているか、又はこの間に位置する
●水域の表面の下方の当該貯蔵領域は、浮袋又は袋又はバルーンなどの膨張可能な、又は収縮可能な、又は可撓性の構造物を含み、充電中に低密度の液体で膨張し、かつ充填され得るか、又は放電中に萎むか、若しくは収縮するか、若しくは空になり得る。
●膨張可能な又は収縮可能な又は可撓性の構造物を含む当該貯蔵領域は、当該貯蔵領域の周りの水を置換し得る。
●高密度の液体は、貯蔵領域の周囲の水又は水域を構成する。
●水域の表面の下方の当該貯蔵領域は、当該水域の下部の近くの地面に係留又は留止され得る。
●ポンプ又は発電機は、低密度の液体と接触する
●ポンプ又は発電機は、高密度の液体と接触する
●ポンプ又は発電機は、水面の下方に位置する
●ポンプ又は発電機は、高密度の液体と接触し、低位側の水頭の高さ、より高圧の貯蔵領域の近くに位置する
●充填中に、高密度の液体は、貯蔵領域の外へポンプ圧送され、より低密度の液体は、より高密度の液体を置き換える。
●1つ以上の貯蔵領域が、1つ以上の化学物質の貯蔵のために採用される
●低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、貯蔵されている化学物質を含む。
●低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、当該システムに追加されるか、又は当該システムから除去され得る。
●当該貯蔵施設又はエネルギー貯蔵デバイスは、油類プラットホーム又は化学物質施設の近くに位置する
●処理ユニットを採用して、残留した高密度の液体を、1つ以上の当該液体を使用する前に、又は当該貯蔵領域から除去した後に輸送する前に、低密度の液体から分離するか、又はその逆とする。
●貯蔵ユニットは、過剰な貯蔵が必要とされる場合に、油類又は化学物質の貯蔵に採用され得る
●貯蔵ユニットは、例えば、当該貯蔵が必要とされる場合に、油類貯蔵又は化学的貯蔵に一時的又は半永久的又は永久的に採用される、より多くの低密度の液体を収容し得るか、又はこの液体で充填され得るか、又はこの液体でほぼ完全に充填され得るか、又はこの液体で充填され得る
●貯蔵ユニットは、例えば、当該貯蔵が必要とされる場合に、油類貯蔵又は化学的貯蔵に一時的又は半永久的又は永久的に採用される、より多くの高密度の液体を収容し得るか、又はこの液体で充填され得るか、又はこの液体でほぼ完全に充填され得るか、又はこの液体で充填され得る
●システムは、例えば、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものに応じて、エネルギー貯蔵又は油類貯蔵又は化学的貯蔵又はそれらの組み合わせを優先順位付けするか、又はバランスさせるように最適化され得る。
○貯蔵を必要とする化学物質又は油類の量
○化学薬品又は油類貯蔵の市場レート/価格
○電力グリッドにおけるエネルギー貯蔵の市場レート/価格
○エネルギー貯蔵に利用可能な裁定取引値
○化学的貯蔵に利用可能な裁定取引値
●低密度液体は、低密度流体である
●当該低密度流体は、ガスを含む
●当該低密度流体又はガスは、天然ガスを含み得る
●当該天然ガスは、発電及び石油天然ガス貯蔵のために当該システムに採用され得る
●天然ガスは、圧縮天然ガス(CNG)又は液体天然ガス(LNG)の形態で貯蔵され得る
●当該貯蔵領域は、1つ以上のチューブ又はパイプを通して表面上の天然ガスパイプライン又はLNG施設又は天然ガス施設に接続されている、プロセス
●天然ガスを同時に貯蔵しながらエネルギーを貯蔵する/蓄電するためのプロセスであって、
○天然ガスをガス袋又は水域の表面の下方の貯蔵領域に貯蔵すること、
○当該ガス袋又は貯蔵領域内に天然ガスを圧縮又はポンプ圧送して、当該貯蔵領域の体積を膨張させ得る、蓄電すること、
○当該天然ガスが当該ガス袋又は貯蔵領域を離れ、かつ発電機又はタービンを通過することを可能にすることによって、放電又は発電すること、を含み、
○当該貯蔵領域は、1つ以上のチューブ又はパイプを通して表面上の天然ガスパイプライン又はLNG施設又は天然ガス施設に接続されている、プロセス
High density liquids may include higher density liquids with limited solubility in water, such as propylene carbonate (density of about 1.2 g/cm3) or ethylene glycol diacetate (density of about 1.128 g/cm3). With such higher density liquids with limited solubility in water, water may be employed as the low density liquid. Such high density liquids may be low cost, non-volatile, and relatively non-toxic, allowing for the use of large quantities of such high density liquids in aquatic or marine environments. Aquatic and marine are used interchangeably herein.
Ridged storage areas or containers may be employed for one or more storage areas located below the surface of water. Such storage areas may include, but are not limited to, storage containers employed herein for storing crude oil or chemicals below the surface of the ocean or other body of water. Storage areas, including non-ridged or ridged storage areas or containers, may be located outside of a body of water or liquid. Alternatively or additionally, the storage area may be located in a strategic petroleum reserve, oil reservoir, natural gas reservoir, liquid reservoir, saline aquifer, geological system, or oil and gas well. One or more storage areas subject to hydrostatic pressures greater than atmospheric pressure may be desirable in an environment that exerts similar or supporting pressures to minimize the strength requirements and potential costs of the storage area or container. In the case of solid environments, such as geological systems such as salt caverns, the geological system or an artificially constructed geological system may function to directly contain or store the liquids and may itself function as a storage area.
Illustrative exemplary embodiments:
An energy storage device,
Contains two or more storage areas,
at least one storage area is at a greater pressure than another storage area,
An energy storage device in which energy is stored using the pressure difference between a less dense liquid and a more dense liquid at the same head height or depth. An energy storage device comprising:
Contains two or more storage areas,
at least one storage area is at a greater pressure than another storage area,
the energy storage device is charged by pumping a relatively less dense liquid into the storage area to displace a relatively more dense liquid;
an energy storage device that is discharged by allowing a relatively higher density liquid to displace a relatively lower density liquid and allowing the flow of the lower density liquid to power an electrical generator or hydraulic turbine; an offshore oil or chemical storage facility that simultaneously functions as a large-scale energy storage device,
Contains two or more storage areas,
at least one storage area is at a greater pressure than another storage area,
an energy storage device in which energy is stored using the pressure difference between a lower density liquid and a higher density liquid at the same head height or depth; an undersea oil or chemical storage facility that simultaneously functions as a large-scale energy storage device,
Contains two or more storage areas,
at least one storage area is at a greater pressure than another storage area,
the energy storage device is charged by pumping a relatively less dense liquid into the storage area to displace a relatively more dense liquid;
an energy storage device that is discharged by allowing a relatively more dense liquid to displace a relatively less dense liquid and allowing the flow of the less dense liquid to power an electrical generator or hydraulic turbine; a process for storing energy while simultaneously storing natural gas, comprising:
storing natural gas in gas bags or storage areas below the surface of a body of water;
compressing or pumping natural gas into the gas bag or storage area, which may expand the volume of the storage area;
discharging or generating electricity by allowing the natural gas to leave the gas bag or storage area and pass through a generator or turbine;
The storage area is connected to a surface natural gas pipeline or LNG facility or natural gas facility through one or more tubes or pipes.
● Energy is stored in the displacement of a higher density liquid with a lower density liquid under conditions where the pressure head due to gravity of the higher density liquid exceeds the hydrostatic head of the lower density liquid ● The pump can reversibly function as a generator ● One storage area is located below the surface of the body of water and another storage area is located near or above the surface of the body of water ● The storage areas act as a reservoir for oils or chemicals ● The low density liquid or the high density liquid or both are the oils or chemicals requiring storage ● The storage area below the surface of the body of water constitutes a higher pressure, lower head height storage area, while the storage area above the surface of the body of water constitutes a lower pressure, higher head height area.
● The pump or generator is located near or above the surface of the body of water ● The storage area below the surface of the body of water includes a recessed area having an opening near the bottom of the recessed area that is open to the surrounding body of water ● The drum or separator separates or is located between the low density liquid and water from the surrounding body of water ● The storage area below the surface of the body of water includes an inflatable, deflatable or flexible structure such as a bladder or bag or balloon that can expand and fill with the low density liquid during charging, or that can deflate, deflate or empty during discharging.
- The storage area includes an expandable or contractible or flexible structure that can displace water around the storage area.
• The dense liquid comprises the water or body of water surrounding the storage area.
The storage area below the surface of the body of water may be moored or anchored to the ground near the bottom of the body of water.
● The pump or generator is in contact with the less dense liquid ● The pump or generator is in contact with the more dense liquid ● The pump or generator is located below the water surface ● The pump or generator is in contact with the more dense liquid and is located at the lower head level, near the higher pressure storage area ● During filling, the more dense liquid is pumped out of the storage area and the less dense liquid displaces it.
• One or more storage areas are employed for storage of one or more chemicals • A low density liquid or a high density liquid or both contains the chemicals being stored.
- Low density liquid or high density liquid or both can be added to or removed from the system.
● The storage facility or energy storage device is located near an oil platform or chemical facility. ● A treatment unit is employed to separate the remaining high density liquids from the low density liquids, or vice versa, before using one or more of the liquids or before transporting them after removal from the storage area.
● The storage unit may be employed for oil or chemical storage when excess storage is required ● The storage unit may contain, or be filled with, or be nearly completely filled with, a larger amount of lower density liquid to be employed, for example, on a temporary, semi-permanent or permanent basis for oil or chemical storage when such storage is required ● The storage unit may contain, or be filled with, or be nearly completely filled with, or be filled with a larger amount of higher density liquid to be employed, for example, on a temporary, semi-permanent or permanent basis for oil or chemical storage when such storage is required ● The system may be optimized to prioritize or balance energy storage or oil storage or chemical storage or a combination thereof, for example, depending on, but not limited to, one or more or a combination of the following:
○ The quantity of chemicals or oils requiring storage ○ The market rate/price for chemical or oil storage ○ The market rate/price for energy storage in the power grid ○ The arbitrage value available for energy storage ○ The arbitrage value available for chemical storage ● Low density liquids are low density fluids ● The low density fluids include gases ● The low density fluids or gases may include natural gas ● The natural gas may be employed in the system for power generation and oil and natural gas storage ● Natural gas may be stored in the form of compressed natural gas (CNG) or liquid natural gas (LNG) ● The storage area is connected to a surface natural gas pipeline or LNG facility or natural gas facility through one or more tubes or pipes ● A process for storing energy/electricity while simultaneously storing natural gas,
storing natural gas in gas bags or storage areas below the surface of a body of water;
compressing or pumping natural gas into the gas bag or storage area, which may expand the volume of the storage area;
discharging or generating electricity by allowing the natural gas to leave the gas bag or storage area and pass through a generator or turbine;
the storage area is connected to a surface natural gas pipeline or LNG facility or natural gas facility through one or more tubes or pipes,

低位側の水頭高さ、より高圧の貯蔵領域は、水域の表面の下方の貯蔵領域と同等であり得る
The lower head height, the higher pressure storage area, can be equivalent to the storage area below the surface of the body of water.

液体密度
以下の表は、本明細書に導入される技術において採用され得る様々な例示的な液体の密度を示す。
Liquid Densities The following table shows the densities of various exemplary liquids that may be employed in the technology introduced herein.

低密度の液体又は高密度の液体は、例えば、廃棄物を供給源としてもよい。例えば、低密度の液体又は高密度の液体は、例えば、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを供給源としてもよい:廃食用油、廃プラスチック、液体に転化された廃プラスチック、燃料油に転化された廃プラスチック、廃グリセロール、廃アルコール、廃冷却剤、廃不凍液、廃潤滑剤、廃燃料、汚染された油類、汚染された化学物質、又は期限切れの商品。 The low density liquid or the high density liquid may be sourced, for example, from a waste material. For example, the low density liquid or the high density liquid may be sourced, for example, from one or more or a combination of, but not limited to, the following: waste cooking oil, waste plastic, waste plastic converted to liquid, waste plastic converted to fuel oil, waste glycerol, waste alcohol, waste coolant, waste antifreeze, waste lubricant, waste fuel, contaminated oils, contaminated chemicals, or expired goods.

実施形態の第2の説明の更なる議論
追加のエネルギー貯蔵実施形態の概要
本発明は、エネルギーを貯蔵するためのシステムに関する。本発明は、同じ水頭又は深さにわたって、より小密度の液体とより大密度の液体との間の静水圧差にエネルギーを貯蔵する。
Further Discussion of Second Description of Embodiments Overview of Additional Energy Storage Embodiments The present invention relates to a system for storing energy. The present invention stores energy in the hydrostatic pressure difference between a less dense liquid and a more dense liquid over the same head or depth.

本発明は、水又は他のより大密度の液体をより小密度の液体で置換することによってエネルギーを貯蔵することを包含し得る。より小密度の液体で水を当該置換することは、より小密度の液体を、水域又は他の液域の表面の下方のより大きい深さにポンプ圧送することを包含し得る。当該ポンプ圧送は、電気などの動力を消費し得、当該動力を重力位置エネルギー及び/又は静水圧差に貯蔵されたエネルギーに変換し得る。当該貯蔵されたエネルギーは、当該より小密度の液体が、水域又は他の液域の表面の下方の当該より大きい深さから、水域又は他の液域の表面の下方のより小さい深さまで放出されて、そのプロセスで発電機を通過することを可能にすることによって、動力に戻るように変換され得る。 The present invention may involve storing energy by displacing water or other more dense liquid with a less dense liquid. The displacing water with the less dense liquid may involve pumping the less dense liquid to a greater depth below the surface of the body of water or other liquid. The pumping may consume power, such as electricity, which may be converted into energy stored in gravitational potential energy and/or hydrostatic pressure differential. The stored energy may be converted back into power by allowing the less dense liquid to be released from the greater depth below the surface of the body of water or other liquid to a lesser depth below the surface of the body of water or other liquid, passing through a generator in the process.

図の説明
図30:図30は、第1の貯蔵リザーバが陸上に位置し、かつポンプ及び/又は発電機が陸上に位置するエネルギー貯蔵システムを示し得る。第2の貯蔵リザーバは、第1の貯蔵リザーバよりも、大きい静水圧、及び/又は水域の表面の下方のより大きい深さで、水域の表面の下方に位置する。第1の貯蔵リザーバ、ポンプ及び/又は発電機、及び第2の貯蔵リザーバは、パイプを使用して接続され得る。図30は、エネルギー貯蔵システムが充電の過程にあることを示し得る。充電は、第1の貯蔵リザーバから第2の貯蔵リザーバに低密度の液体をポンプ圧送することによって、電力を貯蔵することを包含し得る。貯蔵リザーバは、膨張可能及び/又は収縮可能又は圧壊可能なタンクを含み得る。例えば、充電中に、第1の貯蔵リザーバは、液体が第1の貯蔵リザーバから第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送されるにつれて、より小さい体積に収縮又は圧壊し得る。例えば、充電中に、第2の貯蔵リザーバは、液体が第1の貯蔵リザーバから第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送されるにつれて、より大きい体積に膨張し得る。
FIG. 30: FIG. 30 may illustrate an energy storage system in which a first storage reservoir is located on land and a pump and/or generator is located on land. The second storage reservoir is located below the surface of the body of water at a greater hydrostatic pressure and/or a greater depth below the surface of the body of water than the first storage reservoir. The first storage reservoir, pump and/or generator, and second storage reservoir may be connected using pipes. FIG. 30 may illustrate the energy storage system in the process of charging. Charging may involve storing power by pumping a low-density liquid from the first storage reservoir to the second storage reservoir. The storage reservoir may include an expandable and/or collapsible or collapsible tank. For example, during charging, the first storage reservoir may contract or collapse to a smaller volume as liquid is pumped from the first storage reservoir to the second storage reservoir. For example, during charging, the second storage reservoir may expand to a larger volume as liquid is pumped from the first storage reservoir to the second storage reservoir.

図31:図31は、第1の貯蔵リザーバが陸上に位置し、かつポンプ及び/又は発電機が陸上に位置するエネルギー貯蔵システムを示し得る。第2の貯蔵リザーバは、第1の貯蔵リザーバよりも、大きい静水圧、及び/又は水域の表面の下方のより大きい深さで、水域の表面の下方に位置する。第1の貯蔵リザーバ、ポンプ及び/又は発電機、及び第2の貯蔵リザーバは、パイプを使用して接続され得る。図31は、エネルギー貯蔵システムが放電の過程にあることを示し得る。放電は、第1の貯蔵リザーバから第2の貯蔵リザーバへのより低密度の液体の放出を可能にすることによって、貯蔵エネルギーを放出し、そのプロセスで、当該低密度の液体が発電機を通過することを可能にすることによって発電することを包含し得る。貯蔵リザーバは、膨張可能及び/又は収縮可能又は圧壊可能なタンクを含み得る。例えば、放電中に、第1の貯蔵リザーバは、液体が第2の貯蔵リザーバから第1の貯蔵リザーバに放出されるにつれて、より大きい体積に膨張し得る。例えば、放電中に、第2の貯蔵リザーバは、液体が第2の貯蔵リザーバから第1の貯蔵リザーバに放出されるにつれて、より小さい体積に収縮又は圧壊し得る。 Figure 31: Figure 31 may show an energy storage system in which a first storage reservoir is located on land and a pump and/or generator is located on land. The second storage reservoir is located below the surface of the body of water at a greater hydrostatic pressure and/or a greater depth below the surface of the body of water than the first storage reservoir. The first storage reservoir, pump and/or generator, and second storage reservoir may be connected using pipes. Figure 31 may show the energy storage system in the process of discharging. Discharging may involve releasing stored energy by allowing a less dense liquid to be released from the first storage reservoir to the second storage reservoir, and in the process generating electricity by allowing the less dense liquid to pass through a generator. The storage reservoir may include an expandable and/or contractible or collapsible tank. For example, during discharging, the first storage reservoir may expand to a larger volume as liquid is released from the second storage reservoir into the first storage reservoir. For example, during discharge, the second storage reservoir may contract or collapse to a smaller volume as liquid is released from the second storage reservoir into the first storage reservoir.

図32:図32は、第1の貯蔵リザーバが、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置し、かつ/又はポンプ及び/若しくは発電機が、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置するエネルギー貯蔵システムを示し得る。第2の貯蔵リザーバは、第1の貯蔵リザーバよりも、大きい静水圧、及び/又は水域の表面の下方のより大きい深さで、水域の表面の下方に位置する。第1の貯蔵リザーバ、ポンプ及び/又は発電機、及び第2の貯蔵リザーバは、パイプを使用して接続され得る。図32は、エネルギー貯蔵システムが充電の過程にあることを示し得る。 Figure 32: Figure 32 may show an energy storage system in which a first storage reservoir is located near, at, or below the surface of the body of water, and/or a pump and/or generator is located near, at, or below the surface of the body of water. The second storage reservoir is located below the surface of the body of water, at a greater hydrostatic pressure and/or at a greater depth below the surface of the body of water than the first storage reservoir. The first storage reservoir, pump and/or generator, and second storage reservoir may be connected using pipes. Figure 32 may show the energy storage system in the process of charging.

図33:図33は、第1の貯蔵リザーバが、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置し、かつ/又はポンプ及び/若しくは発電機が、水域の表面の近くに、水域の表面に、又は水域の表面の下方に位置するエネルギー貯蔵システムを示し得る。第2の貯蔵リザーバは、第1の貯蔵リザーバよりも、大きい静水圧、及び/又は水域の表面の下方のより大きい深さで、水域の表面の下方に位置する。第1の貯蔵リザーバ、ポンプ及び/又は発電機、及び第2の貯蔵リザーバは、パイプを使用して接続され得る。図33は、エネルギー貯蔵システムが放電の過程にあることを示し得る。 Figure 33: Figure 33 may show an energy storage system in which a first storage reservoir is located near, at, or below the surface of the body of water, and/or a pump and/or generator is located near, at, or below the surface of the body of water. The second storage reservoir is located below the surface of the body of water, at a greater hydrostatic pressure and/or at a greater depth below the surface of the body of water than the first storage reservoir. The first storage reservoir, pump and/or generator, and second storage reservoir may be connected using pipes. Figure 33 may show the energy storage system in the process of discharging.

例示的な図の凡例
Illustrative figure legend

例示的な段階的説明
充電:低密度の液体を、ポンプ「3」を使用して、リザーバ「1」からリザーバ「2」にポンプ圧送する。リザーバ「1」に対する、リザーバ「2」に貯蔵された低密度の液体の重力位置エネルギー及び/又は静水圧差に蓄電する。
Exemplary Step-by-Step Description Charging: Low density liquid is pumped from reservoir "1" to reservoir "2" using pump "3". Electricity is stored in the gravitational potential energy and/or hydrostatic pressure difference of the low density liquid stored in reservoir "2" relative to reservoir "1".

放電:低密度の液体を、リザーバ「2」から放出し、かつリザーバ「1」に移送して、発電機「3」を使用して発電する。リザーバ「1」に対する、リザーバ「2」に貯蔵された低密度の液体の重力位置エネルギー及び/又は静水圧差に貯蔵されたエネルギーを放出することによって発電する。 Discharge: Low density liquid is released from reservoir "2" and transferred to reservoir "1" to generate electricity using generator "3." Power is generated by releasing the gravitational potential energy and/or energy stored in the hydrostatic pressure difference of the low density liquid stored in reservoir "2" relative to reservoir "1."

例示的な計算
以下の表は、本重力位置エネルギー貯蔵デバイスにおけるブタンのエネルギー密度及びコストに関する重要なメトリックを示す。コスト数値は、例示的な1ガロン当たり0.60米ドルのブタンコモディティ価格を採用する。
Exemplary Calculations The following table shows key metrics regarding the energy density and cost of butane in the present gravitational potential energy storage device. The cost figures use an exemplary butane commodity price of $0.60 USD per gallon.

注記
注記:電気は、電気を必要とするか、又は供給する電力グリッド又は用途間で移送され得る。
Note: Electricity can be transferred between power grids or applications that require or provide electricity.

注記:電気は、例えば、海中又は地下又は地上、又はそれらの組み合わせの電力線を使用して移送され得る。 Note: Electricity may be transported using, for example, subsea, underground, or above ground power lines, or a combination thereof.

注記:「1」と「3」との間、及び「3」と「2」との間の線/矢印は、これらのプロセス要素間の低密度の液体の移送を表し得る。液体は、例えば、パイプ又は輸送車両を使用して移送され得る。液体がパイプを使用して移送される場合、当該パイプは、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものであることが望ましい場合がある:地面の表面上に位置するか、又は地面の表面の上方に吊設されるか、又は地面の下方に位置するか、又は水中のパイプラインを含むか、又は地下のパイプラインを含むか、又は水の下方及び地面の上方にパイプラインを含むか、又は地面の下方及び水の下方にパイプラインを含むか、又は水の上方及び地面の上方にパイプラインを含む。 Note: The lines/arrows between "1" and "3" and between "3" and "2" may represent the transfer of low density liquid between these process elements. The liquid may be transferred using, for example, a pipe or a transport vehicle. If the liquid is transferred using a pipe, it may be desirable for the pipe to be one or more or a combination of, but not limited to, located on the surface of the ground, or suspended above the surface of the ground, or located below the ground, or including an underwater pipeline, or including an underground pipeline, or including a pipeline below the water and above the ground, or including a pipeline below the ground and below the water, or including a pipeline above the water and above the ground.

注記:膨張可能又は圧壊可能なリザーバは、それぞれ、より多くの又はより少ない液体の貯蔵を可能にするために、体積が膨張又は収縮し得る液体貯蔵容器を含み得る。当該リザーバの内部の圧力は、当該リザーバの周囲の圧力に近いか、又はそれに等しい場合がある。当該リザーバは、膨張可能又は圧壊可能な液体貯蔵デバイスを含み得るが、これらに限定されず、これらの液体貯蔵デバイスは、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されない:枕タンク、又はタマネギタンク、又はバルーンタンク、又は袋タンク、布地タンク、又は浮袋タンク、又は折りたたみタンク、又は可撓性タンク、又はベローズタンク、又はアコーディオンタンク、又はライナータンク。 Note: An expandable or collapsible reservoir may include a liquid storage container whose volume can expand or contract to allow for the storage of more or less liquid, respectively. The pressure inside the reservoir may be close to or equal to the pressure surrounding the reservoir. The reservoir may include, but is not limited to, an expandable or collapsible liquid storage device, including one or more or combinations of the following, but not limited to: a pillow tank, or an onion tank, or a balloon tank, or a bladder tank, or a fabric tank, or a swim bladder tank, or a collapsible tank, or a flexible tank, or a bellows tank, or an accordion tank, or a liner tank.

注記:本発明は、LPG貯蔵施設、又は油類貯蔵施設、又は戦略的LPG備蓄、又は戦略的石油備蓄を含み得る。 Note: This invention may include an LPG storage facility, or an oil storage facility, or a strategic LPG reserve, or a strategic petroleum reserve.

注記:本発明を採用して、燃料又はコモディティ化学物質を貯蔵すると同時に、当該燃料又は他のコモディティ化学物質を重力蓄電媒体として採用し得る。これにより、施設の所有者又は操業者は、燃料又は他のコモディティ化学物質の貯蔵からの収益に加えて、追加の収益源(蓄電蔵又は放電)を得ることが可能になり得る。本発明を貯蔵施設として採用することによって、低密度の液体を購入又はリースする代わりに、施設所有者は、低密度の液体を貯蔵するための貯蔵料の支払いを受け得、これにより、施設の経済性が更に改善され得る。施設内の低密度の液体の貯蔵の一部が、「コモディティ貯蔵」に利用可能であり得る一方、施設内の低密度の液体の貯蔵の一部が、永久的又は半永久的な貯蔵を意図され得る。施設内で永久的又は半永久的であることを意図した低密度の液体の貯蔵の一部に対する「コモディティ貯蔵」に利用可能な低密度の液体の貯蔵の一部は、施設によって異なる場合があり、複数の経済的要因及び施設の優先順位に依存する場合がある。 Note: The present invention may be employed to store fuel or other commodity chemicals while simultaneously employing the fuel or other commodity chemical as a gravity storage medium. This may allow the facility owner or operator to have an additional revenue stream (storage or discharge) in addition to revenue from the storage of fuel or other commodity chemicals. By employing the present invention as a storage facility, instead of purchasing or leasing low-density liquids, the facility owner may be paid a storage fee for storing low-density liquids, which may further improve the economics of the facility. A portion of the low-density liquid storage within the facility may be available for "commodity storage," while a portion of the low-density liquid storage within the facility may be intended for permanent or semi-permanent storage. The portion of the low-density liquid storage available for "commodity storage" versus the portion of the low-density liquid storage intended to be permanent or semi-permanent within the facility may vary by facility and may depend on multiple economic factors and facility priorities.

注記:「コモディティ貯蔵」は、柔軟性がある又は半柔軟性の貯蔵を含み得、コモディティ取引業者又はコモディティ市場に関与する他のエンティティなどの市場ニーズのために定期的に除去又は追加され得る、貯蔵施設の貯蔵された低密度の液体の一部分を含み得る。所望であれば、「コモディティ貯蔵」に充てられる対応した低密度の液体の貯蔵容量は、蓄電の性能又は容量又は能力に実質的に影響を与えることなく追加又は除去され得る低密度の液体の一部を含み得る。当該「実質的に影響を与えること」の閾値は、経済的要因及び施設の優先順位に基づいて、施設によって異なり得る。「半永久的な貯蔵」は、長期貯蔵、又は周期的に又はごくまれに利用され得る貯蔵を含み得る。例えば、半永久的な貯蔵の用途は、コモディティ資産担保ファンドのための貯蔵、コモディティ資産担保ETF若しくはETNのための貯蔵、又は戦略的備蓄のための貯蔵を含み得るが、これらに限定されない。永久的な貯蔵は、施設内に留まることを意図した低密度の液体を包含し得、かつ/又は施設の的確な操業に必要であり得る。 Note: "Commodity storage" may include flexible or semi-flexible storage and may include a portion of a storage facility's stored low-density liquids that may be periodically removed or added for market needs, such as those of commodity traders or other entities involved in commodity markets. If desired, the corresponding low-density liquid storage capacity devoted to "commodity storage" may include a portion of low-density liquids that may be added or removed without substantially affecting the performance, capacity, or capability of the storage. The threshold for "substantially affecting" may vary from facility to facility based on economic factors and facility priorities. "Semi-permanent storage" may include long-term storage or storage that may be utilized periodically or infrequently. For example, semi-permanent storage uses may include, but are not limited to, storage for commodity asset-backed funds, storage for commodity asset-backed ETFs or ETNs, or storage for strategic reserves. Permanent storage may encompass low-density liquids intended to remain within the facility and/or may be necessary for the proper operation of the facility.

注記:貯蔵された低密度の液体は、貯蔵された資産、又はコモディティトラッキングETF若しくは他のファンドを裏付ける物理的資産として採用され得る。低密度の液体の貯蔵施設の所有者又は操業者は、エネルギー貯蔵サービスとして電気市場から収益を生み出すと共に、ETFを裏付けとする低密度の液体を貯蔵するためにETFによって生み出される管理料から収益を生み出し得る。これらの2つの収益ストリームを有する能力は、施設の所有者若しくは操業者が施設からより多くの収益を生み出すことを可能にし得るか、又は施設のより低いCAPEXを可能にし得るか、又はETFのより低い管理料を可能にし得るか、又はそれらの組み合わせである。ETF又はETNを裏付ける資産が十分に容易に入手可能又は譲渡可能であることを確実にするために、低密度の液体の一部分が、低密度の液体の短期のニーズを満たすために、常に貯蔵リザーバ「1」に貯蔵され得る。 Note: The stored low-density liquids may be employed as stored assets or physical assets backing a commodity-tracking ETF or other fund. The owner or operator of a low-density liquid storage facility may generate revenue from the electricity market as an energy storage service, as well as from management fees generated by the ETF for storing the low-density liquids backing the ETF. The ability to have these two revenue streams may allow the owner or operator of the facility to generate more revenue from the facility, or may allow for a lower CAPEX for the facility, or may allow for lower management fees for the ETF, or a combination thereof. To ensure that the assets backing the ETF or ETN are sufficiently readily available or transferable, a portion of the low-density liquids may be stored in storage reservoir "1" at all times to meet short-term low-density liquid needs.

注記:特定の深さの下方の海洋の水の温度は、相対的に安定であり得る。貯蔵リザーバ「2」内の液体は、リザーバ「1」の周囲の周囲温度条件とリザーバ「2」の周囲の周囲条件とに応じて、周囲の海水温度によって冷却又は加熱される。例えば、リザーバ「2」の周囲の周囲条件は、リザーバ「1」の周囲の周囲条件よりも冷温であり得る。当該実施例では、リザーバ「2」からリザーバ「1」に移送された液体の相対的冷温を利用して、冷却を必要とする1つ以上の用途に冷却を供給し得る。冷却を必要とする例示的な用途は、ポンプ又は発電機「3」であり得る。例えば、リザーバ「2」の周囲の周囲条件は、リザーバ「1」の周囲の周囲条件よりも暖温であり得る。当該実施例では、リザーバ「2」からリザーバ「1」に移送された液体の相対的暖温の温度を利用に供して、加熱又はエンタルピーを必要とする1つ以上の用途に加熱又はエンタルピーを供給し得る。当該特定の深さは、以下のもの未満のもの、以下のもの以上のもの、以下のもののうちの1つ以上、又は以下のものの組み合わせを含み得る:300メートル、又は400メートル、又は500メートル、又は600メートル、又は700メートル、又は800メートル、又は900メートル、又は1000メートル、又は1100メートル、又は1200メートル、又は1300メートル、又は1400メートル、又は1500メートル、又は1750メートル、又は2000メートル。 Note: The temperature of ocean water below a certain depth may be relatively stable. The liquid in storage reservoir "2" is cooled or heated by the ambient seawater temperature, depending on the ambient temperature conditions surrounding reservoir "1" and the ambient conditions surrounding reservoir "2". For example, the ambient conditions surrounding reservoir "2" may be cooler than the ambient conditions surrounding reservoir "1". In such an embodiment, the relatively cool temperature of the liquid transferred from reservoir "2" to reservoir "1" may be utilized to provide cooling to one or more applications requiring cooling. An exemplary application requiring cooling may be a pump or generator "3". For example, the ambient conditions surrounding reservoir "2" may be warmer than the ambient conditions surrounding reservoir "1". In such an embodiment, the relatively warm temperature of the liquid transferred from reservoir "2" to reservoir "1" may be utilized to provide heat or enthalpy to one or more applications requiring heat or enthalpy. The specified depth may include less than, greater than, one or more of, or a combination of, the following: 300 meters, or 400 meters, or 500 meters, or 600 meters, or 700 meters, or 800 meters, or 900 meters, or 1000 meters, or 1100 meters, or 1200 meters, or 1300 meters, or 1400 meters, or 1500 meters, or 1750 meters, or 2000 meters.

注記:低密度の液体が液体であり、かつ液体がガスと比較して本質的に非圧縮性であることに起因して、本圧力及び/又は重力エネルギー貯蔵デバイスの往復効率は、加圧ガスを採用するエネルギー貯蔵デバイスに対して有意に大きい往復効率を有し得る。例えば、本発明の往復効率は、40%以上、又は50%以上、又は60%以上、又は70%以上、又は75%以上、又は80%以上、又は85%以上、又は90%以上、又は95%以上であり得る。 Note: Due to the low density liquid being a liquid and the liquid being essentially incompressible compared to gas, the round trip efficiency of the present pressure and/or gravity energy storage devices may have significantly greater round trip efficiencies than energy storage devices employing pressurized gas. For example, the round trip efficiency of the present invention may be 40% or greater, or 50% or greater, or 60% or greater, or 70% or greater, or 75% or greater, or 80% or greater, or 85% or greater, or 90% or greater, or 95% or greater.

注記:低密度の液体は、低粘度、例えば、水に近いか、水に等しいか、又は水よりも小さい粘度を有し得る。例えば、ブタンは、水の1℃での1.73cPの動粘度と比較して、1℃で約0.2cPの動粘度を有する。ブタン以外の、又はそれに加えて、他の低密度の液体は、水よりも小さい粘度を有し得る。低粘度は、例えば、より低粘度の液体が、より小さいパイプ直径、より低いCAPEX、より低いポンプエネルギー損失、より大きい往復効率、及びリザーバ「1」とリザーバ「2」との間のより大きい距離を可能にし得るため、有利であり得る。 Note: A low-density liquid may have a low viscosity, e.g., a viscosity close to, equal to, or less than that of water. For example, butane has a kinematic viscosity of approximately 0.2 cP at 1°C, compared to water's kinematic viscosity of 1.73 cP at 1°C. Other low-density liquids other than, or in addition to, butane may have a viscosity less than that of water. Low viscosity may be advantageous because, for example, a lower-viscosity liquid may allow for smaller pipe diameters, lower CAPEX, lower pump energy losses, greater reciprocating efficiency, and a greater distance between reservoir "1" and reservoir "2."

注記:低密度の液体との適合性、水又は海水との適合性、バイオファウリング、圧力との適合性。パイプが低密度の液体を移送することについて、パイプ内の低密度の液体とパイプの周囲の水との間の圧力差は、水面の下方の深さの減少と共に増加する。例えば、CAPEXを最小化するために、パイプの圧力定格は、より大きい圧力差で増加し得る。例えば、リザーバ「2」の近くのパイプは、より低い圧力定格を有し得(かつ/又はより低コストであり得る)、リザーバ「1」の近くのパイプは、より大きい圧力定格を有し得る(かつ/又はより大コストであり得る)。 Notes: Compatibility with low density liquids, compatibility with water or seawater, biofouling, pressure compatibility. For pipes transporting low density liquids, the pressure difference between the low density liquid in the pipe and the water surrounding the pipe increases with decreasing depth below the water surface. For example, to minimize CAPEX, the pressure rating of the pipe may be increased with a greater pressure difference. For example, pipes near reservoir "2" may have a lower pressure rating (and/or may be less expensive), and pipes near reservoir "1" may have a greater pressure rating (and/or may be more expensive).

注記:リザーバ「2」及び/又はリザーバ「1」は、液域(例えば、水域)の下部上の陸地に係留又は接続又は固定又は留止され得る。 Note: Reservoir "2" and/or reservoir "1" may be moored or connected or secured or anchored to land above the underlying body of liquid (e.g., a body of water).

注記:貯蔵リザーバ又はタンクは、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:枕タンク、又はタマネギタンク、又はバルーンタンク、又は袋タンク、又は布地タンク、又は浮袋タンク、又は折りたたみタンク、又は可撓性タンク、又はベローズタンク、又はアコーディオンタンク、又はライナータンク、又は剛性タンク、又はピストンタンク、又はアクチュエータタンク、又はバルブタンク、又は洗面台タンク、又はセメントタンク、又は木製タンク、又はプラスチックタンク、又はセラミックタンク、又は繊維タンク、又は複合タンク、又はゴムタンク、又は可撓性タンク。 Note: The storage reservoir or tank may include one or more or combinations of the following, but is not limited to: pillow tank, or onion tank, or balloon tank, or bag tank, or fabric tank, or swim bladder tank, or collapsible tank, or flexible tank, or bellows tank, or accordion tank, or liner tank, or rigid tank, or piston tank, or actuator tank, or valve tank, or basin tank, or cement tank, or wooden tank, or plastic tank, or ceramic tank, or fiber tank, or composite tank, or rubber tank, or flexible tank.

注記:パイプ材料は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:プラスチックパイプ、複合パイプ、金属パイプ、繊維パイプ、樹脂パイプ、木製パイプ、セメントパイプ、可撓性パイプ、ゴムパイプ、剛性パイプ。 Note: Pipe materials may include one or more or combinations of the following, but are not limited to: plastic pipe, composite pipe, metal pipe, fiber pipe, resin pipe, wooden pipe, cement pipe, flexible pipe, rubber pipe, rigid pipe.

注記:第1及び/又は第2のリザーバをより高密度の材料に取り付けてリザーバの浮力を低減することが望ましい場合がある。第1のリザーバの場合、リザーバと水域の下部の陸地との間の距離は、より高密度の材料を第1のリザーバに取り付けてテザーケーブルのコストを低減することを正当化するのに十分な大きさである。テザーケーブルを採用して、リザーバの浮力に対抗し得、かつ/又はリザーバが他のリザーバ(複数可)に対して適切な場所にあることを確実にし得る。いくつかの実施形態では、第1のリザーバと水域の下部の陸地との間の距離が十分に大きい場合があり、第1のリザーバへのより高密度の材料の取り付けは、テザーケーブルのコスト低減よりもコストがかからない。 Note: It may be desirable to attach the first and/or second reservoirs to a denser material to reduce the buoyancy of the reservoirs. In the case of the first reservoir, the distance between the reservoir and land below the body of water is large enough to justify attaching a denser material to the first reservoir to reduce the cost of the tether cable. A tether cable may be employed to counteract the buoyancy of the reservoir and/or ensure that the reservoir is in the appropriate location relative to the other reservoir(s). In some embodiments, the distance between the first reservoir and land below the body of water may be large enough that attaching a denser material to the first reservoir is less costly than reducing the cost of the tether cable.

注記:いくつかの実施形態では、第1のリザーバの場所は、動的測位システムを使用して維持され得る。動的測位システムは、様々なセンサ、又はGPS、又はレーダ、又は他の測位機器を採用して、現在の位置の変化、及び/又は第1のリザーバの位置の変化、及び/又は電流などの外部の推力ベクトルをオペレーティングシステムに通知し得る。第1のリザーバの位置が変化する場合、及び/又は推力ベクトルが検出される場合、第1のリザーバが望ましい位置を維持することを確実にするために、水生エンジン又は海洋エンジンを採用して、当該外部の推力ベクトル及び/又は位置の変化を相殺し得る。望ましい場合、第1のリザーバへのより高密度の材料の取り付けは、第1のリザーバを周囲の水域に対して同様の密度又は中立の密度にし得る。望ましい場合、第1のリザーバは、例えば、より高密度の材料の添加、より低密度の材料(例えば、低密度の液体又は空気などのガス)の添加、より高密度の材料の放出、又はより低密度の材料の放出を使用して、第1のリザーバの密度を動的に調整するための機構を採用し得る。密度を動的に調整するための当該機構(複数可)はまた、動的測位システム内に組み込まれてもよい。動的測位システムはまた、第2のリザーバに採用されてもよい。 Note: In some embodiments, the location of the first reservoir may be maintained using a dynamic positioning system. The dynamic positioning system may employ various sensors, or GPS, or radar, or other positioning equipment, to notify the operating system of changes in current location and/or changes in the position of the first reservoir, and/or external thrust vectors such as currents. If the position of the first reservoir changes and/or a thrust vector is detected, aquatic or marine engines may be employed to offset the external thrust vector and/or position change to ensure the first reservoir maintains a desired position. If desired, attachment of a denser material to the first reservoir may make the first reservoir similar or neutral in density relative to the surrounding body of water. If desired, the first reservoir may employ a mechanism for dynamically adjusting the density of the first reservoir, for example, using the addition of a higher density material, the addition of a lower density material (e.g., a low density liquid or a gas such as air), the release of a higher density material, or the release of a lower density material. The mechanism(s) for dynamically adjusting density may also be incorporated into a dynamic positioning system. A dynamic positioning system may also be employed for the second reservoir.

注記:圧壊可能又は収縮可能は、占有体積又は貯蔵容量を可逆的に減少させることができる構造物又は容器又はタンクを包含し得る。 Note: Collapsible or collapsible can include structures or containers or tanks whose occupied volume or storage capacity can be reversibly reduced.

注記:膨張可能は、占有体積又は貯蔵容量を可逆的に増加させることができる構造物又は容器又はタンクを包含し得る。 Note: Inflatable can include a structure or container or tank that can reversibly increase its occupied volume or storage capacity.

注記:より低密度の液体は、より高密度の液体中で可溶性又は部分的に可溶性であり得る。有利には、より低密度の液体は、物理的なバリアでより高密度の液体から分離されてもよく、これにより、より高密度の液体中へのより低密度の液体の溶解を防止し得る。例えば、当該物理的なバリアは、貯蔵タンクライナー、又は壁、又はパイプ、又はそれらの組み合わせを包含し得る。 Note: The lower density liquid may be soluble or partially soluble in the higher density liquid. Advantageously, the lower density liquid may be separated from the higher density liquid by a physical barrier, which may prevent dissolution of the lower density liquid into the higher density liquid. For example, the physical barrier may include a storage tank liner, or a wall, or a pipe, or a combination thereof.

注記:いくつかの事例では、水よりも小さい密度を有する1つ以上の低密度の液体は、外気若しくは水の温度に近いか、若しくはこの温度未満の沸点を有し得、かつ/又は外気若しくは水の温度で大きい蒸気圧を有し得る。当該事例では、第1のリザーバが加圧又は剛性タンクであることが望ましい場合がある。例えば、加圧又は剛性貯蔵タンクは、低密度の液体が低密度の液体の大気圧沸点を上回る温度にある間、低密度の液体が液相に留まることを可能にし得る。剛性又は加圧タンクが第1の貯蔵リザーバで採用される当該事例では、低密度の液体などの液体が第1の貯蔵リザーバから除去されるときに、剛性又は加圧タンクの総体積は、同じままであり得る。以前に液相の低密度の液体によって占有されていたタンク内の体積は、代わりに気相の低密度の液体によって占有され得る。当該気相の低密度の液体は、液相の低密度の液体などのタンクの内部の液相の上方の頭隙に存在し得る。低密度の液体などの液体が第1の貯蔵リザーバに追加されるとき、剛性又は加圧タンクの総体積は同じままであり得る。以前に気相の低密度の液体によって占有されていたタンク内の体積は、代わりに液相の低密度の液体によって占有され得る。適用可能であり得る例示的な低密度の液体としては、液化石油ガス(LPG)、若しくはプロパン、若しくはブタン、若しくはジエチルエーテル、若しくはジメチルエーテル、若しくはメトキシプロパン、若しくはメタノール、若しくはアセトン、若しくはペンタン、若しくはヘキサン、若しくは石油エーテル、若しくはメトキシエタン、若しくは液体天然ガス(LNG)、若しくはガソリン、若しくはジイソプロピルエーテル、若しくはアルカン、若しくはアルケン、若しくはアルキン、若しくはシクロアルカン、又はこれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。 Note: In some cases, one or more low-density liquids, having a density less than that of water, may have a boiling point near or below the temperature of ambient air or water and/or may have a large vapor pressure at ambient air or water temperature. In such cases, it may be desirable for the first reservoir to be a pressurized or rigid tank. For example, the pressurized or rigid storage tank may allow the low-density liquid to remain in the liquid phase while the low-density liquid is at a temperature above the atmospheric boiling point of the low-density liquid. In such cases where a rigid or pressurized tank is employed in the first storage reservoir, when a liquid, such as a low-density liquid, is removed from the first storage reservoir, the total volume of the rigid or pressurized tank may remain the same. The volume within the tank previously occupied by the low-density liquid in its liquid phase may instead be occupied by the low-density liquid in its vapor phase. The low-density liquid in its vapor phase may reside in a headspace above a liquid phase within the tank, such as a low-density liquid in its liquid phase. When a liquid, such as a low-density liquid, is added to the first storage reservoir, the total volume of the rigid or pressurized tank may remain the same. The volume within the tank previously occupied by the low-density liquid in its gas phase may instead be occupied by the low-density liquid in its liquid phase. Exemplary low-density liquids that may be applicable may include, but are not limited to, liquefied petroleum gas (LPG), propane, butane, diethyl ether, dimethyl ether, methoxypropane, methanol, acetone, pentane, hexane, petroleum ether, methoxyethane, liquid natural gas (LNG), gasoline, diisopropyl ether, an alkane, an alkene, an alkyne, a cycloalkane, or a combination thereof.

○注記:本発明は、リーク検出及び/又はリーク防止のためのデバイスを採用し得る。加えて、本発明は、リークによって引き起こされる損失又は損傷を最小化するための方法を採用し得る。例えば、例えば、ライナー、又は毛布、又は防水シート、又は布地、又は漏斗、又は浮体物、又は他の封じ込め機構、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、封じ込め機構が、第2のリザーバ及び/又はパイプ及び/又はパイプ接続部の上方に配置又は吊設され得る。リークが発生した場合、低密度の液体が、リークから上昇し得、当該封じ込め機構によって捕捉され得るか、又は受け止められ得る。当該封じ込め機構は、低密度の液体が浮きやすく、かつ当該封じ込め機構が、第2のリザーバ及び/又はパイプ及び/又はパイプ接続部の上方で、当該第2のリザーバ及び/又はパイプ及び/又はパイプ接続部の一部分の表面積又は全表面積を覆い得るため、有効であり得る。当該封じ込め機構によって捕捉された低密度の液体は、望ましい場合、当該封じ込め機構内に流し込まれてもよく、望ましい場合、戻りパイプを使用して表面に移送されてもよく、そこで低密度の液体が回収されてもよい。低密度の液体が封じ込め容器又はパイプの一部分と接触すると、システムオペレータにリークを修繕する必要性を警告する1つ以上のセンサがトリガされ得る。例えば、当該センサは、リークした低密度の液体の捕捉又は封じ込めに起因する封じ込め機構の増加した浮力を測定するための機構を包含し得る。例えば、当該センサは、当該戻りパイプ内の液体の流量を測定するための機構を包含し得、少なくとも特定の液体流量の存在は、低密度の液体のリークの存在を示し得る。例えば、当該センサは、分光法、又は密度若しくは分子量の測定値、又はそれらの組み合わせを使用して低密度の液体を検出するための機構を包含し得る。例えば、当該センサは、当該戻りパイプに接続されたコンテナ内の質量又は圧力又は体積の変化を測定することを包含し得る。例えば、当該センサは、第1又は第2のリザーバの質量又は容量の変化を測定することを包含し得、このことは、プロセスが定常状態にあるときの当該質量若しくはエネルギー貯蔵容量の変化、又は質量若しくはエネルギー貯蔵容量の説明できない変化を含み得る。第1のリザーバは、当該封じ込め機構及び/又はセンサを採用し得る。例えば、第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機は、例えば、第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機が水域の表面の下方に位置する場合、当該封じ込め機構及び/又はセンサを採用し得る。 ○Note: The present invention may employ devices for leak detection and/or leak prevention. Additionally, the present invention may employ methods for minimizing loss or damage caused by leaks. For example, a containment mechanism, including, but not limited to, a liner, blanket, tarp, fabric, funnel, floating object, or other containment mechanism, or combinations thereof, may be placed or suspended above the second reservoir and/or pipe and/or pipe connection. In the event of a leak, low-density liquid may rise from the leak and be captured or caught by the containment mechanism. The containment mechanism may be effective because low-density liquids tend to float and the containment mechanism may cover a portion or the entire surface area of the second reservoir and/or pipe and/or pipe connection above the second reservoir and/or pipe and/or pipe connection. The low-density liquid captured by the containment mechanism may be funneled into the containment mechanism, if desired, or may be transported to the surface using a return pipe, where the low-density liquid may be collected. When the low-density liquid contacts a portion of the containment vessel or pipe, one or more sensors may be triggered to alert a system operator to the need to repair the leak. For example, the sensor may include a mechanism for measuring the increased buoyancy of the containment mechanism due to the capture or containment of the leaked low-density liquid. For example, the sensor may include a mechanism for measuring the flow rate of liquid in the return pipe, and the presence of at least a certain liquid flow rate may indicate the presence of a low-density liquid leak. For example, the sensor may include a mechanism for detecting the low-density liquid using spectroscopy, or density or molecular weight measurements, or a combination thereof. For example, the sensor may include measuring a change in mass, pressure, or volume in a container connected to the return pipe. For example, the sensor may include measuring a change in mass or volume of the first or second reservoir, which may include a change in mass or energy storage capacity when the process is at steady state, or an unexplained change in mass or energy storage capacity. The first reservoir may employ the containment mechanism and/or sensor. For example, the first reservoir and/or pump and/or generator may employ the containment mechanism and/or sensor, e.g., if the first reservoir and/or pump and/or generator are located below the surface of the body of water.

○注記:低密度の液体又はパイプ又は容器又はリザーバ又はそれらの組み合わせは、リークが発生した場合に、又はリークの現場で反応する媒体を含有し得る。例えば、低密度の液体がリークし始める場合、パイプ又は容器又はリザーバの壁中の材料は、低密度の液体と反応し得る。当該反応は、リークを阻止又は遮断又は防止し得る。当該反応は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを包含し得る:吸収反応、又は膨潤反応、又は発泡反応、又は膨張反応、固体を形成する反応、粘性液体を形成する反応、又はそれらの組み合わせ。代わりに又は加えて、パイプ又は容器又はリザーバの低密度の液体又は壁、又はそれらの組み合わせは、水又は空気への曝露時に、水又は空気又は水中の塩と反応する試薬を含有してもよい。当該反応は、漏れを阻止又は遮断又は防止し得る。当該反応は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを包含し得る:吸収反応、又は膨潤反応、又は発泡反応、又は膨張反応、固体を形成する反応、粘性液体を形成する反応、又はそれらの組み合わせ。当該反応は、より容易に又はたやすく捕捉される材料、又はより環境に配慮した材料、又は更なるリークを阻止し得る材料、又はリーク検出のプロセスを簡素化又は容易化し得る材料、又はリークに関連付けられたコスト又は損傷を低減し得る材料を形成することを包含し得る。例えば、当該反応が、特定の色の液体を形成することを包含してもよいし、当該反応が、追跡試薬を包含してもよい。 ○Note: The low density liquid or the pipe or the container or the reservoir or combination thereof may contain a medium that reacts when a leak occurs or at the site of a leak. For example, if the low density liquid begins to leak, material in the walls of the pipe or the container or the reservoir may react with the low density liquid. The reaction may inhibit, block or prevent the leak. The reaction may include one or more or a combination of the following, but is not limited to: an absorption reaction, or a swelling reaction, or a foaming reaction, or an expansion reaction, a reaction to form a solid, a reaction to form a viscous liquid, or a combination thereof. Alternatively or additionally, the low density liquid or the walls of the pipe or the container or the reservoir or combination thereof may contain a reagent that, upon exposure to water or air, reacts with water, air, or salts in the water. The reaction may inhibit, block or prevent the leak. The reaction may include one or more or a combination of the following, including, but not limited to, an absorption reaction, or a swelling reaction, or a foaming reaction, or an expansion reaction, a reaction to form a solid, a reaction to form a viscous liquid, or a combination thereof. The reaction may include forming a material that is more easily or readily trapped, or a more environmentally friendly material, or a material that may prevent further leaks, or a material that may simplify or facilitate the process of leak detection, or a material that may reduce the cost or damage associated with leaks. For example, the reaction may include forming a liquid of a particular color, or the reaction may include a tracing reagent.

○注記:低密度の液体又はパイプ又は容器又はリザーバ又はそれらの組み合わせは、リーク検出を容易にし得る追跡化学物質又は追跡試薬を含有し得る。例えば、パイプ又は容器又はリザーバの部品又は構成要素が、水、又は塩水、又は低密度の液体、又は空気、又はそれらの組み合わせに曝露されると、リーク又は摩耗又は他の形態の損傷若しくは曝露の検出を容易にするために1つ以上の特性を変化させ得る材料を含有し得る。例えば、当該特性としては、色、電気伝導率、電気抵抗率、熱伝導率、表面テクスチャ、表面形態、吸光度スペクトル、振動周波数、可撓性、温度、密度、剛性、又はそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。 ○Note: The low density liquid or pipe or vessel or reservoir, or combinations thereof, may contain a tracer chemical or reagent that may facilitate leak detection. For example, a part or component of the pipe or vessel or reservoir may contain a material that, when exposed to water, salt water, low density liquid, air, or combinations thereof, may change one or more properties to facilitate detection of leaks, abrasion, or other forms of damage or exposure. For example, such properties may include, but are not limited to, color, electrical conductivity, electrical resistivity, thermal conductivity, surface texture, surface morphology, absorbance spectrum, vibration frequency, flexibility, temperature, density, stiffness, or combinations thereof.

○注記:水域の下方の温度と水域の上方の温度とは、異なり得る。加えて、水域自体が、深さと相関し得る種々の温度の範囲を有してもよい。水域のその深さに対する温度は、水域の水温躍層として知られ得る。海洋又は湖などの超深度水域では、水が一般に約4℃で最も大密度であるため、約1000メートル未満又は約1250メートル未満又は約1500メートル未満の水域の温度は、約3~8℃の範囲である。例えば、海洋では、例えば、15℃超又は20℃超などの、海面の水の温度が暖温である場合でも、1500メートル未満の水の温度は、一般に、4℃近くである。本発明では、第2のリザーバは、第1のリザーバとは異なる深さに位置し得る。第2のリザーバの周囲の水の温度は、例えば、第2のリザーバが、100メートル、又は200メートル、又は300メートル、又は500メートル、又は700メートル、又は900メートル、又は1000メートル、又は1250メートル、又は1500メートル、を超える水域の下方の深さに位置する場合、相対的に一定又は安定であり得る。第1のリザーバに隣接する、又は第2のリザーバの周囲の空気又は水の温度は、第2のリザーバの周囲の水の温度とは異なり得る。第2のリザーバと第1のリザーバとの間の温度差は、有益に利用され得るか、又は利用に供され得る。例えば、第2のリザーバの温度が、第1のリザーバ、又は第1のリザーバに隣接する物の温度未満である場合、第2のリザーバから戻る液体と、第1のリザーバの近くの周囲の周囲温度、又は第1のリザーバの内部の温度、又は別の熱源若しくは温熱源若しくはエンタルピー源と、の間の温度の差から、発電し得る。例えば、第2のリザーバの温度が、第1のリザーバ、又は第1のリザーバに隣接する物の温度を超える場合、第2のリザーバから戻る液体と、第1のリザーバの近くの周囲の周囲温度、又は第1のリザーバの内部の温度、又は別の冷温源若しくはヒートシンク若しくはエンタルピーシンクと、の間の温度の差から、発電し得る。例えば、第2のリザーバの温度が第1のリザーバ又は第1のリザーバに隣接する物の温度未満である場合、第2のリザーバからの液体は、冷却媒体若しくは冷却源として、又は冷房を必要とする1つ以上の用途に貴重又は有用な冷房を提供するための地域冷房に採用され得る。例えば、第2のリザーバの温度が第1のリザーバ又は第1のリザーバに隣接する物の温度を超える場合、第2のリザーバからの液体は、加熱媒体若しくは熱源として、又は暖房を必要とする1つ以上の用途に貴重又は有用な暖房を提供するための地域暖房に採用され得る。例えば、第2のリザーバの温度が第1のリザーバ又は第1のリザーバに隣接する物の温度未満である場合、第2のリザーバからの液体は、淡水化プロセス又はガス流又は空気から水を除去するためのプロセスに動力を供給するか、又はこれらのプロセスを容易化するための冷却源として採用され得る。例えば、第2のリザーバの温度が第1のリザーバ又は第1のリザーバに隣接する物の温度未満である場合、当該第1のリザーバ又は1つ以上のパイプを絶縁することが望ましい場合がある。当該絶縁体は、第1のリザーバがより低温のままであることを可能にし得、このことは、例えば、低密度の液体が低沸点を有するか、又は揮発性であり、かつ第1のリザーバ内の温度を最小化することが第1のリザーバ内の圧力を最小化する場合に、有利であり得る。当該絶縁体はまた、タンク上の凝結の形成を防止し得る。 ○Note: The temperature below a body of water may be different from the temperature above it. In addition, the body of water itself may have various temperature ranges that may correlate with depth. The temperature of a body of water relative to its depth may be known as the thermocline of the body of water. In very deep bodies of water, such as oceans or lakes, water is generally most dense at about 4°C, so temperatures below about 1000 meters, or below about 1250 meters, or below about 1500 meters range from about 3-8°C. For example, in the ocean, even if the temperature of the water at the surface is warm, e.g., above 15°C or above 20°C, the temperature of the water below 1500 meters is generally near 4°C. In the present invention, the second reservoir may be located at a different depth than the first reservoir. The temperature of the water surrounding the second reservoir may be relatively constant or stable, for example, if the second reservoir is located at a depth below a body of water of more than 100 meters, or 200 meters, or 300 meters, or 500 meters, or 700 meters, or 900 meters, or 1000 meters, or 1250 meters, or 1500 meters. The temperature of the air or water adjacent to the first reservoir or surrounding the second reservoir may differ from the temperature of the water surrounding the second reservoir. The temperature difference between the second reservoir and the first reservoir may be beneficially utilized or may be put to use. For example, if the temperature of the second reservoir is less than the temperature of the first reservoir or objects adjacent to the first reservoir, electricity may be generated from the temperature difference between the liquid returning from the second reservoir and the surrounding ambient temperature near the first reservoir, or the temperature inside the first reservoir, or another heat or warm source or enthalpy source. For example, if the temperature of the second reservoir exceeds the temperature of the first reservoir or objects adjacent to the first reservoir, electricity may be generated from the temperature difference between the liquid returning from the second reservoir and the surrounding ambient temperature near the first reservoir, or the temperature inside the first reservoir, or another cold or warm source or heat or enthalpy sink. For example, if the temperature of the second reservoir is less than the temperature of the first reservoir or objects adjacent to the first reservoir, the liquid from the second reservoir may be employed as a cooling medium or source of cooling, or in district cooling to provide valuable or useful cooling to one or more applications requiring cooling. For example, if the temperature of the second reservoir exceeds the temperature of the first reservoir or objects adjacent to the first reservoir, liquid from the second reservoir may be employed as a heating medium or heat source, or in district heating to provide valuable or useful heating for one or more applications requiring heating. For example, if the temperature of the second reservoir is less than the temperature of the first reservoir or objects adjacent to the first reservoir, liquid from the second reservoir may be employed as a cooling source to power or facilitate a desalination process or a process for removing water from a gas stream or air. For example, if the temperature of the second reservoir is less than the temperature of the first reservoir or objects adjacent to the first reservoir, it may be desirable to insulate the first reservoir or one or more pipes. The insulator may allow the first reservoir to remain cooler, which may be advantageous, for example, if the low-density liquid has a low boiling point or is volatile, and minimizing the temperature in the first reservoir minimizes the pressure in the first reservoir. The insulator may also prevent condensation from forming on the tank.

○注記:本発明はまた、海洋温度差発電(OTEC)のための手段として採用されてもよい。 Note: The present invention may also be employed as a means for Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC).

○注記:望ましい場合、本発明の1つ以上の構成要素が、加熱又は冷却されてもよいし、温度制御されてもよいし、それらの組み合わせでもよい。 Note: If desired, one or more components of the present invention may be heated, cooled, temperature controlled, or a combination thereof.

○注記:低密度の液体は、水の凝固点未満の凝固点を有し得、このことは、有利に利用され得る。例えば、第1のリザーバは、例えば、冷蔵又は冷凍貯蔵施設のための冷却を提供するための、冷温又は熱貯蔵ユニットとして採用され得る。当該冷温貯蔵は、例えば、エネルギー消費を最適化するために、又はグリッド負荷シフト若しくは負荷縮小のために採用され得る。例えば、第1のリザーバは、極低温冷温貯蔵又は熱貯蔵ユニットとして採用され得る。代わりに又は加えて、冷温低密度の液体は、低温熱伝達流体として、かつ/又は低温熱貯蔵媒体として採用されてもよい。例えば、低密度の液体は、冷却を必要とする用途に採用されてもよく、冷却には、地域冷房、又は脱塩施設のための冷却、又は発電所のための冷却、又は空気分離ユニットのための冷却、又は液化施設のための冷却、又はHVACシステムのための冷却が含まれ得るが、これらに限定されない。例えば、LNGガス化施設は、大量の廃棄物冷却を生成し得る。LNGガス化施設は、当該第1のリザーバ内の又は当該第1のリザーバからの低密度の液体を熱源又はエンタルピー源として採用し、プロセスにおいて当該低密度の液体を冷却し得る。その潜在的により低い凝固点に起因して、低密度の液体は、液相のままでありながら水よりも低い温度に冷却され、水の凝固点の近くの、水の凝固点の、又は水の凝固点未満の温度で、熱伝達又は大規模な熱貯蔵又はその両方を可能にし得る。加えて、第1のリザーバが第2のリザーバに相互接続され、かつ第2のリザーバが相対的に一貫した「冷温」温度に位置し得るため、「暖温」低密度の液体は、4℃近くであり得るか、又は別様に周囲温度未満であり得る。有利には、「暖温」低密度の液体は、周囲温度を著しく下回る場合があるため、当該低密度の液体が周囲温度に近いか又は周囲温度であるとする場合よりも多くのエネルギーが「冷温源」から回収され得る。 ○Note: The low-density liquid may have a freezing point below that of water, which may be used to advantage. For example, the first reservoir may be employed as a cold or heat storage unit, e.g., to provide cooling for a refrigeration or frozen storage facility. Such cold storage may be employed, e.g., to optimize energy consumption or for grid load shifting or load reduction. For example, the first reservoir may be employed as a cryogenic cold or heat storage unit. Alternatively or additionally, the cold, low-density liquid may be employed as a low-temperature heat transfer fluid and/or as a low-temperature heat storage medium. For example, the low-density liquid may be employed in applications requiring cooling, which may include, but are not limited to, district cooling, or cooling for a desalination facility, or cooling for a power plant, or cooling for an air separation unit, or cooling for a liquefaction facility, or cooling for an HVAC system. For example, an LNG gasification facility may generate large amounts of waste cooling. An LNG gasification facility may employ a low-density liquid in or from the first reservoir as a heat or enthalpy source, cooling the low-density liquid in the process. Due to its potentially lower freezing point, the low-density liquid may be cooled to a lower temperature than water while remaining in the liquid phase, enabling heat transfer or large-scale heat storage, or both, at temperatures near, at, or below the freezing point of water. Additionally, because the first reservoir is interconnected to a second reservoir and the second reservoir may be at a relatively consistent "cold" temperature, the "warm" low-density liquid may be near 4°C or otherwise below ambient temperature. Advantageously, because the "warm" low-density liquid may be significantly below ambient temperature, more energy may be recovered from the "cold source" than if the low-density liquid were near or at ambient temperature.

○注記:低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、熱伝達流体として、又は熱貯蔵流体として採用されてもよいし、海洋温度差発電で採用されてもよい。 Note: Low density liquids or high density liquids or both may be employed as heat transfer fluids or as heat storage fluids, or in ocean thermal energy conversion.

例示的な例示的実施形態:
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバに隣接する水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
水及び水よりも低密度を有する流体は、両方とも液体形態である、システム。
2.当該第2の貯蔵リザーバは、膨張可能、収縮可能、又は圧壊可能である、実施形態1に記載のシステム。
3.当該第2の貯蔵リザーバは、枕タンク、タマネギタンク、バルーンタンク、袋タンク、布地タンク、浮袋タンク、折りたたみタンク、可撓性タンク、ベローズタンク、アコーディオンタンク、又はライナータンクである、実施形態1に記載のシステム。
4.当該第2の貯蔵リザーバは、凹状領域を含み、凹状領域は、当該凹状領域の下部の近くに開口部を有し、当該開口部は、水域に対して開放されている、実施形態1に記載のシステム。
5.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバであって、第2の貯蔵リザーバは、第1の貯蔵リザーバよりも水域の表面の下方のより大きい深さにある、第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバは、
(1)第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送して水を置換することによって蓄電するか、又は
(2)第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するか、又は
(3)(1)及び(2)の両方であるように、動作可能に接続されており、
水及び水よりも低密度を有する流体は、両方とも液体形態である、システム。
6.置換された水は、第2の貯蔵リザーバ内にある、実施形態5に記載のシステム。
7.置換された水は、水域内の水であり、置換された水は、第2の貯蔵リザーバに隣接している、実施形態5に記載のシステム。
8.水ポンプと発電機とは、同じユニットである、実施形態5に記載のシステム。
9.当該第1の貯蔵リザーバ、当該第2の貯蔵リザーバ、又はその両方は、膨張可能又は収縮可能又は圧壊可能な構造物を含む、実施形態5に記載のシステム。
10.当該第1の貯蔵リザーバ、当該第2の貯蔵リザーバ、又はその両方は、枕タンク、タマネギタンク、バルーンタンク、袋タンク、布地タンク、浮袋タンク、折りたたみタンク、可撓性タンク、ベローズタンク、アコーディオンタンク、又はライナータンクを含む、実施形態5に記載のシステム。
11.当該第2の貯蔵リザーバは、凹状領域を含み、凹状領域は、当該凹状領域の下部の近くに、水域に対して開放された開口部を有する、実施形態5に記載のシステム。
12.当該第2の貯蔵リザーバは、当該水域の下部に留止されている、実施形態5に記載のシステム。
13.水よりも低密度を有する流体は、炭化水素液体を含む、実施形態5に記載のシステム。
14.第1のリザーバ、第2のリザーバ、又はその両方の位置を維持又は調整するための動的測位システムを更に備える、実施形態5に記載のシステム。
15.電力グリッド又は送電インフラストラクチャへの動作可能な接続を更に備える、実施形態5に記載のシステム。
16.当該第2の貯蔵リザーバは、水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成されている、実施形態5に記載のシステム。
17.当該第1及び第2のリザーバは、1つ以上のパイプによって接続されている、実施形態5に記載のシステム。
18.当該ポンプ及び発電機は、単一のユニットを含む、実施形態5に記載のシステム。
19.当該第1のリザーバは、水域の表面の下方に位置するように構成されている、実施形態5に記載のシステム。
20.水よりも低密度を有する流体は、プロパン、ブタン、LPG、ペンタン、ヘキサン、又はそれらの混合物を含む、実施形態5に記載のシステム。
21.水よりも低密度を有する流体は、アルコール、エーテル、エステル、又はそれらの混合物を含む、実施形態5に記載のシステム。
22.水よりも低密度を有する流体は、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、又はそれらの混合物を含む、実施形態5に記載のシステム。
23.当該第2のリザーバは、放電中に圧壊又は収縮するように構成されている、実施形態9に記載のシステム。
24.当該圧壊又は収縮は、当該第2のリザーバに隣接する水が水よりも低密度を有する流体を置換することに起因する、実施形態26に記載のシステム。
25.当該第2のリザーバは、充電中に膨張する、実施形態9に記載のシステム。
26.当該膨張は、流体が、第2のリザーバに入る水よりも低密度を有し、かつ当該第2のリザーバに隣接する水を置換することに起因する、実施形態25に記載のシステム。
27.当該第1のリザーバは、水域の下部に留止されるように構成されている、実施形態19に記載のシステム。
28.当該第1のリザーバは、浮力を低減するために水よりも大密度を有する材料に取り付けられるように構成されている、実施形態19に記載のシステム。
29.当該第1のリザーバは、水よりも大密度を有する材料に取り付けられ、中立的に浮力を有する、ように構成されており、第1のリザーバは、第1のリザーバの位置が動的測位システムによって維持又は調整されるように構成されている、実施形態19に記載のシステム。
30.当該第2のリザーバは、浮力を低減するための、水よりも大密度を有する材料に取り付けられている、実施形態5に記載のシステム。
Illustrative exemplary embodiments:
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water adjacent to the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
Water and a fluid having a density lower than that of water are both in liquid form in the system.
2. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir is expandable, contractible, or collapsible.
3. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir is a pillow tank, an onion tank, a balloon tank, a bladder tank, a fabric tank, a swim bladder tank, a collapsible tank, a flexible tank, a bellows tank, an accordion tank, or a liner tank.
4. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir includes a recessed region having an opening near a bottom of the recessed region, the opening being open to a body of water.
5. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water, the second storage reservoir being at a greater depth below the surface of the body of water than the first storage reservoir;
A pump and
a generator;
The pump, the generator, and the first and second reservoirs
(1) storing electricity by pumping a low-density fluid in a first storage reservoir to a second storage reservoir to displace water; (2) generating or discharging electricity by allowing a low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir; or (3) both (1) and (2);
Water and a fluid having a density lower than that of water are both in liquid form in the system.
6. The system of embodiment 5, wherein the displaced water is in a second storage reservoir.
7. The system of embodiment 5, wherein the displaced water is water within a body of water, and the displaced water is adjacent to the second storage reservoir.
8. The system of embodiment 5, wherein the water pump and the generator are the same unit.
9. The system of embodiment 5, wherein the first storage reservoir, the second storage reservoir, or both, comprise an expandable, contractable, or collapsible structure.
10. The system of embodiment 5, wherein the first storage reservoir, the second storage reservoir, or both comprise a pillow tank, an onion tank, a balloon tank, a bladder tank, a fabric tank, a swim bladder tank, a collapsible tank, a flexible tank, a bellows tank, an accordion tank, or a liner tank.
11. The system of embodiment 5, wherein the second storage reservoir includes a recessed region having an opening near a bottom of the recessed region that is open to the body of water.
12. The system of embodiment 5, wherein the second storage reservoir is anchored beneath the body of water.
13. The system of embodiment 5, wherein the fluid having a density lower than that of water comprises a hydrocarbon liquid.
14. The system of embodiment 5, further comprising a dynamic positioning system for maintaining or adjusting the position of the first reservoir, the second reservoir, or both.
15. The system of embodiment 5, further comprising an operative connection to a power grid or power transmission infrastructure.
16. The system of embodiment 5, wherein the second storage reservoir is configured to store a fluid having a density lower than water.
17. The system of embodiment 5, wherein the first and second reservoirs are connected by one or more pipes.
18. The system of embodiment 5, wherein the pump and generator comprise a single unit.
19. The system of embodiment 5, wherein the first reservoir is configured to be located below the surface of the body of water.
20. The system of embodiment 5, wherein the fluid having a density lower than water comprises propane, butane, LPG, pentane, hexane, or a mixture thereof.
21. The system of embodiment 5, wherein the fluid having a density lower than water comprises an alcohol, an ether, an ester, or a mixture thereof.
22. The system of embodiment 5, wherein the fluid having a density lower than water comprises methanol, ethanol, propanol, acetone, dimethyl ether, diethyl ether, or a mixture thereof.
23. The system of embodiment 9, wherein the second reservoir is configured to collapse or contract during discharge.
24. The system of embodiment 26, wherein the collapsing or contracting is due to water adjacent to the second reservoir displacing a fluid having a lower density than water.
25. The system of embodiment 9, wherein the second reservoir expands during charging.
26. The system of embodiment 25, wherein the expansion is due to the fluid having a lower density than the water entering the second reservoir and displacing water adjacent to the second reservoir.
27. The system of embodiment 19, wherein the first reservoir is configured to be secured beneath a body of water.
28. The system of embodiment 19, wherein the first reservoir is configured to be attached to a material having a density greater than water to reduce buoyancy.
29. The system of embodiment 19, wherein the first reservoir is attached to a material having a density greater than water and configured to be neutrally buoyant, and wherein the first reservoir is configured such that the position of the first reservoir is maintained or adjusted by a dynamic positioning system.
30. The system of embodiment 5, wherein the second reservoir is attached to a material having a density greater than water to reduce buoyancy.

液体置換に関する追加の実施形態の概要
本発明は、蓄電又は発電するためのシステム及び方法に関する。いくつかの実施形態は、より高密度の液体をより低密度の液体に置換することによるエネルギーの貯蔵のためのシステム又は方法に関する。いくつかの実施形態は、蓄電又は発電を容易にするためのシステム又は方法に関する。いくつかの実施形態は、環境、健康、及び安全の機構に関する。いくつかの実施形態は、特定の地理的タイプでのエネルギー貯蔵を可能にするためのシステム及び構成に関する。いくつかの実施形態は、様々なレベルの揮発圧又は蒸気圧を有する低密度の液体作動流体を用いるエネルギー貯蔵を可能にするシステム及び構成に関する。いくつかの実施形態は、最適なエネルギー貯蔵性能を確実にすることに関する。
Overview of Additional Liquid Displacement Embodiments The present invention relates to systems and methods for storing or generating electricity. Some embodiments relate to systems or methods for storing energy by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. Some embodiments relate to systems or methods for facilitating electricity storage or generation. Some embodiments relate to environmental, health, and safety mechanisms. Some embodiments relate to systems and configurations for enabling energy storage in specific geographic types. Some embodiments relate to systems and configurations for enabling energy storage using low density liquid working fluids with various levels of volatility or vapor pressure. Some embodiments relate to ensuring optimal energy storage performance.

例示的な定義:
●凝縮可能なガス:以下の条件で、相が、液体からガスに、若しくはガスから気体に、若しくはその両方で可逆的に遷移するか、又は沸点を有するか、又はこれらの組み合わせである、化学物質又は化学物質の混合物:
○2.5気圧未満、又は5気圧未満、又は10気圧未満、又は15気圧未満、又は20気圧未満の蒸気圧
○0.1気圧超、又は0.2気圧超、又は0.3気圧超、又は0.4気圧超、又は0.5気圧超、又は0.6気圧超、又は0.7気圧超、又は0.8気圧超、又は0.9気圧超、又は1.0気圧超の蒸気圧
○230ケルビン~380ケルビンの範囲の温度
●部分的に放電されるか、又は部分的に充電された:エネルギー貯蔵システムが、蓄積されたエネルギーを収容しているが、蓄積されたエネルギーが、エネルギー貯蔵システムの全エネルギー貯蔵容量未満である、状態。例えば、表面LDL貯蔵タンクが、その最小容量を超え、かつその最大容量未満である量のLDLを収容しているとき。例えば、水中LDL貯蔵タンクが、その最小容量を超え、かつその最大容量未満である量のLDLを収容しているとき。
●最大容量:最大容量は、所与の貯蔵タンク内に、又はエネルギー貯蔵デバイスの領域内に、又は一般に貯蔵され得る、最大量のHDL若しくは水、及び/又は最大量のLDL、又はその両方を含み得る。例えば、海中タンク内のLDLの最大容量は、LDLが危険にさらされるか、又は水を移送するために設計されたパイプラインに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最大量のLDLを含み得る。例えば、海中タンク内のHDLの最大容量は、HDLが危険にさらされるか、又はLDLを移送するために設計されたパイプラインに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最大量の水又はHDLを含み得る。例えば、海中タンク内のLDLの最大容量は、LDLが危険にさらされるか、又は表面HDL若しくは水タンクに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最大量のLDLを含み得る。例えば、海中タンク内のHDLの最大容量は、HDLが危険にさらされるか、又は表面LDLタンクに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最大量のHDLを含み得る。
●最小容量:最小容量は、所与の貯蔵タンク内に、又はエネルギー貯蔵デバイスの領域内に、又は一般に貯蔵され得る、最小量のHDL若しくは水、及び/又は最大量のLDL、又はその両方を含み得る。例えば、LDL又はHDLのタンクの最小容量は、タンクがLDL若しくはHDLを全く収容しないか、又は非常に少ないLDL若しくはHDLを収容することを含み得る。例えば、海中タンク内のLDLの最小容量は、HDLが危険にさらされるか、又はLDLを移送するために設計されたパイプラインに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最小量のLDLを含み得る。例えば、海中タンク内のHDLの最小容量は、LDLが危険にさらされるか、又はHDLを移送するために設計されたパイプラインに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最小量の水又はHDLを含み得る。例えば、海中タンク内のLDLの最小容量は、HDLが危険にさらされるか、又は表面LDL若しくは水タンクに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最小量のLDLを含み得る。例えば、海中タンク内のHDLの最小容量は、LDLが危険にさらされるか、又は表面HDL若しくは水タンクに入り得るか若しくは入る前に、海中タンク内に貯蔵され得る、最小量の水又はHDLを含み得る。浮体式水中タンク内のLDLの最小体積又は最小量は、浮体式水中タンクが浮力を有することを確実にするために必要とされる最小量のLDLを含み得る。
●ポンプ及び発電機、又はポンプ、及び発電機:ポンプ及び発電機は、組み合わされたポンプ/発電機ユニットを含み得、組み合わされたポンプ/発電機ユニットとしては、水力回収タービン(HPRT)が挙げられ得るが、これに限定されない。代わりに又は加えて、いくつかの実施形態は、別個のポンプ及び別個の発電機を採用し得る。
●第1のリザーバ:第1のリザーバは、低密度の液体を貯蔵するように構成されたタンクのうちの1つ以上又は組み合わせを含み、第2のリザーバよりも高位の又は第2のリザーバを超える標高に位置し得る。
●第2のリザーバ:第2のリザーバは、低密度の液体を貯蔵するように構成されたタンクのうちの1つ以上又は組み合わせを含み、第1のリザーバよりも低位の又は第1のリザーバ未満の標高に位置し得る。第2のリザーバは、低密度の液体及び水の両方を貯蔵するように構成され得る。第2のリザーバは、水と低密度の液体との間の混合又は直接の物理的接触を防止しながら、低密度の液体及び水の両方を、低密度の液体及び水が体積又は圧力を交換する様式で貯蔵するように構成され得る。
●第3のリザーバ:第3のリザーバは、海洋に相互接続され得るか、又は海洋を含み得る。第3のリザーバは、水タンク又は貯蔵容器を含み得る。当該水タンク又は貯蔵デバイスは、表面上にあり得るか、又は水の上方にあり得るか、又は水中にあり得るか、又はそれらの組み合わせである。水中水リザーバは、パイプを介して第2のリザーバに相互接続された水を含むタンク又は貯蔵容器又はリザーバ又は水域を含み得る。望ましい場合、水タンク又は貯蔵容器第3のリザーバ又は第3のリザーバに相互接続された水、の少なくとも一部分は、海洋の静水圧と同様の圧力又は海洋の静水圧との平衡圧力を有し得る。第3のリザーバの内部の液体の密度が海水と同じである場合、第3のリザーバは、第1の貯蔵リザーバの標高と第2の貯蔵リザーバの標高との間の任意の標高、又は水中の任意の標高に位置し得る。
●貯蔵容器:貯蔵容器又はタンクは、液体、固体、又はガスなどの材料を収容するためのバリアを備え得る。貯蔵容器又はタンクは、様々な構成又は材料を含み得、当技術分野で知られている、貯蔵タンク、又は液体若しくは多相媒体を貯蔵するために採用される容器、又はそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。
●処理された海水:処理された海水は、海水よりも低腐食性であるか、又は海水よりも低い溶存酸素濃度を有するか、又は海水よりもバイオファウリング若しくはスケーリングが形成されにくいか、又はそれらの組み合わせである、海水由来の水又は水溶液を含み得る。処理された海水が海水と同様の密度を有することが望ましい場合がある。
●テザー:テザーは、浮体式構造物又は浮力構造物を別の構造物と接続するケーブル又は線又はコネクタを含み得る。当該「別の構造物」は、海底又は係船所又は容器又は別のタンク又はアンカー、又はそれらの組み合わせを含むものを含み得るが、これらに限定されない。
●水よりも低密度を有する流体及び水を貯蔵するように構成された:本用語は、水及びより低密度の液体の貯蔵のために設計されたリザーバ又は貯蔵庫を説明し得る。本用語は、水及びより低密度の液体が反応すること、又は溶解すること、又は新しい相を形成することを防止する貯蔵を構成することを含み得る。本用語は、水及びより低密度の液体が同じ貯蔵容器に貯蔵されながら物理的に分離されることを確実にする貯蔵を構成することを含み得る。
●低密度の液体:より高密度の液体よりも低密度の液体。水の密度よりも低密度の液体。3℃を超え、かつ/又は50℃未満の温度で液体の水よりも低密度の液体。
●実質的な低密度の液体-水の水和物:「実質的な」とは、低密度の液体-水の水和物がエネルギー貯蔵システムの動作を妨害するか、又は中断するような、低密度の液体ー水の水和物の量又は場所又はそれらの組み合わせを意味し得る。
●に近い、又はとほぼ同等の:「に近い、又はとほぼ同等の」は、別の値の10%以内の値を表し得る。
●サブタンク:サブタンクは、別のタンク内、若しくは閉囲構造物内、若しくは凹状構造物内、若しくはそれらの組み合わせのタンク、又は以上のものの内側に位置するタンクを含み得る。
●剛性封じ込め構造物:剛性封じ込め構造物は、サブタンク又は1つ以上の他の構造物を保持する筐体又はカバーを含み得る。剛性封じ込め構造物は、サブタンク又は1つ以上の他の構造物の欠陥が発生した場合に、低密度の液体及び/又は破片を捕捉又は回収し得る。
●機械的に隔離された:周囲又は隣接する海水から機械的に隔離された水中タンクは、タンクの内部の収納物がタンクの周囲の収納物の圧力から隔離されるか又は独立した圧力の下で動作するタンクを含み得る。機械的に隔離されたタンクは、タンクの外側又は周囲の流体又は材料と圧力を交換しないタンクであり得る。例えば、水中タンクは、水中タンクの周囲の水の圧力とは異なる圧力をタンクの内部に有し得、タンクの形状及び/又は体積は、変化しないままであり得る。本明細書のいくつかの実施形態では、水中タンクの内部の圧力は、タンクと同じ深さの水の静水圧に近いか、又はほぼ同等であり得るが、タンクの内部収容物は、タンクに隣接するか又はタンクの周囲の海水と圧力を交換しない場合がある。タンクの外部と同様のタンクの内部の圧力を、タンクの内部と外部との間で圧力を交換することなく達成することは、工学設計システム及び/又は方法のうちの1つ以上又は組み合わせを包含し得る。例えば、工学設計された頭隙ガス又は凝縮可能な頭隙ガスは、タンクの内部の温度、及び/又は当該タンクの周囲若しくは当該タンクに隣接する水の温度の範囲内の温度でタンクと同じ深さで海水の静水圧の圧力範囲の蒸気圧を有するように工学設計され得る。タンクの外部と同様のタンクの内部の圧力を、タンクの内部と外部との間で圧力を交換することなく達成することによって、水中タンク又は水中剛性タンクを、例えば、より少ない材料又はより安価な材料又はそれらの組み合わせから製造することができる。
●欠陥:欠陥は、低密度の液体及び/又は水を含み得るが、これらに限定されない、内部液体の放出をもたらし得る、破損、又はリーク、又は切断、又は偶発的な放出を含み得る。
Exemplary definitions:
Condensable gas: A chemical or mixture of chemicals that undergoes a reversible phase transition from liquid to gas, or gas to vapor, or both, or has a boiling point, or a combination thereof, under the following conditions:
○ Vapor pressure less than 2.5 atmospheres, or less than 5 atmospheres, or less than 10 atmospheres, or less than 15 atmospheres, or less than 20 atmospheres ○ Vapor pressure greater than 0.1 atmospheres, or greater than 0.2 atmospheres, or greater than 0.3 atmospheres, or greater than 0.4 atmospheres, or greater than 0.5 atmospheres, or greater than 0.6 atmospheres, or greater than 0.7 atmospheres, or greater than 0.8 atmospheres, or greater than 0.9 atmospheres, or greater than 1.0 atmospheres ○ Temperatures in the range of 230 Kelvin to 380 Kelvin ● Partially discharged or partially charged: A condition in which the energy storage system contains stored energy, but the stored energy is less than the total energy storage capacity of the energy storage system. For example, when a surface LDL storage tank contains an amount of LDL that is above its minimum capacity and less than its maximum capacity. For example, when a submerged LDL storage tank contains an amount of LDL that is above its minimum capacity and less than its maximum capacity.
● Maximum capacity: Maximum capacity may include the maximum amount of HDL or water, and/or the maximum amount of LDL, or both, that can be stored in a given storage tank, or in a region of an energy storage device, or in general. For example, the maximum capacity of LDL in a subsea tank may include the maximum amount of LDL that can be stored in the subsea tank before the LDL is compromised or can or enters a pipeline designed to transfer water. For example, the maximum capacity of HDL in a subsea tank may include the maximum amount of water or HDL that can be stored in the subsea tank before the HDL is compromised or can or enters a pipeline designed to transfer LDL. For example, the maximum capacity of LDL in a subsea tank may include the maximum amount of LDL that can be stored in the subsea tank before the LDL is compromised or can or enters a surface HDL or water tank. For example, the maximum capacity of HDL in a subsea tank may include the maximum amount of HDL that can be stored in the subsea tank before the HDL is endangered or can or enters a surface LDL tank.
Minimum Capacity: Minimum capacity may include the smallest amount of HDL or water, and/or the largest amount of LDL, or both, that can be stored in a given storage tank, or in a region of an energy storage device, or in general. For example, a minimum capacity of a tank of LDL or HDL may include the tank containing no LDL or HDL, or containing very little LDL or HDL. For example, a minimum capacity of LDL in a subsea tank may include the smallest amount of LDL that can be stored in the subsea tank before the HDL is endangered or can or enters a pipeline designed to transport the LDL. For example, a minimum capacity of HDL in a subsea tank may include the smallest amount of water or HDL that can be stored in the subsea tank before the LDL is endangered or can or enters a pipeline designed to transport the HDL. For example, the minimum volume of LDL in a subsea tank may include the smallest amount of LDL that can be stored in the subsea tank before the HDL is compromised or can or enters the surface LDL or water tank. For example, the minimum volume of HDL in a subsea tank may include the smallest amount of water or HDL that can be stored in the subsea tank before the LDL is compromised or can or enters the surface HDL or water tank. The minimum volume or amount of LDL in a floating submersible tank may include the smallest amount of LDL needed to ensure the floating submersible tank is buoyant.
Pump and Generator, or Pump and Generator: The pump and generator may include a combined pump/generator unit, which may include, but is not limited to, a Hydro Power Recovery Turbine (HPRT). Alternatively or additionally, some embodiments may employ a separate pump and a separate generator.
● First reservoir: The first reservoir may include one or more or a combination of tanks configured to store a low density liquid and may be located at a higher elevation than the second reservoir or at an elevation greater than the second reservoir.
Second reservoir: The second reservoir may include one or more or a combination of tanks configured to store a low-density liquid and may be located at a lower elevation than the first reservoir or at a lower elevation than the first reservoir. The second reservoir may be configured to store both the low-density liquid and water. The second reservoir may be configured to store both the low-density liquid and water in a manner where the low-density liquid and the water exchange volume or pressure while preventing mixing or direct physical contact between the water and the low-density liquid.
Third reservoir: The third reservoir may be interconnected to or include the ocean. The third reservoir may include a water tank or storage vessel. The water tank or storage device may be on the surface, above water, underwater, or a combination thereof. The submersible water reservoir may include a tank or storage vessel or reservoir or body of water containing water interconnected to the second reservoir via a pipe. If desired, at least a portion of the water tank or storage vessel, the third reservoir, or the water interconnected to the third reservoir, may have a pressure similar to or equilibrium with the hydrostatic pressure of the ocean. If the liquid within the third reservoir has the same density as seawater, the third reservoir may be located at any elevation between the elevations of the first and second storage reservoirs, or at any elevation underwater.
Storage vessel: A storage vessel or tank may comprise a barrier for containing a material such as a liquid, solid, or gas. The storage vessel or tank may comprise a variety of configurations or materials, including, but not limited to, storage tanks, or vessels adapted to store liquids or multiphase media, or combinations thereof, as known in the art.
Treated Seawater: Treated seawater may include water or aqueous solutions derived from seawater that are less corrosive than seawater, or have a lower dissolved oxygen concentration than seawater, or are less susceptible to the formation of biofouling or scaling than seawater, or a combination thereof. It may be desirable for the treated seawater to have a density similar to seawater.
Tether: A tether may include a cable or line or connector connecting a floating or buoyant structure to another structure, which may include, but is not limited to, the seabed, a mooring, a vessel, another tank, or an anchor, or any combination thereof.
Configured to store water and fluids having a lower density than water: This term may describe a reservoir or storage designed for the storage of water and lower density liquids. This term may include configuring storage that prevents water and lower density liquids from reacting, dissolving, or forming new phases. This term may include configuring storage that ensures that water and lower density liquids are physically separated while being stored in the same storage vessel.
Low density liquid: A liquid that is less dense than a more dense liquid. A liquid that is less dense than the density of water. A liquid that is less dense than liquid water at temperatures above 3°C and/or below 50°C.
● Substantial low density liquid-water hydrates: "Substantial" may mean an amount or location or combination thereof of low density liquid-water hydrates such that the low density liquid-water hydrates interfere with or disrupt the operation of the energy storage system.
● Close to or approximately the same as: "Close to or approximately the same as" may describe a value that is within 10% of another value.
Sub-tanks: Sub-tanks may include tanks located within another tank, or within an enclosed structure, or within a recessed structure, or a combination thereof, or a tank located inside any of the above.
Rigid Containment Structure: A rigid containment structure may include an enclosure or cover that holds a subtank or one or more other structures. The rigid containment structure may capture or collect low density liquids and/or debris in the event of a failure of the subtank or one or more other structures.
Mechanically Isolated: A submersible tank that is mechanically isolated from ambient or adjacent seawater may include a tank in which the contents within the tank are isolated from or operate under a pressure independent of the pressure of the contents surrounding the tank. A mechanically isolated tank may be a tank that does not exchange pressure with fluids or materials outside or surrounding the tank. For example, a submersible tank may have a pressure within the tank that is different from the pressure of the water surrounding the submersible tank, and the shape and/or volume of the tank may remain unchanged. In some embodiments herein, the pressure within the submersible tank may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of water at the same depth as the tank, but the contents within the tank may not exchange pressure with seawater adjacent to or surrounding the tank. Achieving a pressure within the tank that is similar to the pressure outside the tank without exchanging pressure between the interior and exterior of the tank may involve one or more or a combination of engineering design systems and/or methods. For example, the engineered head space gas or condensable head space gas may be engineered to have a vapor pressure in the hydrostatic pressure range of seawater at the same depth as the tank at temperatures within the range of temperatures inside the tank and/or the temperature of the water surrounding or adjacent to the tank. By achieving a pressure inside the tank similar to that outside the tank without exchanging pressure between the inside and outside of the tank, a submersible or submersible rigid tank may be manufactured, for example, from fewer or less expensive materials or a combination thereof.
Defects: Defects may include breaks, leaks, disconnections, or accidental releases that may result in the release of internal liquids, which may include, but are not limited to, low density liquids and/or water.

例示的な実施形態の詳細な図の説明及び説明
図34:本図は、高位側の標高にあるタンクから低位側の標高にあるタンクに低密度の液体をポンプ圧送し、低位側の標高にあるタンク内の水を置換することによって蓄電する、エネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、本実施形態の充電又は蓄電を示し得る。高位側の標高にある、低密度の液体を有するタンクは、第1のリザーバを含み得る。低位側の標高にある、低密度の液体及び水を有するタンクは、第2のリザーバを含み得る。高位側の標高にある、水を有するタンクは、第3のリザーバ又は地表水タンクを含み得る。表面水タンク内の水の密度は、海水の密度に近いか、又は等しい場合がある。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。
Detailed Diagram Description and Explanation of Exemplary Embodiments Figure 34: This diagram may illustrate an energy storage system that stores electricity by pumping a lower density liquid from a tank at a higher elevation to a tank at a lower elevation to displace water in the tank at the lower elevation. This diagram may illustrate charging or storage of this embodiment. The tank at the higher elevation with the lower density liquid may comprise a first reservoir. The tank at the lower elevation with the lower density liquid and water may comprise a second reservoir. The tank at the higher elevation with water may comprise a third reservoir or surface water tank. The density of the water in the surface water tank may be close to or equal to the density of seawater. The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the depth of the second reservoir.

図35:本図は、図34と同じ実施形態を含み得る。本図は、本実施形態がほぼ完全に充電された状態にあることを示し得る。 Figure 35: This figure may include the same embodiment as Figure 34. This figure may show this embodiment in a nearly fully charged state.

図36:本図は、図34と同じ実施形態を含み得る。本図は、本実施形態が放電又は発電することを示し得る。 Figure 36: This figure may include the same embodiment as Figure 34. This figure may show this embodiment discharging or generating electricity.

図37:本図は、図34と同じ実施形態を含み得る。本図は、本実施形態がほぼ完全に放電された状態にあることを示し得る。 Figure 37: This figure may include the same embodiment as Figure 34. This figure may show this embodiment in a nearly fully discharged state.

図38:図34、図35、図36、及び図37の図の凡例。 Figure 38: Legend for Figures 34, 35, 36, and 37.

図39:低密度の液体を表面の近くの第1のリザーバ(「1」)から水中の第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、当該第2のリザーバの周囲の海水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。本図は、低密度の液体を第1のリザーバから第2のリザーバにポンプ圧送し、第2のリザーバの周囲の水を置換することによって充電するエネルギー貯蔵システムを示す。表面の近くの第1のリザーバ(「1」)は、第2のリザーバ(「2」)の標高を超える標高にあり得る。第1のリザーバは、陸上の水の上方にあり得るか、又は水に浮き続け得るか、又は水中にあり得る。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に浮いている。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に吊設されてもよく、浮力を有してもよい。本図では、第2のリザーバは、海底に留止され、かつ/又は海底に係留され得る。本図では、第2のリザーバは、海水に取り囲まれていてもよい。第2のリザーバは、ピストンタンクを含み得る。第2のリザーバは、タマネギタンク、又は浮袋タンク、又は枕タンク、又は貯蔵袋などの膨張可能又は圧壊可能な構造を含み得る。本図では、第2のリザーバの内圧は、第2のリザーバの下部と接触する水の静水圧に近いか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 39: An energy storage system that charges by pumping a low-density liquid from a first reservoir ("1") near the surface to a second reservoir ("2") underwater, displacing the seawater surrounding the second reservoir. This diagram shows an energy storage system that charges by pumping a low-density liquid from a first reservoir to a second reservoir, displacing the water surrounding the second reservoir. The first reservoir ("1") near the surface can be at an elevation greater than the elevation of the second reservoir ("2"). The first reservoir can be above water on land, can remain floating on water, or can be underwater. In this diagram, the second reservoir floats above the seabed. In this diagram, the second reservoir may be suspended above the seabed and may be buoyant. In this illustration, the second reservoir may be anchored and/or moored to the seabed. In this illustration, the second reservoir may be surrounded by seawater. The second reservoir may include a piston tank. The second reservoir may include an inflatable or collapsible structure such as an onion tank, swim bladder tank, pillow tank, or storage bag. In this illustration, the internal pressure of the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the water in contact with the bottom of the second reservoir.

図40:低密度の液体を表面の近くの第1のリザーバ(「1」)から水中の第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、当該第2のリザーバの周囲の海水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。本図は、エネルギー貯蔵システムが定常状態で完全に充電されることを示す。表面の近くの第1のリザーバ(「1」)は、第2のリザーバ(「2」)の標高を超える標高にあり得る。第1のリザーバは、陸上の水の上方にあり得るか、又は水に浮き続け得るか、又は水中にあり得る。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に浮いている。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に吊設されてもよく、浮力を有してもよい。本図では、第2のリザーバは、海底に留止され、かつ/又は海底に係留され得る。本図では、第2のリザーバは、海水に取り囲まれていてもよい。第2のリザーバは、ピストンタンクを含み得る。第2のリザーバは、タマネギタンク、又は浮袋タンク、又は枕タンク、又は貯蔵袋などの膨張可能又は圧壊可能な構造を含み得る。本図では、第2のリザーバの内圧は、第2のリザーバの下部と接触する水の静水圧に近いか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 40: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid from a first reservoir ("1") near the surface to a second reservoir ("2") underwater, displacing the seawater surrounding the second reservoir. This diagram shows the energy storage system fully charged at steady state. The first reservoir ("1") near the surface can be at an elevation greater than the elevation of the second reservoir ("2"). The first reservoir can be above water on land, can remain afloat on the water, or can be submerged. In this diagram, the second reservoir is floating above the seabed. In this diagram, the second reservoir may be suspended above the seabed and may be buoyant. In this diagram, the second reservoir may be anchored and/or moored to the seabed. In this diagram, the second reservoir may be surrounded by seawater. The second reservoir may include a piston tank. The second reservoir may include an inflatable or collapsible structure such as an onion tank, swim bladder tank, pillow tank, or storage bag. In this illustration, the internal pressure of the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the water in contact with the bottom of the second reservoir.

図41:低密度の液体を表面の近くの第1のリザーバ(「1」)から水中の第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、当該第2のリザーバの周囲の海水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。本図は、エネルギー貯蔵システムが放電又は発電することを示し、第2のリザーバの内部の低密度の液体を、第2のリザーバ(「2」)の周囲の水によって置換し、パイプを通して、発電機に通し、発電させ、第1のリザーバ(「1」)内に移送する。表面の近くの第1のリザーバ(「1」)は、第2のリザーバ(「2」)の標高を超える標高にあり得る。第1のリザーバは、陸上の水の上方にあり得るか、又は水に浮き続け得るか、又は水中にあり得る。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に浮いている。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に吊設されてもよく、浮力を有してもよい。本図では、第2のリザーバは、海底に留止され、かつ/又は海底に係留され得る。本図では、第2のリザーバは、海水に取り囲まれていてもよい。第2のリザーバは、ピストンタンクを含み得る。第2のリザーバは、タマネギタンク、又は浮袋タンク、又は枕タンク、又は貯蔵袋などの膨張可能又は圧壊可能な構造を含み得る。本図では、第2のリザーバの内圧は、第2のリザーバの下部と接触する水の静水圧に近いか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 41: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid from a first reservoir ("1") near the surface to a second reservoir ("2") underwater, displacing the seawater surrounding the second reservoir. This diagram shows the energy storage system discharging or generating electricity by displacing the low-density liquid inside the second reservoir with the water surrounding the second reservoir ("2"), passing it through a pipe to a generator, generating electricity, and transferring it back into the first reservoir ("1"). The first reservoir ("1") near the surface can be at an elevation greater than the elevation of the second reservoir ("2"). The first reservoir can be above water on land, floating on water, or submerged. In this diagram, the second reservoir is floating above the seabed. In this diagram, the second reservoir may be suspended above the seabed and may be buoyant. In this illustration, the second reservoir may be anchored and/or moored to the seabed. In this illustration, the second reservoir may be surrounded by seawater. The second reservoir may include a piston tank. The second reservoir may include an inflatable or collapsible structure such as an onion tank, swim bladder tank, pillow tank, or storage bag. In this illustration, the internal pressure of the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the water in contact with the bottom of the second reservoir.

図42:低密度の液体を表面の近くの第1のリザーバ(「1」)から水中の第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、当該第2のリザーバの周囲の海水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。本図は、エネルギー貯蔵システムが完全に放電された状態にあることを示す。表面の近くの第1のリザーバ(「1」)は、第2のリザーバ(「2」)の標高を超える標高にあり得る。第1のリザーバは、陸上の水の上方にあり得るか、又は水に浮き続け得るか、又は水中にあり得る。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に浮いている。本図では、第2のリザーバは、海底の上方に吊設されてもよく、浮力を有してもよい。本図では、第2のリザーバは、海底に留止され、かつ/又は海底に係留され得る。本図では、第2のリザーバは、海水に取り囲まれていてもよい。第2のリザーバは、ピストンタンクを含み得る。第2のリザーバは、タマネギタンク、又は浮袋タンク、又は枕タンク、又は貯蔵袋などの膨張可能又は圧壊可能な構造物を含み得る。本図では、第2のリザーバの内圧は、第2のリザーバの下部と接触する水の静水圧に近いか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 42: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid from a first reservoir ("1") near the surface to a second reservoir ("2") underwater, displacing the seawater surrounding the second reservoir. This diagram shows the energy storage system in a fully discharged state. The first reservoir ("1") near the surface can be at an elevation greater than the elevation of the second reservoir ("2"). The first reservoir can be above water on land, can remain afloat on the water, or can be submerged. In this diagram, the second reservoir is floating above the seabed. In this diagram, the second reservoir may be suspended above the seabed and may be buoyant. In this diagram, the second reservoir may be anchored and/or moored to the seabed. In this diagram, the second reservoir may be surrounded by seawater. The second reservoir may include a piston tank. The second reservoir may include an inflatable or collapsible structure, such as an onion tank, swim bladder tank, pillow tank, or storage bag. In this illustration, the internal pressure of the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the water in contact with the bottom of the second reservoir.

図43:図43は、ラベル表示されたテザー又はアンカー又はタイダウンテザーを有するエネルギー貯蔵システムである。「C」は、テザー又はアンカー又はタイダウンのラベル表示である。当該テザー又はアンカー又はタイダウンを採用して、水中タンク(例えば、「2」)を海底に接続し得、これにより、水中タンク(例えば、「2」)が海底の上方に浮いていることが可能になり得る。 Figure 43: Figure 43 is an energy storage system with a labeled tether or anchor or tie-down tether. "C" is the labeling of the tether or anchor or tie-down. The tether or anchor or tie-down may be employed to connect a submersible tank (e.g., "2") to the seabed, thereby allowing the submersible tank (e.g., "2") to float above the seabed.

図44:図44は、頭隙に凝縮可能なガスを有する水又はHDL貯蔵タンクを示す。貯蔵タンクは、構成が剛性であり得る。「A」は、黄色の層(白黒で明るい色とされた)のラベル表示である。「A」は、凝縮した(すなわち、液体)状態で凝縮可能なガスを含む、実際的に不溶性の凝縮した液体を表す。当該不溶性の凝縮した液体は、頭隙「B」内のガスの少なくとも一部分と同じ組成物を含み得、かつ/又は当該不溶性の凝縮した液体の蒸気圧は、平衡し得るか、若しくは頭隙ガスと平衡し得る。「B」は、頭隙を占有するガスを表す。「A」は、図44と比較して、図45のより多くの凝縮可能なガスが凝縮した液体状態にあるため、図44では図45よりも少ない液体を収容している。「6」は、第3のリザーバを表し得る。凝縮可能な頭隙ガスは、水タンクが、当該タンクの内部で相対的に安定した圧力を維持しながら、又は水タンクの内部の圧力を実質的に低減することなく、水を排出することを可能にし得る。凝縮可能な頭隙ガスは、水中の剛性水タンクの内部が、水中の剛性タンクの深さで海水から機械的に隔離されたまま、水中の剛性タンクの深さで海水の静水圧に近い内圧を有することを可能にし得る。凝縮可能な頭隙ガスは、設計温度範囲内の設計圧力範囲に適合するように工学設計された蒸気圧又は沸点を有し得る。 Figure 44: Figure 44 shows a water or HDL storage tank with a condensable gas in the head space. The storage tank can be rigid in construction. "A" is the labeling of the yellow layer (lighter than black and white). "A" represents a practically insoluble condensed liquid containing the condensable gas in a condensed (i.e., liquid) state. The insoluble condensed liquid can have the same composition as at least a portion of the gas in head space "B" and/or the vapor pressure of the insoluble condensed liquid can be in equilibrium or equilibrium with the head space gas. "B" represents the gas occupying the head space. "A" contains less liquid in Figure 44 than in Figure 45 because more condensable gas is in the condensed liquid state in Figure 45 compared to Figure 44. "6" can represent a third reservoir. The condensable head space gas may allow the water tank to evacuate water while maintaining a relatively stable pressure within the tank or without substantially reducing the pressure within the water tank. The condensable head space gas may allow the interior of the submerged rigid water tank to have an internal pressure that approaches the hydrostatic pressure of seawater at the submerged rigid tank's depth while remaining mechanically isolated from seawater at the submerged rigid tank's depth. The condensable head space gas may have an engineered vapor pressure or boiling point that is compatible with a design pressure range within a design temperature range.

図45:図45は、頭隙に凝縮可能なガスを有する水又はHDL貯蔵タンクを示す。貯蔵タンクは、構成が剛性であり得る。「A」は、黄色の層(白黒で明るい色とされた)のラベル表示である。「A」は、凝縮した(すなわち、液体)状態で凝縮可能なガスを含む、実際的に不溶性の凝縮した液体を表す。当該不溶性の凝縮した液体は、頭隙「B」内のガスの少なくとも一部分と同じ組成物を含み得、かつ/又は当該不溶性の凝縮した液体の蒸気圧は、平衡し得るか、若しくは頭隙ガスと平衡し得る。「B」は、頭隙を占有するガスを表す。「A」は、図44と比較して図45でより多くの凝縮可能なガスが凝縮した液体状態にあるため、図45でより多くの液体を収容しており、このことは、図45で水がより大きい割合の体積を占めることに起因し得る。「6」は、第3のリザーバを表し得る。凝縮可能な頭隙ガスは、水タンクが、当該タンクの内部で相対的に安定した圧力を維持しながら、又は水タンクの内部の圧力を実質的に低減することなく、水を排出することを可能にし得る。凝縮可能な頭隙ガスは、水中の剛性水タンクの内部が、水中の剛性タンクの深さで海水から機械的に隔離されたまま、水中の剛性タンクの深さで海水の静水圧に近い内圧を有することを可能にし得る。凝縮可能な頭隙ガスは、設計温度範囲内の設計圧力範囲に適合するように工学設計された蒸気圧又は沸点を有し得る。 Figure 45: Figure 45 shows a water or HDL storage tank with condensable gas in the head space. The storage tank can be rigid in construction. "A" is the labeling of the yellow layer (lighter than black and white). "A" represents a practically insoluble condensed liquid containing the condensable gas in a condensed (i.e., liquid) state. The insoluble condensed liquid may have the same composition as at least a portion of the gas in head space "B" and/or the vapor pressure of the insoluble condensed liquid may be in equilibrium or equilibrium with the head space gas. "B" represents the gas occupying the head space. "A" contains more liquid in Figure 45 compared to Figure 44 because more condensable gas is in the condensed liquid state, which may be due to the water occupying a larger percentage of the volume in Figure 45. "6" may represent a third reservoir. The condensable head space gas may allow the water tank to evacuate water while maintaining a relatively stable pressure within the tank or without substantially reducing the pressure within the water tank. The condensable head space gas may allow the interior of the submerged rigid water tank to have an internal pressure that approaches the hydrostatic pressure of seawater at the submerged rigid tank's depth while remaining mechanically isolated from seawater at the submerged rigid tank's depth. The condensable head space gas may have an engineered vapor pressure or boiling point that is compatible with a design pressure range within a design temperature range.

図46:低密度の液体を剛性水中タンク内にポンプ圧送して、当該剛性タンクの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバに移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、例えば、本実施形態が充電の状態にあることを示し、例えば、ポンプ(「4」)に動力を供給して、表面の近くのリザーバ(「1」)から水中のリザーバ(「2」)に低密度の液体を移送し、これにより、低密度の液体は、当該水中のリザーバの内部の水を置換する。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 46: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a rigid submersible tank to displace water within the rigid tank, which is then transferred to an external submersible water reservoir. This diagram shows, for example, this embodiment in a charging state, e.g., powering a pump ("4") to transfer low-density liquid from a near-surface reservoir ("1") to a submersible reservoir ("2"), whereby the low-density liquid displaces water within the submersible reservoir. The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the submersible depth of the second reservoir.

図46:低密度の液体を剛性の水中タンク内にポンプ圧送して、当該剛性のタンクの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバに移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、本実施形態が完全に充電された定常状態にあることを示す。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 46: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a rigid, submersible tank to displace water inside the rigid tank, which is then transferred to an external, submerged water reservoir. This figure shows this embodiment in a fully charged, steady state. The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the submerged depth of the second reservoir.

図48:低密度の液体を剛性の水中タンク内にポンプ圧送して、当該剛性のタンクの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバに移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、本実施形態が発電又は放電の状態にあることを示す。例えば、バルブ(「5」)が開放されて、水中のリザーバ(「2」)の内部の水が低密度の液体を当該水中のリザーバからパイプ(「3」)を通して移し替え、発電機(「4」)を通して発電するか又は蓄電気を放電し、表面の近くのリザーバ(「1」)内に入れることを可能にし得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 48: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a rigid, underwater tank to displace water within the rigid tank, which is then transferred to an external underwater water reservoir. This diagram shows this embodiment in a power generation or discharge state. For example, a valve ("5") may be opened to allow water within the underwater reservoir ("2") to displace the low-density liquid from the underwater reservoir through a pipe ("3") to generate electricity through a generator ("4") or discharge stored electricity into the near-surface reservoir ("1"). The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図49:低密度の液体を剛性水中タンク内にポンプ圧送して、当該剛性タンクの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバに移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、本実施形態が完全に放電された定常状態にあることを示す。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 49: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a rigid submersible tank to displace water inside the rigid tank, which is then transferred to an external submersible water reservoir. This figure shows this embodiment in a fully discharged steady state. The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the submerged depth of the second reservoir.

図50:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバ(第3のリザーバ)に移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、本実施形態が完全に放電された定常状態にあることを示す。「2」は、第2のリザーバを含み得る剛性水中タンクを表し得る。「S」は、低密度の液体と水との間に位置し得るか、又は低密度の液体と水との間の直接接触を物理的に分離若しくは防止若しくは最小化し得る、セパレータ又はバリアを表し得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「8」は、外部の水リザーバ又は第3のリザーバを表し得る。本図では、外部のリザーバは、水中に位置し得る。本図では、外部のリザーバは、第2のリザーバと同様の深さで水中にあり得る。「9」は、外部のリザーバを第2のリザーバに相互接続する水パイプを表し得る。本図では、外部の水リザーバ、又は外部の水リザーバを第2のリザーバに相互接続するパイプ、又はそれらの組み合わせは、第2のリザーバの深さ又はその近くの海水の静水圧に近い内圧を有し得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 50: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank (second reservoir) to displace water within the second reservoir, which is then transferred to an external submersible water reservoir (third reservoir). This diagram shows the embodiment in a fully discharged, steady-state state. "2" may represent a rigid submersible tank that may include the second reservoir. "S" may represent a separator or barrier that may be located between the low-density liquid and the water, or that may physically separate, prevent, or minimize direct contact between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and the water and/or provide physical separation between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace the water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "8" may represent an external water reservoir or a third reservoir. In this illustration, the external reservoir may be located underwater. In this illustration, the external reservoir may be underwater at a similar depth as the second reservoir. "9" may represent a water pipe interconnecting the external reservoir to the second reservoir. In this illustration, the external water reservoir, or the pipe interconnecting the external water reservoir to the second reservoir, or a combination thereof, may have an internal pressure that is close to the hydrostatic pressure of seawater at or near the depth of the second reservoir. The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図51:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバ(第3のリザーバ)に移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、例えば、本実施形態が充電の状態にあることを示し、例えば、ポンプ(「4」)に動力を供給して、表面の近くのリザーバ(「1」)から水中のリザーバ(「2」)に低密度の液体を移送し、これにより、低密度の液体は、当該水中のリザーバの内部の水を置換する。「2」は、第2のリザーバを含み得る剛性の水中タンクを表し得る。「S」は、低密度の液体と水との間に位置し得るか、又は低密度の液体と水との間の直接接触を物理的に分離若しくは防止若しくは最小化し得る、セパレータ又はバリアを表し得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「8」は、外部の水リザーバ又は第3のリザーバを表し得る。本図では、外部のリザーバは、水中に位置し得る。本図では、外部のリザーバは、第2のリザーバと同様の深さで水中にあり得る。「9」は、外部のリザーバを第2のリザーバに相互接続する水パイプを表し得る。本図では、外部の水リザーバ、又は外部の水リザーバを第2のリザーバに相互接続するパイプ、又はそれらの組み合わせは、第2のリザーバの深さ又はその近くの海水の静水圧に近い内圧を有し得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 51: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank (second reservoir) to displace water within the second reservoir, which is then transferred to an external submersible water reservoir (third reservoir). This diagram shows, for example, the embodiment in a charging state, e.g., powering a pump ("4") to transfer low-density liquid from a near-surface reservoir ("1") to a submersible reservoir ("2"), whereby the low-density liquid displaces water within the submersible reservoir. "2" may represent a rigid submersible tank that may contain the second reservoir. "S" may represent a separator or barrier that may be located between the low-density liquid and the water, or that may physically separate, prevent, or minimize direct contact between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and water and/or may provide physical separation between the low-density liquid and water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "8" may represent an external water reservoir or a third reservoir. In this diagram, the external reservoir may be located underwater. In this diagram, the external reservoir may be underwater at a similar depth as the second reservoir. "9" may represent a water pipe interconnecting the external reservoir to the second reservoir. In this diagram, the external water reservoir, or the pipe interconnecting the external water reservoir to the second reservoir, or a combination thereof, may have an internal pressure that approximates the hydrostatic pressure of seawater at or near the depth of the second reservoir. The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図52:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバ(第3のリザーバ)に移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、本実施形態が完全に充電された定常状態にあることを示す。「2」は、第2のリザーバを含み得る剛性の水中タンクを表し得る。「S」は、低密度の液体と水との間に位置し得るか、又は低密度の液体と水との間の直接接触を物理的に分離若しくは防止若しくは最小化し得る、セパレータ又はバリアを表し得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「8」は、外部の水リザーバ又は第3のリザーバを表し得る。当該物理的な分離又はバリアは、膜を含み得る。本図では、外部のリザーバは、水中に位置し得る。本図では、外部のリザーバは、第2のリザーバと同様の深さで水中にあり得る。「9」は、外部のリザーバを第2のリザーバに相互接続する水パイプを表し得る。本図では、外部の水リザーバ、又は外部の水リザーバを第2のリザーバに相互接続するパイプ、又はそれらの組み合わせは、第2のリザーバの深さ又はその近くの海水の静水圧に近い内圧を有し得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 52: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank (second reservoir) to displace water within the second reservoir, which is then transferred to an external submersible water reservoir (third reservoir). This diagram shows the embodiment in a fully charged, steady-state state. "2" may represent a rigid submersible tank that may include the second reservoir. "S" may represent a separator or barrier that may be located between the low-density liquid and the water, or that may physically separate, prevent, or minimize direct contact between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and the water and/or provide physical separation between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace the water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "8" may represent an external water reservoir or a third reservoir. The physical separation or barrier may include a membrane. In this illustration, the external reservoir may be located underwater. In this illustration, the external reservoir may be underwater at a similar depth as the second reservoir. "9" may represent a water pipe interconnecting the external reservoir to the second reservoir. In this illustration, the external water reservoir, or the pipe interconnecting the external water reservoir to the second reservoir, or a combination thereof, may have an internal pressure that approaches the hydrostatic pressure of seawater at or near the depth of the second reservoir. The pressure inside the second reservoir may approach or be approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図53:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵システムであって、当該水は、外部の水中の水リザーバ(第3のリザーバ)に移し替えられる、エネルギー貯蔵システム。本図は、本実施形態が発電又は放電の状態にあることを示す。例えば、バルブ(「5」)が開放されて、水中のリザーバ(「2」)の内部の水が低密度の液体を当該水中のリザーバからパイプ(「3」)を通して移し替え、発電機(「4」)を通して発電するか又は蓄電気を放電し、表面の近くのリザーバ(「1」)内に入れることを可能にし得る。「2」は、第2のリザーバを含み得る剛性水中タンクを表し得る。「S」は、低密度の液体と水との間に位置し得るか、又は低密度の液体と水との間の直接接触を物理的に分離若しくは防止若しくは最小化し得る、セパレータ又はバリアを表し得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「8」は、外部の水リザーバ又は第3のリザーバを表し得る。本図では、外部のリザーバは、水中に位置し得る。本図では、外部のリザーバは、第2のリザーバと同様の深さで水中にあり得る。「9」は、外部のリザーバを第2のリザーバに相互接続する水パイプを表し得る。本図では、外部の水リザーバ、又は外部の水リザーバを第2のリザーバに相互接続するパイプ、又はそれらの組み合わせは、第2のリザーバの深さ又はその近くの海水の静水圧に近い内圧を有し得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 53: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submerged tank (second reservoir) to displace water within the second reservoir, which is then transferred to an external submerged water reservoir (third reservoir). This diagram shows the embodiment in a power generation or discharge state. For example, a valve ("5") may be open to allow water within the submerged reservoir ("2") to displace the low-density liquid from the submerged reservoir through a pipe ("3") to generate electricity through a generator ("4") or discharge stored electricity into a reservoir near the surface ("1"). "2" may represent a rigid submerged tank that may include the second reservoir. "S" may represent a separator or barrier that may be located between the low-density liquid and the water, or that may physically separate, prevent, or minimize direct contact between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and water and/or may provide physical separation between the low-density liquid and water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "8" may represent an external water reservoir or a third reservoir. In this diagram, the external reservoir may be located underwater. In this diagram, the external reservoir may be underwater at a similar depth as the second reservoir. "9" may represent a water pipe interconnecting the external reservoir to the second reservoir. In this diagram, the external water reservoir, or the pipe interconnecting the external water reservoir to the second reservoir, or a combination thereof, may have an internal pressure that approximates the hydrostatic pressure of seawater at or near the depth of the second reservoir. The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図54:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第3のリザーバは、第2のリザーバよりも高位の標高にあるタンク、及び/又は第2のリザーバよりも低位の標高にあるタンク、及び/又はタンクを水没させている水から機械的に隔離された剛性タンク、及び/又は水域の表面上又はこの表面の上方のタンク、及び/又は陸地に位置するタンクを含み得る。本図は、本実施形態が完全に放電された定常状態又はほぼこの定常状態にあることを示す。「2」は、水中タンクの内部に低密度の液体及び水を含み得る、水中の第2のリザーバを含み得る。第2のリザーバ内で、低密度の液体は、物理的なバリア又はセパレータ(「S」)によって水から物理的に分離され得る。物理的なバリア又はセパレータは、水と低密度の液体とが物理的に分離されるか、又は直接接触しないことを確実にしながら、低密度の液体が水と圧力を交換することを可能にし得る。物理的なバリア又はセパレータは、剛性、又は可撓性、又はそれらの組み合わせであり得る。物理的な分離又はバリアは、膜を含み得る。物理的なバリア又はセパレータは、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「6」は、第3のリザーバを含み得、第3のリザーバは、本図では、置換された水のための貯蔵庫を含み、陸上に位置し得る。「1」は、第1のリザーバを含み得、第1のリザーバは、低密度の液体の貯蔵を含むことができ、第2のリザーバを超える標高に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の低密度の液体を第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 54: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submerged tank (second reservoir) and displacing the water within the second reservoir into a separate water reservoir. The third reservoir may include a tank at a higher elevation than the second reservoir, and/or a tank at a lower elevation than the second reservoir, and/or a rigid tank mechanically isolated from the water submerging the tank, and/or a tank on or above the surface of a body of water, and/or a tank located on land. This figure shows the embodiment at or near a fully discharged steady state. "2" may include a submerged second reservoir that may contain a low-density liquid and water within the submerged tank. Within the second reservoir, the low-density liquid may be physically separated from the water by a physical barrier or separator ("S"). The physical barrier or separator may allow the low-density liquid to exchange pressure with the water while ensuring that the water and the low-density liquid are physically separated or do not come into direct contact. The physical barrier or separator may be rigid, flexible, or a combination thereof. The physical separation or barrier may include a membrane. The physical barrier or separator may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and the water and/or provide physical separation between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace the water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "6" may include a third reservoir, which in this illustration includes a reservoir for displaced water and may be located on land. "1" may include a first reservoir, which may contain a store of low-density liquid and may be located at an elevation above the second reservoir. Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump low-density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to a second reservoir ("2") and transferring water from the second reservoir through a pipe ("7") to a third reservoir ("6"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low-density liquid in the second reservoir to be replaced by water from a third reservoir, which passes the low-density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it into the first reservoir. The pump and generator may include the same unit(s) that may reversibly function as a pump and generator, which may include a hydraulic power recovery turbine (HPRT). The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図55:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第3のリザーバは、第2のリザーバよりも高位の標高にあるタンク、及び/又は第2のリザーバよりも低位の標高にあるタンク、及び/又はタンクを水没させている水から機械的に隔離された剛性タンク、及び/又は水域の表面上又はこの表面の上方のタンク、及び/又は陸地に位置するタンクを含み得る。本図は、本実施形態が蓄電又は充電の状態にあることを示し、ポンプに動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバから第2のリザーバに移送し、第2のリザーバ内の水を置換することによって、蓄電し得る。「2」は、水中タンクの内部に低密度の液体及び水を含み得る、水中の第2のリザーバを含み得る。第2のリザーバ内で、低密度の液体は、物理的なバリア又はセパレータ(「S」)によって水から物理的に分離され得る。物理的なバリア又はセパレータは、水と低密度の液体とが物理的に分離されるか、又は直接接触しないことを確実にしながら、低密度の液体が水と圧力を交換することを可能にし得る。物理的なバリア又はセパレータは、剛性、又は可撓性、又はそれらの組み合わせであり得る。物理的なバリア又はセパレータは、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「6」は、第3のリザーバを含み得、第3のリザーバは、本図では、置換された水のための貯蔵庫を含み、陸上に位置し得る。「1」は、第1のリザーバを含み得、第1のリザーバは、低密度の液体の貯蔵を含むことができ、第2のリザーバを超える標高に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の低密度の液体を第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 55: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submerged tank (second reservoir) and displacing the water within the second reservoir into a separate water reservoir. The third reservoir may include a tank at a higher elevation than the second reservoir, and/or a tank at a lower elevation than the second reservoir, and/or a rigid tank mechanically isolated from the water submerging the tank, and/or a tank on or above the surface of a body of water, and/or a tank located on land. This figure shows the embodiment in a storage or charging state, where electricity may be stored by powering a pump to transfer the low-density liquid from the first reservoir to the second reservoir and displacing the water in the second reservoir. "2" may include a submerged second reservoir that may contain a low-density liquid and water within the submerged tank. Within the second reservoir, the low-density liquid may be physically separated from the water by a physical barrier or separator (“S”). The physical barrier or separator may allow the low-density liquid to exchange pressure with the water while ensuring that the water and the low-density liquid are physically separated or do not come into direct contact. The physical barrier or separator may be rigid, flexible, or a combination thereof. The physical barrier or separator may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and the water and/or may provide physical separation between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace the water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "6" may include a third reservoir, which in this illustration includes a reservoir for displaced water and may be located on land. "1" may include a first reservoir, which may include a storage for low-density liquid and may be located at an elevation above the second reservoir. Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump low-density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to a second reservoir ("2") and by transferring water from the second reservoir through a pipe ("7") to a third reservoir ("6"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low-density liquid in the second reservoir to be replaced by water from the third reservoir, which passes the low-density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it back into the first reservoir. The pump and generator may include the same unit(s) that can reversibly function as a pump and generator, which may include a hydropower recovery turbine (HPRT). The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図56:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第3のリザーバは、第2のリザーバよりも高位の標高にあるタンク、及び/又は第2のリザーバよりも低位の標高にあるタンク、及び/又はタンクを水没させている水から機械的に隔離された剛性タンク、及び/又は水域の表面上又はこの表面の上方のタンク、及び/又は陸地に位置するタンクを含み得る。本図は、本実施形態が完全に充電された定常状態又はほぼこの定常状態にあることを示す。「2」は、水中タンクの内部に低密度の液体及び水を含み得る、水中の第2のリザーバを含み得る。第2のリザーバ内で、低密度の液体は、物理的なバリア又はセパレータ(「S」)によって水から物理的に分離され得る。物理的なバリア又はセパレータは、水と低密度の液体とが物理的に分離されるか、又は直接接触しないことを確実にしながら、低密度の液体が水と圧力を交換することを可能にし得る。物理的なバリア又はセパレータは、剛性、又は可撓性、又はそれらの組み合わせであり得る。物理的なバリア又はセパレータは、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「6」は、第3のリザーバを含み得、第3のリザーバは、本図では、置換された水のための貯蔵庫を含み、陸上に位置し得る。「1」は、第1のリザーバを含み得、第1のリザーバは、低密度の液体の貯蔵を含むことができ、第2のリザーバを超える標高に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の低密度の液体を第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 56: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submerged tank (second reservoir) and displacing the water within the second reservoir into a separate water reservoir. The third reservoir may include a tank at a higher elevation than the second reservoir, and/or a tank at a lower elevation than the second reservoir, and/or a rigid tank mechanically isolated from the water submerging the tank, and/or a tank on or above the surface of a body of water, and/or a tank located on land. This figure shows the embodiment at or near a fully charged steady state. "2" may include a submerged second reservoir that may contain a low-density liquid and water within the submerged tank. Within the second reservoir, the low-density liquid may be physically separated from the water by a physical barrier or separator ("S"). The physical barrier or separator may allow the low-density liquid to exchange pressure with the water while ensuring that the water and the low-density liquid are physically separated or do not come into direct contact. The physical barrier or separator may be rigid, flexible, or a combination thereof. The physical barrier or separator may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and the water and/or provide physical separation between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may, for example, allow the low-density liquid to displace the water while preventing or minimizing direct contact between the water and the low-density liquid. "6" may include a third reservoir, which in this illustration includes a reservoir for displaced water and may be located on land. "1" may include a first reservoir, which may contain a store of low-density liquid and may be located at an elevation above the second reservoir. Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump low-density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to a second reservoir ("2") and transferring water from the second reservoir through a pipe ("7") to a third reservoir ("6"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low-density liquid in the second reservoir to be replaced by water from a third reservoir, which passes the low-density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it into the first reservoir. The pump and generator may include the same unit(s) that may reversibly function as a pump and generator, which may include a hydraulic power recovery turbine (HPRT). The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図57:低密度の液体を水中タンク(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第3のリザーバは、第2のリザーバよりも高位の標高にあるタンク、及び/又は第2のリザーバよりも低位の標高にあるタンク、及び/又はタンクを水没させている水から機械的に隔離された剛性タンク、及び/又は水域の表面上又はこの表面の上方のタンク、及び/又は陸地に位置するタンクを含み得る。本図は、本実施形態が発電状態又は放電状態にあることを示す。低密度の液体を、第2のリザーバから、パイプを通して、発電している発電機に入れ、そして第1のリザーバ内に移し替えることを可能にすることによって、発電し得る。第2のリザーバ内の低密度の液体を、水によって置換することを可能にし得る。当該可能にすることは、低密度の液体のパイプのバルブ(「5」)を開放することを含み得る。「2」は、水中タンクの内部に低密度の液体及び水を含み得る、水中の第2のリザーバを含み得る。第2のリザーバ内で、低密度の液体は、物理的なバリア又はセパレータ(「S」)によって水から物理的に分離され得る。物理的なバリア又はセパレータは、水と低密度の液体とが物理的に分離されるか、又は直接接触しないことを確実にしながら、低密度の液体が水と圧力を交換することを可能にし得る。物理的なバリア又はセパレータは、剛性、又は可撓性、又はそれらの組み合わせであり得る。物理的なバリア又はセパレータは、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。当該セパレータ又はバリアは、低密度の液体と水との間の直接接触を防止し得、かつ/又は低密度の液体と水との間の物理的な分離を提供し得る。当該セパレータ又はバリアは、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を防止又は最小化しながら、低密度の液体が水を置換することを可能にし得る。「6」は、第3のリザーバを含み得、第3のリザーバは、本図では、置換された水のための貯蔵庫を含み、陸上に位置し得る。「1」は、第1のリザーバを含み得、第1のリザーバは、低密度の液体の貯蔵を含むことができ、第2のリザーバを超える標高に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の低密度の液体を第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 57: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submerged tank (second reservoir) and displacing the water within the second reservoir into a separate water reservoir. The third reservoir may include a tank at a higher elevation than the second reservoir, and/or a tank at a lower elevation than the second reservoir, and/or a rigid tank mechanically isolated from the water submerging the tank, and/or a tank on or above the surface of a body of water, and/or a tank located on land. This figure shows the embodiment in a generating or discharging state. Electricity may be generated by allowing the low-density liquid to be transferred from the second reservoir, through a pipe, into a generating generator, and into the first reservoir. The low-density liquid in the second reservoir may be allowed to be replaced by water. This allowing may include opening a valve ("5") on the low-density liquid pipe. "2" may include a submerged second reservoir that may contain a low-density liquid and water within the submerged tank. Within the second reservoir, the low-density liquid may be physically separated from the water by a physical barrier or separator ("S"). The physical barrier or separator may allow the low-density liquid to exchange pressure with the water while ensuring that the water and the low-density liquid are physically separated or do not come into direct contact. The physical barrier or separator may be rigid, flexible, or a combination thereof. The physical barrier or separator may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. The separator or barrier may prevent direct contact between the low-density liquid and the water and/or provide physical separation between the low-density liquid and the water. The separator or barrier may, for example, allow the lower density liquid to displace the water while preventing or minimizing direct contact between the water and the lower density liquid. "6" may include a third reservoir, which in this illustration includes a reservoir for the displaced water and may be located on land. "1" may include a first reservoir, which may include a storage for the lower density liquid and may be located at an elevation above the second reservoir. Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump the lower density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2") and by transferring water from the second reservoir through a pipe ("7") to the third reservoir ("6"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low-density liquid in the second reservoir to be replaced by water from the third reservoir, which passes the low-density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it back into the first reservoir. The pump and generator may include the same unit(s) that can reversibly function as a pump and generator, which may include a hydropower recovery turbine (HPRT). The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

図58:低密度の液体を水中タンク(「2」)(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体及び水の両方を収容し得る水中剛性タンクを含み得る。当該第2のリザーバの内部で、低密度の液体は、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせなどの膨張可能又は圧壊可能な構造物を含み得るサブリザーバ又はサブタンク(「10」)に貯蔵され得る。当該サブタンクを採用して、低密度の液体と第2のリザーバ内の水との間の直接接触を防止し得る。内部のサブタンクが破損又はリークした場合、リークした低密度の液体は、この剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の内部に残存し、低密度の液体の周囲環境への曝露を防止し得る。当該サブタンクは、物理的なバリア又はセパレータとみなされ得、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。本図は、本実施形態がほぼ完全に放電された状態にあることを示す。パイプを使用して第2のリザーバに接続され得る第3のリザーバは、近くの海水、又は海洋と圧力平衡にある水タンク、又は近くの海洋から機械的に隔離され、かつ近くの海洋の静水圧と同様の圧力である剛性水タンク、又は海洋表面上若しくは海洋表面の近くの水タンク、又は陸上の水タンクを含み得る。第3のリザーバが周囲の海洋との圧力平衡にあり、かつ/又は第3のリザーバの内部の液体の密度が海水の密度に近い場合、第3のリザーバは、第2のリザーバに対して任意の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、本図に示されるように、第2のリザーバと同じ標高又は同様の高度に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも深い深さ又は低位の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも浅い深さ又は第2のリザーバを超える標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、陸上に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)に、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)に、ポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「9」)を通して第3のリザーバ(「8」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)内の、低密度の液体を、第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ(「1」)内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 58: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank ("2") (second reservoir) and displacing the water within the second reservoir into a separate water reservoir. The second reservoir may include a submersible rigid tank that can contain both the low-density liquid and water. Within the second reservoir, the low-density liquid may be stored in a sub-reservoir or sub-tank ("10") that may include an inflatable or collapsible structure such as a bladder tank or a piston or combination thereof. The sub-tank may be employed to prevent direct contact between the low-density liquid and the water in the second reservoir. In the event of a breach or leak of the internal sub-tank, the leaked low-density liquid may remain within this rigid tank or rigid containment structure, preventing exposure of the low-density liquid to the surrounding environment. The sub-tank may be considered a physical barrier or separator and may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. This figure shows this embodiment in a nearly fully discharged state. A third reservoir, which may be connected to the second reservoir using a pipe, may include nearby seawater, a water tank in pressure equilibrium with the ocean, a rigid water tank mechanically isolated from the nearby ocean and at a pressure similar to the hydrostatic pressure of the nearby ocean, a water tank on or near the ocean surface, or a land-based water tank. The third reservoir may be located at any elevation relative to the second reservoir, provided that it is in pressure equilibrium with the surrounding ocean and/or the density of the liquid within the third reservoir is close to that of seawater. For example, the third reservoir may be located at the same or a similar elevation as the second reservoir, as shown in this figure. For example, the third reservoir may be located at a greater depth or at a lower elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located at a shallower depth or at a higher elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located on land. Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump a low-density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2") and by transferring water from the second reservoir through a pipe ("7") to the third reservoir ("6"). Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump low density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to a second reservoir ("2"), specifically to the low density liquid second reservoir sub-tank ("10"), and by transferring water from the second reservoir through a pipe ("9") to a third reservoir ("8"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low density liquid in the second reservoir, specifically in the low density liquid second reservoir sub-tank ("10"), to be replaced with water from the third reservoir, which passes the low density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it into the first reservoir ("1"). The pump and generator may include the same unit(s) that may reversibly function as a pump and generator, which may include a hydraulic power recovery turbine (HPRT). The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

表面タンク(「1」)と、水中剛性タンク(「2」)と、低密度の液体を貯蔵するように構成された浮袋サブタンク(「10」)と、水を貯蔵するように構成された相互接続された外部の浮袋タンク(「8」)と、を有する蓄電システム。 An energy storage system having a surface tank ("1"), a submersible rigid tank ("2"), a bladder sub-tank ("10") configured to store a low density liquid, and an interconnected external bladder tank ("8") configured to store water.

本実施形態は、ほぼ完全に放電された状態にある。 In this embodiment, the battery is in an almost completely discharged state.

図59:低密度の液体を水中タンク(「2」)(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体及び水の両方を収容し得る水中剛性タンクを含み得る。当該第2のリザーバの内部で、低密度の液体は、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせなどの膨張可能又は圧壊可能な構造物を含み得るサブリザーバ又はサブタンク(「10」)に貯蔵され得る。当該サブタンクを採用して、低密度の液体と第2のリザーバ内の水との間の直接接触を防止し得る。内部のサブタンクが破損又はリークした場合、リークした低密度の液体は、この剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の内部に留まり、低密度の液体の周囲環境への曝露を防止し得る。当該サブタンクは、物理的なバリア又はセパレータとみなされ得、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し、低密度の液体は、第1のリザーバから第2のリザーバにポンプ圧送され、水を第2のリザーバから第3のリザーバに移し替える。パイプを使用して第2のリザーバに接続され得る第3のリザーバは、近くの海水、又は海洋と圧力平衡にある水タンク、又は近くの海洋から機械的に隔離され、かつ近くの海洋の静水圧と同様の圧力である剛性水タンク、又は海洋表面上若しくは海洋表面の近くの水タンク、又は陸上の水タンクを含み得る。第3のリザーバが周囲の海洋との圧力平衡にあり、かつ/又は第3のリザーバの内部の液体の密度が海水の密度に近い場合、第3のリザーバは、第2のリザーバに対して任意の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、本図に示されるように、第2のリザーバと同じ標高又は同様の高度に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも深い深さ又は低位の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも浅い深さ又は第2のリザーバを超える標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、陸上に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)に、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)に、ポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「9」)を通して第3のリザーバ(「8」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)内の、低密度の液体を、第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ(「1」)内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 59: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank ("2") (second reservoir) and displacing the water inside the second reservoir into a separate water reservoir. The second reservoir may include a submersible rigid tank that can contain both the low-density liquid and water. Within the second reservoir, the low-density liquid may be stored in a sub-reservoir or sub-tank ("10") that may include an inflatable or collapsible structure such as a bladder tank or a piston or combination thereof. The sub-tank may be employed to prevent direct contact between the low-density liquid and the water in the second reservoir. In the event of a breach or leak of the internal sub-tank, the leaked low-density liquid may remain inside this rigid tank or rigid containment structure, preventing exposure of the low-density liquid to the surrounding environment. The sub-tank may be considered a physical barrier or separator and may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. This diagram shows this embodiment storing or "charging" electricity, where a low density liquid is pumped from a first reservoir to a second reservoir, displacing water from the second reservoir to a third reservoir. The third reservoir, which may be connected to the second reservoir using a pipe, may include nearby seawater, or a water tank in pressure equilibrium with the ocean, or a rigid water tank mechanically isolated from the nearby ocean and at a pressure similar to the hydrostatic pressure of the nearby ocean, or a water tank on or near the ocean surface, or a water tank on land. The third reservoir may be located at any elevation relative to the second reservoir, provided that the third reservoir is in pressure equilibrium with the surrounding ocean and/or the density of the liquid within the third reservoir is close to that of seawater. For example, the third reservoir may be located at the same elevation or a similar elevation as the second reservoir, as shown in this figure. For example, the third reservoir may be located at a greater depth or at a lower elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located at a shallower depth or at a higher elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located on land. Electricity can be stored by powering a pump ("4") to pump low density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2") and to transfer water from the second reservoir through a pipe ("7") to the third reservoir ("6"). Electricity can be stored by powering a pump ("4") to pump low density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2"), specifically to the low density liquid second reservoir sub-tank ("10"), and to transfer water from the second reservoir through a pipe ("9") to the third reservoir ("8"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low-density liquid in the second reservoir, specifically the low-density liquid second reservoir sub-tank ("10"), to be replaced by water from the third reservoir, which passes the low-density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it into the first reservoir ("1"). The pump and generator may include the same unit(s) that can reversibly function as a pump and generator, which may include a hydropower recovery turbine (HPRT). The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

本実施形態の蓄電(「充電」)。低密度の液体は、表面タンク(「1」)からパイプ(「3」)を通して、水中剛性タンク(「2」)にポンプ圧送され(「4」)、水中剛性タンク(「2」)内の水を置換する。置換された水は、パイプ(「9」)を通って外部の浮袋タンク(「8」)内に移動する。 Power storage ("charging") in this embodiment. Low-density liquid is pumped ("4") from the surface tank ("1") through a pipe ("3") into the submerged rigid tank ("2"), displacing the water in the submerged rigid tank ("2"). The displaced water travels through a pipe ("9") into the external swim bladder tank ("8").

図60:低密度の液体を水中タンク(「2」)(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体及び水の両方を収容し得る水中剛性タンクを含み得る。当該第2のリザーバの内部で、低密度の液体は、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせなどの膨張可能又は圧壊可能な構造物を含み得るサブリザーバ又はサブタンク(「10」)に貯蔵され得る。当該サブタンクを採用して、低密度の液体と第2のリザーバ内の水との間の直接接触を防止し得る。内部のサブタンクが破損又はリークした場合、リークした低密度の液体は、この剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の内部に留まり、低密度の液体の周囲環境への曝露を防止し得る。当該サブタンクは、物理的なバリア又はセパレータとみなされ得、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。本図は、本実施形態がほぼ完全に充電された状態にあることを示す。パイプを使用して第2のリザーバに接続され得る第3のリザーバは、近くの海水、又は海洋と圧力平衡にある水タンク、又は近くの海洋から機械的に隔離され、かつ近くの海洋の静水圧と同様の圧力である剛性水タンク、又は海洋表面上若しくは海洋表面の近くの水タンク、又は陸上の水タンクを含み得る。第3のリザーバが周囲の海洋との圧力平衡にあり、かつ/又は第3のリザーバの内部の液体の密度が海水の密度に近い場合、第3のリザーバは、第2のリザーバに対して任意の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、本図に示されるように、第2のリザーバと同じ標高又は同様の高度に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも深い深さ又は低位の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも浅い深さ又は第2のリザーバを超える標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、陸上に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)に、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)に、ポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「9」)を通して第3のリザーバ(「8」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)内の、低密度の液体を、第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ(「1」)内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 60: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank ("2") (second reservoir) and displacing the water inside the second reservoir into a separate water reservoir. The second reservoir may include a submersible rigid tank that can contain both the low-density liquid and water. Within the second reservoir, the low-density liquid may be stored in a sub-reservoir or sub-tank ("10") that may include an inflatable or collapsible structure such as a bladder tank or a piston or combination thereof. The sub-tank may be employed to prevent direct contact between the low-density liquid and the water in the second reservoir. In the event of a breach or leak of the internal sub-tank, the leaked low-density liquid may remain inside this rigid tank or rigid containment structure, preventing exposure of the low-density liquid to the surrounding environment. The sub-tank may be considered a physical barrier or separator and may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. This figure shows this embodiment in a nearly fully charged state. A third reservoir, which may be connected to the second reservoir using a pipe, may include nearby seawater, a water tank in pressure equilibrium with the ocean, a rigid water tank mechanically isolated from the nearby ocean and at a pressure similar to the hydrostatic pressure of the nearby ocean, a water tank on or near the ocean surface, or a land-based water tank. The third reservoir may be located at any elevation relative to the second reservoir, provided that it is in pressure equilibrium with the surrounding ocean and/or the density of the liquid within the third reservoir is close to that of seawater. For example, the third reservoir may be located at the same or a similar elevation as the second reservoir, as shown in this figure. For example, the third reservoir may be located at a greater depth or at a lower elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located at a shallower depth or at a higher elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located on land. Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump a low-density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2") and by transferring water from the second reservoir through a pipe ("7") to the third reservoir ("6"). Electricity may be stored by powering a pump ("4") to pump low density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to a second reservoir ("2"), specifically to the low density liquid second reservoir sub-tank ("10"), and by transferring water from the second reservoir through a pipe ("9") to a third reservoir ("8"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low density liquid in the second reservoir, specifically in the low density liquid second reservoir sub-tank ("10"), to be replaced with water from the third reservoir, which passes the low density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it into the first reservoir ("1"). The pump and generator may include the same unit(s) that may reversibly function as a pump and generator, which may include a hydraulic power recovery turbine (HPRT). The pressure within the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

本実施形態は、ほぼ完全に充電された状態にある。 In this embodiment, the battery is almost fully charged.

図61:低密度の液体を水中タンク(「2」)(第2のリザーバ)内にポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を別個の水リザーバ内に移し替えることによって蓄電するエネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体及び水の両方を収容し得る水中剛性タンクを含み得る。当該第2のリザーバの内部で、低密度の液体は、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせなどの膨張可能又は圧壊可能な構造物を含み得るサブリザーバ又はサブタンク(「10」)に貯蔵され得る。当該サブタンクを採用して、低密度の液体と第2のリザーバ内の水との間の直接接触を防止し得る。内部のサブタンクが破損又はリークした場合、リークした低密度の液体は、この剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の内部に留まり、低密度の液体の周囲環境への曝露を防止し得る。当該サブタンクは、物理的なバリア又はセパレータとみなされ得、取り外し可能、又は交換可能、又は調整可能、又はそれらの組み合わせであり得、このことは、運転、又はメンテナンス、又は効率、又はシステム耐用年数、又はコスト、又はそれらの組み合わせを容易にし得る。本図は、本実施形態が発電又は「放電」することを示す。例えば、放電することは、第2のリザーバ内の低密度の液体を第3のリザーバ内の水によって置換することを可能にすることを包含し得、当該低密度の液体は、パイプに入って、発電機に入り、発電させ、第1のリザーバ内に移し替えられる。パイプを使用して第2のリザーバに接続され得る第3のリザーバは、近くの海水、又は海洋と圧力平衡にある水タンク、又は近くの海洋から機械的に隔離され、かつ近くの海洋の静水圧と同様の圧力である剛性水タンク、又は海洋表面上若しくは海洋表面の近くの水タンク、又は陸上の水タンクを含み得る。第3のリザーバが周囲の海洋との圧力平衡にあり、かつ/又は第3のリザーバの内部の液体の密度が海水の密度に近い場合、第3のリザーバは、第2のリザーバに対して任意の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、本図に示されるように、第2のリザーバと同じ標高又は同様の高度に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも深い深さ又は低位の標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、第2のリザーバよりも浅い深さ又は第2のリザーバを超える標高に位置し得る。例えば、第3のリザーバは、陸上に位置し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)にポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「7」)を通して第3のリザーバ(「6」)に移し替えることによって、蓄電し得る。ポンプ(「4」)に動力を供給して、低密度の液体を第1のリザーバからパイプ(「3」)を通して第2のリザーバ(「2」)に、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)に、ポンプ圧送し、かつ水を第2のリザーバからパイプ(「9」)を通して第3のリザーバ(「8」)に移し替えることによって、蓄電し得る。第2のリザーバ内の、具体的には低密度の液体の第2のリザーバサブタンク(「10」)内の、低密度の液体を、第3のリザーバからの水によって置換することを可能にすることによって、発電又は放電し得、第3のリザーバからの水は、低密度の液体を、第2のリザーバからパイプ(「3」)を通して、発電機(「4」)に通し、発電させ、第1のリザーバ(「1」)内に移し替える。ポンプ及び発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得るポンプ及び発電機として可逆的に機能し得る同じユニット(複数可)を含み得る。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの水中の深さでの海洋の静水圧に近い場合があるか、又はこの静水圧とほぼ同等であり得る。 Figure 61: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a submersible tank ("2") (second reservoir) and displacing the water within the second reservoir into a separate water reservoir. The second reservoir may include a submersible rigid tank that can contain both the low-density liquid and water. Within the second reservoir, the low-density liquid may be stored in a sub-reservoir or sub-tank ("10") that may include an inflatable or collapsible structure such as a bladder tank or a piston or combination thereof. The sub-tank may be employed to prevent direct contact between the low-density liquid and the water in the second reservoir. In the event of a breach or leak of the internal sub-tank, the leaked low-density liquid may remain within this rigid tank or rigid containment structure, preventing exposure of the low-density liquid to the surrounding environment. The sub-tank may be considered a physical barrier or separator and may be removable, replaceable, adjustable, or a combination thereof, which may facilitate operation, maintenance, efficiency, system life, cost, or a combination thereof. This figure illustrates that this embodiment generates power or "discharges." For example, discharging may include allowing a low-density liquid in the second reservoir to be replaced by water in a third reservoir, which enters a pipe, enters a generator, generates power, and is transferred back into the first reservoir. The third reservoir, which may be connected to the second reservoir using a pipe, may include nearby seawater, or a water tank in pressure equilibrium with the ocean, or a rigid water tank mechanically isolated from the nearby ocean and at a pressure similar to the hydrostatic pressure of the nearby ocean, or a water tank on or near the ocean surface, or a water tank on land. The third reservoir may be located at any elevation relative to the second reservoir, provided that the third reservoir is in pressure equilibrium with the surrounding ocean and/or the density of the liquid within the third reservoir is close to that of seawater. For example, the third reservoir may be located at the same elevation or a similar elevation as the second reservoir, as shown in this figure. For example, the third reservoir may be located at a greater depth or at a lower elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located at a shallower depth or at a higher elevation than the second reservoir. For example, the third reservoir may be located on land. Electricity can be stored by powering a pump ("4") to pump low density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2") and to transfer water from the second reservoir through a pipe ("7") to the third reservoir ("6"). Electricity can be stored by powering a pump ("4") to pump low density liquid from the first reservoir through a pipe ("3") to the second reservoir ("2"), specifically to the low density liquid second reservoir sub-tank ("10"), and to transfer water from the second reservoir through a pipe ("9") to the third reservoir ("8"). Electricity may be generated or discharged by allowing the low-density liquid in the second reservoir, specifically the low-density liquid second reservoir sub-tank ("10"), to be replaced by water from the third reservoir, which passes the low-density liquid from the second reservoir through a pipe ("3") to a generator ("4"), generating electricity and transferring it into the first reservoir ("1"). The pump and generator may include the same unit(s) that can reversibly function as a pump and generator, which may include a hydropower recovery turbine (HPRT). The pressure inside the second reservoir may be close to or approximately equal to the hydrostatic pressure of the ocean at the underwater depth of the second reservoir.

本実施形態の発電(「放電」)。外部の浮袋タンク(「8」)内の水が、水中剛性タンク(「2」)内の低密度の液体を置換することを可能にする。置換された低密度の液体は、パイプ(「3」)を通って、発電機(「4」)を通って、表面タンク(「1」)まで移動する。 Power generation ("discharge") in this embodiment. Water in the external swim bladder tank ("8") is allowed to displace low-density liquid in the submerged rigid tank ("2"). The displaced low-density liquid travels through a pipe ("3"), through a generator ("4"), and to the surface tank ("1").

図62:本図は、図58~61と同様の実施形態を含み得る。本図は、本実施形態をほぼ完全に放電された状態として示し得る。本図は、近くの海水又は外洋水を含む第3のリザーバを採用し得る。第2のリザーバ(「10」)内のサブタンクと、第2のリザーバと、第2のリザーバに接続された外部の水パイプ(「11」)と、は、低密度の液体が「10」内にポンプ圧送されると、低密度の液体の放出又はリークが発生した場合に、低密度の液体が第2のリザーバから出ることを防止する様式で、第2のリザーバから置換された水が第2のリザーバを出るように構成され得る。例えば、当該構成は、タンクから出る液体又は材料が、水の密度以上の、又は水の密度に近い密度を有していなければならないような、パイプ及び/又はタンクの設定を含み得る。例えば、当該構成は、外部の水パイプ「11」が、海底のほうを向いているか若しくは下向きの出口若しくは外部の出口、又は下向きのベンド、を有することを包含し得る。例えば、当該構成は、外部の水パイプ「11」が、上向きのベンドを有し、かつ/又は上向きの、かつ/又は海面のほうを向いており、かつ/又は海底から離れるほうを向いており、かつ/又は水中タンクの内部の上向きの開口部を有するパイプを、水中タンクの内部に有することを包含し得る。例えば、当該構成は、外部の水パイプが、化学物質又は試薬又は材料を含有することを包含し得、この化学物質又は試薬又は材料は、低密度の液体と共に存在するか、又は低密度の液体と接触するときに、低密度の液体を膨潤させることとなるか、又は低密度の液体を吸収することとなるか、又は低密度の液体と反応することとなり、このことは、例えば、サブタンクからの低密度の液体のリーク又は放出が発生した場合に起こる場合があり、このことが、例えば、サブタンクからの低密度の液体のリーク又は放出が発生した場合に、パイプの内部のバルブの閉鎖を引き起こしたり、パイプを受動的に閉塞又は閉鎖したり、それらの組み合わせとなったりし得る。「11」は、取り外し可能又は交換可能であり得る。第2のリザーバ内部のサブタンク、又は外部の水パイプ、又は第3のリザーバ(タンクを含む場合)、又はそれらの組み合わせは、取り外し可能又は複製可能であり得る。例えば、第2の貯蔵リザーバが動作し続ける間、第2のリザーバ内部のサブタンク、又は外部の水パイプ、又は第3のリザーバ(タンクを含む場合)、又はそれらの組み合わせは、取り外され得るか、又は交換され得る。例えば、第2のリザーバ内部のサブタンク、又は外部の水パイプ、又は第3のリザーバ(タンクを含む場合)、又はそれらの組み合わせは、第2の貯蔵リザーバが設置され続ける間、取り外され得るか、又は交換され得る。例えば、第2のリザーバ内部のサブタンク、又は外部の水パイプ、又は第3のリザーバ(タンクを含む場合)、又はそれらの組み合わせは、1つ以上の又は構成要素が設置され及び/又は動作し続ける間、取り外され得るか、又は交換され得るか、又は維持され得、これらの構成要素は、本明細書に記載された前述の構成要素又は本発明の他の部分のうちの1つ以上の又は組み合わせを含み得る。 Figure 62: This diagram may include an embodiment similar to Figures 58-61. This diagram may show this embodiment in a nearly fully discharged state. This diagram may employ a third reservoir containing nearby seawater or open ocean water. The sub-tank within the second reservoir ("10"), the second reservoir, and the external water pipe ("11") connected to the second reservoir may be configured so that when a lower density liquid is pumped into "10," displaced water from the second reservoir exits the second reservoir in a manner that prevents the lower density liquid from exiting the second reservoir in the event of a release or leak of the lower density liquid. For example, this configuration may include configuring the pipes and/or tank such that the liquid or material exiting the tank must have a density equal to or greater than that of water, or close to that of water. For example, the configuration may include the external water pipes "11" having an outlet or external outlet facing towards the seabed or a downward bend, for example, the configuration may include the external water pipes "11" having an upward bend and/or a pipe facing upward and/or towards the sea surface and/or away from the seabed and/or with an upward opening inside the submersible tank. For example, the configuration may include the external water pipe containing a chemical or reagent or material that, when present with or in contact with the low-density liquid, will cause the low-density liquid to swell, absorb, or react with the low-density liquid, which may occur, for example, in the event of a leak or release of the low-density liquid from the sub-tank, which may cause a valve inside the pipe to close, or the pipe to be passively blocked or closed, or a combination thereof, in the event of a leak or release of the low-density liquid from the sub-tank. "11" may be removable or replaceable. The sub-tank inside the second reservoir, or the external water pipe, or the third reservoir (if it includes a tank), or a combination thereof, may be removable or replicable. For example, while the second storage reservoir continues to operate, a sub-tank within the second reservoir, or an external water pipe, or a third reservoir (if it includes a tank), or a combination thereof, can be removed or replaced. For example, a sub-tank within the second reservoir, or an external water pipe, or a third reservoir (if it includes a tank), or a combination thereof, can be removed or replaced while the second storage reservoir continues to be installed. For example, a sub-tank within the second reservoir, or an external water pipe, or a third reservoir (if it includes a tank), or a combination thereof, can be removed, replaced, or maintained while one or more components continue to be installed and/or operating, which may include one or more of the components described herein or other parts of the present invention.

表面タンク(「1」)、水中剛性タンク(「2」)、及び低密度の液体(「10」)を貯蔵するように構成された浮袋サブタンクを有する蓄電システム。水中剛性タンク(「2」)は、パイプ(「11」)によって、隣接する深海海水と直接流体連通している。 An energy storage system having a surface tank ("1"), a submerged rigid tank ("2"), and a float bladder sub-tank configured to store a low-density liquid ("10"). The submerged rigid tank ("2") is in direct fluid communication with adjacent deep seawater by a pipe ("11").

本実施形態は、ほぼ完全に放電された状態にある。 In this embodiment, the battery is in an almost completely discharged state.

図63:本図は、図62の説明に記載された実施形態を含み得る。本図は、本実施形態が「充電」又はエネルギー貯蔵若しくは蓄電の状態にあることを示す。充電は、低密度の液体を第1のリザーバから第2のリザーバにポンプ圧送して、第2のリザーバ内の水を置換することを包含し得る。水は、低密度の液体が第2のリザーバ内の内部のサブタンクからリークしても、低密度の液体が第2のリザーバ内に留まり得るように、当該置換中に第2のリザーバを出得る。 Figure 63: This diagram may include the embodiment described in the description of Figure 62. This diagram shows the embodiment in a "charging" or energy storage or charge accumulation state. Charging may involve pumping a low-density liquid from a first reservoir to a second reservoir to replace water in the second reservoir. Water may exit the second reservoir during the replacement such that the low-density liquid may remain in the second reservoir even if the low-density liquid leaks from an internal sub-tank within the second reservoir.

本実施形態の蓄電(「充電」)。低密度の液体は、表面タンク(「1」)からパイプ(「3」)を通して、水中剛性タンク(「2」)にポンプ圧送され(「4」)、水中剛性タンク(「2」)から海水を移す。移された海水は、パイプ(「11」)を通って、水中剛性タンク(「2」)に隣接する海洋内に移動する。 Power storage ("charging") in this embodiment. Low-density liquid is pumped ("4") from the surface tank ("1") through a pipe ("3") into the submerged rigid tank ("2"), displacing seawater from the submerged rigid tank ("2"). The displaced seawater travels through a pipe ("11") into the ocean adjacent to the submerged rigid tank ("2").

図64:本図は、図62の説明に記載された実施形態を含み得る。本図は、本実施形態がほぼ完全に充電された状態にあることを示す。 Figure 64: This figure may include the embodiment described in the description of Figure 62. This figure shows this embodiment in a nearly fully charged state.

図65:本図は、図62の説明に記載された実施形態を含み得る。本図は、本実施形態が「放電」又はエネルギー生成若しくは発電の状態にあることを示す。放電は、低密度の液体を、第2のリザーバから、パイプ内に入れ、発電している発電機を通して、第1のリザーバ内に移し替えることを可能にすることを包含し得る。当該置換は、海水がパイプ(「11」)を通過して第2のリザーバ内に入ることを包含し得る。水は、低密度の液体が第2のリザーバ内の内部のサブタンクからリークしても、低密度の液体が第2のリザーバ内に留まり得るように、当該置換中に第2のリザーバを出得る。 Figure 65: This diagram may include the embodiment described in the description of Figure 62. This diagram shows the embodiment in a "discharging" or energy or power generation state. Discharging may involve allowing a low density liquid to be transferred from a second reservoir into a pipe and into the first reservoir through a generator generating electricity. The displacement may involve seawater passing through a pipe ("11") into the second reservoir. Water may exit the second reservoir during the displacement such that the low density liquid may remain in the second reservoir even if the low density liquid leaks from an internal sub-tank within the second reservoir.

本実施形態の発電(「放電」)。パイプ(「11」)を通して水中剛性タンク(「2」)と直接流体連通している水中タンクに隣接する海水が、水中剛性タンク(「2」)内の低密度の液体を置換することを可能にする。置換された低密度の液体は、パイプ(「3」)を通って、発電機(「4」)を通って、表面タンク(「1」)まで移動する。 Power generation ("Discharge") in this embodiment. Seawater adjacent to the submerged rigid tank ("2"), which is in direct fluid communication with the submerged rigid tank ("2") through pipe ("11"), allows for the displacement of low-density liquid within the submerged rigid tank ("2"). The displaced low-density liquid travels through pipe ("3"), through the generator ("4"), and to the surface tank ("1").

図66:封じ込めカバー又は封じ込めバリア(「CB」又は「CCB」)を有する第2のリザーバ及び/又は第3のリザーバを有するエネルギー貯蔵実施形態。当該CBは、システムの1つ以上の構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。当該CBは、低密度の液体を保持又は収容し得るシステムの構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。低密度の液体が第2のリザーバから流出した場合、低密度の液体は、例えば、低密度の液体が水よりも低密度であることに起因して、浮揚し得、CBによって捕捉され得る。 Figure 66: Energy storage embodiment having a second reservoir and/or a third reservoir with a containment cover or barrier ("CB" or "CCB"). The CB may include a cover positioned over or above one or more components of the system. The CB may include a cover positioned over or above a component of the system that may hold or contain a low-density liquid. If the low-density liquid flows out of the second reservoir, the low-density liquid may float and be captured by the CB, for example, due to the low-density liquid being less dense than water.

図67:封じ込めカバー又は封じ込めバリア(「CB」又は「CCB」)を有する第2のリザーバ及び/又は第3のリザーバを有するエネルギー貯蔵実施形態。当該CBは、システムの1つ以上の構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。当該CBは、低密度の液体を保持又は収容し得るシステムの構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。低密度の液体が第2のリザーバから流出した場合、低密度の液体は、例えば、低密度の液体が水よりも低密度であることに起因して、浮揚し得、CBによって捕捉され得る。 Figure 67: Energy storage embodiment having a second reservoir and/or a third reservoir with a containment cover or barrier ("CB" or "CCB"). The CB may include a cover that covers or is positioned over one or more components of the system. The CB may include a cover that covers or is positioned over a component of the system that may hold or contain a low-density liquid. If the low-density liquid flows out of the second reservoir, the low-density liquid may float and be captured by the CB, for example, due to the low-density liquid being less dense than water.

図68:封じ込めカバー又は封じ込めバリア(「CB」又は「CCB」)を有する第2のリザーバ及び/又は第3のリザーバを有するエネルギー貯蔵実施形態。当該CBは、システムの1つ以上の構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。当該CBは、低密度の液体を保持又は収容し得るシステムの構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。低密度の液体が第2のリザーバから流出した場合、低密度の液体は、例えば、低密度の液体が水よりも低密度であることに起因して、浮揚し得、CBによって捕捉され得る。 Figure 68: Energy storage embodiment having a second reservoir and/or a third reservoir with a containment cover or barrier ("CB" or "CCB"). The CB may include a cover that covers or is positioned over one or more components of the system. The CB may include a cover that covers or is positioned over a component of the system that may hold or contain a low-density liquid. If the low-density liquid flows out of the second reservoir, the low-density liquid may float and be captured by the CB, for example, due to the low-density liquid being less dense than water.

図69:封じ込めカバー又は封じ込めバリア(「CB」又は「CCB」)を有する第2のリザーバ及び/又は第3のリザーバを有するエネルギー貯蔵実施形態。当該CBは、システムの1つ以上の構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。当該CBは、低密度の液体を保持又は収容し得るシステムの構成要素を覆って又はそれらの上方に位置するカバーを含み得る。低密度の液体が第2のリザーバから流出した場合、低密度の液体は、例えば、低密度の液体が水よりも低密度であることに起因して、浮揚し得、CBによって捕捉され得る。本図では、「S」は、低密度の液体と第2のリザーバ内の水との物理的な接触又は直接接触を防止又は最小化し得るセパレータ又はバリアを含み得る。 Figure 69: Energy storage embodiment having a second and/or third reservoir with a containment cover or barrier ("CB" or "CCB"). The CB may include a cover that covers or is positioned over one or more components of the system. The CB may include a cover that covers or is positioned over a component of the system that may hold or contain a low-density liquid. If the low-density liquid flows out of the second reservoir, the low-density liquid may float and be captured by the CB, for example, due to the low-density liquid being less dense than water. In this figure, "S" may include a separator or barrier that may prevent or minimize physical or direct contact between the low-density liquid and the water in the second reservoir.

図70:第2のリザーバ(「2」)内のサブタンク(「5」)内に低密度の液体をポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電する、エネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体を貯蔵するように構成されたサブタンク(「5」)を取り囲み得るか、又は収容し得る、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物を備え得る。当該サブタンクは、膨張可能又は圧壊可能なタンクを含み得る。当該サブタンクは、例えば、低密度の液体のリーク又は偶発的な放出が発生した場合に低密度の液体が第2のリザーバ内に留まることを確実にするために、水ポート又は水穴又は水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせの上方に位置し得る。当該水ポート若しくは水穴若しくは水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせを採用して、電気の「貯蔵」中に置換された水が第2のリザーバから出ることを可能にし、かつ/又は水が第2のリザーバに入って、放電又は発電中に低密度の液体を置換することを可能にし得る。サブタンクは、膜又は膜様構造物を含み得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物は、サブタンクを取り囲み、かつ/又はサブタンクの上部部分を覆い得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の例示的な特性は、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体若しくは物質の進入又は退出を制御する能力を含み得、この能力として、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体又は他の物質の流入又は流出を有効若しくは無効にし得るか、又はその両方であるバルブ又はポートを開放又は閉鎖する能力が挙げられ得るが、これらに限定されない。本図は、本実施形態の「充電」/を示す。当該充填は、低密度の液体を第1のリザーバから第2のリザーバにポンプ圧送して、第2のリザーバからの水を低密度の液体で置換することを包含し得る。 Figure 70: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a sub-tank ("5") in a second reservoir ("2") to displace water therein. The second reservoir may comprise a rigid tank or rigid containment structure that may surround or contain a sub-tank ("5") configured to store the low-density liquid. The sub-tank may include an expandable or collapsible tank. The sub-tank may be located above a water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof to ensure that the low-density liquid remains within the second reservoir, for example, in the event of a leak or accidental release of the low-density liquid. The water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof may be employed to allow displaced water to exit the second reservoir during "storage" of electricity and/or to allow water to enter the second reservoir to displace the low-density liquid during discharge or generation of electricity. The sub-tank may include a membrane or membrane-like structure. A rigid tank or rigid containment structure may surround the sub-tank and/or cover an upper portion of the sub-tank. Exemplary characteristics of the rigid tank or rigid containment structure may include the ability to control the ingress or egress of water or other liquids or substances to or from the second reservoir, including, but not limited to, the ability to open or close valves or ports that may enable or disable, or both, the inflow or egress of water or other liquids or other substances to or from the second reservoir. This figure illustrates "charging" this embodiment. Such charging may involve pumping a lower density liquid from the first reservoir to the second reservoir to replace water from the second reservoir with the lower density liquid.

図71:第2のリザーバ(「2」)内のサブタンク(「5」)内に低密度の液体をポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電する、エネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体を貯蔵するように構成されたサブタンク(「5」)を取り囲み得るか、又は収容し得る、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物を備え得る。当該サブタンクは、膨張可能又は圧壊可能なタンクを含み得る。当該サブタンクは、例えば、低密度の液体のリーク又は偶発的な放出が発生した場合に低密度の液体が第2のリザーバ内に留まることを確実にするために、水ポート又は水穴又は水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせの上方に位置し得る。当該水ポート若しくは水穴若しくは水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせを採用して、電気の「貯蔵」中に置換された水が第2のリザーバから出ることを可能にし、かつ/又は水が第2のリザーバに入って、放電又は発電中に低密度の液体を置換することを可能にし得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物は、サブタンクを取り囲み、かつ/又はサブタンクの上部部分を覆い得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の例示的な特性は、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体若しくは物質の進入又は退出を制御する能力を含み得、この能力として、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体又は他の物質の流入又は流出を有効若しくは無効にし得るか、又はその両方であるバルブ又はポートを開放又は閉鎖する能力が挙げられ得るが、これらに限定されない。本図は、本実施形態がほぼ完全に充電された状態にあることを示す。 Figure 71: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a sub-tank ("5") in a second reservoir ("2") to displace water therein. The second reservoir may comprise a rigid tank or rigid containment structure that may surround or contain a sub-tank ("5") configured to store the low-density liquid. The sub-tank may include an expandable or collapsible tank. The sub-tank may be located above a water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof to ensure that the low-density liquid remains within the second reservoir, for example, in the event of a leak or accidental release of the low-density liquid. The water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof may be employed to allow displaced water to exit the second reservoir during "storage" of electricity and/or to allow water to enter the second reservoir to displace the low-density liquid during discharge or generation of electricity. A rigid tank or rigid containment structure may surround the sub-tank and/or cover an upper portion of the sub-tank. Exemplary characteristics of the rigid tank or rigid containment structure may include the ability to control the ingress or egress of water or other liquids or substances to or from the second reservoir, including, but not limited to, the ability to open or close valves or ports that may enable or disable, or both, the inflow or egress of water or other liquids or other substances to or from the second reservoir. This figure shows this embodiment in a nearly fully charged state.

図72:第2のリザーバ(「2」)内のサブタンク(「5」)内に低密度の液体をポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電する、エネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体を貯蔵するように構成されたサブタンク(「5」)を取り囲み得るか、又は収容し得る、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物を備え得る。当該サブタンクは、膨張可能又は圧壊可能なタンクを含み得る。当該サブタンクは、例えば、低密度の液体のリーク又は偶発的な放出が発生した場合に低密度の液体が第2のリザーバ内に留まることを確実にするために、水ポート又は水穴又は水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせの上方に位置し得る。当該水ポート若しくは水穴若しくは水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせを採用して、電気の「貯蔵」中に置換された水が第2のリザーバから出ることを可能にし、かつ/又は水が第2のリザーバに入って、放電又は発電中に低密度の液体を置換することを可能にし得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物は、サブタンクを取り囲み、かつ/又はサブタンクの上部部分を覆い得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の例示的な特性は、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体若しくは物質の進入又は退出を制御する能力を含み得、この能力として、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体又は他の物質の流入又は流出を有効若しくは無効にし得るか、又はその両方であるバルブ又はポートを開放又は閉鎖する能力が挙げられ得るが、これらに限定されない。本図は、本実施形態の放電又は発電を示す。放電又は発電は、第2のリザーバからの低密度の液体を、パイプに入れ、発電機に通して発電させ、第1のリザーバ内に移し替えることを包含し得る。第2のリザーバからの低密度の液体の移し替えは、ポンプ若しくは発電機の近く若しくはポンプ若しくは発電機内のバルブ、又は第2のリザーバタンクの近く若しくは又は第2のリザーバタンク内のバルブ、又はそれらの組み合わせを開放することによって可能にされ得る。第2のリザーバ内の低密度の液体の置換は、水が第2のリザーバに入り、第2のリザーバ内の低密度の液体を置換することを含み得る。 Figure 72: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a sub-tank ("5") in a second reservoir ("2") to displace water therein. The second reservoir may comprise a rigid tank or rigid containment structure that may surround or contain a sub-tank ("5") configured to store the low-density liquid. The sub-tank may include an expandable or collapsible tank. The sub-tank may be located above a water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof to ensure that the low-density liquid remains within the second reservoir, for example, in the event of a leak or accidental release of the low-density liquid. The water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof may be employed to allow displaced water to exit the second reservoir during "storage" of electricity and/or to allow water to enter the second reservoir to displace the low-density liquid during discharge or generation of electricity. The rigid tank or rigid containment structure may surround the sub-tank and/or cover an upper portion of the sub-tank. Exemplary characteristics of the rigid tank or rigid containment structure may include the ability to control the ingress or egress of water or other liquids or substances to or from the second reservoir, including, but not limited to, the ability to open or close valves or ports that may enable or disable, or both, the inflow or egress of water or other liquids or other substances to or from the second reservoir. This figure illustrates discharge or power generation in this embodiment. Discharge or power generation may involve transferring a low-density liquid from the second reservoir into the first reservoir by piping it through a generator to generate electricity. Transfer of the low-density liquid from the second reservoir may be enabled by opening a valve near or within the pump or generator, or a valve near or within the second reservoir tank, or a combination thereof. Replacing the low-density liquid in the second reservoir may include water entering the second reservoir and displacing the low-density liquid in the second reservoir.

図73:第2のリザーバ(「2」)内のサブタンク(「5」)内に低密度の液体をポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電する、エネルギー貯蔵システム。第2のリザーバは、低密度の液体を貯蔵するように構成されたサブタンク(「5」)を取り囲み得るか、又は収容し得る、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物を備え得る。当該サブタンクは、膨張可能又は圧壊可能なタンクを含み得る。当該サブタンクは、例えば、低密度の液体のリーク又は偶発的な放出が発生した場合に低密度の液体が第2のリザーバ内に留まることを確実にするために、水ポート又は水穴又は水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせの上方に位置し得る。当該水ポート若しくは水穴若しくは水パイプ又は出口又はそれらの組み合わせを採用して、電気の「貯蔵」中に置換された水が第2のリザーバから出ることを可能にし、かつ/又は水が第2のリザーバに入って、放電又は発電中に低密度の液体を置換することを可能にし得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物は、サブタンクを取り囲み、かつ/又はサブタンクの上部部分を覆い得る。剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の例示的な特性は、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体若しくは物質の進入又は退出を制御する能力を含み得、この能力として、第2のリザーバへの、又は第2のリザーバからの水又は他の液体又は他の物質の流入又は流出を有効若しくは無効にし得るか、又はその両方であるバルブ又はポートを開放又は閉鎖する能力が挙げられ得るが、これらに限定されない。本図は、本実施形態がほぼ完全に放電された状態にあることを示す。 Figure 73: An energy storage system that stores electricity by pumping a low-density liquid into a sub-tank ("5") in a second reservoir ("2") to displace water therein. The second reservoir may comprise a rigid tank or rigid containment structure that may surround or contain a sub-tank ("5") configured to store the low-density liquid. The sub-tank may include an expandable or collapsible tank. The sub-tank may be located above a water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof to ensure that the low-density liquid remains within the second reservoir, for example, in the event of a leak or accidental release of the low-density liquid. The water port, hole, pipe, outlet, or combination thereof may be employed to allow displaced water to exit the second reservoir during "storage" of electricity and/or to allow water to enter the second reservoir to displace the low-density liquid during discharge or generation of electricity. A rigid tank or rigid containment structure may surround the sub-tank and/or cover an upper portion of the sub-tank. Exemplary characteristics of the rigid tank or rigid containment structure may include the ability to control the ingress or egress of water or other liquids or substances to or from the second reservoir, including, but not limited to, the ability to open or close valves or ports that may enable or disable, or both, the inflow or egress of water or other liquids or other substances to or from the second reservoir. This figure shows this embodiment in a nearly fully discharged state.

図74:本図は、本実施形態の充電又は蓄電を示す。本図は、第1のリザーバ(「1」)及び/又はポンプ(「4」)及び/又は発電機(「4」)が、第2のリザーバよりも高位の標高又は小さい水深で水中に位置する実施形態を示す。第1のリザーバは、剛性タンク又は浮袋タンクを含み得る。本図では、第1のリザーバは、剛性タンクとして示されている。本図に示された本実施形態では、海中電力ケーブル(「15」)は、ポンプ及び/又は発電機(「4」)を電力源、及び/又は電力需要源、及び/又は電力グリッドに接続する。送電インフラストラクチャを含み得る電力源、及び/又は電力需要源、及び/又は電力グリッドは、本図では「13」及び「14」によって表され得、陸上又は水中に位置し得る。海中電力ケーブルは、本エネルギー貯蔵システムを、例えば、洋上風力、洋上太陽光、及び洋上リグ、洋上発電、又は他の電源を含むが、これらに限定されない、洋上電源と相互接続し得る。海中電力ケーブルは、本エネルギー貯蔵システムを、例えば、洋上パイプライン、洋上送電ステーション、洋上圧縮ステーション、洋上掘削、加熱式フローライン、洋上石油リグ、洋上生産システム、水素生産、アンモニア生産、CO変換、ガス処理施設、及び/又は他のエネルギー消費源を含むが、これらに限定されないような、洋上需要源と相互接続し得る。海中電力ケーブルは、本エネルギー貯蔵システムを、陸上エネルギー需要及び陸上発電源と相互接続し得、このことは、工業用電気需要、商業用電気需要、住宅用電気需要、輸送用電気需要、再生可能電源、住宅用電源、電力グリッド負荷バランシング、電力グリッドサービス、陸上太陽光発電所、陸上風力、陸上水力発電、陸上燃焼発電、水素生産、余分な再生可能電力の貯蔵、ピーク需要中の、又は断続的な再生可能エネルギーが電力生成不足であるときの放電を含む。本図は、第2のリザーバ(「2」)内のサブタンク(「5」)内に低密度の液体をポンプ圧送して、当該第2のリザーバの内部の水を置換することによって蓄電する、エネルギー貯蔵システムを示し得る。 Figure 74: This diagram illustrates charging or storing power in this embodiment. This diagram illustrates an embodiment in which a first reservoir ("1") and/or pump ("4") and/or generator ("4") are located underwater at a higher elevation or lesser depth than the second reservoir. The first reservoir may include a rigid tank or a swim bladder tank. In this diagram, the first reservoir is shown as a rigid tank. In this embodiment shown in this diagram, a subsea power cable ("15") connects the pump and/or generator ("4") to a power source and/or power demand and/or power grid. The power source and/or power demand and/or power grid, which may include power transmission infrastructure, may be represented in this diagram by "13" and "14" and may be located on land or underwater. The subsea power cable may interconnect the energy storage system with offshore power sources, including, but not limited to, offshore wind, offshore solar, and offshore rigs, offshore power plants, or other power sources. The subsea power cable may interconnect the energy storage system with offshore demand sources, including, but not limited to, offshore pipelines, offshore power transmission stations, offshore compression stations, offshore drilling, heated flowlines, offshore oil rigs, offshore production systems, hydrogen production, ammonia production, CO2 conversion, gas processing facilities, and/or other energy consumption sources. A subsea power cable may interconnect the energy storage system with onshore energy demands and onshore power sources, including industrial electricity demands, commercial electricity demands, residential electricity demands, transportation electricity demands, renewable power sources, residential power sources, power grid load balancing, power grid services, onshore solar power plants, onshore wind power, onshore hydroelectric power, onshore combustion power generation, hydrogen production, storage of excess renewable electricity, and discharge during peak demand or when intermittent renewable energy is short of power production. The diagram may show an energy storage system that stores electricity by pumping a low density liquid into a sub-tank ("5") in a second reservoir ("2") to replace the water inside the second reservoir.

本実施形態は、洋上技術の技術的制限の複数の態様、及び多くの洋上領域の地理を活用する。
●世界のほとんどにおける沖合海底は、海岸から10マイル以内、又は20マイル以内、又は30マイル以内、又は40マイル以内、又は50マイル以内、又は60マイル以内、又は70マイル以内、又は80マイル以内、又は90マイル以内、又は100マイル以内、又はそれらの組み合わせで、相対的に浅い。相対的に浅い水深は、1,000メートル未満、又は900メートル未満、又は800メートル未満、又は700メートル未満、又は600メートル未満、又は500メートル未満、又は400メートル未満、又は300メートル未満、又は200メートル未満、又は100メートル未満、又はそれらの組み合わせの深さの水深を含み得る。更に、ほとんどの地勢では、当該相対的に浅い水は、1,500メートル、又は2,000メートル、又は2,500メートル、又は3,000メートル、又は更に大きい深さの水深まで下降する、切り立った岩棚又は大陸棚に最終的に到達する。本実施形態は、第1のリザーバ及び/又はポンプ及び発電機を、第1のリザーバから第2のリザーバまでのパイプラインの長さを最小化し得る、当該岩棚又は大陸棚の近くに配置する。パイプラインの長さを最小化することは、往復エネルギー効率を改善し、資本コストを低減する。
●本実施形態では、ポンプ及び/又は発電機は、海中電力ケーブルによって、電源又は電力需要又は電力グリッド又はそれらの組み合わせに相互接続され得る。海中電力ケーブルは、相対的に浅い地形及び/又は相対的に平坦な地形に設置するのが最も安価及び/又は簡単である。ここでの海底ケーブルは、相対的に浅い地形及び/又は相対的に平坦な海中地形に設置され得る。
●現代の洋上風力発電所は、経済的に実行可能であるように、相対的に浅い水深、一般に水深1,000メートル未満、を必要とする。本実施形態は、洋上風力発電所に理想的な浅い水に相対的に近く位置することによって、本発明を現在の洋上風力発電所と統合することを可能にする。また、洋上風力又は洋上太陽光又は洋上リグ又はそれらの組み合わせと共存することが可能であることによって、本発明は、既存の又は事前計画された海中電力ケーブル又は送電インフラストラクチャと統合してもよい。代わりに又は加えて、洋上風力又は洋上太陽光又は洋上リグ又は他の洋上技術と共存することが可能であることによって、本発明は、当該技術及び他の技術の経済性を改善して、海中電力インフラストラクチャ及び/又は本発明の構成を容易にしてもよい。例えば、バージニア、ノースカロライナ、デラウェア、メリーランド(全て洋上風力発電所が提案されている場所)には、浅い水、並びに近くの切り立った岩棚及び/又は大陸棚がある。
●第1のリザーバ及び/又は生成が「洋上」に位置することに起因して、本実施形態における唯一の「陸上横断インフラストラクチャ」は、海中電力ケーブル及び関連する伝送相互接続及びインフラストラクチャであり得る。本実施形態の最小限の「陸上横断」及び「陸上」インフラストラクチャは、必要とされる許可及び/又は承認及び/又はタイムライン及び/又は規制機関を低減し得る。加えて、陸上にタンク又は発電機がないことは、本実施形態が陸上の陸地をあまり占有しないことを可能にし得、かつ/又は本実施形態が見た目にあまりはっきりしないことを可能にし、かつ/又は本実施形態を見た目により魅力的にし得る。
●本実施形態では、第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機は、海洋の波及び/又は海洋の天候に最小限に曝露されるのに十分深い水深に位置し得る。本実施形態では、第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機は、第1及び第2のリザーバ間の有意な標高差を可能にするのに十分に浅い水深に位置し得る。例えば、有意な標高差は、500メートル以上、又は1,000メートル以上、又は1,500メートル以上、又は2,000メートル以上の標高差又は深さの差を含み得る。本実施形態では、第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機が、職業ダイバー及び/又は職業ダイビング船が監視及び/又はメンテナンスのためにアクセス又は簡便アクセスすることを可能にするのに十分に浅い水深に位置し得ることが有利であり得る。
●本実施形態は、エネルギー貯蔵のための実際的に無限の陸地面積及び/又は地理的領域を有する。好適な地理的条件を有する海中の海底の量は、本実施形態を使用する複数時間、複数日、又は更には複数ヶ月の蓄電に必要とされる海底の陸地面積をはるかに超える。
The present embodiment takes advantage of several aspects of the technical limitations of offshore technology and the geography of many offshore regions.
• The offshore seafloor in most of the world is relatively shallow, within 10 miles, or 20 miles, or 30 miles, or 40 miles, or 50 miles, or 60 miles, or 70 miles, or 80 miles, or 90 miles, or 100 miles from the coast, or any combination thereof. Relatively shallow depths can include water depths of less than 1,000 meters, or less than 900 meters, or less than 800 meters, or less than 700 meters, or less than 600 meters, or less than 500 meters, or less than 400 meters, or less than 300 meters, or less than 200 meters, or less than 100 meters, or any combination thereof. Furthermore, in most terrains, the relatively shallow waters eventually meet on a steep rocky or continental shelf that descends to depths of 1,500 meters, or 2,000 meters, or 2,500 meters, or 3,000 meters, or even greater. This embodiment places the first reservoir and/or pump and generator close to the rock or continental shelf, which may minimize the length of the pipeline from the first reservoir to the second reservoir, which improves round trip energy efficiency and reduces capital costs.
In this embodiment, the pump and/or generator may be interconnected to a power source or a power demand or a power grid or a combination thereof by a subsea power cable. Subsea power cables are cheapest and/or easiest to install in relatively shallow and/or relatively flat terrain. The subsea cable herein may be installed in relatively shallow and/or relatively flat undersea terrain.
Modern offshore wind farms require relatively shallow water depths, typically less than 1,000 meters, to be economically viable. This embodiment allows the present invention to be integrated with current offshore wind farms by being located relatively close to shallow waters that are ideal for offshore wind farms. Also, by being able to coexist with offshore wind, offshore solar, offshore rigs, or a combination thereof, the present invention may integrate with existing or pre-planned subsea power cables or transmission infrastructure. Alternatively or additionally, by being able to coexist with offshore wind, offshore solar, offshore rigs, or other offshore technologies, the present invention may improve the economics of that and other technologies, facilitating the construction of subsea power infrastructure and/or the present invention. For example, Virginia, North Carolina, Delaware, and Maryland (all locations where offshore wind farms are proposed) have shallow water and nearby steep rock shelves and/or continental shelves.
● Due to the first reservoir and/or generation being located "offshore," the only "cross-shore infrastructure" in this embodiment may be subsea power cables and associated transmission interconnections and infrastructure. The minimal "cross-shore" and "onshore" infrastructure of this embodiment may reduce required permits and/or approvals and/or timelines and/or regulatory agencies. Additionally, the lack of tanks or generators onshore may allow this embodiment to occupy less land area onshore and/or allow this embodiment to be less visually obtrusive and/or may make this embodiment more visually attractive.
In this embodiment, the first reservoir and/or pump and/or generator may be located at a depth deep enough to minimize exposure to ocean waves and/or marine weather. In this embodiment, the first reservoir and/or pump and/or generator may be located at a depth shallow enough to allow a significant elevation difference between the first and second reservoirs. For example, a significant elevation difference may include an elevation or depth difference of 500 meters or more, or 1,000 meters or more, or 1,500 meters or more, or 2,000 meters or more. In this embodiment, it may be advantageous for the first reservoir and/or pump and/or generator to be located at a depth shallow enough to allow access or convenient access for professional divers and/or professional diving vessels for monitoring and/or maintenance.
This embodiment has a virtually unlimited land area and/or geographic region for energy storage. The amount of undersea seabed with suitable geographic conditions far exceeds the land area of the seabed required for multi-hour, multi-day, or even multi-month storage using this embodiment.

図75:本図は、図74と同じ実施形態を含む。本図は、本実施形態がほぼ完全に充電された状態にあることを示す。 Figure 75: This figure includes the same embodiment as Figure 74. This figure shows this embodiment in a nearly fully charged state.

図76:本図は、図74と同じ実施形態を含む。本図は、本実施形態の放電又は発電を示す。 Figure 76: This figure includes the same embodiment as Figure 74. This figure shows the discharge or generation of electricity in this embodiment.

図77:本図は、図74と同じ実施形態を含む。本図は、本実施形態がほぼ完全に放電された状態にあることを示す。 Figure 77: This figure includes the same embodiment as Figure 74. This figure shows this embodiment in a nearly fully discharged state.

図78:本図は、本実施形態の充電又は蓄電を示す。本図は、第1のリザーバ(「1」)及び/又はポンプ(「4」)及び/又は発電機(「4」)が浮体式容器(「16」)内に位置する実施形態を示す。当該浮体式容器は、キャリア、又は従来のキャリアよりも大きい降荷流量若しくは載荷流量を可能にするように改造されたキャリア、又は特別に設計されたキャリア、又はそれらの組み合わせを含み得る。当該キャリアは、例えば、LPGキャリアなどの船を含み得る。当該浮体式容器は、1つ以上のブイを使用して、又は1つ以上のブイによる容易化で、海中電力ケーブル及び/又は海中の低密度の液体のパイプラインに相互接続され得る。例えば、本図は、低密度の液体のパイプラインの相互接続ブイを「L」として、海中ケーブルの電気相互接続ブイを「X」として示し得る。海中パイプライン、浮体式容器、ブイ、海中タンク、又は海中タンク、のうちの1つ以上又は複数又は組み合わせが採用され得る。 Figure 78: This diagram illustrates charging or storage in this embodiment. This diagram illustrates an embodiment in which the first reservoir ("1") and/or pump ("4") and/or generator ("4") are located within a floating vessel ("16"). The floating vessel may include a carrier, a carrier modified to allow for greater offloading or loading flow rates than conventional carriers, a specially designed carrier, or a combination thereof. The carrier may include, for example, a vessel such as an LPG carrier. The floating vessel may be interconnected to a subsea power cable and/or a subsea low-density liquid pipeline using, or facilitated by, one or more buoys. For example, this diagram may illustrate a low-density liquid pipeline interconnection buoy as an "L" and a subsea cable electrical interconnection buoy as an "X." One or more, or a combination of, a subsea pipeline, a floating vessel, a buoy, a subsea tank, or a subsea tank may be employed.

浮体式容器は、接続可能若しくは切断可能であり得るか、又はその両方であり得る。浮体式容器は、互いに接続可能又は切断可能であり得る。浮体式容器は、浮体式ブイに接続可能であり得るか、又は浮体式ブイから切断可能であり得る。例えば、多かれ少なかれ、エネルギー貯蔵又は電力容量又はその両方が必要とされる場合、当該浮体式容器は、追加又は除去(接続又は切断)され得る。浮体式容器を1つ以上の設備又は事業間で移送して、例えば、必要とされる資源を最適化し得る。例えば、いくつかの地域では、特定の期間若しくは季節中により大きい蓄電若しくは電力容量が必要とされ得、かつ/又は特定の他の期間若しくは季節中により少ない蓄電若しくは電力容量が必要とされ得る。浮体式容器は、より大きい需要の期間中に、いくつかの地域に移送又は追加され得る。浮体式容器は、より小さい需要の期間中に切断及び/又は移送され得る。浮体式容器は、必要に応じて、より小さい需要の地域からより大きい需要の地域に移送され得る。例えば、先物市場又はスポット市場又はその両方を作成して、浮体式容器をリースし得る。浮体式容器を、エネルギー貯蔵の需要が低い場合に、LPGキャリア又は他の形態のキャリアとして採用し得る。いくつかの事例では、浮体式容器及び/又は低密度の液体及び/又は低密度の液体の一部分、のうちの1つ以上が、例えば、完全に所有される代わりに、事業操業者又は所有者によってリースされることが望ましい場合がある。 Floating vessels may be connectable or disconnectable, or both. Floating vessels may be connectable or disconnectable to each other. Floating vessels may be connectable to a floating buoy or disconnectable from a floating buoy. For example, floating vessels may be added or removed (connected or disconnected) if more or less energy storage or power capacity, or both, is needed. Floating vessels may be transferred between one or more facilities or businesses to, for example, optimize needed resources. For example, some areas may require more storage or power capacity during certain periods or seasons, and/or less storage or power capacity during certain other periods or seasons. Floating vessels may be transferred or added to some areas during periods of greater demand. Floating vessels may be disconnected and/or transferred during periods of less demand. Floating vessels may be transferred from areas of less demand to areas of greater demand as needed. For example, a forward market or a spot market, or both, may be created to lease the floating vessel. The floating vessel may be employed as an LPG carrier or other form of carrier when demand for energy storage is low. In some cases, it may be desirable for one or more of the floating vessel and/or the low density liquid and/or a portion of the low density liquid to be leased by the utility operator or owner, for example, instead of being owned outright.

浮体式容器は、ハリケーンなどの悪天候を回避するために接断され得る。浮体式容器は、メンテナンスのために切断され得る。浮体式容器は、経時的に更新又は交換され得る。例えば、新しい技術の進歩又は用途ニーズ又は性能ニーズが、改造として浮体式容器に統合され得るか、又は新しい浮体式容器が構成され得るか、又はその両方である。需要の変化に起因して、浮体式容器が、切断又は接続され得る。 Floating vessels may be disconnected to avoid severe weather such as hurricanes. Floating vessels may be disconnected for maintenance. Floating vessels may be updated or replaced over time. For example, new technological advances or application or performance needs may be integrated into the floating vessel as a retrofit, or a new floating vessel may be constructed, or both. Floating vessels may be disconnected or connected due to changes in demand.

浮体式容器は、複数の形態で存在し得る。例えば、浮体式容器は、低密度の液体の貯蔵ユニットを含み得る。例えば、浮体式容器は、低密度の液体の貯蔵ユニットとポンプ及び/又は発電機との両方を含み得る。例えば、浮体式容器は、ポンプ及び/又は発電機を含み得る。複数の形態の浮体式容器は、必要に応じて組み合わされ得るか、又は統合され得る。浮体式容器は、様々に変更若しくは交換若しくは統合され得るか、又は更新された構成を有し得るか、又はそれらの組み合わせであり、このことは、例えば、1つ以上の用途からのニーズの変化に応答して実施することが容易であり得る。 Floating vessels may exist in multiple forms. For example, a floating vessel may include a storage unit for low-density liquid. For example, a floating vessel may include both a storage unit for low-density liquid and a pump and/or generator. For example, a floating vessel may include a pump and/or generator. Multiple forms of floating vessels may be combined or integrated as needed. Floating vessels may be variously modified, replaced, or integrated, or may have updated configurations, or combinations thereof, which may be easy to implement, for example, in response to changing needs from one or more applications.

浮体式容器接続ブイは、動的測位システムなしで、又は動的測位システムの最小限の必要性で浮体式容器が一般的な位置に留まることを可能にするためのアンカー接続又は同様のデバイスを含み得る。 The floating vessel attachment buoy may include an anchor attachment or similar device to allow the floating vessel to remain in a general location without a dynamic positioning system or with minimal need for a dynamic positioning system.

浮体式容器の使用は、実際的に無限のエネルギー貯蔵容量を可能にし得る。例えば、浮体式容器は、エネルギー貯蔵容量又は電力容量又はその両方を増加させるために相互接続され得る。本実施形態は、LPG及び他の炭化水素のための大規模な浮体式キャリアを構成及び船送するための現在のグローバルな能力、及び/又は例えば、炭化水素又は洋上の浮体式貯蔵又はその両方を輸送するために現在使用されている浮体式キャリアの利用可能性から利益を得得る。 The use of floating vessels may enable virtually unlimited energy storage capacity. For example, floating vessels may be interconnected to increase energy storage capacity, power capacity, or both. This embodiment may benefit from the current global capability to construct and ship large-scale floating carriers for LPG and other hydrocarbons, and/or the availability of floating carriers currently used to transport, for example, hydrocarbons or offshore floating storage or both.

第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機のための浮体式容器の使用は、例えば、キャリア容器に対する既存の許可に起因して必要とされる許可及び/又は承認を最小化し得る。 The use of a floating vessel for the first reservoir and/or pump and/or generator may minimize permits and/or approvals required due to, for example, existing permits for the carrier vessel.

浮体式容器は、浮体式容器上に位置し得るタレット及びスイベルスタックによってブイに接続され得る。タレット及びスイベルスタックは、船が、低密度の液体のパイプライン及び/又は海中電気ケーブルを相互接続しながら、風に向かうように回転するか、又は別様に移動することを可能にし得る。 The floating vessel may be connected to the buoy by a turret and swivel stack that may be located on the floating vessel. The turret and swivel stack may allow the vessel to rotate into the wind or otherwise move while interconnecting low-density liquid pipelines and/or subsea electrical cables.

図79:本図は、図78の実施形態を含む。本図は、本実施形態がほぼ完全に充電された状態にあることを示す。 Figure 79: This figure includes the embodiment of Figure 78. This figure shows this embodiment in a nearly fully charged state.

図80:本図は、図78の実施形態を含む。本図は、本実施形態の放電又は発電を示す。 Figure 80: This figure includes the embodiment of Figure 78. This figure shows the discharge or power generation of this embodiment.

図81:本図は、図78の実施形態を含む。本図は、本実施形態がほぼ完全に放電された状態にあることを示す。 Figure 81: This figure includes the embodiment of Figure 78. This figure shows this embodiment in a nearly fully discharged state.

図82:本図は、第1のリザーバ(「1」)及び/又はポンプ(「4」)及び/又は発電機(「4」)が浮体式容器(「16」)内に位置する実施形態を示す。本図は、浮体式容器が、組み合わされたブイ(「LX」)によって海中の低密度の液体のパイプライン(「3」)及び海中電気ケーブル(「15」)に接続することが可能である実施形態を示し得る。当該結合されたブイは、浮体式容器に接続し、及び/又は浮体式容器から切断することが可能であり得る。当該組み合わされたブイは、浮体式容器と組み合わされたブイとの間の接続プロセス及び/又は切断プロセスを単純化し得る。本図では、組み合わされたブイが浮体式キャリアから切断されて示され得る。 Figure 82: This figure shows an embodiment in which the first reservoir ("1") and/or pump ("4") and/or generator ("4") are located within the floating vessel ("16"). This figure may show an embodiment in which the floating vessel can be connected to a subsea low-density liquid pipeline ("3") and a subsea electrical cable ("15") by an associated buoy ("LX"). The associated buoy may be able to connect to and/or disconnect from the floating vessel. The associated buoy may simplify the connection and/or disconnection process between the floating vessel and the associated buoy. In this figure, the associated buoy may be shown disconnected from the floating carrier.

図83:本図は、図82と同じ実施形態を含み得る。本図では、組み合わされたブイが浮体式キャリアに接続されて示され得る。 Figure 83: This figure may include the same embodiment as Figure 82. In this figure, the combined buoy may be shown connected to a floating carrier.

図84:表面の低密度の液体のタンク(「1」)、水中剛性タンク(「2」)、低密度の液体を貯蔵するように構成された浮袋サブタンク(「10」)、及び表面水タンク(「6」)を有する蓄電システム。 Figure 84: Energy storage system having a surface low-density liquid tank ("1"), a submersible rigid tank ("2"), a swim bladder sub-tank ("10") configured to store low-density liquid, and a surface water tank ("6").

本実施形態は、ほぼ完全に放電された状態にある。 In this embodiment, the battery is in an almost completely discharged state.

図85:本実施形態は、図84の実施形態を含む。 Figure 85: This embodiment includes the embodiment of Figure 84.

本実施形態の蓄電(「充電」)。低密度の液体は、表面の低密度の液体のタンク(「1」)からパイプ(「3」)を通して、水中剛性タンク(「2」)にポンプ圧送され(「4」)、水中剛性タンク(「2」)から水を移す。移された水は、パイプ(「7」)を通って表面水タンク(「6」)に移動する。 Power storage ("charging") in this embodiment: Low density liquid is pumped ("4") from the surface low density liquid tank ("1") through a pipe ("3") into the submerged rigid tank ("2"), displacing water from the submerged rigid tank ("2"). The displaced water travels through a pipe ("7") to the surface water tank ("6").

図86:本実施形態は、図84の実施形態を含む。本実施形態は、ほぼ完全に放電された状態にある。 Figure 86: This embodiment includes the embodiment of Figure 84. This embodiment is in a nearly fully discharged state.

図87:本実施形態は、図84の実施形態を含む。 Figure 87: This embodiment includes the embodiment of Figure 84.

蓄電システムの発電(「放電」)。表面水タンク(「6」)内の水は、パイプ(「7」)を通して水中剛性タンク(「2」)に移送され、そこで、水中剛性タンク(「2」)内の低密度の液体を置換することが可能にされる。置換された低密度の液体は、パイプ(「3」)を通って、発電機(「4」)を通って、表面タンク(「1」)まで移動する。 Power generation ("discharge") of the storage system. Water in the surface water tank ("6") is transferred through a pipe ("7") to the submerged rigid tank ("2"), where it is allowed to displace the low-density liquid in the submerged rigid tank ("2"). The displaced low-density liquid travels through a pipe ("3"), through a generator ("4"), and to the surface tank ("1").

図の凡例
留意されたい:図面又は図は、縮尺に合わせて描かれていない。
FIGURE LEGENDS Please note: the drawings or figures are not drawn to scale.

追加の説明
高蒸気圧の低密度の液体及び/又は海中の第1のリザーバ
第1のリザーバを水中に配置することに主な利点があり得る。例えば、第1のリザーバを水中に配置することによって、高蒸気圧を有する低密度の液体が、低密度の液体作動流体として採用され得る。システムは、水中第1のリザーバが、水の静水圧が海水の温度において低密度の液体の蒸気圧に近い水深に位置するように、設計され得る。水中の第1のリザーバの内部の蒸気圧が第1のリザーバの周囲の水の圧力と同様である水深にタンクを配置することによって、設置されたタンクは、より小さい圧力差耐性を必要とし得、かつ相対的に薄い壁を有し得るか、又は表面上に同じ液体を貯蔵するタンクよりも低コストであり得る。また、有利なことに、海洋の下方の水の温度は、気候及び場所に応じて相対的に一貫し得、これにより、低密度の液体の蒸気圧のより簡単な予測及び/又はタンク圧要件の設計及び/又は設計水深が可能になり得る。また、有利なことに、海洋の下方の水の温度は、相対的に一貫して特定の温度範囲未満であり得、これにより、低密度の液体の蒸気圧のより簡単な予測及び/又はタンク圧要件の設計及び/又は設計水深が可能になり得る。
Additional Description: High Vapor Pressure Low-Density Liquid and/or Subsea First Reservoir. Locating the first reservoir underwater may have key advantages. For example, by locating the first reservoir underwater, a low-density liquid with a high vapor pressure may be employed as the low-density liquid working fluid. The system may be designed such that the underwater first reservoir is located at a depth where the hydrostatic pressure of water is close to the vapor pressure of the low-density liquid at seawater temperatures. By locating the tank at a depth where the vapor pressure inside the underwater first reservoir is similar to the pressure of the water surrounding the first reservoir, the installed tank may need to withstand a smaller pressure difference and may have relatively thin walls or be less expensive than a tank storing the same liquid on the surface. Also, advantageously, the temperature of the water below the ocean may be relatively consistent depending on the climate and location, which may allow for easier prediction of the vapor pressure of the low-density liquid and/or design of tank pressure requirements and/or design depth. Also, advantageously, the temperature of the water below the ocean may be relatively consistently below a certain temperature range, which may allow for easier prediction of vapor pressure of low density liquids and/or design of tank pressure requirements and/or design depth.

一例として、液体エタンは、280°Kにおいて2807kPa、300°Kにおいて4357kPaの蒸気圧を有し、これは、それぞれ約286メートルの水深及び445メートルの水深での水の静水圧と同等である。第1のリザーバ及び/又はポンプ及び/又は発電機は、例えば、150メートルの深さを超え、かつ500メートルの深さ未満の水深に配置され得る。エタンは、エタンの305.322°Kの臨界点を下回る超臨界相ではなく、液相のままである。有利なことに、赤道地域でさえ、150メートルを超える水深の海水の温度は、一般に一貫して300℃未満であり、これにより、エタンが超臨界相ではなく液相のままであることが確実になり得る。エタンの液相において、エタンは、300°Kにおいて304kg/m、280°Kにおいて383kg/mの密度を有する。本実施形態は、図74の構成と同様に構成され得る。代わりに又は加えて、本実施形態は、「1」、「6」、及び/又は「4」が、「2」よりも高位の標高にはあるものの、水中に位置する場合を除いて、図55と同様に構成されてもよい。代わりに又は加えて、本実施形態は、本明細書の他の図と同様に構成されてもよいが、第1のリザーバ、又は第3のリザーバ、又はポンプ/発電機、又はそれらの組み合わせは、第1のリザーバ、又は第3のリザーバ、又はポンプ/発電機、又はそれらの組み合わせが、海洋の上方又は海洋に隣接する陸地上に示され得る図で、海洋の下に配置され得る。有利なことに、液体エタンは、他の低密度の液体のオプションよりも豊富及び/又は安価であり得る。有利なことに、液体エタンは、他の低密度の液体オプションよりも低密度の液体を有し得る。 As an example, liquid ethane has a vapor pressure of 2807 kPa at 280°K and 4357 kPa at 300°K, which is equivalent to the hydrostatic pressure of water at depths of approximately 286 meters and 445 meters, respectively. The first reservoir and/or pump and/or generator may be located, for example, at a depth greater than 150 meters and less than 500 meters. The ethane remains in a liquid phase rather than a supercritical phase, which is below ethane's critical point of 305.322°K. Advantageously, even in equatorial regions, the temperature of ocean water at depths greater than 150 meters is generally consistently below 300°C, which may ensure that the ethane remains in a liquid phase rather than a supercritical phase. In its liquid phase, ethane has a density of 304 kg/ m3 at 300°K and 383 kg/ m3 at 280°K. This embodiment may be configured similarly to the configuration of FIG. 74. Alternatively or additionally, this embodiment may be configured similarly to FIG. 55 except that "1,""6," and/or "4" are located underwater, albeit at a higher elevation than "2." Alternatively or additionally, this embodiment may be configured similarly to other figures herein, but the first reservoir, or the third reservoir, or the pump/generator, or a combination thereof, may be located below the ocean, in figures where the first reservoir, or the third reservoir, or the pump/generator, or a combination thereof may be shown above the ocean or on land adjacent to the ocean. Advantageously, liquid ethane may be more abundant and/or less expensive than other low-density liquid options. Advantageously, liquid ethane may have a lower density than other low-density liquid options.

液体-液体置換
本実施形態は、低密度の液体及び高密度の液体を採用したエネルギー貯蔵装デバイスに関する。高密度の液体を低密度の液体に置換することによって蓄電し、高密度の液体が低密度の液体を置換することを可能にすることによって発電する。本実施形態では、当該置換は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように構成された水中貯蔵リザーバ内で行われる。例示的な高密度の液体として、水が挙げられ得るが、これに限定されない。例示的な低密度の液体として、プロパン、ブタン、エタン、又はLPGが挙げられ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、水中貯蔵リザーバは、剛性貯蔵タンクを含み得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体は、発電するためにポンプ及び発電機内で採用される油圧流体を含む。
Liquid-Liquid Displacement The present embodiments relate to an energy storage device employing a low-density liquid and a high-density liquid. Electricity is stored by displacing a high-density liquid with a low-density liquid, and electricity is generated by allowing a high-density liquid to displace a low-density liquid. In the present embodiments, the displacement occurs in a submerged storage reservoir configured to store both the low-density liquid and the high-density liquid. An exemplary high-density liquid may include, but is not limited to, water. An exemplary low-density liquid may include, but is not limited to, propane, butane, ethane, or LPG. In some embodiments, the submerged storage reservoir may include a rigid storage tank. In some embodiments, the low-density liquid includes hydraulic fluid employed in pumps and generators to generate electricity.

いくつかの実施形態では、水中貯蔵リザーバ内で、低密度の液体は、高密度の液体の上方に浮く。低密度の液体は、ポンプ又は発電機内で採用される油圧流体又は作動流体を含み得る。低密度の液体が水中貯蔵リザーバの内部の高密度の液体の上方に浮くか、又は高密度の液体の上方に位置することを可能にすることから結果として得られる複数の利点がある。当該利点として、以下のものが挙げられ得るが、これらに限定されない:
●低密度の液体が高密度の液体の上方に浮くことを可能にすることによって、本発明は、剛性水中タンクを採用し得る。剛性水中タンク又は剛性水中構造物を採用して、低密度の液体の少なくとも一部分を収容又は貯蔵し得る。剛性水中タンクは、多数の利点を有し得、これらとして、より長い寿命、リーク又は破損のリスクの低減、及び要素への回復性が挙げられ得るが、これらに限定されない。
●壊滅的な障害、又は水中貯蔵領域のリーク若しくは破損が発生した場合、以下の有益な所産のうちの1つ以上又は組み合わせが発生し得る:
○エネルギー貯蔵システムは、稼働状態を継続し得る
○低密度の液体は、低密度の液体が水中のリザーバから表面の近くのリザーバに移送されることを可能にすることによって、蓄電システムが発電又は「放電」することを可能にすることによって、安全に除去され、かつ/又は回復可能であり得る。
○低密度の液体は、水中貯蔵領域内に留まり得る
○低密度の液体は、水中貯蔵領域からリーク又は流出しない場合がある
●低密度の液体は、水中貯蔵タンクの剛性領域内に収容され得、この剛性領域は、より長期的又はより安全な貯蔵特性を有し得る。
●低密度の液体及び水は、物理的に分離されていながら、互いを直接置換し得る
●本実施形態は、受動的なリスク軽減、誤り訂正、及び緊急対応のための密度ベースの方法を採用することができ、このことは、以下のことを含み得るが、これに限定されない:
○例えば、本実施形態は、低密度の液体よりも大きく、かつ水よりも小さい密度を有する浮体式プラグを採用し得る。当該プラグは、第2のリザーバ内の水位が事前定義されたレベルを超えているときに、低密度の液体のパイプへの液体の流入を停止し得る。当該プラグは、水が低密度の液体のパイプに入ることを防止し得る。当該プラグを採用して、事前定義された最小体積の低密度の液体が水中貯蔵リザーバ内に存在することを確実にし得る。
○バリア又はセパレータが破損した場合、内又は
○充填中、低密度の液体は、水を、水中タンク内の下部ポートを通して、下方に、及び水中タンクの外に移し替え得る。
In some embodiments, a lower density liquid floats above a higher density liquid within the underwater storage reservoir. The lower density liquid may include hydraulic or working fluids employed in pumps or generators. There are several advantages that result from allowing the lower density liquid to float or sit above the higher density liquid within the underwater storage reservoir. These advantages may include, but are not limited to:
By allowing the lower density liquid to float above the higher density liquid, the present invention may employ a rigid submersible tank. A rigid submersible tank or structure may be employed to contain or store at least a portion of the lower density liquid. A rigid submersible tank may have numerous advantages, which may include, but are not limited to, a longer lifespan, reduced risk of leaks or breakage, and resilience to the elements.
In the event of a catastrophic failure or leak or rupture of the underwater storage area, one or more or a combination of the following beneficial outcomes may occur:
o The energy storage system may continue to operate. o The low density liquid may be safely removed and/or recoverable by allowing the low density liquid to be transferred from the underwater reservoir to a reservoir near the surface, allowing the storage system to generate power or "discharge."
○ Low density liquids may remain within the underwater storage area ○ Low density liquids may not leak or flow out of the underwater storage area ● Low density liquids may be contained within rigid areas of the underwater storage tank, which may have longer term or safer storage characteristics.
Low density liquids and water may directly replace each other while being physically separated The present embodiment may employ density-based methods for passive risk mitigation, error correction, and emergency response, which may include, but are not limited to:
For example, this embodiment may employ a floating plug having a density greater than the low density liquid and less than water. The plug may stop the flow of liquid into the low density liquid pipe when the water level in the second reservoir exceeds a predefined level. The plug may prevent water from entering the low density liquid pipe. The plug may be employed to ensure that a predefined minimum volume of low density liquid is present in the underwater storage reservoir.
o If the barrier or separator is broken, in or o During filling, the lower density liquid may displace water downwards and out of the submersible tank through the lower port in the submersible tank.

いくつかの実施形態では、低密度の液体は、物理的な分離によって高密度の液体と直接接触することを防止され得る。
●当該物理的な分離は、低密度の液体及び高密度の液体の両方に不溶であるが、低密度の液体よりも大きく、かつ高密度の液体よりも小さい密度を有する液体を含み得る。
●当該物理的な分離は、固体を含み得る。
●当該物理的な分離は、低密度の液体よりも大きく、かつ高密度の液体よりも小さい密度を有するバリアを含み得る。
●当該物理的な分離は、合成布地又は合成ライナーなどの不浸透性材料を含み得る。
●当該物理的な分離を採用して、水和物の形成を防止し得る。
●当該物理的な分離は、低密度の液体の下方、かつ水中貯蔵リザーバ内又は剛性水中貯蔵タンク内の水の上方に位置し得る。
●当該物理的な分離は、水中貯蔵リザーバ内に位置し得る。
●当該物理的な分離は、水中貯蔵リザーバを含み得る剛性構成物を含むタンク内に存在し得る。
In some embodiments, the lower density liquid may be prevented from direct contact with the higher density liquid by physical separation.
- The physical separation may involve a liquid that is insoluble in both the low density liquid and the high density liquid, but has a density greater than the low density liquid and less than the high density liquid.
- The physical separation may include solids.
- The physical separation may include a barrier having a density greater than the low density liquid and less than the high density liquid.
- The physical separation may include an impermeable material such as a synthetic fabric or liner.
- Such physical separation may be employed to prevent hydrate formation.
- The physical separation can be below a low density liquid and above water in a submersible storage reservoir or rigid submersible storage tank.
- The physical separation may be located in an underwater storage reservoir.
- The physical separation may be in a tank that includes a rigid structure that may contain an underwater storage reservoir.

封じ込めカバー又は封じ込めバリア又は封じ込め境界(「CB」又は「CCB」)
本発明は、水中貯蔵リザーバの上の封じ込めカバー又は封じ込め境界又は封じ込めバリア(CB又はCBB)を包含し得る。CBは、低密度の液体のリーク又は偶発的な放出が発生した場合に、低密度の液体を捕捉し得る。CBは、水中貯蔵リザーバの上又は上方に位置し得る。CBは、ライナー、布地、又は固体、又はシート、又はそれらの組み合わせを含み得る。CBは、例えば、LDLの回収を容易にするために、低密度の液体(捕捉された場合)をCBの特定の領域に流し込むように構成され得る。LDLの偶発的な放出又はリークが発生した場合、LDL又はLDL水和物又はLDL組成物は、水中のリザーバの上方に上昇し得、CBによって捕捉され得るか、又はCB内に浮き得る。CBは、水中のリザーバの上方に浮いていることができ、海底に係留され得る。CBは、海水よりも小密度であり得、このことが、浮くことを促進し得る。代わりに又は加えて、CB自体は、CBに取り付けられたフロート(複数可)に起因して吊設され得るか、又は浮いている場合がある。いくつかの実施形態では、CBは、水中リザーバ及び/又は水中バルブ若しくは接続部の表面積以上の表面積を覆い得るか、又はこれの上方にあり得る。いくつかの実施形態では、CBは、例えば、接続部又はポートの上方の表面積のみを覆うなど、水中のリザーバの特定のセクションのみを覆い得るか、又はこのセクションの上方にあり得る。2つ以上のCBが存在し得る。例えば、特定の接続箇所又はポートの上方にCBがあり得る。いくつかの実施形態では、冗長なCBがあり得る。例えば、CBは、特定のポートを覆い得る一方、別のCBは、水中のリザーバのポート及び/又はセクション全体を覆い得る。
Containment Cover or Containment Barrier or Containment Boundary ("CB" or "CCB")
The present invention may include a containment cover, boundary, or barrier (CB or CBB) over an underwater storage reservoir. The CB may capture low-density liquid in the event of a leak or accidental release of the low-density liquid. The CB may be located on or above the underwater storage reservoir. The CB may include a liner, fabric, or solid, or sheet, or a combination thereof. The CB may be configured to funnel low-density liquid (if captured) into specific areas of the CB, for example, to facilitate recovery of LDL. In the event of an accidental release or leak of LDL, LDL or LDL hydrate or LDL compositions may rise to the top of the underwater reservoir and be captured by the CB or float within the CB. The CB may float above the underwater reservoir or be moored to the seabed. The CB may be less dense than seawater, which may facilitate floating. Alternatively or additionally, the CB itself may be suspended or floating due to float(s) attached to the CB. In some embodiments, the CB may cover or be above a surface area equal to or greater than the surface area of the underwater reservoir and/or the underwater valve or connection. In some embodiments, the CB may cover or be above only a specific section of the underwater reservoir, e.g., covering only the surface area above a connection or port. There may be more than one CB. For example, there may be a CB above a specific connection or port. In some embodiments, there may be redundant CBs. For example, a CB may cover a specific port, while another CB may cover the entire port and/or section of the underwater reservoir.

CBは、水及び/又はLDLと親和する材料を含み得る。CBは、水及びLDLの両方をはじく材料を含み得る。CBは、LDLを吸収する疎水性材料を含み得る。 The CB may include a material that has an affinity for water and/or LDL. The CB may include a material that repels both water and LDL. The CB may include a hydrophobic material that absorbs LDL.

CBは、LDLリークがあるか、又はLDLがCBによって捕捉されているかを判定するためのセンサ又はシステム又は機構を含み得る。例えば、当該センサは、CBに作用する浮力を測定することを包含し得る。LDLが放出され、かつCB内に浮くと、CBに作用する浮力が増加することとなり、このことが、1つ以上のセンサによって測定され得る。例えば、センサ又はインジケータは、LDLを吸収する疎水性材料を包含し得る。LDLが当該疎水性材料に接触する場合、LDLが吸収され得、このことが、センサをトリガし、かつ/又はLDLのリーク又は偶発的な放出の発生の指標を提供し得る。例えば、センサは、LDLなどの海水以外の新しい液体の存在の指示を提供し得る分光法を包含し得る。例えば、センサは、水よりも小さい密度であり、かつLDLを超える密度であるフロートを包含し得る。LDLが十分な量だけリークし、かつCB内に集まる場合、フロートは、形成され得るLDL層内に没し始め得る。センサの他の機構として、導電性、分光法、分光測定、可視色、吸光度、粘度、pH、溶解、極性、誘電率、又はそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。 The CB may include a sensor, system, or mechanism for determining whether there is an LDL leak or whether LDL is being trapped by the CB. For example, the sensor may include measuring buoyancy acting on the CB. As LDL is released and floats within the CB, the buoyancy acting on the CB increases, which may be measured by one or more sensors. For example, the sensor or indicator may include a hydrophobic material that absorbs LDL. When LDL contacts the hydrophobic material, the LDL may be absorbed, which may trigger the sensor and/or provide an indication that an LDL leak or accidental release has occurred. For example, the sensor may include spectroscopy, which may provide an indication of the presence of a new liquid other than seawater, such as LDL. For example, the sensor may include a float that is less dense than water but greater in density than LDL. If a sufficient amount of LDL leaks and collects within the CB, the float may begin to sink into the LDL layer that may form. Other sensor mechanisms may include, but are not limited to, conductivity, spectroscopy, spectroscopic measurements, visible color, absorbance, viscosity, pH, solubility, polarity, dielectric constant, or combinations thereof.

LDL放出の発生をシステムオペレータに通知するためのシステムが、採用され得る。パッシブシステム及び/又はアクティブシステムを採用して、自律的又は半自律的に、又は人間のシステムオペレータの存在下で、又はそれらの組み合わせで、問題を是正し得るか、又はシステムをシャットダウンし得るか、又は事前定義された手順を経得るか、又は新しい手順を経得るか、又はそれらの組み合わせである。 Systems may be employed to notify a system operator of the occurrence of an LDL release. Passive and/or active systems may be employed to correct the problem, shut down the system, undergo predefined procedures, or undergo new procedures, or combinations thereof, autonomously, semi-autonomously, or in the presence of a human system operator, or combinations thereof.

相互接続された水リザーバを有する剛性タンク
例示的な実施形態又は構成は、LDLを貯蔵するための、内部に浮袋タンクを有する剛性タンクを含み得る。LDL浮袋タンクによって占有されていない残りの貯蔵体積は、水によって占有され得る。水は、周囲の又は隣接する海洋に相互接続され得るか、又はこの海洋を含み得る。水は、水リザーバへの相互接続からの水を含み得る。当該リザーバは、表面水リザーバ又は水中リザーバを含み得る。水中水リザーバは、パイプを介して剛性タンクに相互接続された水を収容しているタンクを含み得る。水リザーバは、海洋の静水圧と同様の圧力、又はこの静水圧との平衡圧力を有し得る。
Rigid Tank with Interconnected Water Reservoir An exemplary embodiment or configuration may include a rigid tank having an internal swim bladder tank for storing an LDL. The remaining storage volume not occupied by the LDL swim bladder tank may be occupied by water. The water may be interconnected to or may include the surrounding or adjacent ocean. The water may include water from an interconnection to a water reservoir. The reservoir may include a surface water reservoir or a submerged reservoir. The submerged water reservoir may include a tank containing water interconnected to the rigid tank via a pipe. The water reservoir may have a pressure similar to or in equilibrium with the hydrostatic pressure of the ocean.

以下は、例示的な実施形態のいくつかの特性及び属性である:
●剛性タンク内のLDLポート、及び/又は剛性タンク内のLDL浮袋は、剛性タンクの上部部分に、かつ/又は水ポートから離れて、位置し得る。
●水ポートは、剛性タンクの下部又は下部部分に、かつ/又はLDL及び/若しくはLDLポートから離れて、位置し得る。
●水タンクは、所望する場合、淡水又は脱イオン水を収容してもよい。淡水又は脱イオン水は、水中剛性タンクの内部の腐食を防止するために有利であり得る。
●膨張可能/浮袋封じ込めデバイスのうちの1つ又は全てで破損又は破れが発生した場合、LDLは、剛性タンク内に留まることとなる。LDLは、LDLポートを通して安全に除去され得、このことは、本発明において放電/発電のために典型的に採用されるのと同じ手順を包含し得る。
●LDLポートが剛性タンクの上部の近くにあり、かつ/又はLDLがタンクの上部の近くに貯蔵されるため、LDLは、剛性タンクの上部に上昇し得、これにより、LDLが周囲の水域にリーク及び/又は流出することを防止し得るか、又はLDLがシステム内に収容されることを確実にし得るか、又はLDLがシステムにとって救済可能であることを確実にし得る。
●LDLが水中剛性タンクの内部の水と混合するものとすれば、LDLよりも著しく大密度であり得るLDL水和物が形成され得る。水中タンクがLDLで満たされている場合、水中リザーバは、剛性タンク水ポートをLDL水和物で塞いで水ポートからのLDLの流出を防止することを確実にするように設計され得る。当該設計として、LDL水和物が形成される場合に意図的に塞ぐか、又は固体を集め得る、ポート内のフィルタ又はスクリーンが挙げられ得るが、これらに限定されない。
●LDL水和物が形成される場合、LDL水和物は、タンクの下部に沈み得るか、又は水とLDLとの間の界面に浮き得る。
●リーク又は破裂又は水和物形成の検出が発生した場合、1つ以上のバルブが閉鎖し得る。例えば、水パイプ又は水ポートは、閉鎖するバルブを有し得る。同様に、LDLポート又はLDLパイプは、閉鎖するバルブを有し得る。
●本実施形態は、複数の冗長性を有する。本実施形態は、LDLが剛性構造物体又は剛性タンク内に収容されたままであることを可能にし得、このことが、1つ以上の浮袋又はバリアが障害を起こすか、又は破れるか、又は破損した場合でも、LDLが周囲の海洋中に流出しないことを確実にし得、かつ/又はLDLが救済可能の回収可能であることを確実にし得、かつ/又はプロセスが機能可能であることを確実にし得る。加えて、本実施形態は、剛性タンクの内部が、海水よりも低腐食性の種を有する水と接触することを可能にしてもよい。
The following are some characteristics and attributes of exemplary embodiments:
The LDL port in the rigid tank and/or the LDL bladder in the rigid tank may be located in the upper portion of the rigid tank and/or away from the water port.
The water port may be located at the bottom or bottom portion of the rigid tank and/or away from the LDL and/or LDL port.
The water tank may contain fresh water or deionized water if desired, which may be advantageous to prevent corrosion on the inside of the submersible rigid tank.
In the event of a break or rupture of one or all of the inflatable/swim bladder containment devices, the LDL will remain within the rigid tank. The LDL can be safely removed through the LDL port, which may involve the same procedure typically employed for electrical discharge/power generation in the present invention.
Because the LDL port is near the top of the rigid tank and/or the LDL is stored near the top of the tank, the LDL may rise to the top of the rigid tank, which may prevent the LDL from leaking and/or spilling into surrounding bodies of water, or may ensure that the LDL is contained within the system, or may ensure that the LDL is salvageable to the system.
If LDL were to mix with water inside the underwater rigid tank, LDL hydrates could form, which may be significantly denser than LDL. If the underwater tank is filled with LDL, the underwater reservoir could be designed to ensure that the rigid tank water port is blocked by LDL hydrates, preventing LDL from exiting the water port. Such designs could include, but are not limited to, filters or screens within the port that can intentionally block or collect solids if LDL hydrates form.
- When LDL hydrates form, they may sink to the bottom of the tank or float at the interface between the water and the LDL.
In the event of a leak or rupture or detection of hydrate formation, one or more valves may close. For example, a water pipe or water port may have a valve that closes. Similarly, an LDL port or LDL pipe may have a valve that closes.
This embodiment has multiple redundancies. This embodiment may allow the LDL to remain contained within a rigid structural object or rigid tank, which may ensure that if one or more swim bladders or barriers fail, rupture, or break, the LDL will not be released into the surrounding ocean and/or that the LDL is salvageable and recoverable and/or that the process is functional. Additionally, this embodiment may allow the interior of the rigid tank to come into contact with water that has less corrosive species than seawater.

浮体式浮袋タンク:
本発明は、低密度の液体での水の置換を包含する重力エネルギー貯蔵システムに関し得、水中貯蔵タンクは、海底の上方に浮いている。浮体式水中貯蔵タンクは、浮体式水中貯蔵が周囲の海水よりも低密度又は低平均密度を有することに起因して、浮力を有し得る。
Floating bladder tank:
The present invention may relate to a gravity energy storage system involving the displacement of water with a low density liquid, where a submersible storage tank floats above the seabed. The floating submersible storage tank may be buoyant due to the floating submersible storage having a lower density or a lower average density than the surrounding seawater.

例示的な例示的実施形態:
低密度の液体と水との間に物理的なバリア又はセパレーションを有する、低密度の液体-水のリザーバ
例示的な実施形態
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
高位側の標高に位置するように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
低位側の標高に位置するように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体及び水を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
水を貯蔵するように構成された第3の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1、第2、及び第3のリザーバは、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバの内部の水を当該第3のリザーバ内に移し替えることによって蓄電するように、動作可能に接続されており、
Illustrative exemplary embodiments:
Low Density Liquid-Water Reservoir with a Physical Barrier or Separation Between the Low Density Liquid and the Water Exemplary Embodiments 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be located at the higher elevation and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located at a lower elevation and configured to store water and a fluid having a density lower than water;
a third storage reservoir configured to store water; and
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first, second, and third reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping a low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir, thereby displacing water within the second storage reservoir into the third reservoir;

第3のリザーバ内の水が、第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第1の貯蔵リザーバに移し替えることを可能にすることによって発電又は放電する、システム。 A system in which water in a third reservoir generates or discharges electricity by allowing a low-density fluid in a second storage reservoir to displace into the first storage reservoir.

例示的な実施形態
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
Exemplary Embodiment 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;

第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されている、システム。 A system in which the second storage reservoir is configured to store water and a low-density liquid.

例示的な実施形態
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成された剛性タンクである、システム。
Exemplary Embodiment 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The system wherein the second storage reservoir is a rigid tank configured to store water and low density liquids.

例示的な例示的実施形態
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ低密度の液体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の液体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の液体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
Illustrative Exemplary Embodiments 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a low density liquid;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low density liquid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low density liquid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;

第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されており、低密度の液体は、液体の水の密度未満の密度を有する、システム。
例示的な例示的サブ実施形態
2.当該第2の貯蔵リザーバは、剛性タンクを含む、例示的な実施形態1のシステム。
3.低密度の液体は、第2のリザーバの内部の水の上方に位置する、例示的な実施形態1に記載のシステム。
4.低密度の液体は、第2のリザーバの内部の水の上方に浮く、例示的な実施形態1に記載のシステム。
5.システムは、ポンプ内に油圧流体を更に備え、油圧流体は、低密度の液体と同じである、例示的な実施形態1に記載のシステム。
6.ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバは、パイプによって動作可能に接続されている、例示的な実施形態1に記載のシステム。
7.低密度の液体は、当該パイプを使用して、当該第1のリザーバと当該第2のリザーバとの間で移送される、例示的な実施形態6に記載のシステム。
8.第2のリザーバ内に、低密度の液体と第2のリザーバ内の水とを分離するための物理的なバリアを更に備える、例示的な実施形態1に記載のシステム。
9.当該第2のリザーバは、当該物理的なバリアへの損傷が発生した場合に、低密度の液体のリークを防止するように構成されている、例示的な実施形態8に記載のシステム。
10.当該物理的なバリアは、同じ静水圧で、3℃を超え、かつ50℃未満の温度で、液体の水よりも小さく、かつ低密度の液体を超える平均密度を有する材料を含む、例示的な実施形態8に記載のシステム。
11.当該物理的なバリアの少なくとも一部分は、水の上方に位置し、当該物理的なバリアの少なくとも一部分は、低密度の液体の下方に位置する、例示的な実施形態8に記載のシステム。
12.当該物理的なバリアは、液体を含む、例示的な実施形態8に記載のシステム。
13.当該物理的なバリアは、固体を含む、例示的な実施形態8に記載のシステム。
14.当該物理的なバリアは、(1)低密度の液体の水への実質的な溶解、(2)水の低密度の液体への実質的な溶解、(3)実質的な低密度の液体-水の水和物の形成、又はそれらの組み合わせを防止するように構成されている、例示的な実施形態8に記載のシステム。
15.第2のリザーバの少なくとも一部分の上方に位置するバリアを更に備える、例示的な実施形態1に記載のシステム。
16.当該バリアは、第2のリザーバに欠陥が発生した場合に、低密度の液体、低密度の液体-水の組成物、又はそれらの組み合わせを収容するように構成されている、例示的な実施形態15に記載のシステム。
17.当該バリアは、低密度の液体を検出するための器具を備える、例示的な実施形態15に記載のシステム。
18.当該バリアは、回収を容易にするために低密度の液体を流し込むように構成されている、例示的な実施形態15に記載のシステム。
19.当該バリアは、第2のリザーバの少なくとも一部分の上方に吊設されている、例示的な実施形態15に記載のシステム。
20.バリアは、係船所、アンカー、海底、又はそれらの組み合わせに接続されたテザーによって吊設されている、例示的な実施形態19に記載のシステム。
21.当該バリアは、浮力を有するか、浮力を有する浮体物に接続されているか、又はそれらの組み合わせである、例示的な実施形態15に記載のシステム。
22.第2のリザーバは、浮力を有するか、浮力を有する浮体物に接続されているか、又はそれらの組み合わせである、例示的な実施形態1に記載のシステム。
23.当該第2のリザーバは、海底の上方に浮いているか、又は吊設されている、例示的な実施形態22に記載のシステム。
24.第2のリザーバは、係船所、アンカー、海底、又はそれらの組み合わせに接続されたテザーによって吊設されている、例示的な実施形態23に記載のシステム。
25.第3のリザーバであって、第2のリザーバから第3のリザーバへの蓄電中に、低密度の液体によって置換された水を移送するように動作可能に接続された第3のリザーバを更に含む、例示的な実施形態1に記載のシステム。
26.水は、同じ静水圧下で、3℃を超え、かつ40℃未満の温度で、海水の密度の±5%以内である密度を有する、例示的な実施形態25に記載のシステム。
27.当該第3のリザーバの少なくとも一部分は、海水を含む、例示的な実施形態25に記載のシステム。
28.当該第3のリザーバの少なくとも一部分は、処理された海水を含む、例示的な実施形態25に記載のシステム。
29.当該第3のリザーバの少なくとも一部分は、第2のリザーバの深さで、海水の静水圧の±10気圧以内の圧力を有する、例示的な実施形態26に記載のシステム。
例示的なサブ実施形態
2.水よりも低密度を有する流体は、第2のリザーバの内部の水の上方に位置する、実施形態1に記載のシステム
3.水よりも低密度を有する流体は、第2のリザーバの内部の水の上方に浮く、実施形態1に記載のシステム
4.ポンプ及び発電機内の油圧流体又は作動流体は、水よりも低密度を有する流体を含む、実施形態1に記載のシステム
5.ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバは、パイプによって動作可能に接続されている、実施形態4に記載のシステム
6.水よりも低密度を有する流体は、当該パイプを使用して、当該第1のリザーバと当該第2のリザーバとの間で移送される、実施形態5に記載のシステム
7.水よりも低密度を有する流体及び第2のリザーバ内の水は、物理的なバリアによって分離される、実施形態1に記載のシステム
8.当該物理的なバリアは、浮体式である、実施形態7に記載のシステム
9.当該物理的なバリアは、水よりも小密度で、かつ水よりも低密度を有する流体よりも大密度の平均密度を有する、実施形態7に記載のシステム
10.当該物理的なバリアの少なくとも一部分は、水の上方に、かつ水よりも低密度を有する流体の下方に位置する、実施形態7に記載のシステム
11.当該物理的なバリアは、液体を含む、実施形態7に記載のシステム
12.当該物理的なバリアは、固体を含む、実施形態7に記載のシステム
13.当該物理的なバリアは、水中の水よりも低密度を有する流体への水の溶解、水よりも低密度を有する流体への水の溶解、水よりも低密度を有する流体-水の水和物の形成、又はそれらの組み合わせを防止する、実施形態7に記載のシステム
14.封じ込めカバー又はバリアは、第2のリザーバの1つ以上の部分の上方に位置する、実施形態1に記載のシステム
15.当該封じ込めカバー又はバリアは、リーク、破損、又は偶発的な放出が発生した場合に、水よりも低密度を有する流体又はこの流体の誘導体を捕捉又は回収する、実施形態14に記載のシステム
16.当該封じ込めカバー又はバリアは、水よりも低密度を有する流体の捕捉を検出するためのシステムを含む、実施形態14に記載のシステム
17.当該封じ込めカバー又はバリアは、捕捉又は回収を容易にするために、水よりも低密度を有する流体又はこの流体の誘導体を流し込むように構成されている、実施形態14に記載のシステム
18.当該封じ込めカバー又はバリアは、第2のリザーバ、第3のリザーバ、又はその両方、の少なくとも一部分の上方に吊設されている、実施形態14に記載のシステム
19.当該吊設は、係船所、又はアンカー、又は海底、又はそれらの組み合わせに接続されているテザーによって行われる、実施形態18に記載のシステム
20.当該封じ込めカバー又はバリアは、浮力を有するか、又は浮力を有する浮体物に接続されているか、又はそれらの組み合わせである、実施形態14に記載のシステム
21.第2のリザーバは、浮力を有するか、浮力を有する浮体物に接続されているか、又はそれらの組み合わせである、実施形態1に記載のシステム
22.当該第2のリザーバは、海底の上方に浮いている、実施形態21に記載のシステム
23.当該第2のリザーバは、海底の上方に吊設されている、実施形態22に記載のシステム
24.当該吊設は、係船所、又はアンカー、又は海底、又はそれらの組み合わせに接続されているテザーによって行われる、実施形態23に記載のシステム
25.第3のリザーバは、海水と同じ密度を有する液体を含む、実施形態1に記載のシステム
26.第3のリザーバは、海水の密度の±0.5%以内、又は±1%以内、又は±2%以内、又は±3%以内、又は±4%以内、又は±5%以内、又は±6%以内、又は±7%以内、又は±8%以内、又は±9%以内、又は±10%以内である密度を有する液体を含む、実施形態1に記載のシステム
26.第3のリザーバは、海水の密度の±0.5%以内、又は±1%以内、又は±2%以内、又は±3%以内、又は±4%以内、又は±5%以内、又は±6%以内、又は±7%以内、又は±8%以内、又は±9%以内、又は±10%以内である密度を有する液体を含み、液体は、同じ静水圧で、3℃を超え、かつ40℃未満の温度の液体であり得る、実施形態1に記載のシステム
27.第3のリザーバは、少なくとも一部分の海水を含む、実施形態1に記載のシステム
28.当該液体は、海水よりも低腐食性であるか、又は海水よりもバイオファウリング若しくはスケーリングを形成しにくいか、又はそれらの組み合わせである、実施形態26に記載のシステム
29.当該液体は、処理された海水を含む、実施形態26に記載のシステム
30.当該液体の少なくとも一部分は、第2のリザーバの近くの海水の10気圧の静水圧を有する圧力である、実施形態26に記載のシステム。
The system wherein the second storage reservoir is configured to store water and a low density liquid, the low density liquid having a density less than the density of liquid water.
Exemplary Sub-Embodiment 2. The system of exemplary embodiment 1, wherein the second storage reservoir comprises a rigid tank.
3. The system of Exemplary Embodiment 1, wherein the lower density liquid is located above the water inside the second reservoir.
4. The system of Exemplary Embodiment 1, wherein the less dense liquid floats above the water inside the second reservoir.
5. The system of exemplary embodiment 1, wherein the system further comprises a hydraulic fluid in the pump, the hydraulic fluid being the same as the low density liquid.
6. The system of Exemplary Embodiment 1, wherein the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operably connected by a pipe.
7. The system of Exemplary Embodiment 6, wherein a low-density liquid is transferred between the first reservoir and the second reservoir using the pipe.
8. The system of exemplary embodiment 1, further comprising a physical barrier in the second reservoir to separate the low density liquid from the water in the second reservoir.
9. The system of exemplary embodiment 8, wherein the second reservoir is configured to prevent leakage of the low density liquid in the event of damage to the physical barrier.
10. The system of Exemplary Embodiment 8, wherein the physical barrier comprises a material having an average density less than that of liquid water and greater than that of a low-density liquid at a temperature greater than 3° C. and less than 50° C. at the same hydrostatic pressure.
11. The system of exemplary embodiment 8, wherein at least a portion of the physical barrier is located above the water and at least a portion of the physical barrier is located below the less dense liquid.
12. The system of exemplary embodiment 8, wherein the physical barrier comprises a liquid.
13. The system of exemplary embodiment 8, wherein the physical barrier comprises a solid.
14. The system of Exemplary Embodiment 8, wherein the physical barrier is configured to prevent (1) substantial dissolution of the low density liquid in water, (2) substantial dissolution of water in the low density liquid, (3) formation of substantial low density liquid-water hydrates, or a combination thereof.
15. The system of Exemplary Embodiment 1, further comprising a barrier positioned over at least a portion of the second reservoir.
16. The system of Exemplary Embodiment 15, wherein the barrier is configured to contain a low density liquid, a low density liquid-water composition, or a combination thereof, in the event of a failure of the second reservoir.
17. The system of Exemplary Embodiment 15, wherein the barrier comprises an instrument for detecting low density liquids.
18. The system of exemplary embodiment 15, wherein the barrier is configured to funnel low density liquids to facilitate recovery.
19. The system of exemplary embodiment 15, wherein the barrier is suspended above at least a portion of the second reservoir.
20. The system of exemplary embodiment 19, wherein the barrier is suspended by a tether connected to a mooring, an anchor, the seabed, or a combination thereof.
21. The system of exemplary embodiment 15, wherein the barrier is buoyant, connected to a buoyant floating object, or a combination thereof.
22. The system of Exemplary Embodiment 1, wherein the second reservoir is buoyant, connected to a buoyant floating body, or a combination thereof.
23. The system of exemplary embodiment 22, wherein the second reservoir is floating or suspended above the seabed.
24. The system of exemplary embodiment 23, wherein the second reservoir is suspended by a tether connected to a mooring, an anchor, the seabed, or a combination thereof.
25. The system of Exemplary Embodiment 1, further comprising a third reservoir, the third reservoir operably connected to transfer water displaced by the lower density liquid during charging from the second reservoir to the third reservoir.
26. The system of exemplary embodiment 25, wherein the water has a density that is within ±5% of the density of seawater at a temperature above 3° C. and below 40° C. under the same hydrostatic pressure.
27. The system of exemplary embodiment 25, wherein at least a portion of the third reservoir comprises seawater.
28. The system of exemplary embodiment 25, wherein at least a portion of the third reservoir contains treated seawater.
29. The system of exemplary embodiment 26, wherein at least a portion of the third reservoir has a pressure within ±10 atmospheres of the hydrostatic pressure of seawater at the depth of the second reservoir.
Exemplary Sub-Embodiment 2. The system of embodiment 1, wherein a fluid having a density less than water is located above the water inside the second reservoir. 3. The system of embodiment 1, wherein a fluid having a density less than water floats above the water inside the second reservoir. 4. The system of embodiment 1, wherein a hydraulic or working fluid in the pump and generator comprises a fluid having a density less than water. 5. The system of embodiment 4, wherein the pump, generator, and first and second reservoirs are operably connected by a pipe. 6. The system of embodiment 5, wherein a fluid having a density less than water is transferred between the first reservoir and the second reservoir using the pipe. 7. The system of embodiment 1, wherein a fluid having a density less than water and the water in the second reservoir are separated by a physical barrier. 8. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier is floating. 9. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier has an average density less than water and greater than that of the fluid having a density less than water. 11. The system of embodiment 7, wherein at least a portion of the physical barrier is located above water and below a fluid having a density lower than water. 12. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier comprises a liquid. 13. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier comprises a solid. 14. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier prevents dissolution of water into a fluid having a density lower than water in water, dissolution of water into a fluid having a density lower than water, formation of a fluid-water hydrate having a density lower than water, or a combination thereof. 15. The system of embodiment 1, wherein a containment cover or barrier is located above one or more portions of the second reservoir. 16. The system of embodiment 14, wherein the containment cover or barrier captures or recovers a fluid having a density lower than water or a derivative of this fluid in the event of a leak, breach, or accidental release. 17. The system of embodiment 14, wherein the containment cover or barrier includes a system for detecting capture of a fluid having a density lower than water. 18. The system of embodiment 14, wherein the containment cover or barrier is configured to funnel a fluid having a density lower than water or a derivative of this fluid to facilitate capture or recovery. 19. The system of embodiment 14, wherein the containment cover or barrier is suspended above at least a portion of the second reservoir, the third reservoir, or both. 20. The system of embodiment 18, wherein the suspension is by a tether connected to a mooring, or an anchor, or the seabed, or a combination thereof. 21. The system of embodiment 14, wherein the containment cover or barrier is buoyant, or connected to a buoyant floating object, or a combination thereof. 22. The system of embodiment 1, wherein the second reservoir is buoyant, or connected to a buoyant floating object, or a combination thereof. 23. The system of embodiment 21, wherein the second reservoir floats above the seabed. 24. The system of embodiment 22, wherein the second reservoir is suspended above the seabed. 25. The system of embodiment 23, wherein the suspension is by a tether connected to a mooring, or an anchor, or the seabed, or a combination thereof. 26. The system of embodiment 1, wherein the third reservoir contains a liquid having the same density as seawater. 26. The system of embodiment 1, wherein the third reservoir contains a liquid having a density that is within ±0.5%, or within ±1%, or within ±2%, or within ±3%, or within ±4%, or within ±5%, or within ±6%, or within ±7%, or within ±8%, or within ±9%, or within ±10% of the density of seawater. 27. The system of embodiment 1, wherein the third reservoir comprises a liquid having a density that is within ±0.5%, or within ±1%, or within ±2%, or within ±3%, or within ±4%, or within ±5%, or within ±6%, or within ±7%, or within ±8%, or within ±9%, or within ±10% of the density of seawater, and the liquid may be a liquid at a temperature above 3°C and below 40°C at the same hydrostatic pressure. 28. The system of embodiment 1, wherein the third reservoir comprises at least a portion of seawater. 29. The system of embodiment 26, wherein the liquid is less corrosive than seawater, or less likely to form biofouling or scaling than seawater, or a combination thereof. 30. The system of embodiment 26, wherein the liquid comprises treated seawater. 31. The system of embodiment 26, wherein at least a portion of the liquid is at a pressure that has the hydrostatic pressure of 10 atmospheres of seawater near the second reservoir.

1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
高位側の標高に位置するように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
低位側の標高に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
水を貯蔵するように構成された第3の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1、第2、及び第3のリザーバは、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバの内部の水を当該第3のリザーバ内に移し替えることによって蓄電し、
第3のリザーバ内の水が、第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第1の貯蔵リザーバに移し替えることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されている、システム。
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be located at the higher elevation and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located at a lower elevation;
a third storage reservoir configured to store water; and
A pump and
a generator;
The pump, the generator, and the first, second, and third reservoirs store electricity by pumping a low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir, thereby transferring water within the second storage reservoir into the third storage reservoir;
the water in the third reservoir is operably connected to generate or discharge electricity by allowing the lower density fluid in the second storage reservoir to transfer to the first storage reservoir;
The second storage reservoir is configured to store water and a low density liquid.

1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
高位側の標高に位置するように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
低位側の標高に位置するように構成され、かつ低密度の液体及び水を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
水を貯蔵するように構成された第3の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1、第2、及び第3のリザーバは、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバの内部の水を当該第3のリザーバ内に移し替えることによって蓄電し、
第3のリザーバ内の水が、第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第1の貯蔵リザーバに移し替えることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されている、システム。
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be located at the higher elevation and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located at a lower elevation and configured to store low density liquid and water;
a third storage reservoir configured to store water; and
A pump and
a generator;
The pump, the generator, and the first, second, and third reservoirs store electricity by pumping a low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir, thereby transferring water within the second storage reservoir into the third storage reservoir;
A system wherein the water in the third reservoir is operably connected to generate or discharge electricity by allowing a lower density fluid in the second storage reservoir to displace into the first storage reservoir.

1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;

第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されている、システム。 A system in which the second storage reservoir is configured to store water and a low-density liquid.

1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されており、
低密度の液体は、ポンプ及び発電機内の油圧流体を含み、
低密度の液体は、第2の貯蔵リザーバの内部の水の上方に位置する、システム
2.低密度の液体は、第2のリザーバの内部の水の上方に位置する、実施形態1に記載のシステム
3.低密度の液体は、第2のリザーバの内部の水の上方に浮く、実施形態1に記載のシステム
4.ポンプ及び発電機内の油圧流体又は作動流体は、低密度の液体を含む、実施形態1に記載のシステム
5.ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバは、パイプによって動作可能に接続されている、実施形態4に記載のシステム
6.当該低密度の液体は、当該パイプを使用して、当該第1のリザーバと当該第2のリザーバとの間で移送される、実施形態5に記載のシステム
7.第2のリザーバ内の水及び低密度の液体は、物理的なバリアによって分離されている、実施形態1に記載のシステム
8.当該物理的なバリアは、浮体式である、実施形態7に記載のシステム
9.当該物理的なバリアは、水よりも小密度で、かつ低密度の液体よりも大密度の平均密度を有する、実施形態7に記載のシステム
10.当該物理的なバリアは、水の上方に、かつ低密度の液体の下方に位置する、実施形態7に記載のシステム
11.当該物理的なバリアは、液体を含む、実施形態7に記載のシステム
12.当該物理的なバリアは、固体を含む、実施形態7に記載のシステム
13.当該物理的なバリアは、低密度の液体の水への溶解、水の低密度の液体への溶解、低密度の液体ー水の水和物の形成、又はそれらの組み合わせを防止する、実施形態1に記載のシステム
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されており、
水と低密度の液体とは、物理的なバリアによって分離される、システム
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバは、水及び低密度の液体を貯蔵するように構成されており、
水と低密度の液体とは、浮体式の物理的なバリアによって分離される、システム
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバ内の当該水及び低密度の液体は、水-低密度の液体の液体-液体界面で直接接触する、システム
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバの内部の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
第2の貯蔵リザーバは、低密度の液体-水の液体-液体界面を含む、システム
封じ込めカバー又は封じ込めバリア(「CB」又は「CCB」):
浮体式/浮力タンク:
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くにあるように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置するように構成され、かつ水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の液体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバに隣接する水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電するように、動作可能に接続されており、
水及び水よりも低密度を有する流体は、両方とも液体形態であり、
第2の貯蔵リザーバは、浮体式である、システム。
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
the second storage reservoir is configured to store water and a low density liquid;
Low density liquids include hydraulic fluids in pumps and generators;
2. System 2, wherein the low-density liquid is located above the water inside the second storage reservoir. 3. System 3, wherein the low-density liquid is located above the water inside the second reservoir. 4. System 4, wherein the low-density liquid floats above the water inside the second reservoir. 5. System 4, wherein the hydraulic or working fluid in the pump and generator comprises a low-density liquid. 6. System 5, wherein the pump, generator, and first and second reservoirs are operably connected by a pipe. 7. System 5, wherein the low-density liquid is transferred between the first reservoir and the second reservoir using the pipe. 8. System 1, wherein the water and the low-density liquid in the second reservoir are separated by a physical barrier. 9. System 7, wherein the physical barrier is floating. 10. System 7, wherein the physical barrier has an average density less than that of water and greater than that of the low-density liquid. 11. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier is located above water and below the low-density liquid. 12. The system of embodiment 7, wherein the physical barrier comprises a liquid. 13. The system of embodiment 1, wherein the physical barrier prevents dissolution of the low-density liquid in water, dissolution of water in the low-density liquid, formation of low-density liquid-water hydrates, or a combination thereof. 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
the second storage reservoir is configured to store water and a low density liquid;
The water and the low density liquid are separated by a physical barrier.
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
the second storage reservoir is configured to store water and a low density liquid;
The water and the low density liquid are separated by a floating physical barrier. System 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The water and the low density liquid in the second storage reservoir are in direct contact at a water-low density liquid liquid-liquid interface.
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water within the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The second storage reservoir is a system containment cover or containment barrier ("CB" or "CCB") that includes a low density liquid-water liquid-liquid interface:
Floating/buoyancy tanks:
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to be near the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
a second storage reservoir configured to be located below the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density lower than water;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping a low density liquid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water adjacent the second storage reservoir, and to generate electricity by allowing the low density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
Water and fluids having a density lower than that of water are both in liquid form,
The system wherein the second storage reservoir is floating.

2.浮体物は、海洋の下部に係留されている、実施形態1に記載のシステム
3.当該浮体物は、海洋の下部の上方に吊設されている、実施形態1に記載のシステム
表面水タンク内の凝縮可能なガス:
例示的な相互接続された圧力の均等化を伴う剛性タンク
1.エネルギー貯蔵システムであって、
表面タンク、海中タンク、パイプ、ポンプ、及び発電機を備え、
低密度の液体を使用して当該海中タンク内の水を置換することによって蓄電し、
水が当該海中タンク内の低密度の液体を置換することを可能にすることによって発電する、エネルギー貯蔵システム
1.以下のものを備えるエネルギー貯蔵システム
表面タンク、海中タンク、パイプ、ポンプ、及び発電機
低密度の液体を海中タンク内にポンプ圧送して当該海中タンク内の水を置換することによって、エネルギーを貯蔵する
2.当該海中タンク内の圧力は、周囲の水の静水圧と平衡する
3.海中タンクは、水-低密度の液体の界面を含む
4.海中タンクの内部の水は、低密度の液体と直接接触する
5.海中タンクの内部の水は、浮体式バリアによって低密度の液体から分離される
1.低密度の液体及び水を有し、LDL及び水を貯蔵するように構成された剛性タンク、及び
水を貯蔵するように構成された浮袋タンク
2.浮袋タンクは、剛性タンクと同じ標高に位置する
3.浮袋タンクは、剛性タンクとは異なる標高に位置する
注記:剛性タンクに対する浮袋タンクの位置及び浮袋タンクの標高は、タンクの内部の水が周囲の水域内の水と同じ密度であるため、水域の下方の事実上任意の標高であり得る。
2. The system of embodiment 1, wherein the floating object is moored below the ocean. 3. The system of embodiment 1, wherein the floating object is suspended above the ocean below. Condensable gas in the surface water tank:
Exemplary Interconnected Rigid Tank with Pressure Equalization 1. An energy storage system comprising:
It includes surface tanks, subsea tanks, pipes, pumps, and generators.
storing electricity by displacing water in said subsea tank using a low density liquid;
1. An energy storage system that generates electricity by allowing water to displace a low-density liquid in a subsea tank, comprising: a surface tank, a subsea tank, pipes, a pump, and a generator; storing energy by pumping a low-density liquid into the subsea tank to displace the water in the subsea tank; 2. The pressure in the subsea tank is in equilibrium with the hydrostatic pressure of the surrounding water; 3. The subsea tank includes a water-low-density liquid interface; 4. The water inside the subsea tank is in direct contact with the low-density liquid; 5. The water inside the subsea tank is separated from the low-density liquid by a floating barrier; 1. a rigid tank having a low-density liquid and water, configured to store the LDL and water; and a float bladder tank configured to store the water; 2. The float bladder tank is located at the same elevation as the rigid tank; 3. The swim bladder tank is located at a different elevation than the rigid tank. Note: The location of the swim bladder tank relative to the rigid tank and the elevation of the swim bladder tank can be at virtually any elevation below the body of water, since the water inside the tank has the same density as the water in the surrounding body of water.

注記
●注記:浮袋タンクは、完全に圧壊されたタンクとして沈められ、例えば、パイプを介して剛性タンクに接続され得る。剛性タンクは、剛性タンクを浸水させることによって沈められる。剛性タンク内の水がLDLによって置換されるため、置換された水が、浮袋タンクを充填した。浮袋タンクは、浮体式であり得るか、又は海底上に置かれ得る。
●注記:エネルギー貯蔵システムは、部分的に充電された状態にあるときに充電され得る。
●注記:エネルギー貯蔵システムは、完全に放電された状態にあるときに充電され得る。
●注記:エネルギー貯蔵システムは、部分的に充電された状態又は部分的に放電された状態にあるときに放電され得る。
●注記:エネルギー貯蔵システムは、完全に充電された状態にあるときに放電され得る。
●注記:表面水タンク(「内部水」)に移送されるか、又はこれから移送される水の圧力は、パイプ(「外部水」)の周囲の水の重力静水圧に等しいことが望ましい場合がある。代わりに又は加えて、内部水の圧力は、海中タンクの圧力許容公差、又は内部水と接触する1つ以上の構成要素又は部品、又はそれらの組み合わせによって、外部水よりも小さくてもよいか、又は大きくてもよい。内部水及び外部水の圧力が同様であることを確実にするための例示的な方法は、表面水タンク(複数可)と海中タンク(複数可)との間にバルブ又は圧力レギュレータを配置することである。例えば、当該バルブ又は圧力レギュレータは、表面水タンク(複数可)と海中タンク(複数可)とを接続するパイプラインに取り付けられ得るか、又はこのパイプラインの内部に取り付けられ得る。
●注記:第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの周囲の、又は第2のリザーバに隣接する静水圧と同じであることが望ましい場合がある。第2のリザーバの内部の圧力は、第2のリザーバの周囲の、又は第2のリザーバに隣接する静水圧の圧力と、10PSI未満、又は15PSI未満、又は20PSI未満、又は1気圧未満、又は2気圧未満、又は3気圧未満、又は4気圧未満、又は5気圧未満、又は6気圧未満、又は7気圧未満、又は8気圧未満、又は9気圧未満、又は10気圧未満、又は11気圧未満、又は12気圧未満、又は15気圧未満、又は20気圧未満、又は30気圧未満、又は40気圧未満、又は50気圧未満、又は60気圧未満、又は70気圧未満、又は80気圧未満、又は90気圧未満、又は100気圧未満だけ異なり得る。
●注記:水中貯蔵リザーバの内部で、低密度の液体又は高密度の液体は、剛性水中タンク内の浮袋タンクに封入され得る。例えば、水は、剛性水中タンクの内部の浮袋タンク内に封入され得える一方、低密度の液体は、当該浮袋タンクの上方に浮き得る。例えば、低密度の液体は、剛性水中タンクの内部の浮袋タンク内に封入され得る一方、水は、当該浮袋タンクの下方に沈み得るか、又は存在し得る。剛性水中タンクの内部の水は、隣接する又は周囲の海水を含み得るか、又はこれと流体接続され得るか、又はこれと静水圧平衡にあり得る。
●注記:いくつかの実施形態では、セパレータ又は物理的なバリアは、低密度の液体の固体水和物の層を含み得る。当該固体水和物は、低密度の液体よりも大きく、かつ水よりも小さい密度を有し得る。当該固体水和物層は、水和物の更なる混合又は形成を阻害し得る。
●注記:本発明におけるポンプ/発電機は、水力回収タービン(HPRT)を含み得る。HPRTは、現在、炭化水素輸送産業、加工産業、及び精製産業を含むが、これらに限定されない、ポンプ/発電機として採用され得る。HPRTは、より低粘度の作動流体を用いてよりエネルギー効率が高いことが知られている。本発明は、液体プロパン、液体ブタン、又はLPGなどの超低粘度液体を採用し得、これらの超低粘度液体は、水よりも実質的に低粘度を有し得、これにより、HPRTは、水に関連付けられた往復効率を超える往復効率を有することが可能になり得る。
●注記:表面上に、又は第2のリザーバよりも高位の標高で水を貯蔵するように構成された表面水タンク又は第3のリザーバは、剛性タンク又は浮袋タンク又はそれらの組み合わせを含み得る。例えば、水を貯蔵するように構成され、かつ/又は海洋表面の近く、海洋表面上、又は海洋表面の上方に位置する、第3のリザーバは、当該第3のリザーバの外側の又は当該第3のリザーバに隣接する圧力と平衡した圧力であり得る、浮袋タンクを含み得る。
●注記:流体特性は、遠心ポンプと同じ様式でHPRT効率に影響を与え、より高粘度の流体が効率を低下させる。プロパン及びいくつかの他の例示的なLDLが水よりも低粘度を有するという事実は、いくつかのLDLが水よりもHPRTにおいてより大きいエネルギー効率/往復効率を有し得ることを意味する。
●注記:HPRTは、特定の範囲の容量利用(流量)及び圧力水頭で最も効率的に動作することができる。HPRTは、一般に、HPRTの最大の容量利用及び圧力水頭のより近くで最も効率的である。例えば、HPRTを採用する場合、ポンプ/発電機のほぼ最大の効率を確実にするための複数の方法があり、これらの方法は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:
○複数のより小さいHPRTが採用され得、稼働しているHPRTは、最大若しくはほぼ最大効率及び/又は最大若しくはほぼ最大容量(最高効率は、ほぼ最高又は最高容量である)で稼働される。蓄電の需要が変化する場合、蓄電のために並列又は「オン」するHPRTの数及び/又は容量が、調整され得る。発電の需要が変化する場合、発電のために並列又は「オン」するHPRTの数及び/又は容量が、調整され得る。
○貯蔵を必要とするエネルギーがHPRTの容量未満である場合、いくつかの選択肢がある:
・追加のより低容量のHPRT(例えば、各々がより大きいHPRTの各々の総容量の一部である、2つ又は3つ又は4つ又は5つ又はそれよりも多いHPRT)を有するシステムを設計する。当該より低容量のHPRTの各々は、動作中に、ほぼ最大効率及び/又は最大容量で動作し得る。
・少数のより低容量のHPRT又は最も低容量のHPRTの容量の一部である充電変形例について、フライホイール又はコンデンサ又はリチウムイオン電池又は他の標準的なエネルギー貯蔵デバイスを採用して、この相対的により小さい貯蔵ニーズを満たし得る。当該「他の標準的なエネルギー貯蔵デバイス」は、望ましい場合にポンプ(HPRTなど)に電力を供給することによって液体置換エネルギー貯蔵技術を充電するために放電され得るか、又はグリッド若しくは用途若しくはそれらの組み合わせに直接電気を供給し得る。
●注記:浮体式海中タンクは、剛性又は圧壊可能/膨張可能又はそれらの組み合わせであり得る。浮体式海中タンクは、テザー、又はアンカー、又は取り付け線、又は他の機構によって海底の上に吊設され得る。
●注記:海底地滑り又は他の壊滅的な事象が発生した場合、浮体式海中タンクは、緊急切断システムの一部としての、浮体式海中タンクのテザー(複数可)及び/又はパイプライン(複数可)から切断するように設計され得る。当該緊急切断システムは、海中タンクが表面に浮揚することを可能にし得、これにより、海中タンクが、水中地すべり又は他の壊滅的な事象からの破片に起因して別様に発生し得る破裂又は他の壊滅的な障害を回避することが可能になり得る。
●注記:浮体式海中タンクは、例えば、海底表面上へのタンクの配置にとって、海底が平坦でないか、又は急峻であるか、又は別様に困難である場合に、タンクを実装しやすくし得る。
●注記:浮体式海中浮袋タンクの設置は、例えば、以下のことを包含し得る:
○1)完全に圧壊した浮袋タンクを海底に沈めること
○2)浮袋タンクテザー及び/又はアンカーを海底及び/又は係船所又は錘に取り付けること。LDLパイプラインを浮袋タンクに取り付けること。
○3)LDLパイプラインを使用して、浮袋タンクにLDLを追加し、浮袋タンクが浮力を有するようになる結果とすること。浮袋タンクは、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものに起因して、海底の上方に浮いていることができ、かつ/又は海底の上方に吊設され得る:テザー又はアンカー。
●注記:LDLパイプラインは、LDLを収容しながら、又はLDLで満たされながら、海底に配置又は沈設され得る。LDLパイプラインは、例えば、LDLパイプラインが海面に浮揚することを防止するために、加重され得るか、又はアンカー若しくは錘若しくはそれらの組み合わせに取り付けられ得る。
●注記:LDLパイプラインは、海底に配置又は沈設され得る。LDLパイプラインは、沈設プロセス中に海水で浸水し得る。海底上に至るか、又は適切な場所に配置されると、LDLパイプライン内の水は、LDLをパイプライン内にポンプ圧送することによって、かつ/又は置換された海水がパイプラインを出ることを可能にすることによって、LDLで置換され得る。置換された海水は、パイプラインを出て、例えば、周囲の海洋に入り得るか、又は別個の封じ込めタンクに入り得る。当該別個の封じ込めタンクは、採用される場合、一時的又は永続的であり得る。パイプラインがLDLで十分に満たされている場合、1つ又はバルブを閉鎖して、例えば、周囲の海洋へのLDLの流出を防止し、かつ/又はLDLパイプラインへの海水の侵入を防止し得る。代わりに又は加えて、例えば、パイプラインがLDLで十分に満たされている場合、当該パイプラインは、水中タンク又は浮体式水中タンクに取り付けられてもよい。LDLパイプラインは、例えば、LDLパイプラインが海面に浮揚することを防止するために、加重され得るか、又はアンカー若しくは錘若しくはそれらの組み合わせに取り付けられ得る。
●注記:浮体式水中タンク内のLDLの最小体積又は最小量は、浮体式水中タンクが浮力を有することを確実にするために必要とされる最小量のLDLを含み得る。
●注記:本発明の構成要素のうちの1つ以上又は組み合わせが、地下に、又は部分的に地下に位置し得る。例えば、陸上又は水中の剛性タンクを備え得る第1の貯蔵リザーバは、地下に位置し得る。例えば、パイプ、又はバルブ、又はポンプ、又は発電機のうちの1つ以上又は一部分又は組み合わせは、地下に、又は部分的に地下に位置し得る。例えば、水中剛性タンクを備え得る第2のリザーバは、地下に位置し得る。
●注記:1つ以上のタンク又は他の構成要素を地下に配置することは、タンクを公共の視界から隠し得、これにより、安全性が高まり、かつ/又はタンクの潜在的な目障りが低減され得る。1つ以上のタンク又は他の構成要素を地下に配置することは、当該タンクの耐用年数を増加させ得る。1つ以上のタンク又は他の構成要素を地下に配置することは、悪天候、自然災害、又は人為的なリスクに対するシステムの回復力を増加させ得る。
●注記:「8」は、浮力若しくは中性浮力を有し得るか、又は周囲の水域よりも大密度であり得るか、又はそれらの組み合わせである。例えば、海中タンクの密度は、タンク内に貯蔵される液体の体積又は量に応じて変動し得る。
●注記:LPG、プロパン、ブタン、又は低密度の液体として採用され得る他の液化ガスは、表面貯蔵タンク内で半冷蔵又は部分冷蔵又は冷蔵され得る。半冷蔵貯蔵を採用することによって、表面貯蔵タンク、浮体式貯蔵タンク、又は第1のリザーバは、より大きい搬送能力を有することが可能であり得るか、又はより低い資本コストであり得るか、又はそれらの組み合わせである。
●注記:低密度の液体は、第2の貯蔵リザーバの周囲の水の温度と一致するか又はこの温度に近い周囲温度及び/若しくは温度で貯蔵され得、かつ/又は加圧されて貯蔵され得る。
●注記:ブタンのほうがプロパンよりも高沸点かつ低蒸気圧であること、及びより大きく、より低コストの圧力容器を構築する可能性に起因して、ブタン又はブタン-プロパン混合物又はそれらの組み合わせを採用することが望ましい場合がある。
●注記:冷蔵又は半冷蔵又は部分冷蔵又は冷却された容器は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ以下の温度を含み得る:50℃、又は40℃、又は30℃、又は20℃、又は10℃、又は5℃、又は0℃、又は-10℃、又は-20℃、又は-30℃、又は-40℃、又は-50℃。
●注記:水及びLDLを貯蔵するように構成された海中剛性タンクと、貯蔵水に構成された別個の又は相互接続された浮袋タンクと、を包含する構成は、例えば、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないことに起因して、有利であり得る:
○表面への水パイプライン、又は表面上のタンクの必要性無し
○水中の浮袋タンクは、LDLの代わりに主に水を貯蔵している。
・浮袋タンクは、LDLと比較して、水でのより長い耐用年数又は寿命を有し得る
・水用に構成された浮袋タンクは、LDL用に構成された浮袋タンクよりも安価であり得るか、又はより安価な材料を含み得る
・浮袋タンクの破裂又は壊滅的な障害が発生した場合、浮袋タンクを剛性タンクに接続するパイプのバルブを閉鎖し得、このことは、緊急遮断手順を含み得る。当該弁が閉鎖に失敗した場合、剛性タンク内のLDLは、剛性タンク内に自然に留まることになり、例えば、LDLは、剛性タンクを浮袋タンクに接続するパイプの場所又は構成に起因して、剛性タンク内に留まり得る。有利なことに、浮袋タンクの壊滅的な障害又は破裂が発生した場合、剛性タンクの内部の圧力は、一定のままであることとなる可能性が高く、剛性タンクの内部の水の組成は、一定のままであり得る。
○浮袋タンクは、剛性水中タンクが、タンクの外部の圧力、又は周囲の静水圧の圧力、と同じタンクの内部の圧力を受けることを可能にする。
●注記:いくつかの実施形態は、水中タンク内のLDLから水を分離する浮体式セパレータを包含し得る。
●注記:往復電気効率は、30%以上、又は40%以上、又は50%以上、又は60%以上、又は70%以上、又は80%以上、又は90%以上であり得る。
●注記:本発明は、複数のパイプライン、表面タンク、海中タンク、HPRTユニット若しくはポンプ発電機ユニット、バルブ、他の構成要素、又はそれらの組み合わせを含み得る。
●注記:浮袋などの、可撓性の構造物又は膨張可能若しくは圧壊可能な構造物を含み得る内部サブリザーバ又はサブタンクの少なくとも一部分又は上部を取り囲み得る、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物。当該剛性構造物は、鋼製タンク又は複合タンク又はそれらの組み合わせを含み得る。内部のサブタンクが破損又はリークした場合、リークした低密度の液体は、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の内部に残存し、低密度の液体の周囲環境への曝露を防止し得る。代わりに又は加えて、内部サブタンクは、水を貯蔵してもよい一方、低密度の液体は、剛性タンク内に貯蔵されてもよい。代わりに又は加えて、低密度の液体及び水は、剛性タンク又は剛性封じ込め構造物の内部の内部サブタンク内に貯蔵される。「剛性封じ込め構造物」は、また又は代わりに、可撓性の構造物であってもよい。
●注記:図中の破線は、ラベル付け線を示し得る。破線又は破線ボックスは、ラベルのみを示し得る。破線又は破線ボックスそれら自体は、プロセス要素ではない場合がある。
●注記:図中の破線を有するボックス、及び図中の破線は、ラベルにすぎず、それら自体は、図の構成要素ではない。
●注記:数値は、縮尺通りではない場合がある。例えば、第2のリザーバの水深は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせよりも深い場合があるか、又はこれらに等しい場合がある:200メートル、又は300メートル、又は400メートル、又は500メートル、又は600メートル、又は700メートル、又は800メートル、又は900メートル、又は1,000メートル、又は1,100メートル、又は1,200メートル、又は1,300メートル、又は1,400メートル、又は1,500メートル、又は1,600メートル、又は1,700メートル、又は1,800メートル、又は1,900メートル、又は2,000メートル、又は2,100メートル、又は2,200メートル、又は2,300メートル、又は2,400メートル、又は2,500メートル、又は2,600メートル、又は2,700メートル、又は2,800メートル、又は2,900、又は3,000メートル
●注記:
○水リザーバは、周囲の又は隣接する海水と同じ密度であり、かつ周囲の又は隣接する海水と圧力平衡にある液体を含み得る。
○水リザーバ内の水と周囲の海水との間の混合を防止することが望ましい場合がある。当該混合を防止するために、水リザーバと周囲の海水との間に、リザーバ境界層として分類され得る可撓性のバリアを採用することが望ましい場合がある。
○リザーバが、破損し、若しくは壊滅的な障害に遭うとする場合、又は破損し、若しくは壊滅的な障害の危険性がある場合、所望する場合、水リザーバを剛性タンクを相互接続するパイプのバルブが閉鎖し得る。当該バルブは、低密度の液体、又は他の剛性タンク若しくはエンドツーエンドシステムの収容物が周囲の海洋に流出するか、又は周囲の海洋を汚染することを防止し得る。当該バルブが閉鎖に失敗するとする場合、剛性タンク及びパイプは、低密度の液体がタンク内に自然に留まるように、かつ/又は剛性タンクから最小限に流出若しくはリークするように構成され得る。例えば、当該低密度の液体は、第2のリザーバ内の水の上方に浮いて存在し得、水リザーバを剛性タンクと相互接続する当該パイプは、低密度の液体-水の液体-液体界面の下方に位置し得る。
●注記:リザーバは、複数の相互接続されたリザーバ若しくはタンク若しくは貯蔵容器、又は複数の相互接続されたプロセス要素、又はそれらの組み合わせを含み得る。例えば、水中貯蔵リザーバは、複数の相互接続された水中タンクを含み得る。
●注記:第3のリザーバは、海水よりも低腐食性であるか、又はバイオファウリングが生じにくい特性を有しながら、海水と同じ静水圧を可能にし得る。例えば、第3のリザーバは、溶存酸素を除去し、かつ/又は腐食を防止するために酸素スカベンジャーで処理された海水を含み得る。例えば、第3のリザーバは、殺生物剤又は非腐食性若しくは非酸化性殺生物剤で処理された海水を含み得る。例えば、第3のリザーバは、海水と比較してより低腐食性であり得るか、又は他の有利な特性を有し得る、海水とは異なる混合物若しくは塩の組成物及び/又は海水以外の試薬を含むことを除いて、海水と同じ又は同様の密度を有する水溶液を含み得る。例えば、第3のリザーバは、低密度の液体-水の水和物の形成を阻害する試薬を含むことを除いて、海水と同じ又は同様の密度を有する水溶液を含み得る。例えば、第3のリザーバは、低い溶存酸素濃度を含み得、かつ表面海水と比較してより低腐食性であり得る深海海水を含み得る。
●注記:剛性タンクの内部のセパレータ又は可撓性タンク又は浮袋は、取り外し可能又は交換可能である。このことは、剛性タンクの内部のセパレータ又はフレキシブルタンク又は浮袋が、メンテナンスを受けるか、又はそのエンドオブライフ若しくはエンドオフライフの近くで交換されることを可能にする。
●注記:低密度の液体として、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:プロパン、ブタン、エタン、ペンタン、ヘキサン、LPG、ガス液体、油類、若しくは本明細書に記載された他の低密度の液体、又は当該技術分野で記載される他の液体。
●注記:海水の温度は、一般に、-2℃~40℃である。深海水は、一般に、約4℃である。
●注記:低密度の液体の密度は、少なくとも3℃を超え、かつ/又は40℃未満の温度範囲の水よりも小さい。
●注記:第3のリザーバが水中に位置する場合、頭隙内の凝縮性ガスは、第3のリザーバの内部の圧力が、同じ水中深さでの海洋の静水圧に近いことを確実にし得、このことは、例えば、当該第3のリザーバが剛性タンクである場合に有益であり得る。凝縮可能な頭隙ガスの蒸気圧は、予想される動作温度で同じ水中深さでの海洋の静水圧と一致するか、又はこの静水圧に近いことを確実にするように調節又は工学設計され得る。予想される動作温度は、例えば、水域、深さ、時季、表面温度、小気候、システムの1つ以上の構成要素の周囲の若しくはこれらの構成要素と接触する水温、他の条件、又はそれらの組み合わせに応じて、-2℃~50℃の範囲であり得る。
●注記:水中タンクとパイプとの間のパイプ接続は、安全な切断又は再接続又はその両方が可能であるように設計され得る。水中タンクは、水中タンク、水中パイプ、他の水中構成要素、又はそれらの組み合わせの、メンテナンス又は交換又は拡張又は監視のために、パイプから切断され得る。いくつかの事例では、水中タンク又はパイプ又はその両方は、切断中に低密度の液体を収容し得る。水中タンクは、メンテナンス又は交換のためにパイプから切断され得る。いくつかの事例では、水中タンク又はパイプ又はその両方は、切断中に低密度の液体を収容し得る。いくつかの事例では、低密度の液体は、当該水中タンクを切断する前に、水中タンクから除去され得る。安全な切断は、低密度の液体の最小限のリーク又は無リークを包含し得る。本発明のいくつかの実施形態は、水中タンクの交換又はメンテナンスを可能にするように設計され得る。本発明のいくつかの実施形態は、表面への水中タンクの移送、及び/又は当該水中タンクをその元の場所へ戻すことを可能にするように設計され得る。本発明のいくつかの実施形態は、所望する場合、水中タンク又は他の水中の構成要素のうちの1つ以上の構成要素又はサブ構成要素を、取り外すか、又は交換するか、又は維持することを可能にし得る。本発明のいくつかの実施形態は、既存の水中インフラストラクチャ及び/又は表面インフラストラクチャと統合しながら、水中での1つ以上のタンクの追加を可能にし得る。例えば、剛性タンクの内部のセパレータ又は可撓性タンク又は浮袋は、取り外し可能又は交換可能であり得る。
●取り外し可能性又は交換可能性は、動作を維持しながら、又は動作の中断を最小化して、構成要素を取り外すか、又は交換する能力を包含し得る。
Notes: Note: The float bladder tank may be submerged as a fully collapsed tank and connected to the rigid tank, for example, via a pipe. The rigid tank is submerged by flooding the rigid tank. As the water in the rigid tank is displaced by the LDL, the displaced water fills the float bladder tank. The float bladder tank may be floating or rest on the seabed.
● Note: The energy storage system may be charged when in a partially charged state.
●Note: The energy storage system can be charged when in a fully discharged state.
• Note: An energy storage system can be discharged when it is in a partially charged or partially discharged state.
●Note: The energy storage system can be discharged when in a fully charged state.
Note: It may be desirable for the pressure of water being transferred to or from the surface water tank ("internal water") to be equal to the gravitational hydrostatic pressure of the water surrounding the pipe ("external water"). Alternatively or additionally, the pressure of the internal water may be less than or greater than the external water, depending on the pressure tolerances of the subsea tank, or one or more components or parts in contact with the internal water, or a combination thereof. An exemplary method for ensuring that the pressures of the internal and external water are similar is to place a valve or pressure regulator between the surface water tank(s) and the subsea tank(s). For example, the valve or pressure regulator may be attached to or inside a pipeline connecting the surface water tank(s) and the subsea tank(s).
Note: It may be desirable for the pressure within the second reservoir to be the same as the hydrostatic pressure surrounding or adjacent to the second reservoir. The pressure within the second reservoir may differ from the hydrostatic pressure surrounding or adjacent to the second reservoir by less than 10 PSI, or less than 15 PSI, or less than 20 PSI, or less than 1 atmosphere, or less than 2 atmospheres, or less than 3 atmospheres, or less than 4 atmospheres, or less than 5 atmospheres, or less than 6 atmospheres, or less than 7 atmospheres, or less than 8 atmospheres, or less than 9 atmospheres, or less than 10 atmospheres, or less than 11 atmospheres, or less than 12 atmospheres, or less than 15 atmospheres, or less than 20 atmospheres, or less than 30 atmospheres, or less than 40 atmospheres, or less than 50 atmospheres, or less than 60 atmospheres, or less than 70 atmospheres, or less than 80 atmospheres, or less than 90 atmospheres, or less than 100 atmospheres.
Note: Within the underwater storage reservoir, a low-density liquid or a high-density liquid may be enclosed in a bladder tank within the rigid submersible tank. For example, water may be enclosed within a bladder tank within the rigid submersible tank, while a low-density liquid may float above the bladder tank. For example, a low-density liquid may be enclosed within a bladder tank within the rigid submersible tank, while water may sink or reside below the bladder tank. The water within the rigid submersible tank may contain, be fluidly connected to, or be in hydrostatic equilibrium with adjacent or surrounding seawater.
Note: In some embodiments, the separator or physical barrier may comprise a layer of solid hydrate of a low-density liquid. The solid hydrate may have a density greater than that of the low-density liquid and less than that of water. The solid hydrate layer may inhibit further mixing or formation of hydrates.
Note: The pump/generator in the present invention may include a hydraulic power recovery turbine (HPRT). HPRTs may currently be employed as pump/generators in industries including, but not limited to, hydrocarbon transportation, processing, and refining. HPRTs are known to be more energy efficient using lower viscosity working fluids. The present invention may employ ultra-low viscosity liquids, such as liquid propane, liquid butane, or LPG, which may have viscosities substantially lower than water, allowing the HPRT to have reciprocating efficiencies that exceed those associated with water.
Note: A surface water tank or a third reservoir configured to store water on the surface or at a higher elevation than the second reservoir may include a rigid tank or a swim bladder tank or a combination thereof. For example, a third reservoir configured to store water and/or located near, on, or above the ocean surface may include a swim bladder tank, which may be at a pressure equilibrated with the pressure outside or adjacent to the third reservoir.
Note: Fluid properties affect HPRT efficiency in the same way as centrifugal pumps, with more viscous fluids reducing efficiency. The fact that propane and some other exemplary LDLs have lower viscosities than water means that some LDLs may have greater energy/round trip efficiency in HPRT than water.
Note: HPRTs can operate most efficiently within a certain range of volume utilization (flow rate) and pressure head. HPRTs are generally most efficient closer to their maximum volume utilization and pressure head. For example, when employing HPRTs, there are several ways to ensure near maximum pump/generator efficiency, which may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following:
○ Multiple smaller HPRTs may be employed, with those operating at maximum or near maximum efficiency and/or maximum or near maximum capacity (highest efficiency is near the highest or highest capacity). If the demand for storage changes, the number and/or capacity of HPRTs paralleled or "turned on" for storage may be adjusted. If the demand for generation changes, the number and/or capacity of HPRTs paralleled or "turned on" for generation may be adjusted.
If the energy that needs to be stored is less than the capacity of the HPRT, there are several options:
Designing a system with additional lower capacity HPRTs (e.g., two or three or four or five or more HPRTs, each a fraction of the total capacity of each of the larger HPRTs), each of which can operate near maximum efficiency and/or capacity during operation.
For a small number of lower capacity HPRTs or charging variants that are a fraction of the capacity of the lowest capacity HPRT, a flywheel or capacitor or lithium ion battery or other standard energy storage device may be employed to meet this relatively smaller storage need. The "other standard energy storage device" may be discharged to charge liquid displacement energy storage technology by powering a pump (such as an HPRT) when desired, or may directly supply electricity to the grid or an application or a combination thereof.
Note: Floating subsea tanks may be rigid or collapsible/inflatable or a combination thereof. Floating subsea tanks may be suspended above the seabed by tethers or anchors or attachment lines or other mechanisms.
Note: In the event of a subsea landslide or other catastrophic event, the floating subsea tank may be designed to disconnect from the floating subsea tank's tether(s) and/or pipeline(s) as part of an emergency disconnection system that may allow the subsea tank to float to the surface, thereby allowing the subsea tank to avoid rupture or other catastrophic failure that may otherwise occur due to debris from the underwater landslide or other catastrophic event.
• Note: Floating subsea tanks may make it easier to implement tanks, for example, where the seabed is uneven or steep or otherwise difficult to place the tank on the seabed surface.
Note: The installation of floating submersible tanks may involve, for example:
○1) Sinking the completely collapsed float tank to the seabed ○2) Attaching the float tank tether and/or anchor to the seabed and/or mooring or sinker. Attaching the LDL pipeline to the float tank.
o 3) Using the LDL pipeline to add LDL to the float tank, resulting in the float tank becoming buoyant. The float tank may be floating above the seabed and/or may be suspended above the seabed due to one or more or a combination of the following, but not limited to: tethers or anchors.
Note: The LDL pipeline may be placed or sunk on the seabed while containing or filled with LDL. The LDL pipeline may be weighted or attached to anchors or weights or a combination thereof, for example to prevent the LDL pipeline from floating to the surface.
Note: The LDL pipeline may be located or sunk on the seabed. The LDL pipeline may be flooded with seawater during the sunk process. Once on the seabed or in place, the water in the LDL pipeline may be displaced with LDL by pumping the LDL into the pipeline and/or by allowing the displaced seawater to exit the pipeline. The displaced seawater may exit the pipeline and, for example, into the surrounding ocean or into a separate containment tank. The separate containment tank, if employed, may be temporary or permanent. When the pipeline is sufficiently filled with LDL, one or more valves may be closed, for example, to prevent the escape of LDL into the surrounding ocean and/or to prevent seawater from entering the LDL pipeline. Alternatively or additionally, for example, when the pipeline is sufficiently filled with LDL, the pipeline may be attached to a submersible tank or a floating submersible tank. The LDL pipeline may be weighted or attached to anchors or weights or a combination thereof, for example, to prevent the LDL pipeline from floating up on the sea surface.
• Note: The minimum volume or amount of LDL in a floating submersible tank may include the minimum amount of LDL required to ensure that the floating submersible tank is buoyant.
Note: One or more or a combination of the components of the present invention may be located underground or partially underground. For example, a first storage reservoir, which may comprise a land or underwater rigid tank, may be located underground. For example, one or more or portions or combinations of pipes, or valves, or pumps, or generators may be located underground or partially underground. For example, a second reservoir, which may comprise a submerged rigid tank, may be located underground.
Note: Locating one or more tanks or other components underground may hide the tank from public view, thereby increasing safety and/or reducing the tank's potential eyesore. Locating one or more tanks or other components underground may increase the tank's useful life. Locating one or more tanks or other components underground may increase the system's resilience to severe weather, natural disasters, or man-made risks.
Note: An "8" may be buoyant or neutrally buoyant, or may be denser than the surrounding waters, or a combination thereof. For example, the density of a subsea tank may vary depending on the volume or amount of liquid stored in the tank.
Note: LPG, propane, butane, or other liquefied gases that may be employed as low density liquids may be semi-refrigerated or partially refrigerated or refrigerated in surface storage tanks. By employing semi-refrigerated storage, the surface storage tank, floating storage tank, or first reservoir may be able to have a greater conveying capacity, or may have a lower capital cost, or a combination thereof.
• Note: The low density liquid may be stored at ambient temperature and/or at a temperature that matches or is close to the temperature of the surrounding water in the second storage reservoir, and/or may be stored under pressure.
Note: Due to butane's higher boiling point and lower vapor pressure than propane, and the possibility of constructing larger, less expensive pressure vessels, it may be desirable to employ butane or butane-propane mixtures or combinations thereof.
Note: A refrigerated or semi-refrigerated or partially refrigerated or cooled container may contain temperatures up to one or more or combinations of the following: 50°C, or 40°C, or 30°C, or 20°C, or 10°C, or 5°C, or 0°C, or -10°C, or -20°C, or -30°C, or -40°C, or -50°C.
Note: A configuration including a subsea rigid tank configured to store water and LDL and a separate or interconnected float bladder tank configured to store water may be advantageous due to, for example, but not limited to, one or more or a combination of the following:
o No need for a water pipeline to the surface or a tank above the surface o Underwater swim bladder tank stores primarily water instead of LDL.
- A swim bladder tank may have a longer service life or lifetime in water compared to an LDL - A swim bladder tank configured for water may be less expensive or may include less expensive materials than a swim bladder tank configured for an LDL - In the event of a rupture or catastrophic failure of the swim bladder tank, a valve on the pipe connecting the swim bladder tank to the rigid tank may close, which may include an emergency shut-off procedure. If the valve fails to close, the LDL within the rigid tank will naturally remain within the rigid tank; for example, the LDL may remain within the rigid tank due to the location or configuration of the pipe connecting the rigid tank to the swim bladder tank. Advantageously, in the event of a catastrophic failure or rupture of the swim bladder tank, the pressure inside the rigid tank is likely to remain constant, and the composition of the water inside the rigid tank may remain constant.
A swim bladder tank allows a rigid submersible tank to be subjected to a pressure inside the tank that is the same as the pressure outside the tank, or the surrounding hydrostatic pressure.
*Note: Some embodiments may include a floating separator that separates the water from the LDL in the submersible tank.
Note: The round trip electrical efficiency can be 30% or more, or 40% or more, or 50% or more, or 60% or more, or 70% or more, or 80% or more, or 90% or more.
• Note: The present invention may include multiple pipelines, surface tanks, subsea tanks, HPRT units or pump-generator units, valves, other components, or combinations thereof.
Note: A rigid tank or rigid containment structure may enclose at least a portion or an upper portion of an internal sub-reservoir or sub-tank, which may include a flexible structure or an inflatable or collapsible structure, such as a floatation bladder. The rigid structure may include a steel tank or a composite tank or a combination thereof. In the event of a breach or leak of the internal sub-tank, the leaked low-density liquid may remain inside the rigid tank or rigid containment structure, preventing exposure of the low-density liquid to the surrounding environment. Alternatively or additionally, the internal sub-tank may store water, while the low-density liquid may be stored within the rigid tank. Alternatively or additionally, the low-density liquid and water are stored in an internal sub-tank inside the rigid tank or rigid containment structure. The "rigid containment structure" may also or alternatively be a flexible structure.
Note: Dashed lines in the diagram may indicate labeling lines. Dashed lines or dashed boxes may indicate labels only. Dashed lines or dashed boxes may not themselves be process elements.
* Note: The boxes with dashed lines in the figures and the dashed lines in the figures are labels only and are not themselves components of the figures.
●Note: Numbers may not be to scale. For example, the depth of the second reservoir may be greater than or equal to one or more or combinations of the following: 200 meters, or 300 meters, or 400 meters, or 500 meters, or 600 meters, or 700 meters, or 800 meters, or 900 meters, or 1,000 meters, or 1,100 meters, or 1,200 meters, or 1,300 meters, or 1,400 meters, or 1,500 meters, or 1,600 meters, or 1,700 meters, or 1,800 meters, or 1,900 meters, or 2,000 meters, or 2,100 meters, or 2,200 meters, or 2,300 meters, or 2,400 meters, or 2,500 meters, or 2,600 meters, or 2,700 meters, or 2,800 meters, or 2,900, or 3,000 meters. Note:
The water reservoir may contain a liquid that is the same density as, and in pressure equilibrium with, the surrounding or adjacent seawater.
It may be desirable to prevent mixing between the water in the water reservoir and the surrounding seawater. To prevent this mixing, it may be desirable to employ a flexible barrier between the water reservoir and the surrounding seawater, which may be classified as a reservoir boundary layer.
If the reservoir were to break or suffer a catastrophic failure, or were at risk of breaking or catastrophic failure, a valve on the pipe interconnecting the water reservoir with the rigid tank could close, if desired. The valve could prevent the low-density liquid, or other contents of the rigid tank or end-to-end system, from spilling into or contaminating the surrounding ocean. If the valve were to fail to close, the rigid tank and pipe could be configured to allow the low-density liquid to naturally remain within the tank and/or to minimally spill or leak from the rigid tank. For example, the low-density liquid could float above the water in the second reservoir, and the pipe interconnecting the water reservoir with the rigid tank could be located below the liquid-liquid interface of the low-density liquid and the water.
Note: A reservoir may include multiple interconnected reservoirs or tanks or storage vessels, or multiple interconnected process elements, or a combination thereof. For example, a submersible storage reservoir may include multiple interconnected submersible tanks.
Note: The third reservoir may be less corrosive than seawater or may have biofouling-resistant properties while allowing the same hydrostatic pressure as seawater. For example, the third reservoir may include seawater treated with an oxygen scavenger to remove dissolved oxygen and/or prevent corrosion. For example, the third reservoir may include seawater treated with a biocide or a non-corrosive or non-oxidizing biocide. For example, the third reservoir may include an aqueous solution having the same or similar density as seawater, except that it includes a different mixture or salt composition and/or a reagent other than seawater, which may be less corrosive than seawater or have other advantageous properties. For example, the third reservoir may include an aqueous solution having the same or similar density as seawater, except that it includes a reagent that inhibits the formation of low-density liquid-water hydrates. For example, the third reservoir may include deep-sea seawater, which may include a low dissolved oxygen concentration and may be less corrosive than surface seawater.
Note: The separator or flexible tank or bladder inside the rigid tank may be removable or replaceable. This allows the separator or flexible tank or bladder inside the rigid tank to undergo maintenance or be replaced near its end of life or end-of-life.
Note: Low density liquids may include, but are not limited to, one or more or combinations of the following: propane, butane, ethane, pentane, hexane, LPG, gas liquids, oils, or other low density liquids described herein or in the art.
Note: The temperature of ocean water generally ranges from -2°C to 40°C. Deep ocean water is generally around 4°C.
Note: A low density liquid has a density less than that of water over a temperature range of at least 3°C and/or less than 40°C.
Note: If the third reservoir is located underwater, the condensable gas in the head space may ensure that the pressure inside the third reservoir is close to the hydrostatic pressure of the ocean at the same underwater depth, which may be beneficial, for example, if the third reservoir is a rigid tank. The vapor pressure of the condensable head space gas may be adjusted or engineered to ensure that it matches or is close to the hydrostatic pressure of the ocean at the same underwater depth at the expected operating temperature. The expected operating temperature may range from -2°C to 50°C, depending, for example, on the body of water, depth, time of year, surface temperature, microclimate, water temperature surrounding or in contact with one or more components of the system, other conditions, or a combination thereof.
Note: The pipe connection between the submersible tank and the pipe may be designed to allow for safe disconnection and/or reconnection. The submersible tank may be disconnected from the pipe for maintenance, replacement, expansion, or monitoring of the submersible tank, the submersible pipe, other submersible components, or a combination thereof. In some cases, the submersible tank or the pipe, or both, may contain a low-density liquid during disconnection. The submersible tank may be disconnected from the pipe for maintenance or replacement. In some cases, the submersible tank or the pipe, or both, may contain a low-density liquid during disconnection. In some cases, the low-density liquid may be removed from the submersible tank before disconnecting the submersible tank. A safe disconnection may include minimal or no leakage of the low-density liquid. Some embodiments of the present invention may be designed to allow for replacement or maintenance of the submersible tank. Some embodiments of the present invention may be designed to allow for transport of the submersible tank to the surface and/or return of the submersible tank to its original location. Some embodiments of the present invention may allow for the removal, replacement, or maintenance of one or more components or subcomponents of a submersible tank or other underwater component, if desired. Some embodiments of the present invention may allow for the addition of one or more tanks underwater while integrating with existing underwater and/or surface infrastructure. For example, a separator or a flexible tank or bladder inside a rigid tank may be removable or replaceable.
• Removability or replaceability may encompass the ability to remove or replace a component while maintaining operation or with minimal interruption to operation.

追加の注記:
例示的なコスト作用因
●規模が大きいほど、1kWhのエネルギー貯蔵容量当たりのコストと、1kWの電力容量当たりのコストと、が低くなる。
●海水深さ深いほど、エネルギー密度が大きくなり、1kWh及び1kWの貯蔵容量当たりの必要とされるタンク容量及びパイプ直径が小さくなる。パイプ敷設技術及び海中サービスで事業を構成することを確実にするために、事業は、初期に、3,000メートル以下の海水の深さを採用し得る。パイプ敷設技術及び海中サービスが進歩するにつれて、3,000メートルを超える深さの海水の深さが採用され得る。
●エネルギー貯蔵の時間が多いほど(すなわち、電力容量に対するエネルギー貯蔵容量が多いほど)、1kWh当たりのコストが低い
○パイプ直径は、エネルギー密度及び必要とされる「電力容量」によって左右される
○タンク容量は、エネルギー密度及び必要とされる「エネルギー貯蔵容量」によって左右される
●電力グリッド及び電力グリッド送電機器までの距離、及び/又は電力グリッドインフラストラクチャの改更
●陸上及び海上のEPC資産への近接性、並びに機器及び材料の配送及び設置のための物流
例示的な収益作用因(収益及びROIの最大化)
●地元電力市場における1kWhの電力当たりの価格、及び予想される電力購入契約価格/条件
●電力グリッドにおける再生可能エネルギーの断続性に起因するグリッドサービスの需要
●場所の太陽光又は風力の可能性
●電力市場の構造、並びに電力グリッド及び/又は地元電力公益事業との関係
●経済モデル:太陽光+貯蔵事業(PPA)対グリッドサービス
Additional notes:
Exemplary Cost Drivers • Larger scale results in lower cost per kWh of energy storage capacity and lower cost per kW of power capacity.
Deeper water depths provide greater energy density and require smaller tank volumes and pipe diameters per kWh and kW of storage capacity. To ensure the project can accommodate pipelaying technology and subsea services, the project may initially employ water depths of 3,000 meters or less. As pipelaying technology and subsea services advance, water depths greater than 3,000 meters may be employed.
● The more hours of energy storage (i.e., the more energy storage capacity relative to power capacity), the lower the cost per kWh ○ Pipe diameter is driven by energy density and the required "power capacity" ○ Tank capacity is driven by energy density and the required "energy storage capacity" ● Distance to power grid and power grid transmission equipment, and/or power grid infrastructure modifications ● Proximity to onshore and offshore EPC assets, and logistics for delivery and installation of equipment and materials Exemplary revenue drivers (maximizing revenue and ROI)
● The price per kWh of electricity in the local electricity market and expected power purchase agreement prices/terms ● The demand for grid services due to the intermittency of renewable energy in the electricity grid ● The solar or wind potential of the location ● The structure of the electricity market and its relationship to the electricity grid and/or local utility ● Economic model: solar plus storage project (PPA) versus grid services

追加の注記:
表面上の剛性水タンクのに頭隙内の、プロパンガス、又はLPガス、又は冷媒、又はほぼ室温の沸点液体、又は室温で凝縮可能な液体、又はこれらの組み合わせ。
Additional notes:
Propane gas, or LPG, or refrigerant, or a boiling point liquid at about room temperature, or a liquid condensable at room temperature, or a combination thereof, in the headspace of a rigid water tank on the surface.

水タンク内の凝縮性ガスの例示的な目的
1)水が出るときに、タンクが真空を形成せずに剛性のままであることを可能にするため
2)水がプロパンを空気中に全く放出しないことを可能にするため。いくらかのプロパン溶解性を可能にする水中の高圧に起因して、希釈濃度のプロパンが水中に存在し得る。本実施形態は、空気に対して閉鎖されている/開放されていないため、プロパンを空気中に放出することができない。
Exemplary purposes for the condensable gas in the water tank are: 1) to allow the tank to remain rigid without creating a vacuum when the water leaves, and 2) to allow the water to not release any propane into the air. Due to the high pressure in the water which allows for some propane solubility, dilute concentrations of propane can exist in the water. This embodiment is closed/not open to the air, so the propane cannot be released into the air.

注記:頭隙は、室温付近で沸騰する炭化水素冷媒によって占有され得る。例えば、ブタンとペンタンとの組み合わせ。水がタンクを満たすにつれて、冷媒が圧縮され、液体に凝縮される(必要とされる圧縮量を大幅に低減する)。凝縮した冷媒は、水上に浮遊層を形成する。水が出ると、冷媒は、水面上で沸騰する。 Note: The head space may be occupied by a hydrocarbon refrigerant that boils near room temperature; for example, a combination of butane and pentane. As the water fills the tank, the refrigerant is compressed and condenses into a liquid (greatly reducing the amount of compression required). The condensed refrigerant forms a floating layer on top of the water. As the water exits, the refrigerant boils on top of the water.

注記:水がタンクを満たし切ると、プロパンガス又はブタンガスは、水がプロパンを圧縮することなく空間を占有することを可能にするために、タンク頭隙から除去され得る。プロパンガスは、別個のタンクへの圧縮によって除去され得る。 Note: Once the water has filled the tank, propane or butane gas can be removed from the tank headspace to allow the water to occupy space without compressing the propane. Propane gas can be removed by compression into a separate tank.

注記:水タンクの内部の、又は水がタンクに入る際に圧縮された水タンクの頭隙内のガス。望ましい場合、当該ガスは、少なくとも部分的に、凝縮してもよい。 Note: Gas within the water tank or in the headspace of a water tank that is compressed as the water enters the tank. If desired, the gas may be at least partially condensed.

フライホイールあなたは、始動時の休止を補償する Flywheel compensates for start-up pauses

ほぼ室温の沸点の液体は、不燃性であることが望ましい場合がある。当該ほぼ室温の沸点の液体は、冷媒又は冷媒の組み合わせを含み得る。例えば、当該ほぼ室温の沸点の液体は、フッ素化炭化水素を含み得る。 It may be desirable for the near-room-temperature boiling liquid to be non-flammable. The near-room-temperature boiling liquid may include a refrigerant or combination of refrigerants. For example, the near-room-temperature boiling liquid may include a fluorinated hydrocarbon.

概要:本発明は、水を低密度の液体(LDL)で置換することによって蓄電し得る。電気は、LDLと水との間の重力静水圧差からの重力位置エネルギーの形態で貯蔵され得る。
概要の段階的な説明:
1.蓄電:表面におけるバルブが開放される(5)。剛性LDL表面タンク(1)内のLDLが、パイプ(3)を通してて水中剛性タンク(2)内にポンプ圧送(4)される。LDLが水中剛性タンクを充填するにつれて、タンクの内部の水が置換される。置換された水は、水パイプ(7)を通って表面水タンク(6)に移動する。充電が完了すると、表面におけるバルブ(5)が閉鎖される。
2.発電:表面バルブ(5)が開放される。表面水タンク(6)の内部の水は、水パイプ(7)を通って移動し、水中剛性タンク(2)の内部のLDLを自然に置換する。置換されたLDLは、LDLパイプ(3)を通って移動し、表面における発電機(4)に入って発電させ、LDLを剛性LDL表面タンクに流入させる。充電が完了すると、表面バルブ(5)が閉鎖される。
例示的な定義
●補助熱貯蔵:補助熱貯蔵は、低密度の液体、高密度の液体、又はそれらの組み合わせからの熱エネルギーを、貯蔵するか、又は回収するか、又はその両方のためのプロセス又はシステムを含み得る。回収された熱エネルギーは、例えば、冷蔵又は冷却された低密度の液体の「冷温」温度に保持された熱エネルギーを含み得る。補助熱貯蔵は、種々の温度で動作する様々なシステム構成要素を有するシステムにおける効率的な動作を可能にするために必要とされ得る。補助熱貯蔵は、地表の海水又は地面又は空気又はそれらの組み合わせの温度未満の温度で動作し得る、冷却又は冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを有するシステムにおける効率的な動作を可能にするために必要とされ得る。
●寄生エネルギー:システムの性能又は効率又はその両方を低下させるエネルギー消費。
●非寄生エネルギー:システムの性能又は効率又はその両方に無視できない影響を与えるか、又は影響を与えないか、又は好影響を与えるか、又はそれらの組み合わせである、エネルギー消費。
●リザーバ又はタンク:リザーバ又はタンクは、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方などの材料を貯蔵するための機器又はデバイスを含み得る。リザーバ又はタンクは、互換的に使用され得る。いくつかの事例では、リザーバは、領域、又はゾーン、又は深さ、又は範囲、又はそれらの組み合わせ内の流体の一般の貯蔵を記載するために広く使用され得ることに留意することが重要である。いくつかの事例では、タンクは、領域、又はゾーン、又は深さ、又は範囲、又はそれらの組み合わせ内の流体の一般の貯蔵を記載するために広く使用され得ることに留意することが重要である。いくつかの事例では、タンクは、領域、又はゾーン、又は深さ、又は範囲、又はそれらの組み合わせ内の1つ以上の流体の貯蔵のための個々の貯蔵ユニットを記載するために狭く使用され得ることに留意することが重要である。いくつかの事例では、リザーバは、領域、又はゾーン、又は深さ、又は範囲、又はそれらの組み合わせ内の1つ以上の流体の貯蔵のための個々の貯蔵ユニットを記載するために狭く使用され得ることに留意することが重要である。
●高位側の標高のリザーバ:同じ貯蔵システム内の低位側の標高のリザーバの標高よりも高位の標高に位置する液体貯蔵庫。
●低位側の標高のリザーバ:同じ貯蔵システム内の高位側の標高のリザーバの標高よりも低位の標高に位置する液体貯蔵庫。
●低密度の液体又はより低密度の液体又はLDL:高密度の液体よりも低密度を有する作動流体。圧力を交換する異なる作動流体よりも低密度を有する作動流体。
●高密度の液体又はより高密度の液体又はHDL又はより大密度の液体:低密度の液体よりも高密度を有する作動流体。低密度の液体よりも大きいg/mLの密度を有する作動流体。圧力を交換する異なる作動流体よりも高密度を有する作動流体。
●冷却、又は「冷蔵する」:液体又はシステム又はその両方からの熱の除去。例えば、熱伝達、熱交換、冷蔵サイクル、放射冷却、若しくは他の熱除去、又はそれらの組み合わせを使用する熱の除去。
●部分冷蔵された:少なくともいくつかの周囲温度未満の温度に冷却されるリザーバ又は作動流体又はその両方。少なくともいくつかの周囲温度未満の温度に冷却されるリザーバ又は作動流体又はその両方であって、ただし、作動流体は、液相で貯蔵されるための、大気圧を超える圧力を必要とし得る。
●作動流体:潜在的なエネルギー又は熱又はその両方を貯蔵するためにシステムで採用される液体又はガス又はその両方。
●1つ以上の熱貯蔵媒体又は熱貯蔵液体:熱を貯蔵するか、又は伝達するか、又はそれらのを組み合わせである材料。
●1つ以上の「冷温」熱貯蔵媒体:1つ以上の「暖温」熱貯蔵媒体よりも冷温である材料。1つ以上の「冷温」熱貯蔵媒体は、冷蔵若しくは冷却された低密度の液体の温度若しくはこの温度の近くであり得るか、又は冷却若しくは冷蔵若しくは半冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバ内の低密度の液体の温度若しくはこの温度の近くであり得る。例えば、1つ以上の「冷温」熱貯蔵媒体は、冷蔵又は冷却された低密度の液体の温度に熱交換器損失及び他の潜在的損失を加えた、又はこの温度から熱交換器損失及び他の潜在的損失を引いた温度であり得る。
●1つ以上の「暖温」熱貯蔵媒体:1つ以上の「冷温」熱貯蔵媒体よりも暖温である材料。1つ以上の「暖温」熱貯蔵媒体は、冷蔵若しくは冷却された低密度の液体の温度を上回る温度であり得るか、又は冷却若しくは冷蔵若しくは半冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバ内の低密度の液体の温度を上回る温度であり得る。
●「冷温」:「暖温」温度にある同じ媒体の温度未満の温度である媒体の温度。いくつかの実施形態では、「冷温」は、周囲空気温度未満又は周囲水温未満又は周囲地温未満又はそれらの組み合わせの温度であり得る。いくつかの実施形態では、「冷温」は、冷却又は冷蔵又は半冷蔵された低密度の液体のリザーバの温度若しくは温度範囲に近いか、又はこの温度若しくは温度範囲以下の温度であり得る。
●「暖温」:「暖温」温度の同じ媒体を超える温度である媒体の温度。いくつかの実施形態では、「暖温」は、周囲空気温度又は周囲水温又は周囲地温又はそれらの組み合わせを超える温度であり得る。いくつかの実施形態では、「暖温」は、冷却又は冷蔵又は半冷蔵された低密度の液体のリザーバの温度若しくは温度範囲に近いか、又はこの温度若しくは温度範囲以上の温度であり得る。
●「冷温」低密度の液体:「暖温」低密度の液体の温度未満の温度にある低密度の液体。いくつかの実施形態では、「冷温」低密度の液体は、低密度の液体が、冷却又は冷蔵又は半冷蔵された高位側の低密度の液体のリザーバの圧力限度若しくは圧力定格に近いか又はそれ以下の蒸気圧を有する、低密度の液体の温度であり得る。
●「暖温」低密度の液体:「冷温」低密度の液体を超える温度の低密度の液体。いくつかの実施形態では、「暖温」低密度の液体は、低密度の液体が、冷却又は冷蔵又は半冷蔵された高位側の低密度の液体のリザーバの圧力限度若しくは圧力定格に近いか又はそれ以上の蒸気圧を有する、低密度の液体の温度であり得る。
●熱管理:熱を除去するか、追加するか、又は別様に伝達するためのプロセス。流体又は構成要素のうちの1つ以上又は組み合わせの温度を監視及び/又は調整し得、かつ自動的に、又は監視して、又はその両方で、調整するか、又は熱を追加若しくは除去し得るか、若しくはそれらの組み合わせである、プロセス。
●低沸点の低密度の液体、又は高蒸気圧の低密度の液体:潜在的な周囲温度条件で約1気圧以上の蒸気圧を有する液体。いくつかの実施形態では、低沸点の液体は、60℃未満、又は50℃未満、又は40℃未満、又はそれらの組み合わせの温度で約1気圧以上の蒸気圧を有する液体を含み得る。いくつかの実施形態では、低沸点の液体は、100℃未満、又は90℃未満、又は80℃未満、又は70℃未満、又は60℃未満、又は50℃未満、又は40℃未満、又は30℃未満、又はそれらの組み合わせの温度で約1気圧以上の蒸気圧を有する液体を含み得る。
●高められた密度のより高密度の液体:いくつかの実施形態では、水又はは海水又は水域の水又はそれらの組み合わせよりも大きい密度を有する液体。いくつかの実施形態では、溶媒と、当該溶媒よりも大きい密度を有する試薬と、を含む溶液。
●不溶性であるか、又は限られた溶解度:別の試薬又は液体への99%未満、又は90%未満、又は80%未満、又は70%未満、又は60%未満、又は50%未満、又は40%未満、又は30%未満、又は20%未満、又は10%未満、又は5%未満、又は1%未満の溶解度を有する試薬又は液体又はそれらの組み合わせ。
●寄生負荷:システムの性能又は効率を低下させるプロセスからのエネルギー又は材料、又はそれらの組み合わせの需要であって、ただし、当該システムの動作に必要とされ得るか、又は有用であり得るか、又は所望され得る。
●海洋:海洋、又は水域、又は湖、又は高密度の液体を含む液域、又はそれらの組み合わせを含み得る。
●より高密度の液体又は高密度の液体:低密度の液体よりも大きい密度を有する液体。同じエネルギー貯蔵システム又はプロセス内の低密度の液体よりも大きい密度を有する液体。エネルギー貯蔵システム又はプロセスで置換する相手の高密度の液体よりも小さい密度を有する液体。
●より低密度の液体又は高密度の液体:高密度の液体よりも小さい密度を有する液体。同じエネルギー貯蔵システム又はプロセス内の高密度の液体よりも小さい密度を有する液体。エネルギー貯蔵システム又はプロセスで置換する相手の高密度の液体よりも小さい密度を有する液体。
Overview: This invention can store electricity by replacing water with low density liquid (LDL). Electricity can be stored in the form of gravitational potential energy from the gravitational hydrostatic pressure difference between the LDL and the water.
Step-by-step overview:
1. Charge: The valve at the surface is opened (5). The LDL in the rigid LDL surface tank (1) is pumped (4) through a pipe (3) into the submerged rigid tank (2). As the LDL fills the submerged rigid tank, it displaces the water inside the tank. The displaced water travels through a water pipe (7) to the surface water tank (6). When charging is complete, the valve at the surface (5) is closed.
2. Power Generation: The surface valve (5) is opened. Water inside the surface water tank (6) travels through the water pipe (7) and naturally displaces the LDL inside the submerged rigid tank (2). The displaced LDL travels through the LDL pipe (3) and enters the generator (4) at the surface to generate electricity and allow the LDL to flow into the rigid LDL surface tank. When charging is complete, the surface valve (5) is closed.
Exemplary Definitions Auxiliary Thermal Storage: Auxiliary thermal storage may include a process or system for storing and/or recovering thermal energy from a low-density liquid, a high-density liquid, or a combination thereof. Recovered thermal energy may include, for example, thermal energy held at the "cold" temperature of a refrigerated or cooled low-density liquid. Auxiliary thermal storage may be required to enable efficient operation in systems having various system components operating at different temperatures. Auxiliary thermal storage may be required to enable efficient operation in systems having a cooled or refrigerated high-side elevation low-density liquid reservoir that may operate at temperatures below the temperature of surface seawater or ground or air or a combination thereof.
• Parasitic energy: Energy consumption that reduces the performance or efficiency or both of a system.
Non-parasitic energy: Energy consumption that has a non-negligible impact, no impact, a positive impact, or a combination thereof on the performance or efficiency or both of a system.
Reservoir or Tank: A reservoir or tank may include an apparatus or device for storing materials such as low-density liquids or high-density liquids or both. Reservoir or tank may be used interchangeably. It is important to note that in some cases, reservoir may be used broadly to describe the general storage of fluids within an area, or zone, or depth, or range, or combinations thereof. It is important to note that in some cases, tank may be used broadly to describe the general storage of fluids within an area, or zone, or depth, or range, or combinations thereof. It is important to note that in some cases, tank may be used narrowly to describe an individual storage unit for the storage of one or more fluids within an area, or zone, or depth, or range, or combinations thereof. It is important to note that in some cases, reservoir may be used narrowly to describe an individual storage unit for the storage of one or more fluids within an area, or zone, or depth, or range, or combinations thereof.
• High-side elevation reservoir: A liquid reservoir located at a higher elevation than the elevation of a lower-side elevation reservoir within the same storage system.
• Low-elevation reservoir: A liquid reservoir located at an elevation lower than that of a higher-elevation reservoir within the same storage system.
Low density liquid or lower density liquid or LDL: A working fluid that has a lower density than a dense liquid. A working fluid that has a lower density than the different working fluid with which it exchanges pressure.
High density liquid or higher density liquid or HDL or higher density liquid: A working fluid that has a higher density than a low density liquid. A working fluid that has a density in g/mL greater than a low density liquid. A working fluid that has a higher density than the different working fluid it is exchanging pressure with.
Cooling or "refrigerating": The removal of heat from a fluid or system or both, for example using heat transfer, heat exchange, a refrigeration cycle, radiative cooling, or other heat removal, or a combination thereof.
Partially refrigerated: A reservoir and/or working fluid that is cooled to a temperature below at least some ambient temperature. A reservoir and/or working fluid that is cooled to a temperature below at least some ambient temperature, but the working fluid may require pressure above atmospheric pressure to be stored in the liquid phase.
• Working fluid: A liquid or gas or both employed in a system to store potential energy or heat or both.
- One or more heat storage media or liquids: materials that store or transfer heat, or a combination thereof.
One or more "cold" thermal storage media: materials that are cooler than one or more "warm" thermal storage media. The one or more "cold" thermal storage media may be at or near the temperature of a refrigerated or cooled low-density liquid, or at or near the temperature of a low-density liquid in a refrigerated or refrigerated or semi-refrigerated upper elevation low-density liquid reservoir. For example, the one or more "cold" thermal storage media may be the temperature of a refrigerated or cooled low-density liquid plus or minus heat exchanger losses and other potential losses.
One or more "warm" thermal storage media: materials that are warmer than one or more "cold" thermal storage media. The one or more "warm" thermal storage media may be at a temperature above the temperature of a refrigerated or cooled low-density liquid, or may be at a temperature above the temperature of a low-density liquid in a cooled or refrigerated or semi-refrigerated high-side elevation low-density liquid reservoir.
"Cold": A temperature of a medium that is below the temperature of the same medium at a "warm" temperature. In some embodiments, a "cold" temperature can be a temperature below ambient air temperature, or below ambient water temperature, or below ambient soil temperature, or a combination thereof. In some embodiments, a "cold" temperature can be close to or at or below the temperature or temperature range of a cooled, refrigerated, or semi-refrigerated reservoir of low-density liquid.
"Warm": The temperature of a medium that is above the temperature of the same medium at a "warm" temperature. In some embodiments, a "warm" temperature can be a temperature above ambient air temperature, or ambient water temperature, or ambient soil temperature, or a combination thereof. In some embodiments, a "warm" temperature can be near or at the temperature or temperature range of a cooled, refrigerated, or semi-refrigerated reservoir of low-density liquid.
"Cold" low density liquid: A low density liquid that is at a temperature below the temperature of a "warm" low density liquid. In some embodiments, a "cold" low density liquid can be a low density liquid temperature where the low density liquid has a vapor pressure close to or below the pressure limit or pressure rating of a cooled or refrigerated or semi-refrigerated high-side low density liquid reservoir.
"Warm" low density liquid: A low density liquid at a temperature above that of a "cold" low density liquid. In some embodiments, a "warm" low density liquid may be a temperature of a low density liquid at which the low density liquid has a vapor pressure that is close to or above the pressure limit or pressure rating of a cooled or refrigerated or semi-refrigerated high-side low density liquid reservoir.
Thermal Management: A process for removing, adding, or otherwise transferring heat. A process that may monitor and/or adjust the temperature of one or more or a combination of fluids or components and may automatically, monitor, or both, adjust, or add or remove heat, or a combination thereof.
Low boiling point, low density liquid, or high vapor pressure, low density liquid: a liquid that has a vapor pressure of about 1 atmosphere or greater at potential ambient temperature conditions. In some embodiments, a low boiling point liquid can include a liquid that has a vapor pressure of about 1 atmosphere or greater at temperatures below 60°C, or below 50°C, or below 40°C, or a combination thereof. In some embodiments, a low boiling point liquid can include a liquid that has a vapor pressure of about 1 atmosphere or greater at temperatures below 100°C, or below 90°C, or below 80°C, or below 70°C, or below 60°C, or below 50°C, or below 40°C, or below 30°C, or a combination thereof.
Increased density denser liquid: in some embodiments, a liquid having a density greater than that of water, or seawater, or the water of a body of water, or a combination thereof. In some embodiments, a solution comprising a solvent and a reagent having a density greater than that of the solvent.
Insoluble or limited solubility: A reagent or liquid or combination thereof that has a solubility in another reagent or liquid of less than 99%, or less than 90%, or less than 80%, or less than 70%, or less than 60%, or less than 50%, or less than 40%, or less than 30%, or less than 20%, or less than 10%, or less than 5%, or less than 1%.
Parasitic Load: A demand for energy or material, or a combination thereof, from a process that reduces the performance or efficiency of a system, but which may be required or useful or desired for the operation of that system.
• Ocean: may include an ocean, or a body of water, or a lake, or a body of water containing dense liquid, or a combination thereof.
• Denser or high density liquid: A liquid that has a density greater than that of a low density liquid. A liquid that has a density greater than that of a low density liquid in the same energy storage system or process. A liquid that has a density less than that of the high density liquid it replaces in an energy storage system or process.
● Lower density liquid or higher density liquid: A liquid that has a density less than that of a higher density liquid. A liquid that has a density less than that of a higher density liquid in the same energy storage system or process. A liquid that has a density less than that of the higher density liquid it replaces in an energy storage system or process.

例示的な図の説明
図88:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、冷温補助熱貯蔵リザーバ、暖温補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、ポンプ及び/又は発電機、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、充電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを貯蔵することを示し得る。
Illustrative Diagram Description Figure 88: Process for energy storage by displacing a higher elevation low density liquid with a lower density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low density liquid reservoir, a cold auxiliary thermal storage reservoir, a warm auxiliary thermal storage reservoir, a heat exchanger, a pump and/or generator, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment storing energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of charge.

図89:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、冷温補助熱貯蔵リザーバ、暖温補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、発電機及び/又はポンプ、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、放電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを生成することを示し得る。 Figure 89: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, a cold auxiliary thermal storage reservoir, a warm auxiliary thermal storage reservoir, a heat exchanger, a generator and/or pump, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment generating energy, such as electricity, which may also be referred to as undergoing a state of discharge.

図90:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、高位側の標高の高密度の液体のリザーバ、冷温補助熱貯蔵リザーバ、暖温補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、発電機及び/又はポンプ、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、充電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを貯蔵することを示し得る。 Figure 90: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, a higher elevation high-density liquid reservoir, a cold auxiliary thermal storage reservoir, a warm auxiliary thermal storage reservoir, a heat exchanger, a generator and/or pump, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment storing energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of charge.

図91:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、高位側の標高の高密度の液体のリザーバ、冷温補助熱貯蔵リザーバ、暖温補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、ポンプ及び/又は発電機、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、放電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを生成することを示し得る。 Figure 91: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, a higher elevation high-density liquid reservoir, a cold auxiliary heat storage reservoir, a warm auxiliary heat storage reservoir, a heat exchanger, a pump and/or generator, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment generating energy, such as electricity, which may also be referred to as undergoing a state of discharge.

図92:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、温度層又は温度勾配を有し得る補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、ポンプ及び/又は発電機、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、充電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを貯蔵することを示し得る。 Figure 92: A process for energy storage that stores electricity by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, an auxiliary thermal storage reservoir that may have a temperature layer or temperature gradient, a heat exchanger, a pump and/or generator, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment storing energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of charge.

図93:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、温度層又は温度勾配を有し得る補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、発電機及び/又はポンプ、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、放電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを生成することを示し得る。 Figure 93: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, an auxiliary thermal storage reservoir that may have a temperature layer or temperature gradient, a heat exchanger, a generator and/or pump, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment generating energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of discharge.

図94:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、高位側の標高の高密度の液体のリザーバ、温度層又は温度勾配を有し得る補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、ポンプ及び/又は発電機、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、充電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを貯蔵することを示し得る。 Figure 94: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a cooling system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, a higher elevation high-density liquid reservoir, an auxiliary thermal storage reservoir that may have a temperature layer or temperature gradient, a heat exchanger, a pump and/or generator, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment storing energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of charge.

図95:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、高位側の標高の高密度の液体のリザーバ、温度層又は温度勾配を有し得る補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、発電機及び/又はポンプ、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、放電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを生成することを示し得る。 Figure 95: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a refrigeration system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, a higher elevation high-density liquid reservoir, an auxiliary thermal storage reservoir that may have a temperature layer or temperature gradient, a heat exchanger, a generator and/or pump, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment generating energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of discharge.

図96:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、熱交換器、ポンプ及び/又は発電機、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、充電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを貯蔵することを示し得る。 Figure 96: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or a combination of the following: a higher-elevation reservoir of lower-density liquid, a cooling system for cooling the higher-elevation reservoir of lower-density liquid, a heat exchanger, a pump and/or generator, a lower-elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment storing energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of charge.

図97:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、熱交換器、発電機及び/又はポンプ、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、放電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを生成することを示し得る。 Figure 97: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher-elevation reservoir of lower-density liquid, a cooling system for cooling the higher-elevation reservoir of lower-density liquid, a heat exchanger, a generator and/or pump, a lower-elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment producing energy, such as electricity, which may also be referred to as undergoing a state of discharge.

図98:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、高位側の標高の高密度の液体のリザーバ、温度層又は温度勾配を有し得る補助熱貯蔵リザーバ、熱交換器、発電機及び/又はポンプ、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、放電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを生成することを示し得る。 Figure 98: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: a higher elevation low-density liquid reservoir, a cooling system for cooling the higher elevation low-density liquid reservoir, a higher elevation high-density liquid reservoir, an auxiliary thermal storage reservoir that may have a temperature layer or temperature gradient, a heat exchanger, a generator and/or pump, a lower elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment generating energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of discharge.

図99:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本実施形態は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:高位側の標高の低密度の液体のリザーバ、当該高位側の標高の低密度の液体のリザーバを冷却するための冷却システム、熱交換器、ポンプ及び/又は発電機、低位側の標高のリザーバ、並びに相互接続パイプ。本図は、本実施形態が、充電の状態を経るとも称され得る、電気などのエネルギーを貯蔵することを示し得る。 Figure 99: A process for energy storage by displacing a higher-density liquid with a lower-density liquid. This embodiment may include, but is not limited to, one or more or a combination of the following: a higher-elevation reservoir of lower-density liquid, a cooling system for cooling the higher-elevation reservoir of lower-density liquid, a heat exchanger, a pump and/or generator, a lower-elevation reservoir, and interconnecting piping. This diagram may show this embodiment storing energy, such as electricity, which may also be referred to as going through a state of charge.

図100:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高のリザーバである低密度の液体のリザーバ、及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、陸上に位置し得、低位側の標高のリザーバは、水中に位置し得る。 Figure 100: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir of lower density liquid that is a higher elevation reservoir, and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located on land and the lower elevation reservoir may be located underwater.

図101:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、陸上に位置し得、低位側の標高のリザーバは、水中に位置し得る。 Figure 101: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located on land and the lower elevation reservoir may be located underwater.

図102:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得、低位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得る。 Figure 102: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located underwater near or on the seabed, and the lower elevation reservoir may be located underwater near or on the seabed.

図103:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得、低位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得る。 Figure 103: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located underwater near or on the seabed, and the lower elevation reservoir may be located underwater near or on the seabed.

図104:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、半水中用又は全水没型又はそれらの組み合わせの容器として水中に位置し得、低位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得る。 Figure 104: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located underwater as a semi-submersible or fully submerged vessel or a combination thereof, and the lower elevation reservoir may be located underwater near the seabed or on the seabed.

図105:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、半水中用又は全水没型又はそれらの組み合わせの容器として水中に位置し得、低位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得る。 Figure 105: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located underwater as a semi-submersible or fully submerged vessel or a combination thereof, and the lower elevation reservoir may be located underwater near the seabed or on the seabed.

図106:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、浮体式容器として水中に位置し得、低位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得る。 Figure 106: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located underwater as a floating vessel and the lower elevation reservoir may be located underwater near or on the seabed.

図107:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、高位側の標高の低密度の液体のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、高位側の標高のリザーバは、浮体式容器として水中に位置し得、低位側の標高のリザーバは、海底の近くの水中又は海底上に位置し得る。 Figure 107: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a higher elevation reservoir of lower density liquid and a lower elevation reservoir, where the higher elevation reservoir may be located underwater as a floating vessel and the lower elevation reservoir may be located underwater near or on the seabed.

図108:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 108: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir underwater and/or at a lower elevation above and/or on the seabed.

図109:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 109: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir underwater and/or at a lower elevation above and/or on the seabed.

図110:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 110: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir underwater and/or at a lower elevation above and/or on the seabed.

図111:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、並びに/又は海底の上方及び/若しくは海底上の、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 111: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir underwater and/or at a lower elevation above and/or on the seabed.

図112:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、及び/又は海底の下方の地下の、又は埋設された、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 112: A process for energy storage by replacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a lower elevation reservoir that is underwater and/or underground below the sea floor, buried, or a combination thereof.

図113:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、及び/又は海底の下方の地下の、又は埋設された、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 113: A process for energy storage by replacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a lower elevation reservoir that is underwater and/or underground below the sea floor, buried, or a combination thereof.

図114:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、及び/又は海底の下方の地下の、又は埋設された、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 114: A process for energy storage by replacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a lower elevation reservoir that is underwater and/or underground below the sea floor, buried, or a combination thereof.

図115:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、水中の、及び/又は海底の下方の地下の、又は埋設された、又はそれらの組み合わせの、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 115: A process for energy storage by replacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show embodiments with lower elevation reservoirs that are underwater and/or underground below the sea floor, buried, or a combination thereof.

図116:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、地下の低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 116: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir at a lower elevation underground.

図117:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、地下の低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 117: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir at a lower elevation underground.

図118:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、地下の低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 118: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir at a lower elevation underground.

図119:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。本図は、地下の低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得る。 Figure 119: A process for energy storage by replacing a higher density liquid with a lower density liquid. This diagram may show an embodiment with a reservoir at a lower elevation underground.

例示的な図の凡例
図88及び図89:
図90及び図91:
図92及び図93:
図94及び図95:
図96及び図97:
図98及び図99:
Exemplary Figure Legends Figures 88 and 89:
Figures 90 and 91:
Figures 92 and 93:
Figures 94 and 95:
Figures 96 and 97:
Figures 98 and 99:

例示的な図の段階的説明
図88:
充電:
1)「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の高度の低密度の液体のリザーバから熱交換器に移送され得る。当該熱交換器は、「冷温」低密度の液体を「暖温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「暖温」低密度の液体及び「冷温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「冷温」熱貯蔵媒体は、「冷温」熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。「暖温」低密度の液体は、「2)」に移送される。
2)「暖温」低密度の液体は、1つ以上のポンプを使用して、低位側の標高のリザーバにポンプ圧送され、そこで低密度の液体は、高密度の液体を置換する。当該ポンプは、電気などのエネルギーによって駆動され得、当該エネルギーは、低密度の液体での高密度の液体の当該置換の間に貯蔵され得る。
Example diagram walkthrough Figure 88:
charging:
1) A "cold" low density liquid may be transferred from a refrigerated or cooled high-side high density low density liquid reservoir to a heat exchanger. The heat exchanger may involve heat exchanging the "cold" low density liquid with a "warm" thermal storage medium to form a "warm" low density liquid and a "cold" thermal storage medium. The "cold" thermal storage medium may be stored in a "cold" thermal storage reservoir. The "warm" low density liquid is transferred to "2)".
2) A "warm" low-density liquid is pumped to a reservoir at a lower elevation using one or more pumps, where the low-density liquid displaces a high-density liquid. The pumps may be powered by energy, such as electricity, which may be stored during the displacement of the high-density liquid with the low-density liquid.

図89:
放電:
1)低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を、高密度の液体によって置換することを可能にし得る。置換された低密度の液体をパイプで発電機に移送して、発電し得る。当該発電機を含み得る高位側の標高の部分に到達すると、低密度の液体は、「暖温」になり得、このことは、低密度の液体が、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体よりも高温であることを意味し得る。
2)「暖温」低密度の液体は、熱交換器に入り得る。当該熱交換器は、「暖温」低密度の液体を「冷温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「冷温」低密度の液体及び「暖温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「暖温」熱貯蔵媒体は、「暖温」熱貯蔵リザーバに貯蔵され得る。「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の低密度の液体のリザーバに移送され得る。
Figure 89:
Discharge:
1) A lower density liquid in a lower elevation reservoir may be allowed to be displaced by a higher density liquid. The displaced lower density liquid may be piped to a generator to generate electricity. Upon reaching the portion of the higher elevation that may contain the generator, the lower density liquid may be "warm," which may mean that the lower density liquid is hotter than the lower density liquid in the cooled or refrigerated higher elevation reservoir.
2) The "warm" low density liquid may enter a heat exchanger that may involve heat exchange of the "warm" low density liquid with a "cold" heat storage medium to form a "cold" low density liquid and a "warm" heat storage medium. The "warm" heat storage medium may be stored in a "warm" heat storage reservoir. The "cold" low density liquid may be transferred to a refrigerated or cooled high-side low density liquid reservoir.

図90:
充電:
1)「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の高度の低密度の液体のリザーバから熱交換器に移送され得る。当該熱交換器は、「冷温」低密度の液体を「暖温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「暖温」低密度の液体及び「冷温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「冷温」熱貯蔵媒体は、「冷温」熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。「暖温」低密度の液体は、「2)」に移送される。
2)「暖温」低密度の液体は、1つ以上のポンプを使用して、低位側の標高のリザーバにポンプ圧送され、そこで低密度の液体は、高密度の液体を置換する。当該ポンプは、電気などのエネルギーによって駆動され得、当該エネルギーは、低密度の液体での高密度の液体の当該置換の間に貯蔵され得る。置換された高密度の液体は、パイプを通して、高位側の標高の高密度の液体のリザーバに移送され得る。
Figure 90:
charging:
1) A "cold" low density liquid may be transferred from a refrigerated or cooled high-side high density low density liquid reservoir to a heat exchanger. The heat exchanger may involve heat exchanging the "cold" low density liquid with a "warm" thermal storage medium to form a "warm" low density liquid and a "cold" thermal storage medium. The "cold" thermal storage medium may be stored in a "cold" thermal storage reservoir. The "warm" low density liquid is transferred to "2)".
2) A "warm" low-density liquid is pumped using one or more pumps to a reservoir at a lower elevation where it displaces a high-density liquid. The pumps may be powered by energy, such as electricity, which may be stored during the displacement of the high-density liquid with the low-density liquid. The displaced high-density liquid may be transported through a pipe to a reservoir of high-density liquid at a higher elevation.

図91:
放電:
1)低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を、高位側の標高のリザーバ内の高密度の液体によって置換することを可能にし得る。高位側の標高のリザーバからの高密度の液体は、パイプで低位側の標高のリザーバに移送されて、当該低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を置換する。当該置換された低密度の液体をパイプで発電機に移送して、発電し得る。当該発電機を含み得る高位側の標高の部分に到達すると、低密度の液体は、「暖温」になり得、このことは、低密度の液体が、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体よりも高温であることを意味し得る。
2)「暖温」低密度の液体は、熱交換器に入り得る。当該熱交換器は、「暖温」低密度の液体を「冷温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「冷温」低密度の液体及び「暖温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「暖温」熱貯蔵媒体は、「暖温」熱貯蔵リザーバに貯蔵され得る。「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の低密度の液体のリザーバに移送され得る。
Figure 91:
Discharge:
1) It may allow for the replacement of a lower density liquid in a lower elevation reservoir with a higher density liquid in a higher elevation reservoir. The higher density liquid from the higher elevation reservoir may be piped to the lower elevation reservoir to replace the lower density liquid in the lower elevation reservoir. The displaced lower density liquid may be piped to a generator to generate electricity. Upon reaching the portion of the higher elevation that may contain the generator, the lower density liquid may be "warm," which may mean that it is hotter than the lower density liquid in the cooled or refrigerated higher elevation reservoir.
2) The "warm" low density liquid may enter a heat exchanger that may involve heat exchange of the "warm" low density liquid with a "cold" heat storage medium to form a "cold" low density liquid and a "warm" heat storage medium. The "warm" heat storage medium may be stored in a "warm" heat storage reservoir. The "cold" low density liquid may be transferred to a refrigerated or cooled high-side low density liquid reservoir.

図92:
充電:
1)「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の高度の低密度の液体のリザーバから熱交換器に移送され得る。当該熱交換器は、「冷温」低密度の液体を「暖温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「暖温」低密度の液体及び「冷温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「冷温」熱貯蔵媒体は、熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。「暖温」低密度の液体は、「2)」に移送され得る。
2)「暖温」低密度の液体は、1つ以上のポンプを使用して、低位側の標高のリザーバにポンプ圧送され得、そこで低密度の液体は、高密度の液体を置換する。当該ポンプは、電気などのエネルギーによって駆動され得、当該エネルギーは、低密度の液体での高密度の液体の当該置換の間に貯蔵され得る。
Figure 92:
charging:
1) A "cold" low density liquid can be transferred from a refrigerated or cooled high-side reservoir of high density low density liquid to a heat exchanger. The heat exchanger can include heat exchanging the "cold" low density liquid with a "warm" thermal storage medium to form a "warm" low density liquid and a "cold" thermal storage medium. The "cold" thermal storage medium can be stored in a thermal storage reservoir. The "warm" low density liquid can be transferred to "2)".
2) A "warm" low-density liquid can be pumped to a reservoir at a lower elevation using one or more pumps, where the low-density liquid displaces the high-density liquid. The pumps can be powered by energy, such as electricity, and the energy can be stored during the displacement of the high-density liquid with the low-density liquid.

図93:
放電:
1)低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を、高密度の液体によって置換することを可能にし得る。置換された低密度の液体をパイプで発電機に移送して、発電し得る。当該発電機を含み得る高位側の標高の部分に到達すると、低密度の液体は、「暖温」になり得、このことは、低密度の液体が、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体よりも高温であることを意味し得る。
2)「暖温」低密度の液体は、熱交換器に入り得る。当該熱交換器は、「暖温」低密度の液体を「冷温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「冷温」低密度の液体及び「暖温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「暖温」熱貯蔵媒体は、熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の低密度の液体のリザーバに移送され得る。
Figure 93:
Discharge:
1) A lower density liquid in a lower elevation reservoir may be allowed to be displaced by a higher density liquid. The displaced lower density liquid may be piped to a generator to generate electricity. Upon reaching the portion of the higher elevation that may contain the generator, the lower density liquid may be "warm," which may mean that the lower density liquid is hotter than the lower density liquid in the cooled or refrigerated higher elevation reservoir.
2) The "warm" low density liquid may enter a heat exchanger that may involve heat exchange of the "warm" low density liquid with a "cold" heat storage medium to form a "cold" low density liquid and a "warm" heat storage medium. The "warm" heat storage medium may be stored in a heat storage reservoir. The "cold" low density liquid may be transferred to a refrigerated or cooled high-side low density liquid reservoir.

図94:
充電:
1)「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の高度の低密度の液体のリザーバから熱交換器に移送され得る。当該熱交換器は、「冷温」低密度の液体を「暖温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「暖温」低密度の液体及び「冷温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「冷温」熱貯蔵媒体は、熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。「暖温」低密度の液体は、「2)」に移送される。
2)「暖温」低密度の液体は、1つ以上のポンプを使用して、低位側の標高のリザーバにポンプ圧送され、そこで低密度の液体は、高密度の液体を置換する。当該ポンプは、電気などのエネルギーによって駆動され得、当該エネルギーは、低密度の液体での高密度の液体の当該置換の間に貯蔵され得る。置換された高密度の液体は、パイプを通して、高位側の標高の高密度の液体のリザーバに移送され得る。
Figure 94:
charging:
1) A "cold" low density liquid may be transferred from a refrigerated or cooled high-side high density low density liquid reservoir to a heat exchanger. The heat exchanger may involve heat exchanging the "cold" low density liquid with a "warm" thermal storage medium to form a "warm" low density liquid and a "cold" thermal storage medium. The "cold" thermal storage medium may be stored in a thermal storage reservoir. The "warm" low density liquid is transferred to "2)".
2) A "warm" low-density liquid is pumped using one or more pumps to a reservoir at a lower elevation where it displaces a high-density liquid. The pumps may be powered by energy, such as electricity, which may be stored during the displacement of the high-density liquid with the low-density liquid. The displaced high-density liquid may be transported through a pipe to a reservoir of high-density liquid at a higher elevation.

図95:
放電:
1)低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を、高位側の標高のリザーバ内の高密度の液体によって置換することを可能にし得る。高位側の標高のリザーバからの高密度の液体は、パイプで低位側の標高のリザーバに移送されて、当該低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を置換する。当該置換された低密度の液体をパイプで発電機に移送して、発電し得る。当該発電機を含み得る高位側の標高の部分に到達すると、低密度の液体は、「暖温」になり得、このことは、低密度の液体が、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体よりも高温であることを意味し得る。
2)「暖温」低密度の液体は、熱交換器に入り得る。当該熱交換器は、「暖温」低密度の液体を「冷温」熱貯蔵媒体と熱交換し、「冷温」低密度の液体及び「暖温」熱貯蔵媒体を形成することを包含し得る。「暖温」熱貯蔵媒体は、熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の低密度の液体のリザーバに移送され得る。
Figure 95:
Discharge:
1) It may allow for the replacement of a lower density liquid in a lower elevation reservoir with a higher density liquid in a higher elevation reservoir. The higher density liquid from the higher elevation reservoir may be piped to the lower elevation reservoir to replace the lower density liquid in the lower elevation reservoir. The displaced lower density liquid may be piped to a generator to generate electricity. Upon reaching the portion of the higher elevation that may contain the generator, the lower density liquid may be "warm," which may mean that it is hotter than the lower density liquid in the cooled or refrigerated higher elevation reservoir.
2) The "warm" low density liquid may enter a heat exchanger that may involve heat exchange of the "warm" low density liquid with a "cold" heat storage medium to form a "cold" low density liquid and a "warm" heat storage medium. The "warm" heat storage medium may be stored in a heat storage reservoir. The "cold" low density liquid may be transferred to a refrigerated or cooled high-side low density liquid reservoir.

図96:
充電:
Figure 96:
charging:

「冷温」低密度の液体は、1つ以上のポンプを使用して、低位側の標高のリザーバにポンプ圧送され、そこで低密度の液体は、高密度の液体を置換する。当該ポンプは、電気などのエネルギーによって駆動され得、当該エネルギーは、低密度の液体での高密度の液体の当該置換の間に貯蔵され得る。 The "cold," low-density liquid is pumped using one or more pumps to a reservoir at a lower elevation, where it displaces the high-density liquid. The pumps may be powered by energy, such as electricity, which may be stored during the displacement of the high-density liquid with the low-density liquid.

図97:
放電:
Figure 97:
Discharge:

低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を、高密度の液体によって置換することを可能にし得る。当該置換された低密度の液体をパイプで発電機に移送して、発電し得る。当該発電機を含み得る高位側の標高の部分に到達すると、低密度の液体は、「暖温」になり得、このことは、低密度の液体が、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体よりも高温であることを意味し得る。当該「暖温」低密度の液体は、冷却又は冷蔵された低密度の液体の高位側の標高のリザーバに入る前、その間、若しくはその後、又はそれらの組み合わせで冷却を経得る。 A lower-density liquid in a lower-elevation reservoir may be displaced by a higher-density liquid. The displaced lower-density liquid may be piped to a generator to generate electricity. Upon reaching the higher-elevation portion, which may include the generator, the lower-density liquid may be "warm," which may mean that the lower-density liquid is at a higher temperature than the lower-density liquid in the cooled or refrigerated higher-elevation reservoir. The "warm" lower-density liquid may undergo cooling before, during, or after entering the cooled or refrigerated higher-elevation reservoir of the lower-density liquid, or a combination thereof.

図98:
充電:
Figure 98:
charging:

「冷温」低密度の液体は、1つ以上のポンプを使用して、低位側の標高のリザーバにポンプ圧送され、そこで低密度の液体は、高密度の液体を置換する。当該置換された高密度の液体は、パイプで高位側の標高の高密度の液体のリザーバに移送され得る。当該ポンプは、電気などのエネルギーによって駆動され得、当該エネルギーは、低密度の液体での高密度の液体の当該置換の間に貯蔵され得る。 A "cold," low-density liquid is pumped using one or more pumps to a reservoir at a lower elevation, where it displaces a high-density liquid. The displaced high-density liquid can be transferred by pipe to a reservoir of high-density liquid at a higher elevation. The pumps can be powered by energy, such as electricity, and the energy can be stored during the displacement of the high-density liquid with the low-density liquid.

図99:
放電:
Figure 99:
Discharge:

低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を、高位側の標高のリザーバ内の高密度の液体によって置換することを可能にし得る。高位側の標高のリザーバからの高密度の液体は、パイプで低位側の標高のリザーバに移送されて、当該低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を置換する。当該置換された低密度の液体をパイプで発電機に移送して、発電し得る。当該発電機を含み得る高位側の標高の部分に到達すると、低密度の液体は、「暖温」になり得、このことは、低密度の液体が、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体よりも高温であることを意味し得る。当該「暖温」低密度の液体は、冷却又は冷蔵された低密度の液体の高位側の標高のリザーバに入る前、その間、若しくはその後、又はそれらの組み合わせで冷却を経得る。 A lower-density liquid in a lower-elevation reservoir may be displaced by a higher-density liquid in a higher-elevation reservoir. The higher-density liquid from the higher-elevation reservoir may be piped to the lower-elevation reservoir to displace the lower-density liquid in the lower-elevation reservoir. The displaced lower-density liquid may be piped to a generator to generate electricity. Upon reaching the portion of the higher-elevation that may include the generator, the lower-density liquid may be "warm," which may mean that the lower-density liquid is at a higher temperature than the lower-density liquid in the cooled or refrigerated higher-elevation reservoir. The "warm" lower-density liquid may undergo cooling before, during, or after entering the cooled or refrigerated higher-elevation reservoir, or a combination thereof.

説明
いくつかの実施形態では、低密度の液体は、低沸点を有し得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体のリザーバの周囲の外圧又は周囲圧力は、低密度の液体が周囲温度で貯蔵される場合に、低密度の液体の蒸気圧未満であり得る。リザーバの内部の低密度の液体の圧力が、当該リザーバの周囲の、又は当該リザーバに隣接する圧力を超える場合、リザーバは「加圧」され得、安全性を確実にし、かつ破裂を防止するために、当該圧力に対して耐性を有していなければならない。ASME加圧タンクなどの加圧されたリザーバは、ブタン、プロパン、LPG、及び当該技術分野における他の揮発性液体の貯蔵に利用され、採用され得る。加圧及び耐圧性を可能にするために、加圧タンクは、非加圧タンクと比較して、より厚い壁、又はより強い補強、又はより強い材料、又はそれらの組み合わせを必要とし得る。その結果、加圧されたタンクは、一般に、同じ質量の揮発性液体を貯蔵するための非加圧タンクよりも高価である。加えて、加圧タンクのうち、定格圧力又は耐圧性が高いほど、一般に、タンクが高価になる。
Description: In some embodiments, a low-density liquid may have a low boiling point. In some embodiments, the external or ambient pressure surrounding a reservoir of a low-density liquid may be less than the vapor pressure of the low-density liquid when the low-density liquid is stored at ambient temperature. If the pressure of the low-density liquid inside a reservoir exceeds the pressure surrounding or adjacent to the reservoir, the reservoir may be "pressurized" and must be able to withstand that pressure to ensure safety and prevent rupture. Pressurized reservoirs, such as ASME pressurized tanks, may be utilized and employed for the storage of butane, propane, LPG, and other volatile liquids in the art. To enable pressurization and pressure resistance, pressurized tanks may require thicker walls, stronger reinforcement, stronger materials, or a combination thereof, compared to non-pressurized tanks. As a result, pressurized tanks are generally more expensive than non-pressurized tanks for storing the same mass of volatile liquid. Additionally, the higher the pressure rating or pressure resistance of a pressurized tank, the more expensive the tank generally is.

いくつかの実施形態では、1つ以上の低密度の液体のリザーバは、冷却され得るか、又は能動冷却され得るか、又は何らかの形態の熱管理を受け得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高の低密度の液体のリザーバは、冷却又は冷蔵され得る。冷却又は「冷蔵」は、互換的に採用され得、単に熱の能動除去を記述し得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバを冷却又は冷蔵して、高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバの必要とされる耐圧性を低減し得るか、又は高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバが非加圧となることを可能にし得るか、又はそれらの組み合わせである。冷蔵された貯蔵タンクは、当技術分野でブタン、プロパン、LPG、及び他の揮発性液体を貯蔵するために利用され、採用され得る。 In some embodiments, one or more low-density liquid reservoirs may be cooled, actively cooled, or subjected to some form of thermal management. For example, in some embodiments, the higher elevation low-density liquid reservoir may be cooled or refrigerated. Cooling or "refrigeration" may be used interchangeably and may simply describe the active removal of heat. For example, in some embodiments, the higher elevation low-density liquid storage reservoir may be cooled or refrigerated to reduce the required pressure resistance of the higher elevation low-density liquid storage reservoir, or to allow the higher elevation low-density liquid storage reservoir to be unpressurized, or a combination thereof. Refrigerated storage tanks are available in the art and may be employed to store butane, propane, LPG, and other volatile liquids.

能動冷凍又は能動冷却は、エネルギー入力を必要とし得、当該エネルギー入力は、寄生的であり得る。低密度の液体を冷蔵又は冷却するために必要とされるエネルギーは、総往復エネルギー効率を減少させ得る。低密度の液体の貯蔵リザーバを冷蔵又は冷却する際に必要とされるエネルギーを最小化することは、エネルギー貯蔵システムの往復エネルギー効率を最大化するために有利であり得る。 Active refrigeration or cooling may require an energy input, which may be parasitic. The energy required to refrigerate or cool a low-density liquid may reduce the overall round-trip energy efficiency. Minimizing the energy required to refrigerate or cool a low-density liquid storage reservoir may be advantageous for maximizing the round-trip energy efficiency of the energy storage system.

いくつかの実施形態では、高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバは、冷蔵され得る。冷蔵又は冷却された貯蔵リザーバは、例えば、非加圧タンク又は低加圧タンクを使用する能力に起因して、より低い資本コストを可能にし得る。 In some embodiments, the higher elevation low density liquid storage reservoir may be refrigerated. Refrigerated or cooled storage reservoirs may allow for lower capital costs due to, for example, the ability to use non-pressurized or low-pressurized tanks.

いくつかの実施形態では、冷蔵された高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバは、補助熱貯蔵を統合して採用され得る。補助熱貯蔵を採用して、低密度の液体の貯蔵リザーバの冷蔵又は冷却に関連付けられた寄生エネルギー要件を最小化し得る。補助熱貯蔵を採用して、低密度の液体の貯蔵リザーバを冷蔵又は冷却するために、必要とされる冷却容量又は冷蔵容量、すなわち「冷却トン数」を最小化し得、これにより、冷却機器の資本コスト又はエネルギー需要又はそれらの組み合わせを最小化し得る。補助熱貯蔵を統合して、低密度の液体がエネルギー貯蔵システムの蓄電又は「充電」中に低位側の標高のリザーバに移送される前に、低密度の液体の比熱容量に貯蔵された「冷温」を回収し得る。補助熱貯蔵を統合して、低密度の液体を、エネルギー貯蔵システムの発電又は「放電」中に当該低密度の液体を冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバに移送する前に冷却し得る。 In some embodiments, a refrigerated high-side elevation low-density liquid storage reservoir may be employed with integrated auxiliary thermal storage. Auxiliary thermal storage may be employed to minimize the parasitic energy requirements associated with refrigerating or cooling the low-density liquid storage reservoir. Auxiliary thermal storage may be employed to minimize the cooling or refrigeration capacity, or "cooling tonnage," required to refrigerate or cool the low-density liquid storage reservoir, thereby minimizing the capital cost or energy demand of the cooling equipment, or a combination thereof. Auxiliary thermal storage may be integrated to recover the "cold" stored in the specific heat capacity of the low-density liquid before it is transferred to the low-density liquid reservoir during energy storage system storage or "charging." Auxiliary thermal storage may be integrated to cool the low-density liquid before it is transferred to the refrigerated or cooled high-side elevation low-density liquid storage reservoir during energy storage system power generation or "discharging."

補助熱貯蔵を統合するための様々なシステム、方法、及び構成がある。 There are various systems, methods, and configurations for integrating auxiliary thermal storage.

例えば、いくつかの実施形態では、統合された補助熱貯蔵システムは、熱貯蔵リザーバ、熱貯蔵媒体、熱伝達媒体、及び熱交換器を包含し得る。本実施例では、熱貯蔵媒体及び熱伝達媒体は、同じ媒体を含み得、高熱容量の液体を含み得、高熱容量の液体としては、水、又は凝固点抑制剤を有する水、又は塩水ブライン、又は水性ブライン、又は液体-液体相転移液体が挙げられ得るが、これらに限定されない。本実施例では、熱貯蔵リザーバは、熱貯蔵媒体を貯蔵する1つ以上の貯蔵タンクを含み得る。いくつかの実施形態では、熱貯蔵リザーバは、温度勾配又はサーモクラインを有する1つのタンクを含み得る。いくつかの実施形態では、熱貯蔵リザーバは、2つのタンクを含み得、一方のタンクは、「冷温」熱貯蔵媒体用であり得、一方のタンクは、「暖温」熱貯蔵媒体用であり得る。本実施例は、「冷温」熱貯蔵媒体用の一方の1つのタンクと、「暖温」熱貯蔵媒体用の一方のタンクと、の2つのタンクを含む熱貯蔵リザーバであり得る。本実施例では、熱交換器は、熱貯蔵媒体と低密度の液体との間の熱伝達を促進する熱交換器を含み得る。本実施例は、ノルマルブタンを低密度の液体として採用し得るが、所望する場合に、他の低密度の液体を採用し得る。本実施例は、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに低密度の液体をポンプ圧送して、低位側の標高のリザーバ内の水を置換することによって、蓄電し得るか、又はエネルギーを貯蔵し得る。本実施例は、水が低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を置換して、低密度の液体をパイプに入れ、発電機に至らせて発電させるか、又はエネルギーを生成させ、高位側の標高のリザーバ内に移し替えることによって、発電し得るか、又はエネルギーを生成し得る。
●本実施例では、蓄電又は「充電」中、冷蔵された高位側の標高の貯蔵リザーバを出るか、又は出た後の低密度の液体は、熱交換器を通過し得、そこで、「冷温」低密度の液体は、「暖温」熱貯蔵液体と熱交換され得、これにより、「暖温」低密度の液体及び「冷温」熱貯蔵液体が形成される結果となり得る。冷温熱貯蔵液体は、熱貯蔵リザーバに移送され得る。「暖温」低密度の液体は、パイプ内を低位側の標高のリザーバまで移送され得る。当該熱交換は、ポンプ圧送ステップの前、間、又は後に行われ得る。例えば、本実施例は、「冷温」低密度の液体の圧力を「暖温」温度範囲で低密度の液体の蒸気圧を超える圧力に増加させる第1のポンプを包含し得、次いで、熱交換器内での熱交換後、結果として得られた「暖温」低密度の液体は、低密度の液体の圧力を、低密度の液体を低位側の標高のリザーバに移送するのに十分な圧力に増加させる後続のポンプ圧送ステップを経得る。例えば、本実施例は、「冷温」低密度の液体を、低密度の液体を低位側の標高のリザーバに移送するのに十分な圧力にポンプ圧送し、次いで、当該「冷温」低密度の液体を「暖温」熱伝達液体と熱交換し、結果として得られた「暖温」低密度の液体を低位側の標高のリザーバに移送することを包含し得る。いくつかの実施形態では、熱交換は、低位側の標高のリザーバへの低密度の液体の移送の前又は間に行われ得る。いくつかの実施形態では、熱交換器は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:チューブ熱交換器内のシェル、又はプレート熱交換、又は低密度の液体のパイプ、熱伝導性の低密度の液体パイプセグメントの周囲に巻回されたコイル、又は当技術分野で知られている1つ以上の熱交換方法。
●本実施例では、発電又は「放電」中、発電機に入る前、間、又は後に、又はそれらの組み合わせの低密度の液体は、熱交換器を通過し得、そこで、「暖温」低密度の液体は、「冷温」熱貯蔵液体と熱交換され得、これにより、「冷温」低密度の液体及び「暖温」熱貯蔵液体が形成される結果となり得る。暖温熱貯蔵液体は、熱貯蔵リザーバに移送され得る。「冷温」低密度の液体は、冷却又は冷蔵された高位側の標高のリザーバを含む高位側の標高のリザーバに移送され得る。いくつかの実施形態では、当該熱交換から結果として得られる当該「冷温」低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバの温度に近いか、又はこの温度に等しいか、又はこの温度未満であり得る。本実施例は、「暖温」低密度の液体を「暖温」温度で低密度の液体の蒸気圧を超える圧力まで減圧し得る高圧力の暖温低密度の液体から発電することを包含し得、次いで、熱交換器内での熱交換後、結果として得られる「冷温」低密度の液体は、「冷温」低密度の液体の圧力を、冷却又は冷蔵された低密度の液体の貯蔵リザーバへの移送から適切な圧力に減少させ得る第2の発電機又は減圧ステップに入り得る。本実施例は、高圧力の暖温低密度の液体から発電し、次いで、暖温低密度の液体を熱交換して、冷温低密度の液体を形成し、次いで、冷温低密度の液体を高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバに移送することを包含し得る。いくつかの実施形態では、熱交換器に入る暖温低密度の液体は、「暖温」温度で低密度の液体の蒸気圧以上の圧力であり得、熱交換器を出る「冷温」低密度の液体は、冷却又は冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバへの移送に十分な圧力であり得る。いくつかの実施形態では、熱交換器に入る暖温低密度の液体は、「暖温」温度で低密度の液体の蒸気圧以上の圧力であり得、熱交換器を出る「冷温」低密度の液体は、冷却又は冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバ内への移送の前に更なる減圧を必要とし得る。いくつかの実施形態では、熱交換器に入る暖温低密度の液体は、「暖温」温度で低密度の液体の蒸気圧以上の圧力であり得、熱交換器を出る「冷温」低密度の液体は、冷却又は冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバ内への移送の前に更なる減圧を必要とし得る。いくつかの実施形態では、熱交換器は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:チューブ熱交換器内のシェル、又はプレート熱交換、又は低密度の液体のパイプ、熱伝導性の低密度の液体パイプセグメントの周囲に巻回されたコイル、又は当技術分野で知られている1つ以上の熱交換方法。
●いくつかの実施形態では、ポンプ及び発電機は、可逆ポンプ/発電機又は水力回収タービンなどの同じユニットを含み得る。
●いくつかの実施形態では、放電中に採用されるのと同じ熱交換器が、変更中に採用され得る。
For example, in some embodiments, the integrated auxiliary thermal storage system may include a thermal storage reservoir, a thermal storage medium, a heat transfer medium, and a heat exchanger. In this example, the thermal storage medium and the heat transfer medium may comprise the same medium, and may include a high heat capacity liquid, such as, but not limited to, water, water with a freezing point depressant, salt water brine, aqueous brine, or a liquid-liquid phase change liquid. In this example, the thermal storage reservoir may include one or more storage tanks that store the thermal storage medium. In some embodiments, the thermal storage reservoir may include a single tank with a temperature gradient or thermocline. In some embodiments, the thermal storage reservoir may include two tanks, one tank for a "cold" thermal storage medium and one tank for a "warm" thermal storage medium. This example may be a thermal storage reservoir that includes two tanks, one tank for a "cold" thermal storage medium and one tank for a "warm" thermal storage medium. In this embodiment, the heat exchanger may include a heat exchanger that facilitates heat transfer between the thermal storage medium and the low-density liquid. This embodiment may employ normal butane as the low-density liquid, although other low-density liquids may be employed if desired. This embodiment may store electricity or energy by pumping the low-density liquid from a higher elevation reservoir to a lower elevation reservoir to displace water in the lower elevation reservoir. This embodiment may generate electricity or energy by piping the low-density liquid to a generator to generate electricity or generate energy and transfer it back into the higher elevation reservoir.
In this embodiment, during power storage or "charging," the lower density liquid leaving or after leaving the refrigerated higher elevation storage reservoir may pass through a heat exchanger where the "cold" lower density liquid may exchange heat with a "warm" thermal storage liquid, resulting in the formation of a "warm" lower density liquid and a "cold" thermal storage liquid. The cold thermal storage liquid may be transferred to the thermal storage reservoir. The "warm" lower density liquid may be transferred in a pipe to the lower elevation reservoir. The heat exchange may occur before, during, or after the pumping step. For example, this embodiment may include a first pump that increases the pressure of a "cold," low-density liquid to a pressure above the vapor pressure of the low-density liquid in the "warm" temperature range, and then, after heat exchange in a heat exchanger, the resulting "warm," low-density liquid may undergo a subsequent pumping step that increases the pressure of the low-density liquid to a pressure sufficient to transfer the low-density liquid to a reservoir at a lower elevation. For example, this embodiment may include pumping a "cold," low-density liquid to a pressure sufficient to transfer the low-density liquid to a reservoir at a lower elevation, then heat exchanging the "cold," low-density liquid with a "warm" heat transfer liquid and transferring the resulting "warm," low-density liquid to a reservoir at a lower elevation. In some embodiments, the heat exchange may occur before or during the transfer of the low-density liquid to the reservoir at a lower elevation. In some embodiments, the heat exchanger may include one or more or combinations of the following, including but not limited to: a shell in tube heat exchanger, or a plate heat exchanger, or a pipe of low density liquid, a coil wrapped around a thermally conductive low density liquid pipe segment, or one or more heat exchange methods known in the art.
In this example, during power generation or "discharge," the low density liquid before, during, or after entering the generator, or a combination thereof, may pass through a heat exchanger where the "warm" low density liquid may exchange heat with a "cold" heat storage liquid, resulting in the formation of a "cold" low density liquid and a "warm" heat storage liquid. The warm heat storage liquid may be transferred to a heat storage reservoir. The "cold" low density liquid may be transferred to a higher elevation reservoir, including a cooled or refrigerated higher elevation reservoir. In some embodiments, the "cold" low density liquid resulting from the heat exchange may be near, equal to, or below the temperature of the refrigerated or refrigerated higher elevation low density liquid reservoir. This embodiment may involve generating electricity from a high pressure warm, low density liquid, which may be depressurized to a pressure above the vapor pressure of the low density liquid at the "warm" temperature, and then, after heat exchange in a heat exchanger, the resulting "cold," low density liquid may enter a second generator or depressurization step, which may reduce the pressure of the "cold," low density liquid to a pressure suitable for transfer to a cooled or refrigerated low density liquid storage reservoir. This embodiment may involve generating electricity from a high pressure warm, low density liquid, then heat exchanging the warm, low density liquid to form a cold, low density liquid, and then transferring the cold, low density liquid to a low density liquid storage reservoir at a higher elevation. In some embodiments, the warm, low-density liquid entering the heat exchanger may be at a pressure equal to or greater than the vapor pressure of the low-density liquid at the "warm" temperature, and the "cold," low-density liquid exiting the heat exchanger may be at a pressure sufficient for transfer to a reservoir of cooled or refrigerated high-side elevation low-density liquid. In some embodiments, the warm, low-density liquid entering the heat exchanger may be at a pressure equal to or greater than the vapor pressure of the low-density liquid at the "warm" temperature, and the "cold," low-density liquid exiting the heat exchanger may require further pressure reduction before transfer into a reservoir of cooled or refrigerated high-side elevation low-density liquid. In some embodiments, the warm, low-density liquid entering the heat exchanger may be at a pressure equal to or greater than the vapor pressure of the low-density liquid at the "warm" temperature, and the "cold," low-density liquid exiting the heat exchanger may require further pressure reduction before transfer into a reservoir of cooled or refrigerated high-side elevation low-density liquid. In some embodiments, the heat exchanger may include one or more or combinations of the following, including but not limited to: a shell in tube heat exchanger, or a plate heat exchanger, or a pipe of low density liquid, a coil wrapped around a thermally conductive low density liquid pipe segment, or one or more heat exchange methods known in the art.
In some embodiments, the pump and generator may comprise the same unit, such as a reversible pump/generator or a water recovery turbine.
• In some embodiments, the same heat exchanger employed during discharging may be employed during conversion.

冷却又は冷蔵された低密度の液体の貯蔵タンクを採用する実施形態では、補助熱貯蔵は、システムの往復効率を最大化するために有益であり得る。例示的なシステムの計算を以下に示す:
●本例示的なシステムでは、液体ノルマルブタンは、例示的な低密度の液体として提供され得る。
●本実施例では、例示的な外側の周囲温度は、30℃である。
●本実施例は、1GWhのエネルギー貯蔵を含む。
●約3,000メートルの水深に位置する低位側の標高のリザーバと、約0メートルの標高に位置する高位側の標高のリザーバと、を有すると、本実施例は、約235,294立方メートルの液体ノルマルブタン、又は約134,823トンの液体ノルマルブタンを、1立方メートル当たり573kgの密度で必要とする。
●液体のノルマルブタンは、大気圧で約-1℃の沸点を有する。
●本実施例の液体ブタンは、安定状態時又は空にするとき合には約-3℃で、及び高位側の標高のリザーバが満たされている場合には-1℃で、冷蔵された高位側の標高のリザーバに貯蔵され得る。
●本実施例は、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに低密度の液体をポンプ圧送して、低位側の標高のリザーバ内の水を置換することによって、蓄電(充電)する。
●本実施例は、水が低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を置換し、置換された低密度の液体をパイプで発電機に至らせ、発電させ、高位側の標高のリザーバ内に移し替えることを可能にすることによって、発電(放電)する。
●本実施例の目的のために、放電中にシステムの少なくとも1つの高位側の標高の部分(高位側の標高の部分は、高位側の標高のパイプセグメント、発電機、タンク、リザーバ、及び/又は任意の熱交換器を含み得るが、これらに限定されない)に入る低密度の温度は、周囲温度であり得、これは、本実施例では30℃である。実際には、放電中にシステムの少なくとも1つの高位側の標高の部分に入る低密度の液体の温度は、深海のより低い温度(一般に、約0~5℃)及び海洋の一般により冷温の温度(表面水深さを含む、世界のほとんどの海洋の温度は、一般に、1年のほとんどで30℃未満である)に起因して、周囲温度よりも低い場合がある。
●本実施例は、完全な充電/放電サイクルを示し、ここで、高位側の標高のリザーバは、充電中に実質的に空にされ、放電中に実際的に充填される。実際には、エネルギー貯蔵システムは、様々な充放電状態で動作し得、高位側の標高のリザーバが部分充填満されるか、空であるか、又は満たされているか、又はそれらの組み合わせであるとき、充電又は放電又はそれらの組み合わせを経得る。
●熱交換された流体間の熱交換器温度差は約1°Kであるものとする。
●「暖温」熱貯蔵液体は、例示的な周囲温度、又は30℃であるものとする。実際には、「暖温」熱貯蔵液体は、例えば、放電中に戻る低密度の液体が周囲の温度未満の温度であることを含むが、これらに限定されないことに起因して、又は熱管理システムに起因して、又はそれらの組み合わせに起因して、周囲の温度未満の温度であり得る。
○液体ノルマルブタンの比熱容量は、2.275J/g°Kである
●液体ノルマルブタンの134,823メートルトンの熱容量は、306,722MJ/°Kである
●計算を伴う以下の実施例に示されるように、補助熱貯蔵を用いる冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを有する例示的な実施形態は、補助熱貯蔵を用いない冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを有する例示的な実施形態よりも著しく少ない冷却エネルギー又は寄生冷却を必要とし得る。計算を伴う以下の実施例に示されるように、補助熱貯蔵を用いない冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを有する例示的な実施形態は、冷却のために約14~28%の寄生負荷又は往復効率の低減を必要とし得る。計算を伴う以下の実施例に示されるように、補助熱貯蔵を用いる冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを有する例示的な実施形態は、冷却のために約1~3%の寄生負荷又は往復効率の低減を必要とし得る。明らかに、補助熱貯蔵システムは、冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを採用する実施形態の往復効率を最大化するために有利であり得る。加えて、補助熱貯蔵システムは、補助熱貯蔵を用いない冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを採用する実施形態と比較して、補助熱貯蔵を用いる冷蔵された高位側の標高の低密度の液体のリザーバを採用する実施形態でのより小さい冷却容量要件に起因して、CAPEXを最小化するために有利であり得る。
In embodiments employing a storage tank of cooled or refrigerated low density liquid, auxiliary thermal storage may be beneficial to maximize the round trip efficiency of the system. Calculations for an exemplary system are shown below:
In this exemplary system, liquid normal butane may be provided as an exemplary low density liquid.
In this example, the exemplary outside ambient temperature is 30°C.
This example includes 1 GWh of energy storage.
With the lower elevation reservoir located at a depth of approximately 3,000 meters and the higher elevation reservoir located at an elevation of approximately 0 meters, this example requires approximately 235,294 cubic meters of liquid normal butane, or approximately 134,823 tons of liquid normal butane at a density of 573 kg per cubic meter.
●Liquid normal butane has a boiling point of approximately -1°C at atmospheric pressure.
The liquid butane of this embodiment can be stored in a refrigerated high elevation reservoir at approximately -3°C when steady state or when emptied, and at -1°C when the high elevation reservoir is full.
This embodiment stores (charges) electricity by pumping a lower density liquid from a higher elevation reservoir to a lower elevation reservoir, displacing the water in the lower elevation reservoir.
This embodiment generates (discharges) electricity by allowing water to displace a lower density liquid in a reservoir at a lower elevation, pipe the displaced lower density liquid to a generator, generate electricity, and transfer it into a reservoir at a higher elevation.
For purposes of this example, the temperature of the low density liquid entering at least one higher elevation portion of the system during discharge (which may include, but is not limited to, the high elevation pipe segments, generators, tanks, reservoirs, and/or any heat exchangers) may be ambient temperature, which in this example is 30°C. In practice, the temperature of the low density liquid entering at least one higher elevation portion of the system during discharge may be lower than ambient temperature due to the lower temperatures of the deep ocean (typically about 0-5°C) and the generally cooler temperatures of the oceans (temperatures in most of the world's oceans, including surface water depths, are generally below 30°C for most of the year).
This example shows a complete charge/discharge cycle, where the high-side elevation reservoir is substantially emptied during charging and substantially filled during discharging. In practice, the energy storage system may operate in various charge and discharge states and may undergo charging or discharging or a combination thereof when the high-side elevation reservoir is partially full, empty, full, or a combination thereof.
The heat exchanger temperature difference between the heat exchanged fluids is assumed to be approximately 1°K.
The "warm" heat storage liquid is assumed to be at an exemplary ambient temperature, or 30° C. In practice, the "warm" heat storage liquid may be at a temperature below ambient, for example, due to, but not limited to, a low density liquid returning during discharge being at a temperature below ambient, or due to a thermal management system, or a combination thereof.
The specific heat capacity of liquid normal butane is 2.275 J/g°K. The heat capacity of 134,823 metric tons of liquid normal butane is 306,722 MJ/°K. As shown in the example with calculations below, an exemplary embodiment having a refrigerated or cooled high-side elevation low-density liquid reservoir with supplemental thermal storage may require significantly less cooling energy or parasitic cooling than an exemplary embodiment having a refrigerated or cooled high-side elevation low-density liquid reservoir without supplemental thermal storage. As shown in the example with calculations below, an exemplary embodiment having a refrigerated or cooled high-side elevation low-density liquid reservoir without supplemental thermal storage may require a reduction in parasitic load or round-trip efficiency of approximately 14-28% for cooling. As shown in the example with calculations below, an exemplary embodiment having a refrigerated or cooled high-side elevation low-density liquid reservoir with supplemental thermal storage may require a reduction in parasitic load or round-trip efficiency of approximately 1-3% for cooling. Clearly, an auxiliary thermal storage system may be advantageous for maximizing round trip efficiency of embodiments employing a refrigerated high-side elevation low-density liquid reservoir. Additionally, an auxiliary thermal storage system may be advantageous for minimizing CAPEX due to the smaller cooling capacity requirements of embodiments employing a refrigerated high-side elevation low-density liquid reservoir with auxiliary thermal storage compared to embodiments employing a refrigerated high-side elevation low-density liquid reservoir without auxiliary thermal storage.

●補助熱貯蔵を用いる本実施例のバージョン:
○ステップ
・1)充電:0%から100%への充電中、-3℃の温度で134,823トンの「冷温」液体ノルマルブタンが、冷蔵又は冷却された高位側の標高のリザーバを出て、「暖温」熱貯蔵液体と熱交換される。-2℃の「冷温」熱貯蔵液体と、29℃の温度の「暖温」液体ノルマルブタンと、が熱交換を出る。「暖温」低密度の液体は、低位側の標高のリザーバに移送され得る。熱貯蔵液体は、熱貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。いくつかの実施形態では、熱貯蔵リザーバ内の「冷温」熱貯蔵液体は、設計「冷温」温度に、又はこの温度の近くに維持され得る。当該維持は、例えば、冷蔵、他の形態の冷却、絶縁、放射性冷却、又は他の形態の熱管理を含むが、これらに限定されないものを包含し得る。
・2)放電:100%から0%への放電中、134,823メートルトンの「暖温」液体ノルマルブタンは、「冷温」熱貯蔵液体との熱交換に入る。本実施例について、「暖温」液体ノルマルブタンは、30℃であり、「冷温」熱貯蔵液体は、-2℃である。29℃の「暖温」熱貯蔵液体と、-1℃の温度の「冷温」液体ノルマルブタンと、が熱交換を出る。「冷温」液体ノルマルブタンは、冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバに移送される。「暖温」熱貯蔵液体は、熱貯蔵リザーバ内に移送される。
A version of this embodiment using auxiliary heat storage:
○ Steps 1) Charging: During charging from 0% to 100%, 134,823 tons of "cold" liquid normal butane at a temperature of -3°C leaves the refrigerated or cooled upper elevation reservoir and is heat exchanged with "warm" thermal storage liquid. The "cold" thermal storage liquid at -2°C and the "warm" liquid normal butane at a temperature of 29°C exit the heat exchanger. The "warm" low density liquid may be transferred to the lower elevation reservoir. The thermal storage liquid may be stored in the thermal storage reservoir. In some embodiments, the "cold" thermal storage liquid in the thermal storage reservoir may be maintained at or near the design "cold" temperature. Such maintenance may include, for example, but not limited to, refrigeration, other forms of cooling, insulation, radiative cooling, or other forms of thermal management.
2) Discharge: During discharge from 100% to 0%, 134,823 metric tons of "warm" liquid normal butane enters heat exchange with "cold" heat storage liquid. For this example, the "warm" liquid normal butane is at 30°C and the "cold" heat storage liquid is at -2°C. The "warm" heat storage liquid exits the heat exchange with a temperature of 29°C and "cold" liquid normal butane at a temperature of -1°C. The "cold" liquid normal butane is transferred to a refrigerated or cooled reservoir of lower density liquid at a higher elevation. The "warm" heat storage liquid is transferred into the heat storage reservoir.

○冷却エネルギー消費
・本実施例では、ノルマル液体ブタンを設計貯蔵温度又は設計の空にする温度に冷却することが望ましい場合がある。本実施例では、冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体の貯蔵リザーバ内のノルマル液体ブタンは、-1℃の温度から-3℃の温度に冷却され得る。当該冷却は、充填中に、又は貯蔵中に、又は空にする間に、又はそれらの組み合わせで行われ得る。
・306,722MJ/℃の熱容量を有すると、-1℃から-3℃への冷却は、613,444MJの熱の除去を必要とする。
・6の性能係数の冷蔵サイクル又は冷却システムを使用すると、冷却は、102,241MJの電気又は28.4MWhの電気を必要とすることとなる。本実施例のエネルギー貯蔵システムは、1GWhの電気を貯蔵するため、28.4MWhの電気は、2.84%の冷却寄生負荷であるか、又はエネルギー貯蔵システムの全体的な往復効率を約2.84%だけ低下させる。
・深海の海水をヒートシンク又はより低い周囲温度又はより低い湿球温度又はそれらの組み合わせとして使用するものとし得る、15の性能係数の冷蔵サイクル又は冷却システムを使用すると、冷却は、40,896MJの電気又は11.36MWhの電気を必要とすることとなる。本実施例のエネルギー貯蔵システムは、1GWhの電気を貯蔵するため、11.36MWhの電気は、1.136%の冷却寄生負荷であるか、又はエネルギー貯蔵システムの全体的な往復効率を約1.136%だけ低下させる。
○注記:いくつかの実施形態では、冷温熱貯蔵は、「冷温」低密度の液体との熱交換の前に、間に、又は後に、又はそれらの組み合わせで、設計の低密度の液体の貯蔵温度以下の設計温度に冷却され得る。
Cooling Energy Consumption - In this example, it may be desirable to cool normal liquid butane to a design storage temperature or design emptying temperature. In this example, normal liquid butane in a refrigerated or cooled high elevation low density liquid storage reservoir may be cooled to a temperature of -1°C to -3°C. The cooling may occur during filling, during storage, during emptying, or a combination thereof.
With a heat capacity of 306,722 MJ/°C, cooling from -1°C to -3°C requires the removal of 613,444 MJ of heat.
Using a refrigeration cycle or cooling system with a coefficient of performance of 6, cooling would require 102,241 MJ of electricity or 28.4 MWh of electricity. Since the energy storage system of this example stores 1 GWh of electricity, 28.4 MWh of electricity is a 2.84% cooling parasitic load or reduces the overall round trip efficiency of the energy storage system by approximately 2.84%.
Using a refrigeration cycle or cooling system with a coefficient of performance of 15, which may use deep ocean water as a heat sink or lower ambient temperature or lower wet bulb temperature or a combination thereof, cooling would require 40,896 MJ of electricity or 11.36 MWh of electricity. Since the energy storage system of this example stores 1 GWh of electricity, 11.36 MWh of electricity is a cooling parasitic load of 1.136%, or reduces the overall round trip efficiency of the energy storage system by approximately 1.136%.
o Note: In some embodiments, the cold thermal storage may be cooled to a design temperature below the design low density liquid storage temperature before, during, or after heat exchange with the "cold" low density liquid, or a combination thereof.

●補助熱貯蔵を用いない本実施例のバージョン:
○ステップ
・1)充電:0%から100%への充電中、-3℃の温度で134,823トンの「冷温」液体ノルマルブタンが、冷蔵又は冷却された高位側の標高のリザーバを出る。「冷温」低密度の液体は、低位側の標高のリザーバに直接移送される。
・2)放電:100%から0%への放電中、134,823メートルトンの「暖温」液体ノルマルブタンは、高位側の標高の部分に入る。本実施例では、「暖温」液体ノルマルブタンは、周囲温度であり、この実施例の場合、30℃である。実際には、「暖温」低密度の液体は、周囲温度よりも冷温であり得るか、又は周囲温度よりも暖温であり得るか、又はその両方であり得る。本実施例では、「暖温」液体ブタンは、冷蔵又は冷却された低密度の液体の高位側の標高のリザーバに入る前に、30℃から-3℃、又は少なくとも-1℃に、冷却されなければならない。
A version of this embodiment without auxiliary heat storage:
Steps: 1) Charging: During charging from 0% to 100%, 134,823 tonnes of "cold" liquid normal butane at a temperature of -3°C leaves the refrigerated or cooled higher elevation reservoir. The "cold", low density liquid is transferred directly to the lower elevation reservoir.
2) Discharge: During discharge from 100% to 0%, 134,823 metric tons of "warm" liquid normal butane enters the upper elevation portion. In this example, the "warm" liquid normal butane is at ambient temperature, which is 30°C in this example. In practice, the "warm" low-density liquid may be cooler than ambient temperature, warmer than ambient temperature, or both. In this example, the "warm" liquid butane must be cooled from 30°C to -3°C, or at least -1°C, before entering the refrigerated or cooled low-density liquid upper elevation reservoir.

○冷却エネルギー消費
・本実施例では、「暖温」液体ブタンは、30℃から-3℃、又は少なくとも-1℃に冷却されなければならない。当該冷却は、充填中、又は貯蔵中、又は空にする間、又はそれらの組み合わせで行われ得る。
・306,722MJ/℃の熱容量を有すると、30℃から-3℃への冷却は、10,121,826MJの熱の除去を必要とする。
・10の平均性能係数を有する冷蔵サイクル又は冷却システムを使用すると、冷却は、1,012,183MJの電気又は281.2MWhの電気を必要とすることとなる。本実施例のエネルギー貯蔵システムは、1GWhの電気を貯蔵するため、281.2MWhの電気は、28.12%の冷却寄生負荷であるか、又はエネルギー貯蔵システムの全体的な往復効率を約28.12%だけ低下させる。
・深海の海水をヒートシンク又はより低い周囲温度又はより低い湿球温度又はそれらの組み合わせとして使用するものとし得る、20の性能係数の冷蔵サイクル又は冷却システムを使用すると、冷却は、506,091MJの電気又は140.58MWhの電気を必要とすることとなる。本実施例のエネルギー貯蔵システムは、1GWhの電気を貯蔵するため、140.58MWhの電気は、14.058%の冷却寄生負荷であるか、又はエネルギー貯蔵システムの全体的な往復効率を約14.058%だけ低下させる。
Cooling Energy Consumption: In this example, the "warm" liquid butane must be cooled from 30°C to -3°C, or at least -1°C. This cooling can occur during filling, or during storage, or during emptying, or a combination thereof.
With a heat capacity of 306,722 MJ/°C, cooling from 30°C to -3°C requires the removal of 10,121,826 MJ of heat.
Using a refrigeration cycle or cooling system with an average coefficient of performance of 10, cooling would require 1,012,183 MJ of electricity or 281.2 MWh of electricity. Since the energy storage system of this example stores 1 GWh of electricity, 281.2 MWh of electricity is a 28.12% cooling parasitic load or reduces the overall round trip efficiency of the energy storage system by approximately 28.12%.
Using a refrigeration cycle or cooling system with a coefficient of performance of 20, which may use deep ocean water as a heat sink or lower ambient temperature or lower wet bulb temperature or a combination thereof, cooling would require 506,091 MJ of electricity or 140.58 MWh of electricity. Since the energy storage system of this example stores 1 GWh of electricity, 140.58 MWh of electricity is a cooling parasitic load of 14.058%, or reduces the overall round trip efficiency of the energy storage system by approximately 14.058%.

いくつかの実施形態では、「冷温」熱貯蔵媒体は、冷蔵又は冷却された低密度の液体の貯蔵リザーバ内の低密度の液体の温度以下の温度に維持され得る。当該維持は、何らかの形態の熱管理を包含し得る。例えば、当該熱管理は、本明細書に記載されているか、又は当該技術分野で知られているか、又はそれらの組み合わせの、冷却又は温度制御又は温度監視又はそれらの組み合わせのためのシステム及び方法を包含し得る。いくつかの実施形態では、「冷温」熱貯蔵媒体に採用される熱管理システムは、冷蔵された低密度の液体の貯蔵リザーバを冷却する際に採用される熱管理システムと重複し得るか、又は統合され得る。いくつかの実施形態では、「冷温」熱貯蔵媒体に採用される熱管理システムは、冷蔵された低密度の液体の貯蔵リザーバを冷却する際に採用される熱管理システムから分離され得る。 In some embodiments, the "cold" thermal storage medium may be maintained at a temperature equal to or lower than the temperature of the low-density liquid in the refrigerated or cooled low-density liquid storage reservoir. Such maintenance may include some form of thermal management. For example, such thermal management may include systems and methods for cooling or temperature control or temperature monitoring, or combinations thereof, described herein or known in the art. In some embodiments, the thermal management system employed for the "cold" thermal storage medium may overlap with or be integrated with the thermal management system employed in cooling the refrigerated low-density liquid storage reservoir. In some embodiments, the thermal management system employed for the "cold" thermal storage medium may be separate from the thermal management system employed in cooling the refrigerated low-density liquid storage reservoir.

低密度の液体のリザーバの冷却又は冷蔵に関連する寄生エネルギー消費を最小化するための追加のシステム及び方法は、以下のものを含み得るが、これらに限定されない:
●リザーバの絶縁
●効率的な冷蔵機
●低密度の液体のリザーバの内部の低密度の液体の蒸発又は沸騰を採用して、当該リザーバ内の低密度の液体を冷却すること。結果として得られる低密度の液体の蒸気は、例えば、圧縮、冷却、又はその両方によって当該蒸気を液体に凝縮することによって、内部で再循環され得る。当該凝縮した低密度の液体の蒸気は、液体の低密度の液体を含み得、液相で低密度の液体のリザーバに戻され得る。代わりに又は加えて、当該低密度の液体の蒸気は、燃料又は工業用原料又は化学原料又は冷媒、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されないものとして、別の用途に使用されてもよい。
●蒸発冷却の採用
●水ベース蒸発冷却の採用
●冷却するための、又は熱伝達媒体としての、冷温深海温度の採用
●放射冷却
●OTEC
●海水冷却
●冷蔵機又は冷却機のヒートシンクとしての海水の採用
●冷蔵機又は冷却機のヒートシンクとしての冷温深海水の採用
●タンク上への、反射又は無光又は熱吸収の色又はコーティングの採用
●熱貯蔵の採用
●冷蔵若しくは冷却された低密度の液体のリザーバ又は補助熱貯蔵リザーバ又はその両方を冷却するための「ヒート」シンクとしての、システム作動流体としてエネルギー貯蔵システム内に位置し得る高密度の液体又は水又はその両方の採用。いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体又は水又はその両方は、充電中に高位側の標高のリザーバに移し替えられる。当該移し替えられた高密度の液体又は水又はその両方は、例えば、いくつかの周囲温度よりも潜在的に相対的に低い深海の温度、及び/又は深海との熱交換に起因して、周囲温度よりも低い温度であり得る。例えば、当該移し替えられた高密度の液体又は水又はその両方は、冷蔵又は冷却された低密度の液体のリザーバ、又は補助熱貯蔵リザーバ又はその両方と熱交換されて、当該リザーバを冷却し得る。例えば、当該移し替えられた高密度の液体又は水又はその両方は、冷蔵若しくは冷却された低密度の液体のリザーバ又は補助熱貯蔵リザーバ又はその両方を冷却するか、又はこれから熱を除去するために採用される冷蔵サイクルのヒートシンクとして採用されて、当該リザーバを冷却し得る。
Additional systems and methods for minimizing parasitic energy consumption associated with cooling or refrigerating a reservoir of low density liquid may include, but are not limited to:
● Reservoir insulation ● Efficient refrigeration ● Employing evaporation or boiling of a low density liquid inside a low density liquid reservoir to cool the low density liquid in the reservoir. The resulting low density liquid vapor can be internally recirculated, for example, by condensing the vapor to a liquid by compression, cooling, or both. The condensed low density liquid vapor can contain the liquid low density liquid and can be returned to the low density liquid reservoir in the liquid phase. Alternatively or additionally, the low density liquid vapor can be used for another purpose, including, but not limited to, as a fuel, or an industrial feedstock, or a chemical feedstock, or a refrigerant, or a combination thereof.
● Use of evaporative cooling ● Use of water-based evaporative cooling ● Use of cold deep ocean temperatures for cooling or as a heat transfer medium ● Radiative cooling ● OTEC
10. The energy storage system of claim 10, further comprising: seawater cooling; seawater as a heat sink for a refrigerator or chiller; cold, deep seawater as a heat sink for a refrigerator or chiller; reflective, non-light, or heat absorbing colors or coatings on the tanks; thermal storage; and high density liquid and/or water that may be located in the energy storage system as the system working fluid, as a "heat" sink to cool the refrigerated or cooled low density liquid reservoir and/or auxiliary thermal storage reservoir. In some embodiments, high density liquid and/or water in a lower elevation reservoir is transferred to a higher elevation reservoir during charging. The transferred high density liquid and/or water may be at a temperature lower than ambient temperature, for example, due to the potentially relatively lower temperature of the deep ocean than some ambient temperatures and/or heat exchange with the deep ocean. For example, the displaced high density liquid and/or water may be heat exchanged with a refrigerated or cooled low density liquid reservoir and/or an auxiliary thermal storage reservoir to cool the reservoir, For example, the displaced high density liquid and/or water may be employed as a heat sink in a refrigeration cycle employed to cool or remove heat from a refrigerated or cooled low density liquid reservoir and/or an auxiliary thermal storage reservoir to cool the reservoir.

いくつかの実施形態では、補助熱貯蔵の不在下で、冷蔵された高位側の標高の貯蔵タンクが採用され得る。冷却方法又は冷蔵方法が、形態として非寄生的であるか、又は最小限のエネルギーを必要とするか、又は受動的であるか、又はそれらの組み合わせである場合、冷蔵又は冷却された低密度の液体の高位側の標高のリザーバなどの、冷蔵又は冷却された低密度の液体のリザーバを有する実施形態の往復効率は、冷蔵されないか、又は冷却されない低密度の液体のリザーバを有する実施形態の往復効率と同様であり得る。冷却方法又は冷蔵方法が形態として寄生的である場合、冷蔵又は冷却された低密度の液体の高位側の標高のリザーバなどの、冷蔵又は冷却された低密度の液体のリザーバを有する実施形態の往復効率は、冷蔵されないか、又は冷却されない低密度の液体の高位側の標高のリザーバを有する実施形態の往復効率未満であり得る。補助熱貯蔵を用いない冷却又は冷蔵されたタンクを採用するいくつかの実施形態は、例えば、非加圧タンク又は低加圧タンクを使用する能力、並びに/又は補助熱貯蔵及び関連する熱交換器の欠如に起因して、補助熱貯蔵を用いる冷却又は冷蔵されたタンクを採用する実施形態よりも低い資本コストを有し得る。補助熱貯蔵を用いない冷却又は冷蔵されたタンクを用いるいくつかの実施形態は、例えば、補助熱貯蔵を用いる冷却又は冷蔵されたタンクを用いる実施形態よりも、補助熱貯蔵を用いない冷却又は冷蔵されたタンクを採用する実施形態におけるより高い冷却容量要件に起因して、補助熱貯蔵を用いる冷却又は冷蔵されたタンクを採用する実施形態よりも高い資本コストを有し得る。 In some embodiments, a refrigerated high-side elevation storage tank may be employed in the absence of supplemental thermal storage. When the cooling or refrigeration method is non-parasitic in nature, requires minimal energy, is passive, or a combination thereof, the round-trip efficiency of an embodiment having a refrigerated or chilled low-density liquid reservoir, such as a high-side elevation reservoir of refrigerated or chilled low-density liquid, may be similar to the round-trip efficiency of an embodiment having an unrefrigerated or unrefrigerated low-density liquid reservoir. When the cooling or refrigeration method is parasitic in nature, the round-trip efficiency of an embodiment having a refrigerated or chilled low-density liquid reservoir, such as a high-side elevation reservoir of refrigerated or chilled low-density liquid, may be less than the round-trip efficiency of an embodiment having an unrefrigerated or unrefrigerated low-density liquid reservoir. Some embodiments employing refrigerated or chilled tanks without supplemental thermal storage may have lower capital costs than embodiments employing refrigerated or chilled tanks with supplemental thermal storage, for example, due to the ability to use unpressurized or low-pressurized tanks and/or the lack of supplemental thermal storage and associated heat exchangers. Some embodiments employing refrigerated or chilled tanks without supplemental thermal storage may have higher capital costs than embodiments employing refrigerated or chilled tanks with supplemental thermal storage, for example, due to higher cooling capacity requirements in embodiments employing refrigerated or chilled tanks without supplemental thermal storage than in embodiments employing refrigerated or chilled tanks with supplemental thermal storage.

いくつかの実施形態では、エネルギーは、低密度の液体をポンプ圧送して、低位側の標高のリザーバ内のより高密度の液体を置換することによって、貯蔵され、エネルギーは、より高密度の液体が低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体を置換することを可能にすることによって、貯蔵される。本記載の実施形態のうちのいくつかでは、低位側の標高のリザーバは、水中又は液体下又は地下又はその両方にあり得る。いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバが水中又は液体下にある場合、高位側の密度の液体が、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する流体又は液体の密度と同様の、又はこの密度に等しい密度を有することが望ましい場合があり、これにより、静水圧平衡、及び/又は低位側の標高のリザーバの内部と外部との間の圧力差の最小化が得られる結果となり得る。低位側の標高のリザーバが地下にあるいくつかの実施形態では、例えば、より高密度の液体の密度にかかわらず、地面が平衡圧力を及ぼす能力に起因して、高められた密度のより高密度の液体が採用され得る。 In some embodiments, energy is stored by pumping a lower density liquid to displace a higher density liquid in a lower elevation reservoir; energy is stored by allowing the higher density liquid to displace the lower density liquid in the lower elevation reservoir. In some of the described embodiments, the lower elevation reservoir may be underwater, under liquid, underground, or both. In some embodiments, when the lower elevation reservoir is underwater or under liquid, it may be desirable for the higher density liquid to have a density similar to or equal to the density of the fluid or liquid surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir, which may result in hydrostatic balance and/or minimized pressure differentials between the interior and exterior of the lower elevation reservoir. In some embodiments where the lower elevation reservoir is underground, for example, an increased density of the denser liquid may be employed due to the ability of the earth to exert an isostatic pressure regardless of the density of the denser liquid.

低位側の標高のリザーバが地下にあるいくつかの実施形態では、より低密度の液体は、低位側の標高のリザーバ内のより高密度の液体と直接接触し得る。より低密度の液体がより高密度の液体と直接接触している場合、より低密度の液体が、より高密度の液体に不溶性であるか、又は限られた溶解度を有することが望ましい場合があり、かつ/又はより低密度の液体が、より低密度の液体を形成する非水和物であることが望ましい場合がある。 In some embodiments where the lower elevation reservoir is subsurface, the lower density liquid may be in direct contact with the higher density liquid in the lower elevation reservoir. When the lower density liquid is in direct contact with the higher density liquid, it may be desirable for the lower density liquid to be insoluble or have limited solubility in the higher density liquid and/or it may be desirable for the lower density liquid to be a non-hydrate that forms the lower density liquid.

より低密度の液体は、より低密度の液体を使用してより高密度の液体を置換することの本質的により大きい往復効率に加えて、圧縮空気に対して本質的に有利であり得ることに留意することが重要である。例えば、空気とは異なり、より低密度の液体は、圧力又は深さ又はそれらの組み合わせにかかわらず、水と直接接触して、実際的に無制限の位置エネルギー密度及び地下深さを可能にし得る。超エネルギー高密度の実施形態は、限定されるものではないが、地下若しくは水中若しくは液体下若しくはそれらの組み合わせの深さ、又は1,000メートル以上、若しくは2,000メートル以上、若しくは3,000メートル以上、若しくは4,000メートル以上、若しくは5,000メートル以上、若しくは6,000メートル以上、若しくは7,000メートル以上、若しくは8,000メートル以上、若しくは9,000メートル以上、若しくは10,000メートル以上、若しくは11,000メートル以上、若しくは12,000メートル以上、若しくは13,000メートル以上、若しくは14,000メートル以上、若しくは15,000メートル以上、若しくは20,000メートル以上、若しくは25,000メートル以上、若しくは30,000メートル以上、若しくは35,000メートル、又は40,000メートル、又は45,000メートル、又は50,000メートル以上の標高の差を含み得るが、これらに限定されないことが、想定され得る。標高差は、高位側の標高のリザーバと低位側の標高のリザーバとの間、又は第1のリザーバと第2のリザーバとの間、又は第1のリザーバと第3のリザーバとの間、又はそれらの任意の組み合わせの標高の差を含み得る。一方、空気、特に空気中の窒素は、173バール(約1,730メートルの静水頭)を上回る圧力でガス水和物を形成し、水を空気で置換することに基づいて、システムのエネルギー密度及び深さを制限する。加えて、空気又は他のガスの溶解度は、ヘンリーの法則に起因して、圧力と共に水中で増加する。空気とは異なり、水へのいくつかの低密度の液体の溶解度は、圧力と共に実質的又は実際的に増加しない場合がある。加えて、空気は、約30バールを超える圧力で超臨界流体を形成する。空気とは異なり、圧力が液体の温度で液体の沸点圧力を上回る限り、液体は、一般に、圧力にかかわらず液体のままである。 It is important to note that lower density liquids may have inherent advantages over compressed air, in addition to the inherently greater round-trip efficiency of using a lower density liquid to displace a higher density liquid. For example, unlike air, lower density liquids may be in direct contact with water, regardless of pressure or depth or a combination thereof, allowing for virtually unlimited potential energy density and subsurface depth. Ultra-energy dense embodiments may be envisioned that may include, but are not limited to, depths underground or underwater or under liquid or combinations thereof, or elevation differences of 1,000 meters or more, or 2,000 meters or more, or 3,000 meters or more, or 4,000 meters or more, or 5,000 meters or more, or 6,000 meters or more, or 7,000 meters or more, or 8,000 meters or more, or 9,000 meters or more, or 10,000 meters or more, or 11,000 meters or more, or 12,000 meters or more, or 13,000 meters or more, or 14,000 meters or more, or 15,000 meters or more, or 20,000 meters or more, or 25,000 meters or more, or 30,000 meters or more, or 35,000 meters, or 40,000 meters, or 45,000 meters, or 50,000 meters or more. The elevation difference may include the elevation difference between a reservoir at a higher elevation and a reservoir at a lower elevation, or between a first reservoir and a second reservoir, or between a first reservoir and a third reservoir, or any combination thereof. On the other hand, air, particularly the nitrogen in air, forms gas hydrates at pressures above 173 bar (approximately 1,730 meters of hydrostatic head), limiting the energy density and depth of the system based on the displacement of water with air. Additionally, the solubility of air or other gases increases in water with pressure due to Henry's law. Unlike air, the solubility of some low-density liquids in water may not increase substantially or practically with pressure. Additionally, air forms a supercritical fluid at pressures above approximately 30 bar. Unlike air, liquids generally remain liquid regardless of pressure as long as the pressure exceeds the boiling point pressure of the liquid at its temperature.

いくつかの実施形態では、より高密度の液体は、密度エンハンサーを含み得るか、又は水よりも大密度を有する液体を含み得るか、又はその両方であり得る。より高密度の液体の密度を増加させること、又はより低密度の液体の密度を減少させること、又はその両方は、エネルギー貯蔵システムのエネルギー密度を増加させる。より高密度の液体及びより低密度の液体が閉鎖系内にあり、かつ低位側の標高のリザーバが地下にあるか、固体によって囲まれているか、又はその両方である実施形態では、より高密度の液体の密度を最大化することが特に有利であり得る。例えば、より高密度の液体又は高められたより高密度の液体は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:水性塩溶液、水性ブライン、液体塩、ハロゲン、重液、液体金属、濃縮水溶液、尿素硝酸アンモニウム溶液、フラック水、濃縮フラック水、脱塩ブライン、又はマイニングブライン。 In some embodiments, the denser liquid may include a density enhancer, or may include a liquid having a density greater than water, or both. Increasing the density of the denser liquid, decreasing the density of the less dense liquid, or both, increases the energy density of the energy storage system. In embodiments where the denser liquid and the less dense liquid are in a closed system and the lower elevation reservoir is underground, surrounded by solids, or both, maximizing the density of the denser liquid may be particularly advantageous. For example, the denser liquid or enhanced denser liquid may include one or more or combinations of the following, but are not limited to: aqueous salt solution, aqueous brine, liquid salt, halogen, heavy liquid, liquid metal, concentrated aqueous solution, urea ammonium nitrate solution, frac water, concentrated frac water, desalinated brine, or mining brine.

いくつかの実施形態では、より低位側の標高のリザーバは、より高位側の標高のリザーバとは異なる温度を有する領域内に位置し得る。加えて、リザーバ間で液体を移送するパイプは、温度が高位側の標高のリザーバ、低位側の標高のリザーバ、又はその両方の温度とは異なる領域を横断してもよい。いくつかの実施形態では、温度差が、利用及び/又は活用され得る。例えば、温度差が、冷却、加熱、又はその両方に利用及び/又は活用され得る。例えば、温度差を利用及び/又は活用して、発電し得るか、水を淡水化し得るか、分離を促進し得るか、凍結させ得るか、水を沸騰させ得るか、又は他の貴重な仕事若しくは活動を実施し得る。 In some embodiments, the reservoir at a lower elevation may be located in a region having a different temperature than the reservoir at a higher elevation. Additionally, pipes transporting liquid between reservoirs may traverse regions where the temperature differs from that of the reservoir at the higher elevation, the reservoir at the lower elevation, or both. In some embodiments, the temperature difference may be utilized and/or exploited. For example, the temperature difference may be utilized and/or exploited for cooling, heating, or both. For example, the temperature difference may be utilized and/or exploited to generate electricity, desalinate water, facilitate separation, freeze, boil water, or perform other valuable work or activities.

温度差は、プロセス動作中に、又はプロセス動作の補助的な利点として利用及び/又は活用され得る。
●例えば、低位側の標高のリザーバは、温度が高位側の標高のリザーバの領域の温度と実質的に異なる領域の水中に位置し得る。例えば、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する水の温度は、10℃未満又は5℃未満であり得、高位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する環境の温度は、5℃超又は10℃超であり得る。高位側の標高の低密度の液体のリザーバが部分冷蔵又は冷蔵又は冷却される実施形態では、低位側の標高のリザーバから移し替えられる低密度の液体の潜在的に周囲よりも低い温度を利用又は活用して、冷却又は冷蔵のエネルギー消費を低減することが望ましい場合がある。高位側の標高の低密度の液体のリザーバが部分冷蔵又は冷蔵又は冷却される実施形態では、低位側の標高のリザーバから移し替えられ低密度の液体又は高密度の液体又はその両方の潜在的に周囲よりも低い温度を利用又は活用して、冷却又は冷蔵のエネルギー消費を低減することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバから移し替えられた低密度の液体又は高密度の液体又はその両方の潜在的に周囲よりも低い温度を利用及び/又は活用して、プロセス冷却、地域冷房、空調冷却、発電所冷却、又は他の冷却ニーズを提供することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバから移し替えられた低密度の液体又は高密度の液体又はその両方の潜在的に周囲よりも低い温度を発電のために利用及び/又は活用することが望ましい場合がある。低位側の標高のリザーバから移し替えられた低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、高位側の標高のリザーバ内に当該低密度の液体又は高密度の液体又はその両方を貯蔵する前に、間に、又は後に、又はそれらの組み合わせで、当該潜在的に周囲よりも低い温度を利用又は活用するプロセスと熱交換され得る。
●例えば、低位側の標高のリザーバは、温度が高位側の標高のリザーバの領域の温度と実質的に異なる領域の地下に位置し得る。例えば、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する温度は、10℃超、又は20℃超、又は30℃超、又は40℃超、又は50℃超であり得、高位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する温度は、0℃未満、又は10℃未満、又は20℃未満、又は30℃未満、又は40℃未満、又は50℃未満であり得る。いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバから移し替えられた低密度の液体又は高密度の液体又はその両方の潜在的に周囲よりも高い温度を、地域暖房、プロセス加熱、又は他の加熱ニーズのために利用又は活用することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバから移し替えられた低密度の液体又は高密度の液体又はその両方の潜在的に周囲よりも高い温度を発電のために利用及び/又は活用することが望ましい場合がある。低位側の標高のリザーバから移し替えられた低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、高位側の標高のリザーバ内に当該低密度の液体又は高密度の液体又はその両方を貯蔵する前に、間に、又は後に、又はそれらの組み合わせで、当該潜在的に周囲よりも高い温度を利用又は活用するプロセスと熱交換され得る。
The temperature differential may be utilized and/or exploited during or as an auxiliary advantage to the process operation.
For example, the lower elevation reservoir may be located in a region of water whose temperature is substantially different from the temperature of the region of the higher elevation reservoir. For example, the temperature of the water surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir may be less than 10° C. or less than 5° C., and the temperature of the environment surrounding or adjacent to the higher elevation reservoir may be greater than 5° C. or greater than 10° C. In embodiments where the higher elevation low-density liquid reservoir is partially refrigerated or refrigerated or cooled, it may be desirable to take advantage of or utilize the potentially lower-than-ambient temperature of the low-density liquid displaced from the lower elevation reservoir to reduce cooling or refrigeration energy consumption. In embodiments where the higher elevation reservoir of low-density liquid is partially refrigerated or refrigerated or cooled, it may be desirable to utilize or take advantage of the potentially cooler than ambient temperatures of the lower-density liquid and/or higher-density liquid displaced from the lower elevation reservoir to reduce refrigeration or refrigeration energy consumption. In some embodiments, it may be desirable to utilize and/or take advantage of the potentially cooler than ambient temperatures of the lower-density liquid and/or higher-density liquid displaced from the lower elevation reservoir to provide process cooling, district cooling, air-conditioning cooling, power plant cooling, or other cooling needs. In some embodiments, it may be desirable to utilize and/or take advantage of the potentially cooler than ambient temperatures of the lower-density liquid and/or higher-density liquid displaced from the lower elevation reservoir to generate electricity. The lower density liquid or higher density liquid, or both, displaced from the lower elevation reservoir may be heat exchanged with a process that utilizes or takes advantage of the potentially lower ambient temperatures before, during, or after storing the lower density liquid or higher density liquid, or both, in the higher elevation reservoir, or a combination thereof.
For example, a lower elevation reservoir may be located underground in an area where the temperature is substantially different from the temperature of the area of the higher elevation reservoir. For example, the temperature surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir may be greater than 10° C., or greater than 20° C., or greater than 30° C., or greater than 40° C., or greater than 50° C., and the temperature surrounding or adjacent to the higher elevation reservoir may be less than 0° C., or less than 10° C., or less than 20° C., or less than 30° C., or less than 40° C., or less than 50° C. In some embodiments, it may be desirable to utilize or exploit the potentially higher-than-ambient temperatures of the low-density liquid or high-density liquid, or both, displaced from the lower elevation reservoir for district heating, process heating, or other heating needs. In some embodiments, it may be desirable to utilize and/or exploit the potentially above-ambient temperatures of the lower-density liquid and/or higher-density liquid displaced from the lower elevation reservoir for power generation. The lower-density liquid and/or higher-density liquid displaced from the lower elevation reservoir may be heat exchanged with a process that utilizes or exploits the potentially above-ambient temperatures before, during, or after storing the lower-density liquid and/or higher-density liquid in the higher elevation reservoir, or a combination thereof.

いくつかの実施形態では、低密度若しくは高密度の液体又はその両方は、熱貯蔵媒体を含み得る。いくつかの実施形態で貯蔵される大量又は大熱量の液体は、熱貯蔵媒体又は温度緩衝液又はその両方としての使用又は二重使用に有利であり得る。例えば、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方は、熱貯蔵の冷却、又は熱貯蔵の加熱、又は冷却か、又は加熱、又はHVAC内の熱伝達、地域暖房システム、又は地域冷房システム、又はプロセス冷却、又はプロセス加熱、又は温度安定化、又はそれらの組み合わせのための媒体として採用され得る。 In some embodiments, the low density or high density liquid, or both, may comprise a heat storage medium. In some embodiments, the large or high calorific value of the stored liquid may be advantageous for use or dual use as a heat storage medium or a temperature buffer, or both. For example, the low density or high density liquid, or both, may be employed as a medium for cooling heat storage, or heating heat storage, or cooling, or heating, or heat transfer in HVAC, district heating systems, or district cooling systems, or process cooling, or process heating, or temperature stabilization, or a combination thereof.

いくつかの実施形態では、非水和物を形成する低密度の液体を採用することが望ましい場合がある。非水和物を形成する低密度の液体は、圧力下での水の存在下で固体水和物又は包接化合物を形成しない液体を含み得る。非水和物を形成する低密度の液体を低密度の液体として採用して、例えば、水と低密度の液体との間の直接接触を可能にすることが有利であり得る。例えば、非水和物を形成する低密度の液体、及び/又は水と低密度の液体との間の直接接触は、ピストン、又は浮体式セパレータ、又は浮袋などの機械的圧力交換バリアの必要性を防止又は最小化し得、これにより、より長いシステム寿命、より低いコスト、及びより少ない機械的可動部が可能になり得る。例えば、非水和物を形成する低密度の液体は、海中海水との直接接触圧力交換を可能にし得、これにより、資本コストを低減し得るか、複雑さを低減し得るか、往復効率を増加させ得るか、又はシステム寿命を増加させ得るか、又はそれらの組み合わせである。例えば、いくつかの実施形態では、非水和物を形成する低密度の液体は、低密度の液体と水性の高密度の液体との直接接触を可能にし得、水性の高密度の液体としては、水を含む高密度の液体、又は水及び密度エンハンサーを含む高密度の液体、又は密度増強試薬、又はそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。 In some embodiments, it may be desirable to employ a non-hydrate-forming, low-density liquid. A non-hydrate-forming, low-density liquid may include a liquid that does not form a solid hydrate or clathrate in the presence of water under pressure. It may be advantageous to employ a non-hydrate-forming, low-density liquid as the low-density liquid, for example, to enable direct contact between water and the low-density liquid. For example, a non-hydrate-forming, low-density liquid and/or direct contact between water and the low-density liquid may prevent or minimize the need for mechanical pressure exchange barriers, such as pistons, floating separators, or bladders, which may enable longer system life, lower costs, and fewer mechanical moving parts. For example, a non-hydrate-forming, low-density liquid may enable direct-contact pressure exchange with subsea seawater, which may reduce capital costs, reduce complexity, increase round-trip efficiency, increase system life, or a combination thereof. For example, in some embodiments, the non-hydrate-forming low-density liquid may allow direct contact between the low-density liquid and an aqueous high-density liquid, which may include, but is not limited to, a high-density liquid comprising water, or a high-density liquid comprising water and a density enhancer, or a density-enhancing reagent, or a combination thereof.

いくつかの実施形態では、低密度の液体の一部分は、高密度の液体に溶解し得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の一部分は、当該低密度の液体が当該高密度の液体にわずかに可溶性又は実際的に不溶性である場合でも、高密度の液体に溶解し得る。高密度の液体が低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体によって置換され、かつ当該置換された高密度の液体が高密度の液体の高位側の標高のリザーバに移送されるいくつかの実施形態では、高密度の液体に溶解した低密度の液体は、低密度の液体の蒸気圧を形成し得る。所望する場合、当該低密度の液体又は低密度の液体の蒸気又は低密度の液体の蒸気圧又はそれらの組み合わせは、高位側の標高の高密度の液体のリザーバ内の高密度の液体の貯蔵の前に、間に、又は後に、又はそれらの組み合わせで、除去若しくは回収され得る。例えば、高密度の液体からの当該低密度の液体の蒸気は、液相の低密度の液体及び/又は当該液相の低密度の液体を形成して、高位側の標高の低密度の液体のリザーバへの圧縮、又は冷却、又は液化、又はそれらの組み合わせを経得る。 In some embodiments, a portion of the lower density liquid may dissolve in the higher density liquid. In some embodiments, a portion of the lower density liquid may dissolve in the higher density liquid even if the lower density liquid is slightly soluble or practically insoluble in the higher density liquid. In some embodiments in which a higher density liquid is displaced by a lower density liquid in a lower elevation reservoir and the displaced higher density liquid is transferred to a higher elevation reservoir of higher density liquid, the lower density liquid dissolved in the higher density liquid may create vapor pressure of the lower density liquid. If desired, the lower density liquid, the vapor of the lower density liquid, or the vapor pressure of the lower density liquid, or a combination thereof, may be removed or recovered before, during, or after storage of the higher density liquid in the higher elevation reservoir of higher density liquid, or a combination thereof. For example, the vapor of the lower density liquid from the higher density liquid may undergo compression, cooling, liquefaction, or a combination thereof to form the lower density liquid in the liquid phase and/or the lower density liquid in the liquid phase to a reservoir of lower density liquid at a higher elevation.

注記
●注記:いくつかの実施形態では、熱貯蔵媒体及び熱伝達媒体は、同じ材料又は異なる材料を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、熱貯蔵媒体及び熱伝達媒体は、両方とも、液体、又は液体-液体相転移液体、又はその両方を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、熱貯蔵媒体は、固体-液体相転移材料、若しくは固体-固体相転移材料、若しくは固体-液体スラリー、若しくはそれらの組み合わせを含み得、かつ/又は熱伝達媒体は、液相材料、若しくは液体-液体相転移材料、若しくは気体-液体相転移材料、若しくは固体-液体相転移材料、若しくは固体-液体スラリー、若しくはそれらの組み合わせを含み得る。
●注記:水は、例示的な液体として提供され得る。例えば、水は、例示的なより高密度の液体として提供され得る。水に代えて又は加えて、他のより高密度の液体が採用されてもよい。
●注記:これ以上蓄電するする必要がない場合、低密度の液体のポンプがポンプ圧送を停止し得る。低密度の液体が意図せず低密度の液体のポンプに逆流することを防止するために、1つ以上のバルブが閉鎖され得る。バルブは、ポンプの近く、又は低位側の標高のリザーバの近く、又はその両方にあり得る。代わりに又は加えて、高密度の液体と接触するバルブを採用して、追加の高密度の液体が低位側の標高のリザーバに流入することを防止してもよい。高密度の液体と接触するバルブは、低位側の標高のリザーバの近くに位置し得る。
●注記:いくつかの実施形態では、高密度の液体は、固体-液体スラリー、又はエマルジョン、又は分散系、又はポンプ圧送可能な固体、又はそれらの組み合わせを含み得る。例えば、高密度の液体は、固体中の高密度のナノ粒子の分散系を含み得る。例えば、高密度の液体は、液体中に懸濁された固体を含むナノ粒子を含む固体-液体混合物を含み得る。例えば、高密度の液体は、強磁性流体を含み得る。例えば、高密度の液体は、凝集を阻止するか、又は液体中の懸濁の形成を可能にするために、界面活性剤でコーティングされた固体を含み得る。例えば、高密度の液体は、凝集を阻止するか、又は有機溶媒又は水又はその両方などの液体中の懸濁の形成を可能にするために、界面活性剤でコーティングされた固体を含み得る。例えば、高密度の液体は、コロイド液体を含み得る。例えば、高密度の液体は、有機溶媒又は水などの担体流体中に懸濁されたナノスケールの強磁性又はフェリ磁性の粒子を含み得る。例えば、高密度の液体は、有機溶媒又は水などの担体流体中に懸濁されたナノスケールの粒子を含み得る。例えば、高密度の液体は、ブラウン運動によって液体中に懸濁された固体粒子を含み得る。いくつかの実施形態では、強磁性流体又は磁性流体は、高密度の液体又は低密度の液体又はその両方として採用され得、磁石及び/又はコイルを通過する強磁性流体又は磁性流体によって発電し得る。例えば、高密度の液体は、有機溶媒又は水などの担体流体に懸濁されたナノスケールの固体粒子を含み得る。例えば、高密度の液体は、固体及び液体のスラリーを含み得る。例えば、高密度の液体は、固体及び液体のスラリーを含み得、乱流、又は界面活性剤、又はブラウン運動、又はそれらの組み合わせは、固体が液体中に懸濁されたままであることを可能にする。
●注記:いくつかの実施形態では、低密度の液体は、固体-液体スラリー、又はエマルジョン、又は分散系、又はポンプ圧送可能な固体、又はそれらの組み合わせを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体は、ポンプ圧送可能な氷を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体は、低密度のナノ粒子と、水又は有機溶媒又は無機溶媒又はそれらの組み合わせなどの溶媒と、の混合物を含み得る。
NOTES: In some embodiments, the heat storage medium and the heat transfer medium may comprise the same or different materials. For example, in some embodiments, the heat storage medium and the heat transfer medium may both comprise a liquid, or a liquid-liquid phase-change liquid, or both. For example, in some embodiments, the heat storage medium may comprise a solid-to-liquid phase-change material, or a solid-solid phase-change material, or a solid-liquid slurry, or a combination thereof, and/or the heat transfer medium may comprise a liquid phase material, or a liquid-liquid phase-change material, or a gas-to-liquid phase-change material, or a solid-liquid phase-change material, or a solid-liquid slurry, or a combination thereof.
Note: Water may be provided as an exemplary liquid. For example, water may be provided as an exemplary denser liquid. Other denser liquids may be employed instead of or in addition to water.
Note: The low density liquid pump may stop pumping when no more power needs to be stored. One or more valves may be closed to prevent low density liquid from unintentionally backing up into the low density liquid pump. The valves may be near the pump, or near the lower elevation reservoir, or both. Alternatively or additionally, a valve in contact with the high density liquid may be employed to prevent additional high density liquid from entering the lower elevation reservoir. The valve in contact with the high density liquid may be located near the lower elevation reservoir.
Note: In some embodiments, a dense liquid may comprise a solid-liquid slurry, emulsion, dispersion, pumpable solid, or combinations thereof. For example, a dense liquid may comprise a dispersion of dense nanoparticles in a solid. For example, a dense liquid may comprise a solid-liquid mixture comprising nanoparticles comprising a solid suspended in a liquid. For example, a dense liquid may comprise a ferrofluid. For example, a dense liquid may comprise a solid coated with a surfactant to prevent aggregation or allow the formation of a suspension in the liquid. For example, a dense liquid may comprise a solid coated with a surfactant to prevent aggregation or allow the formation of a suspension in a liquid such as an organic solvent or water, or both. For example, a dense liquid may comprise a colloidal liquid. For example, a dense liquid may comprise nanoscale ferromagnetic or ferrimagnetic particles suspended in a carrier fluid such as an organic solvent or water. For example, a dense liquid may comprise nanoscale particles suspended in a carrier fluid such as an organic solvent or water. For example, a dense liquid may comprise solid particles suspended in the liquid by Brownian motion. In some embodiments, ferrofluids or magnetic fluids may be employed as the dense liquid, the low-density liquid, or both, and power may be generated by passing the ferrofluid or magnetic fluid through magnets and/or coils. For example, the dense liquid may include nanoscale solid particles suspended in a carrier fluid, such as an organic solvent or water. For example, the dense liquid may include a slurry of solids and liquids, where turbulence, surfactants, Brownian motion, or a combination thereof, allows the solids to remain suspended in the liquid.
Note: In some embodiments, the low density liquid may comprise a solid-liquid slurry, or an emulsion, or a dispersion, or a pumpable solid, or a combination thereof. For example, in some embodiments, the low density liquid may comprise pumpable ice. For example, in some embodiments, the low density liquid may comprise a mixture of low density nanoparticles and a solvent, such as water, an organic solvent, an inorganic solvent, or a combination thereof.

注記
●いくつかの実施形態は、地下に位置する低位側の標高のリザーバを有して構成され得る。
○非水和物を形成する低密度の液体との水和物の形成なし
・空気、特に空気中の窒素は、高圧(温度に応じて30バールを超える圧力)で水と固体水和物を形成する。
・非水和物を形成する低密度の液体は、圧力にかかわらず水との固体水和物を形成せず、より高いエネルギー密度のエネルギー貯蔵システムを可能にする
●海洋から機械的に隔離された閉鎖構造物内に水及び低密度の液体を有する構成。当該構成では、水又は他の高密度の液体は、高位側の標高のリザーバに相互接続されたパイプ内に移し替えられ得る。
●水又はより高密度の液体は、低密度の液体と直接接触し得る。当該直接接触は、例えば、低位側の標高のリザーバ内の液体-液体界面で起こり得る。
●当該低密度の液体は、当該高密度の液体よりも小さい密度を有する液体を含み得る。
●低密度の液体がより高密度の液体によって置換されることを可能にすることは、1つ以上のバルブを開放することを包含し得る。
●ポンプは、発電機としても機能し得る。例えば、いくつかの実施形態では、ポンプ及び生成物は、同じユニットを含み得る。例えば、ポンプ/発電機は、水力回収タービン又はHPRTを含み得る。
●冷温低密度の液体は、冷蔵又は冷却された高位側の標高の低密度の液体のリザーバへの移送の前、間、又は後に更なる冷却を経得る。
●当該水又は高密度の液体が、低位側の標高のタンクの周囲の水又は他の液体媒体の密度と同様の密度を有することが望ましい場合がある。
●当該低密度の液体は、水又は高密度の液体に実際的に不溶性であり得るか、又は水又は他の高密度の液体への限られた溶解度を有し得る。
●当該低密度の液体は、液体を含み得、非水和物を形成する低密度の液体を含み得る。いくつかのガス及び液体は、高圧及び相対的に低い温度の下で、いくつかが包接化合物として知られている、水との水和物を形成する。非水和物を形成する低密度の液体は、非水和物若しくは非包接化合物を形成する分子構造、又は水和物形成には大きすぎる分子量、又はそれらの組み合わせを有する低密度の液体を含み得る。例えば、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない:
○ノルマルブタン(n-ブタン)は、非水和物を形成する分子である。純イソブタンとイソブタン及びノルマルブタンとの混合物の水和物の熱量測定研究で、Buleiko等は、「我々の研究から結果として得られた実験測定は、ノルマルブタンが研究分野で水和物を形成せず、非水和物を形成するもののように振る舞うことを決定的に示した」と述べている。Buleiko等は、「78~280Kの温度範囲内、かつ15MPaまでの圧力における、ノルマルブタン水和物形成の可能性」を評価した。15MPaは、150バールの圧力である。
○ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン
○炭化水素
○炭化水素混合物
○油類
○有機化合物
○低分子量の有機化合物
○ディーゼル
●いくつかの実施形態では、低密度の液体は、水に可溶性であり得るか、又は水和物を形成するものであり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○水に可溶性の低密度の液体、又は水和物を形成する低密度の液体、又はそれらの組み合わせを採用するいくつかの実施形態は、水と、水溶性若しくは水和物を形成する低密度の液体と、の間のバリアを採用し得る。当該バリアは、浮体式バリア、浮袋、浮袋タンク、液体-液体界面における相互に不溶性の液体、ピストン、機械的交換、油圧交換、又はそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。
○水に可溶性の低密度の液体、又は水和物を形成する低密度の液体、又はそれらの組み合わせを採用するいくつかの実施形態は、水ではないより高密度の液体を採用し得る。
○水に可溶性の低密度の液体、又は水和物を形成する低密度の液体、又はそれらの組み合わせを採用するいくつかの実施形態は、水和物形成阻害剤を有する水を採用し得る。水和物形成阻害剤は、油類及びガス産業における当該技術分野において知られている。水和物形成阻害剤としては、プロピレングリコール、メタノール、エチレングリコール、アルコール、塩、又はそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
○水又は他の高密度の液体に可溶性の低密度の液体を採用するいくつかの実施形態は、飽和濃度の溶解液を含有する高密度の液体を用いて動作し得る。低密度の液体で飽和した高密度の液体を採用することは、高密度の液体への限られた溶解度又は部分混和性を有する低密度の液体を採用する実施形態でのみ可能であり得る。
○水又は他の高密度の液体に可溶性の低密度の液体を用いるいくつかの実施形態は、溶解阻害剤を採用し得、溶解阻害剤は、当該溶解阻害剤の存在なしに、高密度の液体への低密度の液体の溶解度と比較して、高密度の液体への低密度の液体の溶解度を低減又は阻害し得る。溶解阻害剤は、低密度の液体、高密度の液体、又はその両方に溶解し得る。
○水和物を形成するものである低密度の液体を採用するいくつかの実施形態は、水和物形成阻害剤を採用し得る。水和物形成阻害剤は、低密度の液体、高密度の液体、又はその両方に溶解し得る。
○水又は他の高密度の液体に可溶性の低密度の液体を採用するいくつかの実施形態は、例えば、低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体と高密度の液体との間のバリアを採用し得る。例えば、低密度の液体が液体アンモニア、又は水溶性アルコール、又はそれらの組み合わせであり、かつ水が高密度の液体である場合、低密度の液体と高密度の液体との間のバリアが必要とされ得る。
●水又はより高密度の液体は、特定の有利な特性を提供するための添加剤を含み得る。有利な特性を添加剤としては、以下のうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:
○抗汚損付着剤
○抗スカラント剤
○腐食抑制剤
○凝固点抑制剤
○密度調整剤
○分解抑制剤
○水和物形成阻害剤
○粘度低下剤
○酸素スカベンジャー
○トレーサー又はトレーサー化学物質であって、リークを追跡する能力を促進する化学物質(リークが発生するとする場合)が含まれ得るが、これらに限定されない
●低密度の液体は、特定の有利な特性を提供するための添加剤を含み得る。有利な特性を添加剤としては、以下のうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:
○抗汚損付着剤
○抗スカラント剤
○腐食抑制剤
○凝固点抑制剤
○密度調整剤
○分解抑制剤
○水和物形成阻害剤
○粘度低下剤
○酸素スカベンジャー
○トレーサー又はトレーサー化学物質であって、リークが発生するとする場合に、リークを追跡するか、又はリークを識別する能力を可能にする化学物質が含まれ得るが、これらに限定されない
●プロパンは、大気圧で-44°Fの液体である
●ブタンは、大気圧で30.2°F又は-1℃の液体である
●低密度の液体との熱交換は、ポンプの後又は発電機の前で行われ得る
●低密度の液体との熱交換は、ポンプの前又は発電機の後で行われ得る
●いくつかの実施形態では、低密度の液体は、低沸点を有し得る。低沸点は、周囲の屋外温度条件下で実現可能に達成された温度、又は太陽に曝露された表面上に潜在的に達した温度から10°K以内での沸騰を含み得る。例えば、大気圧での30℃以下、又は35℃以下、又は40℃以下、又は45℃以下、又は50℃以下、又は55℃以下、又は60℃以下の沸点、又はそれらの組み合わせの沸点は、低沸点を含み得る。
●低沸点の低密度の液体を採用する実施形態は、安全な液体の処理及び貯蔵を確実にするためのシステム及び方法のうちの1つ以上又は組み合わせを採用し得る。
○例えば、高位側の標高のリザーバが水中に位置する実施形態では、当該高位側の標高のリザーバを、当該高位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する静水圧が低密度の液体の蒸気圧以上である水深に配置することが望ましい場合がある。
○例えば、高位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する空気又は水の圧力が、周囲の屋外温度条件下での低密度の液体の蒸気圧未満の圧力である実施形態では、耐圧性タンク又は加圧タンク又はASME加圧タンク又はそれらの組み合わせを採用することが望ましい場合がある。
○例えば、高位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する空気又は水の圧力が、周囲の屋外温度条件下での低密度の液体の蒸気圧未満の圧力である実施形態では、低密度の液体を冷却して低密度の液体の蒸気圧を低減することが望ましい場合がある。
・例えば、低密度の液体は、大気圧で低密度の液体の沸点以下の温度に冷却され得る。
・例えば、低密度の液体は、所望の圧力で低密度の液体の沸点以下の温度に冷却され得る
・例えば、低密度の液体は、低密度の液体の蒸気圧が所望のタンク内での貯蔵に好適であるような温度に冷却され得る。
・例えば、例えば、絶縁タンク又は冷蔵されたタンク又は温度制御されたタンク又はタンク又はそれらの組み合わせ内の低密度の液体の温度は、所望の温度範囲に維持され得る。
●冷蔵又は温度制御又は冷却されたタンクは、熱管理のための方法のうちの1つ以上又は組み合わせを採用し得る。例えば、当該熱管理方法としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:
○冷蔵
○冷却器
○蒸気圧縮冷蔵サイクル
○吸収ベースの冷蔵サイクル
○蒸発冷却
○水ベースの蒸発冷却
○低密度の液体の沸騰に起因する冷却。結果として得られる蒸気は、オフガスと呼ばれ得る。
・当該オフガスを圧縮、液化、又は別様に再利用若しくは再循環することが望ましい場合がある。
・燃料又は他の使用のために当該オフガスを使用することが望ましい場合がある。
○冷却
○熱貯蔵
○OTEC
○冷温海水
○液化天然ガスの気化の吸熱を使用することを含み得る、LNG気化からの冷却
○液体-液体相冷蔵サイクル
○ガス-ガス相冷蔵サイクル
○固体-固体相冷蔵サイクル
○固体-気体相冷蔵サイクル
●ブタン又はn-ブタン又はノルマルブタンは、例示的な高蒸気圧の低密度の液体として提供され得る。ブタンに代えて又は加えて、他の液体が採用されてもよい。ブタンはまた、ブタンを含有するか、又は含む溶液を指し得る。
●水は、例示的な高密度の液体又は低密度の液体又はその両方として提供され得る。水に代えて又は加えて、他の液体が採用されてもよい。水はまた、水を含有するか、又は含む溶液を指し得る。
●1つ以上の熱貯蔵媒体は、液体又は固体又はガス又は超臨界流体又はそれらの組み合わせを含み得、これらを採用して、熱若しくは「冷温」を貯蔵し得るか、又は熱若しくは「冷温」を伝達し得るか、又はそれらの組み合わせである。熱貯蔵媒体は、相変化材料を含み得、相変化材料としては、固体-液体相転移、液体-液体相転移、液体-気体相転移、液体-固体相転移、固体-固体相転移、気体-気体相転移、化学反応、可逆化学反応、又はそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
●熱貯蔵液体は、水、又は水若しくは凝固点抑制剤を含む水溶液、又は非水性液体、又は液体-液体相転移移液体、又はそれらの組み合わせを含み得る。
●熱貯蔵液体は、水、又は水及び凝固点抑制剤を含む水溶液を含み得る。例えば、熱貯蔵液体は、水と、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されないものと、の溶液を含み得る:
○水溶性有機化合物であって、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:プロピレングリコール、エチレングリコール、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、アセトン、ケトン、アルコール、アルデヒド、グリコール、グリコールポリマー、ポリマー、糖、糖アルコール、糖代用物、糖蜜
○水溶性窒素化合物であって、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:アンモニア、硝酸、尿素、又はそれらの誘導体
○イオン性化合物であって、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:塩化ナトリウム、塩化カルシウム、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、カリウム塩、海塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩、塩化物塩、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩塩類、界面活性剤
○イオン-液体+水溶液
○酸
○塩基
○水溶性ガス
○水溶性硫黄化合物であって、有機硫黄化合物を含み得るが、これに限定されない
●熱貯蔵熱交換を採用して、冷却エネルギー要件を低減し得る。
●熱貯蔵熱交換を採用して、液体ブタンの比熱容量に貯蔵された「冷温」を回収し得る。
●熱貯蔵媒体は、1つ以上のタンク内に貯蔵され得る。
●熱貯蔵媒体は、温度勾配を有するタンク内に貯蔵され得る。例えば、より低温の熱貯蔵液体は、温度層を形成し、より暖温の熱貯蔵液体は、別の温度層を形成する。
●熱貯蔵媒体は、2つ以上のタンクに貯蔵され得、少なくとも1つのタンクは、「暖温」液体用であり、少なくとも1つのタンクは、「冷温」液体用である。
●充電前又は充填中、液体ブタンは、「暖温」熱貯蔵媒体と熱交換されて、「冷温」熱貯蔵媒体を形成し、かつ「暖温」ブタンを形成し得る。当該熱交換は、ブタンがブタンの蒸気圧以上の圧力であるときに行われ得る。例えば、当該熱交換は、液体ブタンポンプ圧送段階又は加圧段階の後又は間に行われ得る。例えば、本記載のステップは、ブタンが高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに移送される前又は間に行われ得、これのことは、本エネルギー貯蔵デバイスが蓄電中であるか、又は「充電」の過程にあるときに必要とされ得る。
●放電前又は放電中、液体ブタンは、「冷温」熱貯蔵媒体と熱交換されて、液体ブタンを大気圧(又は他の所望の圧力)でのブタンの沸点の近く又はこの沸点以下に冷却し、かつ「高温」熱貯蔵液体を形成し得る。例えば、当該熱交換は、液体ブタン水力発電段階又は減圧段階の前又は間に行われ得る。例えば、本記載のステップは、ブタンが低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送される前又は間に行われ得、これのことは、本エネルギー貯蔵デバイスが発電中であるか、又は「放電」の過程にあるときに必要とされ得る。
●設置及び/又は事業セットアップ中、低密度の液体は、プロセスのうちの1つ以上又は組み合わせを使用してシステムに追加され得る。
○例えば、低密度の液体は、LPG又は他の炭化水素又は低密度の液体の輸送容器からのフローラインを、エネルギー貯蔵システム内の低密度の液体の海中パイプライン上の相互接続点に接続することによって、追加又は除去され得る。
○例えば、低密度の液体は、LPG又は他の炭化水素又は低密度の液体の輸送容器を、切断可能なブイに接続することによって、追加又は除去され得る。当該切断可能なブイは、低密度の液体のタンク又は海中パイプライン又はそれらの組み合わせ、のうちの1つ以上の箇所に接続され得る。
○例えば、低密度の液体は、パイプラインから移送された低密度の液体によって、追加又は除去され得る。
○例えば、低密度の液体は、鉄道車両から移送された低密度の液体によって、追加又は除去され得る。
○例えば、低密度の液体は、タンカートラック、ブレットタンク、又はそれらの組み合わせから移送された低密度の液体によって、追加又は除去され得る。
○低密度の液体のリザーバが冷蔵又は冷却される場合、低密度の液体は、冷蔵又は冷却された低密度の液体のリザーバへの低密度の液体の追加の前、間、又は後に、冷却又は冷蔵され得る。
●液体n-ブタン比熱容量:2.275J/g℃
●「冷温」熱貯蔵媒体は、1バールの圧力(又は別の所望の圧力範囲)で低密度の液体の沸点温度以下の熱貯蔵媒体を含み得る。
●「冷温」熱貯蔵媒体は、絶縁されたタンク内に貯蔵され得る。
●「冷温」熱貯蔵媒体は、熱管理を用いて十分に冷温に維持され得る。当該熱管理は、熱貯蔵媒体の温度が特定の温度若しくは温度範囲を超える場合、又は所望する場合に、冷蔵又は他の冷却方法を含み得る。十分に冷温の温度の熱貯蔵媒体は、「暖温」低密度の液体と熱交換されたときに、結果として得られた「冷却された」低密度の液体が、高位側の標高のタンクの設計圧力定格以下の蒸気圧を有する温度を含み得る。いくつかの実施形態では、十分に冷温の温度の熱貯蔵媒体は、「暖温」低密度の液体と熱交換されたときに、結果として得られた「冷却された」低密度の液体は、「暖温」低密度の液体の温度未満の温度である温度で含み得る。いくつかの実施形態では、当該「冷却された」低密度の液体は、高位側の標高の貯蔵リザーバの圧力定格以下の蒸気圧を有し得、当該高位側の標高の貯蔵リザーバに移送され得る。いくつかの実施形態では、当該「冷却された」低密度の液体は、高位側の標高の貯蔵リザーバの圧力定格以上の蒸気圧を有し得、当該高位側の標高の貯蔵リザーバに移送される前に更なる冷却を経得る。いくつかの実施形態では、当該「冷却された」低密度の液体は、高位側の標高の貯蔵リザーバの圧力定格以下の蒸気圧を有し得、当該高位側の標高の貯蔵リザーバに移送される前に、更なる冷却を経得る。
●熱貯蔵媒体の低密度の液体との熱交換は、ポンプ及び/又は発電機ステップの前に、又は後に、又は両方で起こり得る。
●冷蔵又は冷却された高位側の標高のリザーバは、本エネルギー貯蔵システムが部分放電又は完全放電されるときに、より多くの寄生冷却エネルギー消費を必要とし得る。部分放電又は完全放電された状態は、高位側の標高又は陸上又は水の上方の貯蔵リザーバが低密度の液体で部分的又は完全に満たされているときを包含し得る。
●いくつかの実施形態は、置換されたより高密度の液体が低位側のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送される閉鎖系を包含し得る。いくつかの実施形態では、低位側及び高位側の標高のリザーバ間でより高密度の液体を移送するパイプは、同様の又は等しい密度を有する液体によって取り囲まれ得るか、又はこの液体に浸漬され得る。例えば、又は、同様の又は等しい密度を有する液体に浸漬されるか、又はこの液体によって取り囲まれるか、又はこの液体に隣接する当該パイプの場合、当該より高密度の液体のパイプは、パイプの外側の静水圧に近いか、又は等しいパイプの内部の圧力を有し得る。例えば、当該パイプが、同様の又は等しい密度を有する液体に浸漬されるか、又はこの液体によって取り囲まれるか、又はこの液体に隣接する場合、当該より高密度の液体のパイプは、低密度の液体のパイプよりも低い耐圧性を必要とするパイプを使用して構成され得る。より少ない耐圧性を必要とする当該パイプは、低密度の液体に採用される1つ以上のパイプと比較して、より低コスト又はより大きい直径又は両方であり得る。
●低密度の液体の貯蔵リザーバを冷却するための冷蔵システムは、バックアップ発電機を採用する。当該バックアップ発電機は、緊急事態が発生した場合に冷却機器又は冷蔵機器に電力を供給するために利用され得る。当該バックアップ発電機は、例えば、エネルギー貯蔵システムが完全放電され、他の電源がないときに使用され得る。当該バックアップ発電機は、例えば、ブタン又は他の低密度の液体又はガス-液体燃料を含むが、これらに限定されないような、低密度の液体によって動力を供給され得る。当該バックアップ発電機は、所望する場合に、他の燃料源によって動力を供給されてもよい。
●所望する場合、電力平滑化又は即時応答は、リチウムイオン電池、電池、フライホイール、コンデンサ、スーパーキャパシタ、又は他のエネルギー貯蔵システムを採用し得る。
●液体流量又は液体圧力又はそれらの組み合わせの変化中に起こる可能性を有し得る油圧波又は「油圧ハンマー」の潜在的な強度を最小化又は軽減するためのシステム、又は方法、又は制御が、採用され得る。油圧ハンマー又は油圧波軽減措置は、当技術分野で知られ得、漸次流量調整、始動手順、遮断手順、給水塔、サージタンク、ハイドロニューマチックショックアブソーバ、油圧ショックアブソーバ、膨張タンク、ポンプ圧送バイパス、ポンプフライホイール、又はそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。
●低沸点の低密度の液体を貯蔵するための冷蔵又は冷却されたタンクは、例えば、以下のもののうちの1つ以上又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、当該技術分野で採用される冷蔵タンクと同様又は同じであり得る:LPG端子、プロパン貯蔵、ブタン貯蔵、アンモニア貯蔵、NGL貯蔵、LNG貯蔵、又はそれらの組み合わせ。
●海中タンク構成材料は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:金属、鋼、アルミニウム、コンクリート、プレキャストコンクリート、プラスチック、コーティングされたポリエチレン、ポリプロピレン、合成物、ガラス繊維、ゴム、布地、骨材。
●低密度の液体は、温度及び圧力に伴う密度の変化に遭い得る。
●深海海水の相対的に低い温度(一般に、約0~3℃)に起因して、放電中、低密度の液体は、周囲の周囲温度未満の温度で高位側の標高のリザーバに戻り得る。低密度の液体が、深海で起こる冷却に起因して周囲の周囲温度未満の温度で高位側の標高のリザーバに戻り得る場合、低密度の液体は、熱貯蔵で利用可能であるよりも少ない冷却又は熱除去を必要とし得、これにより、冷蔵又は冷却された低密度の液体の貯蔵に関連付けられた潜在的な寄生エネルギー需要を更に低減し得る。
●海水は、熱貯蔵液として採用され得る。海水は、約-2℃の凝固点を有し得る。
●脱塩ブライン又は逆浸透ブラインは、熱貯蔵液体として採用され得る。
●熱貯蔵液体に添加剤が添加され得る。添加剤としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:阻害剤、酸素スカベンジャー、凝固点抑制剤、本明細書に記載された他の添加剤、当該技術分野の他の添加剤。
●本発明は、ポンプ、センサ、制御装置、パイプ、バルブ、及び/又は図に示されていない場合があるか、若しくは本明細書に記載されていない場合がある他の機器若しくは材料を含み得る。
●熱貯蔵リザーバは、剛性タンク、又は浮袋タンク、又はそれらの組み合わせを含み得る。
●高位側の標高のリザーバ及び/又は低位側の標高のリザーバは、剛性タンク、又は浮袋タンク、又はそれらの組み合わせを含み得る。
●熱貯蔵リザーバは、1つ以上の「暖温」及び「冷温」熱貯蔵液体の混合を分離又は最小化するための、浮体式又は固体材料又は液体材料又はそれらの組み合わせのバリアを含み得る。
●タンク及びリザーバは、液体、固体、ガス、ガス-液体、又はそれらの組み合わせを貯蔵するための、当該技術分野で知られているタンク及びリザーバを含み得る。例えば、タンク及びリザーバは、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:ASME加圧タンク、半加圧タンク、大気圧タンク、平衡圧力タンク、浮体式屋根タンク、ホートン球、ブレットタンク、鋼性タンク、セメントタンク、ガラス繊維タンク、複合タンク、プラスチックタンク、アルミニウムタンク、ステンレス鋼タンク、チタンタンク、金属タンク、ガラスタンク、セラミックタンク、木製タンク、浮袋タンク、剛性タンク、ピストンタンク、冷蔵されたタンク、冷却されたタンク、オープンエアタンク、オープンエアピット、オープンエアポンド、ライナーポンド、可撓性タンク、モジュール式タンク、海中タンク、圧力平衡タンク、ハイブリッドタンク、係留されたタンク、密度中立タンク、バラスト付きタンク、支持構造付きタンク、海底タンク、地下タンク、絶縁されたタンク、移動式タンク、非移動式タンク、シリンダータンク、オープンボトムタンク、オープンポートタンク、ポート及びバルブ付きタンク、閉鎖系タンク、開放系タンク。
Notes: Some embodiments may be configured with the lower elevation reservoir located underground.
No hydrate formation with non-hydrate-forming low density liquids. Air, and especially the nitrogen in air, forms solid hydrates with water at high pressures (pressures above 30 bar depending on temperature).
Non-hydrate-forming low-density liquids do not form solid hydrates with water regardless of pressure, allowing for higher energy density energy storage systems. Configurations with water and low-density liquids in an enclosed structure mechanically isolated from the ocean, where the water or other high-density liquid can be transferred into pipes interconnected to a reservoir at a higher elevation.
Water or a higher density liquid may be in direct contact with a lower density liquid, for example at a liquid-liquid interface in a lower elevation reservoir.
The low density liquid may include a liquid having a density less than the high density liquid.
• Allowing the lower density liquid to be displaced by the higher density liquid may involve opening one or more valves.
The pump may also function as a generator. For example, in some embodiments, the pump and generator may comprise the same unit. For example, the pump/generator may comprise a water power recovery turbine or HPRT.
• The cold low density liquid may undergo further cooling before, during, or after transfer to a refrigerated or cooled higher elevation low density liquid reservoir.
• It may be desirable for the water or high density liquid to have a density similar to that of the surrounding water or other liquid medium in the tank at the lower elevation.
- The low density liquid may be practically insoluble in water or other high density liquids, or may have limited solubility in water or other high density liquids.
The low density liquids may include liquids, including non-hydrate-forming low density liquids. Some gases and liquids form hydrates with water under high pressure and relatively low temperatures, some known as clathrates. Non-hydrate-forming low density liquids may include low density liquids with a molecular structure that forms non-hydrates or non-clathrates, or a molecular weight that is too large to form hydrates, or a combination thereof. Examples include, but are not limited to, one or more or a combination of the following:
Normal butane (n-butane) is a molecule that forms non-hydrates. In a calorimetric study of hydrates of pure isobutane and mixtures of isobutane and normal butane, Buleiko et al. stated, "The experimental measurements resulting from our study conclusively demonstrated that normal butane does not form hydrates in the studied field, but behaves like a non-hydrate-forming molecule." evaluated "the possibility of normal butane hydrate formation within the temperature range of 78-280 K and at pressures up to 15 MPa." 15 MPa is a pressure of 150 bar.
○ Butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane ○ Hydrocarbons ○ Hydrocarbon mixtures ○ Oils ○ Organic compounds ○ Low molecular weight organic compounds ○ Diesel ● In some embodiments, the low density liquid may be soluble in water, or may form hydrates, or a combination thereof.
Some embodiments employing water-soluble low-density liquids or hydrate-forming low-density liquids, or combinations thereof, may employ a barrier between the water and the water-soluble or hydrate-forming low-density liquid, which may include, but is not limited to, a floating barrier, a bladder, a bladder tank, mutually immiscible liquids at a liquid-liquid interface, a piston, a mechanical exchange, a hydraulic exchange, or combinations thereof.
Some embodiments employing low density liquids that are soluble in water, or low density liquids that form hydrates, or a combination thereof, may employ higher density liquids that are not water.
Some embodiments employing low density liquids that are soluble in water, or low density liquids that form hydrates, or combinations thereof, may employ water with hydrate formation inhibitors. Hydrate formation inhibitors are known in the art in the oil and gas industry. Hydrate formation inhibitors may include, but are not limited to, propylene glycol, methanol, ethylene glycol, alcohols, salts, or combinations thereof.
Some embodiments employing a low density liquid that is soluble in water or other high density liquid may operate with the high density liquid containing a saturating concentration of the dissolved liquid. Employing a high density liquid saturated with a low density liquid may only be possible in embodiments employing a low density liquid that has limited solubility or partial miscibility in the high density liquid.
Some embodiments using a low-density liquid that is soluble in water or other high-density liquid may employ a dissolution inhibitor that may reduce or inhibit the solubility of the low-density liquid in the high-density liquid compared to the solubility of the low-density liquid in the high-density liquid without the presence of the dissolution inhibitor. The dissolution inhibitor may be soluble in the low-density liquid, the high-density liquid, or both.
Some embodiments employing low density liquids that are hydrate formers may employ a hydrate formation inhibitor, which may be soluble in the low density liquid, the high density liquid, or both.
Some embodiments employing a low density liquid that is soluble in water or other high density liquids may employ a barrier between the low density liquid and the high density liquid, for example, in a reservoir at a lower elevation. For example, if the low density liquid is liquid ammonia, or a water soluble alcohol, or a combination thereof, and water is the high density liquid, a barrier between the low density liquid and the high density liquid may be required.
The water or higher density liquid may contain additives to provide certain advantageous properties, which may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following:
The low density liquids may include additives to provide certain advantageous properties, which may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following: ○ Anti-fouling agents ○ Anti-scalant agents ○ Corrosion inhibitors ○ Freezing point depressants ○ Density modifiers ○ Decomposition inhibitors ○ Hydrate formation inhibitors ○ Viscosity reducers ○ Oxygen scavengers ○ Tracers or tracer chemicals that facilitate the ability to track leaks (if a leak occurs) Low density liquids may include additives to provide certain advantageous properties, which may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following:
10°F or -1°C at atmospheric pressure ● Heat exchange with a low density liquid may occur after the pump or before the generator ● Heat exchange with a low density liquid may occur before the pump or after the generator ● In some embodiments, the low density liquid may have a low boiling point. A low boiling point may include boiling within 10°K of temperatures feasibly achieved under ambient outdoor temperature conditions, or temperatures potentially reached on surfaces exposed to the sun. For example, a boiling point at atmospheric pressure of 30° C. or less, or 35° C. or less, or 40° C. or less, or 45° C. or less, or 50° C. or less, or 55° C. or less, or 60° C. or less, or combinations thereof, may comprise a low boiling point.
• Embodiments employing low boiling point, low density liquids may employ one or more or a combination of systems and methods to ensure safe liquid handling and storage.
For example, in embodiments where the higher elevation reservoir is located underwater, it may be desirable to locate the higher elevation reservoir at a depth where the hydrostatic pressure surrounding or adjacent to the higher elevation reservoir is equal to or greater than the vapor pressure of the lower density liquid.
For example, in embodiments where the air or water pressure surrounding or adjacent to a higher elevation reservoir is less than the vapor pressure of the low density liquid under ambient outdoor temperature conditions, it may be desirable to employ a pressure resistant tank or pressurized tank or ASME pressurized tank or combination thereof.
For example, in embodiments where the air or water pressure surrounding or adjacent to a reservoir at a higher elevation is less than the vapor pressure of the low-density liquid under ambient outdoor temperature conditions, it may be desirable to cool the low-density liquid to reduce the vapor pressure of the low-density liquid.
For example, a low density liquid can be cooled to a temperature below the boiling point of the low density liquid at atmospheric pressure.
For example, a low density liquid may be cooled to a temperature below the boiling point of the low density liquid at a desired pressure. For example, a low density liquid may be cooled to a temperature such that the vapor pressure of the low density liquid is suitable for storage in a desired tank.
For example, the temperature of the low density liquid in an insulated tank or a refrigerated tank or a temperature controlled tank or tanks or combinations thereof may be maintained within a desired temperature range.
Refrigerated or temperature controlled or chilled tanks may employ one or more or a combination of methods for thermal management. For example, the thermal management methods may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following:
○ Refrigeration ○ Chillers ○ Vapour compression refrigeration cycle ○ Absorption based refrigeration cycle ○ Evaporative cooling ○ Water based evaporative cooling ○ Cooling resulting from boiling of a low density liquid. The resulting vapour may be called off-gassing.
It may be desirable to compress, liquefy, or otherwise reuse or recycle the off-gas.
It may be desirable to use the off-gas for fuel or other uses.
○Cooling ○Heat storage ○OTEC
○ Chilled seawater ○ Refrigeration from LNG vaporization, which may involve using the endothermic heat of vaporization of liquefied natural gas ○ Liquid-liquid phase refrigeration cycle ○ Gas-gas phase refrigeration cycle ○ Solid-solid phase refrigeration cycle ○ Solid-gas phase refrigeration cycle ● Butane or n-butane or normal butane may serve as an exemplary high vapor pressure, low density liquid. Other liquids may be employed instead of or in addition to butane. Butane may also refer to a solution that contains or includes butane.
Water may be provided as an exemplary high density liquid, low density liquid, or both. Other liquids may be employed instead of or in addition to water. Water may also refer to a solution that contains or includes water.
The one or more thermal storage media may include a liquid, a solid, a gas, or a supercritical fluid, or a combination thereof, which may be employed to store heat or "cold," or to transfer heat or "cold," or a combination thereof. The thermal storage media may include a phase change material, which may include, but is not limited to, a solid-liquid phase transition, a liquid-liquid phase transition, a liquid-gas phase transition, a liquid-solid phase transition, a solid-solid phase transition, a gas-gas phase transition, a chemical reaction, a reversible chemical reaction, or a combination thereof.
The heat storage liquid may comprise water, or an aqueous solution containing water or a freezing point depressant, or a non-aqueous liquid, or a liquid-liquid phase transition liquid, or a combination thereof.
The heat storage liquid may include water or an aqueous solution containing water and a freezing point depressant. For example, the heat storage liquid may include a solution of water and one or more or a combination of, but not limited to, the following:
o Water soluble organic compounds which may include one or more or combinations of the following, but are not limited to: propylene glycol, ethylene glycol, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone, ketones, alcohols, aldehydes, glycols, glycol polymers, polymers, sugars, sugar alcohols, sugar substitutes, molasses o Water soluble nitrogen compounds which may include one or more or combinations of the following, but are not limited to: ammonia, nitric acid, urea, or derivatives thereof o Ionic compounds which may include one or more or combinations of the following, but are not limited to: sodium chloride, calcium chloride, ammonium salts, sodium salts, calcium salts, magnesium salts, potassium salts, sea salt, alkali metal salts, alkaline earth metal salts, transition metal salts, chloride salts, sulfates, sulfites, carbonates, bicarbonate salts, surfactants o Ionic - liquid + aqueous solutions o Acids o Bases o Water soluble gases o Water soluble sulfur compounds which may include, but are not limited to, organic sulfur compounds Heat storage heat exchange may be employed to reduce cooling energy requirements.
Heat storage heat exchange can be employed to recover the "cold" stored in the specific heat capacity of liquid butane.
The thermal storage medium may be stored in one or more tanks.
The thermal storage medium may be stored in a tank with a temperature gradient, for example, a cooler thermal storage liquid forming one temperature layer and a warmer thermal storage liquid forming another temperature layer.
The thermal storage medium may be stored in two or more tanks, at least one tank for the "warm" liquid and at least one tank for the "cold" liquid.
Before charging or during filling, liquid butane can be heat exchanged with a "warm" thermal storage medium to form a "cold" thermal storage medium and to form "warm" butane. The heat exchange can occur when the butane is at a pressure equal to or greater than the vapor pressure of butane. For example, the heat exchange can occur after or during a liquid butane pumping or pressurization step. For example, the steps described can occur before or during butane transfer from a higher elevation reservoir to a lower elevation reservoir, which may be required when the energy storage device is storing power or in the process of "charging."
Before or during discharge, the liquid butane may be heat exchanged with a "cold" heat storage medium to cool the liquid butane to near or below the boiling point of butane at atmospheric pressure (or other desired pressure) and form a "hot" heat storage liquid. For example, the heat exchange may occur before or during the liquid butane hydropower generation stage or depressurization stage. For example, the described steps may occur before or during butane transfer from a lower elevation reservoir to a higher elevation reservoir, which may be required when the energy storage device is generating power or in the process of "discharging."
During installation and/or business set-up, low density liquids may be added to the system using one or more or a combination of processes.
For example, low density liquids can be added or removed by connecting flow lines from LPG or other hydrocarbon or low density liquid transport vessels to interconnection points on the low density liquid subsea pipeline within the energy storage system.
For example, low density liquids may be added or removed by connecting an LPG or other hydrocarbon or low density liquid transport vessel to a disconnectable buoy, which may be connected to one or more of a low density liquid tank or a subsea pipeline or a combination thereof.
For example, low density liquid may be added or removed by low density liquid transported from a pipeline.
For example, low density liquid may be added or removed by low density liquid transferred from rail cars.
For example, low density liquid may be added or removed by low density liquid transferred from a tanker truck, bullet tank, or a combination thereof.
If the reservoir of low density liquid is refrigerated or cooled, the low density liquid may be refrigerated or cooled before, during or after addition of the low density liquid to the refrigerated or cooled reservoir of low density liquid.
Liquid n-butane specific heat capacity: 2.275 J/g°C
• A "cold" heat storage medium may include a heat storage medium below the boiling point temperature of a low density liquid at a pressure of 1 bar (or another desired pressure range).
• The "cold" thermal storage medium may be stored in an insulated tank.
A "cold" thermal storage medium can be maintained at a sufficiently cold temperature using thermal management, which may include refrigeration or other cooling methods when the temperature of the thermal storage medium exceeds a certain temperature or temperature range, or as desired. A sufficiently cold temperature thermal storage medium can include a temperature at which, when heat exchanged with a "warm" low-density liquid, the resulting "cooled" low-density liquid has a vapor pressure at or below the design pressure rating of the higher elevation tank. In some embodiments, a sufficiently cold temperature thermal storage medium can include a temperature at which, when heat exchanged with a "warm" low-density liquid, the resulting "cooled" low-density liquid is at a temperature below the temperature of the "warm" low-density liquid. In some embodiments, the "cooled" low-density liquid can have a vapor pressure at or below the pressure rating of a higher elevation storage reservoir and can be transferred to the higher elevation storage reservoir. In some embodiments, the "chilled" low-density liquid may have a vapor pressure equal to or greater than the pressure rating of the higher elevation storage reservoir and may undergo further cooling before being transferred to the higher elevation storage reservoir. In some embodiments, the "chilled" low-density liquid may have a vapor pressure equal to or less than the pressure rating of the higher elevation storage reservoir and may undergo further cooling before being transferred to the higher elevation storage reservoir.
- Heat exchange with the low density liquid of the thermal storage medium can occur before, after or both the pump and/or generator steps.
Refrigerated or cooled high elevation reservoirs may require more parasitic cooling energy consumption when the energy storage system is partially or fully discharged. Partially or fully discharged conditions may include when high elevation or above land or water storage reservoirs are partially or completely filled with a low density liquid.
Some embodiments may include a closed system in which the displaced higher-density liquid is transferred from a lower-level reservoir to a higher-level reservoir. In some embodiments, the pipe transferring the higher-density liquid between the lower-level and higher-level reservoirs may be surrounded by or immersed in a liquid having a similar or equal density. For example, if the pipe is immersed in, surrounded by, or adjacent to a liquid having a similar or equal density, the higher-density liquid pipe may have an internal pressure that is close to or equal to the hydrostatic pressure outside the pipe. For example, if the pipe is immersed in, surrounded by, or adjacent to a liquid having a similar or equal density, the higher-density liquid pipe may be constructed using a pipe that requires a lower pressure resistance than the lower-density liquid pipe. The lower-pressure pipe may be lower cost or larger in diameter or both compared to one or more pipes employed for the lower-density liquid.
A refrigeration system for cooling a storage reservoir of a low-density liquid employs a backup generator. The backup generator may be utilized to power cooling or refrigeration equipment in the event of an emergency. The backup generator may be used, for example, when an energy storage system is fully discharged and no other power source is available. The backup generator may be powered by a low-density liquid, such as, but not limited to, butane or other low-density liquid or gas-to-liquid fuel. The backup generator may also be powered by other fuel sources if desired.
If desired, power smoothing or immediate response may employ lithium ion batteries, batteries, flywheels, capacitors, supercapacitors, or other energy storage systems.
Systems, methods, or controls may be employed to minimize or mitigate the potential intensity of hydraulic waves or "hydraulic hammer" that may have the potential to occur during changes in liquid flow rate or liquid pressure, or combinations thereof. Hydraulic hammer or hydraulic wave mitigation measures may be known in the art and may include, but are not limited to, gradual flow adjustments, start-up procedures, shut-off procedures, water towers, surge tanks, hydro-pneumatic shock absorbers, hydraulic shock absorbers, expansion tanks, pump pumping bypasses, pump flywheels, or combinations thereof.
Refrigerated or chilled tanks for storing low boiling point, low density liquids may be similar or the same as refrigerated tanks employed in the art, including, for example, but not limited to, one or more of the following or combinations thereof: LPG terminals, propane storage, butane storage, ammonia storage, NGL storage, LNG storage, or combinations thereof.
• Subsea tank construction materials may include one or more or combinations of the following, including but not limited to: metal, steel, aluminum, concrete, precast concrete, plastic, coated polyethylene, polypropylene, composites, fiberglass, rubber, fabric, aggregate.
• Low density liquids can experience changes in density with temperature and pressure.
Due to the relatively low temperature of deep ocean water (typically about 0-3°C), during discharge, the low-density liquid may return to the higher elevation reservoir at a temperature below the surrounding ambient temperature. If the low-density liquid may return to the higher elevation reservoir at a temperature below the surrounding ambient temperature due to cooling that occurs in the deep ocean, the low-density liquid may require less cooling or heat removal than is available in thermal storage, thereby further reducing the potential parasitic energy demand associated with storing refrigerated or cooled low-density liquid.
Seawater may be employed as a thermal storage fluid. Seawater may have a freezing point of approximately -2°C.
• Desalinated brine or reverse osmosis brine may be employed as the heat storage liquid.
Additives may be added to the heat storage liquid, which may include one or more or a combination of the following, but are not limited to: inhibitors, oxygen scavengers, freezing point depressants, other additives described herein, and other additives known in the art.
The present invention may include pumps, sensors, controls, pipes, valves, and/or other equipment or materials that may not be shown in the figures or described herein.
The thermal storage reservoir may include a rigid tank, or a swim bladder tank, or a combination thereof.
• The upper elevation reservoir and/or the lower elevation reservoir may comprise rigid tanks, or bladder tanks, or a combination thereof.
• The thermal storage reservoir may include a floating or solid or liquid material or a combination thereof barrier to separate or minimize mixing of one or more "warm" and "cold" thermal storage liquids.
• Tanks and reservoirs may include tanks and reservoirs known in the art for storing liquids, solids, gases, gas-liquids, or combinations thereof. For example, tanks and reservoirs may include, but are not limited to, one or more or combinations of the following: ASME pressurized tanks, semi-pressurized tanks, atmospheric pressure tanks, balanced pressure tanks, floating roof tanks, Horton spheres, bullet tanks, steel tanks, cement tanks, fiberglass tanks, composite tanks, plastic tanks, aluminum tanks, stainless steel tanks, titanium tanks, metal tanks, glass tanks, ceramic tanks, wooden tanks, floatation bladder tanks, rigid tanks, piston tanks, refrigerated tanks, cooled tanks, open air tanks, open air pits, open air ponds, liner ponds, flexible tanks, modular tanks, subsea tanks, pressure balanced tanks, hybrid tanks, moored tanks, density neutral tanks, ballasted tanks, tanks with support structures, subsea tanks, underground tanks, insulated tanks, mobile tanks, non-mobile tanks, cylindrical tanks, open bottom tanks, open port tanks, tanks with ports and valves, closed system tanks, open system tanks.

例示的な図の説明
図120:高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。エネルギーは、2つの異なる標高間の高密度の液体と低密度の液体との間の重力位置エネルギー差に貯蔵され得る。本図に示される実施形態は、各々が高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを採用し得る。システムが重力位置エネルギーを貯蔵しない条件下で、高位側の標高のリザーバは、低密度の液体を貯蔵し得、低位側の標高のリザーバは、高密度の液体を貯蔵し得る。エネルギーは、低密度の液体の少なくとも一部分が、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体の少なくとも一部分を置換するときに貯蔵され得る。本図に示される実施形態では、リザーバに入る液体の体積は、当該リザーバを出る液体の体積に等しい場合があるため、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバの両方の液体の体積は、所望する場合、相対的に一定のままであり得る。例えば、一般に、低密度の液体の体積が高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバ内にポンプ圧送される場合、ほぼ等しい体積の高密度の液体が、低位側の標高のリザーバから置換され、高位側の標高のリザーバ内に移送され得る。本図は、陸上の高位側の標高の高いリザーバと、水中の低位側の標高のリザーバと、を示す。本図は、ほぼ完全に「放電」された状態で安定したエネルギー貯蔵システムを示す。
Illustrative Diagram Description: FIG. 120: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. Energy can be stored in the gravitational potential energy difference between a higher density liquid and a lower density liquid at two different elevations. The embodiment shown in this figure can employ a higher elevation reservoir and a lower elevation reservoir, each of which can be designed to store both higher density and lower density liquids. Under conditions in which the system does not store gravitational potential energy, the higher elevation reservoir can store a lower density liquid and the lower elevation reservoir can store a higher density liquid. Energy can be stored when at least a portion of the lower density liquid displaces at least a portion of the higher density liquid in the lower elevation reservoir. In the embodiment shown in this diagram, the volume of liquid entering a reservoir can be equal to the volume of liquid leaving the reservoir, so the volumes of liquid in both the higher elevation reservoir and the lower elevation reservoir can remain relatively constant, if desired. For example, generally, when a volume of lower density liquid is pumped from the higher elevation reservoir into the lower elevation reservoir, a roughly equal volume of higher density liquid can be displaced from the lower elevation reservoir and transferred into the higher elevation reservoir. The diagram shows a higher elevation reservoir on land and a lower elevation reservoir underwater. The diagram shows an energy storage system that is stable in an almost fully "discharged" state.

図121:本図がエネルギーを貯蔵するか、又は蓄電するか、又は「充電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図120と同様である。 Figure 121: Similar to Figure 120, except this figure shows an energy storage system that stores, charges, or "charges" energy.

図122:本図がほぼ満「充電」された状態で安定しているエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図120と同様である。 Figure 122: Similar to Figure 120, except this figure shows an energy storage system that is stable at a nearly fully "charged" state.

図123:本図がエネルギーを生成しているか、又は発電しているか、又は「放電」しているエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図120と同様である。 Figure 123: Similar to Figure 120, except this diagram shows an energy storage system that is generating, producing, or "discharging" energy.

図124:高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。エネルギーは、2つの異なる標高間の高密度の液体と低密度の液体との間の重力位置エネルギー差に貯蔵され得る。本図に示される実施形態は、各々が高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを採用し得る。システムが重力位置エネルギーを貯蔵しない条件下で、高位側の標高のリザーバは、低密度の液体を含み得、低位側の標高のリザーバは、高密度の液体を含み得る。エネルギーは、低密度の液体の少なくとも一部分が、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体の少なくとも一部分を置換するときに貯蔵され得る。本図に示される実施形態では、リザーバに入る液体の体積は、当該リザーバを出る液体の体積に等しい場合があるため、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバの両方の液体の体積は、所望する場合、相対的に一定のままであり得る。例えば、低密度の液体の体積が高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバ内にポンプ圧送される場合、等しい体積の高密度の液体が、低位側の標高のリザーバから置換され、高位側の標高のリザーバ内に移送され得る。本図は、浮体式構造物上の高位側の標高の高いリザーバと、水中の低位側の標高のリザーバと、を示す。本図は、ほぼ完全に「放電」された状態で安定したエネルギー貯蔵システムを示す。 Figure 124: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. Energy can be stored in the gravitational potential energy difference between a higher density liquid and a lower density liquid at two different elevations. The embodiment shown in this figure can employ a higher elevation reservoir and a lower elevation reservoir, each of which can be designed to store both a higher density liquid and a lower density liquid. Under conditions in which the system does not store gravitational potential energy, the higher elevation reservoir can contain a lower density liquid and the lower elevation reservoir can contain a higher density liquid. Energy can be stored when at least a portion of the lower density liquid displaces at least a portion of the higher density liquid in the lower elevation reservoir. In the embodiment shown in this figure, the volume of liquid entering the reservoir can be equal to the volume of liquid exiting the reservoir, so the volume of liquid in both the higher elevation reservoir and the lower elevation reservoir can remain relatively constant, if desired. For example, if a volume of lower density liquid is pumped from a higher elevation reservoir into a lower elevation reservoir, an equal volume of higher density liquid may be displaced from the lower elevation reservoir and transferred into the higher elevation reservoir. This diagram shows a higher elevation reservoir on a floating structure and a lower elevation reservoir underwater. This diagram shows an energy storage system stable in a nearly fully "discharged" state.

図125:本図がエネルギーを貯蔵するか、又は蓄電するか、又は「充電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図124と同様である。 Figure 125: Similar to Figure 124, except this diagram shows an energy storage system that stores, charges, or "charges" energy.

図126:本図がほぼ満「充電」された状態で安定しているエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図124と同様である。 Figure 126: Similar to Figure 124, except this figure shows an energy storage system stable in a nearly fully "charged" state.

図127:本図がエネルギーを生成するか、又は発電するか、又は「放電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図124と同様である。 Figure 127: Similar to Figure 124, except this diagram shows an energy storage system that generates, or generates, or "discharges" energy.

図128:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。エネルギーは、2つの異なる標高間の高密度の液体と低密度の液体との間の重力位置エネルギー差に貯蔵され得る。本図に示される実施形態は、各々が高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを採用し得る。本図に示される実施形態は、高位側の標高のリザーバにおいて、低位側の標高のリザーバとは異なる温度で動作し得る。例えば、高位側の標高のリザーバは、低位側の標高のリザーバよりも低い温度であり得る。本図に示される実施形態は、例えば、低密度の液体及び高密度の液体の、熱交換及び/又は補助熱貯蔵との熱交換を採用することによって、高位側の標高のリザーバが、低位側の標高のリザーバとは異なる温度で液体を貯蔵することを効率的に可能にし得る。例えば、低密度の液体と高密度の液体との間の熱容量の差に起因して、高密度の液体の一部分が、低密度の液体と熱交換され得、高密度の液体の別の部分が、補助熱貯蔵と熱交換され得る。本図は、本実施形態が、「冷温」熱貯蔵リザーバ及び「暖温」熱貯蔵リザーバを含む熱貯蔵システムを有することを示す。本図は、エネルギーを貯蔵するか、又は蓄電するか、又は「充電」するエネルギー貯蔵システムを示す。 Figure 128: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. Energy can be stored in the gravitational potential energy difference between a higher density liquid and a lower density liquid at two different elevations. The embodiment shown in this figure can employ a higher elevation reservoir and a lower elevation reservoir, each of which can be designed to store both higher density and lower density liquids. The embodiment shown in this figure can operate at a different temperature in the higher elevation reservoir than the lower elevation reservoir. For example, the higher elevation reservoir can be at a lower temperature than the lower elevation reservoir. The embodiment shown in this figure can efficiently allow the higher elevation reservoir to store liquid at a different temperature than the lower elevation reservoir, for example, by employing heat exchange and/or heat exchange with auxiliary heat storage between the lower and higher density liquids. For example, due to the difference in heat capacity between the low density liquid and the high density liquid, a portion of the high density liquid may be in heat exchange with the low density liquid, and another portion of the high density liquid may be in heat exchange with auxiliary thermal storage. This diagram shows that this embodiment has a thermal storage system that includes a "cold" thermal storage reservoir and a "warm" thermal storage reservoir. This diagram shows an energy storage system that stores, charges, or "charges" energy.

図129:本図がエネルギーを生成するか、又は発電するか、又は「放電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図128と同様である。 Figure 129: Similar to Figure 128, except this diagram shows an energy storage system that generates, or generates, or "discharges" energy.

図130:本図が、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものに起因してタンク内で分離し得る、「暖温」熱貯蔵及び「冷温」熱貯蔵の両方を含むリザーバを含む熱貯蔵システムを伴って本実施形態を示すことを除いて、図128と同様である:温度勾配、又は浮袋、又はバリア、又は他のセパレータ。 Figure 130: Similar to Figure 128, except this figure shows this embodiment with a thermal storage system including a reservoir containing both "warm" and "cold" thermal storage, which may be separated within the tank due to one or more or a combination, including but not limited to, a thermal gradient, or swim bladder, or barrier, or other separator.

図131:本図が、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないものに起因してタンク内で分離し得る、「暖温」熱貯蔵及び「冷温」熱貯蔵の両方を含むリザーバを含む熱貯蔵システムを伴って本実施形態を示すことを除いて、図128と同様である:温度勾配、又は浮袋、又はバリア、又は他のセパレータ。 Figure 131: Similar to Figure 128, except this figure shows this embodiment with a thermal storage system including a reservoir containing both "warm" and "cold" thermal storage, which may be separated within the tank due to one or more or a combination, including but not limited to, a thermal gradient, or a swim bladder, or a barrier, or other separator.

図132:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。エネルギーは、2つの異なる標高間の高密度の液体と低密度の液体との間の重力位置エネルギー差に貯蔵され得る。本図に示される実施形態は、各々が高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを採用し得る。本図に示される実施形態は、高位側の標高のリザーバにおいて、低位側の標高のリザーバとは異なる温度で動作し得る。例えば、高位側の標高のリザーバは、低位側の標高のリザーバよりも低い温度であり得る。本図に示される実施形態は、「暖温」高密度の液体の貯蔵リザーバ、低密度の液体-高密度の液体熱交換、及び「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバを採用することによって、高位側の標高のリザーバが低位側の標高のリザーバとは異なる温度で液体を貯蔵することを効率的に可能にし得る。例えば、低密度の液体と高密度の液体との間の熱容量の差に起因して、高密度の液体の一部分が、低密度の液体と熱交換され得、高密度の液体の別の部分が、「暖温」高密度の液体の貯蔵リザーバ内に貯蔵され得る。本図に示される実施形態は、「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバを採用し得る。高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバに、及びこのリザーバから移送される「冷温」高密度の液体は、当該「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバに、及びこの貯蔵リザーバから移送され得る。本図は、エネルギーを貯蔵するか、又は蓄電するか、又は「充電」するエネルギー貯蔵システムを示す。 Figure 132: A process for energy storage that stores electricity by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. Energy can be stored in the gravitational potential energy difference between a higher density liquid and a lower density liquid at two different elevations. The embodiment shown in this figure can employ a higher elevation reservoir and a lower elevation reservoir, each of which can be designed to store both higher density and lower density liquids. The embodiment shown in this figure can operate at a different temperature in the higher elevation reservoir than the lower elevation reservoir. For example, the higher elevation reservoir can be at a lower temperature than the lower elevation reservoir. The embodiment shown in this figure can efficiently allow the higher elevation reservoir to store liquid at a different temperature than the lower elevation reservoir by employing a "warm" high density liquid storage reservoir, a low density liquid-high density liquid heat exchange, and a "cold" high density liquid storage reservoir. For example, due to the difference in heat capacity between the low-density liquid and the high-density liquid, a portion of the high-density liquid may be heat exchanged with the low-density liquid, and another portion of the high-density liquid may be stored in a "warm" high-density liquid storage reservoir. The embodiment shown in this figure may employ a "cold" high-density liquid storage reservoir. "Cool" high-density liquid transferred to and from a higher elevation reservoir designed to store both high-density and low-density liquids may be transferred to and from the "cold" high-density liquid storage reservoir. This figure shows an energy storage system that stores, charges, or "charges" energy.

図133:本図がエネルギーを生成するか、又は発電するか、又は「放電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図132と同様である。 Figure 133: Similar to Figure 132, except this diagram shows an energy storage system that generates, or generates, or "discharges" energy.

図134:本図が、「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバと、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計されたリザーバと、の両方に冷却又は他の熱管理を適用する冷却システム又は熱管理システムを有するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図132と同様である。 Figure 134: Similar to Figure 132, except this figure shows an energy storage system having a cooling or thermal management system that applies cooling or other thermal management to both a storage reservoir of "cold" high density liquid and a reservoir designed to store both low density and high density liquids.

図135:本図がエネルギーを生成するか、又は発電するか、又は「放電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図134と同様である。 Figure 135: Similar to Figure 134, except this diagram shows an energy storage system that generates, or generates, or "discharges" energy.

図136:流量の例示的な計算を示すことを除いて、図134と同様である。 Figure 136: Similar to Figure 134, except showing an example calculation of flow rate.

図137:流量の例示的な計算を示すことを除いて、図135と同様である。 Figure 137: Similar to Figure 135, except showing an example calculation of flow rate.

図138:より高密度の液体をより低密度の液体で置換することによって蓄電するエネルギー貯蔵のためのプロセス。エネルギーは、少なくとも2つ以上の異なる標高における2つ以上のリザーバ間の高密度の液体と低密度の液体との間の重力位置エネルギー差に貯蔵され得る。本図に示される実施形態は、各々が高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバを採用し得る。本図に示される実施形態は、高位側の標高のリザーバにおいて、低位側の標高のリザーバと同様の温度で動作し得る。本図に示される実施形態は、高位側の標高のリザーバと共に、当該高位側の標高のリザーバに隣接するか、若しくはこのリザーバの周囲の周囲温度、又は相対的に安定した温度、又はそれらの組み合わせとは異なる温度で動作し得る。本図に示される実施形態は、低密度の液体-高密度の液体の熱交換を採用することによって、及び深海からの「冷温」海水(図138で「CW」によって表され得る「冷温深海水」)との熱交換及び/又はこの海水での冷却を採用することによって、高位側の標高のリザーバが、当該高位側の標高のリザーバに隣接するか、又はこのリザーバの周囲の周囲温度とは異なる温度で液体を貯蔵することを効率的に可能にし得る。本図は、エネルギーを貯蔵するか、又は蓄電するか、又は「充電」するエネルギー貯蔵システムを示す。 Figure 138: A process for energy storage by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. Energy can be stored in the gravitational potential energy difference between a higher density liquid and a lower density liquid between two or more reservoirs at at least two or more different elevations. The embodiment shown in this figure can employ a higher elevation reservoir and a lower elevation reservoir, each of which can be designed to store both higher density and lower density liquids. The embodiment shown in this figure can operate at a temperature in the higher elevation reservoir similar to the lower elevation reservoir. The embodiment shown in this figure can operate with the higher elevation reservoir at a temperature different from the ambient temperature adjacent to or surrounding the higher elevation reservoir, or a relatively stable temperature, or a combination thereof. The embodiment shown in this figure may efficiently allow a higher elevation reservoir to store liquid at a different temperature than the ambient temperature adjacent to or surrounding the higher elevation reservoir by employing low density liquid-high density liquid heat exchange and by employing heat exchange with and/or cooling by "cold" seawater from the deep ocean ("cold deep seawater", which may be represented by "CW" in FIG. 138). This figure shows an energy storage system that stores, charges, or "charges" energy.

図139:エネルギーを生成するか、又は発電するか、又は「放電」するエネルギー貯蔵システムを示すことを除いて、図138と同様である。 Figure 139: Similar to Figure 138, except showing an energy storage system that generates, produces, or "discharges" energy.

例示的な図の凡例
図120~123:
図124~127:
図128及び図129:
Illustrative Figure Legends Figures 120-123:
Figures 124-127:
Figures 128 and 129:

留意されたい:上記の図の凡例は、蓄電又は「充電」の過程にあるシステムのコンテキスト内の特定の構成要素を定義し得る。「流動合流器」などのいくつかの用語は、システムが発電(generating power)又は発電(generating electricity)又は「放電」の過程にあるときに、「流動分割器」などの異なる用語又は逆適用を含み得る。 Please note: The legends in the diagrams above may define certain components within the context of a system in the process of storing or "charging." Some terms, such as "flow combiner," may include different terms, such as "flow divider," or the reverse application when the system is in the process of generating power or electricity or "discharging."

図132~137:
Figures 132-137:

留意されたい:上記の図の凡例は、蓄電又は「充電」の過程にあるシステムのコンテキスト内の特定の構成要素を定義し得る。「流動合流器」などのいくつかの用語は、システムが発電(generating power)又は発電(generating electricity)又は「放電」の過程にあるときに、「流動分割器」などの異なる用語又は逆適用を含み得る。 Please note: The legends in the diagrams above may define certain components within the context of a system in the process of storing or "charging." Some terms, such as "flow combiner," may include different terms, such as "flow divider," or the reverse application when the system is in the process of generating power or electricity or "discharging."

図138及び図139:
Figures 138 and 139:

留意されたい:上記の図の凡例は、蓄電又は「充電」の過程にあるシステムのコンテキスト内の特定の構成要素を定義し得る。「流動合流器」などのいくつかの用語は、システムが発電(generating power)又は発電(generating electricity)又は「放電」の過程にあるときに、「流動分割器」などの異なる用語又は逆適用を含み得る。 Please note: The legends in the diagrams above may define certain components within the context of a system in the process of storing or "charging." Some terms, such as "flow combiner," may include different terms, such as "flow divider," or the reverse application when the system is in the process of generating power or electricity or "discharging."

追加の説明
いくつかの実施形態では、高位側の標高及び/又は低位側の標高のリザーバは、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る。いくつかの実施形態は、低密度の液体及び高密度の液体を同じタンク又は容器の少なくとも一部分に貯蔵することを包含し得る。例えば、いくつかの実施形態は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバを包含し得、低密度の液体及び高密度の液体は、1つ以上の同じタンクに貯蔵され得る。例えば、いくつかの実施形態は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバを包含し得、低密度の液体及び高密度の液体は、1つ以上の同じタンクに貯蔵され得る。
Additional Description: In some embodiments, the upper elevation and/or lower elevation reservoirs may be designed to store both low-density liquid and high-density liquid. Some embodiments may include storing low-density liquid and high-density liquid in at least a portion of the same tank or vessel. For example, some embodiments may include an upper elevation reservoir designed to store both low-density liquid and high-density liquid, where the low-density liquid and high-density liquid may be stored in the same tank or vessels. For example, some embodiments may include a lower elevation reservoir designed to store both low-density liquid and high-density liquid, where the low-density liquid and high-density liquid may be stored in the same tank or vessels.

いくつかの実施形態では、タンクは、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計され得る。いくつかの実施形態では、当該タンク内に貯蔵された液体の総体積は一定のままであり得る一方、低密度の液体及び高密度の液体の相対体積は、充電状態(蓄電容量の割合)及び/又は他の要因に応じて変動し得る。例えば、少なくとも1つのタンクを含む高位側の標高の貯蔵リザーバは、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計されているタンクを含み得る。本実施例では、ある体積の低密度の液体が当該タンクから移送される場合、等しい体積の高密度の液体が、当該タンク内に移送され得る。同様に、本実施例では、ある体積の高密度の液体が当該タンクから移送される場合、等しい体積の低密度の液体が、当該タンク内に移送され得る。例えば、少なくとも1つのタンクを含む低位側の標高の貯蔵リザーバは、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計されているタンクを含み得る。本実施例では、ある体積の低密度の液体が当該タンクから移送される場合、等しい体積の高密度の液体が、当該タンク内に移送され得る。同様に、本実施例では、ある体積の高密度の液体が当該タンクから移送される場合、等しい体積の低密度の液体が、当該タンク内に移送され得る。本記載の実施形態は、複数の利点を呈し得る:
●例えば、本記載の実施形態は、より少ないタンクの使用を可能にし得る。低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計されたタンクを採用する高位側の標高の領域は、貯蔵容量の半分を、高密度の液体及び低密度の液体を別個に貯蔵する高位側の標高の領域として必要とし得る。
●例えば、本記載の実施形態は、貯蔵タンクの剛性及び/又は固定の体積構造物の使用を可能にし得る。貯蔵タンクのための剛性及び/又は固定の体積構造物の使用は、エネルギー貯蔵タンクの充電状態にかかわらず、タンク内に同じ体積の液体を貯蔵するシステムの能力によって可能にされ得る。浮体式屋根タンク及び/又は浮袋型タンクと比較して、剛性又は固定の体積タンクは、より長く持続し得るか、又はより低コストであり得るか、又はより少ないメンテナンスを必要とし得るか、又はより少ない障害箇所を有し得るか、又はそれらの組み合わせである。
●例えば、本記載の実施形態は、熱貯蔵媒体としての高密度の液体及び/又は低密度の液体の使用を可能にし得、これにより、冷却又は冷蔵又は温度制御された低密度(及び/又は高密度)の液体を必要とし得るシステムのエネルギー効率を増加させ得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体に出入りする熱交換は、熱回収を可能にし、大幅に低い冷却寄生負荷を可能にし得る。例えば、高位側の標高のリザーバでは、蓄電又は「充電」中、低密度の液体は、高位側の標高のリザーバを出得、高密度の液体が高位側の標高のリザーバに入る前又は間に、高密度の液体と熱交換され得る。例えば、高位側の標高のリザーバでは、発電又は「放電」中、高密度の液体は、高位側の標高のリザーバを出得、低密度の液体が高位側の標高のリザーバに入る前又は間に、低密度の液体と熱交換され得る。
●例えば、本記載の実施形態は、浮体式の高位側の標高のリザーバを有するシステムが、同じ体積の貯蔵された液体を連続的に収容する浮体式容器を有することを可能にし得、これにより、大部分又は全ての充電状態中に、十分にバラストされるか、又はより安定した浮体式の高位側の標高のリザーバが可能になり得る。
In some embodiments, a tank may be designed to store both a low-density liquid and a high-density liquid. In some embodiments, the total volume of liquid stored in the tank may remain constant, while the relative volumes of the low-density liquid and the high-density liquid may vary depending on the state of charge (percentage of storage capacity) and/or other factors. For example, a higher elevation storage reservoir including at least one tank may include a tank designed to store both a low-density liquid and a high-density liquid. In this example, when a volume of the low-density liquid is transferred from the tank, an equal volume of the high-density liquid may be transferred into the tank. Similarly, in this example, when a volume of the high-density liquid is transferred from the tank, an equal volume of the low-density liquid may be transferred into the tank. For example, a lower elevation storage reservoir including at least one tank may include a tank designed to store both a low-density liquid and a high-density liquid. In this example, when a volume of the low-density liquid is transferred from the tank, an equal volume of the high-density liquid may be transferred into the tank. Similarly, in this example, when a volume of high density liquid is transferred from the tank, an equal volume of low density liquid can be transferred into the tank. The described embodiment can exhibit several advantages:
For example, the described embodiments may allow for the use of fewer tanks: a higher elevation area employing tanks designed to store both low density and high density liquids may require half the storage capacity as a higher elevation area that stores high density and low density liquids separately.
For example, the described embodiments may enable the use of rigid and/or fixed volume structures for storage tanks. The use of rigid and/or fixed volume structures for storage tanks may be enabled by the ability of the system to store the same volume of liquid in the tank regardless of the state of charge of the energy storage tank. Compared to floating roof tanks and/or bladder-type tanks, rigid or fixed volume tanks may last longer, cost less, require less maintenance, have fewer failure points, or a combination thereof.
For example, the described embodiments may enable the use of high-density liquids and/or low-density liquids as thermal storage media, thereby increasing the energy efficiency of systems that may require cooled, refrigerated, or temperature-controlled low-density (and/or high-density) liquids. In some embodiments, heat exchange to and from low-density and high-density liquids may enable heat recovery and significantly lower cooling parasitic loads. For example, in a higher elevation reservoir, during power storage or "charging," the low-density liquid may exit the higher elevation reservoir and be heat exchanged with the high-density liquid before or while the high-density liquid enters the higher elevation reservoir. For example, in a higher elevation reservoir, during power generation or "discharging," the high-density liquid may exit the higher elevation reservoir and be heat exchanged with the low-density liquid before or while the low-density liquid enters the higher elevation reservoir.
For example, the described embodiments may enable a system with a floating high-side elevation reservoir to have a floating vessel that continuously contains the same volume of stored liquid, which may allow for a floating high-side elevation reservoir that is fully ballasted or more stable during most or all states of charge.

いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体が、タンク内の液体-液体界面で直接接触することが望ましい場合がある。例えば、低密度の液体及び高密度の液体が、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないことを含むが、これらに限定されない実施形態で、液体-液体界面で直接接触することが望ましい場合がある:低密度の液体は、高密度の液体中で実際的に不溶性であるか、又は低密度の液体は、高密度の液体中で完全に飽和しているか、又は高密度の液体は、低密度の液体中で完全に飽和している。 In some embodiments, it may be desirable for the low density liquid and the high density liquid to be in direct contact at a liquid-liquid interface within the tank. For example, it may be desirable for the low density liquid and the high density liquid to be in direct contact at a liquid-liquid interface in embodiments including, but not limited to, one or more or combinations of the following: the low density liquid is practically insoluble in the high density liquid, or the low density liquid is completely saturated in the high density liquid, or the high density liquid is completely saturated in the low density liquid.

いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体がタンク内で分離されることが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体は、浮体式バリア、又は浮袋、又はライナー、又は圧力交換器によって分離されることが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体は、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないことに起因して、浮体式バリア、又は浮袋、又はライナー、又は圧力交換器によって分離されることが望ましい場合がある:低密度の液体が、高密度の液体に可溶性であること、又は低密度の液体が、高密度の液体の凝固点の近く又はこの凝固点未満で貯蔵されること、又は低密度の液体が、高密度の液体と水和物を形成することができること、又は低密度の液体は、高密度の液体と反応すること。いくつかの実施形態では、タンク内の当該分離は、低密度の液体及び高密度の液体が同じタンク内の異なる温度で貯蔵されることを可能にし得る絶縁されたバリアを含み得る。いくつかの実施形態は、低密度の液体及び高密度の液体を同じ又は同様の温度で貯蔵することを包含するが、いくつかの他の実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体を異なる温度で貯蔵することが有利であり得る。例えば、低密度の液体及び高密度の液体を異なる温度で貯蔵することは、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないことの場合、望ましい場合がある:例えば、低密度の液体が、高密度の液体の凝固点の、又はこの凝固点の近くの、又はこの凝固点を下回る温度で貯蔵されること、又は高密度の液体が、低密度の液体の蒸気圧が高すぎる結果となり得る温度で、又はこの温度の近くで、又はこの温度を上回って貯蔵されること。 In some embodiments, it may be desirable for the low-density liquid and the high-density liquid to be separated within the tank. For example, in some embodiments, it may be desirable for the low-density liquid and the high-density liquid to be separated by a floating barrier, or a bladder, or a liner, or a pressure exchanger. For example, in some embodiments, it may be desirable for the low-density liquid and the high-density liquid to be separated by a floating barrier, or a bladder, or a liner, or a pressure exchanger due to one or more or a combination of the following, including, but not limited to: the low-density liquid is soluble in the high-density liquid; the low-density liquid is stored near or below the freezing point of the high-density liquid; the low-density liquid can form hydrates with the high-density liquid; or the low-density liquid reacts with the high-density liquid. In some embodiments, such separation within the tank may include an insulating barrier, which may allow the low-density liquid and the high-density liquid to be stored at different temperatures in the same tank. While some embodiments involve storing the low-density liquid and the high-density liquid at the same or similar temperatures, in some other embodiments, it may be advantageous to store the low-density liquid and the high-density liquid at different temperatures. For example, storing the low-density liquid and the high-density liquid at different temperatures may be desirable when one or more or a combination of the following occurs, including but not limited to: the low-density liquid is stored at, near, or below the freezing point of the high-density liquid; or the high-density liquid is stored at, near, or above a temperature that may result in the vapor pressure of the low-density liquid being too high.

いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体は、少なくとも部分的に、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバ及び/又は低位側の標高のリザーバに貯蔵され得る。いくつかの実施形態では、蓄電又は「充電」は、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバ内に低密度の液体を移送すことを包含し得、このことは、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバ内に高密度の液体を移送することを包含し得る。同様に、いくつかの実施形態では、発電又は「放電」は、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバ内に低密度の液体を移送すことを包含し得、このことは、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバ内に低密度の液体を移送することを包含し得る。充填中、低位側の標高のリザーバに入る低密度の液体の体積は、低位側の標高のリザーバを出る高密度の液体の体積に等しい場合がある。充填中、高位側の標高のリザーバに入る高密度の液体の体積は、高位側の標高のリザーバを出る低密度の液体の体積に等しい場合がある。放電中、低位側の標高のリザーバに入る高密度の液体の体積は、低位側の標高のリザーバを出る低密度の液体の体積に等しい場合がある。放電中、高位側の標高のリザーバに入る低密度の液体の体積は、高位側の標高のリザーバを出る高密度の液体の体積に等しい場合がある。いくつかの実施形態では、リザーバのうちの1つ以上又は組み合わせは、加熱されるか、又は冷却されるか、又はその両方である必要があり得る。 In some embodiments, the low-density liquid and the high-density liquid may be stored, at least in part, in a higher elevation reservoir and/or a lower elevation reservoir designed to store both the low-density liquid and the high-density liquid. In some embodiments, storing or "charging" electricity may involve transferring the low-density liquid from the higher elevation reservoir into the lower elevation reservoir, which may involve transferring the high-density liquid from the lower elevation reservoir into the higher elevation reservoir. Similarly, in some embodiments, generating or "discharging" electricity may involve transferring the low-density liquid from the higher elevation reservoir into the lower elevation reservoir, which may involve transferring the low-density liquid from the lower elevation reservoir into the higher elevation reservoir. During filling, the volume of low-density liquid entering the lower elevation reservoir may be equal to the volume of high-density liquid exiting the lower elevation reservoir. During filling, the volume of high-density liquid entering the higher elevation reservoir may be equal to the volume of low-density liquid exiting the higher elevation reservoir. During discharging, the volume of high-density liquid entering the lower elevation reservoir may be equal to the volume of low-density liquid exiting the lower elevation reservoir. During discharging, the volume of low-density liquid entering the higher elevation reservoir may be equal to the volume of high-density liquid exiting the higher elevation reservoir. In some embodiments, one or more or a combination of the reservoirs may need to be heated, cooled, or both.

加熱又は冷却又はその両方は、低密度の液体及び/若しくは高密度の液体が温度制御されること、又は低密度の液体及び/若しくは高密度の液体がシステムの特定のセクション内の設計温度範囲内にあることを確実にすることを包含し得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高のリザーバを「冷却」して、低密度の液体の温度が、低密度の液体の蒸気圧が貯蔵タンクの設計圧力以下であることを確実にするための温度範囲以下であることを確実にし得る。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバを「加熱」して、低密度の液体及び高密度の液体の温度が、固体水和物の形成を防止するための温度範囲以上であることを確実にし得る。「冷却する」又は「冷却される」は、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方を、ある温度範囲以下に維持するか、又はこの温度範囲以下で貯蔵することを包含し得る。「冷却する」又は「冷却される」は、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方を、リザーバの外部の環境の温度以下で貯蔵することを包含し得る。「加熱する」又は「加熱される」は、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方を、ある温度範囲以上に維持するか、又はこの温度範囲以上で貯蔵することを包含し得る。「加熱する」又は「加熱される」は、低密度の液体又は高密度の液体又は両方をリザーバの外部の環境の温度以上に維持するか、又はこの温度以上で貯蔵することを包含し得る。 Heating or cooling, or both, may include ensuring that the low-density liquid and/or the high-density liquid are temperature controlled or within a design temperature range within a particular section of the system. For example, in some embodiments, a higher elevation reservoir may be "cooled" to ensure that the temperature of the low-density liquid is below a temperature range to ensure that the vapor pressure of the low-density liquid is below the design pressure of the storage tank. For example, in some embodiments, a lower elevation reservoir may be "heated" to ensure that the temperatures of the low-density liquid and the high-density liquid are above a temperature range to prevent the formation of solid hydrates. "Cooling" or "cooled" may include maintaining or storing the low-density liquid or the high-density liquid, or both, below a certain temperature range. "Cooling" or "cooled" may include storing the low-density liquid or the high-density liquid, or both, below the temperature of the environment external to the reservoir. "Heating" or "heated" can include maintaining or storing a low-density liquid or a high-density liquid, or both, at or above a certain temperature range. "Heating" or "heated" can include maintaining or storing a low-density liquid or a high-density liquid, or both, at or above the temperature of the environment external to the reservoir.

いくつかの実施形態では、標高領域に出入りする低密度の液体の体積は、標高領域に出入りする高密度の液体の体積とほぼ同じであり得る。高位側の標高のリザーバが低位側の標高のリザーバとは異なる温度で動作する場合には、又は液体の温度が移送中に実質的に変化する場合には、又はそれらの組み合わせで、「加熱」又は「冷却」又はその両方は、システムの各セクションが設計温度範囲内で動作することを確実にするために必要とされ得る。熱回収又は熱貯蔵又はそれらの組み合わせは、当該「加熱」又は「冷却」又はその両方が、効率的に、又は当該「加熱」若しくは「冷却」若しくは両方に関連する最小の寄生負荷を伴って、行われることを確実にするために必要とされ得る。いくつかの実施形態では、熱回収のための1つのプロセスは、あるリザーバに移送されている低密度の液体を反対側のリザーバに移送されている高密度の液体と熱交換させることを包含し得る。いくつかの実施形態では、充電又は放電中、あるリザーバに移送されている低密度の液体の体積又は体積流量又はその両方は、反対側のリザーバに移送されている高密度の液体の体積又は体積流量又はその両方と同じであり得る。体積又は体積流量又はその両方は、同じであり得るが、低密度の液体及び高密度の液体の熱容量は、異なり得る。結果として、等体積の低密度の液体を等体積の高密度の液体と熱交換させることは、不完全な熱回収の結果となり得る。低密度の液体と高密度の液体との間の熱容量の差に対処し得るか、又はこの差から利益を得るか、又はこの差を活用し得るか、又はそれらの組み合わせである、複数の実施形態がある。種々の温度におけるシステムの種々のセクションの熱回収及び/又は効率的な動作を可能にし得る、複数の実施形態がある。 In some embodiments, the volume of low-density liquid entering and leaving the elevation region may be approximately the same as the volume of high-density liquid entering and leaving the elevation region. If the reservoir at a higher elevation operates at a different temperature than the reservoir at a lower elevation, or if the temperature of the liquid changes substantially during transfer, or a combination thereof, "heating" or "cooling" or both may be required to ensure each section of the system operates within its design temperature range. Heat recovery or heat storage or a combination thereof may be required to ensure that the "heating" or "cooling" or both is performed efficiently or with minimal parasitic loads associated with the "heating" or "cooling" or both. In some embodiments, one process for heat recovery may involve heat exchange of low-density liquid being transferred to one reservoir with high-density liquid being transferred to the opposite reservoir. In some embodiments, during charging or discharging, the volume or volumetric flow rate, or both, of the low-density liquid being transferred to one reservoir may be the same as the volume or volumetric flow rate, or both, of the high-density liquid being transferred to the opposing reservoir. While the volumes or volumetric flow rates, or both, may be the same, the heat capacities of the low-density liquid and the high-density liquid may differ. As a result, exchanging heat between an equal volume of the low-density liquid with an equal volume of the high-density liquid may result in incomplete heat recovery. There are embodiments that may address, benefit from, or exploit the difference in heat capacity between the low-density liquid and the high-density liquid, or a combination thereof. There are embodiments that may enable heat recovery and/or efficient operation of various sections of the system at various temperatures.

例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体の一部分のみを、反対側のリザーバ内に移送された低密度の液体と熱交換することを包含し得る。高密度の液体の一部分のみが低密度の液体と熱交換されることを可能にするために、高密度の液体は、例えば、蓄電又は充電中に、2つ以上の流れに分割され得る。流れのうちの1つは、流れの総熱容量が低密度の液体の総熱容量とほぼ同じであるような流量の高密度の液体を含み得、これにより、低密度の液体及び高密度の液体が実際的に完全な熱回収で熱交換されることが可能になり得る。他の高密度の液体流は、低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分を含み得る。他の高密度の液体流は、補助熱貯蔵と熱交換され得る。低密度の液体、又は補助熱貯蔵、又はその両方と熱交換した後、2つの高密度の液体流は、合流され得る。システムが蓄電又は「充電」の過程にある場合、2つの流れは、高位側の標高のリザーバに移送され得る。システムが発電又は「放電」の過程にある場合、2つの流れは、共通の1つ以上のパイプに合流され、低側の標高のリザーバに移送され得る。図128及び129に、本実施形態の一実施例を示し得る。本実施形態の例示的な実施例を、以下に更に記載する。
●本実施例では、図128は、参照として採用される。「1」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバを表し得る。「2」は、高位側の標高のリザーバと熱交換器との間で移送される低密度の液体を含み得る。「3」は、低密度の液体と高密度の液体との間の熱伝達を促進する熱交換器を表し得る。「4」は、熱交換器とポンプ/発電機又は水力回収タービン(HPRT)との間で移送される低密度の液体を表し得る。「5」は、ポンプ/発電機又は水力回収タービン(HPRT)を表し得る。「6」は、ポンプ/発電機と低位側の標高のリザーバとの間で移送される低密度の液体を表し得る。「7」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバを表し得る。「8」は、低位側の標高のリザーバと高位側の標高の領域との間で移送される高密度の液体を表し得る。「9」は、高密度の液体の流動を2つの液体流に分割する液体流動分割器を表し得る(ただし、放電中の流動合流器を表し得る)。「10」は、低密度の液体の熱容量とほぼ同じ総熱容量を有する高密度の液体の液体流を表し得、流動分割器と低密度の液体-高密度の液体の熱交換器との間で移送される高密度の液体を表し得る。「11」は、低密度の液体との熱交換後の高密度の液体流を表し得、低密度の液体-高密度の液体の熱交換器と流動合流器との間で移送される高密度の液体を表し得る。「12」は、流動分割器と高密度の液体-補助熱貯蔵の熱交換器との間で移送される高密度の液体の液体流を表し得る。「13」は、高密度の液体-補助熱貯蔵の熱交換器を表し得る。「14」は、補助熱貯蔵との熱交換後の高密度の液体流を表し得る。「15」は、流れ合流器又は流動合流器を表し得る(ただし、放電中の流動分割器を表し得る)。「16」は、流動合流器と、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバと、の間で移送される高密度の液体を表し得る。「17」は、「暖温」補助熱貯蔵リザーバを表し得る。「18」は、高密度の液体-補助熱貯蔵の熱交換器と、「暖温」補助熱貯蔵リザーバと、の間で移送される熱貯蔵媒体又は熱伝達媒体を表し得、「暖温」熱貯蔵媒体又は熱伝達媒体を表し得る。「19」は、高密度の液体-補助熱貯蔵の熱交換器と、「冷温」補助熱貯蔵リザーバと、の間で移送される熱貯蔵媒体又は熱伝達媒体を表し得、「冷温」熱貯蔵媒体又は熱伝達媒体を表し得る。「20」は、「冷温」補助熱貯蔵リザーバを表し得る。「21」は、必要に応じて、高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体、又は高密度の液体、又はそれらの組み合わせに冷却又は熱管理を提供するための冷却源又は熱管理システム又はそれらの組み合わせを表し得る。「22」は、冷却源又は熱管理システム又はそれらの組み合わせと、高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体、又は高密度の液体、又はそれらの組み合わせと、の間の任意の熱伝達を表し得る。
●本実施例の例示的な実装態様は、3,000メートルの水深の低位側の標高のリザーバと、浮体式の高位側の標高の領域と、を有する50MW(最大電力)、600MWh(最大蓄電容量)システムであり得る。低密度の液体は、n-ブタンを含み得、高密度の液体は、海水、又は海水とほぼ同じ密度を有する水溶液を含み得る。HDLを置換するLDLのエネルギー密度は、約3.56kWh/mであり、これは、600MWhのエネルギー貯蔵システムの、各々が約167,888mの液体貯蔵容量を有する、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバに相当し得る。50MWの全電力容量では、LDLの体積流量は、約14,045m/時間であり、HDLの体積流量は、約14,045m/時間である。以下は、追加の例示的な仕様及び計算である:
○低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバは、-2℃の温度で低密度の液体及び高密度の液体を貯蔵し得、-2℃は、大気圧でのn-ブタンLDLの沸点温度未満であり得、この実施例で採用される水溶液HDLの凝固点を超え得る。
○低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバは、深海水と同じ温度、又は約2℃~4℃の液体を貯蔵するものとする。
○本実施例は、高位側の標高の領域内に移送される低密度の液体及び/又は高密度の液体の温度が表面水温と同じ温度であるものとし、このことは、中庸の仮定である。本実施例における地表水温は、30℃であるものとする。
○高密度の液体の比熱容量は、3.9J/g℃である
○液体ノルマルブタンの比熱容量は、2.275J/g°Kである
○高密度の液体の密度は、1立方メートル当たり1030kgである
○低密度の液体の密度は、1立方メートル当たり573kgである
○最大電力容量時の低密度の液体の総体積流量は、14,045m/時間である
○最大電力容量時の高密度の液体の総体積流量は、14,045m/時間である
○最大電力容量時の低密度の液体の総質量流量は、1時間当たり8,048メートルトンである
○最大電力容量時の高密度の液体の総質量流量は、1時間当たり14,466メートルトンである
○最大電力容量流量時の低密度の液体の総熱容量は、1時間当たり1°K当たり18,309MJである
○最大電力容量流量時の高密度の液体の総熱容量は、1時間当たり1°K当たり56,417MJである
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する高密度の液体の部分の体積流量は、4,558m/時間である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する高密度の液体の部分を含む高密度の液体の総流動の割合は、32.45%である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分の体積流量は、9,487m/時間である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分を含む高密度の液体の総流動の割合は、67.55%である
For example, some embodiments may involve heat exchanging only a portion of the high-density liquid with a low-density liquid transferred into an opposite reservoir. To allow only a portion of the high-density liquid to be heat exchanged with the low-density liquid, the high-density liquid may be split into two or more streams, for example, during storage or charging. One of the streams may contain a flow rate of high-density liquid such that the total heat capacity of the stream is approximately the same as the total heat capacity of the low-density liquid, allowing the low-density liquid and the high-density liquid to be heat exchanged with virtually complete heat recovery. The other high-density liquid stream may contain a portion of the high-density liquid in excess of the portion having the same total heat capacity as the low-density liquid. The other high-density liquid stream may be heat exchanged with auxiliary thermal storage. After heat exchange with the low-density liquid, the auxiliary thermal storage, or both, the two high-density liquid streams may be combined. When the system is in the process of storing or "charging," the two streams may be transferred to a reservoir at a higher elevation. When the system is in the process of generating power or "discharging," the two streams may be combined into a common pipe or pipes and transported to a reservoir at a lower elevation. An example of this embodiment may be seen in Figures 128 and 129. An exemplary example of this embodiment is described further below.
In this example, Figure 128 is used as a reference. "1" may represent a higher elevation reservoir designed to store both low and high density liquids. "2" may include a low density liquid transferred between the higher elevation reservoir and a heat exchanger. "3" may represent a heat exchanger that facilitates heat transfer between the low and high density liquids. "4" may represent a low density liquid transferred between a heat exchanger and a pump/generator or a hydropower recovery turbine (HPRT). "5" may represent a pump/generator or a hydropower recovery turbine (HPRT). "6" may represent a low density liquid transferred between a pump/generator and a lower elevation reservoir. "7" may represent a lower elevation reservoir designed to store both low and high density liquids. "8" may represent a high density liquid transferred between a lower elevation reservoir and a higher elevation region. "9" may represent a liquid flow divider that splits the high density liquid flow into two liquid streams (but may represent a flow merger during discharge). "10" may represent a high density liquid stream having a total heat capacity approximately equal to that of the low density liquid, and may represent the high density liquid transferred between the flow divider and a low density liquid-high density liquid heat exchanger. "11" may represent a high density liquid stream after heat exchange with the low density liquid, and may represent the high density liquid transferred between the low density liquid-high density liquid heat exchanger and a flow merger. "12" may represent a high density liquid stream transferred between a flow divider and a high density liquid-auxiliary heat storage heat exchanger. "13" may represent a high density liquid-auxiliary heat storage heat exchanger. "14" may represent the high density liquid flow after heat exchange with the auxiliary thermal storage. "15" may represent a flow combiner or flow combiner (but may represent a flow divider during discharge). "16" may represent the high density liquid transferred between the flow combiner and a higher elevation reservoir designed to store both low density and high density liquids. "17" may represent a "warm" auxiliary thermal storage reservoir. "18" may represent the heat storage or heat transfer medium transferred between the high density liquid-to-auxiliary thermal storage heat exchanger and the "warm" auxiliary thermal storage reservoir, or may represent the "warm" heat storage or heat transfer medium. "19" may represent the heat storage or heat transfer medium transferred between the high density liquid-to-auxiliary thermal storage heat exchanger and the "cold" auxiliary thermal storage reservoir, or may represent the "cold" heat storage or heat transfer medium. "20" may represent a "cold" auxiliary thermal storage reservoir. "21" may represent a cooling source or thermal management system or combination thereof to provide cooling or thermal management to a higher elevation reservoir or low density liquid or high density liquid or combination thereof, as needed. "22" may represent any heat transfer between a cooling source or thermal management system or combination thereof and a higher elevation reservoir or low density liquid or high density liquid or combination thereof.
An exemplary implementation of this embodiment may be a 50 MW (maximum power), 600 MWh (maximum storage capacity) system with a lower elevation reservoir in 3,000 meters of water depth and a floating higher elevation region. The low density liquid may include n-butane, and the higher density liquid may include seawater or an aqueous solution having a density similar to seawater. The energy density of the LDL replacing the HDL is approximately 3.56 kWh/m 3 , which may correspond to a 600 MWh energy storage system with the upper elevation reservoir and the lower elevation reservoir each having a liquid storage capacity of approximately 167,888 m 3 . At a total power capacity of 50 MW, the volumetric flow rate of the LDL is approximately 14,045 m 3 /hr, and the volumetric flow rate of the HDL is approximately 14,045 m 3 /hr. Below are additional exemplary specifications and calculations:
A high elevation reservoir designed to store both low and high density liquids may store low and high density liquids at a temperature of -2°C, which may be below the boiling point temperature of n-butane LDL at atmospheric pressure and above the freezing point of the aqueous HDL employed in this example.
Lower elevation reservoirs designed to store both low-density and high-density liquids shall store liquids at the same temperature as deep seawater, or approximately 2°C to 4°C.
In this example, the temperature of the low-density liquid and/or high-density liquid transported into the higher elevation region is assumed to be the same as the surface water temperature, which is a moderate assumption. In this example, the surface water temperature is assumed to be 30°C.
○ The specific heat capacity of the high density liquid is 3.9 J/g°C. ○ The specific heat capacity of liquid normal butane is 2.275 J/g°K. ○ The density of the high density liquid is 1030 kg per cubic meter. ○ The density of the low density liquid is 573 kg per cubic meter. ○ The total volumetric flow rate of the low density liquid at maximum power capacity is 14,045 m3 /hour. ○ The total volumetric flow rate of the high density liquid at maximum power capacity is 14,045 m3 /hour. ○ The total mass flow rate of the low density liquid at maximum power capacity is 8,048 metric tons per hour. ○ The total mass flow rate of the high density liquid at maximum power capacity is 14,466 metric tons per hour. ○ The total heat capacity of the low density liquid at maximum power capacity flow rate is 18,309 MJ per degree Kelvin per hour. ○ The total heat capacity of the high density liquid at maximum power capacity flow rate is 56,417 MJ per degree Kelvin per hour. ○ The volumetric flow rate of the portion of the high density liquid that has the same total heat capacity as the low density liquid is 4,558 m 3 /hr. ○ The percentage of the total flow of the high density liquid, including the portion of the high density liquid that has the same total heat capacity as the low density liquid, is 32.45%. ○ The volumetric flow rate of the portion of the high density liquid over the portion that has the same total heat capacity as the low density liquid is 9,487 m 3 /hr. ○ The percentage of the total flow of the high density liquid, including the portion of the high density liquid over the portion that has the same total heat capacity as the low density liquid, is 67.55%.

以下は、図128を参照として使用して、本実施例の例示的な簡略化された流れの概要を有する表である。
Below is a table with an example simplified flow overview of this example, using FIG. 128 as a reference.

留意されたい:上記の表に示されたいくつかの温度は、パイプを通した伝達を経た温度変化を予測するのではなく、周囲温度を温度の中庸の推定値として反映し得る。 Please note: Some temperatures shown in the table above may reflect ambient temperatures as a conservative estimate of temperature, rather than predicting temperature changes via transmission through pipes.

留意されたい:上記の表に示された温度のうちのいくつかは、熱交換器における熱伝達のための必要な温度差を反映しない場合がある。 Please note: Some of the temperatures shown in the table above may not reflect the required temperature difference for heat transfer in the heat exchanger.

例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体の一部分のみを、反対側のリザーバ内に移送された低密度の液体と熱交換することを包含し得る。高密度の液体の一部分のみが低密度の液体と熱交換されることを可能にするために、高密度の液体は、例えば、蓄電又は充電中に、2つ以上の流れに分割され得る。流れのうちの1つは、流れの総熱容量が低密度の液体の総熱容量とほぼ同じであるような流量の高密度の液体を含み得、これにより、低密度の液体及び高密度の液体が実際的に完全な熱回収で熱交換されることが可能になり得る。低密度の液体との熱交換後、高密度の液体流は、「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバに移送され得る。例えば、充填中、「冷温」高密度の液体は、「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバから、高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計された貯蔵リザーバ内に移送され得る。高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計された当該貯蔵リザーバ内に移送された高密度の液体の体積は、高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計された当該貯蔵リザーバの外へ移送された低密度の液体の体積とほぼ同じであり得る。高密度の液体及び低密度の液体の両方を貯蔵するように設計された当該貯蔵リザーバ内に移送された高密度の液体の体積は、「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバに入る高密度の液体の体積よりも大きい場合がある。他の高密度の液体流は、低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分を含み得る。他の高密度の液体流は、「暖温」高密度の液体の貯蔵リザーバに移送され得る。図132及び133に、本実施形態の一実施例を示し得る。本実施形態の例示的な実施例を、以下に更に記載する。
●本実施例では、図132は、参照として採用される。「1」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバを表し得る。「2」は、高位側の標高のリザーバと熱交換器との間で移送される低密度の液体を含み得る。「3」は、低密度の液体と高密度の液体との間の熱伝達を促進する熱交換器を表し得る。「4」は、熱交換器とポンプ/発電機又は水力回収タービン(HPRT)との間で移送される低密度の液体を表し得る。「5」は、ポンプ/発電機又は水力回収タービン(HPRT)を表し得る。「6」は、ポンプ/発電機と低位側の標高のリザーバとの間で移送される低密度の液体を表し得る。「7」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバを表し得る。「8」は、低位側の標高のリザーバと高位側の標高の領域との間で移送される高密度の液体を表し得る。「9」は、高密度の液体の流動を2つの液体流に分割する液体流動分割器を表し得る(ただし、放電中の流動合流器を表し得る)。「10」は、流動分割器と「暖温」高密度の液体の貯蔵リザーバとの間で移送される高密度の液体の液体流を表し得る表し得る。「11」は、「暖温」高密度の液体の貯蔵リザーバを表し得る。「12」は、低密度の液体の熱容量とほぼ同じ総熱容量を有する高密度の液体の液体流を表し得、流動分割器と低密度の液体-高密度の液体の熱交換器との間で移送される高密度の液体を表し得る。「13」は、低密度の液体との熱交換後の高密度の液体流を表し得、低密度の液体-高密度の液体の熱交換器と「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバとの間で移送される高密度の液体を表し得る。「14」は、「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバを表し得る。「15」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された「冷温」高密度の液体の貯蔵リザーバと高位側の標高のリザーバとの間で移送される「冷温」高密度の液体を含み得る。「21」は、必要に応じて、高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体、又は高密度の液体、又はそれらの組み合わせに冷却又は熱管理を提供するための冷却源又は熱管理システム又はそれらの組み合わせを表し得る。「22」は、冷却源又は熱管理システム又はそれらの組み合わせと、高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体、又は高密度の液体、又はそれらの組み合わせと、の間の任意の熱伝達を表し得る。
●本実施例の例示的な実装態様は、3,000メートルの水深の低位側の標高のリザーバと、浮体式の高位側の標高の領域と、を有する50MW(最大電力)、600MWh(最大蓄電容量)システムであり得る。低密度の液体は、n-ブタンを含み得、高密度の液体は、海水、又は海水とほぼ同じ密度を有する水溶液を含み得る。HDLを置換するLDLのエネルギー密度は、約3.56kWh/mであり、これは、600MWhのエネルギー貯蔵システムの、各々が約167,888mの液体貯蔵容量を有する、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバに相当し得る。50MWの全電力容量では、LDLの体積流量は、約14,045m/時間であり、HDLの体積流量は、約14,045m/時間である。以下は、追加の例示的な仕様及び計算である:
○低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバは、-2℃の温度で低密度の液体及び高密度の液体を貯蔵し得、-2℃は、大気圧でのn-ブタンLDLの沸点温度未満であり得、この実施例で採用される水溶液HDLの凝固点を超え得る。
○低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバは、深海水と同じ温度、又は約2℃~4℃の液体を貯蔵するものとする。
○本実施例は、高位側の標高の領域内に移送される低密度の液体及び/又は高密度の液体の温度が表面水温と同じ温度であるものとし、このことは、中庸の仮定である。本実施例における地表水温は、30℃であるものとする。
○高密度の液体の比熱容量は、3.9J/g℃である
○液体ノルマルブタンの比熱容量は、2.275J/g°Kである
○高密度の液体の密度は、1立方メートル当たり1030kgである
○低密度の液体の密度は、1立方メートル当たり573kgである
○最大電力容量時の低密度の液体の総体積流量は、14,045m/時間である
○最大電力容量時の高密度の液体の総体積流量は、14,045m/時間である
○最大電力容量時の低密度の液体の総質量流量は、1時間当たり8,048メートルトンである
○最大電力容量時の高密度の液体の総質量流量は、1時間当たり14,466メートルトンである
○最大電力容量流量時の低密度の液体の総熱容量は、1時間当たり1°K当たり18,309MJである
○最大電力容量流量時の高密度の液体の総熱容量は、1時間当たり1°K当たり56,417MJである
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する高密度の液体の部分の体積流量は、4,558m/時間である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する高密度の液体の部分を含む高密度の液体の総流動の割合は、32.45%である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分の体積流量は、9,487m/時間である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分を含む高密度の液体の総流動の割合は、67.55%である
●以下は、図132を参照として使用して、本実施例の例示的な簡略化された流れの概要を有する表である。
For example, some embodiments may involve heat exchanging only a portion of the high-density liquid with a low-density liquid transferred into an opposing reservoir. To allow only a portion of the high-density liquid to be heat exchanged with the low-density liquid, the high-density liquid may be split into two or more streams, for example, during storage or charging. One of the streams may contain a flow rate of high-density liquid such that the total heat capacity of the stream is approximately the same as the total heat capacity of the low-density liquid, which may allow the low-density liquid and the high-density liquid to be heat exchanged with virtually complete heat recovery. After heat exchange with the low-density liquid, the high-density liquid stream may be transferred to a "cold" high-density liquid storage reservoir. For example, during charging, the "cold" high-density liquid may be transferred from the "cold" high-density liquid storage reservoir into a storage reservoir designed to store both high-density and low-density liquids. The volume of high density liquid transferred into the storage reservoir designed to store both high density and low density liquids may be approximately the same as the volume of low density liquid transferred out of the storage reservoir designed to store both high density and low density liquids. The volume of high density liquid transferred into the storage reservoir designed to store both high density and low density liquids may be greater than the volume of high density liquid entering the "cold" high density liquid storage reservoir. The other high density liquid stream may include a portion of high density liquid in excess of the portion having the same total heat capacity as the low density liquid. The other high density liquid stream may be transferred to a "warm" high density liquid storage reservoir. Figures 132 and 133 may show an example of this embodiment. Illustrative examples of this embodiment are described further below.
In this example, Figure 132 is used as a reference. "1" may represent a higher elevation reservoir designed to store both low and high density liquids. "2" may include a low density liquid transferred between the higher elevation reservoir and a heat exchanger. "3" may represent a heat exchanger that facilitates heat transfer between the low and high density liquids. "4" may represent a low density liquid transferred between a heat exchanger and a pump/generator or a hydropower recovery turbine (HPRT). "5" may represent a pump/generator or a hydropower recovery turbine (HPRT). "6" may represent a low density liquid transferred between a pump/generator and a lower elevation reservoir. "7" may represent a lower elevation reservoir designed to store both low and high density liquids. "8" may represent a high density liquid transferred between a lower elevation reservoir and a higher elevation region. "9" may represent a liquid flow divider that splits the high density liquid flow into two liquid streams (but may represent a flow merger during discharge). "10" may represent a high density liquid stream transferred between a flow divider and a "warm" high density liquid storage reservoir. "11" may represent a "warm" high density liquid storage reservoir. "12" may represent a high density liquid stream having a total heat capacity approximately equal to that of the low density liquid, and may represent a high density liquid transferred between a flow divider and a low density liquid-high density liquid heat exchanger. "13" may represent a high density liquid stream after heat exchange with a low density liquid, and may represent a high density liquid transferred between a low density liquid-high density liquid heat exchanger and a "cold" high density liquid storage reservoir. "14" may represent a "cold" high density liquid storage reservoir. "15" may include "cold" high density liquid transferred between a "cold" high density liquid storage reservoir designed to store both low density and high density liquids and a higher elevation reservoir. "21" may represent a cooling source or thermal management system or combination thereof to provide cooling or thermal management to the higher elevation reservoir, or low density liquid, or high density liquid, or combination thereof, as needed. "22" may represent any heat transfer between a cooling source or thermal management system or combination thereof and a higher elevation reservoir, or low density liquid, or high density liquid, or combination thereof.
An exemplary implementation of this embodiment may be a 50 MW (maximum power), 600 MWh (maximum storage capacity) system with a lower elevation reservoir in 3,000 meters of water depth and a floating higher elevation region. The low density liquid may include n-butane, and the higher density liquid may include seawater or an aqueous solution having a density similar to seawater. The energy density of the LDL replacing the HDL is approximately 3.56 kWh/m 3 , which may correspond to a 600 MWh energy storage system with the upper elevation reservoir and the lower elevation reservoir each having a liquid storage capacity of approximately 167,888 m 3 . At a total power capacity of 50 MW, the volumetric flow rate of the LDL is approximately 14,045 m 3 /hr, and the volumetric flow rate of the HDL is approximately 14,045 m 3 /hr. Below are additional exemplary specifications and calculations:
A high elevation reservoir designed to store both low and high density liquids may store low and high density liquids at a temperature of -2°C, which may be below the boiling point temperature of n-butane LDL at atmospheric pressure and above the freezing point of the aqueous HDL employed in this example.
Lower elevation reservoirs designed to store both low-density and high-density liquids shall store liquids at the same temperature as deep seawater, or approximately 2°C to 4°C.
In this example, the temperature of the low-density liquid and/or high-density liquid transported into the higher elevation region is assumed to be the same as the surface water temperature, which is a moderate assumption. In this example, the surface water temperature is assumed to be 30°C.
○ The specific heat capacity of the high density liquid is 3.9 J/g°C. ○ The specific heat capacity of liquid normal butane is 2.275 J/g°K. ○ The density of the high density liquid is 1030 kg per cubic meter. ○ The density of the low density liquid is 573 kg per cubic meter. ○ The total volumetric flow rate of the low density liquid at maximum power capacity is 14,045 m3 /hour. ○ The total volumetric flow rate of the high density liquid at maximum power capacity is 14,045 m3 /hour. ○ The total mass flow rate of the low density liquid at maximum power capacity is 8,048 metric tons per hour. ○ The total mass flow rate of the high density liquid at maximum power capacity is 14,466 metric tons per hour. ○ The total heat capacity of the low density liquid at maximum power capacity flow rate is 18,309 MJ per degree Kelvin per hour. ○ The total heat capacity of the high density liquid at maximum power capacity flow rate is 56,417 MJ per degree Kelvin per hour. ○ The volumetric flow rate of the portion of the high density liquid that has the same total heat capacity as the low density liquid is 4,558 m 3 /hr ○ The percentage of the total flow of the high density liquid, including the portion of the high density liquid that has the same total heat capacity as the low density liquid, is 32.45% ○ The volumetric flow rate of the portion of the high density liquid beyond the portion that has the same total heat capacity as the low density liquid, is 9,487 m 3 /hr ○ The percentage of the total flow of the high density liquid, including the portion of the high density liquid beyond the portion that has the same total heat capacity as the low density liquid, is 67.55% ● Below is a table with an exemplary simplified flow overview of this example, using Figure 132 as a reference.

留意されたい:上記の表に示されたいくつかの温度は、パイプを通した伝達を経た温度変化を予測するのではなく、周囲温度を温度の中庸の推定値として反映し得る。 Please note: Some temperatures shown in the table above may reflect ambient temperatures as a conservative estimate of temperature, rather than predicting temperature changes via transmission through pipes.

留意されたい:上記の表に示された温度のうちのいくつかは、熱交換器における熱伝達のための必要な温度差を反映しない場合がある。 Please note: Some of the temperatures shown in the table above may not reflect the required temperature difference for heat transfer in the heat exchanger.

いくつかの実施形態では、冷温深海水を採用して、低密度の液体及び/又は高密度の液体を冷却し得る。冷温深海水を冷却源として採用することによって、本記載の実施形態は、より少ない資本コスト又は複雑さを包含し得る。冷温深海水は、例えば、深海と高位側の標高の領域との間で水を移送することが可能なパイプ、ウォーターポンプ、及び熱交換器を使用して利用され得る。冷温深海水は、低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分と熱交換され得る。 In some embodiments, cold, warm, deep sea water may be employed to cool low-density liquids and/or high-density liquids. By employing cold, warm, deep sea water as a cooling source, the described embodiments may involve less capital cost or complexity. The cold, warm, deep sea water may be utilized, for example, using pipes, water pumps, and heat exchangers capable of transporting water between the deep ocean and higher elevation areas. The cold, warm, deep sea water may be heat exchanged with a portion of the high-density liquid that exceeds the portion having the same total heat capacity as the low-density liquid.

例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体の一部分のみを、反対側のリザーバ内に移送された低密度の液体と熱交換することを包含し得る。高密度の液体の一部分のみが低密度の液体と熱交換されることを可能にするために、高密度の液体は、例えば、蓄電又は充電中に、2つ以上の流れに分割され得る。流れのうちの1つは、流れの総熱容量が低密度の液体の総熱容量とほぼ同じであるような流量の高密度の液体を含み得、これにより、低密度の液体及び高密度の液体が実際的に完全な熱回収で熱交換されることが可能になり得る。他の高密度の液体流は、低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分を含み得る。他の高密度の液体流は、「冷温」深海水と熱交換され得る。低密度の液体、又は「冷温」深海水、又はその両方との熱交換後、2つの高密度の液体流は、合流され得る。システムが蓄電又は「充電」の過程にある場合、2つの流れは、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバに移送され得る。図138及び139に、本実施形態の一実施例を示し得る。本実施形態の例示的な実施例を、以下に更に記載する。
●本実施例では、図138は、参照として採用される。「1」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバを表し得る。「2」は、高位側の標高のリザーバと熱交換器との間で移送される低密度の液体を含み得る。「3」は、低密度の液体と高密度の液体との間の熱伝達を促進する熱交換器を表し得る。「4」は、熱交換器とポンプ/発電機又は水力回収タービン(HPRT)との間で移送される低密度の液体を表し得る。「5」は、ポンプ/発電機又は水力回収タービン(HPRT)を表し得る。「6」は、ポンプ/発電機と低位側の標高のリザーバとの間で移送される低密度の液体を表し得る。「7」は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバを表し得る。「8」は、低位側の標高のリザーバと高位側の標高の領域との間で移送される高密度の液体を表し得る。「9」は、高密度の液体の流動を2つの液体流に分割する液体流動分割器を表し得る(ただし、放電中の流動合流器を表し得る)。「10」は、低密度の液体の熱容量とほぼ同じ総熱容量を有する高密度の液体の液体流を表し得、流動分割器と低密度の液体-高密度の液体の熱交換器との間で移送される高密度の液体を表し得る。「11」は、低密度の液体-高密度の液体の熱交換器と流動合流器との間で移送される高密度の液体を表し得る(ただし、放電中の流動合流器を表し得る)。「12」は、流動分割器と冷却熱交換器との間で移送される高密度の液体の液体流を表し得る。「13」は、冷温深海水を高密度の液体と熱交換し得る冷却熱交換器を表し得る。「14」は、冷却熱交換器と流動合流器との間で移送される高密度の液体を表し得る。「15」は、流動合流器を表し得る(ただし、放電中の流動合流器を表し得る)。「16」は、流動合流器と、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバと、の間で移送される「冷温」高密度の液体を表し得る。「17」は、「暖温」冷却液体又は「暖温」深海水が熱交換後に海洋に戻されることを表し得る。「18」は、冷却媒体として熱交換器に移送される「冷温」冷却液体又は「冷温」深海水を表し得る。「21」は、必要であれば、高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体、又は高密度の液体、又はそれらの組み合わせに追加の冷却又は熱管理を提供するための冷却源又は熱管理システム又はそれらの組み合わせを表し得る。「22」は、冷却源又は熱管理システム又はそれらの組み合わせと、高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体、又は高密度の液体、又はそれらの組み合わせと、の間の熱伝達を表し得る。
●本実施例の例示的な実装態様は、3,000メートルの水深の低位側の標高のリザーバと、浮体式の高位側の標高の領域と、を有する50MW(最大電力)、600MWh(最大蓄電容量)システムであり得る。低密度の液体は、n-ブタンを含み得、高密度の液体は、海水、又は海水とほぼ同じ密度を有する水溶液を含み得る。HDLを置換するLDLのエネルギー密度は、約3.56kWh/mであり、これは、600MWhのエネルギー貯蔵システムの、各々が約167,888mの液体貯蔵容量を有する、高位側の標高のリザーバ及び低位側の標高のリザーバに相当し得る。50MWの全電力容量では、LDLの体積流量は、約14,045m/時間であり、HDLの体積流量は、約14,045m/時間である。以下は、追加の例示的な仕様及び計算である:
○低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバは、5℃の温度で低密度の液体及び高密度の液体を貯蔵し得る。
○低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された低位側の標高のリザーバは、深海水と同じ温度、又は約2℃~4℃の液体を貯蔵するものとする。
○本実施例は、高位側の標高の領域内に移送される低密度の液体及び/又は高密度の液体の温度が表面水温と同じ温度であるものとし、このことは、中庸の仮定である。本実施例における地表水温は、30℃であるものとする。
○高密度の液体の比熱容量は、3.9J/g℃である
○液体ノルマルブタンの比熱容量は、2.275J/g°Kである
○海水の比熱容量は、4J/g°Kである
○高密度の液体の密度は、1立方メートル当たり1030kgである
○低密度の液体の密度は、1立方メートル当たり573kgである
○海水の密度は、1立方メートル当たり1030kgである
○最大電力容量時の低密度の液体の総体積流量は、14,045m/時間である
○最大電力容量時の高密度の液体の総体積流量は、14,045m/時間である
○最大電力容量時の低密度の液体の総質量流量は、1時間当たり8,048メートルトンである
○最大電力容量時の高密度の液体の総質量流量は、1時間当たり14,466メートルトンである
○最大電力容量流量時の低密度の液体の総熱容量は、1時間当たり1°K当たり18,309MJである
○最大電力容量流量時の高密度の液体の総熱容量は、1時間当たり1°K当たり56,417MJである
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する高密度の液体の部分の体積流量は、4,558m/時間である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する高密度の液体の部分を含む高密度の液体の総流動の割合は、32.45%である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分の体積流量は、9,487m/時間である
○低密度の液体と同じ総熱容量を有する部分を超える高密度の液体の部分を含む高密度の液体の総流動の割合は、67.55%である
○充電中の最大電力容量時の深海冷却水の総体積流量は、9,250m/時間である
●以下は、図138を参照として使用して、本実施例の例示的な簡略化された流れの概要を有する表である。
For example, some embodiments may involve heat exchanging only a portion of the high-density liquid with a low-density liquid transferred into an opposing reservoir. To allow only a portion of the high-density liquid to be heat exchanged with the low-density liquid, the high-density liquid may be split into two or more streams, for example, during storage or charging. One of the streams may contain a flow rate of high-density liquid such that the total heat capacity of the stream is approximately the same as the total heat capacity of the low-density liquid, which may allow the low-density liquid and the high-density liquid to be heat exchanged with virtually complete heat recovery. The other high-density liquid stream may contain a portion of high-density liquid that exceeds the portion having the same total heat capacity as the low-density liquid. The other high-density liquid stream may be heat exchanged with "cold" deep seawater. After heat exchange with the low-density liquid, "cold" deep seawater, or both, the two high-density liquid streams may be combined. When the system is in the process of storing or "charging," the two streams can be transferred to a higher elevation reservoir designed to store both low density and high density liquids. An example of this embodiment can be seen in Figures 138 and 139. An exemplary example of this embodiment is described further below.
In this example, Figure 138 is used as a reference. "1" may represent a higher elevation reservoir designed to store both low and high density liquids. "2" may include a low density liquid transferred between the higher elevation reservoir and a heat exchanger. "3" may represent a heat exchanger that facilitates heat transfer between the low and high density liquids. "4" may represent a low density liquid transferred between a heat exchanger and a pump/generator or a hydropower recovery turbine (HPRT). "5" may represent a pump/generator or a hydropower recovery turbine (HPRT). "6" may represent a low density liquid transferred between a pump/generator and a lower elevation reservoir. "7" may represent a lower elevation reservoir designed to store both low and high density liquids. "8" may represent a high density liquid transferred between a lower elevation reservoir and a higher elevation region. "9" may represent a liquid flow divider that splits the high density liquid flow into two liquid streams (but may represent a flow merger during discharge). "10" may represent a high density liquid stream having a total heat capacity approximately equal to that of the low density liquid, and may represent the high density liquid transferred between the flow divider and a low density liquid-high density liquid heat exchanger. "11" may represent a high density liquid transferred between a low density liquid-high density liquid heat exchanger and a flow merger (but may represent a flow merger during discharge). "12" may represent a high density liquid stream transferred between a flow divider and a cooling heat exchanger. "13" may represent a cooling heat exchanger that may exchange cold deep seawater with the high density liquid. "14" may represent high density liquid transferred between the cooling heat exchanger and the flow combiner. "15" may represent the flow combiner (but may represent a flow combiner during discharge). "16" may represent "cold" high density liquid transferred between the flow combiner and a higher elevation reservoir designed to store both low density and high density liquids. "17" may represent "warm" cooling liquid or "warm" deep sea water returned to the ocean after heat exchange. "18" may represent "cold" cooling liquid or "cold" deep sea water transferred to the heat exchanger as a cooling medium. "21" may represent a cooling source or thermal management system, or combination thereof, to provide additional cooling or thermal management, if needed, to the higher elevation reservoir, or low density liquid, or high density liquid, or combination thereof. "22" may represent heat transfer between a cooling source or thermal management system or combination thereof and a higher elevation reservoir or low density liquid or high density liquid or combination thereof.
An exemplary implementation of this embodiment may be a 50 MW (maximum power), 600 MWh (maximum storage capacity) system with a lower elevation reservoir in 3,000 meters of water depth and a floating higher elevation region. The low density liquid may include n-butane, and the higher density liquid may include seawater or an aqueous solution having a density similar to seawater. The energy density of the LDL replacing the HDL is approximately 3.56 kWh/m 3 , which may correspond to a 600 MWh energy storage system with the upper elevation reservoir and the lower elevation reservoir each having a liquid storage capacity of approximately 167,888 m 3 . At a total power capacity of 50 MW, the volumetric flow rate of the LDL is approximately 14,045 m 3 /hr, and the volumetric flow rate of the HDL is approximately 14,045 m 3 /hr. Below are additional exemplary specifications and calculations:
o High elevation reservoirs designed to store both low density and high density liquids can store low density and high density liquids at temperatures of 5°C.
Lower elevation reservoirs designed to store both low-density and high-density liquids shall store liquids at the same temperature as deep seawater, or approximately 2°C to 4°C.
In this example, the temperature of the low-density liquid and/or high-density liquid transported into the higher elevation region is assumed to be the same as the surface water temperature, which is a moderate assumption. In this example, the surface water temperature is assumed to be 30°C.
○ The specific heat capacity of the high density liquid is 3.9 J/g°C. ○ The specific heat capacity of liquid normal butane is 2.275 J/g°K. ○ The specific heat capacity of seawater is 4 J/g°K. ○ The density of the high density liquid is 1030 kg per cubic meter. ○ The density of the low density liquid is 573 kg per cubic meter. ○ The density of seawater is 1030 kg per cubic meter. ○ The total volumetric flow rate of the low density liquid at maximum power capacity is 14,045 m3 /hour. ○ The total volumetric flow rate of the high density liquid at maximum power capacity is 14,045 m3 /hour. ○ The total mass flow rate of the low density liquid at maximum power capacity is 8,048 metric tons per hour. ○ The total mass flow rate of the high density liquid at maximum power capacity is 14,466 metric tons per hour. ○ The total heat capacity of the low density liquid at maximum power capacity is 18,309 MJ per degree K per hour. ○ The total heat capacity of the high density liquid at maximum power capacity flow rate is 56,417 MJ per °K per hour ○ The volumetric flow rate of the portion of the high density liquid having the same total heat capacity as the low density liquid is 4,558 m 3 /hour ○ The percentage of the total flow of the high density liquid, including the portion of the high density liquid having the same total heat capacity as the low density liquid, is 32.45% ○ The volumetric flow rate of the portion of the high density liquid beyond the portion having the same total heat capacity as the low density liquid, is 9,487 m 3 /hour ○ The percentage of the total flow of the high density liquid, including the portion of the high density liquid beyond the portion having the same total heat capacity as the low density liquid, is 67.55% ○ The total volumetric flow rate of the deep sea cooling water at maximum power capacity during charging is 9,250 m 3 /hour ● Below is a table with an exemplary simplified flow overview of this example, using Figure 138 as a reference.

留意されたい:上記の表に示されたいくつかの温度は、パイプを通した伝達を経た温度変化を予測するのではなく、周囲温度を温度の中庸の推定値として反映し得る。 Please note: Some temperatures shown in the table above may reflect ambient temperatures as a conservative estimate of temperature, rather than predicting temperature changes via transmission through pipes.

留意されたい:上記の表に示された温度のうちのいくつかは、熱交換器における熱伝達のための必要な温度差を反映しない場合がある。 Please note: Some of the temperatures shown in the table above may not reflect the required temperature difference for heat transfer in the heat exchanger.

いくつかの実施形態では、半加圧タンクが、採用され得る。冷却のために冷温の深海水を採用するいくつかの実施形態では、低密度の液体が冷温の深海水の温度未満の大気圧沸点温度を有することに起因して、半加圧タンクが採用され得る。例えば、n-ブタンは、大気圧で-1℃~1℃の沸点を有し得、冷温の深海水は、海洋表面への移送後に約5℃であり得る。5℃において、n-ブタンは、約1.2気圧の蒸気圧を有する。半加圧タンクは、1.2気圧以上の設計圧力を有し得る。 In some embodiments, semi-pressurized tanks may be employed. In some embodiments employing cold deep-sea water for cooling, semi-pressurized tanks may be employed due to the low density liquid having an atmospheric boiling point temperature below the temperature of cold deep-sea water. For example, n-butane may have a boiling point of -1°C to 1°C at atmospheric pressure, and cold deep-sea water may be approximately 5°C after transport to the ocean surface. At 5°C, n-butane has a vapor pressure of approximately 1.2 atmospheres. Semi-pressurized tanks may have a design pressure of 1.2 atmospheres or greater.

いくつかの実施形態では、「加熱される」又は「加熱する」は、ある標高における液体の温度を上昇させ、所望の温度になると、当該液体を異なる標高に移送することを包含し得る。同様に、いくつかの実施形態では、「冷却される」又は「冷却する」は、ある標高における液体の温度を低下させ、所望の温度になると、当該液体を異なる標高に移送することを包含し得る。例えば、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに移送された低密度の液体は、低位側の標高のリザーバに移送される前又は間に、高位側の標高の領域で加熱され得る。例えば、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに移送された高密度の液体は、低位側の標高のリザーバに移送される前又は間に、高位側の標高の領域で加熱され得る。例えば、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送された低密度の液体は、高位側の標高のリザーバに移送される前又は間に、低位側の標高の領域で冷却され得る。例えば、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送された高密度の液体は、高位側の標高のリザーバに移送される前又は間に、低位側の標高の領域で加熱され得る。 In some embodiments, "heated" or "heating" may include increasing the temperature of a liquid at an elevation and transferring the liquid to a different elevation once the desired temperature is reached. Similarly, in some embodiments, "cooled" or "cooling" may include decreasing the temperature of a liquid at an elevation and transferring the liquid to a different elevation once the desired temperature is reached. For example, a low-density liquid transferred from a reservoir at a higher elevation to a reservoir at a lower elevation may be heated in the higher elevation region before or during transfer to the reservoir at the lower elevation. For example, a high-density liquid transferred from a reservoir at a higher elevation to a reservoir at a lower elevation may be heated in the higher elevation region before or during transfer to the reservoir at the lower elevation. For example, a lower density liquid transferred from a lower elevation reservoir to a higher elevation reservoir may be cooled in the lower elevation region before or during transfer to the higher elevation reservoir. For example, a higher density liquid transferred from a lower elevation reservoir to a higher elevation reservoir may be heated in the lower elevation region before or during transfer to the higher elevation reservoir.

いくつかの実施形態では、「加熱される」又は「加熱する」は、ある標高における液体の温度を上昇させ、当該液体を、同様の若しくは同じ標高のリザーバ内に、又は同じ標高領域内に移送することを包含し得る。同様に、いくつかの実施形態では、「冷却される」又は「冷却する」は、ある標高における液体の温度を上昇させ、当該液体を、同様の若しくは同じ標高のリザーバ内に、又は同じ標高領域内に移送することを包含し得る。いくつかの実施形態では、冷却又は加熱又はその両方は、リザーバ内で行われ得るか、又はリザーバに直接適用され得る。 In some embodiments, "heated" or "heating" can include increasing the temperature of a liquid at an elevation and transferring the liquid into a reservoir at a similar or same elevation or within the same elevation region. Similarly, in some embodiments, "cooled" or "cooling" can include increasing the temperature of a liquid at an elevation and transferring the liquid into a reservoir at a similar or same elevation or within the same elevation region. In some embodiments, the cooling or heating or both can occur within the reservoir or can be applied directly to the reservoir.

いくつかの実施形態では、加熱又は冷却又はその両方は、異なる標高で、又はほぼ同じ標高で、又はリザーバ内で、又はリザーバに直接適用されて、又はそれらの組み合わせで行われ得る。 In some embodiments, heating or cooling, or both, may occur at different elevations, at approximately the same elevation, within the reservoir, or applied directly to the reservoir, or a combination thereof.

「充電状態」は、エネルギー貯蔵システムの総合の実際的又は設計エネルギー貯蔵容量に対するエネルギー貯蔵システムに貯蔵されたエネルギーの量を含み得る。いくつかの実施形態では、充電状態は、高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体の割合によって定義され得る。 "State of charge" may include the amount of energy stored in an energy storage system relative to the total actual or design energy storage capacity of the energy storage system. In some embodiments, the state of charge may be defined by the percentage of low-density liquid in the upper elevation reservoir.

注記
●いくつかの実施形態では、より高密度の液体は、高位側の標高のリザーバ内の圧力におけるより低密度の液体の沸点よりも低い凝固点を有し得る。いくつかの実施形態では、高密度の液体は、海水(seawater)又は海水(ocean water)と同様の密度又は実際的に同じ密度を有する液体を含み得る。海水、又は海水と同様の塩濃度を有する溶液は、いくつかの低密度の液体にとって十分に低い凝固点を有し得、例えば、n-ブタンは、海水の凝固点を超える、大気圧での沸点温度を有する。いくつかの実施形態では、高密度の液体は、海水の凝固点よりも低い凝固点を有し得る。例えば、海水よりも低い凝固点は、海水と同様の密度及び海水よりも低い凝固点を有する溶液を作成するために、水又は水溶液に不凍添加剤を添加することによって達成され得る。不凍添加剤としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:水溶性有機化合物、塩、グリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、グリセロール、ポリオール、又はイソプロパノール。例えば、海水よりも低い凝固点は、海水よりも低密度及び/又は高密度である不凍添加剤を、水と組み合わせて、海水と同様の密度及び海水よりも低い凝固点を有する溶液を作成することによって達成され得る。不凍添加剤としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:水溶性有機化合物、塩、グリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、グリセロール、ポリオール、又はイソプロパノール。
●液体流量の変化中に非圧縮性の液体系で発生する可能性がある油圧ラムを最小化又は防止するためのシステムが、採用され得る。油圧ラムを補償又は最小化するためのシステム及び方法としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない:過圧タンク、又は充填タンク、又は加圧ガス補償、又は給水塔、又は液体タワー、又は重力タワー、又は膨張タンク、又は当技術分野で知られているシステム及び方法。
●いくつかの実施形態では、高密度の液体が、高密度の液体の粘度を低下させる添加剤を含有することが望ましい場合がある。例えば、エタノール、メタノール、又はプロパノールを、水よりも大密度を有する添加剤に加えて添加して、水よりも大密度を有する添加剤のみを有する溶液よりも低粘度、又は海水よりも低粘度、又はそれらの組み合わせを有する溶液を作成し得る。
●いくつかの実施形態は、海中ポンプ又は海中発電機又はその両方又はそれらの組み合わせを採用し得る。海中ポンプ又は海中発電機又はその両方又はそれらの組み合わせは、例えば、海中ケーブルを採用するいくつかの実施形態では、望ましい場合がある。
●いくつかの実施形態は、高密度の液体を熱貯蔵媒体として採用し得る。
●いくつかの実施形態は、熱交換において高密度の液体を低密度の液体と直接接触させる熱交換器を採用し得る。熱交換において高密度の液体を低密度の液体と直接接触させることは、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されない結果となり得る:熱交換中に必要とされる熱交換器温度差を低減すること、又はエネルギー効率を増加させること、又は熱交換器の資本コストを低減すること、又は熱交換器の必要とされるサイズを低減すること、又は圧力損失を低減すること、又は往復エネルギー効率を改善すること、又は寄生荷重を低減すること。
●いくつかの実施形態では、高密度の液体は、システムの様々な箇所で低密度の液体と直接接触し得る。例えば、いくつかの実施形態では、高密度の液体は、低位側の標高のリザーバ内、又は高位側の標高のリザーバ内、又はそれらの組み合わせの低密度の液体と直接接触する。例えば、いくつかの実施形態では、熱貯蔵媒体は、高密度の液体と同じ組成物を含み得るか、又は高密度の液体を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体と高密度の液体との間の熱交換は、高密度の液体と低密度の液体とを直接接触させることを包含し得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体と高密度の液体との間の熱交換は、高密度の液体と低密度の液体とを直接混合及び直接分離することを包含し得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体と熱貯蔵媒体との間の熱交換は、熱貯蔵媒体と低密度の液体とを直接接触させることを包含し得る。
●いくつかの実施形態は、2つ以上の低密度の液体のパイプ若しくはライザー、及び/又は2つ以上の高密度の液体のパイプ若しくはライザーを採用し得る。2つ以上のパイプ又はライザーを採用することは、いくつかの実施形態では、例えば、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないことに起因して、望ましい場合がある:設置コストを削減すること、設置能力を一致させること、設置能力の制限、CAPEXを低減すること、冗長性、耐用年数を増加させること、2つ以上の低位側の標高タンクと接続すること、2つ以上の高位側の標高のタンクと接続すること、2つ以上のポンプ又は発電機又はそれらの組み合わせに接続すること。
●いくつかの実施形態では、低密度の液体及び高密度の液体は、同じタンクの少なくとも一部分内の低位側の標高のリザーバ及び高位側の標高のリザーバに貯蔵され得る。例えば、蓄電又は「充電」中、LDLは、低位側の標高のリザーバ内のHDLを置換し得、HDLは、高位側の標高のリザーバ内のLDLを置換し得る。例えば、発電又は「放電」中、HDLは、低位側の標高のリザーバ内のLDLを置換し得、HDLは、高位側の標高のリザーバ内のLDLを置換し得る。
●いくつかの実施形態では、高位側の標高のリザーバ内のLDLは、低沸点の低密度の液体を含み得、又は高位側の標高のリザーバ内のいくつかの周囲温度未満の温度での冷却、又はこの温度で貯蔵されることを必要とし得る。同じタンクの少なくとも一部分内で、低位側の標高のリザーバ及び高位側の標高のリザーバ内に低密度の液体及び高密度の液体が貯蔵される実施形態などの、いくつかの実施形態では、HDLが熱貯蔵又は熱貯蔵媒体の形態として機能することが望ましい場合がある。例えば、発電又は「放電」中、高位側の標高のリザーバを出る「冷温」のHDLは、高位側の標高のリザーバに入る「暖温」のLDLと熱交換され、「冷温」のLDLは、高位側の標高のリザーバに入り、「暖温」のHDLは、低位側の標高のリザーバに移送される結果となり得る。
●いくつかの実施形態では、蓄電(充電)又は発電(放電)中、高位側の標高の領域及び低位側の標高の領域に出入りするLDL及びHDLの体積は同じ又は同様であり得るが、HDL及びLDLの密度及び比熱容量は異なり得ることに留意することが重要である。例えば、HDLは、LDLよりも大密度及び/又はより大比熱容量を有し得る。HDLは、同じ体積の液体に対してLDLよりも大きい総熱容量を有し得る。等体積のHDLとLDLとを熱交換することは、LDLの温度変化がHDLよりも大きい結果となり得、不完全な熱回収の結果となり得る。HDLの出入り、又はLDLの出入りから熱をより効率的に回収するために採用され得る複数の構成がある。当該構成として、以下にまとめられた以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:
○いくつかの実施形態では、HDLの一部分のみが、高位側の標高のリザーバと低位側の標高のリザーバとの間でのLDL及びHDLの移送中に、LDLと熱交換される。当該部分は、HDLの当該部分と熱交換されたLDLの総熱容量と同様の又は同じ総熱容量を有する量のHDLを含み得る。
○いくつかの実施形態では、HDLの一部分のみが、高位側の標高のリザーバと低位側の標高のリザーバとの間でのLDL及びHDLの移送中に、LDLと熱交換される。HDLの他の部分は、補助熱貯蔵と熱交換され得る。HDLの当該「部分」と「他の部分」又はHDLとは、高位側の標高の部分から低位側の標高の部分への移送の前又は間に、1つ以上の同じパイプ内に合流され得る。
○いくつかの実施形態では、HDLの一部分のみが、高位側の標高のリザーバと低位側の標高のリザーバとの間でのLDL及びHDLの移送中に、LDLと熱交換される。
・蓄電又は「充電」中、HDLの当該部分は、熱交換後に「冷温」のHDLの貯蔵タンク内に貯蔵され得る。当該「冷温」のHDLの貯蔵タンクは、ある体積の「冷温」のHDLを、HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計されたタンクに移送し得る。HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計されたタンク内に移送された当該体積の「冷温」のHDLは、HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計された当該タンクを出るLDLの体積とほぼ同じ体積のHDLを含み得る。HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計されたタンク内に移送された当該体積の「冷温」のHDLは、HDLの当該「部分」におけるHDLの体積よりも大きい体積のHDLを含み得る。高位側の標高及び低位側の標高のリザーバ間のLDL及びHDLの移送中にLDLと熱交換されないHDLを含み得る、HDLの他の部分は、「暖温」のHDLの貯蔵タンク内に貯蔵され得る。
・発電又は「放電」中、ある体積の「冷温」のHDLが、HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計された当該タンクから、当該「冷温」のHDLの貯蔵タンクに移送され得、かつ/又は同等の体積のLDLが、HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計された当該タンクに入り得る。HDLの一部分が、当該「冷温」のHDLの貯蔵タンクから移送され、HDL及びLDLの両方を貯蔵するように設計された当該タンク内への当該LDLの移送の前又は間に、LDLと熱交換される。加えて、「HDLの他の部分」を表すHDLが、当該「暖温」のHDLの貯蔵タンクから移送されてもよい。HDLの当該「部分」と「他の部分」又はHDLとは、高位側の標高の部分から低位側の標高の部分への移送の前又は間に、1つ以上の同じパイプ内に合流され得る。
●電気は、貯蔵された、又は生成された、又は移送された、又はそれらの組み合わせの仕事の実施例として提供され得る。所望する場合、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない、他の形態の仕事が、貯蔵又は生成又は移送され得る:油圧仕事、又は空気圧仕事、又は機械仕事。
●高密度の液体の密度が、低位側の標高のリザーバの周囲の水の密度と実際的に同じである場合、低位側の標高のリザーバの内部の圧力は、当該低位側の標高のリザーバの外側の、又はこのリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する圧力に近いか、又は実際的に同じであり得る。
●いくつかの実施形態では、HDLは、熱貯蔵媒体を含み得る。
●いくつかの実施形態は、直接接触熱交換器を採用し得る。例えば、低密度の液体が高密度の液体に不溶性であるか、又は完全に飽和する場合、低密度の液体及び高密度の液体は、熱交換中に直接接触し得る。直接接触熱交換は、複数の利点を有し得、これらの利点としては、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:より低い熱交換デルタT、又はより低いCAPEX、又はより大きいエネルギー効率、又はより少ない腐食か、又はより小さい表面、又はより少ない汚染付着、又はより低い圧力降下。
●可能な直接接触器熱交換器は、高密度の液体の入力、高密度の液体の出力、低密度の液体の入力、及び低密度の液体の出力を含むカラムを包含し得る。低密度の液体の入力は、カラムの下部の近くに位置し得る。高密度の液体の入力は、カラムの上部の近くに位置し得る。低密度の液体の出力は、カラムの上部の近くに位置し得る。高密度の液体の出力は、カラムの下部の近くに位置し得る。例えば、低密度の液体は、カラムの下部の近くに入り、カラムの上部に浮揚し得る。例えば、高密度の液体は、カラムの上部の近くに入り、カラムの下部に沈降し得る。低密度の液体の浮揚中及び高密度の液体の沈降中、低密度の液体及び高密度の液体は、熱交換し得、熱伝達が、起こり得る。所望する場合、カラムは、梱包材を含み得る。所望する場合、カラムは、攪拌を含み得る。所望する場合、1つのカラム又は2つ以上のカラムが、採用され得る。
●いくつかの実施形態では、水和物形成に必要とされる圧力に近いか、又はこの圧力以上の総圧力を有する環境内で、相対的に高い温度で低密度の液体及び高密度の液体を貯蔵することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、当該相対的に高い温度は、水和物形成温度を超える温度を含み得る。いくつかの実施形態では、水和物形成に必要とされる圧力に近いか、又はこの圧力以上の総圧力を有する当該環境は、低位側の標高のリザーバ、又はパイプ、又はそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方を、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに当該低密度の液体又は高密度の液体を移送する前、又は間、又は後に、当該相対的に高い温度に加熱することが望ましい場合がある。加熱された低密度の液体及び/又は高密度の液体を、水和物形成を防止するか、又は安全な液体処理を可能にするか、又は直接液体-液体接触を可能にする、又はそれらの組み合わせのために水和物形成に必要とされる圧力に近いか、又はこの圧力以上の総圧力で採用することが望ましい場合がある。例えば、タンク、パイプ、及び/又は他の機器は、熱損失若しくは「冷温」損失を最小化し、かつ/又は加熱及び/若しくは冷却の寄生負荷を低減するための絶縁の少なくとも一部分を含むことが望ましい場合があり得る。いくつかの実施形態では、移送中の低密度の液体及び高密度の液体を向流熱交換させるか、又は別様に熱交換させて、熱及び「冷温」の回収を可能にし、かつ加熱及び/又は冷却の寄生エネルギー需要を最小化することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、高温及び/又は低温の補助熱貯蔵を採用することが望ましい場合がある。
Notes: In some embodiments, the denser liquid may have a freezing point lower than the boiling point of the less dense liquid at the pressure in the higher elevation reservoir. In some embodiments, the denser liquid may include seawater or a liquid having a density similar to or virtually the same as ocean water. Seawater, or a solution with a similar salt concentration to seawater, may have a freezing point low enough for some low-density liquids; for example, n-butane has a boiling point temperature at atmospheric pressure above the freezing point of seawater. In some embodiments, the denser liquid may have a freezing point lower than that of seawater. For example, a freezing point lower than that of seawater may be achieved by adding an antifreeze additive to water or an aqueous solution to create a solution with a similar density and a lower freezing point than seawater. Antifreeze additives may include one or more or combinations of the following, but are not limited to: water-soluble organic compounds, salts, glycols, ethylene glycol, propylene glycol, methanol, ethanol, glycerol, polyols, or isopropanol. For example, a lower freezing point than seawater may be achieved by combining an antifreeze additive that is less dense and/or more dense than seawater with water to create a solution that has a similar density and a lower freezing point than seawater. The antifreeze additive may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: water soluble organic compounds, salts, glycols, ethylene glycol, propylene glycol, methanol, ethanol, glycerol, polyols, or isopropanol.
Systems may be employed to minimize or prevent hydraulic ram that can occur in incompressible liquid systems during changes in liquid flow rate. Systems and methods for compensating for or minimizing hydraulic ram include, but are not limited to, one or more or combinations of the following: overpressure tanks, or charged tanks, or pressurized gas compensation, or water towers, or liquid towers, or gravity towers, or expansion tanks, or systems and methods known in the art.
In some embodiments, it may be desirable for the dense liquid to contain an additive that reduces the viscosity of the dense liquid. For example, ethanol, methanol, or propanol may be added in addition to an additive having a density greater than water to create a solution that has a lower viscosity than a solution having only an additive having a density greater than water, or a lower viscosity than seawater, or a combination thereof.
Some embodiments may employ subsea pumps or subsea generators or both or a combination thereof. Subsea pumps or subsea generators or both or a combination thereof may be desirable in some embodiments, for example, employing subsea cables.
• Some embodiments may employ a high density liquid as the heat storage medium.
Some embodiments may employ a heat exchanger that directly contacts a higher density liquid with a lower density liquid in a heat exchange. Directly contacting a higher density liquid with a lower density liquid in a heat exchange may result in one or more or a combination of, but not limited to, reducing the heat exchanger temperature differential required during the heat exchange, or increasing energy efficiency, or reducing the capital cost of the heat exchanger, or reducing the required size of the heat exchanger, or reducing pressure drop, or improving round trip energy efficiency, or reducing parasitic loads.
In some embodiments, the higher density liquid may be in direct contact with the lower density liquid at various points in the system. For example, in some embodiments, the higher density liquid is in direct contact with the lower density liquid in a lower elevation reservoir, a higher elevation reservoir, or a combination thereof. For example, in some embodiments, the thermal storage medium may have the same composition as the higher density liquid, or may include the higher density liquid. For example, in some embodiments, heat exchange between the lower density liquid and the higher density liquid may involve direct contacting of the higher density liquid with the lower density liquid. For example, in some embodiments, heat exchange between the lower density liquid and the higher density liquid may involve direct mixing and direct separation of the higher density liquid and the lower density liquid. For example, in some embodiments, heat exchange between the lower density liquid and the thermal storage medium may involve direct contacting of the thermal storage medium with the lower density liquid.
Some embodiments may employ two or more low density liquid pipes or risers and/or two or more high density liquid pipes or risers. Employing two or more pipes or risers may be desirable in some embodiments due to, for example, one or more or a combination of the following, including but not limited to, reducing installation costs, matching installation capacity, installation capacity limitations, reducing CAPEX, redundancy, increasing service life, connecting to two or more lower elevation tanks, connecting to two or more higher elevation tanks, connecting to two or more pumps or generators, or a combination thereof.
In some embodiments, low-density liquid and high-density liquid may be stored in a lower elevation reservoir and a higher elevation reservoir within at least a portion of the same tank. For example, during power storage or "charging," LDL may replace HDL in the lower elevation reservoir, and HDL may replace LDL in the higher elevation reservoir. For example, during power generation or "discharging," HDL may replace LDL in the lower elevation reservoir, and HDL may replace LDL in the higher elevation reservoir.
In some embodiments, the LDL in the higher elevation reservoir may contain a low-boiling, low-density liquid or may require cooling or storage at a temperature some distance below ambient temperature in the higher elevation reservoir. In some embodiments, such as those in which low-density and high-density liquids are stored in lower and higher elevation reservoirs within at least a portion of the same tank, it may be desirable for the HDL to function as a form of heat storage or heat storage medium. For example, during power generation or "discharge,""cold" HDL exiting the higher elevation reservoir may be heat exchanged with "warm" LDL entering the higher elevation reservoir, resulting in the "cold" LDL entering the higher elevation reservoir and the "warm" HDL being transferred to the lower elevation reservoir.
● In some embodiments, during energy storage (charging) or generation (discharging), the volumes of LDL and HDL entering and leaving the higher elevation region and the lower elevation region may be the same or similar, but it is important to note that the densities and specific heat capacities of HDL and LDL may differ. For example, HDL may have a higher density and/or a higher specific heat capacity than LDL. HDL may have a higher total heat capacity than LDL for the same volume of liquid. Exchanging heat between equal volumes of HDL and LDL may result in a larger temperature change in the LDL than in the HDL, resulting in incomplete heat recovery. There are several configurations that can be employed to more efficiently recover heat from the entry and exit of HDL or from the entry and exit of LDL. Such configurations may include, but are not limited to, one or more or combinations of the following summarized below:
In some embodiments, only a portion of the HDL is heat exchanged with the LDL during transfer of the LDL and HDL between the higher elevation reservoir and the lower elevation reservoir, and that portion may include an amount of HDL having a total heat capacity similar to or the same as the total heat capacity of the LDL exchanged with that portion of HDL.
In some embodiments, only a portion of the HDL is heat exchanged with the LDL during the transfer of the LDL and HDL between the higher elevation reservoir and the lower elevation reservoir. Another portion of the HDL may be heat exchanged with the auxiliary heat storage. This "portion" of HDL and the "other portion" or HDL may be combined in the same pipe or pipes before or during the transfer from the higher elevation portion to the lower elevation portion.
In some embodiments, only a portion of the HDL is heat exchanged with the LDL during transfer of the LDL and HDL between the higher elevation reservoir and the lower elevation reservoir.
During storage or "charging," the portion of HDL may be stored in a "cold" HDL storage tank after heat exchange. The "cold" HDL storage tank may transfer a volume of "cold" HDL to a tank designed to store both HDL and LDL. The volume of "cold" HDL transferred into a tank designed to store both HDL and LDL may contain approximately the same volume of HDL as the volume of LDL exiting the tank designed to store both HDL and LDL. The volume of "cold" HDL transferred into a tank designed to store both HDL and LDL may contain a volume of HDL greater than the volume of HDL in the "portion" of HDL. Another portion of the HDL, which may include HDL that is not heat exchanged with LDL during transfer of LDL and HDL between the higher elevation and lower elevation reservoirs, may be stored in a "warm" HDL storage tank.
During power generation or "discharge," a volume of "cold" HDL may be transferred from the tank designed to store both HDL and LDL to the "cold" HDL storage tank, and/or an equivalent volume of LDL may enter the tank designed to store both HDL and LDL. A portion of HDL may be transferred from the "cold" HDL storage tank and heat exchanged with LDL before or during transfer of the LDL into the tank designed to store both HDL and LDL. Additionally, HDL representing "another portion of HDL" may be transferred from the "warm" HDL storage tank. This "portion" and the "other portion" or HDL may be combined in the same pipe or pipes before or during transfer from a higher elevation to a lower elevation.
Electricity may be provided as an example of work that is stored, generated, or transferred, or a combination thereof. If desired, other forms of work may be stored, generated, or transferred, including, but not limited to, one or more or a combination of the following: hydraulic work, or pneumatic work, or mechanical work.
If the density of the high density liquid is practically the same as the density of the water surrounding the lower elevation reservoir, the pressure inside the lower elevation reservoir can be close to or practically the same as the pressure outside, surrounding, or adjacent to the lower elevation reservoir.
• In some embodiments, the HDL may include a heat storage medium.
Some embodiments may employ direct contact heat exchangers. For example, if the lower density liquid is insoluble in or completely saturated with the higher density liquid, the lower density liquid and the higher density liquid may be in direct contact during heat exchange. Direct contact heat exchange may have multiple advantages, which may include, but are not limited to, one or more or a combination of the following: lower heat exchange delta T, or lower CAPEX, or greater energy efficiency, or less corrosion, or smaller surface, or less fouling buildup, or lower pressure drop.
A possible direct contactor heat exchanger may include a column including a high density liquid input, a high density liquid output, a low density liquid input, and a low density liquid output. The low density liquid input may be located near the bottom of the column. The high density liquid input may be located near the top of the column. The low density liquid output may be located near the top of the column. The high density liquid output may be located near the bottom of the column. For example, the low density liquid may enter near the bottom of the column and float to the top of the column. For example, the high density liquid may enter near the top of the column and settle to the bottom of the column. During the flotation of the low density liquid and the settling of the high density liquid, the low density liquid and the high density liquid may exchange heat, and heat transfer may occur. If desired, the column may include packaging. If desired, the column may include agitation. If desired, one column or two or more columns may be employed.
In some embodiments, it may be desirable to store low-density liquids and high-density liquids at relatively high temperatures in an environment having a total pressure near or above the pressure required for hydrate formation. In some embodiments, the relatively high temperature may include a temperature above the hydrate formation temperature. In some embodiments, the environment having a total pressure near or above the pressure required for hydrate formation may include a lower-elevation reservoir, or a pipe, or a combination thereof. In some embodiments, it may be desirable to heat the low-density liquid, the high-density liquid, or both to the relatively high temperature before, during, or after transferring the low-density liquid or the high-density liquid from a higher-elevation reservoir to a lower-elevation reservoir. It may be desirable to employ the heated low-density liquid and/or the high-density liquid at a total pressure near or above the pressure required for hydrate formation to prevent hydrate formation, enable safe liquid handling, enable direct liquid-liquid contact, or a combination thereof. For example, it may be desirable for tanks, pipes, and/or other equipment to include at least a portion of insulation to minimize heat or "cold" losses and/or reduce parasitic heating and/or cooling loads. In some embodiments, it may be desirable to have low density liquids and high density liquids in countercurrent heat exchange or otherwise exchange heat during transport to enable heat and "cold" recovery and minimize parasitic heating and/or cooling energy demands. In some embodiments, it may be desirable to employ high temperature and/or low temperature auxiliary thermal storage.

例示的な図の説明
図140A:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、動力交換器(圧力交換器、又はエネルギー回収デバイス若しくはユニット、又は動力回収デバイス若しくはユニットとも呼ばれ得る)を採用する実施形態を示し得る。本実施形態では、動力交換器は、低位側の標高のリザーバの近くの低位側の標高の領域に位置し得る。動力交換器は、低密度の液体流から水力の一部分を回収し、回収された水力の一部分を高密度の液体流に伝達し得る。例えば、動力交換器は、低密度の液体流上のタービン若しくはポンプ若しくは圧力交換器(「5」)、機械的な、若しくは油圧による、若しくは空気圧による、若しくは電気的な動力伝達方法(「10」)、及び/又は高密度の液体流上のタービン若しくはポンプ若しくは圧力交換器(「5」)を含み得る。例えば、本図において、動力交換器は、低密度の液体流から高密度の液体流に十分な動力又は圧力を伝達して、高密度の液体流に十分な圧力を印加して、高密度の液体流が低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへの高密度の液体の移送における圧力差又は圧力降下又は圧力損失に打ち勝つことを可能にし得る(「12」)。例えば、本図において、動力交換器は、低位側の標高のリザーバ(「7」)が相対的に安定した若しくは一定の圧力のままとなるか、又は低位側の標高のリザーバの圧力の変化を最小化したままとなることを可能にしながら、低密度の液体と高密度の液体との間の圧力伝達又は動力伝達を提供し得る。本図は、動力が、回収され、かつ低密度の液体から高密度の液体流に伝達され得ること、又は動力が、回収され、かつ高密度の液体から低密度の液体流に伝達され得ること、又はそれらの組み合わせを示し得る。本図は、低位側の標高のリザーバ(「7」)に接続された圧力均衡装置及び/又は圧力センサ(「8」)を有する実施形態を示し得る。本図は、熱管理された、又は冷却された、又は冷蔵された、又はそれらの組み合わせの(「14」及び「15」)、低密度の液体の高位側の標高のリザーバ(「1」)を示し得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。
ILLUSTRATIVE DIAGRAM DESCRIPTIONS FIG. 140A: The embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment employing a power exchanger (which may also be referred to as a pressure exchanger, or an energy recovery device or unit, or a power recovery device or unit). In this embodiment, the power exchanger may be located in a lower elevation region near a lower elevation reservoir. The power exchanger may recover a portion of hydraulic power from the lower density liquid stream and transfer the recovered portion of hydraulic power to the higher density liquid stream. For example, the power exchanger may include a turbine or pump or pressure exchanger ("5") on the lower density liquid stream, a mechanical, hydraulic, pneumatic, or electrical power transfer method ("10"), and/or a turbine or pump or pressure exchanger ("5") on the higher density liquid stream. For example, in this diagram, the power exchanger may transfer sufficient power or pressure from the low-density liquid stream to the high-density liquid stream to apply sufficient pressure to the high-density liquid stream to allow it to overcome the pressure differential or pressure drop or pressure loss in transferring the high-density liquid from the lower elevation reservoir to the higher elevation reservoir ("12"). For example, in this diagram, the power exchanger may provide pressure or power transfer between the low-density liquid and the high-density liquid while allowing the lower elevation reservoir ("7") to remain at a relatively stable or constant pressure or with minimized changes in the pressure of the lower elevation reservoir. This diagram may show that power can be recovered and transferred from the low-density liquid to the high-density liquid stream, or power can be recovered and transferred from the high-density liquid to the low-density liquid stream, or a combination thereof. The diagram may show an embodiment with a pressure balancing device and/or pressure sensor ("8") connected to a lower elevation reservoir ("7"). The diagram may show a higher elevation reservoir ("1") of low density liquid that may be thermally managed, cooled, refrigerated, or a combination thereof ("14" and "15"). The diagram may show this embodiment storing or "charging" electricity.

図140B:本図は、図140Aと同じであり得るが、水力の一部分が、蓄電又は「充電」時に、低密度の液体流から高密度の液体流に伝達され得ることを示し得る。 Figure 140B: This diagram may be the same as Figure 140A, but may show that a portion of the hydraulic power may be transferred from the low density liquid stream to the high density liquid stream upon storage or "charging."

図140C:本図は、図140Aと同じであり得るが、熱管理、又は冷却、又は冷蔵なしの、低密度の液体の高位側の標高のリザーバを示し得る。 Figure 140C: This figure may be the same as Figure 140A, but may show a higher elevation reservoir of low density liquid without thermal management, cooling, or refrigeration.

図141A:本図は、図140Aと同じであり得るが、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。いくつかの実施形態では、放電中、システムが発電又は「放電」しているときに、高密度の液体が、動力交換器(「11」)をバイパスし得、かつ/又は低密度の液体が、動力交換器(「5」)をバイパスし得る。いくつかの実施形態では、補助ポンプが、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに移送される高密度の液体に補助圧力を印加して、例えば、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバへの移送中の圧力損失又は圧力降下に打ち勝つか、又はこれを補償し得、かつ/又は低位側の標高のリザーバの内部の高密度の液体の圧力が、低位側の標高のリザーバの周囲の、又は低位側の標高のリザーバに隣接する、又は低位側の標高のリザーバの外部の、及び/又はそれらの組み合わせの圧力とほぼ同じであることを確実にし得る。本図に示されない場合がある当該補助ポンプは、高位側の標高の領域に、又は低位側の標高の領域に、又はプロセスの別の箇所に、又はそれらの組み合わせで位置し得る。 FIG. 141A: This diagram may be the same as FIG. 140A, but may show the embodiment generating or "discharging." In some embodiments, during discharge, higher density liquid may bypass the power exchanger ("11") and/or lower density liquid may bypass the power exchanger ("5") when the system is generating or "discharging." In some embodiments, an auxiliary pump may apply auxiliary pressure to the higher density liquid being transferred from the higher elevation reservoir to the lower elevation reservoir, for example, to overcome or compensate for pressure losses or drops during transfer from the higher elevation reservoir to the lower elevation reservoir, and/or to ensure that the pressure of the higher density liquid within the lower elevation reservoir is approximately the same as the pressure surrounding, adjacent to, or external to the lower elevation reservoir, and/or combinations thereof. The backing pump, which may not be shown in this diagram, may be located in the higher elevation area, the lower elevation area, elsewhere in the process, or a combination thereof.

図141B:本図は、図140Bと同じであり得るが、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。本図は、水力の一部分が、発電又は「放電」時に、高密度の液体流から低密度の液体流に伝達され得ることを示し得る。 Figure 141B: This diagram may be the same as Figure 140B, but may show that this embodiment generates or "discharges" power. This diagram may show that a portion of the hydraulic power may be transferred from the higher density liquid stream to the lower density liquid stream upon generation or "discharge."

図141C:本図は、図140Aと同じであり得るが、熱管理、又は冷却、又は冷蔵なしの、低密度の液体の高位側の標高のリザーバを示し得る。 Figure 141C: This figure may be the same as Figure 140A, but may show a higher elevation reservoir of low density liquid without thermal management, cooling, or refrigeration.

図142A:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、動力交換器を採用する一実施形態を示し得る。本実施形態では、動力交換器は、1つのユニットに収容され得る動力回収デバイス又は圧力交換器デバイスを含み得る。動力交換器は、油圧による、及び/又は機械的な動力伝達又は圧力伝達を含み得る。動力交換器は、電気的な動力伝達又は圧力伝達を含み得る。動力交換器は、空気圧による動力伝達又は圧力伝達を含み得る。本図は、動力交換器(「9」)を示し得、この動力交換器は、低密度の液体流(「4」)から過剰な圧力又は動力を、低密度の液体流が低位側の標高のリザーバ(「6」)に入る前に回収し、かつ当該過剰な圧力又は動力を高密度の液体流(「9」)に伝達して、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへの高密度の液体の移送中の圧力降下又は圧力損失に打ち勝つか、又はこれを補償するのに十分な圧力を有する高密度の液体流(「10」)をもたらし得る。本図は、低位側の標高のリザーバ(「7」)に接続された圧力均衡装置及び/又は圧力センサ(「8」)を有する実施形態を示し得る。本図は、熱管理された、又は冷却された、又は冷蔵された、又はそれらの組み合わせの(「14」及び「15」)、低密度の液体の高位側の標高のリザーバ(「1」)を示し得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。 Figure 142A: This embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment employing a power exchanger. In this embodiment, the power exchanger may include a power recovery device or a pressure exchanger device that may be housed in one unit. The power exchanger may include hydraulic and/or mechanical power or pressure transmission. The power exchanger may include electrical power or pressure transmission. The power exchanger may include pneumatic power or pressure transmission. The diagram may show a power exchanger ("9") that recovers excess pressure or power from the low-density liquid stream ("4") before it enters the lower-elevation reservoir ("6") and transfers the excess pressure or power to the high-density liquid stream ("9"), resulting in a high-density liquid stream ("10") with sufficient pressure to overcome or compensate for the pressure drop or loss during transfer of the high-density liquid from the lower-elevation reservoir to the higher-elevation reservoir. The diagram may show an embodiment with a pressure balancing device and/or pressure sensor ("8") connected to the lower-elevation reservoir ("7"). The diagram may show a thermally managed, cooled, refrigerated, or combination thereof ("14" and "15") high-elevation reservoir of low-density liquid ("1"). This diagram may indicate that this embodiment stores or "charges" electricity.

図142B:本図に示された本実施形態は、図142Aと同じであり得るが、熱管理、冷却、又は冷蔵なしで低密度の液体の高位側の標高のリザーバを示し得る。 Figure 142B: This embodiment shown in this figure may be the same as Figure 142A, but may show a higher elevation reservoir of low density liquid without thermal management, cooling, or refrigeration.

図143A:本図は、図140Aと同じであり得るが、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。いくつかの実施形態では、放電中、システムが発電又は「放電」しているときに、高密度の液体が、動力交換器(「9」)をバイパスし得、かつ/又は低密度の液体が、動力交換器(「9」)をバイパスし得る。いくつかの実施形態では、補助ポンプが、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバに移送される高密度の液体に補助圧力を印加して、例えば、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバへの移送中の圧力損失又は圧力降下に打ち勝つか、又はこれを補償し得、かつ/又は低位側の標高のリザーバの内部の高密度の液体の圧力が、低位側の標高のリザーバの周囲の、又は低位側の標高のリザーバに隣接する、又は低位側の標高のリザーバの外部の、及び/又はそれらの組み合わせの圧力とほぼ同じであることを確実にし得る。本図に示されない場合がある当該補助ポンプは、高位側の標高の領域に、又は低位側の標高の領域に、又はプロセスの別の箇所に、又はそれらの組み合わせで位置し得る。 143A: This diagram may be the same as FIG. 140A, but may show the embodiment generating or "discharging." In some embodiments, during discharge, higher density liquid may bypass the power exchanger ("9") and/or lower density liquid may bypass the power exchanger ("9") when the system is generating or "discharging." In some embodiments, an auxiliary pump may apply auxiliary pressure to the higher density liquid being transferred from the higher elevation reservoir to the lower elevation reservoir, for example, to overcome or compensate for pressure losses or drops during transfer from the higher elevation reservoir to the lower elevation reservoir, and/or to ensure that the pressure of the higher density liquid within the lower elevation reservoir is approximately the same as the pressure surrounding, adjacent to, or external to the lower elevation reservoir, and/or combinations thereof. The backing pump, which may not be shown in this diagram, may be located in the higher elevation area, the lower elevation area, elsewhere in the process, or a combination thereof.

図143B:本図に示された本実施形態は、図143Aと同じであり得るが、熱管理、冷却、又は冷蔵なしで低密度の液体の高位側の標高のリザーバを示し得る。 Figure 143B: This embodiment shown in this figure may be the same as Figure 143A, but may show a higher elevation reservoir of low density liquid without thermal management, cooling, or refrigeration.

図144:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、高密度の液体を高位側の標高のリザーバに貯蔵する前又は間に、高密度の液体中に存在する低密度の液体の一部分を除去又は分離するための機構(「11」)を採用する実施形態を示し得る。除去又は分離された低密度の液体は、低密度の液体を貯蔵するように設計されたプロセスの1つ以上のセクションに移送され得る。 Figure 144: The embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment that employs a mechanism ("11") for removing or separating a portion of the lower density liquid present in the higher density liquid prior to or during storage of the higher density liquid in a reservoir at a higher elevation. The removed or separated lower density liquid may be transferred to one or more sections of the process designed to store the lower density liquid.

図145:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように設計された高位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得、かつ/又は冷却又は冷蔵されるなど、熱管理され得る。本図は、低密度の液体と高密度の液体との間の向流熱交換を用いる実施形態を示し得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。 Figure 145: The embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment with a higher elevation reservoir designed to store both a lower density liquid and a higher density liquid, and/or may be thermally managed, such as cooled or refrigerated. This figure may depict an embodiment that uses countercurrent heat exchange between a lower density liquid and a higher density liquid. This figure may depict the embodiment storing or "charging" electricity.

図146:本図は、図145と同じであり得るが、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。 Figure 146: This figure may be the same as Figure 145, but may show that this embodiment generates or "discharges" electricity.

図147:本図は、図145と同じであり得るが、低密度の液体との熱交換後の「充電」中の高密度の液体の追加の補助冷却を示し得る。例えば、低密度の液体と同じ液体体積の高密度の液体のより大きい熱容量に起因して、いくつかの実施形態では、高密度の液体の追加の補助冷却が必要とされ得る。 Figure 147: This figure may be the same as Figure 145, but may show additional auxiliary cooling of the high density liquid during "charging" after heat exchange with the low density liquid. For example, additional auxiliary cooling of the high density liquid may be required in some embodiments due to the greater heat capacity of the high density liquid for the same liquid volume as the low density liquid.

図148:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、高位側の標高の高密度の液体のリザーバとは別個の場所に位置する高位側の標高の低密度の液体のリザーバを有する実施形態を示し得る。例えば、本図は、浮体式構造物上に位置する高位側の標高の高密度の液体のリザーバ及び陸上に位置する高位側の標高の低密度の液体のリザーバを示し得る。本図は、放電された状態の本実施形態を示し得る。 Figure 148: This embodiment shown in this figure may illustrate an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may illustrate an embodiment with a higher elevation lower density liquid reservoir located in a separate location from a higher elevation higher density liquid reservoir. For example, this figure may illustrate a higher elevation higher density liquid reservoir located on a floating structure and a higher elevation lower density liquid reservoir located on land. This figure may illustrate this embodiment in a discharged state.

図149:本図は、図148と同じであり得るが、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。 Figure 149: This figure may be the same as Figure 148, but may show that this embodiment stores or "charges" electricity.

図150:本図は、図148と同じであり得るが、本実施形態が充電された状態にあるとを示し得る。 Figure 150: This figure may be the same as Figure 148, but may show the present embodiment in a charged state.

図151:本図は、図148と同じであり得るが、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。 Figure 151: This figure may be the same as Figure 148, but may show that this embodiment generates or "discharges" electricity.

図152:本図は、圧力均衡装置を有する剛性タンクを示し得る。本図は、プロセスが蓄電又は「充電」である間の低位側の標高のリザーバを含み得る。本図は、プロセスが発電又は「放電」である間の高位側の標高のリザーバを含み得る。圧力均衡装置は、流量計、流量コントローラ、浮袋タンク(「6」)、バルブ、接続/切断デバイス、圧力センサ、又はそれらの組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。圧力均衡装置は、圧力変化又は圧力波又は過圧事象を軽減し得る。圧力均衡装置は、剛性タンクの外側の、又は剛性タンクの周囲の、又は剛性タンクに隣接する圧力に対する、剛性タンクの内部の圧力を監視し得る。圧力均衡装置は、剛性タンクの内部の圧力が、剛性タンクの外側の、又は剛性タンクの周囲の、又は剛性タンクに隣接する圧力と同様であるか、又は等しいことを確実にし得る。圧力均衡装置は、剛性タンクから隔離可能又は取り外し可能であり得る。圧力均衡装置の浮袋タンクは、剛性タンクの体積容量よりも実質的に小さい体積であり得ることに留意することが重要である。圧力均衡装置の浮袋タンク内の液体の体積は、例えば、エネルギー貯蔵プロセスが充電、又は放電、又は定常状態であるときを含む、通常動作中に、相対的に一定のままであり得ることに留意することが重要である。圧力均衡装置を採用して、リザーバの外部の圧力に対する、リザーバの内部の圧力を監視し、圧力情報を流量制御装置(ポンプ、タービン、及びバルブなど)に伝達し、潜在的な不足圧事象又は過圧事象の影響を軽減し得る。浮袋タンクは、ピストン、又は同様の圧力均衡化タンクで代用され得るか、又は補充され得る。いくつかの実施形態では、圧力均衡装置は、膨張タンクを備え得る。 Figure 152: This diagram may show a rigid tank with a pressure balancing device. This diagram may include a reservoir at a lower elevation during the process of power storage or "charging." This diagram may include a reservoir at a higher elevation during the process of power generation or "discharging." The pressure balancing device may include, but is not limited to, a flow meter, a flow controller, a bladder tank ("6"), a valve, a connection/disconnection device, a pressure sensor, or combinations thereof. The pressure balancing device may mitigate pressure changes or pressure waves or overpressure events. The pressure balancing device may monitor the pressure inside the rigid tank relative to the pressure outside, surrounding, or adjacent to the rigid tank. The pressure balancing device may ensure that the pressure inside the rigid tank is similar to or equal to the pressure outside, surrounding, or adjacent to the rigid tank. The pressure balancing device may be isolable or removable from the rigid tank. It is important to note that the bladder tank of the pressure balancing device may have a volume substantially smaller than the volumetric capacity of the rigid tank. It is important to note that the volume of liquid in the bladder tank of the pressure balancing device may remain relatively constant during normal operation, including, for example, when the energy storage process is charging, discharging, or at steady state. The pressure balancing device may be employed to monitor the pressure inside the reservoir relative to the pressure outside the reservoir and communicate the pressure information to flow control devices (such as pumps, turbines, and valves) to mitigate the effects of potential under- or over-pressure events. The bladder tank may be replaced or supplemented with a piston or similar pressure-equalizing tank. In some embodiments, the pressure balancing device may comprise an expansion tank.

図153:本図は、圧力均衡装置を有する剛性タンクを示し得る。本図は、プロセスが蓄電又は「充電」である間の高位側の標高のリザーバを含み得る。本図は、プロセスが発電又は「放電」である間の低位側の標高のリザーバを含み得る。 Figure 153: This diagram may show a rigid tank with a pressure balancing device. This diagram may include a reservoir at a higher elevation during the process of storing or "charging." This diagram may include a reservoir at a lower elevation during the process of generating or "discharging."

図154:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように構成された高位側の標高のリザーバと、低位側の標高の領域の近くの、又はこの領域内の動力交換器と、を有する実施形態を示し得る。本図は、低密度の液体と高密度の液体との間の熱管理及び/又は熱交換を用いる実施形態を示し得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。 Figure 154: The embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment with a higher elevation reservoir configured to store both a lower density liquid and a higher density liquid, and a power exchanger near or within the lower elevation region. This figure may depict an embodiment that uses thermal management and/or heat exchange between the lower density liquid and the higher density liquid. This figure may depict the embodiment storing or "charging" power.

図155:本図は、図154と同じであり得るが、本図は、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。 Figure 155: This figure may be the same as Figure 154, but may show that this embodiment generates or "discharges" electricity.

図156:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように構成された高位側の標高のリザーバと、低位側の標高の領域の近くの、又はこの領域内の動力交換器と、を有する実施形態を示し得る。本図は、高位側の標高のリザーバ内の低密度の液体及び/又は高密度の液体の熱管理を用いる実施形態を示し得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。 Figure 156: The embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment with a higher elevation reservoir configured to store both a lower density liquid and a higher density liquid, and a power exchanger near or within the lower elevation region. This figure may depict an embodiment that uses thermal management of the lower density liquid and/or the higher density liquid within the higher elevation reservoir. This figure may depict the embodiment storing or "charging" power.

図157:本図は、図156と同じであり得るが、本図は、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。 Figure 157: This figure may be the same as Figure 156, but may show that this embodiment generates or "discharges" electricity.

図158:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、低位側の標高の領域内の高密度の液体に流体接続されたポンプを有する実施形態を示し得る。当該ポンプを採用して、高密度の液体に補助圧力を印加し得、当該補助圧力は、所望の流量で高密度の液体を低位側の標高の領域から高位側の標高の領域に移送するために必要とされる圧力差又は圧力降下又は圧力損失以上である。当該ポンプは、電気によって動力を供給され得る。当該ポンプは、海中ケーブルによって供給される電気によって動力を供給され得る。当該ポンプは、動力交換器によって供給される電気によって動力を供給され得る。当該ポンプは、電気的に、又は油圧によって、又は機械的に、又は空気圧によって、又はそれらの組み合わせで動力を供給され得る。本図は、本実施形態が蓄電又は「充電」することを示し得る。 Figure 158: This embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a higher density fluid with a lower density fluid. This figure may depict an embodiment having a pump fluidly connected to a higher density liquid in a lower elevation region. The pump may be employed to apply a supplemental pressure to the higher density liquid, the supplemental pressure being equal to or greater than the pressure differential, pressure drop, or pressure loss required to transfer the higher density liquid from the lower elevation region to the higher elevation region at a desired flow rate. The pump may be electrically powered. The pump may be powered by electricity provided by a subsea cable. The pump may be powered by electricity provided by a power exchanger. The pump may be electrically, hydraulically, mechanically, pneumatically, or a combination thereof. This figure may depict this embodiment storing or "charging" electricity.

図159:本図に示された本実施形態は、高密度の流体を低密度の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵するエネルギー貯蔵システムを示し得る。本図は、高位側の標高の領域内の高密度の液体に流体接続されたポンプを有する実施形態を示し得る。当該ポンプを採用して、高密度の液体に補助圧力を印加し得、当該補助圧力は、所望の流量で高密度の液体を高位側の標高の領域から低位側の標高の領域に移送するために必要とされる圧力差又は圧力降下又は圧力損失以上である。当該ポンプを採用して、高密度の液体に補助圧力を印加して、例えば、放電又は発電中の低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体の圧力が、当該低位側の標高のリザーバの外側の、又はこのリザーバに隣接する静水圧とほぼ等しいか、又は同様であることを確実にし得る。当該ポンプは、電気によって動力を供給され得る。当該ポンプは、電気的に、又は油圧によって、又は機械的に、又は空気圧によって、又はそれらの組み合わせで動力を供給され得る。本図は、本実施形態が発電又は「放電」することを示し得る。 Figure 159: This embodiment shown in this figure may depict an energy storage system that stores energy by displacing a denser fluid with a less denser fluid. This figure may depict an embodiment having a pump fluidly connected to a denser liquid in a higher elevation region. The pump may be employed to apply a supplemental pressure to the denser liquid that is equal to or greater than the pressure differential, pressure drop, or pressure loss required to transfer the denser liquid from the higher elevation region to the lower elevation region at a desired flow rate. The pump may be employed to apply a supplemental pressure to the denser liquid to ensure that the pressure of the denser liquid in a lower elevation reservoir, for example, during discharge or power generation, is approximately equal to or similar to the hydrostatic pressure outside or adjacent to the lower elevation reservoir. The pump may be electrically powered. The pump may be electrically, hydraulically, mechanically, pneumatically, or a combination thereof. This diagram may show this embodiment generating or "discharging" electricity.

例示的な図の凡例
図140A~C、141A~C:
Illustrative Figure Legends Figs. 140A-C, 141A-C:

図142A~B、143A~B:
Figures 142A-B, 143A-B:

図144:
Figure 144:

図145、146:
Figures 145 and 146:

図147:
Figure 147:

図148~151:
Figures 148-151:

図152~153:
Figures 152-153:

図154、155:
Figures 154 and 155:

図156、157:
Figures 156 and 157:

図158:

図159:
Figure 158:

Figure 159:

追加の説明
●いくつかの実施形態では、圧力交換器、又は圧力回収、又は動力回収タービン、又はそれらの組み合わせが採用され得、これは、動力交換器又は圧力交換器と呼ばれ得る。動力交換器及び圧力交換器は、互換的に採用され得ることに留意されたい。いくつかの実施形態では、動力交換器又は圧力交換器は、低位側の標高のリザーバの近くで採用され得る。
○動力交換器は、ある流れから動力を回収し、この動力を別の流れに伝達することを包含し得る。例えば、いくつかの実施形態では、充電中、低位側の標高のリザーバ内に移送されている低密度の液体流中の過剰な圧力又は動力が動力交換器によって利用され得、当該利用された動力を採用して、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへの高密度の液体の移送に動力を供給し得、かつ/又はこの移送を促進し得る。
○いくつかの実施形態では、低密度の液体が、高位側の標高のリザーバから低位側の標高のリザーバにパイプで移送されて、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体を置換すると、エネルギーが貯蔵される。いくつかの実施形態では、低位側の標高における置換された高密度の液体は、パイプで高位側の標高のリザーバに移送される。いくつかの実施形態では、エネルギーの貯蔵又は「充電」中の低密度の液体の圧力は、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体の圧力を超えていなければならない。いくつかの実施形態では、エネルギーの貯蔵又は「充電」中の低密度の液体の圧力は、所望の体積流量で、置換された高密度の液体がパイプを通して低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへの移送に必要とされる圧力差以上の圧力差だけ、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体の圧力を超えていなければならない。当該所望の体積流量は、例えば、低位側の標高のリザーバ内に移送されている低密度の液体の体積流量に等しい体積流量を含み得る。十分な流量で、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバにパイプを通して高密度の液体を移送することは、例えば、パイプライン圧力降下に打ち勝つための圧力差又はいくらかの加圧を必要とし得る。いくつかの実施形態では、当該圧力差は、低位側の標高のリザーバに移送されている低密度の液体によって適用され得る。
・いくつかの実施形態では、当該圧力差は、低位側の標高のリザーバに移送されている低密度の液体によって適用され得、圧力差は、低位側の標高のリザーバ内で低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体に適用される。当該圧力差を低位側の標高のリザーバ内で適用することは、特に、例えば、当該低位側の標高のリザーバの内部の圧力が、当該圧力差を適用する前に当該低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバの外部の、又はこのリザーバに隣接する圧力とほぼ等しかった場合に、当該圧力差以上の圧力に耐えるように設計された低位側の標高のリザーバを必要とし得る。
いくつかの実施形態では、当該圧力差は、低位側の標高のリザーバに移送されている低密度の液体によって動力を供給され得る。例えば、低位側の標高のリザーバに入る前に、低密度の液体は、動力交換器を通過し得、動力及び/又は圧力の一部分が、当該低密度の液体から回収される。当該低密度の液体から回収された当該動力及び/又は圧力の当該部分を採用して、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへの高密度の液体の移送に動力を供給し得る。当該「低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへの高密度の液体の移送に動力を供給する」は、ポンプに圧力及び/又は動力を提供して、置換された高密度の液体を、所望の体積流量で低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバへのパイプを通して移送するために必要とされる圧力差以上の圧力差に加圧することを包含し得る。動力交換又は圧力交換又はその両方は、低位側の標高のタンク又はリザーバの外部で起こることが望ましい場合がある。例えば、低位側の標高のタンク又はリザーバの外部で当該動力交換又は圧力交換又はその両方の少なくとも一部分を実施することによって、当該低位側の標高のタンク又はリザーバは、充電及び放電中に最小限の圧力の内圧変化で動作し得る。例えば、低位側の標高のタンク又はリザーバの外部で当該動力交換又は圧力交換又はその両方の少なくとも一部分を実施することによって、当該低位側の標高のタンク又はリザーバは、より少ない圧力差許容公差又は圧力差耐性を必要とし得、これにより、より大きいかつ/又はより安価なタンク又は他の貯蔵容器の使用が可能になり得る。
○いくつかの実施形態では、動力交換器は、流量計、又は流量コントローラ、又はバルブ、又はそれらの組み合わせとして機能し得る。例えば、いくつかの実施形態では、動力交換器は、低位側の標高のリザーバの内部の圧力センサ及び/又は圧力均衡装置と通信し得、当該動力交換器は、例えば、低位側の標高のリザーバの内部の圧力が所望の圧力範囲内にあることを確実にするように、低密度の液体及び/又は高密度の液体の流量を調整し得る。
○いくつかの実施形態では、動力交換器は、低位側の標高のリザーバの近くのプロセスに動力を供給するように機能し得る。低位側の標高のリザーバの近くの当該プロセスとしては、バルブ、流量コントローラ、センサ、監視機器、ポンプ、圧力交換器、タービン、流量計、照明、機器、ドローン、自律型車両、非自律型車両、通信デバイス、又はそれらの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
○エネルギーの貯蔵又は「充填」中にポンプによって作成される低密度の液体の圧力は、例えば、以下の合計以上であり得る:
・高密度の液体の静水圧(gravitational pressure)又は静水圧(hydrostatic pressure)から、低位側の標高のリザーバと高位側の標高のリザーバとの間の標高差における低密度の液体の静水圧(gravitational pressure)又は静水圧(hydrostatic pressure)を差し引いたもの。
・所望の体積流量で高位側の標高のリザーバと低位側の標高のリザーバとの間のパイプラインで移送中の低密度の液体の圧力差又は圧力損失
・所望の体積流量で低位側の標高のリザーバと高位側の標高のリザーバとの間のパイプラインで移送中の高密度の液体の圧力差又は圧力損失。
・例えば、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体を置換する低密度の液体を可能又は促進するための、低密度の液体と高密度の液体との間の動力又は圧力の交換における任意の圧力損失又は動力損失。
●いくつかの実施形態では、低密度の液体の一部分は、高密度の液体に溶解し得る。いくつかの実施形態では、高密度の液体の一部分は、低密度の液体に溶解し得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の一部分は、低位側の標高のリザーバ内の低密度の液体及び高密度の液体の意義圧力に起因して、高密度の液体に溶解し得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体は、低沸点又は高蒸気圧又はその両方を有し得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体は、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送された高密度の液体中に存在し得る。いくつかの実施形態では、当該高密度の液体を高位側の標高のリザーバ内に移送する前、高密度の液体中に存在する当該低密度の液体の一部分が、当該高密度の液体から除去され得る。いくつかの実施形態では、高密度の液体中に存在する当該低密度の液体の一部分が、当該高密度の液体が高位側の標高のリザーバの内部にある間に、当該高密度の液体から除去され得る。当該高密度の液体から当該低密度の液体の一部分を当該除去することは、例えば、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含むがこれらに限定されないものを包含し得る:減圧、液体-液体分離、気液分離、真空蒸留、真空圧縮、脱気、攪拌、加熱、冷却、圧縮、膜、又はセパレータ。分離された低密度の液体は、回収され得るか、プロセスの別の部分に移送され得るか、又は別の用途に移送され得る。分離された低密度の液体は、気相の低密度の液体を含み得る。当該気相の低密度の液体は、プロセスの別の部分への移送の前又は間又は後に圧縮及び/又は凝縮及び/又は冷却され得る。高密度の液体中に存在する低密度の液体の分離は、高密度の液体を高位側の標高のリザーバ内に移送する前に、又は間に、又は後に、又はそれらの組み合わせで行われ得る。
●いくつかの実施形態では、低密度の液体は、30重量%未満、又は20重量%未満、又は10重量%未満、又は5重量%未満、又は4重量%未満、又は3重量%未満、又は2重量%未満、又は1重量%未満、又は0.5重量%未満、又は0.1重量%未満、又は0.01重量%未満、又は0.01重量%未満の濃度で高密度の液体に溶解し得る。
●いくつかの実施形態では、低密度の液体及び/又は高密度の液体は、高位側の標高のリザーバ内に所望の温度範囲で貯蔵されるように熱管理され得る。例えば、高位側の標高のリザーバが、低密度の液体及び高密度の液体の両方を貯蔵するように構成されている場合、低密度の液体及び高密度の液体は、所望の温度範囲を確実にするために、冷却され得るか、加熱され得るか、又はその両方である。例えば、低密度の液体が液体ノルマルブタンであり、かつ高密度の液体が海水又は海水と同様の密度を有する水溶液である場合、低密度の液体又は高密度の液体又はその両方が、深海水の温度に近い温度(例えば、6℃未満)で、又は大気圧での低密度の液体の沸点(例えば、1℃以下又は-1℃以下)で、又はその両方で貯蔵されることが望ましい場合がある。例えば、大量の低密度の液体及び高密度の液体、及び/又は大容量タンクの低い表面積対体積比、及び/又は深海水の温暖な又は冷温の温度に起因して、低密度の液体及び高密度の液体の温度は、所望の温度範囲内で、又はプロセス動作中の最小限の温度変化で、動作し得る。低密度の液体及び/又は高密度の液体の温度が所望の温度範囲を超えて変化する場合、熱管理プロセスは、低密度の液体及び/又は高密度の液体を所望の温度範囲内に冷却及び/又は加熱し得る。
●いくつかの実施形態では、低位側の標高の領域又は低位側の標高のリザーバは、異なる場所にタンクを備え得る。
●いくつかの実施形態では、高位側の標高の領域又は高位側の標高のリザーバは、異なる場所にタンクを備え得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高の低密度の液体のタンクは、陸上に位置し得る一方、高位側の標高の高密度の液体のタンクは、浮体式構造物を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高の低密度の液体のタンクは、剛性タンクを含み得る一方、高位側の標高の高密度の液体のタンクは、浮袋タンクを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高の低密度の液体のタンクは、剛性タンクを含み得る一方、高位側の標高の高密度の液体のタンクは、貯水池又は貯水槽を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、高位側の標高の高密度の液体のタンクは、浮体式構造物を含み得る。
●いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバとして剛性タンクが採用され得る。低位側の標高のリザーバが水中に位置する場合、低位側の標高のリザーバの内部の圧力は、当該水中のリザーバの周囲又は外部の圧力と同様であることが望ましい場合がある。低位側の標高のリザーバの内部の圧力は、例えば、低位側の標高のリザーバタンクの必要とされる圧力差耐性又は必要とされる圧力差許容公差を最小化するために、低位側の標高のリザーバの周囲又は外部の圧力と同様であることが望ましい場合があり、これにより、低位側の標高のリザーバタンクのコストが最小化され得る。例えば、液体の流動の変化に起因して、又は過圧に起因して、又はウォーターハンマーに起因して、又は液体ハンマーに起因して、又はそれらの組み合わせで、圧力又は圧力波の変化の影響を軽減又は最小化することが可能であることが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態は、低位側の標高のリザーバの剛性タンクに相互接続された圧力均衡装置を採用し得る。圧力均衡装置は、相対的に小さい浮袋タンク、及び/又はピストン、及び/又は流量計、及び/又は圧力センサ、及び/又は流量コントローラ、及び/又はアクチュエータ、及び/又はポンプ、及び/又はバルブ、及び/又は圧力安全バルブ、及び/又は圧力補償バルブ、又はそれらの組み合わせを備え得る。
○圧力均衡装置は、低位側の標高のリザーバの内部の圧力が、低位側の標高のリザーバの外側の、又はこのリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する圧力と同様又はほぼ同じであることを確実にし得る。
○圧力均衡装置は、剛性の低位側の標高のリザーバの内部の高密度の液体に流体接続され得る。代わりに又は加えて、圧力均衡装置は、剛性の低位側の標高のリザーバの内部の低密度の液体に流体接続されてもよい。
○圧力均衡装置が浮袋タンク、又はピストン、又はそれらの組み合わせを採用する場合、当該浮袋タンク、又はピストン、又はそれらの組み合わせの体積容量は、剛性の低位側の標高のリザーバの体積容量の0.01%以下、又は0.05%以下、又は0.1%以下、又は0.5%以下、又は1%以下、又は5%以下、又は10%以下、又は15%以下、又は20%以下、又は25%以下であることが望ましい場合がある。
○圧力均衡装置は、圧力又は圧力波の変化の影響を軽減又は最小化し得る。
○圧力均衡装置は、剛性タンクの外部の圧力に対する剛性タンクの内部の圧力を監視し得る。例えば、液体が圧力均衡装置から低位側の標高のリザーバに流入する場合、低位側の標高のリザーバの内部の圧力は、低位側の標高のリザーバの外部の圧力未満であり得る。例えば、液体が低位側の標高のリザーバから圧力均衡装置に流入する場合、低位側の標高のリザーバの内部の圧力は、低位側の標高のリザーバの外部の圧力を超え得る。
○圧力均衡装置は、低位側の標高の領域、高位側の標高の領域、又はシステム内の任意の他の箇所、又はそれらの組み合わせに位置し得るポンプ、又は動力交換器、又はバルブ、又は流量コントローラ、又は他の機器、又はそれらの組み合わせと通信し得る。例えば、圧力均衡装置は、低位側の標高のリザーバの内部の圧力又は相対圧力に関する情報を提供し得、これにより、他の機器が、剛性の低位側の標高のリザーバが、当該剛性の低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する、又はこのリザーバの外部の圧力に対して所望の圧力であることを確実にするために調整を行うことが可能になり得る。
○圧力均衡装置の浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせは、剛性タンクの外部の場所に位置し得る。
○圧力均均衡装置の浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせは、所望する場合に、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせを交換又は除去することができるように構成され得る。例えば、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせは、損傷した場合に、又はメンテナンスを必要とする場合に、又は改善された代替物に起因して、又はそれらの組み合わせで、除去又は交換され得る。
○圧力交換装置の浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせは、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせが海底船舶又は自律型車両にとってアクセス可能であるように構成され得る。
○圧力均衡装置の浮袋タンク若しくはピストン又はそれらの組み合わせは、浮袋タンク又はピストン又はそれらの組み合わせが剛性タンクから容易に分離可能であるように構成され得る。例えば、圧力均衡装置の浮袋タンク又はピストン又は組み合わせは、バルブを閉鎖することによって剛性タンクから流体的に切断され得る。圧力均衡装置の浮袋タンク又はピストン又は組み合わせは、例えば、リークが発生した場合、又は潜在的な障害のリスクが発生した場合、又は圧力均衡装置がメンテナンス中である場合、又は圧力均衡装置の部品が交換中である場合、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない場合に、流体的に切断され得る。
○圧力均衡装置の浮袋及び/又はピストンが、通常動作条件下では、部分的に利用された容量の状態であることが望ましい場合がある。部分的に利用された容量の状態であることによって、圧力均衡装置内の予備容量に起因する圧力均衡装置への液体の流入に起因して、過圧事象が軽減され得る。部分的に利用された容量の状態であることによって、圧力均衡装置から低位側の標高の剛性タンクへの液体の流入に起因して、過圧事象が軽減され得る。
○エネルギー貯蔵プロセスの通常動作中に、相対的に最小限の液体が圧力均均衡総理の浮袋及び/又はピストンに流入するか、又はこれらから流出することが望ましい場合がある。例えば、エネルギー貯蔵プロセスの通常の完全充電/放電サイクル中、圧力均衡装置の浮袋及び/又はピストンに貯蔵される液体の体積は、+/1%以下、又は+/-5%以下、又は+/-10%以下、又は+/-15%以下、又は+/-20%以下、又は+/-25%以下、又は+/-30%以下、又は+/-35%以下、又は+/-40%以下、又は+/-45%以下、又は+/-50%以下、又は+/-55%以下、又は+/-60%以下、又は+/-65%以下、又は+/-70%以下、又は+/-75%以下、又は+/-80%以下、又は+/-85%以下、又は+/-90%以下、又は+/-90%以下のみだけ変化し得る。
○圧力均衡装置が、過圧及び/又は圧力不足事象の間、低位側の標高のリザーバ内の液体のみと流体接続されることが望ましい場合がある。例えば、過圧事象では、圧力開放バルブ又は同様のバルブが開放されて、液体が剛性の低位側の標高のリザーバから圧力均衡装置内に移送されることを可能にし得る。例えば、圧力不足事象では、バルブが開放されて、液体が圧力均衡装置から剛性の低位側の標高のリザーバ内に移送されることを可能にし得る。
Additional Description: In some embodiments, a pressure exchanger, or pressure recovery, or power recovery turbine, or a combination thereof, may be employed, which may be referred to as a power exchanger or pressure exchanger. Note that power exchanger and pressure exchanger may be used interchangeably. In some embodiments, a power exchanger or pressure exchanger may be employed near the reservoir at a lower elevation.
A power exchanger may involve recovering power from one stream and transferring this power to another stream. For example, in some embodiments, during charging, excess pressure or power in a low-density liquid stream being transferred into a lower elevation reservoir may be harnessed by a power exchanger, and the harnessed power may be employed to power and/or facilitate the transfer of a higher-density liquid from the lower elevation reservoir to the higher elevation reservoir.
In some embodiments, energy is stored when a lower density liquid is piped from a reservoir at a higher elevation to a reservoir at a lower elevation to displace a higher density liquid in the reservoir at the lower elevation. In some embodiments, the displaced higher density liquid at the lower elevation is piped to the reservoir at the higher elevation. In some embodiments, the pressure of the lower density liquid during energy storage or "charging" must exceed the pressure of the higher density liquid in the reservoir at the lower elevation by a pressure difference equal to or greater than the pressure difference required for the displaced higher density liquid to be piped from the reservoir at the lower elevation to the reservoir at the higher elevation at a desired volumetric flow rate. The desired volumetric flow rate may include, for example, a volumetric flow rate equal to the volumetric flow rate of the lower density liquid being transferred into the reservoir at the lower elevation. Transferring a denser liquid through a pipe from a lower elevation reservoir to a higher elevation reservoir at a sufficient flow rate may require, for example, a pressure differential or some pressurization to overcome the pipeline pressure drop, which in some embodiments may be applied by the less dense liquid being transferred to the lower elevation reservoir.
In some embodiments, the pressure differential may be applied by a lower density liquid being transferred to a lower elevation reservoir, with the pressure differential being applied within the lower elevation reservoir to the higher density liquid in the lower elevation reservoir. Applying the pressure differential within the lower elevation reservoir may require the lower elevation reservoir to be designed to withstand a pressure equal to or greater than the pressure differential, particularly if, for example, the pressure within the lower elevation reservoir was approximately equal to the pressure surrounding, external to, or adjacent to the lower elevation reservoir prior to applying the pressure differential.
In some embodiments, the pressure differential can be powered by the lower-density liquid being transferred to the lower-elevation reservoir. For example, before entering the lower-elevation reservoir, the lower-density liquid can pass through a power exchanger, where a portion of the power and/or pressure is recovered from the lower-density liquid. The portion of the power and/or pressure recovered from the lower-density liquid can be employed to power the transfer of the higher-density liquid from the lower-elevation reservoir to the higher-elevation reservoir. "Powering the transfer of the higher-density liquid from the lower-elevation reservoir to the higher-elevation reservoir" can include providing pressure and/or power to a pump to a pressure differential equal to or greater than the pressure differential required to transfer the displaced higher-density liquid through a pipe from the lower-elevation reservoir to the higher-elevation reservoir at the desired volumetric flow rate. It may be desirable for the power exchange or pressure exchange, or both, to occur external to the lower-elevation tank or reservoir. For example, by performing at least a portion of the power and/or pressure exchange external to the lower elevation tank or reservoir, the lower elevation tank or reservoir may operate with minimal internal pressure changes during charging and discharging. For example, by performing at least a portion of the power and/or pressure exchange external to the lower elevation tank or reservoir, the lower elevation tank or reservoir may require less pressure differential tolerance or resistance, which may allow for the use of larger and/or less expensive tanks or other storage vessels.
In some embodiments, the power exchanger may function as a flow meter, or a flow controller, or a valve, or a combination thereof. For example, in some embodiments, the power exchanger may be in communication with a pressure sensor and/or a pressure balancing device inside the lower elevation reservoir, and the power exchanger may adjust the flow rate of the lower density liquid and/or the higher density liquid to ensure, for example, that the pressure inside the lower elevation reservoir is within a desired pressure range.
o In some embodiments, the power exchanger may function to power a process near the lower elevation reservoir, which may include, but is not limited to, a valve, a flow controller, a sensor, a monitoring device, a pump, a pressure exchanger, a turbine, a flow meter, a light, an instrument, a drone, an autonomous vehicle, a non-autonomous vehicle, a communication device, or a combination thereof.
The pressure of the low density liquid created by the pump during energy storage or "charging" can be, for example, greater than or equal to the sum of:
The gravitational or hydrostatic pressure of the denser liquid minus the gravitational or hydrostatic pressure of the less dense liquid at the elevation difference between the lower elevation reservoir and the higher elevation reservoir.
- Pressure difference or pressure loss of a low density liquid being transported in a pipeline between a reservoir at a higher elevation and a reservoir at a lower elevation at a desired volumetric flow rate. - Pressure difference or pressure loss of a high density liquid being transported in a pipeline between a reservoir at a lower elevation and a reservoir at a higher elevation at a desired volumetric flow rate.
Any pressure or power losses in the power or pressure exchange between a low density liquid and a high density liquid, for example to allow or encourage the low density liquid to displace the high density liquid in a reservoir at a lower elevation.
In some embodiments, a portion of the lower density liquid may dissolve in the higher density liquid. In some embodiments, a portion of the higher density liquid may dissolve in the lower density liquid. In some embodiments, a portion of the lower density liquid may dissolve in the higher density liquid due to the relative pressure of the lower density liquid and the higher density liquid in the lower elevation reservoir. In some embodiments, the lower density liquid may have a low boiling point or a high vapor pressure or both. In some embodiments, the lower density liquid may be present in the higher density liquid transferred from the lower elevation reservoir to the higher elevation reservoir. In some embodiments, a portion of the lower density liquid present in the higher density liquid may be removed from the higher density liquid before transferring the higher elevation liquid into the higher elevation reservoir. In some embodiments, a portion of the lower density liquid present in the higher density liquid may be removed from the higher density liquid while the higher elevation liquid is within the higher elevation reservoir. The removal of the portion of the lower density liquid from the higher density liquid may involve, for example, one or more or a combination of, but not limited to, the following: pressure reduction, liquid-liquid separation, gas-liquid separation, vacuum distillation, vacuum compression, degassing, agitation, heating, cooling, compression, membrane, or separator. The separated lower density liquid may be recovered, transferred to another part of the process, or transferred to another use. The separated lower density liquid may include a gas phase lower density liquid. The gas phase lower density liquid may be compressed and/or condensed and/or cooled before, during, or after transfer to another part of the process. Separation of the lower density liquid present in the higher density liquid may occur before, during, or after transferring the higher density liquid into a higher elevation reservoir, or a combination thereof.
In some embodiments, the low density liquid may be soluble in the high density liquid at a concentration of less than 30% by weight, or less than 20% by weight, or less than 10% by weight, or less than 5% by weight, or less than 4% by weight, or less than 3% by weight, or less than 2% by weight, or less than 1% by weight, or less than 0.5% by weight, or less than 0.1% by weight, or less than 0.01% by weight, or less than 0.01% by weight.
In some embodiments, the low-density liquid and/or the high-density liquid may be thermally managed to be stored in the higher elevation reservoir at a desired temperature range. For example, if the higher elevation reservoir is configured to store both a low-density liquid and a high-density liquid, the low-density liquid and the high-density liquid may be cooled, heated, or both to ensure the desired temperature range. For example, if the low-density liquid is liquid normal butane and the high-density liquid is seawater or an aqueous solution having a density similar to seawater, it may be desirable to store the low-density liquid or the high-density liquid, or both, at a temperature close to the temperature of deep seawater (e.g., below 6°C), or at the boiling point of the low-density liquid at atmospheric pressure (e.g., below 1°C or below -1°C), or both. For example, due to the large volumes of low-density and high-density liquids, and/or the low surface area to volume ratio of the large-volume tank, and/or the warm or cold temperatures of deep seawater, the temperatures of the low-density and high-density liquids may operate within a desired temperature range or with minimal temperature change during process operation. If the temperatures of the low-density and/or high-density liquids vary beyond the desired temperature range, a thermal management process may cool and/or heat the low-density and/or high-density liquids to within the desired temperature range.
• In some embodiments, the lower elevation area or lower elevation reservoir may comprise tanks in different locations.
In some embodiments, the higher elevation region or higher elevation reservoir may comprise tanks in different locations. For example, in some embodiments, the higher elevation low density liquid tank may be located on land, while the higher elevation high density liquid tank may comprise a floating structure. For example, in some embodiments, the higher side elevation low density liquid tank may comprise a rigid tank, while the higher side elevation high density liquid tank may comprise a bladder tank. For example, in some embodiments, the higher side elevation low density liquid tank may comprise a rigid tank, while the higher side elevation high density liquid tank may comprise a reservoir or basin. For example, in some embodiments, the higher side elevation high density liquid tank may comprise a floating structure.
In some embodiments, a rigid tank may be employed as the lower elevation reservoir. When the lower elevation reservoir is submerged, it may be desirable for the pressure inside the lower elevation reservoir to be similar to the pressure surrounding or external to the submerged reservoir. It may be desirable for the pressure inside the lower elevation reservoir to be similar to the pressure surrounding or external to the lower elevation reservoir, for example, to minimize the required pressure differential resistance or required pressure differential tolerance of the lower elevation reservoir tank, which may minimize the cost of the lower elevation reservoir tank. It may be desirable to be able to mitigate or minimize the effects of pressure or pressure wave changes due to, for example, changes in liquid flow, overpressure, water hammer, liquid hammer, or combinations thereof. For example, some embodiments may employ a pressure balancing device interconnected to the rigid tank of the lower elevation reservoir. The pressure balancing device may comprise a relatively small air bladder tank, and/or a piston, and/or a flow meter, and/or a pressure sensor, and/or a flow controller, and/or an actuator, and/or a pump, and/or a valve, and/or a pressure relief valve, and/or a pressure compensation valve, or a combination thereof.
o A pressure balancing device may ensure that the pressure inside the lower elevation reservoir is similar or nearly the same as the pressure outside, surrounding, or adjacent to the lower elevation reservoir.
The pressure balancing device may be fluidly connected to a high density liquid inside a reservoir at the lower elevation of the rigidity. Alternatively or additionally, the pressure balancing device may be fluidly connected to a low density liquid inside a reservoir at the lower elevation of the rigidity.
Where the pressure balancing device employs a bladder tank or piston or a combination thereof, it may be desirable for the volumetric capacity of the bladder tank or piston or a combination thereof to be 0.01% or less, or 0.05% or less, or 0.1% or less, or 0.5% or less, or 1% or less, or 5% or less, or 10% or less, or 15% or less, or 20% or less, or 25% or less of the volumetric capacity of the reservoir at the lower elevation of the rigidity.
o Pressure balancing devices may reduce or minimize the effects of changes in pressure or pressure waves.
The pressure balancing device may monitor the pressure inside the rigid tank relative to the pressure outside the rigid tank. For example, if liquid flows from the pressure balancing device into a reservoir at a lower elevation, the pressure inside the reservoir at the lower elevation may be less than the pressure outside the reservoir at the lower elevation. For example, if liquid flows from a reservoir at a lower elevation into the pressure balancing device, the pressure inside the reservoir at the lower elevation may exceed the pressure outside the reservoir at the lower elevation.
o The pressure balancing device may communicate with pumps, or power exchangers, or valves, or flow controllers, or other devices, or combinations thereof, which may be located in the lower elevation area, the higher elevation area, or any other point in the system, or combinations thereof. For example, the pressure balancing device may provide information regarding the pressure or relative pressure inside the lower elevation reservoir, which may allow other devices to make adjustments to ensure that the rigid lower elevation reservoir is at a desired pressure relative to the pressure surrounding, adjacent to, or external to the rigid lower elevation reservoir.
The bladder tank or piston or a combination of both of the pressure balancing device may be located at a location external to the rigid tank.
The bladder tank or piston or combination thereof of the pressure equalizing device may be configured such that the bladder tank or piston or combination thereof can be replaced or removed when desired. For example, the bladder tank or piston or combination thereof may be removed or replaced if damaged, or in need of maintenance, or due to an improved replacement, or combination thereof.
The bladder tank or piston or combination thereof of the pressure exchange device may be configured such that the bladder tank or piston or combination thereof is accessible to the undersea vessel or autonomous vehicle.
The bladder tank or piston or combination thereof of the pressure balancing device may be configured such that the bladder tank or piston or combination thereof is easily separable from the rigid tank. For example, the bladder tank or piston or combination of the pressure balancing device may be fluidly disconnected from the rigid tank by closing a valve. The bladder tank or piston or combination of the pressure balancing device may be fluidly disconnected, for example, including but not limited to, if a leak occurs, or if a potential risk of failure occurs, or if the pressure balancing device is undergoing maintenance, or if a part of the pressure balancing device is being replaced, or combinations thereof.
It may be desirable for the bladder and/or piston of the pressure balancing device to be at a partially utilized volume under normal operating conditions. This partially utilized volume may mitigate an overpressure event due to liquid flowing into the pressure balancing device due to reserve volume in the pressure balancing device. This partially utilized volume may mitigate an overpressure event due to liquid flowing from the pressure balancing device into a rigid tank at a lower elevation.
During normal operation of the energy storage process, it may be desirable for a relatively minimal amount of liquid to flow into or out of the bladder and/or piston of the pressure equalizer. For example, during a typical full charge/discharge cycle of the energy storage process, the volume of liquid stored in the bladder and/or piston of the pressure balancing device may vary by no more than +/- 1%, or no more than +/- 5%, or no more than +/- 10%, or no more than +/- 15%, or no more than +/- 20%, or no more than +/- 25%, or no more than +/- 30%, or no more than +/- 35%, or no more than +/- 40%, or no more than +/- 45%, or no more than +/- 50%, or no more than +/- 55%, or no more than +/- 60%, or no more than +/- 65%, or no more than +/- 70%, or no more than +/- 75%, or no more than +/- 80%, or no more than +/- 85%, or no more than +/- 90%, or no more than +/- 90%.
○ It may be desirable for the pressure balancing device to be fluidly connected only to the liquid in the lower elevation reservoir during over-pressure and/or under-pressure events. For example, in an over-pressure event, a pressure relief valve or similar valve may be opened to allow liquid to be transferred from the rigid lower elevation reservoir into the pressure balancing device. For example, in an under-pressure event, a valve may be opened to allow liquid to be transferred from the pressure balancing device into the rigid lower elevation reservoir.

説明
低密度の液体を低位側の標高のリザーバ内にポンプ圧送して、低位側の標高のリザーバ内の高密度の液体を置換することによって、エネルギーを貯蔵することができる。いくつかの実施形態では、高密度の液体の密度は、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する、海水又は水又は他の液体の密度と同様又はほぼ同じである。有利なことに、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する、海水又は液体と同様又はほぼ同じ密度を有する高密度の液体を使用することで、システムの内部の高密度の液体の密度が、タンクに隣接する、又はタンクの周囲の液体とほぼ同じであり得るため、低位側の標高のリザーバの内部の圧力が、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する圧力と同じ又は同様であることが可能になり得る。低位側の標高のリザーバの内部及び外部に同様の静水圧を有することによって、低位側の標高のリザーバは、低位側の標高及び高位側の標高のタンク間の圧力差よりも著しく小さい最小限の耐圧性又は圧力差耐性を必要とし得、これにより、より低コスト及び/又はより大きい容積のタンクの使用が可能になり得る。本記載のプロセスのいくつかの実施形態の潜在的な課題は、プロセスが、海水と同様の密度を有する液体に限定され得ることである。本記載のプロセスのいくつかの実施形態におけるより高密度の液体の密度が密度海水よりも大きい場合、より高密度の液体の静水圧は、低位側の標高のリザーバの深さでの海水の静水圧を超え得、これにより、より高密度の液体の静水圧と低位側の標高のリザーバ内の海水の静水圧差との間の圧力差に対して耐性を有するタンクを使用する必要性が結果として生じ得、このタンクは、周囲の海水と圧力平衡にあるタンクよりも著しく高価であり得る。例えば、結果として生じ得るより大きいシステムエネルギー密度に起因して、海水よりも高密度を有する高密度の液体を採用することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態における液体の1立方メートル当たりのエネルギー密度は、低密度の液体と高密度の液体との間の密度差によって左右される。高密度の液体の密度を増加させることで、低密度の液体と高密度の液体との間の密度差を増加させることによって、システムのエネルギー密度が実質的に増加し得る。高密度の液体を低密度の液体で置換することによって蓄電するシステムを開発することが望ましい場合があり、より高密度の液体は、海水よりも大きい密度を有するか、又は低位側の標高のリザーバに隣接する水の密度よりも大きい密度を有し、低位側の標高のリザーバは、圧力平衡にあるか、又は周囲の又は隣接する海水の圧力と同様の圧力で動作し得る。低位側の標高のリザーバが隣接する海水との圧力平衡で動作することを同時に可能にしながら、より大きいシステムエネルギー密度から、海水よりも大きい密度を有する液体を採用する利益を得るシステムを開発することが望ましい場合がある。
Description Energy can be stored by pumping a lower density liquid into a lower elevation reservoir to displace a higher density liquid in the lower elevation reservoir. In some embodiments, the density of the higher density liquid is similar or approximately the same as the density of seawater or water or other liquid surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir. Advantageously, using a higher density liquid having a similar or approximately the same density as seawater or liquid surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir can allow the pressure inside the lower elevation reservoir to be the same or similar to the pressure surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir, since the density of the higher density liquid inside the system can be approximately the same as the liquid adjacent or surrounding the tank. By having similar hydrostatic pressures inside and outside the lower elevation reservoir, the lower elevation reservoir may require a minimum pressure or pressure differential resistance that is significantly less than the pressure differential between the lower elevation and higher elevation tanks, which may allow for the use of lower cost and/or larger volume tanks. A potential challenge with some embodiments of the presently described process is that the process may be limited to liquids having a density similar to seawater. If the density of the denser liquid in some embodiments of the presently described process is greater than the density of seawater, the hydrostatic pressure of the denser liquid may exceed the hydrostatic pressure of seawater at the depth of the lower elevation reservoir, which may result in the need to use tanks that can withstand the pressure differential between the hydrostatic pressure of the denser liquid and the hydrostatic pressure difference of seawater in the lower elevation reservoir, which may be significantly more expensive than tanks in pressure equilibrium with the surrounding seawater. For example, it may be desirable to employ a denser liquid that has a density greater than seawater due to the potentially resulting greater system energy density. The energy density per cubic meter of liquid in some embodiments depends on the density difference between the lower density liquid and the higher density liquid. Increasing the density of the higher density liquid can substantially increase the energy density of the system by increasing the density difference between the lower density liquid and the higher density liquid. It may be desirable to develop a system that stores electricity by displacing a higher density liquid with a lower density liquid, where the higher density liquid has a density greater than seawater or greater than the density of water adjacent to a lower elevation reservoir, and the lower elevation reservoir may be in pressure equilibrium or operate at a pressure similar to that of the surrounding or adjacent seawater. It may be desirable to develop a system that benefits from greater system energy density by employing a liquid having a density greater than seawater, while simultaneously allowing the lower elevation reservoir to operate in pressure equilibrium with the adjacent seawater.

いくつかの実施形態では、高位側の標高のリザーバは、水域の表面の標高又は海面の標高を超える標高における陸地の近くに位置し得る。いくつかの実施形態では、高位側の標高のリザーバ自体は、水域の標高又は海面の標高を超える標高に位置し得る。例えば、高位側の標高のリザーバは、少なくとも部分的に、水域の標高又は海面の標高よりも高い標高に位置する構造物又はタンクを含み得る。例えば、高位側の標高のリザーバは、山、又は丘、又はプラットフォーム、又は浮体式構造物、又は同様に高くなった表面、又はそれらの組み合わせに位置し得る。いくつかの実施形態では、高密度の液体の高位側の標高のリザーバを、低密度の液体の高位側の標高のリザーバよりも高位の標高に位置させることが望ましい場合がある。例えば、低密度の液体の高位側の標高のリザーバを海面の近くの標高に位置させる一方、高密度の液体の高位側の標高のリザーバは、海抜10メートル超、又は25メートル超、又は50メートル超、又は75メートル超、又は100メートル超、又は125メートル超、又は150メートル超、又は150メートル超に位置し得ることが望ましい場合がある。
●いくつかの実施形態では、高密度の液体の高位側の標高のリザーバを、海面の標高を超える標高、又は高位側の標高の低密度の液体のリザーバの標高を超える標高、又はそれらの組み合わせに配置することを採用して、低位側の標高のリザーバの内部の静水圧が、低位側の標高のリザーバに隣接する静水圧と同じ又は同様であることを確実にし得る。例えば、高密度の液体が海水よりも小さい密度を有する場合、低位側の標高のリザーバに隣接する海水の静水圧に一致するように、高密度の液体の高位側の標高のリザーバの標高を増加させることが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態は、高密度の液体として腐食及びバイオファウリングの抑制剤を有する淡水又は淡水を採用し得、淡水の高密度の液体は、海水よりも小さい密度を有し得る。例えば、海水の密度は1.035g/mLであり得る一方、腐食及びバイオファウリングが抑制された淡水の密度は、1.01g/mLであり得る。低位側の標高のリザーバが2,500メートルno海水深さに位置し、かつ高密度の液体の高位側の標高のリザーバが海面に位置する場合、高密度の液体が1.01g/mLの密度の抑制された淡水を含む場合の海水と高密度の液体との静水圧差は、62.5メートルの水頭と同等である。例えば、本事例では、高密度の液体が1.01g/mLの密度を有する抑制された淡水を含む場合に、高位側の標高の高密度の液体のリザーバを海抜62.5メートルに配置することが望ましい場合がある。
●いくつかの実施形態では、高密度の液体の高位側の標高のリザーバを、海面の標高を超えるか、又は高位側の標高の低密度の液体のリザーバを超える標高に、又はそれらの組み合わせで配置することを採用して、貯蔵されたエネルギー又は電気の1立方メートル当たりのシステムエネルギー密度を増加させ得る。高位側の標高の高密度の液体のリザーバの標高を増加させることによって、システムのエネルギー密度が増加し得る。いくつかの実施形態では、海面よりも高い高密度の液体のリザーバの標高を増加させることは、低位側の標高のリザーバが、低位側の標高のリザーバに隣接する静水圧を超える内部の静水圧を有する結果となり得、これには、高価であり得る、この静水圧差に対して耐性を有するタンクの使用が必要となり得る。低位側の標高のリザーバが隣接する海水との圧力平衡で動作することを同時に可能にしながら、より大きいシステムエネルギー密度から、海洋又は水域の表面を超える標高にある高位側の標高の高密度の液体のリザーバの利益を得るシステムを開発することが望ましい場合がある。
In some embodiments, the high side elevation reservoir may be located near land at an elevation above the surface of the body of water or above sea level. In some embodiments, the high side elevation reservoir itself may be located at an elevation above the surface of the body of water or above sea level. For example, the high side elevation reservoir may include a structure or tank located at least in part at an elevation higher than the surface of the body of water or above sea level. For example, the high side elevation reservoir may be located on a mountain, or a hill, or a platform, or a floating structure, or a similarly elevated surface, or a combination thereof. In some embodiments, it may be desirable to locate the high side elevation reservoir of the higher density liquid at a higher elevation than the high side elevation reservoir of the lower density liquid. For example, it may be desirable to have the higher elevation reservoir of the lower density liquid located at an elevation near sea level, while the higher elevation reservoir of the higher density liquid may be located more than 10 meters, or more than 25 meters, or more than 50 meters, or more than 75 meters, or more than 100 meters, or more than 125 meters, or more than 150 meters above sea level.
Some embodiments may employ locating the higher elevation reservoir of dense liquid at an elevation above sea level, or above the elevation of the higher elevation reservoir of lower density liquid, or a combination thereof, to ensure that the hydrostatic pressure within the lower elevation reservoir is the same or similar to the hydrostatic pressure adjacent to the lower elevation reservoir. For example, if the dense liquid has a density less than seawater, it may be desirable to increase the elevation of the higher elevation reservoir of dense liquid to match the hydrostatic pressure of seawater adjacent to the lower elevation reservoir. For example, some embodiments may employ freshwater or freshwater with corrosion and biofouling inhibitors as the dense liquid, and the freshwater dense liquid may have a density less than seawater. For example, the density of seawater may be 1.035 g/mL, while the density of freshwater with corrosion and biofouling inhibited may be 1.01 g/mL. If the lower elevation reservoir is located at a seawater depth of 2,500 meters and the higher elevation reservoir of dense liquid is located at sea level, the hydrostatic pressure difference between the seawater and the dense liquid is equivalent to a head of 62.5 meters if the dense liquid comprises suppressed freshwater with a density of 1.01 g/mL. For example, in this case, it may be desirable to locate the higher elevation reservoir of dense liquid at 62.5 meters above sea level if the dense liquid comprises suppressed freshwater having a density of 1.01 g/mL.
In some embodiments, locating a higher elevation reservoir of dense liquid at an elevation above sea level, or above a higher elevation lower density liquid reservoir, or a combination thereof, may be employed to increase the system energy density per cubic meter of stored energy or electricity. Increasing the elevation of the higher elevation higher density liquid reservoir may increase the system energy density. In some embodiments, increasing the elevation of the higher elevation higher density liquid reservoir above sea level may result in the lower elevation reservoir having an internal hydrostatic pressure that exceeds the hydrostatic pressure adjacent to the lower elevation reservoir, which may require the use of tanks that can withstand this hydrostatic pressure difference, which may be expensive. It may be desirable to develop a system that benefits from the greater system energy density of a higher elevation higher density liquid reservoir at an elevation above the surface of an ocean or body of water, while simultaneously allowing the lower elevation reservoir to operate in pressure equilibrium with the adjacent seawater.

概要説明
本発明のいくつかの実施形態は、低位側の標高のリザーバが低位側の標高のリザーバに隣接する海水又は水との圧力平衡又はほぼ圧力平衡のままであることを可能にしながら、海水よりも大きい密度を有する高密度の液体の使用を可能にするためのシステム及び方法に関し得る。
SUMMARY Some embodiments of the present invention may relate to systems and methods for enabling the use of high density liquids having a density greater than seawater while allowing the lower elevation reservoir to remain in pressure equilibrium or near pressure equilibrium with seawater or water adjacent to the lower elevation reservoir.

本発明のいくつかの実施形態は、低位側の標高のリザーバが低位側の標高のリザーバに隣接する海水又は水との圧力平衡又はほぼ圧力平衡のままであることを可能にしながら、界面よりも高く、又は水域の表面の標高寄りも高く位置する高位側の標高のリザーバの使用を可能にするためのシステム及び方法に関し得る。 Some embodiments of the present invention may relate to systems and methods for enabling the use of higher elevation reservoirs located above the interface or near the surface of a body of water, while allowing the lower elevation reservoir to remain in pressure equilibrium or near pressure equilibrium with seawater or water adjacent to the lower elevation reservoir.

本発明のいくつかの実施形態は、腐食を最小化するか、又は腐食を防止するためのシステム及び方法に関し得る。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、高密度の液体、又は低密度の液体、又はその両方から溶存酸素を除去して、例えば、システムの内部の低密度の液体、又は高密度の液体、又はその両方に起因するシステム機器上の腐食を最小化するか、又は実際的に排除するためのシステムを採用することに関し得る。 Some embodiments of the present invention may relate to systems and methods for minimizing or preventing corrosion. For example, some embodiments of the present invention may relate to employing a system for removing dissolved oxygen from high density liquids, low density liquids, or both, to minimize or virtually eliminate corrosion on system equipment due to, for example, low density liquids, high density liquids, or both, within the system.

例示的な図の説明
図160:高密度の液体を低密度の液体に置換することによってエネルギーを貯蔵するためのプロセス。本実施形態は、低密度の液体を貯蔵するために構成された高位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体及び高密度の液体を貯蔵するために構成された高位側の標高のリザーバ、又は高密度の液体を貯蔵するために構成された高位側の標高のリザーバ、又はポンプ、又はタービン、又は動力回収若しくは圧力回収システム、又は高密度の液体を貯蔵するように構成された低位側の標高のリザーバ、又は低密度の液体及び高密度の液体を貯蔵するように構成された低位側の標高のリザーバ、又は1つ以上の構成要素を相互接続するパイプ、又はセンサ、又は圧力均衡装置、又はそれらの組み合わせを含み得る。本実施形態は、圧力回収又は電力回収システムを採用して、例えば、低位側の標高のリザーバが、当該低位側の標高のリザーバの外部の、又はこのリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する圧力との圧力平衡で、又はこの圧力平衡の近くで動作することを可能にし得る。低位側の標高のリザーバは、海水、水、又は空気、又はガス、又は固体、又は地面、又はそれらの組み合わせによって取り囲まれ得るか、又はそれらに隣接し得る。
●充電は、低密度の液体を高位側の標高のリザーバ(例えば、「1」)から低位側の標高の領域にポンプ圧送する(例えば、「3」)ことを包含し得、低密度の液体からの動力は、低位側の標高のリザーバ(例えば、「7」)内の高密度の液体の少なくとも一部分を置換し、かつ高密度の液体を高位側の標高のリザーバ(例えば、「1」又は「11」)に移送する(例えば、「10」)ために回収され得る(例えば、「5」)。充電中、圧力回収は、低密度の液体(例えば、「4」)から、低位側の標高の領域又は低位側の標高のリザーバ又はその両方に隣接する圧力を超える圧力の少なくとも一部分を回収し、かつこの圧力又は動力を高密度の液体(例えば、「10」)に提供又は移送することを包含し得る。圧力回収の後又は間、低密度の液体は、低位側の標高のリザーバの圧力若しくはこの圧力の近くで、又は低位側の標高のリザーバに隣接する圧力若しくはこの圧力の近くで、又はその両方で、低位側の標高のリザーバ内に移送され得る(例えば、「6」)。動力交換器又は圧力交換器に起因して低密度の液体から回収された動力又は圧力を受け取る前又は間、高密度の液体は、低位側の標高のリザーバ(例えば、「7」)から除去され得る(例えば、「9」)。動力交換器又は圧力交換器に起因して低密度の液体から回収された動力又は圧力を受け取った後又は受け取る間、高密度の液体は、低位側の標高の領域から高位側の標高のリザーバ(例えば、「1」又は「11」のいずれか)から移送され得る(例えば、「10」)。
●放電は、高位側の標高のリザーバ(例えば、「1」又は「11」)から低位側の標高の領域への高密度の液体の移送を可能にすることを包含し得、高密度の液体からの動力は、低位側の標高のリザーバ(例えば、「7」)内の低密度の液体の少なくとも一部分を置換し、かつこの低密度の液体をタービン(例えば、「3」)に移送して発電させるために回収され得る(例えば、「5」)。充電中、圧力回収は、高密度の液体(例えば、「10」)から、低位側の標高の領域又は低位側の標高のリザーバ又はその両方に隣接する圧力を超える圧力の少なくとも一部分を回収し、かつこの圧力又は動力を低密度の液体(例えば、「4」)に提供又は移送することを包含し得る。圧力回収の後又は間、高密度の液体は、低位側の標高のリザーバの圧力若しくはこの圧力の近くで、又は低位側の標高のリザーバに隣接する圧力若しくはこの圧力の近くで、又はその両方で、低位側の標高のリザーバ内に移送され得る(例えば、「9」)。動力交換器又は圧力交換器に起因して高密度の液体から回収された動力又は圧力を受け取る前又は間、低密度の液体は、低位側の標高のリザーバ(例えば、「7」)から除去され得る(例えば、「6」)。動力交換器又は圧力交換器に起因して高密度の液体から回収された動力又は圧力を受け取った後又は受け取る間、低密度の液体は、低位側の標高の領域から高位側の標高の領域(例えば、いずれか「3」)内のタービンに移送され得る(例えば、「4」)。タービンは、低密度の液体が高位側の標高のリザーバ(例えば、「1」)に移送される前又は間に、低密度の液体から動力を生成し得る。
FIG. 160: Process for storing energy by displacing a higher density liquid with a lower density liquid. This embodiment may include a higher elevation reservoir configured to store a lower density liquid, or a higher elevation reservoir configured to store a lower density liquid and a higher density liquid, or a higher elevation reservoir configured to store a higher density liquid, or a pump, or a turbine, or a power recovery or pressure recovery system, or a lower elevation reservoir configured to store a higher density liquid, or a lower elevation reservoir configured to store a lower density liquid and a higher density liquid, or piping interconnecting one or more components, or a sensor, or a pressure balancing device, or combinations thereof. This embodiment may employ a pressure or power recovery system to, for example, enable the lower elevation reservoir to operate at or near pressure equilibrium with pressures external to, surrounding, or adjacent to the lower elevation reservoir. The lower elevation reservoir may be surrounded by or adjacent to seawater, water, or air, or gas, or solids, or earth, or a combination thereof.
Charging may involve pumping (e.g., "3") a lower-density liquid from a higher-elevation reservoir (e.g., "1") to a lower-elevation region, and power from the lower-density liquid may be recovered (e.g., "5") to displace at least a portion of the higher-density liquid in the lower-elevation reservoir (e.g., "7") and transfer (e.g., "10") the higher-density liquid to the higher-elevation reservoir (e.g., "1" or "11"). During charging, pressure recovery may involve recovering from the lower-density liquid (e.g., "4") at least a portion of the pressure that exceeds the pressure adjacent the lower-elevation region or the lower-elevation reservoir, or both, and providing or transferring this pressure or power to the higher-density liquid (e.g., "10"). After or during pressure recovery, lower density liquid may be transferred into the lower elevation reservoir at or near the pressure of the lower elevation reservoir, or at or near the pressure adjacent to the lower elevation reservoir, or both (e.g., "6"). Before or during receiving power or pressure recovered from the lower elevation liquid due to a power or pressure exchanger, higher density liquid may be removed from the lower elevation reservoir (e.g., "7") (e.g., "9"). After or during receiving power or pressure recovered from the lower elevation liquid due to a power or pressure exchanger, higher density liquid may be transferred from the lower elevation region to a higher elevation reservoir (e.g., either "1" or "11") (e.g., "10").
Discharging may involve enabling the transfer of a higher density liquid from a higher elevation reservoir (e.g., "1" or "11") to a lower elevation region, and power from the higher density liquid may be recovered (e.g., "5") to displace at least a portion of the lower density liquid in the lower elevation reservoir (e.g., "7") and transfer this lower density liquid to a turbine (e.g., "3") to generate electricity (e.g., "5"). During charging, pressure recovery may involve recovering from the higher density liquid (e.g., "10") at least a portion of the pressure that exceeds the pressure adjacent the lower elevation region or the lower elevation reservoir, or both, and providing or transferring this pressure or power to the lower density liquid (e.g., "4"). After or during pressure recovery, the higher density liquid may be transferred into the lower elevation reservoir at or near the pressure of the lower elevation reservoir, or at or near the pressure adjacent to the lower elevation reservoir, or both (e.g., "9"). Before or during receiving power or pressure recovered from the higher density liquid due to a power or pressure exchanger, the lower density liquid may be removed from the lower elevation reservoir (e.g., "7") (e.g., "6"). After or during receiving power or pressure recovered from the higher density liquid due to a power or pressure exchanger, the lower density liquid may be transferred from the lower elevation region to a turbine (e.g., "4") in the higher elevation region (e.g., either "3"). The turbine may generate power from the lower density liquid before or during transfer of the lower density liquid to the higher elevation reservoir (e.g., "1").

図161:本図は、本図が、エネルギーを生成するか、又は「放電する」実施形態を示し得ることを除いて、図160と同じであり得る。 Figure 161: This diagram may be the same as Figure 160, except that this diagram may show an embodiment that generates or "discharges" energy.

図162:本図は、低密度の液体の高位側の標高のリザーバが高密度の液体の高位側の標高のリザーバとは異なり得ることを除いて、図160と同じであり得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側の標高のリザーバは、高密度の液体の高位側の標高のリザーバとほぼ同じ標高にあり得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側の標高のリザーバは、高密度の液体の高位側の標高のリザーバよりも高位の標高にあり得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側の標高のリザーバは、高密度の液体の高位側の標高のリザーバよりも低位の標高にあり得る。本図は、エネルギーを貯蔵するか、又は「充電」する実施形態を示し得る。 Figure 162: This diagram may be the same as Figure 160, except that the lower density liquid upper elevation reservoir may be different from the higher density liquid upper elevation reservoir. In some embodiments, the lower density liquid upper elevation reservoir may be at approximately the same elevation as the higher density liquid upper elevation reservoir. In some embodiments, the lower density liquid upper elevation reservoir may be at a higher elevation than the higher density liquid upper elevation reservoir. In some embodiments, the lower density liquid upper elevation reservoir may be at a lower elevation than the higher density liquid upper elevation reservoir. This diagram may show embodiments that store or "charge" energy.

図163:本図は、本図が、エネルギーを生成するか、又は「放電する」実施形態を示し得ることを除いて、図162と同じであり得る。 Figure 163: This diagram may be the same as Figure 162, except that this diagram may show an embodiment that generates or "discharges" energy.

図164:本図は、本図が、低密度の液体の別個のリザーバと、高密度の液体の別個のリザーバと、を分離することを含む、低位側の標高のリザーバを有する実施形態を示し得ることを除いて、図162と同じであり得る。本図は、エネルギーを貯蔵するか、又は「充電」する実施形態を示し得る。 Figure 164: This diagram may be the same as Figure 162, except that this diagram may show an embodiment with a lower elevation reservoir, including separating a separate reservoir of low density liquid from a separate reservoir of high density liquid. This diagram may show an embodiment that stores or "charges" energy.

図165:本図は、本図が、エネルギーを生成するか、又は「放電する」実施形態を示し得ることを除いて、図164と同じであり得る。
例示的な図の凡例
FIG. 165: This diagram may be the same as FIG. 164, except that this diagram may show an embodiment that generates or "discharges" energy.
Illustrative figure legend

例示的な実施形態における例示的な圧力
海水よりも大きい密度を有する高密度の液体を有する例示的な実施形態における例示的な圧力(参照図160及び161)
●本実施例では、「高位側の標高」の領域の標高は、海抜約0メートルであり得る一方、低位側の標高の領域の標高は、海抜マイナス2500メートルを超え、約2,500メートルに等しい、低位側の標高のリザーバと高位側の標高のリザーバとの間の標高差を作成し得る。
●本実施例では、高密度の液体の密度は、1.30g/mLであり得、高密度の液体は、塩化カルシウムの水溶液を含み得る。
●本実施例では、低密度の液体の密度は、0.573g/mLであり得、低密度の液体は、ノルマルブタン又はn-ブタンを含み得る。
●本実施例では、海水の密度は、1.035g/mLであり得る。
●上記に基づいて、以下は、本実施例についての図160及び/又は161の例示的な圧力である:
○「1」及び「2」の圧力は、大気圧の近く、又はノルマルブタンの蒸気圧の近くであり得る。例えば、「1」及び「2」の内部の圧力は、5バール以下、又は4バール以下、又は3バール以下、又は2バール以下、又は1バール以下、又はそれらの組み合わせであり得る。
○「4」の圧力は、水深と共に変動し得る。「4」の圧力は、水深と共に増加し、「5」の近くで、又は「低位側の標高」の領域の近く若しくはこの領域内で、最大圧力に達し得る。「5」の近くでは、「4」の圧力は、例えば、図160に示されるように、システムが蓄電又は「充電」中であるときの「10」内の高密度の液体の静水圧以上であり得る。「5」の近くでは、「4」の圧力は、例えば、図161に示されるように、システムが発電又は「放電」中であるときの「10」内の高密度の液体の静水圧以下であり得る。「5」の近くの「4」の圧力は、325バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はその両方である。
○「6」の圧力は、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧にほぼ等しい場合がある。「6」の圧力は、例えば、図160に示されるように、エネルギーの貯蔵又は「充電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに上回り得る。「6」の圧力は、例えば、図161に示されるように、エネルギーの生成又は「放電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに下回り得る。「6」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「7」の圧力は、「7」に隣接する海水の静水圧とほぼ同じであり得る。「7」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「8」の圧力は、「8」に隣接する海水の静水圧とほぼ同じであり得る。「8」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「9」の圧力は、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧にほぼ等しい場合がある。「9」の圧力は、例えば、図160に示されるように、エネルギーの貯蔵又は「充電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに下回り得る。「9」の圧力は、例えば、図161に示されるように、エネルギーの生成又は「放電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに上回り得る。「9」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はその両方である。
○「10」の圧力は、水深と共に変動し得る。「10」の圧力は、水深と共に増加し、「5」の近くで、又は「低位側の標高」の領域の近く若しくはこの領域内で、最大圧力に達し得る。「5」の近くでは、「10」の圧力は、例えば、図160に示されるように、システムが蓄電又は「充電」中であるときの同じ標高における「4」内の低密度の液体の静水圧以上であり得る。「5」の近くでは、「10」の圧力は、例えば、図161に示されるように、システムが発電又は「放電」中であるときの「4」内の低密度の液体の圧力以上であり得る。「5」の近くの「10」の圧力は、325バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「低位側の標高」の領域に隣接する海水の圧力は、約258.75バールの圧力であり得る。
○電力回収又は圧力回収プロセス(「5」)は、1つの液体流(例えば、「4」又は「10」)中の、低位側の標高の領域に隣接するか又はこの領域の外部の静水圧を超える圧力を回収し、この動力又は圧力を他の液体流(例えば、「10」又は「4」)に移送し得る。
・例えば、「5」の近くの「4」内の低密度の液体の圧力は、充電中に325バールを超え得る。「5」は、「4」から66.25バール以上の圧力又は動力を回収し、当該回収された圧力又は動力を「10」に移送し得る。圧力回収後、低密度の液体(「6」)は、低位側の標高のリザーバの圧力の近くの圧力及び/若しくは低位側の標高のリザーバに隣接する海水の静水圧で、又は約258.75バールの圧力で、低位側の標高のリザーバ内に移送され得る。
・いくつかの実施形態では、圧力交換器又は動力交換器は、低位側の標高のリザーバが、より低密度の液体及び/又はより高密度の液体の密度にかかわらず、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する圧力と平衡して動作することを可能にする。
Exemplary Pressures in Exemplary Embodiments Exemplary Pressures in Exemplary Embodiments with Dense Liquids Having Densities Greater Than Seawater (Reference Figures 160 and 161)
In this example, the elevation of the "high elevation" region may be approximately 0 meters above sea level, while the elevation of the low elevation region may be greater than minus 2,500 meters above sea level, creating an elevation difference between the low elevation reservoir and the high elevation reservoir equal to approximately 2,500 meters.
In this example, the density of the dense liquid may be 1.30 g/mL, and the dense liquid may include an aqueous solution of calcium chloride.
In this example, the density of the low-density liquid may be 0.573 g/mL, and the low-density liquid may include normal butane or n-butane.
In this example, the density of seawater may be 1.035 g/mL.
Based on the above, the following are example pressures for Figs. 160 and/or 161 for this example:
The pressure of "1" and "2" can be near atmospheric pressure or near the vapor pressure of normal butane. For example, the pressure inside "1" and "2" can be 5 bar or less, or 4 bar or less, or 3 bar or less, or 2 bar or less, or 1 bar or less, or a combination thereof.
○ The pressure at "4" may vary with water depth. The pressure at "4" may increase with water depth and reach a maximum pressure near "5" or near or within the "lower elevation" region. Near "5", the pressure at "4" may be equal to or greater than the hydrostatic pressure of the dense liquid in "10" when the system is storing or "charging", for example, as shown in FIG. 160. Near "5", the pressure at "4" may be equal to or less than the hydrostatic pressure of the dense liquid in "10" when the system is generating or "discharging", for example, as shown in FIG. 161. The pressure at "4" near "5" may be equal to or less than the pressure of 325 bar, or equal to or greater than this pressure, or both.
○ The pressure at "6" may be approximately equal to the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7". The pressure at "6" may be slightly greater than the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, during energy storage or "charging", as shown in FIG. 160. The pressure at "6" may be slightly less than the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, during energy generation or "discharging", as shown in FIG. 161. The pressure at "6" may be less than or equal to a pressure of 258.75 bar, or greater than this pressure, or a combination thereof.
The pressure at "7" may be approximately the same as the hydrostatic pressure of seawater adjacent to "7". The pressure at "7" may be less than or equal to a pressure of 258.75 bar, or greater than or equal to this pressure, or a combination thereof.
The pressure at "8" may be approximately the same as the hydrostatic pressure of seawater adjacent to "8". The pressure at "8" may be up to or equal to a pressure of 258.75 bar, or may be above this pressure, or a combination thereof.
○ The pressure at "9" may be approximately equal to the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7". The pressure at "9" may be slightly below the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, as shown in FIG. 160, during energy storage or "charging". The pressure at "9" may be slightly above the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, as shown in FIG. 161, during energy generation or "discharging". The pressure at "9" may be below or above the pressure of 258.75 bar, or both.
○ The pressure at "10" may vary with water depth. The pressure at "10" may increase with water depth and reach a maximum pressure near "5" or near or within the "lower elevation" region. Near "5", the pressure at "10" may be equal to or greater than the hydrostatic pressure of the low-density liquid in "4" at the same elevation when the system is storing or "charging", as shown in FIG. 160, for example. Near "5", the pressure at "10" may be equal to or greater than the pressure of the low-density liquid in "4" when the system is generating or "discharging", as shown in FIG. 161, for example. The pressure at "10" near "5" may be equal to or less than the pressure of 325 bar, or equal to or greater than this pressure, or a combination thereof.
The seawater pressure adjacent to the "lower elevation" region may be at a pressure of approximately 258.75 bar.
A power or pressure recovery process ("5") can recover pressure in excess of hydrostatic pressure in one liquid stream (e.g., "4" or "10") adjacent to or outside a region of lower elevation and transfer this power or pressure to another liquid stream (e.g., "10" or "4").
For example, the pressure of the low density liquid in "4" near "5" may exceed 325 bar during charging. "5" may recover pressure or power of 66.25 bar or more from "4" and transfer the recovered pressure or power to "10". After pressure recovery, the low density liquid ("6") may be transferred into the lower elevation reservoir at a pressure near that of the lower elevation reservoir and/or the hydrostatic pressure of seawater adjacent to the lower elevation reservoir, or at a pressure of about 258.75 bar.
In some embodiments, a pressure or power exchanger allows the lower elevation reservoir to operate in equilibrium with the pressure surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir, regardless of the densities of the lower and/or higher density liquids.

海面を超える標高における、又は低密度の液体の高位側の標高のリザーバを超える標高における、又はそれらの組み合わせの、高密度の液体を有する例示的な実施形態における例示的な圧力(参照図162及び163)
●本実施例では、「高位側の標高#1」の領域の標高は、海抜約0メートルであり得る。
●本実施例では、「高位側の標高#2」の領域の標高は、海抜約300メートルであり得る。
●本実施例では、低位側の標高の領域の標高は、海抜マイナス2500メートルであり得る。
●本実施例では、高密度の液体の密度は、1.035g/mLであり得、高密度の液体は、塩化カルシウムの水溶液を含み得る。
●本実施例では、低密度の液体の密度は、0.573g/mLであり得、低密度の液体は、ノルマルブタン又はn-ブタンを含み得る。
●本実施例では、海水の密度は、1.035g/mLであり得る。
●上記に基づいて、以下は、本実施例についての図162及び/又は163の例示的な圧力である:
○「1」、又は「2」、又は「11」、又はそれらの組み合わせの圧力は、大気圧の近く、又はノルマルブタンの蒸気圧の近くであり得る。例えば、「1」及び「2」の内部の圧力は、5バール以下、又は4バール以下、又は3バール以下、又は2バール以下、又は1バール以下、又はそれらの組み合わせであり得る。
○「4」の圧力は、水深と共に変動し得る。「4」の圧力は、水深と共に増加し、「5」の近くで、又は「低位側の標高」の領域の近く若しくはこの領域内で、最大圧力に達し得る。「5」の近くでは、「4」の圧力は、例えば、図162に示されるように、システムが蓄電又は「充電」中であるときの「10」内の高密度の液体の静水圧以上であり得る。「5」の近くでは、「4」の圧力は、例えば、図163に示されるように、システムが発電又は「放電」中であるときの「10」内の高密度の液体の静水圧以下であり得る。「5」の近くの「4」の圧力は、289.8バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はその両方である。
○「6」の圧力は、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧にほぼ等しい場合がある。「6」の圧力は、例えば、図162に示されるように、エネルギーの貯蔵又は「充電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに上回り得る。「6」の圧力は、例えば、図163に示されるように、エネルギーの生成又は「放電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに下回り得る。「6」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「7」の圧力は、「7」に隣接する海水の静水圧とほぼ同じであり得る。「7」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「8」の圧力は、「8」に隣接する海水の静水圧とほぼ同じであり得る。「8」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「9」の圧力は、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧にほぼ等しい場合がある。「9」の圧力は、例えば、図162に示されるように、エネルギーの貯蔵又は「充電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに下回り得る。「9」の圧力は、例えば、図163に示されるように、エネルギーの生成又は「放電」中に、「7」の圧力及び/又は「7」に隣接する海水の静水圧をわずかに上回り得る。「9」の圧力は、258.75バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はその両方である。
○「10」の圧力は、水深と共に変動し得る。「10」の圧力は、水深と共に増加し、「5」の近くで、又は「低位側の標高」の領域の近く若しくはこの領域内で、最大圧力に達し得る。「5」の近くでは、「10」の圧力は、例えば、図162に示されるように、システムが蓄電又は「充電」中であるときの同じ標高における「4」内の低密度の液体の静水圧以上であり得る。「5」の近くでは、「10」の圧力は、例えば、図163に示されるように、システムが発電又は「放電」中であるときの「4」内の低密度の液体の圧力以上であり得る。「5」の近くの「10」の圧力は、289.8バールの圧力以下であり得るか、又はこの圧力以上であり得るか、又はそれらの組み合わせである。
○「低位側の標高」の領域に隣接する海水の圧力は、約258.75バールの圧力であり得る。
○電力回収又は圧力回収プロセス(「5」)は、1つの液体流(例えば、「4」又は「10」)中の、低位側の標高の領域に隣接するか又はこの領域の外部の静水圧を超える圧力を回収し、この動力又は圧力を他の液体流(例えば、「10」又は「4」)に移送し得る。
・例えば、「5」の近くの「4」内の低密度の液体の圧力は、充電中に289.8バールを超え得る。「5」は、「4」から31.05バール以上の圧力又は動力を回収し、当該回収された圧力又は動力を「10」に移送し得る。圧力回収後、低密度の液体(「6」)は、低位側の標高のリザーバの圧力の近くの圧力及び/若しくは低位側の標高のリザーバに隣接する海水の静水圧で、又は約258.75バールの圧力で、低位側の標高のリザーバ内に移送され得る。
・いくつかの実施形態では、圧力交換器又は動力交換器は、低位側の標高のリザーバが、より高密度の液体の静水圧、又はより低密度の液体の静水圧、又はその両方にかかわらず、低位側の標高のリザーバの周囲の、又はこのリザーバに隣接する圧力と平衡して動作することを可能にする。
例示的な例示的実施形態
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くの、かつ水よりも低密度の流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置し、かつ水よりも高密度を有する流体を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバは、第1の貯蔵リザーバ内の、水よりも低密度を有する流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバ内の、水よりも高密度を有する流体を置換することによって、蓄電し、第2の貯蔵リザーバ内の、水よりも低密度を有する流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって、発電又は放電し、
水よりも高密度を有する流体は、液体形態である、システム。
2.水よりも低密度を有する流体は、液体形態である、実施形態1に記載のシステム。
3.第1のリザーバの標高は、第2のリザーバの標高よりも高い、実施形態1に記載のシステム。
4.水域の表面の近くの水よりも高密度を有する液体を貯蔵するように構成された第3のリザーバを更に備える、実施形態1に記載のシステム。
5.当該第3のリザーバは、第4のリザーバと実質的に同じ標高にある、実施形態4に記載のシステム。
6.蓄電中に第2のリザーバから置換された、水よりも高密度を有する流体は、当該第3のリザーバに移送及び貯蔵される、実施形態4に記載のシステム。
7.蓄電中に第2のリザーバから置換された、水よりも高密度を有する流体は、当該第3のリザーバに移送及び貯蔵される、実施形態4に記載のシステム。
8.水よりも高密度を有する当該流体は、ブライン、若しくは逆浸透排出ブライン、若しくは塩化ナトリウム、若しくは海塩、若しくは塩化カルシウム、若しくは塩化マグネシウム、若しくはギ酸カリウム、若しくは硫酸マグネシウム、若しくは臭化カルシウム、若しくは臭化ナトリウム、若しくは酢酸カリウム、若しくはギ酸ナトリウム、若しくは硝酸カルシウム、若しくは硝酸ナトリウム、若しくは亜硫酸ナトリウム、若しくは亜硫酸カリウム、若しくは重亜硫酸ナトリウム、若しくは重亜硫酸カリウム、若しくは重亜硫酸マグネシウム、若しくは重亜硫酸カルシウム、若しくはコーンシロップ、若しくはグリセリン、若しくはプロピレングリコール、若しくはエチレングリコール、若しくはプロピレンカーボネート、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1に記載のシステム。
9.水よりも高密度を有する当該流体は、ハロゲン化炭化水素、又はフルオロカーボン、又は有機酸、又は無機酸、又は二酸化炭素、又は二酸化硫黄、又は窒素酸化物、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1に記載のシステム。
10.水よりも低密度を有する当該流体は、炭化水素を含む、実施形態1に記載のシステム。
11.水よりも低密度を有する当該流体は、空気を含む、実施形態1に記載のシステム。
12.水よりも高密度を有する当該流体の密度は、20℃で1リットル当たり1.02キログラムよりも大きい、実施形態1に記載のシステム。
13.水よりも高密度を有する当該流体の密度は、20℃で1リットル当たり1.05キログラムよりも大きい、実施形態1に記載のシステム。
14.第2のリザーバの内部の圧力と、隣接する水域の圧力と、は、約0バール~約10バールだけ異なる、実施形態1に記載のシステム。
15.圧力交換器を更に備える、実施形態1に記載のシステム。
16.当該圧力交換器は、第2のリザーバの近くに位置する、実施形態15に記載のシステム。
17.蓄電中、圧力交換器は、水よりも低密度を有する液体から圧力を抽出し、抽出された圧力を水よりも高密度を有する液体に伝達する、実施形態15に記載のシステム。
18.蓄電中、圧力交換器は、水よりも高密度を有する液体から圧力を抽出し、抽出された圧力を水よりも低密度を有する液体に伝達する、実施形態15に記載のシステム。
19.当該圧力抽出は、(1)水よりも低密度を有する液体が第2のリザーバに移送されている間に、又は(2)移送前に、又は(3)(1)及び(2)の両方で行われる、実施形態17に記載のシステム。
20.当該圧力抽出は、(1)水よりも高密度を有する液体が第2のリザーバに移送されている間に、又は(2)移送前に、又は(3)(1)及び(2)の両方で行われる、実施形態18に記載のシステム。
21.圧力交換器は、第2のリザーバの近くの、水よりも低密度を有する液体の圧力から、第2のリザーバの標高における水域の静水圧を引いた圧力以下の圧力を抽出する、実施形態17に記載のシステム。
22.圧力交換器は、第2のリザーバの近くの、水よりも高密度を有する液体の圧力から、第2のリザーバの標高における水域の静水圧を引いた圧力以下の圧力を抽出する、実施形態18に記載のシステム。
23.圧力交換器は、第2のリザーバが、第2のリザーバと同じ標高における水域と圧力平衡にあることを可能にしながら、水域内の液体の密度よりも高密度を有する液体の使用を可能にする、実施形態15に記載のシステム。
24.圧力交換器は、水圧交換器を含む、実施形態15に記載のシステム。
25.圧力交換器は、第2のリザーバの内部の流体の圧力が、第2のリザーバと同じ標高において、水域の静水圧と許容公差圧力未満だけ異なることを確実にするように、圧力抽出を調整する、実施形態15に記載のシステム。
26.第2のリザーバは、内圧センサ及び外圧センサを含み、
内圧センサは、第2のリザーバの内部の流体の圧力を測定し、
外圧センサは、第2のリザーバに隣接する水域の圧力を測定し、
内圧センサ及び外圧センサは、圧力交換器と通信するように構成されている、実施形態25に記載のシステム。
27.当該許容公差圧力は、約10気圧未満である、実施形態25に記載のシステム。
28.圧力交換器は、水圧交換器である、実施形態15に記載のシステム。
29.圧力交換器は、ポンプ、又はタービン、又はロータリータービン、又はそれらの任意の組み合わせである、実施形態15に記載のシステム。
30.蓄電及び発電するためのプロセスであって、
Exemplary pressures in exemplary embodiments having high density liquid at elevations above sea level, or at elevations above a reservoir of lower density liquid at higher elevations, or combinations thereof (see Figures 162 and 163).
In this embodiment, the elevation of the "High Side Elevation #1" area may be approximately 0 meters above sea level.
In this example, the elevation of the "High Side Elevation #2" area may be approximately 300 meters above sea level.
In this example, the elevation of the lower elevation region may be 2500 meters below sea level.
In this example, the density of the dense liquid may be 1.035 g/mL, and the dense liquid may include an aqueous solution of calcium chloride.
In this example, the density of the low-density liquid may be 0.573 g/mL, and the low-density liquid may include normal butane or n-butane.
In this example, the density of seawater may be 1.035 g/mL.
Based on the above, the following are example pressures for Figs. 162 and/or 163 for this example:
The pressure of "1", "2", or "11", or a combination thereof, can be near atmospheric pressure or near the vapor pressure of normal butane. For example, the pressure inside "1" and "2" can be 5 bar or less, or 4 bar or less, or 3 bar or less, or 2 bar or less, or 1 bar or less, or a combination thereof.
○ The pressure at "4" may vary with water depth. The pressure at "4" may increase with water depth and reach a maximum pressure near "5" or near or within the "lower elevation" region. Near "5", the pressure at "4" may be equal to or greater than the hydrostatic pressure of the dense liquid in "10" when the system is storing or "charging", for example, as shown in FIG. 162. Near "5", the pressure at "4" may be equal to or less than the hydrostatic pressure of the dense liquid in "10" when the system is generating or "discharging", for example, as shown in FIG. 163. The pressure at "4" near "5" may be equal to or less than the pressure of 289.8 bar, or equal to or greater than this pressure, or both.
○ The pressure at "6" may be approximately equal to the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7". The pressure at "6" may be slightly greater than the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, during energy storage or "charging", as shown in FIG. 162. The pressure at "6" may be slightly less than the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, during energy generation or "discharging", as shown in FIG. 163. The pressure at "6" may be less than or equal to a pressure of 258.75 bar, or greater than this pressure, or a combination thereof.
The pressure at "7" may be approximately the same as the hydrostatic pressure of seawater adjacent to "7". The pressure at "7" may be less than or equal to a pressure of 258.75 bar, or greater than or equal to this pressure, or a combination thereof.
The pressure at "8" may be approximately the same as the hydrostatic pressure of seawater adjacent to "8". The pressure at "8" may be up to or equal to a pressure of 258.75 bar, or may be above this pressure, or a combination thereof.
○ The pressure at "9" may be approximately equal to the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7". The pressure at "9" may be slightly below the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, as shown in FIG. 162 during energy storage or "charging". The pressure at "9" may be slightly above the pressure at "7" and/or the hydrostatic pressure of the seawater adjacent to "7", for example, as shown in FIG. 163 during energy generation or "discharging". The pressure at "9" may be below or above the pressure of 258.75 bar, or both.
○ The pressure at "10" may vary with water depth. The pressure at "10" may increase with water depth and reach a maximum pressure near "5" or near or within the "lower elevation" region. Near "5", the pressure at "10" may be equal to or greater than the hydrostatic pressure of the low-density liquid in "4" at the same elevation when the system is storing or "charging", as shown in FIG. 162, for example. Near "5", the pressure at "10" may be equal to or greater than the pressure of the low-density liquid in "4" when the system is generating or "discharging", as shown in FIG. 163, for example. The pressure at "10" near "5" may be equal to or less than the pressure of 289.8 bar, or may be equal to or greater than this pressure, or a combination thereof.
The seawater pressure adjacent to the "lower elevation" area may be at a pressure of approximately 258.75 bar.
A power or pressure recovery process ("5") can recover pressure in excess of hydrostatic pressure in one liquid stream (e.g., "4" or "10") adjacent to or outside a region of lower elevation and transfer this power or pressure to another liquid stream (e.g., "10" or "4").
For example, the pressure of the low density liquid in "4" near "5" may exceed 289.8 bar during charging. "5" may recover 31.05 bar or more of pressure or power from "4" and transfer the recovered pressure or power to "10". After pressure recovery, the low density liquid ("6") may be transferred into the lower elevation reservoir at a pressure near that of the lower elevation reservoir and/or the hydrostatic pressure of seawater adjacent to the lower elevation reservoir, or at a pressure of about 258.75 bar.
In some embodiments, a pressure or power exchanger allows the lower elevation reservoir to operate in equilibrium with the pressure surrounding or adjacent to the lower elevation reservoir, regardless of the hydrostatic pressure of the denser liquid, or the hydrostatic pressure of the less dense liquid, or both.
Illustrative Exemplary Embodiments 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to store a fluid near the surface of the body of water and having a density less than water;
a second storage reservoir located below the surface of the body of water and configured to store a fluid having a density greater than that of water;
A pump and
a generator;
The pump, the generator, and the first and second reservoirs store electricity by pumping a fluid in the first storage reservoir having a density lower than water into the second storage reservoir to displace a fluid in the second storage reservoir having a density higher than water, and generate or discharge electricity by allowing the fluid in the second storage reservoir having a density lower than water to return to the first storage reservoir;
Fluids that have a density greater than water are in liquid form in the system.
2. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density lower than water is in liquid form.
3. The system of embodiment 1, wherein the elevation of the first reservoir is greater than the elevation of the second reservoir.
4. The system of embodiment 1, further comprising a third reservoir configured to store a liquid having a density higher than water near the surface of the body of water.
5. The system of embodiment 4, wherein the third reservoir is at substantially the same elevation as the fourth reservoir.
6. The system of embodiment 4, wherein a fluid having a density greater than water displaced from the second reservoir during charging is transferred and stored in said third reservoir.
7. The system of embodiment 4, wherein a fluid having a density greater than water displaced from the second reservoir during charging is transferred and stored in said third reservoir.
8. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density greater than water comprises brine, or reverse osmosis effluent brine, or sodium chloride, or sea salt, or calcium chloride, or magnesium chloride, or potassium formate, or magnesium sulfate, or calcium bromide, or sodium bromide, or potassium acetate, or sodium formate, or calcium nitrate, or sodium nitrate, or sodium sulfite, or potassium sulfite, or sodium bisulfite, or potassium bisulfite, or magnesium bisulfite, or calcium bisulfite, or corn syrup, or glycerin, or propylene glycol, or ethylene glycol, or propylene carbonate, or any combination thereof.
9. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density greater than water comprises a halogenated hydrocarbon, or a fluorocarbon, or an organic acid, or an inorganic acid, or carbon dioxide, or sulfur dioxide, or nitrogen oxides, or any combination thereof.
10. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density lower than water comprises a hydrocarbon.
11. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density lower than water comprises air.
12. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density higher than water has a density greater than 1.02 kilograms per liter at 20° C.
13. The system of embodiment 1, wherein the fluid having a density higher than water has a density greater than 1.05 kilograms per liter at 20° C.
14. The system of embodiment 1, wherein the pressure inside the second reservoir and the pressure in the adjacent body of water differ by between about 0 bar and about 10 bar.
15. The system of embodiment 1, further comprising a pressure exchanger.
16. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger is located near the second reservoir.
17. The system of embodiment 15, wherein during storage, the pressure exchanger extracts pressure from a liquid having a lower density than water and transfers the extracted pressure to a liquid having a higher density than water.
18. The system of embodiment 15, wherein during storage, the pressure exchanger extracts pressure from a liquid having a density higher than water and transfers the extracted pressure to a liquid having a density lower than water.
19. The system of embodiment 17, wherein the pressure extraction occurs (1) while the liquid having a density lower than water is being transferred to the second reservoir, or (2) before the transfer, or (3) both (1) and (2).
20. The system of embodiment 18, wherein the pressure extraction occurs (1) while the liquid having a density greater than water is being transferred to the second reservoir, or (2) before the transfer, or (3) both (1) and (2).
21. The system of embodiment 17, wherein the pressure exchanger extracts a pressure that is less than or equal to the pressure of a liquid having a lower density than water near the second reservoir minus the hydrostatic pressure of the body of water at the elevation of the second reservoir.
22. The system of embodiment 18, wherein the pressure exchanger extracts a pressure equal to or less than the pressure of a liquid having a density higher than water near the second reservoir minus the hydrostatic pressure of the body of water at the elevation of the second reservoir.
23. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger allows for the use of a liquid having a higher density than the density of the liquid in the body of water while allowing the second reservoir to be in pressure equilibrium with the body of water at the same elevation as the second reservoir.
24. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger comprises a hydraulic exchanger.
25. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger regulates pressure extraction to ensure that the pressure of the fluid inside the second reservoir differs from the hydrostatic pressure of the body of water at the same elevation as the second reservoir by less than an allowable tolerance pressure.
26. The second reservoir includes an internal pressure sensor and an external pressure sensor;
an internal pressure sensor for measuring the pressure of the fluid inside the second reservoir;
an external pressure sensor measuring a pressure in a body of water adjacent to the second reservoir;
26. The system of embodiment 25, wherein the internal pressure sensor and the external pressure sensor are configured to communicate with the pressure exchanger.
27. The system of embodiment 25, wherein the allowable pressure difference is less than about 10 atmospheres.
28. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger is a hydraulic exchanger.
29. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger is a pump, or a turbine, or a rotary turbine, or any combination thereof.
30. A process for storing and generating electricity, comprising:

ポンプと、発電機と、水域の表面の近くの第1の貯蔵リザーバと、水域の表面の下方に位置する第2の貯蔵リザーバと、を動作可能に接続することであって、第1の貯蔵リザーバは、水よりも低密度を有する流体を貯蔵するように構成されており、第2の貯蔵リザーバは、水よりも高密度を有する流体を貯蔵するように構成されている、接続することと、 Operatively connecting a pump, a generator, a first storage reservoir near the surface of the body of water, and a second storage reservoir located below the surface of the body of water, where the first storage reservoir is configured to store a fluid having a lower density than water and the second storage reservoir is configured to store a fluid having a higher density than water;

第1の貯蔵リザーバ内の水よりも低密度を有する流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバ内の水よりも高密度を有する流体を置換することによって、蓄電することと、 Storing electricity by pumping a fluid having a lower density than the water in the first storage reservoir into the second storage reservoir to replace the fluid having a higher density than the water in the second storage reservoir;

第2の貯蔵リザーバ内の水よりも低密度を有する流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって、発電又は放電することと、を含み、 Generating or discharging electricity by allowing a fluid having a lower density than water in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;

水よりも高密度を有する流体は、液体形態である、プロセス。 A process in which a fluid with a density greater than that of water is in liquid form.

高密度の液体は1.035g/mLよりも大きい密度を有する。 Dense liquids have a density greater than 1.035 g/mL.

海中リザーバが海水との圧力平衡にあることを可能にしながら、海水よりも高密度を有する液体の使用を可能にするための低位側のリザーバの近くの海中動力回収、又は低位側の標高のリザーバの近くの動力回収 Subsea power recovery near a low-level reservoir, or near a low-elevation reservoir, to allow the use of fluids with higher densities than seawater while allowing the subsea reservoir to be in pressure equilibrium with seawater.

圧力均衡装置及び圧力均衡装置タンクであって、リザーバ内の圧力が周囲の圧力未満である場合、低位側の標高のリザーバに流体が追加され、リザーバ内の圧力が周囲の圧力を超えている場合、低位側の標高のリザーバから流体が除去される A pressure balancing device and pressure balancing tank that adds fluid to a reservoir at a lower elevation when the pressure in the reservoir is less than ambient pressure, and removes fluid from a reservoir at a lower elevation when the pressure in the reservoir exceeds ambient pressure.

低密度の液体の冷蔵又は冷却又は熱管理 Refrigeration, cooling, or thermal management of low-density liquids

低密度の液体及び高密度の液体は、同じ高位側のタンクに貯蔵される Low-density liquids and high-density liquids are stored in the same high-level tank.

低密度の液体及び高密度の液体は、異なる高位側の標高のタンクに貯蔵される Low-density liquids and high-density liquids are stored in tanks at different higher elevations.

高位側の標高のリザーバは、加圧される The reservoir at the higher elevation is pressurized.

熱管理を使用して特定の温度未満を維持することによって、高位側の標高のリザーバを特定の圧力未満に維持する Maintaining the high-altitude reservoir below a certain pressure by using thermal management to maintain below a certain temperature.

注記
●注記:圧力均衡装置は、タンク、又はパイプ、又はバルブ、又は継手、又はコネクタ、又はそれらの組み合わせに接続され得るか、又は取り付けられ得るか、又はそれらの両方であり得る。
●注記:動力交換器、又は圧力交換器、又はエネルギー回収システム、又はPX圧力交換器は、当該技術分野における逆浸透システムにおける油圧動力又はエネルギーの回収のために採用されるシステムと同様のシステムを含み得る。「動力交換器」、又は「圧力交換器」、又は「エネルギー回収システム」、又は「PX圧力交換器」という用語は、互換的に使用され得る。
●注記:高密度の液体として、水の密度以上の密度を有する液体が挙げられ得るが、これらに限定されない。
●注記:腐食を最小化又は排除するための条件下で、塩水溶液が採用され得る。例えば、腐食は、犠牲陽極によって阻止され得る。例えば、いくつかの実施形態は、腐食を最小化するために、組成物の調整及び/又は環境の作成を可能にし得る「閉鎖系」を含み得る。例えば、塩溶液は、亜硫酸塩、又は亜硝酸塩、又は亜硫酸水素塩、又は有機酸、又は酸化防止剤などの酸素スカベンジャーによって脱酸素化され得る。例えば、塩溶液は、窒素などの非二原子酸素ガスによって脱酸素化され得る。例えば、塩溶液は、溶存酸素と水素又はメタンなどの燃料との反応によって脱酸素化され得る。例えば、ブライン溶液は、触媒脱酸素化プロセスによって脱酸素化され得る。例えば、ブライン溶液は、パラジウム触媒などの触媒の存在下で溶存酸素を溶存水素と反応させずに水素ガスを溶存させて、水を形成し、かつ溶存二原子酸素の少なくとも一部分を除去することを含む触媒脱酸素化プロセスによって脱酸素化され得る。腐食は、閉鎖系で採用される塩溶液を脱酸素化して、著しく阻止され得るか、又は実際的に排除され得る。溶存酸素レベルを監視し得、溶存酸素の濃度が増加するか、又は設計閾値又は定義された濃度を超えて増加する場合、溶解酸素を除去し得る。
●注記:いくつかの実施形態では、より高密度の液体は、ハロゲン化された炭化水素又はフルオロカーボン液体を含み得る。
●注記:本発明のいくつかの実施形態は、海水よりも大きい密度を有する高密度の液体と、海面の標高を超える標高を有する、高位側の標高の高密度の液体のリザーバと、を包含し得る。
●注記:いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側のリザーバ及び高密度の液体の高位側のリザーバの両方は、ほぼ同じ又は同様の標高にあり得、かつ/又は両方とも海面を超える標高にあり得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側のリザーバ及び高密度の液体の高位側のリザーバは、異なる標高にあり得、かつ/又は両方とも海面を超える標高にあり得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側のリザーバ及び高密度の液体の高位側のリザーバは、異なる標高にあり得、かつ/又は低密度の液体の高位側のリザーバは、高密度の液体の高位側のリザーバの標高よりも高位の標高に位置し得る。いくつかの実施形態では、低密度の液体の高位側のリザーバ及び高密度の液体の高位側のリザーバは、異なる標高にあり得、かつ/又は低密度の液体の高位側のリザーバは、高密度の液体の高位側のリザーバの標高よりも低位の標高に位置し得る。
●注記:ブライン中の試薬の濃度は、調整され得る。例えば、ブラインなどの溶液中の試薬の濃度は、ブラインの温度が変化するか、又はブラインの溶解度が変化するか、又はブラインの粘度が変化するか、又はそれらの組み合わせである場合に、調整され得る。
●注記:いくつかの高密度の液体は、他の液体よりも望ましく、いくつかの高密度の液体は、他の液体と混合され得る。水よりも大きい密度、又は海水よりも大きい密度、又はその両方を有する例示的な高密度の液体としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:水、又はブライン、又は塩化ナトリウム、又は海塩、又は逆浸透ブライン、又は濃縮物、又は残留物、又は塩化カルシウム、又は塩化マグネシウム、又はギ酸カリウム、又は硫酸マグネシウム、又は臭化カルシウム、又は臭化ナトリウム、又は酢酸カリウム、又はギ酸ナトリウム、又は硝酸カルシウム、又は硝酸ナトリウム、又は塩化マグネシウム、又は亜硫酸マグネシウム、又は亜硫酸ナトリウム、又は重亜硫酸ナトリウム、又は重亜硫酸カリウム、又は重亜硫酸カルシウム、又は重亜硫酸マグネシウム、又は二酸化硫黄、又は亜硝酸カルシウム、又は亜硝酸マグネシウム、又は亜硝酸ナトリウム、又は亜硝酸カリウム、又はカルボン酸、又はカルボン酸塩、又は酢酸、又はクエン酸、又はコーンシロップ、又はコーンシロップ、又はグリセリン、又は水よりも大きい密度を有する有機試薬、又は砂糖、又はスクロース、又はデキストロース、又は糖アルコール、又はポリオール、又はエチレングリコール、又はプロピレングリコール、又はプロピレンカーボネート、又は不溶性有機試薬、又は可溶性有機試薬、又はフルオロカーボン、又はハロゲン化炭化水素、又はパーフルオロカーボン、又は無機化合物、又は液体二酸化硫黄、又は液体二酸化炭素、又は四酸化二窒素、又は五酸化二窒素、又は三酸化硫黄、又は一酸化二窒素、又は有機酸、又は無機酸、又は溶融硫黄、又は液体硫黄、又は冷媒、又は臭素、又は塩素、又はヨウ素、又はハロゲン、又はギ酸、又は二酸化塩素、又は過酸化水素、又は有機酸、又は無機酸、又は有機塩基、又は無機塩基、又は1,2-ジブロモエタン、又はシス-1,2ージブロモエタン、又はジブロモメタン、又はブロマール、又はブロモホルム、又は1,1,2,2-テトラブロモエタン(ムスマン溶液)、又はポリタングステン酸ナトリウム、又は臭素、又はThoulets溶液、又はジヨードメタン、又はヨウ化インジウム、又はバリウム水銀ヨウ化物、又はギ酸タリウム+マロン酸タリウム(クレリチ溶液)、又はガリンスタン(ガリウム/インジウム/スズ合金)、又は水銀、又はギ酸セシウム、又は鉛、又は水銀、又はガリウム、又は液体金属、又はナノ粒子、又は分散ナノ粒子、又は懸濁ナノ粒子、又は鉄、又は金、又はニッケル、又はタングステン、又は二酸化硫黄+二酸化炭素、又は冷却剤混合物、又は亜硫酸、又は亜硝酸、又はイオン化合物、又は有機化合物、又は炭素を含む化学物質、又は元素、又は低密度の液体の密度よりも大きい密度を有する化学物質、又は水の密度よりも大きい密度を有する化学物質、又は化学物質
●注記:圧力交換器又は動力交換器は、液体、又はガス、又は超臨界流体、又は液体-固体混合物、又はガス-液体混合物、又はそれらの組み合わせなどの流体から、動力又は圧力を抽出し得る。圧力交換器又は動力交換器は、当該抽出された動力又は圧力を別の流体に伝達する流体から動力又は圧力を抽出し得る。例示的な圧力交換器又は動力交換器として、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:回転式圧力交換器、又は油圧式圧力交換器、又は空気圧式圧力交換器、又は逆浸透システムのための当該技術分野で採用される圧力交換機、又は油圧タービン、又は油圧ターボチャージャ、又は油圧インペラ、又は機械式交換器、又は油圧式交換器、又は電気式交換器、又は置換交換器、又はタービンノズル、又はディフューザ、又はブースターポンプ、又は超高圧PX、又は超高圧油圧エネルギー回収、又はエネルギー回収デバイス、又は高効率圧力交換器、混合流体圧力交換器、脱塩システムのための当該技術分野で知られている圧力交換器、精製及び石油化学システムのための当該技術分野で知られている圧力交換器
●注記:機械式圧力交換器は、例えば、発電機よりも著しくエネルギー効率が高いことが可能である。例えば、逆浸透において当該技術分野で採用される圧力交換器は、最大98%又は99%のエネルギー効率又は圧力交換効率を示している。
●注記:いくつかの実施形態は、1つ以上の圧力センサを包含し得る。内圧センサは、エネルギー貯蔵プロセスの少なくとも一部分の内部の流体の圧力を測定する圧力センサを含み得る。外圧センサは、エネルギー貯蔵システム又はプロセスの少なくとも一部分の外側又は外部の流体又は材料の圧力を測定する圧力センサを含み得る。外圧センサが、外部流体又は材料の圧力を測定して、エネルギー貯蔵システム又はプロセスの少なくとも1つの表面に作用する当該流体又は材料の圧力を判定することが望ましい場合がある。
●注記:第1のリザーバと第2のリザーバとの間の標高差は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせよりも小さいか、又はこれらよりも大きいか、又はこれらに等しい:50メートル、又は100メートル、又は150メートル、又は200メートル、又は250メートル、又は300メートル、又は350メートル、又は400メートル、又は450メートル、又は500メートル、又は550メートル、又は600メートル、又は650メートル、又は700メートル、又は750メートル、又は800メートル、又は850メートル、又は900メートル、又は950メートル、又は1,000メートル、又は1,050メートル、又は1,100メートル、又は1,150メートル、又は1,200メートル、又は1,250メートル、又は1,300メートル、1,350メートル、又は1,400メートル、又は1,450メートル、又は1,500メートル、又は1,550メートル、又は1,600メートル、又は1,650メートル、又は1,700メートル、又は1,750メートル、又は1,800メートル、又は1,850メートル、又は1,900メートル、又は1,950メートル、又は2,000メートル、又は2,050メートル、又は2,100メートル、又は2,150メートル、又は2,200メートル、又は2,250メートル、又は2,300メートル、又は2,350メートル、又は2,400メートル、又は2,450メートル、又は2,500メートル、又は2,550メートル、又は2,600メートル、又は2,650メートル、又は2,700メートル、又は2,750メートル、又は2,800メートル、又は2,850メートル、又は2,900メートル、又は2,950メートル、又は3,000メートル、又は3,100メートル、又は3,200メートル、又は3,300メートル、又は3,400メートル、又は3,500メートル、又は3,600メートル、又は3,700メートル、又は3,800メートル、又は3,900メートル、又は4,000メートル、又は4,100メートル、又は4,200メートル、又は4,300メートル、又は4,400メートル、又は4,500メートル、又は4,600メートル、又は4,700メートル、又は4,800メートル、又は4,900メートル、又は5,000メートル、又は5,500メートル、又は6,000メートル、又は6,500メートル、又は7,000メートル、又は7,500メートル、又は8,000メートル、又は8,500メートル、又は9,000メートル、又は9,500メートル、又は10,000メートル、又は10,500メートル、又は11,000メートル、又は11,500メートル、又は12,000メートル、又は12,500メートル、又は13,000メートル、又は13,500メートル
●注記:第3のリザーバと第2のリザーバとの間の標高差は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせよりも小さいか、又はこれらよりも大きいか、又はこれらに等しい:50メートル、又は100メートル、又は150メートル、又は200メートル、又は250メートル、又は300メートル、又は350メートル、又は400メートル、又は450メートル、又は500メートル、又は550メートル、又は600メートル、又は650メートル、又は700メートル、又は750メートル、又は800メートル、又は850メートル、又は900メートル、又は950メートル、又は1,000メートル、又は1,050メートル、又は1,100メートル、又は1,150メートル、又は1,200メートル、又は1,250メートル、又は1,300メートル、1,350メートル、又は1,400メートル、又は1,450メートル、又は1,500メートル、又は1,550メートル、又は1,600メートル、又は1,650メートル、又は1,700メートル、又は1,750メートル、又は1,800メートル、又は1,850メートル、又は1,900メートル、又は1,950メートル、又は2,000メートル、又は2,050メートル、又は2,100メートル、又は2,150メートル、又は2,200メートル、又は2,250メートル、又は2,300メートル、又は2,350メートル、又は2,400メートル、又は2,450メートル、又は2,500メートル、又は2,550メートル、又は2,600メートル、又は2,650メートル、又は2,700メートル、又は2,750メートル、又は2,800メートル、又は2,850メートル、又は2,900メートル、又は2,950メートル、又は3,000メートル、又は3,100メートル、又は3,200メートル、又は3,300メートル、又は3,400メートル、又は3,500メートル、又は3,600メートル、又は3,700メートル、又は3,800メートル、又は3,900メートル、又は4,000メートル、又は4,100メートル、又は4,200メートル、又は4,300メートル、又は4,400メートル、又は4,500メートル、又は4,600メートル、又は4,700メートル、又は4,800メートル、又は4,900メートル、又は5,000メートル、又は5,500メートル、又は6,000メートル、又は6,500メートル、又は7,000メートル、又は7,500メートル、又は8,000メートル、又は8,500メートル、又は9,000メートル、又は9,500メートル、又は10,000メートル、又は10,500メートル、又は11,000メートル、又は11,500メートル、又は12,000メートル、又は12,500メートル、又は13,000メートル、又は13,500メートル
●注記:2つのリザーバ間の標高差は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせよりも小さいか、又はこれらよりも大きいか、又はこれらに等しい:50メートル、又は100メートル、又は150メートル、又は200メートル、又は250メートル、又は300メートル、又は350メートル、又は400メートル、又は450メートル、又は500メートル、又は550メートル、又は600メートル、又は650メートル、又は700メートル、又は750メートル、又は800メートル、又は850メートル、又は900メートル、又は950メートル、又は1,000メートル、又は1,050メートル、又は1,100メートル、又は1,150メートル、又は1,200メートル、又は1,250メートル、又は1,300メートル、1,350メートル、又は1,400メートル、又は1,450メートル、又は1,500メートル、又は1,550メートル、又は1,600メートル、又は1,650メートル、又は1,700メートル、又は1,750メートル、又は1,800メートル、又は1,850メートル、又は1,900メートル、又は1,950メートル、又は2,000メートル、又は2,050メートル、又は2,100メートル、又は2,150メートル、又は2,200メートル、又は2,250メートル、又は2,300メートル、又は2,350メートル、又は2,400メートル、又は2,450メートル、又は2,500メートル、又は2,550メートル、又は2,600メートル、又は2,650メートル、又は2,700メートル、又は2,750メートル、又は2,800メートル、又は2,850メートル、又は2,900メートル、又は2,950メートル、又は3,000メートル、又は3,100メートル、又は3,200メートル、又は3,300メートル、又は3,400メートル、又は3,500メートル、又は3,600メートル、又は3,700メートル、又は3,800メートル、又は3,900メートル、又は4,000メートル、又は4,100メートル、又は4,200メートル、又は4,300メートル、又は4,400メートル、又は4,500メートル、又は4,600メートル、又は4,700メートル、又は4,800メートル、又は4,900メートル、又は5,000メートル、又は5,500メートル、又は6,000メートル、又は6,500メートル、又は7,000メートル、又は7,500メートル、又は8,000メートル、又は8,500メートル、又は9,000メートル、又は9,500メートル、又は10,000メートル、又は10,500メートル、又は11,000メートル、又は11,500メートル、又は12,000メートル、又は12,500メートル、又は13,000メートル、又は13,500メートル
●注記:液体の粘度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないもの未満であり得るか、又はこれらを超え得るか、又はこれらに等しい場合がある:0.1cP、又は0.5cP、又は1cP、又は1.5cP、又は2cP、又は2.5cP、又は3cP、又は3.5cP、又は4cP、又は4.5cP、又は5cP、又は5.5cP、又は6cP、又は6.5cP、又は7cP、又は7.5cP、又は8cP、又は8.5cP、又は9cP、又は9.5cP、又は10cP、又は11cP、又は12cP、又は13cP、又は14cP、又は15cP、又は16cP、又は17cP、又は18cP、又は19cP、又は20cP、又は21cP、又は22cP、又は23cP、又は24cP、又は25cP、又は26cP、又は27cP、又は28cP、又は29cP、又は30cP、又は31cP、又は32cP、又は33cP、又は34cP、又は35cP、又は36cP、又は37cP、又は38cP、又は39cP、又は40cP、又は41cP、又は42cP、又は43cP、又は44cP、又は45cP、又は46cP、又は47cP、又は48cP、又は49cP、又は50cP、又は55cP、又は60cP、又は65cP、又は70cP、又は75cP、又は80cP、又は85cP、又は90cP、又は95cP、又は100cP、又は105cP、又は110cP、又は115cP、又は120cP、又は125cP、又は130cP、又は135cP、又は140cP、又は145cP、又は150cP、又は155cP、又は160cP、又は165cP、又は170cP、又は175cP、又は180cP、又は185cP、又は190cP、又は195cP、又は200cP、又は205cP、又は210cP、又は215cP、又は220cP、又は225cP、又は230cP、又は235cP、又は240cP、又は245cP、又は250cP、又は255cP、又は260cP、又は265cP、又は270cP、又は275cP、又は280cP、又は285cP、又は290cP、又は295cP、又は300cP、又は305cP、又は310cP、又は315cP、又は320cP、又は325cP、又は330cP、又は335cP、又は340cP、又は345cP、又は350cP、又は355cP、又は360cP、又は365cP、又は370cP、又は375cP、又は380cP、又は385cP、又は390cP、又は395cP、又は400cP、又は405cP、又は410cP、又は415cP、又は420cP、又は425cP、又は430cP、又は435cP、又は440cP、又は445cP、又は450cP、又は455cP、又は460cP、又は465cP、又は470cP、又は475cP、又は480cP、又は485cP、又は490cP、又は495cP、又は500cP、又は550cP、又は600cP、又は650cP、又は700cP、又は750cP、又は800cP、又は850cP、又は900cP、又は950cP、又は1,000cP、又は1,250cP、又は1,500cP、又は1,750cP、又は2,000cP、又は2,250cP、又は2,500cP、又は2,750cP、又は3,000cP、又は3,250cP、又は3,500cP、又は3,750cP、又は4,000cP、又は4,250cP、又は4,500cP、又は4,750cP、又は5,000cP、又は5,250cP、又は5,500cP、又は5,750cP、又は6,000cP、又は6,250cP、又は6,500cP、又は6,750cP、又は7,000cP、又は7,250cP、又は7,500cP、又は7,750cP、又は8000cP、又は8,250cP、又は8,500cP、又は8,750cP、又は9,000cP、又は9,250cP、又は9,500cP、又は9,750cP、又は10,000cP
●注記:高密度の液体、又は低密度の液体、又は熱貯蔵媒体、又はそれらの任意の組み合わせの温度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ未満であり得るか、又はこれらを超え得るか、又はこれらに等しい場合がある:-100℃、又は-90℃、又は-80℃、又は-70℃、又は-60℃、又は-50℃、又は-45℃、又は-40℃、又は-35℃、又は-30℃、又は-25℃、又は-20℃、又は-19℃、又は-18℃、又は-17℃、又は-16℃、又は-15℃、又は-15℃、又は-14℃、又は-13℃、又は-12℃、又は-11℃、又は-10℃、又は-9℃、又は-8℃、又は-7℃、又は-6℃、又は-5℃、又は-4℃、又は-3℃、又は-2℃、又は-1℃、又は0℃、又は1℃、又は2℃、又は3℃、又は4℃、又は5℃、又は6℃、又は7℃、又は8℃、又は9℃、又は10℃、又は11℃、又は12℃、又は13℃、又は14℃、又は15℃、又は16℃、又は17℃、又は18℃、又は19℃、又は20℃、又は21℃、又は22℃、又は23℃、又は24℃、又は25℃、又は26℃、又は27℃、又は28℃、又は29℃、又は30℃、又は31℃、又は32℃、又は33℃、又は34℃、又は35℃、又は36℃、又は37℃、又は38℃、又は39℃、又は40℃、又は41℃、又は42℃、又は43℃、又は44℃、又は45℃、又は46℃、又は47℃、又は48℃、又は49℃、又は50℃、又は51℃、又は52℃、又は53℃、又は54℃、又は55℃、又は56℃、又は57℃、又は58℃、又は59℃、又は60℃、又は61℃、又は62℃、又は63℃、又は64℃、又は65℃、又は66℃、又は67℃、又は68℃、又は69℃、又は70℃、又は71℃、又は72℃、又は73℃、又は74℃、又は75℃、又は76℃、又は77℃、又は78℃、又は79℃、又は80℃、又は81℃、又は82℃、又は83℃、又は84℃、又は85℃、又は86℃、又は87℃、又は88、又は89℃、又は90℃、又は91℃、又は92℃、又は93℃、又は94℃、又は95℃、又は96℃、又は97℃、又は98℃、又は99℃、又は100℃、又は110℃、又は120℃、又は130℃、又は140℃、又は150℃、又は160℃、又は170℃、又は180℃、又は190℃、又は200℃、又は210℃、又は220℃、又は230℃、又は240℃、又は250℃、又は260℃、又は270℃、又は280℃、又は290℃、又は300℃、又は310℃、又は320℃、又は330℃、又は340℃、又は350℃、又は360℃、又は370℃、又は380℃、又は390℃、又は400℃、又は410℃、又は420℃、又は430℃、又は440℃、又は450℃、又は460℃、又は470℃、又は480℃、又は490℃、又は500℃、又は550℃、又は600℃、又は700℃、又は800℃、又は900℃、又は1000℃
●注記:低密度の液体中の高密度の液体の重量%濃度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ未満であり得るか、又はこれらを超え得るか、又はこれらに等しい場合がある:0.0001%、又は0.5%、又は1%、又は1.5%、又は2%、又は2.5%、又は3%、又は3.5%、又は4%、又は4.5%、又は5%、又は5.5%、又は6%、又は6.5%、又は7%、又は7.5%、又は8%、又は8.5%、又は9%、又は9.5%、又は10%、又は10.5%、又は11%、又は11.5%、又は12%、又は12.5%、又は13%、又は13.5%、又は14%、又は14.5%、又は15%、又は15.5%、又は16%、又は16.5%、又は17%、又は17.5%、又は18%、又は18.5%、又は19%、又は19.5%、又は20%、又は20.5%、又は21%、又は21.5%、又は22%、又は22.5%、又は23%、又は23.5%、又は24%、又は24.5%、又は25%、又は25.5%、又は26%、又は26.5%、又は27%、又は27.5%、又は28%、又は28.5%、又は29%、又は29.5%、又は30%、又は30.5%、又は31%、又は31.5%、又は32%、又は32.5%、又は33%、又は33.5%、又は34%、又は34.5%、又は35%、又は35.5%、又は36%、又は36.5%、又は37%、又は37.5%、又は38%、又は38.5%、又は39%、又は39.5%、又は40%、又は40.5%、又は41%、又は41.5%、又は42%、又は42.5%、又は43%、又は43.5%、又は44%、又は44.5%、又は45%、又は45.5%、又は46%、又は46.5%、又は47%、又は47.5%、又は48%、又は48.5%、又は49%、又は49.5%、又は50%、又は50.5%、又は51%、又は51.5%、又は52%、又は52.5%、又は53%、又は53.5%、又は54%、又は54.5%、又は55%、又は55.5%、又は56%、又は56.5%、又は57%、又は57.5%、又は58%、又は58.5%、又は59%、又は59.5%、又は60%、又は60.5%、又は61%、又は61.5%、又は62%、又は62.5%、又は63%、又は63.5%、又は64%、又は64.5%、又は65%、又は65.5%、又は66%、又は66.5%、又は67%、又は67.5%、又は68%、又は68.5%、又は69%、又は69.5%、又は70%、又は70.5%、又は71%、又は71.5%、又は72%、又は72.5%、又は73%、又は73.5%、又は74%、又は74.5%、又は75%、又は75.5%、又は76%、又は76.5%、又は77%、又は77.5%、又は78%、又は78.5%、又は79%、又は79.5%、又は80%、又は80.5%、又は81%、又は81.5%、又は82%、又は82.5%、又は83%、又は83.5%、又は84%、又は84.5%、又は85%、又は85.5%、又は86%、又は86.5%、又は87%、又は87.5%、又は88%、又は88.5%、又は89%、又は89.5%、又は90%、又は90.5%、又は91%、又は91.5%、又は92%、又は92.5%、又は93%、又は93.5%、又は94%、又は94.5%、又は95%、又は95.5%、又は96%、又は96.5%、又は97%、又は97.5%、又は98%、又は98.5%、又は99%、又は99.5%、又は99.999%
●注記:高密度の液体中の低密度の液体の重量%濃度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ未満であり得るか、又はこれらを超え得るか、又はこれらに等しい場合がある:0.0001%、又は0.5%、又は1%、又は1.5%、又は2%、又は2.5%、又は3%、又は3.5%、又は4%、又は4.5%、又は5%、又は5.5%、又は6%、又は6.5%、又は7%、又は7.5%、又は8%、又は8.5%、又は9%、又は9.5%、又は10%、又は10.5%、又は11%、又は11.5%、又は12%、又は12.5%、又は13%、又は13.5%、又は14%、又は14.5%、又は15%、又は15.5%、又は16%、又は16.5%、又は17%、又は17.5%、又は18%、又は18.5%、又は19%、又は19.5%、又は20%、又は20.5%、又は21%、又は21.5%、又は22%、又は22.5%、又は23%、又は23.5%、又は24%、又は24.5%、又は25%、又は25.5%、又は26%、又は26.5%、又は27%、又は27.5%、又は28%、又は28.5%、又は29%、又は29.5%、又は30%、又は30.5%、又は31%、又は31.5%、又は32%、又は32.5%、又は33%、又は33.5%、又は34%、又は34.5%、又は35%、又は35.5%、又は36%、又は36.5%、又は37%、又は37.5%、又は38%、又は38.5%、又は39%、又は39.5%、又は40%、又は40.5%、又は41%、又は41.5%、又は42%、又は42.5%、又は43%、又は43.5%、又は44%、又は44.5%、又は45%、又は45.5%、又は46%、又は46.5%、又は47%、又は47.5%、又は48%、又は48.5%、又は49%、又は49.5%、又は50%、又は50.5%、又は51%、又は51.5%、又は52%、又は52.5%、又は53%、又は53.5%、又は54%、又は54.5%、又は55%、又は55.5%、又は56%、又は56.5%、又は57%、又は57.5%、又は58%、又は58.5%、又は59%、又は59.5%、又は60%、又は60.5%、又は61%、又は61.5%、又は62%、又は62.5%、又は63%、又は63.5%、又は64%、又は64.5%、又は65%、又は65.5%、又は66%、又は66.5%、又は67%、又は67.5%、又は68%、又は68.5%、又は69%、又は69.5%、又は70%、又は70.5%、又は71%、又は71.5%、又は72%、又は72.5%、又は73%、又は73.5%、又は74%、又は74.5%、又は75%、又は75.5%、又は76%、又は76.5%、又は77%、又は77.5%、又は78%、又は78.5%、又は79%、又は79.5%、又は80%、又は80.5%、又は81%、又は81.5%、又は82%、又は82.5%、又は83%、又は83.5%、又は84%、又は84.5%、又は85%、又は85.5%、又は86%、又は86.5%、又は87%、又は87.5%、又は88%、又は88.5%、又は89%、又は89.5%、又は90%、又は90.5%、又は91%、又は91.5%、又は92%、又は92.5%、又は93%、又は93.5%、又は94%、又は94.5%、又は95%、又は95.5%、又は96%、又は96.5%、又は97%、又は97.5%、又は98%、又は98.5%、又は99%、又は99.5%、又は99.999%
●注記:高密度の液体中の水の重量%濃度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ未満であり得るか、又はこれらを超え得るか、又はこれらに等しい場合がある:0.0001%、又は0.5%、又は1%、又は1.5%、又は2%、又は2.5%、又は3%、又は3.5%、又は4%、又は4.5%、又は5%、又は5.5%、又は6%、又は6.5%、又は7%、又は7.5%、又は8%、又は8.5%、又は9%、又は9.5%、又は10%、又は10.5%、又は11%、又は11.5%、又は12%、又は12.5%、又は13%、又は13.5%、又は14%、又は14.5%、又は15%、又は15.5%、又は16%、又は16.5%、又は17%、又は17.5%、又は18%、又は18.5%、又は19%、又は19.5%、又は20%、又は20.5%、又は21%、又は21.5%、又は22%、又は22.5%、又は23%、又は23.5%、又は24%、又は24.5%、又は25%、又は25.5%、又は26%、又は26.5%、又は27%、又は27.5%、又は28%、又は28.5%、又は29%、又は29.5%、又は30%、又は30.5%、又は31%、又は31.5%、又は32%、又は32.5%、又は33%、又は33.5%、又は34%、又は34.5%、又は35%、又は35.5%、又は36%、又は36.5%、又は37%、又は37.5%、又は38%、又は38.5%、又は39%、又は39.5%、又は40%、又は40.5%、又は41%、又は41.5%、又は42%、又は42.5%、又は43%、又は43.5%、又は44%、又は44.5%、又は45%、又は45.5%、又は46%、又は46.5%、又は47%、又は47.5%、又は48%、又は48.5%、又は49%、又は49.5%、又は50%、又は50.5%、又は51%、又は51.5%、又は52%、又は52.5%、又は53%、又は53.5%、又は54%、又は54.5%、又は55%、又は55.5%、又は56%、又は56.5%、又は57%、又は57.5%、又は58%、又は58.5%、又は59%、又は59.5%、又は60%、又は60.5%、又は61%、又は61.5%、又は62%、又は62.5%、又は63%、又は63.5%、又は64%、又は64.5%、又は65%、又は65.5%、又は66%、又は66.5%、又は67%、又は67.5%、又は68%、又は68.5%、又は69%、又は69.5%、又は70%、又は70.5%、又は71%、又は71.5%、又は72%、又は72.5%、又は73%、又は73.5%、又は74%、又は74.5%、又は75%、又は75.5%、又は76%、又は76.5%、又は77%、又は77.5%、又は78%、又は78.5%、又は79%、又は79.5%、又は80%、又は80.5%、又は81%、又は81.5%、又は82%、又は82.5%、又は83%、又は83.5%、又は84%、又は84.5%、又は85%、又は85.5%、又は86%、又は86.5%、又は87%、又は87.5%、又は88%、又は88.5%、又は89%、又は89.5%、又は90%、又は90.5%、又は91%、又は91.5%、又は92%、又は92.5%、又は93%、又は93.5%、又は94%、又は94.5%、又は95%、又は95.5%、又は96%、又は96.5%、又は97%、又は97.5%、又は98%、又は98.5%、又は99%、又は99.5%、又は99.999%
●注記:低密度の液体中の水の重量%濃度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせより未満であり得るか、又はこれらを超え得るか、又はこれらに等しい場合がある:0.0001%、又は0.5%、又は1%、又は1.5%、又は2%、又は2.5%、又は3%、又は3.5%、又は4%、又は4.5%、又は5%、又は5.5%、又は6%、又は6.5%、又は7%、又は7.5%、又は8%、又は8.5%、又は9%、又は9.5%、又は10%、又は10.5%、又は11%、又は11.5%、又は12%、又は12.5%、又は13%、又は13.5%、又は14%、又は14.5%、又は15%、又は15.5%、又は16%、又は16.5%、又は17%、又は17.5%、又は18%、又は18.5%、又は19%、又は19.5%、又は20%、又は20.5%、又は21%、又は21.5%、又は22%、又は22.5%、又は23%、又は23.5%、又は24%、又は24.5%、又は25%、又は25.5%、又は26%、又は26.5%、又は27%、又は27.5%、又は28%、又は28.5%、又は29%、又は29.5%、又は30%、又は30.5%、又は31%、又は31.5%、又は32%、又は32.5%、又は33%、又は33.5%、又は34%、又は34.5%、又は35%、又は35.5%、又は36%、又は36.5%、又は37%、又は37.5%、又は38%、又は38.5%、又は39%、又は39.5%、又は40%、又は40.5%、又は41%、又は41.5%、又は42%、又は42.5%、又は43%、又は43.5%、又は44%、又は44.5%、又は45%、又は45.5%、又は46%、又は46.5%、又は47%、又は47.5%、又は48%、又は48.5%、又は49%、又は49.5%、又は50%、又は50.5%、又は51%、又は51.5%、又は52%、又は52.5%、又は53%、又は53.5%、又は54%、又は54.5%、又は55%、又は55.5%、又は56%、又は56.5%、又は57%、又は57.5%、又は58%、又は58.5%、又は59%、又は59.5%、又は60%、又は60.5%、又は61%、又は61.5%、又は62%、又は62.5%、又は63%、又は63.5%、又は64%、又は64.5%、又は65%、又は65.5%、又は66%、又は66.5%、又は67%、又は67.5%、又は68%、又は68.5%、又は69%、又は69.5%、又は70%、又は70.5%、又は71%、又は71.5%、又は72%、又は72.5%、又は73%、又は73.5%、又は74%、又は74.5%、又は75%、又は75.5%、又は76%、又は76.5%、又は77%、又は77.5%、又は78%、又は78.5%、又は79%、又は79.5%、又は80%、又は80.5%、又は81%、又は81.5%、又は82%、又は82.5%、又は83%、又は83.5%、又は84%、又は84.5%、又は85%、又は85.5%、又は86%、又は86.5%、又は87%、又は87.5%、又は88%、又は88.5%、又は89%、又は89.5%、又は90%、又は90.5%、又は91%、又は91.5%、又は92%、又は92.5%、又は93%、又は93.5%、又は94%、又は94.5%、又は95%、又は95.5%、又は96%、又は96.5%、又は97%、又は97.5%、又は98%、又は98.5%、又は99%、又は99.5%、又は99.999%
●注記:いくつかの実施形態では、最大エネルギー密度を確実にし、かつ必要とされる液体体積を最小化するために、第1のリザーバと第2のリザーバとの間の標高差は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ、以上である:50メートル、又は100メートル、又は150メートル、又は200メートル、又は250メートル、又は500メートル、又は750メートル、又は1,000メートル、又は1,250メートル、又は1,500メートル
●注記:エネルギー貯蔵往復エネルギー効率は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ、以上であり得る。0.0001%、又は0.5%、又は1%、又は1.5%、又は2%、又は2.5%、又は3%、又は3.5%、又は4%、又は4.5%、又は5%、又は5.5%、又は6%、又は6.5%、又は7%、又は7.5%、又は8%、又は8.5%、又は9%、又は9.5%、又は10%、又は10.5%、又は11%、又は11.5%、又は12%、又は12.5%、又は13%、又は13.5%、又は14%、又は14.5%、又は15%、又は15.5%、又は16%、又は16.5%、又は17%、又は17.5%、又は18%、又は18.5%、又は19%、又は19.5%、又は20%、又は20.5%、又は21%、又は21.5%、又は22%、又は22.5%、又は23%、又は23.5%、又は24%、又は24.5%、又は25%、又は25.5%、又は26%、又は26.5%、又は27%、又は27.5%、又は28%、又は28.5%、又は29%、又は29.5%、又は30%、又は30.5%、又は31%、又は31.5%、又は32%、又は32.5%、又は33%、又は33.5%、又は34%、又は34.5%、又は35%、又は35.5%、又は36%、又は36.5%、又は37%、又は37.5%、又は38%、又は38.5%、又は39%、又は39.5%、又は40%、又は40.5%、又は41%、又は41.5%、又は42%、又は42.5%、又は43%、又は43.5%、又は44%、又は44.5%、又は45%、又は45.5%、又は46%、又は46.5%、又は47%、又は47.5%、又は48%、又は48.5%、又は49%、又は49.5%、又は50%、又は50.5%、又は51%、又は51.5%、又は52%、又は52.5%、又は53%、又は53.5%、又は54%、又は54.5%、又は55%、又は55.5%、又は56%、又は56.5%、又は57%、又は57.5%、又は58%、又は58.5%、又は59%、又は59.5%、又は60%、又は60.5%、又は61%、又は61.5%、又は62%、又は62.5%、又は63%、又は63.5%、又は64%、又は64.5%、又は65%、又は65.5%、又は66%、又は66.5%、又は67%、又は67.5%、又は68%、又は68.5%、又は69%、又は69.5%、又は70%、又は70.5%、又は71%、又は71.5%、又は72%、又は72.5%、又は73%、又は73.5%、又は74%、又は74.5%、又は75%、又は75.5%、又は76%、又は76.5%、又は77%、又は77.5%、又は78%、又は78.5%、又は79%、又は79.5%、又は80%、又は80.5%、又は81%、又は81.5%、又は82%、又は82.5%、又は83%、又は83.5%、又は84%、又は84.5%、又は85%、又は85.5%、又は86%、又は86.5%、又は87%、又は87.5%、又は88%、又は88.5%、又は89%、又は89.5%、又は90%、又は90.5%、又は91%、又は91.5%、又は92%、又は92.5%、又は93%、又は93.5%、又は94%、又は94.5%、又は95%、又は95.5%、又は96%、又は96.5%、又は97%、又は97.5%、又は98%、又は98.5%、又は99%、又は99.5%、又は99.999%
●注記:液体の密度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ、以下であり得るか、又はこれら以上であり得る:0.5g/mL、又は0.51g/mL、又は0.52g/mL、又は0.53g/mL、又は0.54g/mL、又は0.55g/mL、又は0.56g/mL、又は0.57g/mL、又は0.58g/mL、又は0.59g/mL、又は0.6g/mL、又は0.61g/mL、又は0.62g/mL、又は0.63g/ml、0.64g/mL、又は0.65g/mL、又は0.66g/mL、又は0.67g/mL、又は0.68g/mL、又は0.69g/mL、又は0.70g/mL、又は0.71g/mL、又は0.72g/mL、又は0.73g/mL、又は0.74g/mL、又は0.75g/mL、又は0.76g/mL、又は0.77g/mL、又は0.78g/mL、又は0.79g/mL、又は0.8g/mL、又は0.805g/mL、又は0.81g/mL、又は0.815g/mL、又は0.82g/mL、又は0.825g/mL、又は0.83g/mL、又は0.835g/mL、又は0.84g/mL、又は0.845g/mL、又は0.85g/mL、又は0.855g/mL、又は0.86g/mL、又は0.865g/mL、又は0.87g/mL、又は0.875g/mL、又は0.88g/mL、又は0.885g/mL、又は0.89g/mL、又は0.895g/mL、又は0.9g/mL、又は0.905g/mL、又は0.91g/mL、又は.915g/mL、又は0.92g/mL、又は0.925g/mL、又は0.93g/mL、又は0.935g/mL、又は0.94g/mL、又は0.945g/mL、又は0.95g/mL、又は0.955g/mL、又は0.96g/mL、又は0.965g/mL、又は0.97g/mL、又は0.975g/mL、又は0.98g/mL、又は0.985g/mL、又は0.99g/mL、又は0.995g/mL、又は1g/mL、又は1.005g/mL、又は1.01g/mL、又は1.015g/mL、又は1.02g/mL、又は1.025g/mL、又は1.03g/mL、又は1.035g/mL、又は1.04g/mL、又は1.045g/mL、又は1.05g/mL、又は1.055g/mL、又は1.06g/mL、又は1.065g/mL、又は1.07g/mL、又は1.075g/mL、又は1.08g/mL、又は1.085g/mL、又は1.09g/mL、又は1.095g/mL、又は1.1g/mL、又は1.11g/mL、又は1.12g/mL、又は1.13g/mL、又は1.14g/mL、又は1.15g/mL、又は1.16g/mL、又は1.17g/mL、又は1.18g/mL、又は1.19g/mL、又は1.2g/mL、又は1.21g/mL、又は1.22g/mL、又は1.23g/mL、又は1.24g/mL、又は1.25g/mL、又は1.26g/mL、又は1.27g/mL、又は1.28g/mL、又は1.29g/mL、又は1.3g/mL、又は1.31g/mL、又は1.32g/mL、又は1.33g/mL、又は1.34g/mL、又は1.35g/mL、又は1.36g/mL、又は1.37g/mL、又は1.38g/mL、又は1.39g/mL、又は1.4g/mL、又は1.41g/mL、又は1.42g/mL、又は1.43g/mL、又は1.44g/mL、又は1.45g/mL、又は1.46g/mL、又は1.47g/mL、又は1.48g/mL、又は1.49g/mL、又は1.5g/mL
●注記:流体の密度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ、以下であり得るか、又はこれら以上であり得る:0.5g/mL、又は0.51g/mL、又は0.52g/mL、又は0.53g/mL、又は0.54g/mL、又は0.55g/mL、又は0.56g/mL、又は0.57g/mL、又は0.58g/mL、又は0.59g/mL、又は0.6g/mL、又は0.61g/mL、又は0.62g/mL、又は0.63g/ml、0.64g/mL、又は0.65g/mL、又は0.66g/mL、又は0.67g/mL、又は0.68g/mL、又は0.69g/mL、又は0.70g/mL、又は0.71g/mL、又は0.72g/mL、又は0.73g/mL、又は0.74g/mL、又は0.75g/mL、又は0.76g/mL、又は0.77g/mL、又は0.78g/mL、又は0.79g/mL、又は0.8g/mL、又は0.805g/mL、又は0.81g/mL、又は0.815g/mL、又は0.82g/mL、又は0.825g/mL、又は0.83g/mL、又は0.835g/mL、又は0.84g/mL、又は0.845g/mL、又は0.85g/mL、又は0.855g/mL、又は0.86g/mL、又は0.865g/mL、又は0.87g/mL、又は0.875g/mL、又は0.88g/mL、又は0.885g/mL、又は0.89g/mL、又は0.895g/mL、又は0.9g/mL、又は0.905g/mL、又は0.91g/mL、又は.915g/mL、又は0.92g/mL、又は0.925g/mL、又は0.93g/mL、又は0.935g/mL、又は0.94g/mL、又は0.945g/mL、又は0.95g/mL、又は0.955g/mL、又は0.96g/mL、又は0.965g/mL、又は0.97g/mL、又は0.975g/mL、又は0.98g/mL、又は0.985g/mL、又は0.99g/mL、又は0.995g/mL、又は1g/mL、又は1.005g/mL、又は1.01g/mL、又は1.015g/mL、又は1.02g/mL、又は1.025g/mL、又は1.03g/mL、又は1.035g/mL、又は1.04g/mL、又は1.045g/mL、又は1.05g/mL、又は1.055g/mL、又は1.06g/mL、又は1.065g/mL、又は1.07g/mL、又は1.075g/mL、又は1.08g/mL、又は1.085g/mL、又は1.09g/mL、又は1.095g/mL、又は1.1g/mL、又は1.11g/mL、又は1.12g/mL、又は1.13g/mL、又は1.14g/mL、又は1.15g/mL、又は1.16g/mL、又は1.17g/mL、又は1.18g/mL、又は1.19g/mL、又は1.2g/mL、又は1.21g/mL、又は1.22g/mL、又は1.23g/mL、又は1.24g/mL、又は1.25g/mL、又は1.26g/mL、又は1.27g/mL、又は1.28g/mL、又は1.29g/mL、又は1.3g/mL、又は1.31g/mL、又は1.32g/mL、又は1.33g/mL、又は1.34g/mL、又は1.35g/mL、又は1.36g/mL、又は1.37g/mL、又は1.38g/mL、又は1.39g/mL、又は1.4g/mL、又は1.41g/mL、又は1.42g/mL、又は1.43g/mL、又は1.44g/mL、又は1.45g/mL、又は1.46g/mL、又は1.47g/mL、又は1.48g/mL、又は1.49g/mL、又は1.5g/mL
●注記:低密度の流体の密度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ、以下であり得るか、又はこれら以上であり得る:0.01g/mL、又は0.05g/mL、又は0.1g/mL、又は0.15g/mL、又は0.20g/mL、又は0.25g/mL、又は0.3g/mL、又は0.35g/mL、又は0.4g/mL、又は0.45g/mL、0.5g/mL、又は0.51g/mL、又は0.52g/mL、又は0.53g/mL、又は0.54g/mL、又は0.55g/mL、又は0.56g/mL、又は0.57g/mL、又は0.58g/mL、又は0.59g/mL、又は0.6g/mL、又は0.61g/mL、又は0.62g/mL、又は0.63g/ml、0.64g/mL、又は0.65g/mL、又は0.66g/mL、又は0.67g/mL、又は0.68g/mL、又は0.69g/mL、又は0.70g/mL、又は0.71g/mL、又は0.72g/mL、又は0.73g/mL、又は0.74g/mL、又は0.75g/mL、又は0.76g/mL、又は0.77g/mL、又は0.78g/mL、又は0.79g/mL、又は0.8g/mL、又は0.805g/mL、又は0.81g/mL、又は0.815g/mL、又は0.82g/mL、又は0.825g/mL、又は0.83g/mL、又は0.835g/mL、又は0.84g/mL、又は0.845g/mL、又は0.85g/mL、又は0.855g/mL、又は0.86g/mL、又は0.865g/mL、又は0.87g/mL、又は0.875g/mL、又は0.88g/mL、又は0.885g/mL、又は0.89g/mL、又は0.895g/mL、又は0.9g/mL、又は0.905g/mL、又は0.91g/mL、又は.915g/mL、又は0.92g/mL、又は0.925g/mL、又は0.93g/mL、又は0.935g/mL、又は0.94g/mL、又は0.945g/mL、又は0.95g/mL、又は0.955g/mL、又は0.96g/mL、又は0.965g/mL、又は0.97g/mL、又は0.975g/mL、又は0.98g/mL、又は0.985g/mL、又は0.99g/mL、又は0.995g/mL、又は1g/mL、又は1.005g/mL、又は1.01g/mL、又は1.015g/mL、又は1.02g/mL、又は1.025g/mL、又は1.03g/mL、又は1.035g/mL、又は1.04g/mL、又は1.045g/mL、又は1.05g/mL、又は1.055g/mL、又は1.06g/mL、又は1.065g/mL、又は1.07g/mL、又は1.075g/mL、又は1.08g/mL、又は1.085g/mL、又は1.09g/mL、又は1.095g/mL、又は1.1g/mL、又は1.11g/mL、又は1.12g/mL、又は1.13g/mL、又は1.14g/mL、又は1.15g/mL、又は1.16g/mL、又は1.17g/mL、又は1.18g/mL、又は1.19g/mL、又は1.2g/mL、又は1.21g/mL、又は1.22g/mL、又は1.23g/mL、又は1.24g/mL、又は1.25g/mL、又は1.26g/mL、又は1.27g/mL、又は1.28g/mL、又は1.29g/mL、又は1.3g/mL、又は1.31g/mL、又は1.32g/mL、又は1.33g/mL、又は1.34g/mL、又は1.35g/mL、又は1.36g/mL、又は1.37g/mL、又は1.38g/mL、又は1.39g/mL、又は1.4g/mL、又は1.41g/mL、又は1.42g/mL、又は1.43g/mL、又は1.44g/mL、又は1.45g/mL、又は1.46g/mL、又は1.47g/mL、又は1.48g/mL、又は1.49g/mL、又は1.5g/mL
●注記:高密度の液体の密度は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせ、以下であり得るか、又はこれら以上であり得る:0.01g/mL、又は0.05g/mL、又は0.1g/mL、又は0.15g/mL、又は0.20g/mL、又は0.25g/mL、又は0.3g/mL、又は0.35g/mL、又は0.4g/mL、又は0.45g/mL、0.5g/mL、又は0.51g/mL、又は0.52g/mL、又は0.53g/mL、又は0.54g/mL、又は0.55g/mL、又は0.56g/mL、又は0.57g/mL、又は0.58g/mL、又は0.59g/mL、又は0.6g/mL、又は0.61g/mL、又は0.62g/mL、又は0.63g/ml、0.64g/mL、又は0.65g/mL、又は0.66g/mL、又は0.67g/mL、又は0.68g/mL、又は0.69g/mL、又は0.70g/mL、又は0.71g/mL、又は0.72g/mL、又は0.73g/mL、又は0.74g/mL、又は0.75g/mL、又は0.76g/mL、又は0.77g/mL、又は0.78g/mL、又は0.79g/mL、又は0.8g/mL、又は0.805g/mL、又は0.81g/mL、又は0.815g/mL、又は0.82g/mL、又は0.825g/mL、又は0.83g/mL、又は0.835g/mL、又は0.84g/mL、又は0.845g/mL、又は0.85g/mL、又は0.855g/mL、又は0.86g/mL、又は0.865g/mL、又は0.87g/mL、又は0.875g/mL、又は0.88g/mL、又は0.885g/mL、又は0.89g/mL、又は0.895g/mL、又は0.9g/mL、又は0.905g/mL、又は0.91g/mL、又は.915g/mL、又は0.92g/mL、又は0.925g/mL、又は0.93g/mL、又は0.935g/mL、又は0.94g/mL、又は0.945g/mL、又は0.95g/mL、又は0.955g/mL、又は0.96g/mL、又は0.965g/mL、又は0.97g/mL、又は0.975g/mL、又は0.98g/mL、又は0.985g/mL、又は0.99g/mL、又は0.995g/mL、又は1g/mL、又は1.005g/mL、又は1.01g/mL、又は1.015g/mL、又は1.02g/mL、又は1.025g/mL、又は1.03g/mL、又は1.035g/mL、又は1.04g/mL、又は1.045g/mL、又は1.05g/mL、又は1.055g/mL、又は1.06g/mL、又は1.065g/mL、又は1.07g/mL、又は1.075g/mL、又は1.08g/mL、又は1.085g/mL、又は1.09g/mL、又は1.095g/mL、又は1.1g/mL、又は1.11g/mL、又は1.12g/mL、又は1.13g/mL、又は1.14g/mL、又は1.15g/mL、又は1.16g/mL、又は1.17g/mL、又は1.18g/mL、又は1.19g/mL、又は1.2g/mL、又は1.21g/mL、又は1.22g/mL、又は1.23g/mL、又は1.24g/mL、又は1.25g/mL、又は1.26g/mL、又は1.27g/mL、又は1.28g/mL、又は1.29g/mL、又は1.3g/mL、又は1.31g/mL、又は1.32g/mL、又は1.33g/mL、又は1.34g/mL、又は1.35g/mL、又は1.36g/mL、又は1.37g/mL、又は1.38g/mL、又は1.39g/mL、又は1.4g/mL、又は1.41g/mL、又は1.42g/mL、又は1.43g/mL、又は1.44g/mL、又は1.45g/mL、又は1.46g/mL、又は1.47g/mL、又は1.48g/mL、又は1.49g/mL、又は1.5g/mL、又は1.55g/mL、又は1.6g/mL、又は1.65g/mL、又は1.7g/mL、又は1.75g/mL、又は1.8g/mL、又は1.85g/mL、又は1.9g/mL、又は1.95g/mL、又は2.00g/mL、又は2.05g/mL、又は2.1g/mL、又は2.2g/mL、又は2.3g/mL、又は2.4g/mL、又は2.5g/mL、又は2.6g/mL、又は2.7g/mL、又は2.8g/mL、又は2.9g/mL、又は3.0g/mL、又は3.1g/mL、又は3.2g/mL、又は3.3g/mL、又は3.4g/mL、又は3.5g/mL、又は3.6g/mL、又は3.7g/mL、又は3.8g/mL、又は3.9g/mL、又は4.0g/mL、又は4.1g/mL、又は4.2g/mL、又は4.3g/mL、又は4.4g/mL、又は4.5g/mL、又は4.6g/mL、又は4.7g/mL、又は4.8g/mL、又は4.9g/mL、又は5.0g/mL,6.0g/mL、又は7.0g/mL、又は8.0g/mL、又は9.0g/mL、又は10.0g/mL、又は11.0g/mL、又は12.0g/mL、又は13.0g/mL、又は14.0g/mL、又は15.0g/mL、又は16.0g/mL、又は17.0g/mL、又は18.0g/mL、又は19.0g/mL、又は20.0g/mL、又は21.0g/mL、又は22.0g/mL、又は23.0g/mL
●注記:低位側の標高のリザーバ又は「第2のリザーバ」の許容公差圧力差は、低位側の標高のリザーバ又は「第2のリザーバ」の内部の流体の圧力と、低位側の標高のリザーバ又は「第2のリザーバ」の内部の当該流体と同じ標高における、低位側の標高のリザーバ又は「第2のリザーバ」の内部の当該流体の外部の、又は当該流体に隣接する、流体又は材料又は固体の圧力と、の間の最大設計圧力差を含み得る。
●注記:低位側の標高のリザーバ又は「第2のリザーバ」の許容公差圧力差は、以下のうちの1つ以上又は組み合わせよりも小さい場合があるか、又はこれらよりも大きい場合があるか、又はこれらに等しい場合がある:0バール、又は0.01バール、0.25バール、又は0.5バール、又は0.75バール、又は1バール、又は1.5バール、2バール、又は2.5バール、又は3バール、又は3.5バール、又は4バール、又は4.5バール、又は5バール、又は5.5バール、又は6バール、又は6.5バール、又は7バール、又は7.5バール、又は8バール、又は8.5バール、又は9バール、又は9.5バール、又は10バール、又は11バール、又は12バール、又は13バール、又は14バール、又は15バール、又は16バール、又は17バール、又は18バール、又は19バール、又は20バール、又は21バール、又は22バール、又は23バール、又は24バール、又は25バール、又は26バール、又は27バール、又は28バール、又は29バール、又は30バール、又は31バール、又は32バール、又は33バール、又は34バール、又は35バール、又は36バール、又は37バール、又は38バール、又は39バール、又は40バール、又は41バール、又は42バール、又は43バール、又は44バール、又は45バール、又は46バール、又は47バール、又は48バール、又は49バール、又は50バール、又は55バール、又は60バール、又は65バール、又は70バール、又は75バール、又は80バール、又は85バール、又は90バール、又は95バール、又は100バール、又は105バール、又は110バール、又は115バール、又は120バール、又は125バール、又は130バール、又は135バール、又は140バール、又は145バール、又は150バール、160バール、又は170バール、又は180バール、又は190バール、又は200バール、又は225バール、又は250バール、又は275バール、又は300バール
●注記:液体の静水圧は、液体の密度、重力定数、及び標高の差又は液体が連続して横断する標高の差を使用して計算され得る。流体の静水圧は、流体の密度、重力定数、及び標高の差又は流体が連続して横断する標高の差を使用して計算され得る。液体の実用的な静水圧はまた、実際のシステムで生じ得る摩擦損失及び他の潜在的な圧力損失を含んでもよく、これらは、当技術分野で知られている流体力学方程式及び/又はシミュレーションツールを使用して計算され得る。
●注記:いくつかの実施形態では、低密度の流体は、ガス又は超臨界流体を含み得る。例えば、低密度の流体は、空気を含み得、空気は、ガス及び/又は超臨界流体を含み得る。約55barを超える圧力では、空気は、超臨界流体を含み得る。
●注記:高位側の標高のリザーバに貯蔵された液体又は流体と、同じ標高における当該高位側の標高のリザーバの外部の、又はこのリザーバに隣接する、流体又は材料又は固体と、の間の圧力差は、以下のうちの1つ以上又はこれらの組み合わせよりも小さい場合があるか、又はこれらに等しい場合があるか、又はこれらよりも大きい場合がある:0バール、又は0.01バール、0.25バール、又は0.5バール、又は0.75バール、又は1バール、又は1.5バール、2バール、又は2.5バール、又は3バール、又は3.5バール、又は4バール、又は4.5バール、又は5バール、又は5.5バール、又は6バール、又は6.5バール、又は7バール、又は7.5バール、又は8バール、又は8.5バール、又は9バール、又は9.5バール、又は10バール、又は11バール、又は12バール、又は13バール、又は14バール、又は15バール、又は16バール、又は17バール、又は18バール、又は19バール、又は20バール、又は21バール、又は22バール、又は23バール、又は24バール、又は25バール、又は26バール、又は27バール、又は28バール、又は29バール、又は30バール、又は31バール、又は32バール、又は33バール、又は34バール、又は35バール、又は36バール、又は37バール、又は38バール、又は39バール、又は40バール、又は41バール、又は42バール、又は43バール、又は44バール、又は45バール、又は46バール、又は47バール、又は48バール、又は49バール、又は50バール、又は55バール、又は60バール、又は65バール、又は70バール、又は75バール、又は80バール、又は85バール、又は90バール、又は95バール、又は100バール、又は105バール、又は110バール、又は115バール、又は120バール、又は125バール、又は130バール、又は135バール、又は140バール、又は145バール、又は150バール、160バール、又は170バール、又は180バール、又は190バール、又は200バール、又は225バール、又は250バール、又は275バール、又は300バール
●注記:いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、2つ以上の異なるリザーバを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、低密度の液体用の少なくとも1つのリザーバと、高密度の液体用の少なくとも1つのリザーバと、を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、低密度の液体用の別個のリザーバと、高密度の液体用の別個のリザーバと、を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、2つの別個のタンク、低密度の液体を貯蔵するための1つのタンク、及び高密度の液体を貯蔵するための1つのタンクを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、2つの別個のタンク、低密度の液体を貯蔵するための1つのタンク、及び高密度の液体を貯蔵するための1つのタンクを含み得、各タンクは、浮袋タンクを含む。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、2つの別個のタンク、低密度の液体を貯蔵するための1つのタンク、及び高密度の液体を貯蔵するための1つのタンクを含み得、各タンクは、剛性タンクを含む。例えば、いくつかの実施形態では、低位側の標高のリザーバは、2つの別個のタンク、低密度の液体を貯蔵するための1つのタンク、及び高密度の液体を貯蔵するための1つのタンクを含み得、各タンクは、剛性タンク、又は浮袋タンク、又はそれらの組み合わせを含む。本明細書に記載された実施形態のうちのいくつかの例は、図77及び78を含み得るが、これらに限定されない。
NOTES • NOTE: The pressure balancing device may be connected to, or attached to, a tank, or a pipe, or a valve, or a fitting, or a connector, or a combination thereof, or both.
Note: A power exchanger, or pressure exchanger, or energy recovery system, or PX pressure exchanger, may include systems similar to those employed in the art for the recovery of hydraulic power or energy in reverse osmosis systems. The terms "power exchanger," or "pressure exchanger," or "energy recovery system," or "PX pressure exchanger" may be used interchangeably.
• Note: Dense liquids may include, but are not limited to, liquids that have a density equal to or greater than the density of water.
Note: Salt solutions may be employed under conditions that minimize or eliminate corrosion. For example, corrosion may be inhibited by a sacrificial anode. For example, some embodiments may include a "closed system" that may allow for the adjustment of composition and/or creation of an environment to minimize corrosion. For example, salt solutions may be deoxygenated with an oxygen scavenger, such as sulfite, nitrite, bisulfite, organic acid, or antioxidant. For example, salt solutions may be deoxygenated with a non-diatomic oxygen gas, such as nitrogen. For example, salt solutions may be deoxygenated by reacting dissolved oxygen with a fuel, such as hydrogen or methane. For example, brine solutions may be deoxygenated by a catalytic deoxygenation process, which involves dissolving hydrogen gas without reacting dissolved oxygen with the dissolved hydrogen in the presence of a catalyst, such as a palladium catalyst, to form water and remove at least a portion of the dissolved diatomic oxygen. Corrosion may be significantly inhibited or virtually eliminated by deoxygenating salt solutions employed in a closed system. Dissolved oxygen levels may be monitored and if the concentration of dissolved oxygen increases or increases above a design threshold or defined concentration, the dissolved oxygen may be removed.
• Note: In some embodiments, the denser liquid may include a halogenated hydrocarbon or fluorocarbon liquid.
Note: Some embodiments of the present invention may include a high-density liquid reservoir having a density greater than seawater and an elevated high-density liquid reservoir having an elevation above sea level.
Note: In some embodiments, both the lower density liquid upper reservoir and the higher density liquid upper reservoir may be at approximately the same or similar elevations and/or both may be at elevations above sea level. In some embodiments, the lower density liquid upper reservoir and the higher density liquid upper reservoir may be at different elevations and/or both may be at elevations above sea level. In some embodiments, the lower density liquid upper reservoir and the higher density liquid upper reservoir may be at different elevations and/or the lower density liquid upper reservoir may be located at a higher elevation than the higher density liquid upper reservoir. In some embodiments, the lower density liquid upper reservoir and the higher density liquid upper reservoir may be at different elevations and/or the lower density liquid upper reservoir may be located at a lower elevation than the higher density liquid upper reservoir.
Note: The concentration of a reagent in a brine can be adjusted. For example, the concentration of a reagent in a solution such as brine can be adjusted if the temperature of the brine changes, or the solubility of the brine changes, or the viscosity of the brine changes, or a combination thereof.
Note: Some dense liquids are more desirable than others, and some dense liquids may be mixed with other liquids. Exemplary dense liquids having a density greater than water, or greater than seawater, or both, may include, but are not limited to, one or more or combinations of the following: water, or brine, or sodium chloride, or sea salt, or reverse osmosis brine, or concentrate, or retentate, or calcium chloride, or magnesium chloride, or potassium formate, or magnesium sulfate, or calcium bromide, or sodium bromide, or potassium acetate, or sodium formate, or calcium nitrate, or sodium nitrate, or magnesium chloride, or magnesium sulfite, or sodium sulfite, or sodium bisulfite, or potassium bisulfite. or calcium bisulfite, or magnesium bisulfite, or sulfur dioxide, or calcium nitrite, or magnesium nitrite, or sodium nitrite, or potassium nitrite, or a carboxylic acid, or a carboxylic acid salt, or acetic acid, or citric acid, or corn syrup, or corn syrup, or glycerin, or an organic reagent having a density greater than water, or a sugar, or sucrose, or dextrose, or a sugar alcohol, or a polyol, or ethylene glycol, or propylene glycol, or propylene carbonate, or an insoluble organic reagent, or a soluble organic reagent, or a fluorocarbon, or a halogenated hydrocarbon, or a perfluorocarbon, or is an inorganic compound, or liquid sulfur dioxide, or liquid carbon dioxide, or dinitrogen tetroxide, or dinitrogen pentoxide, or sulfur trioxide, or dinitrogen monoxide, or organic acid, or inorganic acid, or molten sulfur, or liquid sulfur, or refrigerant, or bromine, or chlorine, or iodine, or halogen, or formic acid, or chlorine dioxide, or hydrogen peroxide, or organic acid, or inorganic acid, or organic base, or inorganic base, or 1,2-dibromoethane, or cis-1,2-dibromoethane, or dibromomethane, or bromal, or bromoform, or 1,1,2,2-tetrabromoethane (Mussmann's solution), or sodium polytungstate, or bromine, or Thoulets' solution, or diiodomethane tungsten, or indium iodide, or barium mercury iodide, or thallium formate + thallium malonate (Clerici solution), or Galinstan (gallium/indium/tin alloy), or mercury, or cesium formate, or lead, or mercury, or gallium, or liquid metal, or nanoparticles, or dispersed nanoparticles, or suspended nanoparticles, or iron, or gold, or nickel, or tungsten, or sulfur dioxide + carbon dioxide, or refrigerant mixture, or sulfurous acid, or nitrous acid, or ionic compound, or organic compound, or chemical containing carbon, or element, or chemical with a density greater than that of a low-density liquid, or chemical with a density greater than that of water, or chemical Note: A pressure or power exchanger may extract power or pressure from a fluid, such as a liquid, or gas, or supercritical fluid, or liquid-solid mixture, or gas-liquid mixture, or combinations thereof. A pressure or power exchanger may extract power or pressure from a fluid and transmit the extracted power or pressure to another fluid. Exemplary pressure or power exchangers may include, but are not limited to, one or more or combinations of the following: rotary pressure exchangers, or hydraulic pressure exchangers, or pneumatic pressure exchangers, or pressure exchangers employed in the art for reverse osmosis systems, or hydraulic turbines, or hydraulic turbochargers, or hydraulic impellers, or mechanical exchangers, or hydraulic exchangers, or electrical exchangers, or displacement exchangers, or turbine nozzles, or diffusers, or booster pumps, or ultra-high pressure PX, or ultra-high pressure hydraulic energy recovery, or energy recovery devices, or high efficiency pressure exchangers, mixed fluid pressure exchangers, pressure exchangers known in the art for desalination systems, or pressure exchangers known in the art for refining and petrochemical systems. Note: Mechanical pressure exchangers can be significantly more energy efficient than, for example, electrical generators. For example, pressure exchangers employed in the art in reverse osmosis have demonstrated energy or pressure exchange efficiencies of up to 98% or 99%.
Note: Some embodiments may include one or more pressure sensors. An internal pressure sensor may include a pressure sensor that measures the pressure of a fluid inside at least a portion of the energy storage process. An external pressure sensor may include a pressure sensor that measures the pressure of a fluid or material outside or external to at least a portion of the energy storage system or process. It may be desirable for the external pressure sensor to measure the pressure of an external fluid or material to determine the pressure of that fluid or material acting on at least one surface of the energy storage system or process.
NOTE: The elevation difference between the first and second reservoirs is less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 50 meters, or 100 meters, or 150 meters, or 200 meters, or 250 meters, or 300 meters, or 350 meters, or 400 meters, or 450 meters, or 500 meters, or 550 meters, or 600 meters, or 650 meters, or 700 meters, or 750 meters, or 800 meters, or 850 meters, or 900 meters, or 950 meters, or 1,000 meters, or 1,050 meters, or 1,100 meters, or 1,150 meters, or 1,200 meters, or 1,250 meters, or 1,300 meters, 1,350 meters, or 1,400 meters, or 1,450 meters, or 1,500 meters, or 1,550 meters, or 1,600 meters, or 1,650 meters, or 1,700 meters, or 1,750 meters, or 1,800 meters, or 1,850 meters, or 1,900 meters, or 1,950 meters, or 2,000 meters, or 2,050 meters, or 2,100 meters, or 2,150 meters, or 2,200 meters, or 2,250 meters, or 2,300 meters, or 2,350 meters, or 2,4 00 meters, or 2,450 meters, or 2,500 meters, or 2,550 meters, or 2,600 meters, or 2,650 meters, or 2,700 meters, or 2,750 meters, or 2,800 meters, or 2,850 meters, or 2,900 meters, or 2,950 meters, or 3,000 meters, or 3,100 meters, or 3,200 meters, or 3,300 meters, or 3,400 meters, or 3,500 meters, or 3,600 meters, or 3,700 meters, or 3,800 meters, or 3,900 meters, or 4,000 meters, or 4,100 meters, or 4,200 meters, or 4,30 0 meters, or 4,400 meters, or 4,500 meters, or 4,600 meters, or 4,700 meters, or 4,800 meters, or 4,900 meters, or 5,000 meters, or 5,500 meters, or 6,000 meters, or 6,500 meters, or 7,000 meters, or 7,500 meters, or 8,000 meters, or 8,500 meters, or 9,000 meters, or 9,500 meters, or 10,000 meters, or 10,500 meters, or 11,000 meters, or 11,500 meters, or 12,000 meters, or 12,500 meters, or 13,000 meters, or 13,500 meters NOTE: The elevation difference between the third reservoir and the second reservoir is less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 50 meters, or 100 meters, or 150 meters, or 200 meters, or 250 meters, or 300 meters, or 350 meters, or 400 meters, or 450 meters, or 500 meters, or 550 meters, or 600 meters, or 650 meters, or 700 meters, or 750 meters, or 800 meters, or 850 meters, or 900 meters, or 950 meters, or 1,000 meters, or 1,050 meters, or 1,100 meters, or 1,150 meters, or 1,200 meters, or 1,250 meters, or 1,300 meters, 1,350 meters, or 1,400 meters, or 1,450 meters, or 1,500 meters, or 1,550 meters, or 1,600 meters, or 1,650 meters, or 1,700 meters, or 1,750 meters, or 1,800 meters, or 1,850 meters, or 1,900 meters, or 1,950 meters, or 2,000 meters, or 2,050 meters, or 2,100 meters, or 2,150 meters, or 2,200 meters, or 2,250 meters, or 2,300 meters, or 2,350 meters, or 2,4 00 meters, or 2,450 meters, or 2,500 meters, or 2,550 meters, or 2,600 meters, or 2,650 meters, or 2,700 meters, or 2,750 meters, or 2,800 meters, or 2,850 meters, or 2,900 meters, or 2,950 meters, or 3,000 meters, or 3,100 meters, or 3,200 meters, or 3,300 meters, or 3,400 meters, or 3,500 meters, or 3,600 meters, or 3,700 meters, or 3,800 meters, or 3,900 meters, or 4,000 meters, or 4,100 meters, or 4,200 meters, or 4,30 0 meters, or 4,400 meters, or 4,500 meters, or 4,600 meters, or 4,700 meters, or 4,800 meters, or 4,900 meters, or 5,000 meters, or 5,500 meters, or 6,000 meters, or 6,500 meters, or 7,000 meters, or 7,500 meters, or 8,000 meters, or 8,500 meters, or 9,000 meters, or 9,500 meters, or 10,000 meters, or 10,500 meters, or 11,000 meters, or 11,500 meters, or 12,000 meters, or 12,500 meters, or 13,000 meters, or 13,500 meters Note: The elevation difference between the two reservoirs is less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 50 meters, or 100 meters, or 150 meters, or 200 meters, or 250 meters, or 300 meters, or 350 meters, or 400 meters, or 450 meters, or 500 meters, or 550 meters, or 600 meters, or 650 meters, or 700 meters, or 750 meters, or 800 meters, or 850 meters, or 900 meters, or 950 meters, or 1,000 meters, or 1,050 meters, or 1,100 meters, or 1,150 meters. torr, or 1,200 meters, or 1,250 meters, or 1,300 meters, 1,350 meters, or 1,400 meters, or 1,450 meters, or 1,500 meters, or 1,550 meters, or 1,600 meters, or 1,650 meters, or 1,700 meters, or 1,750 meters, or 1,800 meters, or 1,850 meters, or 1,900 meters, or 1,950 meters, or 2,000 meters, or 2,050 meters, or 2,100 meters, or 2,150 meters, or 2,200 meters, or 2,250 meters, or 2,300 meters, or 2,350 meters, or 2,400 meters or 2,450 meters, or 2,500 meters, or 2,550 meters, or 2,600 meters, or 2,650 meters, or 2,700 meters, or 2,750 meters, or 2,800 meters, or 2,850 meters, or 2,900 meters, or 2,950 meters, or 3,000 meters, or 3,100 meters, or 3,200 meters, or 3,300 meters, or 3,400 meters, or 3,500 meters, or 3,600 meters, or 3,700 meters, or 3,800 meters, or 3,900 meters, or 4,000 meters, or 4,100 meters, or 4,200 meters, or 4,300 meters or 4,400 meters, or 4,500 meters, or 4,600 meters, or 4,700 meters, or 4,800 meters, or 4,900 meters, or 5,000 meters, or 5,500 meters, or 6,000 meters, or 6,500 meters, or 7,000 meters, or 7,500 meters, or 8,000 meters, or 8,500 meters, or 9,000 meters, or 9,500 meters, or 10,000 meters, or 10,500 meters, or 11,000 meters, or 11,500 meters, or 12,000 meters, or 12,500 meters, or 13,000 meters, or 13,500 meters Note: The viscosity of the liquid may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations including, but not limited to, 0.1 cP, or 0.5 cP, or 1 cP, or 1.5 cP, or 2 cP, or 2.5 cP, or 3 cP, or 3.5 cP, or 4 cP, or 4.5 cP, or 5 cP, or 5.5 cP, or 6 cP, or 6.5 cP, or 7 cP, or 7.5 cP, or 8 cP, or 8.5 cP, or 9 cP, or 9.5 cP, or 10 cP, or 11 cP, or 12 cP, or 13 cP, or 14 cP, or 15 cP, or 16 cP, or 17 cP, or 18 cP, or 19 cP, or 20 cP, or 21 cP, or 22 cP, or 23 cP, or 24 cP, or 25 cP, or 26 cP, or 27 cP, or 28 cP, or 29 cP, or 30 cP, or 31 cP, or 32 cP, or 33 cP, or 34 cP, or 35 cP, or 36 cP, or 37 cP P, or 38 cP, or 39 cP, or 40 cP, or 41 cP, or 42 cP, or 43 cP, or 44 cP, or 45 cP, or 46 cP, or 47 cP, or 48 cP, or 49 cP, or 50 cP, or 55 cP, or 60 cP, or 65 cP, or 70 cP, or 75 cP, or 80 cP, or 85 cP, or 90 cP, or 95 cP, or 100 cP, or 105 cP, or 110 cP, or 115 cP, or 120 cP, or 125 cP, or 1 30 cP, or 135 cP, or 140 cP, or 145 cP, or 150 cP, or 155 cP, or 160 cP, or 165 cP, or 170 cP, or 175 cP, or 180 cP, or 185 cP, or 190 cP, or 195 cP, or 200 cP, or 205 cP, or 210 cP, or 215 cP, or 220 cP, or 225 cP, or 230 cP, or 235 cP, or 240 cP, or 245 cP, or 250 cP, or 255 cP, or 2 60 cP, or 265 cP, or 270 cP, or 275 cP, or 280 cP, or 285 cP, or 290 cP, or 295 cP, or 300 cP, or 305 cP, or 310 cP, or 315 cP, or 320 cP, or 325 cP, or 330 cP, or 335 cP, or 340 cP, or 345 cP, or 350 cP, or 355 cP, or 360 cP, or 365 cP, or 370 cP, or 375 cP, or 380 cP, or 385 cP, or 390 cP, or 395 cP, or 400 cP, or 405 cP, or 410 cP, or 415 cP, or 420 cP, or 425 cP, or 430 cP, or 435 cP, or 440 cP, or 445 cP, or 450 cP, or 455 cP, or 460 cP, or 465 cP, or 470 cP, or 475 cP, or 480 cP, or 485 cP, or 490 cP, or 495 cP, or 500 cP, or 550 cP, or 600 cP, or 650 cP, or 700 cP, or 750 cP, or 800 cP, or 850 cP, or 900 cP, or 950 cP, or 1,000 cP, or 1,250 cP, or 1,500 cP, or 1,750 cP, or 2,000 cP, or 2,250 cP, or 2,500 cP, or 2,750 cP, or 3,000 cP, or 3,250 cP, or 3,500 cP, or 3,750 cP, or 4,000 cP, or 4,250 cP, or 4,500 cP, or 4,750 cP, or is 5,000 cP, or 5,250 cP, or 5,500 cP, or 5,750 cP, or 6,000 cP, or 6,250 cP, or 6,500 cP, or 6,750 cP, or 7,000 cP, or 7,250 cP, or 7,500 cP, or 7,750 cP, or 8,000 cP, or 8,250 cP, or 8,500 cP, or 8,750 cP, or 9,000 cP, or 9,250 cP, or 9,500 cP, or 9,750 cP, or 10,000 cP
NOTE: The temperature of the high density liquid, or low density liquid, or heat storage medium, or any combination thereof, may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: -100°C, or -90°C, or -80°C, or -70°C, or -60°C, or -50°C, or -45°C, or -40°C, or -35°C, or -30°C, or -25°C, or -20°C, or -19°C, or -18°C, or -17°C, or -16°C, or -15°C, or -15°C, or -14°C, or -13°C, or -12°C, or -11°C, or -10°C, or -9°C, or -8°C, or -7°C, or -6°C, or -5°C, or -4°C, or -3°C, or -2°C. or -1°C, or 0°C, or 1°C, or 2°C, or 3°C, or 4°C, or 5°C, or 6°C, or 7°C, or 8°C, or 9°C, or 10°C, or 11°C, or 12°C, or 13°C, or 14°C, or 15°C, or 16°C, or 17°C, or 18°C, or 19°C, or 20°C, or 21°C, or 22°C, or 23°C, or 24°C, or 25°C, or 26°C, or 27°C, or 28°C, or 29°C, or 30°C, or 31°C, or 32°C, or 33°C, or 34°C, or 35°C, or 36°C, or 37°C, or 38°C, or 39°C, or 40°C, or 41°C, or 42°C, or 43°C, or 44°C, or 45°C, or 46°C, or 47°C, or 48°C, or 49°C, or 50°C, or 51°C, or 52°C, or 53°C, or 54°C, or 55°C, or 56°C, or 57°C, or 58°C, or 59°C, or 60°C, or 61°C, or 62°C, or 63°C, or 64°C, or 65°C, or 66°C, or 67°C, or 68°C, or 69°C, or 70°C, or 71°C, or 72°C, or 73°C, or 74°C, or 75°C, or 76°C, or 77 °C, or 78°C, or 79°C, or 80°C, or 81°C, or 82°C, or 83°C, or 84°C, or 85°C, or 86°C, or 87°C, or 88, or 89°C, or 90°C, or 91°C, or 92°C, or 93°C, or 94°C, or 95°C, or 96°C, or 97°C, or 98°C, or 99°C, or 100°C, or 110°C, or 120°C, or 130°C, or 140°C, or 150°C, or 160°C, or 170°C, or 180°C, or 190°C, or 200°C, or 210°C, or 220°C, or 230°C, or 240°C, or 250°C, or 260°C, or 270°C, or 280°C, or 290°C, or 300°C, or 310°C, or 320°C, or 330°C, or 340°C, or 350°C, or 360°C, or 370°C, or 380°C, or 390°C, or 400°C, or 410°C, or 420°C, or 430°C, or 440°C, or 450°C, or 460°C, or 470°C, or 480°C, or 490°C, or 500°C, or 550°C, or 600°C, or 700°C, or 800°C, or 900°C, or 1000°C
Note: The weight percent concentration of the higher density liquid in the lower density liquid may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 0.0001%, or 0.5%, or 1%, or 1.5%, or 2%, or 2.5%, or 3%, or 3.5%, or 4%, or 4.5%, or 5%, or 5.5%, or 6%, or 6.5%, or 7%, or 7.5%, or 8%. Or 8.5%, or 9%, or 9.5%, or 10%, or 10.5%, or 11%, or 11.5%, or 12%, or 12.5%, or 13%, or 13.5%, or 14%, or 14.5%, or 15%, or 15.5%, or 16%, or 16.5%, or 17%, or 17.5%, or 18%, or 18.5%, or 19%, or 19.5%, or 20%, or 20.5%, or 21%, or 21. 5%, or 22%, or 22.5%, or 23%, or 23.5%, or 24%, or 24.5%, or 25%, or 25.5%, or 26%, or 26.5%, or 27%, or 27.5%, or 28%, or 28.5%, or 29%, or 29.5%, or 30%, or 30.5%, or 31%, or 31.5%, or 32%, or 32.5%, or 33%, or 33.5%, or 34%, or 34.5% , or 35%, or 35.5%, or 36%, or 36.5%, or 37%, or 37.5%, or 38%, or 38.5%, or 39%, or 39.5%, or 40%, or 40.5%, or 41%, or 41.5%, or 42%, or 42.5%, or 43%, or 43.5%, or 44%, or 44.5%, or 45%, or 45.5%, or 46%, or 46.5%, or 47%, or 47.5%, or is 48%, or 48.5%, or 49%, or 49.5%, or 50%, or 50.5%, or 51%, or 51.5%, or 52%, or 52.5%, or 53%, or 53.5%, or 54%, or 54.5%, or 55%, or 55.5%, or 56%, or 56.5%, or 57%, or 57.5%, or 58%, or 58.5%, or 59%, or 59.5%, or 60%, or 60.5%, or 6 1%, or 61.5%, or 62%, or 62.5%, or 63%, or 63.5%, or 64%, or 64.5%, or 65%, or 65.5%, or 66%, or 66.5%, or 67%, or 67.5%, or 68%, or 68.5%, or 69%, or 69.5%, or 70%, or 70.5%, or 71%, or 71.5%, or 72%, or 72.5%, or 73%, or 73.5%, or 74% , or 74.5%, or 75%, or 75.5%, or 76%, or 76.5%, or 77%, or 77.5%, or 78%, or 78.5%, or 79%, or 79.5%, or 80%, or 80.5%, or 81%, or 81.5%, or 82%, or 82.5%, or 83%, or 83.5%, or 84%, or 84.5%, or 85%, or 85.5%, or 86%, or 86.5%, or 87%, or is 87.5%, or 88%, or 88.5%, or 89%, or 89.5%, or 90%, or 90.5%, or 91%, or 91.5%, or 92%, or 92.5%, or 93%, or 93.5%, or 94%, or 94.5%, or 95%, or 95.5%, or 96%, or 96.5%, or 97%, or 97.5%, or 98%, or 98.5%, or 99%, or 99.5%, or 99.999%
Note: The weight percent concentration of the less dense liquid in the more dense liquid may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 0.0001%, or 0.5%, or 1%, or 1.5%, or 2%, or 2.5%, or 3%, or 3.5%, or 4%, or 4.5%, or 5%, or 5.5%, or 6%, or 6.5%, or 7%, or 7.5%, or 8%. Or 8.5%, or 9%, or 9.5%, or 10%, or 10.5%, or 11%, or 11.5%, or 12%, or 12.5%, or 13%, or 13.5%, or 14%, or 14.5%, or 15%, or 15.5%, or 16%, or 16.5%, or 17%, or 17.5%, or 18%, or 18.5%, or 19%, or 19.5%, or 20%, or 20.5%, or 21%, or 21. 5%, or 22%, or 22.5%, or 23%, or 23.5%, or 24%, or 24.5%, or 25%, or 25.5%, or 26%, or 26.5%, or 27%, or 27.5%, or 28%, or 28.5%, or 29%, or 29.5%, or 30%, or 30.5%, or 31%, or 31.5%, or 32%, or 32.5%, or 33%, or 33.5%, or 34%, or 34.5% , or 35%, or 35.5%, or 36%, or 36.5%, or 37%, or 37.5%, or 38%, or 38.5%, or 39%, or 39.5%, or 40%, or 40.5%, or 41%, or 41.5%, or 42%, or 42.5%, or 43%, or 43.5%, or 44%, or 44.5%, or 45%, or 45.5%, or 46%, or 46.5%, or 47%, or 47.5%, or is 48%, or 48.5%, or 49%, or 49.5%, or 50%, or 50.5%, or 51%, or 51.5%, or 52%, or 52.5%, or 53%, or 53.5%, or 54%, or 54.5%, or 55%, or 55.5%, or 56%, or 56.5%, or 57%, or 57.5%, or 58%, or 58.5%, or 59%, or 59.5%, or 60%, or 60.5%, or 6 1%, or 61.5%, or 62%, or 62.5%, or 63%, or 63.5%, or 64%, or 64.5%, or 65%, or 65.5%, or 66%, or 66.5%, or 67%, or 67.5%, or 68%, or 68.5%, or 69%, or 69.5%, or 70%, or 70.5%, or 71%, or 71.5%, or 72%, or 72.5%, or 73%, or 73.5%, or 74% , or 74.5%, or 75%, or 75.5%, or 76%, or 76.5%, or 77%, or 77.5%, or 78%, or 78.5%, or 79%, or 79.5%, or 80%, or 80.5%, or 81%, or 81.5%, or 82%, or 82.5%, or 83%, or 83.5%, or 84%, or 84.5%, or 85%, or 85.5%, or 86%, or 86.5%, or 87%, or is 87.5%, or 88%, or 88.5%, or 89%, or 89.5%, or 90%, or 90.5%, or 91%, or 91.5%, or 92%, or 92.5%, or 93%, or 93.5%, or 94%, or 94.5%, or 95%, or 95.5%, or 96%, or 96.5%, or 97%, or 97.5%, or 98%, or 98.5%, or 99%, or 99.5%, or 99.999%
Note: The weight percent concentration of water in the dense liquid may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 0.0001%, or 0.5%, or 1%, or 1.5%, or 2%, or 2.5%, or 3%, or 3.5%, or 4%, or 4.5%, or 5%, or 5.5%, or 6%, or 6.5%, or 7%, or 7.5%, or 8%, or 8.5%. %, or 9%, or 9.5%, or 10%, or 10.5%, or 11%, or 11.5%, or 12%, or 12.5%, or 13%, or 13.5%, or 14%, or 14.5%, or 15%, or 15.5%, or 16%, or 16.5%, or 17%, or 17.5%, or 18%, or 18.5%, or 19%, or 19.5%, or 20%, or 20.5%, or 21%, or 21.5%, or is 22%, or 22.5%, or 23%, or 23.5%, or 24%, or 24.5%, or 25%, or 25.5%, or 26%, or 26.5%, or 27%, or 27.5%, or 28%, or 28.5%, or 29%, or 29.5%, or 30%, or 30.5%, or 31%, or 31.5%, or 32%, or 32.5%, or 33%, or 33.5%, or 34%, or 34.5%, or 35%, or 35.5%, or 36%, or 36.5%, or 37%, or 37.5%, or 38%, or 38.5%, or 39%, or 39.5%, or 40%, or 40.5%, or 41%, or 41.5%, or 42%, or 42.5%, or 43%, or 43.5%, or 44%, or 44.5%, or 45%, or 45.5%, or 46%, or 46.5%, or 47%, or 47.5%, or 48 %, or 48.5%, or 49%, or 49.5%, or 50%, or 50.5%, or 51%, or 51.5%, or 52%, or 52.5%, or 53%, or 53.5%, or 54%, or 54.5%, or 55%, or 55.5%, or 56%, or 56.5%, or 57%, or 57.5%, or 58%, or 58.5%, or 59%, or 59.5%, or 60%, or 60.5%, or 61% , or 61.5%, or 62%, or 62.5%, or 63%, or 63.5%, or 64%, or 64.5%, or 65%, or 65.5%, or 66%, or 66.5%, or 67%, or 67.5%, or 68%, or 68.5%, or 69%, or 69.5%, or 70%, or 70.5%, or 71%, or 71.5%, or 72%, or 72.5%, or 73%, or 73.5%, or 74%, or 74.5%, or 75%, or 75.5%, or 76%, or 76.5%, or 77%, or 77.5%, or 78%, or 78.5%, or 79%, or 79.5%, or 80%, or 80.5%, or 81%, or 81.5%, or 82%, or 82.5%, or 83%, or 83.5%, or 84%, or 84.5%, or 85%, or 85.5%, or 86%, or 86.5%, or 87%, or is 87.5%, or 88%, or 88.5%, or 89%, or 89.5%, or 90%, or 90.5%, or 91%, or 91.5%, or 92%, or 92.5%, or 93%, or 93.5%, or 94%, or 94.5%, or 95%, or 95.5%, or 96%, or 96.5%, or 97%, or 97.5%, or 98%, or 98.5%, or 99%, or 99.5%, or 99.999%
Note: The weight percent concentration of water in the low density liquid may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 0.0001%, or 0.5%, or 1%, or 1.5%, or 2%, or 2.5%, or 3%, or 3.5%, or 4%, or 4.5%, or 5%, or 5.5%, or 6%, or 6.5%, or 7%, or 7.5%, or 8%, or 8%. .5%, or 9%, or 9.5%, or 10%, or 10.5%, or 11%, or 11.5%, or 12%, or 12.5%, or 13%, or 13.5%, or 14%, or 14.5%, or 15%, or 15.5%, or 16%, or 16.5%, or 17%, or 17.5%, or 18%, or 18.5%, or 19%, or 19.5%, or 20%, or 20.5%, or 21%, or 21.5%, or 22%, or 22.5%, or 23%, or 23.5%, or 24%, or 24.5%, or 25%, or 25.5%, or 26%, or 26.5%, or 27%, or 27.5%, or 28%, or 28.5%, or 29%, or 29.5%, or 30%, or 30.5%, or 31%, or 31.5%, or 32%, or 32.5%, or 33%, or 33.5%, or 34%, or 34.5%, or is 35%, or 35.5%, or 36%, or 36.5%, or 37%, or 37.5%, or 38%, or 38.5%, or 39%, or 39.5%, or 40%, or 40.5%, or 41%, or 41.5%, or 42%, or 42.5%, or 43%, or 43.5%, or 44%, or 44.5%, or 45%, or 45.5%, or 46%, or 46.5%, or 47%, or 47.5%, or 4 8%, or 48.5%, or 49%, or 49.5%, or 50%, or 50.5%, or 51%, or 51.5%, or 52%, or 52.5%, or 53%, or 53.5%, or 54%, or 54.5%, or 55%, or 55.5%, or 56%, or 56.5%, or 57%, or 57.5%, or 58%, or 58.5%, or 59%, or 59.5%, or 60%, or 60.5%, or 61 %, or 61.5%, or 62%, or 62.5%, or 63%, or 63.5%, or 64%, or 64.5%, or 65%, or 65.5%, or 66%, or 66.5%, or 67%, or 67.5%, or 68%, or 68.5%, or 69%, or 69.5%, or 70%, or 70.5%, or 71%, or 71.5%, or 72%, or 72.5%, or 73%, or 73.5%, or 74%, or 74.5%, or 75%, or 75.5%, or 76%, or 76.5%, or 77%, or 77.5%, or 78%, or 78.5%, or 79%, or 79.5%, or 80%, or 80.5%, or 81%, or 81.5%, or 82%, or 82.5%, or 83%, or 83.5%, or 84%, or 84.5%, or 85%, or 85.5%, or 86%, or 86.5%, or 87%, or is 87.5%, or 88%, or 88.5%, or 89%, or 89.5%, or 90%, or 90.5%, or 91%, or 91.5%, or 92%, or 92.5%, or 93%, or 93.5%, or 94%, or 94.5%, or 95%, or 95.5%, or 96%, or 96.5%, or 97%, or 97.5%, or 98%, or 98.5%, or 99%, or 99.5%, or 99.999%
●Note: In some embodiments, to ensure maximum energy density and minimize the required liquid volume, the elevation difference between the first and second reservoirs is one or more or a combination of the following, or greater: 50 meters, or 100 meters, or 150 meters, or 200 meters, or 250 meters, or 500 meters, or 750 meters, or 1,000 meters, or 1,250 meters, or 1,500 meters ●Note: The energy storage round trip energy efficiency can be one or more or a combination of the following, or greater. 0.0001%, or 0.5%, or 1%, or 1.5%, or 2%, or 2.5%, or 3%, or 3.5%, or 4%, or 4.5%, or 5%, or 5.5%, or 6%, or 6.5%, or 7%, or 7.5%, or 8%, or 8.5%, or 9%, or 9.5%, or 10%, or 10.5%, or 11%, or 11.5%, or 12%, or 12.5%, or 13%, or 1 3.5%, or 14%, or 14.5%, or 15%, or 15.5%, or 16%, or 16.5%, or 17%, or 17.5%, or 18%, or 18.5%, or 19%, or 19.5%, or 20%, or 20.5%, or 21%, or 21.5%, or 22%, or 22.5%, or 23%, or 23.5%, or 24%, or 24.5%, or 25%, or 25.5%, or is 26%, or 26.5%, or 27%, or 27.5%, or 28%, or 28.5%, or 29%, or 29.5%, or 30%, or 30.5%, or 31%, or 31.5%, or 32%, or 32.5%, or 33%, or 33.5%, or 34%, or 34.5%, or 35%, or 35.5%, or 36%, or 36.5%, or 37%, or 37.5%, or 38%, or is 38.5%, or 39%, or 39.5%, or 40%, or 40.5%, or 41%, or 41.5%, or 42%, or 42.5%, or 43%, or 43.5%, or 44%, or 44.5%, or 45%, or 45.5%, or 46%, or 46.5%, or 47%, or 47.5%, or 48%, or 48.5%, or 49%, or 49.5%, or 50%, or 50.5% , or 51%, or 51.5%, or 52%, or 52.5%, or 53%, or 53.5%, or 54%, or 54.5%, or 55%, or 55.5%, or 56%, or 56.5%, or 57%, or 57.5%, or 58%, or 58.5%, or 59%, or 59.5%, or 60%, or 60.5%, or 61%, or 61.5%, or 62%, or 62.5%, or 63% , or 63.5%, or 64%, or 64.5%, or 65%, or 65.5%, or 66%, or 66.5%, or 67%, or 67.5%, or 68%, or 68.5%, or 69%, or 69.5%, or 70%, or 70.5%, or 71%, or 71.5%, or 72%, or 72.5%, or 73%, or 73.5%, or 74%, or 74.5%, or 75%, or 75. 5%, or 76%, or 76.5%, or 77%, or 77.5%, or 78%, or 78.5%, or 79%, or 79.5%, or 80%, or 80.5%, or 81%, or 81.5%, or 82%, or 82.5%, or 83%, or 83.5%, or 84%, or 84.5%, or 85%, or 85.5%, or 86%, or 86.5%, or 87%, or 87.5%, or 8 8%, or 88.5%, or 89%, or 89.5%, or 90%, or 90.5%, or 91%, or 91.5%, or 92%, or 92.5%, or 93%, or 93.5%, or 94%, or 94.5%, or 95%, or 95.5%, or 96%, or 96.5%, or 97%, or 97.5%, or 98%, or 98.5%, or 99%, or 99.5%, or 99.999%
Note: The density of the liquid can be one or more or a combination of, less than, or greater than the following: 0.5 g/mL, or 0.51 g/mL, or 0.52 g/mL, or 0.53 g/mL, or 0.54 g/mL, or 0.55 g/mL, or 0.56 g/mL, or 0.57 g/mL, or 0.58 g/mL, or 0.59 g/mL, or 0.6 g/mL, or 0.61 g/mL, or 0.62 g/mL, or 0.63 g/mL, 0.64 g/mL, or 0.65 g/mL, or 0.66 g/mL, or 0.67 g/mL, or 0.68 g/mL, or 0.69 g/mL, or 0.70 g/mL, or 0.71 g/mL, or 0.72 g/mL, or 0.73 g/mL, or 0.74 g/mL, or 0.75 g/mL, or 0.76 g/mL, or 0.77 g/mL, or 0.78 g/mL, or 0.79 g/mL, or 0.8 g/mL, or 0.805 g/mL, or 0.81 g/mL, or 0.815 g/mL, or 0.82 g/mL, or 0.825 g/mL, or 0.83 g/mL, or 0.835 g/mL, or 0.84 g/mL, or 0 . 845 g/mL, or 0.85 g/mL, or 0.855 g/mL, or 0.86 g/mL, or 0.865 g/mL, or 0.87 g/mL, or 0.875 g/mL, or 0.88 g/mL, or 0.885 g/mL, or 0.89 g/mL, or 0.895 g/mL, or 0.9 g/mL, or 0.905 g/mL, or 0.91 g/mL, or . 915 g/mL, or 0.92 g/mL, or 0.925 g/mL, or 0.93 g/mL, or 0.935 g/mL, or 0.94 g/mL, or 0.945 g/mL, or 0.95 g/mL, or 0.955 g/mL, or 0.96 g/mL, or 0.965 g/mL, or 0.97 g/mL, or 0.975 g/mL, or 0.98 g/mL, or 0.985 g/mL, or 0.99 g/mL, or 0.995 g/mL, or 1 g/mL, or 1.005 g/mL, or 1. 01 g/mL, or 1.015 g/mL, or 1.02 g/mL, or 1.025 g/mL, or 1.03 g/mL, or 1.035 g/mL, or 1.04 g/mL, or 1.045 g/mL, or 1.05 g/mL, or 1.055 g/mL, or 1.06 g/mL, or 1.065 g/mL, or 1.07 g/mL, or 1.075 g/mL, or 1.08 g/mL, or 1.085 g/mL, or 1.09 g/mL, or 1.095 g/mL, or 1.1 g/mL, or 1 11 g/mL, or 1.12 g/mL, or 1.13 g/mL, or 1.14 g/mL, or 1.15 g/mL, or 1.16 g/mL, or 1.17 g/mL, or 1.18 g/mL, or 1.19 g/mL, or 1.2 g/mL, or 1.21 g/mL, or 1.22 g/mL, or 1.23 g/mL, or 1.24 g/mL, or 1.25 g/mL, or 1.26 g/mL, or 1.27 g/mL, or 1.28 g/mL, or 1.29 g/mL, or 1.3 g/mL, or is 1.31 g/mL, or 1.32 g/mL, or 1.33 g/mL, or 1.34 g/mL, or 1.35 g/mL, or 1.36 g/mL, or 1.37 g/mL, or 1.38 g/mL, or 1.39 g/mL, or 1.4 g/mL, or 1.41 g/mL, or 1.42 g/mL, or 1.43 g/mL, or 1.44 g/mL, or 1.45 g/mL, or 1.46 g/mL, or 1.47 g/mL, or 1.48 g/mL, or 1.49 g/mL, or 1.5 g/mL
Note: The density of the fluid can be one or more or a combination of, less than, or greater than the following: 0.5 g/mL, or 0.51 g/mL, or 0.52 g/mL, or 0.53 g/mL, or 0.54 g/mL, or 0.55 g/mL, or 0.56 g/mL, or 0.57 g/mL, or 0.58 g/mL, or 0.59 g/mL, or 0.6 g/mL, or 0.61 g/mL, or 0.62 g/mL, or 0.63 g/mL, 0.64 g/mL, or 0.65 g/mL, or 0.66 g/mL, or 0.67 g/mL, or 0.68 g/mL, or 0.69 g/mL, or 0.70 g/mL, or 0.71 g/mL, or 0.72 g/mL, or 0.73 g/mL, or 0.74 g/mL, or 0.75 g/mL, or 0.76 g/mL, or 0.77 g/mL, or 0.78 g/mL, or 0.79 g/mL, or 0.8 g/mL, or 0.805 g/mL, or 0.81 g/mL, or 0.815 g/mL, or 0.82 g/mL, or 0.825 g/mL, or 0.83 g/mL, or 0.835 g/mL, or 0.84 g/mL, or 0 . 845 g/mL, or 0.85 g/mL, or 0.855 g/mL, or 0.86 g/mL, or 0.865 g/mL, or 0.87 g/mL, or 0.875 g/mL, or 0.88 g/mL, or 0.885 g/mL, or 0.89 g/mL, or 0.895 g/mL, or 0.9 g/mL, or 0.905 g/mL, or 0.91 g/mL, or . 915 g/mL, or 0.92 g/mL, or 0.925 g/mL, or 0.93 g/mL, or 0.935 g/mL, or 0.94 g/mL, or 0.945 g/mL, or 0.95 g/mL, or 0.955 g/mL, or 0.96 g/mL, or 0.965 g/mL, or 0.97 g/mL, or 0.975 g/mL, or 0.98 g/mL, or 0.985 g/mL, or 0.99 g/mL, or 0.995 g/mL, or 1 g/mL, or 1.005 g/mL, or 1. 01 g/mL, or 1.015 g/mL, or 1.02 g/mL, or 1.025 g/mL, or 1.03 g/mL, or 1.035 g/mL, or 1.04 g/mL, or 1.045 g/mL, or 1.05 g/mL, or 1.055 g/mL, or 1.06 g/mL, or 1.065 g/mL, or 1.07 g/mL, or 1.075 g/mL, or 1.08 g/mL, or 1.085 g/mL, or 1.09 g/mL, or 1.095 g/mL, or 1.1 g/mL, or 1 11 g/mL, or 1.12 g/mL, or 1.13 g/mL, or 1.14 g/mL, or 1.15 g/mL, or 1.16 g/mL, or 1.17 g/mL, or 1.18 g/mL, or 1.19 g/mL, or 1.2 g/mL, or 1.21 g/mL, or 1.22 g/mL, or 1.23 g/mL, or 1.24 g/mL, or 1.25 g/mL, or 1.26 g/mL, or 1.27 g/mL, or 1.28 g/mL, or 1.29 g/mL, or 1.3 g/mL, or is 1.31 g/mL, or 1.32 g/mL, or 1.33 g/mL, or 1.34 g/mL, or 1.35 g/mL, or 1.36 g/mL, or 1.37 g/mL, or 1.38 g/mL, or 1.39 g/mL, or 1.4 g/mL, or 1.41 g/mL, or 1.42 g/mL, or 1.43 g/mL, or 1.44 g/mL, or 1.45 g/mL, or 1.46 g/mL, or 1.47 g/mL, or 1.48 g/mL, or 1.49 g/mL, or 1.5 g/mL
Note: The density of the low density fluid may be one or more or a combination of, less than, or greater than the following: 0.01 g/mL, or 0.05 g/mL, or 0.1 g/mL, or 0.15 g/mL, or 0.20 g/mL, or 0.25 g/mL, or 0.3 g/mL, or 0.35 g/mL, or 0.4 g/mL, or 0.45 g/mL, 0.5 g/mL, or 0.51 g/mL, or 0.52 g/mL. mL, or 0.53 g/mL, or 0.54 g/mL, or 0.55 g/mL, or 0.56 g/mL, or 0.57 g/mL, or 0.58 g/mL, or 0.59 g/mL, or 0.6 g/mL, or 0.61 g/mL, or 0.62 g/mL, or 0.63 g/ml, 0.64 g/mL, or 0.65 g/mL, or 0.66 g/mL, or 0.67 g/mL, or 0.68 g/mL, or 0.69 g/mL, or 0.70 g/mL, or 0.71 g/mL, or 0.72 g/mL, or 0.73 g/mL, or 0.74 g/mL, or 0.75 g/mL, or 0.76 g/mL, or 0.77 g/mL, or 0.78 g/mL, or 0.79 g/mL, or 0.8 g/mL, or 0.805 g/mL, or 0.81 g/mL, or 0.815 g/mL, or 0.82 g/mL, or 0.825 g/mL, or 0.83 g/mL L, or 0.835 g/mL, or 0.84 g/mL, or 0.845 g/mL, or 0.85 g/mL, or 0.855 g/mL, or 0.86 g/mL, or 0.865 g/mL, or 0.87 g/mL, or 0.875 g/mL, or 0.88 g/mL, or 0.885 g/mL, or 0.89 g/mL, or 0.895 g/mL, or 0.9 g/mL, or 0.905 g/mL, or 0.91 g/mL, or. 915 g/mL, or 0.92 g/mL, or 0.925 g/mL, or 0.93 g/mL, or 0.935 g/mL, or 0.94 g/mL, or 0.945 g/mL, or 0.95 g/mL, or 0.955 g/mL, or 0.96 g/mL, or 0.965 g/mL, or 0.97 g/mL, or 0.975 g/mL, or 0.98 g/mL, or 0.985 g/mL, or 0.99 g/mL, or 0.995 g/mL, or 1 g/mL, or 1.005 g/mL, or 1. 01 g/mL, or 1.015 g/mL, or 1.02 g/mL, or 1.025 g/mL, or 1.03 g/mL, or 1.035 g/mL, or 1.04 g/mL, or 1.045 g/mL, or 1.05 g/mL, or 1.055 g/mL, or 1.06 g/mL, or 1.065 g/mL, or 1.07 g/mL, or 1.075 g/mL, or 1.08 g/mL, or 1.085 g/mL, or 1.09 g/mL, or 1.095 g/mL, or 1.1 g/mL, or 1 11 g/mL, or 1.12 g/mL, or 1.13 g/mL, or 1.14 g/mL, or 1.15 g/mL, or 1.16 g/mL, or 1.17 g/mL, or 1.18 g/mL, or 1.19 g/mL, or 1.2 g/mL, or 1.21 g/mL, or 1.22 g/mL, or 1.23 g/mL, or 1.24 g/mL, or 1.25 g/mL, or 1.26 g/mL, or 1.27 g/mL, or 1.28 g/mL, or 1.29 g/mL, or 1.3 g/mL, or is 1.31 g/mL, or 1.32 g/mL, or 1.33 g/mL, or 1.34 g/mL, or 1.35 g/mL, or 1.36 g/mL, or 1.37 g/mL, or 1.38 g/mL, or 1.39 g/mL, or 1.4 g/mL, or 1.41 g/mL, or 1.42 g/mL, or 1.43 g/mL, or 1.44 g/mL, or 1.45 g/mL, or 1.46 g/mL, or 1.47 g/mL, or 1.48 g/mL, or 1.49 g/mL, or 1.5 g/mL
Note: The density of the dense liquid may be one or more or a combination of, less than, or greater than the following: 0.01 g/mL, or 0.05 g/mL, or 0.1 g/mL, or 0.15 g/mL, or 0.20 g/mL, or 0.25 g/mL, or 0.3 g/mL, or 0.35 g/mL, or 0.4 g/mL, or 0.45 g/mL, 0.5 g/mL, or 0.51 g/mL, or 0.52 g/mL. mL, or 0.53 g/mL, or 0.54 g/mL, or 0.55 g/mL, or 0.56 g/mL, or 0.57 g/mL, or 0.58 g/mL, or 0.59 g/mL, or 0.6 g/mL, or 0.61 g/mL, or 0.62 g/mL, or 0.63 g/ml, 0.64 g/mL, or 0.65 g/mL, or 0.66 g/mL, or 0.67 g/mL, or 0.68 g/mL, or 0.69 g/mL, or 0.70 g/mL, or 0.71 g/mL, or 0.72 g/mL, or 0.73 g/mL, or 0.74 g/mL, or 0.75 g/mL, or 0.76 g/mL, or 0.77 g/mL, or 0.78 g/mL, or 0.79 g/mL, or 0.8 g/mL, or 0.805 g/mL, or 0.81 g/mL, or 0.815 g/mL, or 0.82 g/mL, or 0.825 g/mL, or 0.83 g/mL L, or 0.835 g/mL, or 0.84 g/mL, or 0.845 g/mL, or 0.85 g/mL, or 0.855 g/mL, or 0.86 g/mL, or 0.865 g/mL, or 0.87 g/mL, or 0.875 g/mL, or 0.88 g/mL, or 0.885 g/mL, or 0.89 g/mL, or 0.895 g/mL, or 0.9 g/mL, or 0.905 g/mL, or 0.91 g/mL, or. 915 g/mL, or 0.92 g/mL, or 0.925 g/mL, or 0.93 g/mL, or 0.935 g/mL, or 0.94 g/mL, or 0.945 g/mL, or 0.95 g/mL, or 0.955 g/mL, or 0.96 g/mL, or 0.965 g/mL, or 0.97 g/mL, or 0.975 g/mL, or 0.98 g/mL, or 0.985 g/mL, or 0.99 g/mL, or 0. 995 g/mL, or 1 g/mL, or 1.005 g/mL, or 1.01 g/mL, or 1.015 g/mL, or 1.02 g/mL, or 1.025 g/mL, or 1.03 g/mL, or 1.035 g/mL, or 1.04 g/mL, or 1.045 g/mL, or 1.05 g/mL, or 1.055 g/mL, or 1.06 g/mL, or 1.065 g/mL, or 1.07 g/mL, or 1.075 g/mL, or 1.08 g/mL, or 1.085 g/mL, or 1.09 g/mL, or 1.095 g/mL, or 1.1 g/mL, or 1.11 g/mL, or 1.12 g/mL, or 1.13 g/mL, or 1.14 g/mL, or 1.15 g/mL, or 1.16 g/mL, or 1.17 g/mL, or 1.18 g/mL, or 1.19 g/mL, or 1.2 g/mL, or 1.21 g/mL, or 1 .22 g/mL, or 1.23 g/mL, or 1.24 g/mL, or 1.25 g/mL, or 1.26 g/mL, or 1.27 g/mL, or 1.28 g/mL, or 1.29 g/mL, or 1.3 g/mL, or 1.31 g/mL, or 1.32 g/mL, or 1.33 g/mL, or 1.34 g/mL, or 1.35 g/mL, or 1.36 g/mL, or 1.37 g/mL, or 1.38 g/mL, or is 1.39 g/mL, or 1.4 g/mL, or 1.41 g/mL, or 1.42 g/mL, or 1.43 g/mL, or 1.44 g/mL, or 1.45 g/mL, or 1.46 g/mL, or 1.47 g/mL, or 1.48 g/mL, or 1.49 g/mL, or 1.5 g/mL, or 1.55 g/mL, or 1.6 g/mL, or 1.65 g/mL, or 1.7 g/mL, or 1.75 g/mL, or 1.8 g/mL, or 1.85 g/mL, or 1.9 g/mL, or 1.95 g/mL, or 2.00 g/mL, or 2.05 g/mL, or 2.1 g/mL, or 2.2 g/mL, or 2.3 g/mL, or 2.4 g/mL, or 2.5 g/mL, or 2.6 g/mL, or 2.7 g/mL, or 2.8 g/mL, or 2.9 g/mL, or 3.0 g/mL, or 3.1 g/mL, or 3.2 g/mL, or 3.3 g/mL, or 3.4 g/mL, or 3.5 g/mL, or 3.6 g/mL, or 3.7 g/mL, or 3.8 g/mL, or 3.9 g/mL, or 4.0 g/mL, or 4.1 g/mL, or 4.2 g/mL, or 4.3 g/mL, or 4.4 g/mL, or 4.5 g/mL, or 4.6 g/mL, or 4.7 g/mL, or 4.8 g/mL, or 4.9 g/mL, or 5.0 g/mL, 6.0 g/mL L, or 7.0 g/mL, or 8.0 g/mL, or 9.0 g/mL, or 10.0 g/mL, or 11.0 g/mL, or 12.0 g/mL, or 13.0 g/mL, or 14.0 g/mL, or 15.0 g/mL, or 16.0 g/mL, or 17.0 g/mL, or 18.0 g/mL, or 19.0 g/mL, or 20.0 g/mL, or 21.0 g/mL, or 22.0 g/mL, or 23.0 g/mL
Note: The allowable pressure difference for the lower elevation reservoir or "secondary reservoir" may include the maximum design pressure difference between the pressure of the fluid within the lower elevation reservoir or "secondary reservoir" and the pressure of any fluid or material or solid outside or adjacent to the fluid within the lower elevation reservoir or "secondary reservoir" at the same elevation as the fluid within the lower elevation reservoir or "secondary reservoir".
NOTE: The allowable pressure difference for the lower elevation reservoir or "secondary reservoir" may be less than, greater than, or equal to one or more or combinations of the following: 0 bar, or 0.01 bar, or 0.25 bar, or 0.5 bar, or 0.75 bar, or 1 bar, or 1.5 bar, or 2 bar, or 2.5 bar, or 3 bar, or 3.5 bar, or 4 bar, or 4.5 bar, or 5 bar, or 5.5 bar, or 6 bar, or 6.5 bar, or 7 bar, or 7.5 bar, or 8 bar, or 8.5 bar, or 9 bar, or 9.5 bar, or 10 bar, or 11 bar, or 12 bar, or 13 bar, or 14 bar, or 15 bar, or 16 bar, or 17 bar, or 18 bar, or 19 bar, or 20 bar, or 21 bar, or 22 bar, or 23 bar, or 24 bar, or 25 bar, or 26 bar, or 27 bar, or 2 8 bar, or 29 bar, or 30 bar, or 31 bar, or 32 bar, or 33 bar, or 34 bar, or 35 bar, or 36 bar, or 37 bar, or 38 bar, or 39 bar, or 40 bar, or 41 bar, or 42 bar, or 43 bar, or 44 bar, or 45 bar, or 46 bar, or 47 bar, or 48 bar, or 49 bar, or 50 bar, or 55 bar, or 60 bar, or 65 bar, or 70 bar, or 75 bar, or 80 bar, or 85 bar, or 90 bar, or 95 bar, or 100 bar, or 105 bar, or 110 bar, or 115 bar, or 120 bar, or 125 bar, or 130 bar, or 135 bar, or 140 bar, or 145 bar, or 150 bar, or 160 bar, or 170 bar, or 180 bar, or 190 bar, or 200 bar, or 225 bar, or 250 bar, or 275 bar, or 300 bar Note: The hydrostatic pressure of a fluid may be calculated using the density of the fluid, the gravitational constant, and the difference in elevation or the difference in elevation traversed by the fluid in succession.The hydrostatic pressure of a fluid may be calculated using the density of the fluid, the gravitational constant, and the difference in elevation or the difference in elevation traversed by the fluid in succession. The practical hydrostatic pressure of a liquid may also include friction losses and other potential pressure losses that may occur in a practical system, which may be calculated using fluid dynamics equations and/or simulation tools known in the art.
Note: In some embodiments, the low density fluid may comprise a gas or a supercritical fluid. For example, the low density fluid may comprise air, which may comprise a gas and/or a supercritical fluid. At pressures above about 55 bar, air may comprise a supercritical fluid.
NOTE: The pressure difference between a liquid or fluid stored in a reservoir at a higher elevation and a fluid, material, or solid outside or adjacent to the reservoir at the higher elevation at the same elevation may be less than, equal to, or greater than one or more of the following or a combination thereof: 0 bar, or 0.01 bar, or 0.25 bar, or 0.5 bar, or 0.75 bar, or 1 bar, or 1.5 bar, 2 bar, or 2.5 bar, or is 3 bar, or 3.5 bar, or 4 bar, or 4.5 bar, or 5 bar, or 5.5 bar, or 6 bar, or 6.5 bar, or 7 bar, or 7.5 bar, or 8 bar, or 8.5 bar, or 9 bar, or 9.5 bar, or 10 bar, or 11 bar, or 12 bar, or 13 bar, or 14 bar, or 15 bar, or 16 bar, or 17 bar, or 18 bar, or 19 bar, or 20 bar, or 21 bar, or 22 bar, or 23 bar, or 24 bar 1, or 25 bar, or 26 bar, or 27 bar, or 28 bar, or 29 bar, or 30 bar, or 31 bar, or 32 bar, or 33 bar, or 34 bar, or 35 bar, or 36 bar, or 37 bar, or 38 bar, or 39 bar, or 40 bar, or 41 bar, or 42 bar, or 43 bar, or 44 bar, or 45 bar, or 46 bar, or 47 bar, or 48 bar, or 49 bar, or 50 bar, or 55 bar, or 60 bar, or 6 5 bar, or 70 bar, or 75 bar, or 80 bar, or 85 bar, or 90 bar, or 95 bar, or 100 bar, or 105 bar, or 110 bar, or 115 bar, or 120 bar, or 125 bar, or 130 bar, or 135 bar, or 140 bar, or 145 bar, or 150 bar, or 160 bar, or 170 bar, or 180 bar, or 190 bar, or 200 bar, or 225 bar, or 250 bar, or 275 bar, or 300 bar. Note: In some embodiments, the lower elevation reservoir may comprise two or more different reservoirs. For example, in some embodiments, the lower elevation reservoir may include at least one reservoir for a low-density liquid and at least one reservoir for a high-density liquid. For example, in some embodiments, the lower elevation reservoir may include a separate reservoir for a low-density liquid and a separate reservoir for a high-density liquid. For example, in some embodiments, the lower elevation reservoir may include two separate tanks, one tank for storing a low-density liquid and one tank for storing a high-density liquid. For example, in some embodiments, the lower elevation reservoir may include two separate tanks, one tank for storing a low-density liquid and one tank for storing a high-density liquid, each tank comprising a bladder tank. For example, in some embodiments, the lower elevation reservoir may include two separate tanks, one tank for storing a low-density liquid and one tank for storing a high-density liquid, each tank comprising a rigid tank. For example, in some embodiments, the lower elevation reservoir may include two separate tanks, one tank for storing a lower density liquid and one tank for storing a higher density liquid, each tank including a rigid tank, or a bladder tank, or a combination thereof. Some examples of the embodiments described herein may include, but are not limited to, Figures 77 and 78.

いくつかの実施形態では、低密度の液体及び/又は高密度の液体は、貯蔵された燃料を含み得る。例えば、貯蔵された燃料は、以下のもののうちの1つ以上又は任意の組み合わせを含むが、これらに限定されないものを含み得る:ブタン、又はプロパン、又はLPG、又はエタン、又はLNG、又はディーゼル、又は灯油、又はガソリン、又は石油エーテル、又はアンモニア、又は水素、又は水素誘導体、又はエタノール、又はメタノール。いくつかの実施形態では、貯蔵された燃料は、キャリア燃料を含み得る。例えば、貯蔵された燃料は、以下のもののうちの1つ以上又は任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない、水素キャリアを含み得る。メチルシクロヘキサン、又はトルエン、又はメタノール、又はアンモニア、又はヒドラジン。所望する場合、貯蔵された燃料は、液体置換エネルギー貯蔵に加えて、他の用途で採用されてもよい。 In some embodiments, the low-density liquid and/or the high-density liquid may comprise a stored fuel. For example, the stored fuel may include one or more or any combination of the following, including, but not limited to, butane, propane, LPG, ethane, LNG, diesel, kerosene, gasoline, petroleum ether, ammonia, hydrogen, a hydrogen derivative, ethanol, or methanol. In some embodiments, the stored fuel may include a carrier fuel. For example, the stored fuel may include a hydrogen carrier, including, but not limited to, one or more or any combination of the following: methylcyclohexane, toluene, methanol, ammonia, or hydrazine. If desired, the stored fuel may be employed in other applications in addition to liquid displacement energy storage.

例えば、貯蔵された燃料は、燃焼発電所のための燃料源として採用され得る。燃焼発電所は、浮体式発電所、又は陸上発電所、又は洋上発電所、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。燃焼発電所は、ガスタービン、又は内燃機関、又は複合サイクル、又はランキンサイクル、又はコージェネレーション、又はピーカー発電所、又はオープンサイクルエンジン、又はクローズドサイクルエンジン、又はヒートエンジン、又はそれらの任意の組み合わせを包含し得る。燃焼発電所は、所望通りに稼働され得る。例えば、燃焼発電所は、電気需要がポンプ及び/又は発電機の動力容量を超えるときに稼働し得る。例えば、燃焼発電所は、重力エネルギー貯蔵システムが完全放電されるか、又はほぼ完全放電されるときに稼働し得る。例えば、燃焼発電所は、緊急事態が発生した場合に稼働し得る。例えば、燃焼発電所は、エネルギー貯蔵システムの潜在的な持続時間を実質的に延長し得る。例えば、いくつかの事例では、液体置換エネルギー貯蔵は、年間エネルギー貯蔵ニーズの90%を提供し得、燃焼発電所は、年間エネルギー貯蔵ニーズの10%を提供し得る。例えば、いくつかの事例では、液体置換エネルギー貯蔵は、年間エネルギー貯蔵ニーズの95%を提供し得、燃焼発電所は、年間エネルギー貯蔵ニーズの5%を提供し得る。例えば、いくつかの事例では、液体置換エネルギー貯蔵は、年間エネルギー貯蔵ニーズの80%を提供し得、燃焼発電所は、年間エネルギー貯蔵ニーズの20%を提供し得る。液体置換エネルギー貯蔵システムへの重大な潜在的な燃料貯蔵に起因して、液体置換エネルギー貯蔵と燃焼発電所との統合は、エネルギー貯蔵システムの高い往復効率のエネルギー貯蔵、及び複数月の利用可能なエネルギー貯蔵持続時間を生み出す結果となり得る。液体置換エネルギー貯蔵とバックアップ燃焼発電所との統合は、特に、貯蔵された燃料が再生可能燃料又は再生可能エネルギー由来の燃料を含む場合に、ほぼ100%又は100%の再生可能エネルギーによって電力を供給される電力グリッドの作成のためのエンドツーエンドのエネルギー貯蔵ソリューションをもたらし得る。液体置換エネルギー貯蔵とバックアップ燃焼発電所との統合は、特に、貯蔵された燃料が、カーボンフリー燃料、又は低炭素燃料、又は再生可能燃料、又はカーボンニュートラル燃料を含む場合、ほぼ100%又は100%のCO排出量のないエネルギーによって電力を供給される電力グリッドの作成のためのエンドツーエンドのエネルギー貯蔵ソリューションをもたらし得る。 For example, the stored fuel can be employed as a fuel source for a combustion power plant. The combustion power plant can include a floating power plant, an onshore power plant, an offshore power plant, or any combination thereof. The combustion power plant can include a gas turbine, an internal combustion engine, a combined cycle, a Rankine cycle, a cogeneration system, a peaker power plant, an open-cycle engine, a closed-cycle engine, a heat engine, or any combination thereof. The combustion power plant can be operated as desired. For example, the combustion power plant can be operated when electrical demand exceeds the power capacity of the pumps and/or generators. For example, the combustion power plant can be operated when the gravity energy storage system is fully discharged or nearly fully discharged. For example, the combustion power plant can be operated in the event of an emergency. For example, the combustion power plant can substantially extend the potential duration of the energy storage system. For example, in some cases, liquid displacement energy storage can provide 90% of the annual energy storage needs, and the combustion power plant can provide 10% of the annual energy storage needs. For example, in some cases, liquid displacement energy storage may provide 95% of the annual energy storage needs, while the combustion power plant may provide 5% of the annual energy storage needs. For example, in some cases, liquid displacement energy storage may provide 80% of the annual energy storage needs, while the combustion power plant may provide 20% of the annual energy storage needs. Due to the significant potential fuel storage in the liquid displacement energy storage system, the integration of liquid displacement energy storage with a combustion power plant may result in high round-trip energy storage efficiency of the energy storage system and multiple months of usable energy storage duration. The integration of liquid displacement energy storage with a backup combustion power plant may result in an end-to-end energy storage solution for the creation of a power grid powered by nearly 100% or 100% renewable energy, especially when the stored fuel includes renewable fuel or fuel derived from renewable energy. The integration of liquid displacement energy storage with backup combustion power plants can result in an end-to-end energy storage solution for the creation of a power grid powered by near or 100% CO2 emission-free energy, especially if the stored fuel includes carbon-free, or low-carbon, or renewable, or carbon-neutral fuels.

いくつかの実施形態では、燃料又は補給燃料は、外部供給源から提供され得、かつ/又は船、若しくはパイプライン、若しくはこれらの任意の組み合わせを介して提供され得る。いくつかの実施形態では、燃料又は補給燃料は、内部又は現場の供給源から提供され得、かつ/又は内部若しくは現場で合成され得るか、若しくは別様に生成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、水素、又は液体水素、又はアンモニア、又はメタノール、又はエタノール、又はブタン、又は灯油、又はメタン、又はLPG、又はそれらの任意の組み合わせを含む低密度の液体が、現場で生成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、水素、又は液体水素、又はアンモニア、又はメタノール、又はエタノール、又はブタン、又は灯油、又はメタン、又はLPG、又はそれらの任意の組み合わせを含む低密度の流体が、現場で生成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、水素、又は液体水素、又はアンモニア、又はメタノール、又はエタノール、又はブタン、又は灯油、又はメタン、又はLPG、又はそれらの任意の組み合わせが、低現場で生成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、水素、又はアンモニア、又はメタノール、又はエタノール、又はブタン、又は灯油、又はメタン、又はLPG、又はそれらの任意の組み合わせは、例えば、電気、又は再生可能電気、又は水、又は空気、又は窒素、又は二酸化炭素、又はそれらの任意の組み合わせを使用して、現場で生成され得る。 In some embodiments, fuel or supplemental fuel may be provided from an external source and/or may be provided via a vessel, or a pipeline, or any combination thereof. In some embodiments, fuel or supplemental fuel may be provided from an internal or on-site source and/or may be synthesized or otherwise generated internally or on-site. For example, in some embodiments, low-density liquids including hydrogen, or liquid hydrogen, or ammonia, or methanol, or ethanol, or butane, or kerosene, or methane, or LPG, or any combination thereof, may be generated on-site. For example, in some embodiments, low-density fluids including hydrogen, or liquid hydrogen, or ammonia, or methanol, or ethanol, or butane, or kerosene, or methane, or LPG, or any combination thereof, may be generated on-site. For example, in some embodiments, hydrogen, or liquid hydrogen, or ammonia, or methanol, or ethanol, or butane, or kerosene, or methane, or LPG, or any combination thereof, may be generated on-site. For example, in some embodiments, hydrogen, or ammonia, or methanol, or ethanol, or butane, or kerosene, or methane, or LPG, or any combination thereof, may be produced on-site using, for example, electricity, or renewable electricity, or water, or air, or nitrogen, or carbon dioxide, or any combination thereof.

いくつかの事例では、低密度の液体として水が採用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体は、水を含み得、高密度の液体は、塩水ブラインを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の液体は、水を含み得、高密度の液体は、フルオロカーボンを含み得る。 In some cases, water may be employed as the low-density liquid. For example, in some embodiments, the low-density liquid may include water and the high-density liquid may include saltwater brine. For example, in some embodiments, the low-density liquid may include water and the high-density liquid may include a fluorocarbon.

いくつかのじれ得では、高密度の液体、又は高密度の流体、又は低密度の液体、又は低密度の流体、又はそれらの任意の組み合わせは、固体-液体混合物、又はエマルジョン、又は懸濁液、又はその両方を含み得る。例えば、例示的な固体-液体混合物は、ミルクを含み得る。例えば、固体液体混合物は、以下のもののうちの1つ以上又は任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されないものを含み得る:水、又は水溶液、又は石炭、又はフライアッシュ、又は石灰石、又は亜鉛テーリング、又はリン酸岩、又はギルソナイト、又は銅濃縮物、又は鉄鉱石、又はタルク、又はカオリン、又はセメント、又はコンクリート、又は凝集体、又は大密度の固体、又は高密度の固体、又は低密度の流体よりも高密度を有する固体、又は水よりも高密度を有する固体、フルオロカーボン、ハロゲン化試薬、又はハロゲン。例えば、固体液体混合物は、以下のもののうちの1つ以上又は任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されないものを含み得る:水、又は水溶液、又は低密度の固体、又はプラスチック、又は炭化水素。高密度の液体、又は高密度の流体、又は低密度の液体、又は低密度の流体、又はそれらの任意の組み合わせは、本質的に圧縮不可能な流体であることが望ましい場合がある。本明細書のいくつかの説明では、流体は、「液体」として記載され得る。「液体」は、液体の少なくとも一部を含む任意の流体を含み得、液体及び/又は固体-液体混合物を含み得るが、これらに限定されない。 In some cases, the high-density liquid, or the high-density fluid, or the low-density liquid, or the low-density fluid, or any combination thereof, may comprise a solid-liquid mixture, or an emulsion, or a suspension, or both. For example, an exemplary solid-liquid mixture may include milk. For example, the solid-liquid mixture may include, but is not limited to, one or more or any combination of the following: water, or an aqueous solution, or coal, or fly ash, or limestone, or zinc tailings, or phosphate rock, or Gilsonite, or copper concentrate, or iron ore, or talc, or kaolin, or cement, or concrete, or aggregate, or a high-density solid, or a high-density solid, or a solid having a density higher than the low-density fluid, or a solid having a density higher than water, a fluorocarbon, a halogenated reagent, or a halogen. For example, the solid-liquid mixture may include, but is not limited to, one or more or any combination of the following: water, or an aqueous solution, or a low-density solid, or a plastic, or a hydrocarbon. It may be desirable for a high density liquid, a high density fluid, a low density liquid, a low density fluid, or any combination thereof to be an essentially incompressible fluid. In some descriptions herein, a fluid may be described as a "liquid." "Liquid" may include any fluid that contains at least a portion of a liquid, and may include, but is not limited to, a liquid and/or a solid-liquid mixture.

ガスポケット及び凹状構造物に関連するいくつかの例示的な実施形態:例示的な実施形態は、液体構造物の下部又は側部に接続された「壁」を包含し得る。液体構造物として、以下のもののうちの1つ以上又は任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:浮体式構造物、ドック、ブイ、プラットフォーム、フロート、ボート、平底ボート、スキフ、又は表面構造物。液体構造物はまた、同時に、水中にあるか、水の近くにあるか、又は水と接触しているか、又は水に浸漬されているか、又は水と接触しているか、又は別の液体と接触しながら、陸地に係留されているか、又は少なくとも部分的に陸地によって支持されている構造物を含み得る。 Some exemplary embodiments related to gas pockets and recessed structures: Exemplary embodiments may include a "wall" connected to the bottom or side of the liquid structure. The liquid structure may include, but is not limited to, one or more or any combination of the following: a floating structure, a dock, a buoy, a platform, a float, a boat, a pontoon, a skiff, or a surface structure. A liquid structure may also include a structure moored to or at least partially supported by land while simultaneously being in, near, in contact with, submerged in, or in contact with water or another liquid.

例示的な実施形態では、構造物は、ドックであり得る(留意されたい:ドックは、例示的な浮体式構造物体として提供され、本明細書に記載される実施形態の要素は、本明細書に記載される他の浮体式構造物又は非浮体式構造物に適用可能であり得る)。ドックの側部若しくは下部、又はドックの下部の周囲の近くに接続され得る「壁」が、接続されているか、又はドックの構成要素として存在するか、又はドックの下部の形状の特徴として存在する。代わりに、ドックの下部の形状は、例えば、当該「壁」が、接続された別個の材料ではなく、ドックの形状の一部であり得るように、当該「壁」を有するように適合され得る。当該「壁」は、水と接触する浮体式ドックの大部分又は全ての鉛直な水深を超えて突出し得る。構造物への「壁」の接続は、理想的には気密又は水密であり得る。当該「壁」は、凹状構造物又は凹状構造物の突出部分を単に含み得る。 In an exemplary embodiment, the structure may be a dock (note: a dock is provided as an exemplary floating structural object, and elements of the embodiments described herein may be applicable to other floating or non-floating structures described herein). A "wall" may be connected to the side or bottom of the dock, or near the perimeter of the bottom of the dock, and may be connected to or present as a component of the dock or a feature of the shape of the bottom of the dock. Alternatively, the shape of the bottom of the dock may be adapted to have the "wall," for example, such that the "wall" may be part of the shape of the dock rather than a separate connected material. The "wall" may protrude beyond the vertical water depth of most or all of the floating dock that comes into contact with the water. The connection of the "wall" to the structure may ideally be airtight or watertight. The "wall" may simply comprise a concave structure or a protruding portion of a concave structure.

当該壁は、例えば、浮体式構造物の下部の近くに位置する凹状領域又はキャビティの形成をもたらし得るか、又は浮体式構造物の下部の大部分を含み得る。本実施形態では、ガス又は低密度の液体又は他の流体は、当該凹状領域の少なくとも一部分を占有し得る。当該流体として、以下のもののうちの1つ以上又は任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:空気、窒素、水蒸気、メタン、水素、煙道ガス、二酸化炭素、酸素、不活性ガス、アルゴン、ヘリウム、実際的に水不溶性のガス、炭化水素、ブタン、プロパン、エタン、オゾン、又はそれらの組み合わせ。例示の目的のために、当該流体は、「ガス」と称され得るが、ガスは、単に流体の例示的な状態であり得、液体、又は超臨界、又はそれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない、他の流体状態が採用され得る。ガスは、少なくとも一時的に、又は半永久的に、又は実際的に永久的に、当該凹状領域内に「トラップされ」得る。当該凹状領域に当該「トラップされ」たガスは、「ガスポケット」又は「空気ポケット」と呼ばれ得る。当該ガスは、例えば、1)ガスよりも大密度の水、及び/又は2)ガスが水/ガス界面を通過することが実用的に不可能であること、及び/又は3)当該凹状領域の相対的な気密性若しくは気密シールに起因して、当該凹状領域に留まる。 The wall may, for example, result in the formation of a recessed region or cavity located near the bottom of the floating structure, or may include a majority of the bottom of the floating structure. In this embodiment, a gas or low-density liquid or other fluid may occupy at least a portion of the recessed region. The fluid may include, but is not limited to, one or more of the following, or any combination thereof: air, nitrogen, water vapor, methane, hydrogen, flue gas, carbon dioxide, oxygen, inert gases, argon, helium, practically water-insoluble gases, hydrocarbons, butane, propane, ethane, ozone, or combinations thereof. For illustrative purposes, the fluid may be referred to as a "gas," although gas may merely be an exemplary state of fluid; other fluid states may be adopted, including, but not limited to, liquid, or supercritical, or any combination thereof. The gas may be "trapped" within the recessed region at least temporarily, semi-permanently, or practically permanently. The "trapped" gas in the recessed region may be referred to as a "gas pocket" or "air pocket." The gas remains in the recessed region due to, for example, 1) the greater density of water than the gas, and/or 2) the practical inability of the gas to pass through the water/gas interface, and/or 3) the relative airtightness or air-tight seal of the recessed region.

空気ポケットの動作原理は、単純な空の飲料カップと水で満たされた容器とを使用することによって例証され得る。空の飲料カップが上下に反転し、上下逆の位置で水面の下方に浸水されると、空気が飲料カップを通して上方に流出することができないことにより、水が当該空気を置換することができない場合があるため、当該飲料カップ内の空気が当該飲料カップの内部にトラップされ得る。当該トラップされた空気は、空気ポケットの例であり得、空気がトラップされたカップ内の領域は、凹状領域又はキャビティの例であり得る。当該空気ポケット効果が先行技術で採用されきた例示的な用途は、「ダイビングベル」を含み得る。 The principle of operation of an air pocket can be illustrated by using a simple empty drinking cup and a container filled with water. When the empty drinking cup is turned upside down and submerged below the surface of the water in the upside-down position, air within the drinking cup can become trapped inside the drinking cup because the air cannot flow upward through the drinking cup and therefore the water may not be able to displace the air. The trapped air can be an example of an air pocket, and the area within the cup where air is trapped can be an example of a recessed area or cavity. An exemplary application in which the air pocket effect has been employed in the prior art can include a "diving bell."

当該ガスポケット又は空気ポケットは、水と凹状領域の表面の少なくとも一部分との間の分離又は非連続分離の形成をもたらし得る。水は、水と当該固体表面との間のガスポケットの物理的な分離又はバリアに起因して、凹状領域の固体表面の少なくとも一部分との接触から分離され得る。凹状領域の固体表面の表面積のかなりの部分が、当該ガスポケットと接触し得る。空気ポケットによって移送された水の表面積のかなりの部分が、空気-水界面で空気ポケットと接触し得る。当該凹状領域又は当該ガスポケットと接触する表面積は、例えば、表面構造物の下部の、かなりの部分、又は下部の表面積のほぼ全てを含み得る。当該凹状領域又は当該ガスポケットと接触する表面領域は、水若しくは他の液体に曝露され得るか、又はこれに対して脆性であり得るか、又は別様に接触するであろう、かなりの部分又は表面領域のほぼ全てを含み得る。当該かなりの部分は、液体又は水域と接触する構造物の表面の下部の5%超、又は10%超、又は20%超、又は30%超、又は40%超、又は50%超、又は60%超、又は70%超、又は80%超、又は90%超、又は95%超を含み得る。 The gas or air pocket may result in the formation of a separation or discontinuous separation between the water and at least a portion of the surface of the recessed region. Water may be isolated from contact with at least a portion of the solid surface of the recessed region due to the physical separation or barrier of the gas pocket between the water and the solid surface. A significant portion of the surface area of the solid surface of the recessed region may be in contact with the gas pocket. A significant portion of the surface area of water transported by the air pocket may be in contact with the air pocket at the air-water interface. The surface area in contact with the recessed region or gas pocket may include, for example, a significant portion of, or substantially all of the surface area of the underside of a surface structure. The surface area in contact with the recessed region or gas pocket may include a significant portion or substantially all of the surface area that may be exposed to, vulnerable to, or otherwise in contact with water or other liquids. The substantial portion may include more than 5%, or more than 10%, or more than 20%, or more than 30%, or more than 40%, or more than 50%, or more than 60%, or more than 70%, or more than 80%, or more than 90%, or more than 95% of the underside of the surface of the structure that contacts the liquid or body of water.

汚損付着又はスケーリング又は成長形成は、液体と、例えば、当該ガスポケットから結果として得られる凹状領域の表面の少なくとも一部分と、の間の当該分離又は非連続分離によって阻止され得る。汚損付着又はスケーリング又は成長形成は、一般に、水が固体表面と直接接触しているときに水環境内で起こる。当該空気ポケットは、固体表面と別様に接触し得る水の実質的な表面積が、固体表面とではなく、水-ガス界面又は水-空気界面と接触することを可能にする。当該ガス分離又は空気バリアは、当該固体表面に付着する液体系又は水系の汚損付着物又はスカラント又は成長物を防止する。当該凹状領域は、液体と接触する浮体式構造物又は構造物の下部の表面積の少なくとも一部分を含み得る。当該凹状領域は、液体と接触する当該浮体式構造物又は構造物の下部の実質的な部分又は大部分又はほとんど全ての表面積を含み得、これにより、ガスポケット又は空気ポケットなしで、同一の構造物に対する汚損付着又はスケーリング又は成長形成の実質的な低減が可能になり得る。 Fouling, scaling, or growth formation can be inhibited by the separation or discontinuous separation between the liquid and, for example, at least a portion of the surface of the recessed region resulting from the gas pocket. Fouling, scaling, or growth formation generally occurs in aqueous environments when water is in direct contact with a solid surface. The air pocket allows a substantial surface area of water that would otherwise be in contact with the solid surface to contact the water-gas or water-air interface rather than the solid surface. The gas separation or air barrier prevents liquid- or water-based fouling, scaling, or growth from adhering to the solid surface. The recessed region can include at least a portion of the surface area of the floating structure or lower portion of the structure that contacts the liquid. The recessed region can include a substantial portion, a majority, or nearly all of the surface area of the floating structure or lower portion of the structure that contacts the liquid, which can allow for a substantial reduction in fouling, scaling, or growth formation on the same structure without the gas or air pocket.

汚損付着物又はスカラント又は成長物は、一般に、固体表面との直接接触を通じて水から表面に付着する。水系の汚損付着物又はスカラント又は成長物は、一般に、空気又は他のガスを通過して固体表面に至ることができない。水系の汚損付着物又はスカラント又は成長物が何らかの形で空気又は他のガスを通過して固体表面に至ることができる場合、当該ガスを通した質量移送は、水が固体表面と直接接触するとする場合よりも桁違いに小さい場合があることに留意することが重要である。結果として、水系の汚損付着物又はスカラント又は成長物は、水と直接固体表面接触する環境に対して、ガス又は空気の環境における実質的に任意の又は相対的に同等の汚損付着、スケーリング、又は成長を行うのに十分な質量移送を有していない場合がある。
○ガスポケット又は凹状領域又はその両方は、安定性を増加又は減少させ得る。安定性は、例えば、一方の側にガス-固体界面、他方の側に固体-水界面を有する構造物によって作成された「吸引」効果又は吸引力に起因して増加され得る。安定性は、例えば、凹状領域の「壁」に重量を追加することによって、ドックの重心を低減することによって増加され得る。凹状領域の壁に、又は構造物の下部の近くに、重量を追加することによって、構造物は、例えば、構造物上の重量不均衡又は大きい波が発生した場合に、ガスポケット内のガスを喪失するのに十分に傾斜する可能性が低くなり得る。ガスポケット又は凹状領域は、潜在的に重心を増加させることによって安定性を減少させ得る。構造物が重大な波又は荒水の可能性のある環境にある場合、例えば、ジャイロスコピック安定化装置、若しくは安定化アンカー、若しくは安定化重量、若しくは安定化アース接続構造物を組み込んで、安定性を増加させるか、又は傾斜を最小化することが望ましい場合がある。
○ガスポケット又は凹状領域、又はガスポケットを可能にする表面修正を採用して、腐食又は劣化を防止し得る。例えば、腐食に敏感な材料又はデバイスは、水中で貯蔵される場合にガスポケットに配置され得る。例えば、ボートのプロペラは、プロペラ又はボートが使用されていないときにガスポケットに取り囲まれ得、このことは、当該プロペラを凹状領域で包み込むか、又は取り囲むことによって可能にされ得る。例えば、水中油圧機器又は水中トリムタブは、例えば、使用されていないときにガスポケットに取り囲まれ得る。
●チューブは、ガスポケット又は凹状領域に配置され得、ガス(例えば、空気又は窒素などの本明細書に記載されるガスを含むが、これらに限定されない)は、当該チューブ及び/又は(当該チューブに接続され得る)ガスポンプを使用して凹状領域内にポンプ圧送され得る。チューブの開口部のうちの1つは、当該凹状領域の内部又は当該凹状領域の下方に配置され得る。当該凹状領域へのガスの最初のポンプ圧送は、当該凹状領域内でのガスポケットの形成を可能にし得る。ガスポケットの形成後、例えば、以下のことのうちの1つ以上又は組み合わせを含むが、これらに限定されないことのために、当該領域内に追加のガスがポンプ圧送され得る:当該ガスポケットを拡張して、当該ガスポケットから流出した可能性があるガスを交換すること、又は当該ガスポケット及び凹状領域からの余剰ガスのオーバーフロー又は溢出を可能にすること。
Fouling deposits, scalants, or growths generally adhere to surfaces from water through direct contact with the solid surface. Water-based fouling deposits, scalants, or growths generally cannot pass through air or other gases to reach solid surfaces. It is important to note that if water-based fouling deposits, scalants, or growths can somehow pass through air or other gases to reach solid surfaces, the mass transport through the gas may be orders of magnitude less than if water were in direct contact with the solid surface. As a result, water-based fouling deposits, scalants, or growths may not have sufficient mass transport to achieve substantially any or relatively equivalent fouling deposition, scaling, or growth in a gas or air environment relative to an environment of direct water-to-solid surface contact.
Gas pockets or recessed areas, or both, may increase or decrease stability. Stability may be increased, for example, due to a "suction" effect or force created by a structure having a gas-solid interface on one side and a solid-water interface on the other. Stability may be increased by reducing the center of gravity of the dock, for example, by adding weight to the "walls" of the recessed areas. By adding weight to the walls of the recessed areas or near the bottom of the structure, the structure may be less likely to heel enough to lose the gas in the gas pocket, for example, in the event of a weight imbalance on the structure or large waves. Gas pockets or recessed areas may decrease stability by potentially increasing the center of gravity. If the structure is in an environment with the potential for significant waves or rough water, it may be desirable to incorporate, for example, gyroscopic stabilizers, or stabilizing anchors, or stabilizing weights, or stabilizing earthing structures to increase stability or minimize heeling.
Gas pockets or recessed areas, or surface modifications that enable gas pockets, may be employed to prevent corrosion or degradation. For example, corrosion-sensitive materials or devices may be placed in a gas pocket when stored underwater. For example, a boat propeller may be surrounded by a gas pocket when the propeller or boat is not in use, which may be made possible by encasing or surrounding the propeller with a recessed area. For example, underwater hydraulic equipment or underwater trim tabs may be surrounded by a gas pocket when not in use.
A tube may be placed in a gas pocket or recessed region, and gas (including, but not limited to, gases described herein, such as air or nitrogen) may be pumped into the recessed region using the tube and/or a gas pump (which may be connected to the tube). One of the openings of the tube may be located within or below the recessed region. The initial pumping of gas into the recessed region may allow a gas pocket to form within the recessed region. After the gas pocket is formed, additional gas may be pumped into the region, for example, including, but not limited to, one or more or a combination of the following: to expand the gas pocket to replace gas that may have escaped from the gas pocket, or to allow excess gas to overflow or spill from the gas pocket and recessed region.

当該凹状領域又はガスポケットは、例えば、大きい波の機会に、又は構造物が重大な角度で傾斜したときに、水で浸透され得る。例えば、水接触から結果として得られる潜在的なスケーリング又は汚損付着又は腐食を最小化するために、当該水接触が、一時的であるか、又はできるだけ短い持続時間であることが有利であり得る。水接触の頻度を潜在的に最小化する1つの手段は、例えば、チューブ又は加圧空気タンクを使用して、当該凹状領域又はキャビティ内に空気又は他のガスをポンプ圧送することを含み得る。当該空気又は他のガスは、当該凹状領域内に連続的にポンプ圧送され得るか、又は特定の機会にのみ当該凹状領域内にポンプ圧送され得る。例えば、当該特定の機会は、ガスポケット又は空気ポケットが空気を喪失するリスクがあるか、又は凹状領域への水浸透のリスクがあるときを含み得る。例えば、当該特定の機会は、構造物が、例えば、当技術分野で知られている角度変化又は移動を測定するためのデバイスを使用して、トリガ又は測定され得る、指定された角度を超えて傾斜するときを含み得る。例えば、当該特定の機会は、当該凹状領域の固体表面の一部分が濡れているか、又は少なくとも部分的に濡れているか、又は水と接触しているときを含み得、これは、例えば、当技術分野で知られている水又は濡れセンサ又は同様のデバイスを使用してトリガ又は測定され得る。 The recessed area or gas pocket may become infiltrated with water, for example, during large waves or when the structure tilts at a significant angle. For example, to minimize potential scaling, fouling, or corrosion resulting from water contact, it may be advantageous for the water contact to be temporary or of as short a duration as possible. One means of potentially minimizing the frequency of water contact may include pumping air or other gas into the recessed area or cavity, for example, using tubing or a pressurized air tank. The air or other gas may be pumped into the recessed area continuously, or may be pumped into the recessed area only on specific occasions. For example, the specific occasion may include when a gas or air pocket is at risk of losing air or when there is a risk of water infiltration into the recessed area. For example, the specific occasion may include when the structure tilts beyond a specified angle, which may be triggered or measured, for example, using a device for measuring angular change or movement known in the art. For example, the particular occasion may include when a portion of the solid surface of the recessed region is wet, or at least partially wet, or in contact with water, which may be triggered or measured, for example, using a water or wetness sensor or similar device known in the art.

「壁」が、耐久性を有し、ドック又は複数のドックの重量を処理することが可能であり、他の物体又は要素からの弊害に対して耐性を有することが望ましい場合がある。例えば、当該壁は、例えば、材料が構造的に曲げ可能であり得るが、空気ポケットを格納することができる、「スカート」を含み得る。当該「スカート」は、ホバークラフトで採用される「スカート」と同様であり得るが、ホバークラフトとは異なり、スカートは、水面の下方で部分的又は全体的に留まり得る。 It may be desirable for the "wall" to be durable, capable of handling the weight of a dock or docks, and resistant to damage from other objects or elements. For example, the wall may include a "skirt," e.g., a material that may be structurally flexible but may contain air pockets. The "skirt" may be similar to the "skirt" employed in hovercraft, but unlike hovercraft, the skirt may remain partially or entirely below the water's surface.

例示的な耐久性を有する壁は、ドックの下部に接続され、かつ例えばドック下部の外周近くに取り付けられたチューブを含み、ドックの外周を取り囲み得る。「壁」への損傷を防止するために、チューブは、ドックが移動しているときに圧壊可能であり得る。チューブは、例えば、空気圧若しくは油圧又は空気圧若しくは油圧流体を充填することなどの、空気圧手段又は油圧手段、を含むが、これらに限定されないものを使用して、膨張され得るか、又はより剛性になり得る。当該チューブは、空気又は水がドックとチューブの「壁」との間の接続を通過するのを防止する様式でドックに接続され得る。 An exemplary durable wall may include a tube connected to the bottom of the dock and attached, for example, near the perimeter of the bottom of the dock, surrounding the perimeter of the dock. To prevent damage to the "wall," the tube may be collapsible when the dock is moving. The tube may be expanded or made more rigid using, for example, but not limited to, pneumatic or hydraulic means, such as by filling it with air or hydraulic fluid. The tube may be connected to the dock in a manner that prevents air or water from passing through the connection between the dock and the "wall" of the tube.

「壁」、ガスポケット、凹状領域、チューブ、ガスポンプ、若しくは空気ポンプ、及び/又は本明細書に記載された実施形態の他の要素を含み得るが、これらに限定されない、本発明及び/又は本発明の要素は、既存の構造物上に後付けされ得るか、又は新しい構造物の要素であり得る。 The present invention and/or elements of the present invention, which may include, but are not limited to, "walls," gas pockets, recessed areas, tubes, gas or air pumps, and/or other elements of the embodiments described herein, may be retrofitted onto an existing structure or may be elements of a new structure.

本発明はまた、非水性液体環境における汚損付着物又はスカラント又は成長物を防止又は最小化することに適用可能であり得る。 The present invention may also be applicable to preventing or minimizing fouling deposits or scabs or growths in non-aqueous liquid environments.

浮体式構造物の一部分は、水又は液体と接触し得、例えば、凹状領域又はガスポケットの外部の固体表面を含み得る。水又は液体と接触する当該固体表面は、成長物、汚損付着、又はスケールの影響を受けやすい場合がある。水又は液体の表面の下方の固体表面積の大部分が、ガスポケットと接触し得、その結果、影響を受けにくくなり得るか、又は成長物の形成、汚損付着、又はスケーリングの可能性が小さくなり得ることに留意することが重要である。このことは、固体構造物の表面下の表面積の大部分での成長の形成、汚損付着、又はスケーリングを著しく低減又は排除する効果を有し得る。水又は液体と接触する表面は、成長物の形成、汚損付着、又はスケーリングを有し得るが、1)側壁は、一般に、浮体式構造物の下部/本体下部/下腹部よりも洗浄/スクラブすることが容易である、2)成長物の形成、汚損付着、又はスケーリングの総量は、本発明が採用されないとする場合よりも著しく小さくなり得る、3)当該凹状領域に過剰な空気をポンプ圧送し、構造物の側部に沿って上昇し得る小さい気泡の形成を促進することによって、空気ポケットによって保護されていない領域上の成長形成を最小化する空気カーテンが作成され得る、ことに留意することが重要であり得る。 A portion of the floating structure may be in contact with the water or liquid, including, for example, solid surfaces outside of recessed areas or gas pockets. Such solid surfaces in contact with the water or liquid may be susceptible to growth, fouling, or scaling. It is important to note that a large portion of the solid surface area below the surface of the water or liquid may be in contact with the gas pocket and, as a result, may be less susceptible or less susceptible to growth, fouling, or scaling. This may have the effect of significantly reducing or eliminating growth, fouling, or scaling on a large portion of the surface area below the surface of the solid structure. Surfaces in contact with water or liquid may have growth formation, fouling, or scaling, but it may be important to note that 1) sidewalls are generally easier to clean/scrub than the underside/underbody/underbelly of the floating structure, 2) the total amount of growth formation, fouling, or scaling may be significantly less than if the present invention were not employed, and 3) by pumping excess air into the recessed area and encouraging the formation of small air bubbles that can rise up the sides of the structure, an air curtain may be created that minimizes growth formation on areas not protected by air pockets.

水は、液域を指し得る。当該液域としては、塩水を含む水の少なくとも一部分を含む液域が挙げられ得るが、これに限定されない。当該液域としては、海洋環境、水生環境、河川、湖、ブラインプール、フラック水、廃水、油類貯蔵、化学的貯蔵、又は他の液体環境が挙げられ得るが、これらに限定されない。 Water may refer to a body of liquid, including, but not limited to, a body of liquid that contains at least a portion of water that contains saltwater. Such a body of liquid may include, but is not limited to, a marine environment, an aquatic environment, a river, a lake, a brine pool, a frac water, a wastewater, an oil storage tank, a chemical storage tank, or other liquid environment.

ガスポケットは、低乱流又は最小乱流又は非乱流の条件でトラップされ得るか、又は静止し得る。非乱流条件は、水が、穏やかであり、肉眼に対して動きがなく、かつ当該水中の構造物も、肉眼に対して動きがない、環境を含み得る。低乱流又は最小乱流の条件は、水が、穏やかであり、肉眼に対して動きがあり、かつ/又は当該水中の構造物が、穏やかであり、肉眼に対して動きがある、環境を含み得る。低乱流環境では、識別可能な移動があるが、水又は構造物の移動は、ガスポケット内のガスの10%超、又は20%超、又は25%超、又は30%超、又は40%超、又は50%超が、30秒の期間で構造物の下方から流出するのに不十分である。ガス流出は、当該ガスポケットからのガスの意図的な除去、又は当該ガスポケットに相互接続されたチューブを通したガスの流出を含まない場合があることに留意することが重要である。
○いくつかの実施形態を採用して、特定の形態の成長などの成長形成を増進し得る。例えば、ガスポケットなどの本明細書に記載された実施形態が、侵害的な藻類の種又は侵害的な魚の卵、他の潜在的に有害な水系の生命体を殺すために、特定の領域に形成され得る。例えば、ガスポケットは、局所的な酸素化を可能にし得る。例えば、ガスポケットは、局所的な脱酸素化を可能にし得る。例えば、ガスポケットは、蒸発冷却を含み得る局所冷却を可能にし得、これにより、例えば、サンゴの寿命を増加させ得るか、又は健康を改善し得る。例えば、ガスポケットは、CO除去又はCOガス削除によるpH増加などの、局所的なpH調整を可能にし得る。
A gas pocket may be trapped or stationary under conditions of low, minimal, or no turbulence. No turbulence conditions may include environments where the water is calm and motionless to the naked eye, and the submerged structures are also motionless to the naked eye. Low or minimal turbulence conditions may include environments where the water is calm and motionless to the naked eye, and/or the submerged structures are calm and motionless to the naked eye. In a low turbulence environment, there is discernible movement, but the movement of the water or structure is insufficient to cause more than 10%, more than 20%, more than 25%, more than 30%, more than 40%, or more than 50% of the gas in the gas pocket to flow out from beneath the structure in a 30-second period. It is important to note that gas flow may not include intentional removal of gas from the gas pocket or flow of gas through tubing interconnected to the gas pocket.
Some embodiments may be employed to enhance growth formation, such as specific forms of growth. For example, embodiments described herein, such as gas pockets, may be formed in specific areas to kill invasive algae species or invasive fish eggs, or other potentially harmful aquatic lifeforms. For example, gas pockets may enable localized oxygenation. For example, gas pockets may enable localized deoxygenation. For example, gas pockets may enable localized cooling, which may include evaporative cooling, which may increase the longevity or improve the health of, for example, corals. For example, gas pockets may enable localized pH adjustment, such as CO2 removal or pH increase due to CO2 gas removal.

例示的な例示的実施形態:
以下を含む、水構造物上の汚損付着及びスケールの防止のためのシステム:
●凹状領域を含む構造物
●当該凹状領域は、ガスポケットを含む
●当該ガスポケットは、水と当該凹状領域の表面の少なくとも一部分との間の非連続分離をもたらす
Illustrative exemplary embodiments:
A system for preventing fouling and scaling on water structures, including:
a structure including a recessed region; the recessed region including a gas pocket; the gas pocket providing a discontinuous separation between water and at least a portion of the surface of the recessed region;

以下を含む、水構造物上の汚損付着及びスケールの防止のためのシステム:
●キャビティを含む構造物
●当該キャビティは、ガスポケットを含む
●当該ガスポケットは、液体と当該キャビティの少なくとも一部分との間の非連続分離をもたらす
例示的な例示的サブ実施形態
●当該非連続分離は、当該ガスポケットによって占有される当該領域と接触する固体表面上でのスカラント、汚損付着物、及び成長物の形成を阻止する
●当該凹状領域の下方又は内部に位置する開口部を有するチューブが、加圧ガス源に相互接続されている
●当該加圧ガス源は、空気ポンプ、ガスポンプ、加圧ガスライン、又はそれらの組み合わせを含み得る
●当該チューブは、当該チューブを通って当該ガスポケットに出入りするガスを制御することを可能にするバルブに接続されている
●当該ガスポケットと接触する固体表面積の少なくとも一部分が、水と、当該構造物が当該水の中にある時間の30%超、又は40%超、又は50%超、又は60%超、又は70%超、又は80%超、又は90%超、又は95%超の時間、分離されるか、又は直接接触しない
●当該水は、液域を含む
●当該ガスポケットは、液体を置換する
●当該ガスポケットは、低乱流又は最小乱流又は非乱流の条件下でトラップされるか、又は静止する
●ガスが、当該ガスポケット内に、連続的に、又は半連続的に、又はガスを補充する必要がある機会に、ポンプ圧送され得る
●ガスは、当該キャビティ又は凹状領域の体積容量を超えて当該ガスポケット内にポンプ圧送され、溢出泡をもたらす
●当該溢出泡は、当該ガスポケットに直接接触しない固体表面積状の汚損付着を低減する
●当該溢出泡は、構造物のセクションへの形状修正を使用して、当該ガスポケットと直接接触しない当該固体表面積に沿って体系的に分散する
●当該形状修正は、穿孔、窪み、顕微鏡的修正、表面形態、又は顕微鏡的修正を含み得る
●水面上の当該構造物の高さを、当該凹状領域又はキャビティ内のガスの体積を増加又は減少させることによって調整することができる
●当該凹状領域又はキャビティは、既存の構造物に後付けされている
●当該凹状領域又はキャビティは、既存の構造物の形状の態様である
●当該凹状領域又はキャビティは、新しい構造物の形状の態様である
●当該凹状領域又はキャビティの形状又は大きさ又は強度又は剛性は、調整可能であり得る
●当該調整可能性は、当該凹状領域又は当該凹状領域の「壁」の制御された形成又は崩壊を含み得る
●当該調整可能性は、空気圧手段又は油圧手段を使用して、当該凹状領域又は当該凹状領域の「壁」の制御された形成又は崩壊を含み得る
●当該調整可能性は、当該凹状領域の制御された体積又は深さ又は表面積を含み得る
●当該ガスポケットの体積、形状、表面積、又は深さは、調節可能である
●当該ガスポケットの調整可能性は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを包含する:当該ガスポケットに対してガスを追加又は除去する能力、当該ガスポケット又は凹状領域の形状又は輪郭を変更する能力、凹状領域の「壁」の形状又はサイズを調整する能力
●当該ガスポケットは、ガスに加えて又は代えて、非水性液体を収容する
●当該ガスポケットの表面は、疎水性であるか、又は疎水性コーティングを含む
●当該ガスポケット又は凹状領域又はキャビティは、ダイビングベル又は一時的なシェルター又は貯蔵領域として機能し得る
●当該チューブは、当該チューブ及び/又は当該凹状領域にガス(空気など)が入ることを可能にするが、当該領域から空気が放出されることを可能にしない逆止弁に接続されている
図の凡例:
●「1」又は「(1)」:浮体式プラットフォーム又はドックの上部セクション
●「2」又は「(2)」:フロート又はポンツーン、浮体式プラットフォーム又はドックの下部セクション
●「3」又は「(3)」:「2」の下側又は下部の凹状領域にあり得るガス又は空気ポケット
●「4」又は「(4)」:水域又は油域などの液域
●「5」又は「(5)」:空気ポケットの鉛直深さを超えて延在し得る拡張壁
●「6」又は「(6)」:水と接触する「2」の側壁の上の空気又はガスの泡カーテン。「6」は、ガスが凹状領域内にポンプ圧送され、かつガスポケットが凹状領域のガス容量の体積を超えることから結果として得られ得る。泡カーテンは、側壁内の穿孔又は窪みによって促進され得る。泡カーテンは、ガスポケットと接触しない表面上の成長形成を低減し得る。
●「7」又は「(7)」:チューブに接続されている空気又はガスのポンプ(矢印付きの線)。チューブは、当該ポンプによってポンプ圧送された当該ガス又は空気を凹状領域と相互接続し得る。
A system for preventing fouling and scaling on water structures, including:
Illustrative Example Subembodiments: ● a structure including a cavity ● the cavity includes a gas pocket ● the gas pocket provides a discontinuous separation between a liquid and at least a portion of the cavity ● the discontinuous separation inhibits the formation of scalrants, fouling deposits, and growths on solid surfaces in contact with the area occupied by the gas pocket ● a tube having an opening located below or within the recessed area is interconnected to a pressurized gas source ● the pressurized gas source may include an air pump, a gas pump, a pressurized gas line, or a combination thereof ● the tube is connected to a valve that allows gas to be controlled through the tube into and out of the gas pocket ● at least a portion of the solid surface area in contact with the gas pocket is separated from or does not directly contact water for more than 30%, or more than 40%, or more than 50%, or more than 60%, or more than 70%, or more than 80%, or more than 90%, or more than 95% of the time the structure is in the water ● the water includes a liquid area ● the gas pocket displaces liquid ● The gas pocket is trapped or stationary under conditions of low or minimal turbulence or no turbulence ● Gas can be pumped into the gas pocket continuously, semi-continuously, or on occasions when gas needs to be replenished ● Gas is pumped into the gas pocket beyond the volumetric capacity of the cavity or recessed area, resulting in an overflow foam ● The overflow foam reduces fouling on solid surface areas not in direct contact with the gas pocket ● The overflow foam is systematically distributed along the solid surface areas not in direct contact with the gas pocket using geometric modifications to sections of the structure ● The geometric modifications can include perforations, dimples, microscopic modifications, surface morphology, or microscopic modifications ● The height of the structure above the water surface can be adjusted by increasing or decreasing the volume of gas in the recessed area or cavity ● The recessed area or cavity is retrofitted to an existing structure ● The recessed area or cavity is an aspect of the shape of an existing structure ● The recessed area or cavity is an aspect of the shape of a new structure ● The shape or size or strength or stiffness of the recessed area or cavity may be adjustable ● The adjustability may include controlled formation or collapse of the recessed area or the "walls" of the recessed area ● The adjustability may include controlled formation or collapse of the recessed area or the "walls" of the recessed area using pneumatic or hydraulic means ● The adjustability may include controlled volume or depth or surface area of the recessed area ● The volume, shape, surface area or depth of the gas pocket is adjustable ● The adjustability of the gas pocket includes one or more or a combination of the following: the ability to add or remove gas from the gas pocket, the ability to change the shape or contour of the gas pocket or recessed area, the ability to adjust the shape or size of the "walls" of the recessed area ● The gas pocket contains a non-aqueous liquid in addition to or instead of gas ● The surface of the gas pocket is hydrophobic or includes a hydrophobic coating ● The gas pocket or recessed area or cavity may function as a diving bell or temporary shelter or storage area The tube is connected to a check valve that allows gas (such as air) to enter the tube and/or the recessed area, but does not allow air to escape from the area.
"1" or "(1)": Upper section of floating platform or dock; "2" or "(2)": Lower section of float or pontoon, floating platform or dock; "3" or "(3)": Gas or air pocket that may be in a concave area below or underneath "2";"4" or "(4)": Body of liquid such as water or oil; "5" or "(5)": Extended wall that may extend beyond the vertical depth of the air pocket; "6" or "(6)": Air or gas bubble curtain on the side wall of "2" that contacts the water. "6" may result from gas being pumped into the concave area and the gas pocket exceeding the volume of the gas capacity of the concave area. The bubble curtain may be facilitated by perforations or depressions in the side wall. The bubble curtain may reduce growth formation on surfaces not in contact with the gas pocket.
- "7" or "(7)": an air or gas pump (line with arrow) connected to a tube that may interconnect the gas or air pumped by the pump with the recessed area.

図1:各フロート又はポンツーンの下部に凹状領域「ガスポケット」(「3」)を有する例示的なドック。ガスポケットは、ドックの下部上の表面積、又は空気ポケットと接触するドックの表面積の大部分が、最小限又は無のレベルの汚損付着物、スケーラント、又は成長のレベルを有することを可能にし得る。 Figure 1: An exemplary dock having a recessed area "gas pocket" ("3") on the underside of each float or pontoon. The gas pocket may allow the surface area on the underside of the dock, or the majority of the dock's surface area in contact with the air pocket, to have minimal or no levels of fouling deposits, scale, or growth.

図2:各フロート又はポンツーンの下部に凹状領域「ガスポケット」(「3」)を有する例示的なドック。チューブは、ドックの下方に配置され得るか、又はドックの下部に接続され得る。空気又は他のガスが、チューブ内にポンプ圧送され、これにより、ガスをガスポケット内に導く。ガスの体積が凹状領域又はキャビティの体積を超える場合、泡は、ドックの側部を上方に移動し得、これにより、所望する場合に、ドックの側部に沿った泡カーテン(「6」)を形成し得る。当該泡カーテンは、例えば、凹状領域の「壁」に窪み又は穿孔を配置することによって促進され得る。窪み又は穿孔は、凹状領域の当該「壁」の鉛直深さの下部の近くに位置し得る。当該泡カーテンは、ガスポケットの外部の汚損付着、スケーリング、及び成長物を最小化するために望ましい場合がある。連続した泡カーテンが望ましい場合、ポンプ圧送された空気の連続した流動が必要とされ得る。 Figure 2: An exemplary dock having a recessed area "gas pocket" ("3") beneath each float or pontoon. Tubes may be placed beneath the dock or connected to the bottom of the dock. Air or other gas is pumped into the tubes, directing the gas into the gas pocket. If the volume of gas exceeds the volume of the recessed area or cavity, bubbles may migrate up the sides of the dock, forming a bubble curtain ("6") along the side of the dock, if desired. Such a bubble curtain may be facilitated, for example, by placing dimples or perforations in the "walls" of the recessed area. The dimples or perforations may be located near the bottom of the vertical depth of the "walls" of the recessed area. Such a bubble curtain may be desirable to minimize fouling, scaling, and growth outside the gas pocket. If a continuous bubble curtain is desired, a continuous flow of pumped air may be required.

図3:例えば、波、乱流水、又はドックの角度の重大な変化が発生した場合に空気又はガスの損失を防止するために採用され得る、延出された「壁」を有する例示的な実施形態。拡張壁は、空気ポケットの深さを超えた深さまで延在し得る。所望する場合、拡張壁は、重心を低減するように荷重され得る。空気ポケットが拡張壁の全深さまで延在することを防止することが望ましい場合があり(例えば、ドックが安定していることを確実にするため)、その場合、拡張壁の特定の部分に小さい穿孔を含むことが望ましい場合がある。空気又は他のガスは、拡張壁を有する実施形態では、より少ない頻度で、又はより少ない機会で空気ポケット内にポンプ圧送される必要があり得る。 Figure 3: An exemplary embodiment having an extended "wall" that may be employed to prevent air or gas loss, for example, in the event of waves, turbulent water, or a significant change in the angle of the dock. The extended wall may extend to a depth beyond the depth of the air pocket. If desired, the extended wall may be weighted to reduce the center of gravity. It may be desirable to prevent the air pocket from extending to the full depth of the extended wall (e.g., to ensure the dock remains stable), in which case it may be desirable to include small perforations in certain portions of the extended wall. Air or other gas may need to be pumped into the air pocket less frequently or on fewer occasions in embodiments having extended walls.

図4:ガスポケット内のガスの体積を変化させることが、ドックなどの浮体式構造物の液面の上方の高さ及び/又は角度を調整する、例示的な実施形態。図4は、2つの凹状領域内に空気をポンプ圧送し、空気ポケットの体積を増加させ、凹状領域から水を置換することによって、水面の上方のドックの高さが増加することを示し得る。本実施形態は、ドックの高さを増加若しくは減少させるか、又はドックのドラフトを低減するために有利であり得る。有利なことに、例えば、相対的に小さい水頭高さに起因する凹状領域における潜在的に低い空気圧に起因して、ドックの高さを増加させるために相対的に小さいエネルギーが必要とされ得る。有利なことに、可動部分が液体と接触することを必要とされない。 Figure 4: An exemplary embodiment in which varying the volume of gas in gas pockets adjusts the height and/or angle above the water surface of a floating structure, such as a dock. Figure 4 may show that by pumping air into two recessed areas, increasing the volume of the air pockets and displacing water from the recessed areas, the height of the dock above the water surface increases. This embodiment may be advantageous for increasing or decreasing the height of the dock or reducing the draft of the dock. Advantageously, relatively little energy may be required to increase the height of the dock due to, for example, potentially lower air pressure in the recessed areas resulting from a relatively smaller head height. Advantageously, no moving parts are required to come into contact with the liquid.

図5:ガスポケット内のガスの体積を変化させることが、ドックなどの浮体式構造物の液面の上方の高さ及び/又は角度を調整する、例示的な実施形態。図5は、凹状領域から空気を放出し、空気ポケットの体積を増加させ、凹状領域から水を置換することによって、水面の上方のドックの高さが減少することを示し得る。本実施形態は、ドックの高さを増加若しくは減少させるか、又はドックのドラフトを低減するために有利であり得る。 Figure 5: An exemplary embodiment in which varying the volume of gas in a gas pocket adjusts the height and/or angle above the water surface of a floating structure, such as a dock. Figure 5 may show that by releasing air from a recessed area, increasing the volume of the air pocket, and displacing water from the recessed area, the height of the dock above the water surface decreases. This embodiment may be advantageous for increasing or decreasing the height of a dock or reducing the dock's draft.

潮汐電力システム、又は蓄電システム、又はそれらの任意の組み合わせ
説明:本実施形態は、潮汐に起因する水位の変化からエネルギーを生成するためのシステム及び方法に関し得る。いくつかの実施形態は、例えば、潮汐に起因する水位の変化からエネルギーを生成する潮汐電力エネルギー生成システムに適用可能であり得る。いくつかの実施形態は、潮汐に起因する水位の上昇に起因する、貯蔵領域からの空気又は他の流体の置換を使用して、電気などのエネルギーを生成することを包含し得る。いくつかの実施形態は、潮汐に起因する水位の減少に起因する、空気又は他の流体の貯蔵領域内への移動を使用して、発電することを包含し得る。空気の移動又は空気の置換は、1つ以上のチューブを通して、例えば、表面に移送され得、かつ/又は、例えば、空気圧発電機を使用して電気に変換され得る。所望する場合、発電、空気圧ポンプ、空気圧発電機、及び/又は他の構成要素の生成は、水又は貯蔵領域の外部の表面上に位置し得る。所望する場合、空気以外の、又は空気に加えて、又は空気と組み合わせた別のガス又は流体が、採用され得る。当該貯蔵領域は、流体によって占有され得る空間を含む凹状領域を有する水又は空気又は流体の不浸透性材料又は構造物を含み得る。当該凹状領域は、多孔質材料、例えば、水又は空気などの流体によって占有され得る空間を含み得る、砂又は岩又はシンダーブロック又はプラスチックボトル又は梱包材によって占有され得る。当該貯蔵領域は、水又は空気などの流体によって占有され得る空間を有する、砂又は岩又はシンダーブロック又はプラスチックボトル又は梱包材又は固体材料、の一部分にわたって凹状領域を形成する水密又は気密ライナー又は防水シートを含み得る。当該貯蔵領域は、古い船などの剛性構造物、又はプラスチックコンテナを含み得る。当該貯蔵領域は、例えば、下潮でガス又は低密度の液体で充填されると膨張し、かつ例えば、上潮で、当該ガス又は低密度の液体が発電機を通して放出されると圧壊可能であり得る、袋、又は浮袋、又は可撓性構造物を含み得る。当該凹状領域は、水又は空気などの流体によって占有され得る開放空間を含み得る。当該凹状領域は、所望する場合に、より低密度の流体が当該凹状領域にトラップされ得るように、凹状領域が地球の表面の方向(例えば、重力の方向)を向くように、位置付けられ得る。当該凹状領域は、当該凹状領域の内部に開口部を有するチューブを含み得る。当該チューブは、表面に相互接続され得、この表面で、チューブは、空気圧ポンプ又は空気圧発電機、又は油圧ポンプ又は油圧発電機に接続され得る。当該チューブは、例えば、当該貯蔵領域の材料を介してではなく、当該凹状領域の下方及び周囲に配置され得、これは、このことが、当該貯蔵領域を通したリークの可能性を低減し得るためである。
Tidal Power System, or Power Storage System, or Any Combination Thereof Description: The present embodiments may relate to systems and methods for generating energy from changes in water level due to tides. Some embodiments may be applicable, for example, to tidal power energy generation systems that generate energy from changes in water level due to tides. Some embodiments may involve generating energy, such as electricity, using displacement of air or other fluid from a storage area due to a rise in water level due to tides. Some embodiments may involve generating electricity using movement of air or other fluid into a storage area due to a decrease in water level due to tides. The movement or displacement of air may be transported to the surface, for example, through one or more tubes, and/or converted to electricity, for example, using an air generator. If desired, the generation of electricity, air pumps, air generators, and/or other components may be located on a surface outside of the water or storage area. If desired, another gas or fluid other than, in addition to, or in combination with air may be employed. The storage area may include a water-, air-, or fluid-impermeable material or structure having a recessed area containing a space that can be occupied by a fluid. The recessed area may be occupied by a porous material, such as sand, rock, cinderblock, plastic bottle, or packing material, which may contain a space that can be occupied by a fluid such as water or air. The storage area may include a watertight or airtight liner or tarp that forms a recessed area over a portion of the sand, rock, cinderblock, plastic bottle, packing material, or solid material, which has a space that can be occupied by a fluid such as water or air. The storage area may include a rigid structure, such as an old ship, or a plastic container. The storage area may include a bag, bladder, or flexible structure that expands when filled with gas or a low-density liquid, for example, at low tide, and may be collapsible when the gas or low-density liquid is released through a generator, for example, at high tide. The recessed area may include an open space that can be occupied by a fluid such as water or air. The recessed region may be positioned so that it faces toward the Earth's surface (e.g., the direction of gravity) so that less dense fluid can be trapped in the recessed region, if desired. The recessed region may include a tube having an opening therein. The tube may be interconnected to a surface where it may be connected to an air pump or generator or a hydraulic pump or generator. The tube may be disposed, for example, below and around the recessed region rather than through the material of the storage region, as this may reduce the likelihood of leakage through the storage region.

凹状領域又は貯蔵領域は、別の目的のために採用されるインフラストラクチャを含み得、このインフラストラクチャとしては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されない:下水システム、排流水システム、流出水システム、排水システム、排流水パイプ、吸入パイプ、流出パイプ、又は貯水領域。 The recessed or storage area may include infrastructure employed for other purposes, which may include, but is not limited to, one or more or a combination of the following: a sewer system, a wastewater system, an outflow system, a drainage system, a wastewater pipe, an intake pipe, an outflow pipe, or a water storage area.

凹状領域又は貯蔵領域は、多孔質材料充填物で充填され得る。当該多孔質材料充填物は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含み得るが、これらに限定されないものを含み得る:砂、砂利、岩、梱包材、又はシンダーブロック、又はプラスチックボトル、又はプラスチックコンテナ、又はプラスチックバケツ、又は相互接続されたシンダーブロック、又は相互接続されたプラスチックコンテナ、又は相互接続された梱包材。 The recessed or storage area may be filled with a porous material filler, which may include one or more or a combination of the following, but is not limited to: sand, gravel, rocks, packing material, cinder blocks, plastic bottles, plastic containers, plastic buckets, interconnected cinder blocks, interconnected plastic containers, or interconnected packing material.

凹状領域又は貯蔵領域は、既存の又は新しい海洋構造物に組み込まれ得るか、又はこの海洋構造物の構成要素であり得る。例えば、(空気チューブ及び空気圧発電機/ポンプと統合され得る)凹状領域又は貯蔵領域は、構成要素の堤道、防壁、建物基礎、埋立地若しくは陸地の拡張、又は人工島として製造され得る。有利なことに、建設後には稀にしか見られないか、又は利用されないウォーターフロント陸地の内部表面は、水域の潮汐又は水位の変化から再生可能な電気を生成するための手段に変換され得る。 The recessed or storage area may be incorporated into or be a component of an existing or new offshore structure. For example, the recessed or storage area (which may be integrated with air tubes and pneumatic generators/pumps) may be fabricated as a component embankment, barrier, building foundation, landfill or land extension, or artificial island. Advantageously, the interior surface of waterfront land that is rarely seen or utilized after construction may be converted into a means for generating renewable electricity from the tidal or water level changes of a body of water.

例えば、凹状領域又は貯蔵領域は、3つの一般的なステップで、堤道又は埋立地又は人工島の一部として構成され得る:1)空気チューブは、海洋構造物が構成されることとなる領域に配置され得る。空気チューブは、最終的に構成された凹状領域又は貯蔵領域の鉛直高さの近くの鉛直高さに位置する端部を有し得る。有利な場合、水パイプは、最終的に構成された凹状領域又は貯蔵領域における水流を促進するために、海洋構造物が構成されることとなる領域に配置され得る。代わりに、例えば、水パプが採用されない場合、浸水又は浸透が、唯一の水流源であり得る。2)岩、砂、又はシンダーブロック、又は他の充填材料、又は本明細書に記載された他の多孔質充填材料、又はそれらの組み合わせなどの、多孔質材料充填物が追加され得る。当該充填材料は、凹状領域又は貯蔵領域の内部を含み得る。当該充填材料は、空気チューブを取り囲み得る。当該充填材料は、周囲を取り囲むが、空気チューブを実質的又は完全には遮断しないか、ねじらないか、又は詰まらせないことが望ましい場合がある。充填材料は、貯蔵領域又は凹状領域ライナーの設計又は輪郭に合わせて慎重に配置され得る。3)ライナーは、当該充填材料及びパイプを覆って配置され得る。ライナーが充填材料の輪郭と一致することが望ましい場合があり、ライナーが充填材料又は貯蔵領域の完全な鉛直深さのために充填材料を取り囲むことが望ましい場合がある。ライナーとしては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:HDPEライナー、又はLDPEライナー、又はアルミニウムライナー、又は鋼製ライナー、又は金属コーティングライナー、又は金属ライナー、又はセメントライナー、セメント層、又は粘土ライナー、又は埋立ライナー、又は池ライナー、又は湖ライナー、貯蔵槽ライナー、又はナイロンライナー、又はジオシンセティックライナー、又はPVCライナー、又は袋、又は布地、又は織物、又はメッシュ、又は高強度ポリマーライナー、又は織布ライナー、又は編組ライナー、又は強度及び流体密のための材料の複数の層を含むライナー、又は防水シート。 For example, a recessed area or storage area may be constructed as part of a dike, landfill, or artificial island in three general steps: 1) Air tubes may be placed in the area where the marine structure will be constructed. The air tubes may have ends located at a vertical elevation near the vertical elevation of the ultimately constructed recessed area or storage area. Advantageously, water pipes may be placed in the area where the marine structure will be constructed to promote water flow in the ultimately constructed recessed area or storage area. Alternatively, for example, if water pipes are not employed, flooding or seepage may be the only source of water flow. 2) Porous material filler may be added, such as rock, sand, or cinder block, or other filler material, or other porous fill materials described herein, or combinations thereof. The filler material may include the interior of the recessed area or storage area. The filler material may surround the air tubes. It may be desirable for the filler material to surround, but not substantially or completely block, kink, or clog, the air tubes. The fill material may be carefully placed to match the design or contour of the storage area or recessed area liner. 3) A liner may be placed over the fill material and pipe. It may be desirable for the liner to match the contours of the fill material, or it may be desirable for the liner to surround the fill material for the full vertical depth of the fill material or storage area. The liner may include one or more or a combination of the following, but is not limited to: HDPE liner, LDPE liner, aluminum liner, steel liner, metal-coated liner, metal liner, cement liner, cement layer, clay liner, landfill liner, pond liner, lake liner, storage tank liner, nylon liner, geosynthetic liner, PVC liner, bag, fabric, fabric, mesh, high-strength polymer liner, woven liner, braided liner, liner including multiple layers of material for strength and fluid tightness, or tarpaulin.

ライナーが配置された後、海洋構造物の残りの部分を含む材料を追加して、例えば、海洋構造物を構成し得る。有利な場合、ライナーの上部又は下部に緩衝材を追加して、潜在的な摩耗及び引き裂きを最小化し得るか、又はライナー内の穿孔の形成を防止し得る。当該緩衝材としては、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない:砂、又は黄麻布、又は麻糸、又は織布ニオン、又はケブラー、又は砂利、又は粘土、又は泥、又はフォーム、又はセメント、又はコンクリート、又はメッシュ、又は布地、又は織物、又はゴム。有利なことに、水面の下方、又は地下、又は貯蔵領域若しくはキャビティの内部に可動部を有さずに、本潮汐電力システムを構成することが可能である。 After the liner is in place, additional materials may be added, including the remainder of the offshore structure, to construct the offshore structure, for example. Advantageously, cushioning material may be added to the top or bottom of the liner to minimize potential wear and tear or prevent the formation of perforations in the liner. Such cushioning material may include, but is not limited to, one or more or combinations of the following: sand, or burlap, or twine, or woven fabric, or Kevlar, or gravel, or clay, or mud, or foam, or cement, or concrete, or mesh, or fabric, or textile, or rubber. Advantageously, the tidal power system may be constructed without any moving parts below the water surface, underground, or within a storage area or cavity.

例えば、凹状領域又は貯蔵領域は、人工サンゴ礁の態様として、又は別様に沈められ得る容器又は構造物から構成され得る。例えば、凹状領域又は貯蔵領域は、上下逆の容器又は船又はボート又はタンク又ははしけを使用することから構成され得る。有利なことに、船の船体は、既に流体密であり得るが、所望する場合、追加のパッチ適用又は再強化が採用されてもよい。例示的な実装態様は、以下のステップのうちの1つ以上を包含し得る:1)当該容器の内部にチューブ及び/又は水パイプを配置する。空気チューブの開口部は、容器の下部(当該容器が貯蔵領域又は凹領域になる場合、貯蔵領域又は凹領域の最終的な上部の近くであり得る)の近くに配置され得るか、又は取り付けられ得る。水チューブを採用して、貯蔵領域又は凹状領域内外への水流を促進し得る。2)当該容器の少なくとも一部分内に多孔質充填材料を配置する。当該多孔質充填材料を採用して、容器の空き空間が空気によって占有されているときに、容器が浮揚することを防止し得る。代わりに又は加えて、容器全体に均等に分散され得るアンカー及びラインを使用することによって、当該容器が浮揚することを防止し得る。必要であれば、容器の内部の残りの空気空間の一部分を水で充填して、沈降を助長し得る。3)当該容器を上下逆に反転させ、当該容器を水域の下部又はこの下部の近くに配置する。充填材料が、充填材料の著しい制御されない漏出を防止するために、充填材料が少なくとも部分的に容器に含められることが望ましい場合がある。充填材料は、当該容器の内部の少なくとも部分的に覆われた区画に起因して、含められ得る。代わりに又は加えて、当該充填材料は、布地又はメッシュ又は糸又はネットを使用して含められてもよい。例えば、充填材料の制御されない漏出を最小化するために、容器が当該水域の下部の近くにあるときにこのステップを実施することが有利であり得る。空気パイプは、表面の近くに、表面に、又は表面の上方に位置する空気ポンプ又は空気圧発電機に接続され得る。水パイプは、周囲の水域に開放され得る。有利なことに、貯蔵領域又は凹状領域が水域の下部の近くに位置する場合、貯蔵領域又は凹状領域は、エネルギー生成ステップを通して水域の完全な水頭の近く又はこの水頭への近接を経験し得るが、このことは、水域の深さに対する当該凹状領域の鉛直高さ、及び下潮と上潮との間の水位差に依存し得る。 For example, the recessed or storage area may be constructed from a container or structure that can be submerged, such as in the form of an artificial reef, or otherwise. For example, the recessed or storage area may be constructed from an upside-down container, ship, boat, tank, or barge. Advantageously, the hull of the ship may already be fluid-tight, although additional patching or re-strengthening may be employed if desired. An exemplary implementation may include one or more of the following steps: 1) Placing tubes and/or water pipes inside the container. Air tube openings may be located or attached near the bottom of the container (which may be near the eventual top of the storage or recessed area, if the container becomes a storage or recessed area). Water tubes may be employed to promote water flow into and out of the storage or recessed area. 2) Placing porous filler material within at least a portion of the container. The porous filler material may be employed to prevent the container from floating when the container's free space is occupied by air. Alternatively or additionally, anchors and lines may be used, which may be evenly distributed throughout the container, to prevent the container from floating. If necessary, a portion of the remaining air space inside the container may be filled with water to aid in sinking. 3) The container is inverted upside down and placed at or near the bottom of the body of water. It may be desirable for the filler material to be at least partially contained within the container to prevent significant and uncontrolled leakage of the filler material. The filler material may be contained due to an at least partially covered compartment of the container's interior. Alternatively or additionally, the filler material may be contained using fabric, mesh, thread, or netting. For example, it may be advantageous to perform this step when the container is near the bottom of the body of water to minimize uncontrolled leakage of the filler material. The air pipe may be connected to an air pump or air generator located near, on, or above the surface. The water pipe may be open to the surrounding body of water. Advantageously, if the storage or recessed area is located near the bottom of the body of water, the storage or recessed area may experience near or close to the full head of the body of water throughout the energy generation step, which may depend on the vertical height of the recessed area relative to the depth of the body of water and the water level difference between low and high tides.

いくつかの実施形態は、潮汐に起因し得る水位との変化に起因して、水域の貯蔵領域における水圧の差から発電し得る。実施形態は、水域の表面の下方の貯蔵領域を包含し得る。相対的に低い水位又は潮汐の間、空気は、例えば、1つ以上のチューブを使用して貯蔵領域内にポンプ圧送されて、当該貯蔵領域内の水を置換し得る。相対的に高い水位又は潮汐の間、水は、当該貯蔵領域からの空気を置換することを可能にされ得、当該空気は、例えば、1つ以上のチューブを通過して、空気圧発電機に入り、有用な仕事又は電気を生成し得る。より高い水位又は潮汐において、貯蔵領域内の水圧が、より低い水位又は潮汐の間の貯蔵領域内の水圧よりも著しく大きい場合があることに留意することが重要である。正味のエネルギー又は電気は、例えば、空気から生成された、より低い水位又は潮汐の間に当該貯蔵領域に空気をポンプ圧送するために必要とされるエネルギー又は電力よりも著しく大きい量のエネルギー又は電気が、上潮又はより高い水位で発電機に移し替えられることに起因して、生成され得る。生成された正味のエネルギー又は電気は、より低い水位又は下潮の間に消費されたエネルギーと比較した、より高い水位又は上潮の間に生成されたエネルギーとの間の差を含み得る。 Some embodiments may generate electricity from differences in water pressure in a storage area of a body of water due to changes in water level that may result from tides. Embodiments may include a storage area below the surface of a body of water. During relatively low water levels or tides, air may be pumped into the storage area, for example, using one or more tubes, to displace water within the storage area. During relatively high water levels or tides, water may be allowed to displace air from the storage area, and the air may pass through, for example, one or more tubes into an air generator to generate useful work or electricity. It is important to note that at higher water levels or tides, the water pressure within the storage area may be significantly greater than the water pressure within the storage area during lower water levels or tides. Net energy or electricity may be generated, for example, due to a significantly greater amount of energy or electricity generated from air being transferred to a generator at high water levels or higher tides than the energy or power required to pump air into the storage area during lower water levels or lower tides. The net energy or electricity generated may include the difference between the energy generated during higher water levels or higher tides compared to the energy consumed during lower water levels or lower tides.

実施形態は、潮汐サイクルのうちの1つ以上の間に発電し得る。例えば、いくつかの実施形態は、約1日の期間(例えば、2つの上潮、2つの下潮)における4つの潮汐サイクルの間に発電し得、これの実施例は、上潮又は下潮又はその両方の潮汐における海水レベルの範囲内の深さを有する地下キャビティを採用する実施形態であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、約1日の期間(例えば、2つの上)における2つの潮汐サイクルの間に発電し得、この例は、領域内の下潮深さの同じ水深未満、又はこの水深の近く、又はこの水深とほぼ同じ水深で、水中貯蔵領域を採用する実施形態であり得る。例えば、いくつかの実施形態は、これらの実施形態の利用可能な容量よりも少ないサイクル中に発電し得、これの実施例は、上潮又は下潮又はその両方の潮汐で海水レベルの範囲内の深さの地下キャビティを採用し、このプロセスが、上潮の間だけ発電する実施形態であり得る。上潮の間のみ発電する実施形態は、いくつかのキャビティが、一日の間の4回の潮の移動全ての間に発電するために必要とされ得る、部分的な真空に構造的に好適でない場合があるため、有利であり得る。 Embodiments may generate electricity during one or more of the tidal cycles. For example, some embodiments may generate electricity during four tidal cycles in a period of about one day (e.g., two high tides, two low tides), an example of which may be an embodiment employing an underground cavity with a depth within the range of seawater levels at the high and/or low tides. For example, some embodiments may generate electricity during two tidal cycles in a period of about one day (e.g., two high tides), an example of which may be an embodiment employing an underwater storage area at a depth below, near, or approximately the same as the low tide depth within the area. For example, some embodiments may generate electricity during fewer cycles than their available capacity allows, an example of which may be an embodiment employing an underground cavity with a depth within the range of seawater levels at the high and/or low tides, where this process generates electricity only during the high tides. An embodiment that generates power only during high tides may be advantageous because some cavities may not be structurally suitable for the partial vacuum that may be required to generate power during all four tidal movements during the day.

プロセスは、有利であれば、水力発電機(hydroelectric generator)又は水力発電機(hydro generator)を採用し得る。コストを最小化し、かつ耐用年数を最大化することに留意することが重要であり、空気置換によって動力を供給される空気圧発電機を採用することが有利であり得る。 The process may employ hydroelectric or hydro generators, if advantageous. It is important to keep in mind that costs must be minimized and service life maximized, and it may be advantageous to employ pneumatic generators powered by air displacement.

キャビティ、貯蔵領域、又は凹状領域は、類似の又は同義の用語であり得る。 Cavity, storage area, or recessed area may be similar or synonymous terms.

いくつかの実施形態は、低密度の流体を水中に貯蔵することに適用可能なタンクに関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、剛性構造物又は可撓性構造物に関し得る。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質固体媒体を収容しているタンク又は貯蔵領域に関し得、低密度の流体は、当該多孔質媒体の細孔に貯蔵され得る。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質固体媒体を収容しているタンク又は貯蔵領域に関し得、低密度の流体は、当該多孔質媒体内に低密度の流体をポンプ圧送するか、又は別様に導いて、当該多孔質媒体に貯蔵されたより高密度の流体を置換することによって、当該多孔質媒体に貯蔵される。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、当該多孔質媒体の密度又は重量は、当該貯蔵リザーバの浮力を低減し得る。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、固体多孔質媒体の存在は、例えば、リザーバの内部の圧力が、当該リザーバの外部の、又は当該リザーバに隣接する、又は当該リザーバの周囲の、又はリザーバと同じ標高における圧力未満である場合に、当該リザーバの実質的な崩壊を防止する。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、固体多孔質媒体の存在は、例えば、流体が貯蔵リザーバに加えられるか、又は貯蔵リザーバ内にポンプ圧送されるよりも大きい体積速度で、流体が貯蔵リザーバの外へポンプ圧送されるか、又は貯蔵リザーバから除去される場合に、当該リザーバの実質的な崩壊を防止する。例えば、いくつかの実施形態は、多孔質媒体を含む貯蔵リザーバを採用し得、固体多孔質媒体の存在は、例えば、流体が、当該リザーバへの同時追加の別の流体なしに、貯蔵リザーバの外へポンプ圧送されるか、又は貯蔵リザーバから除去される場合に、当該リザーバの実質的な崩壊を防止する。実質的な崩壊は、貯蔵リザーバが、以下のもののうちの1つ以上、又は組み合わせ以上だけ総容積を減少させることを含み得る:1パーセント、又は5パーセント、又は10パーセント、又は15パーセント、又は20パーセント、又は25パーセント、又は30パーセント、又は35パーセント、又は40パーセント、又は45パーセント、又は50パーセント、又は55パーセント、又は60パーセント、又は65パーセント、又は70パーセント、又は75パーセント、又は80パーセント、又は85パーセント、又は90パーセント、又は95パーセント
例示的な利点:
●コスト:
○材料コストが低い。材料コストは、ライナー、パイプ、充填材料(周囲の環境でまだ利用可能でない場合)、空気圧発電機又はポンプを単に含み得る
○人件費は、設置が海洋構造物の建設などの別の事業の一部であるかどうかと、設置が地面の表面又は浚渫の下方で掘る必要があるかどうかと、に応じて変動し得る。
●回復力及び耐久性:
○いくつかの実施形態は、水域の地下又は表面の下方に位置して、波及び漂積物からの潜在的な危険を低減し得る。
○いくつかの実施形態は、水域の表面の下方に可動部を有さず、腐食、汚損付着、又は漂積物からの潜在的な災難を低減又は排除し得る。
○可動部は、所望する場合に、水又は水域と接触又は直接接触せず、コストを低減し、予想される寿命を増加させ得る。
●効率
○相対的に低圧の加圧空気を使用して動力を供給される空気圧発電機は、50%超、又は60%超、又は70%超、又は80%超、又は90%超の効率で電気を発生させることができる。
Some embodiments may relate to a tank applicable to storing low-density fluids underwater. For example, some embodiments may relate to a rigid structure or a flexible structure. For example, some embodiments may relate to a tank or storage area containing a porous solid medium, where a low-density fluid may be stored in the pores of the porous medium. For example, some embodiments may relate to a tank or storage area containing a porous solid medium, where a low-density fluid is stored in the porous medium by pumping or otherwise directing the low-density fluid into the porous medium to displace a higher-density fluid stored in the porous medium. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, where the density or weight of the porous medium may reduce the buoyancy of the storage reservoir. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, the presence of which prevents the reservoir from substantially collapsing, for example, when the pressure inside the reservoir is less than the pressure outside, adjacent to, surrounding, or at the same elevation as the reservoir. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, the presence of which prevents the reservoir from substantially collapsing, for example, when fluid is pumped out of or removed from the storage reservoir at a volumetric rate greater than the volumetric rate at which fluid is added to or pumped into the storage reservoir. For example, some embodiments may employ a storage reservoir including a porous medium, the presence of which prevents the reservoir from substantially collapsing, for example, when fluid is pumped out of or removed from the storage reservoir without the simultaneous addition of another fluid to the reservoir. Substantial collapse can include the storage reservoir decreasing in total volume by one or more, or a combination or more, of the following: 1 percent, or 5 percent, or 10 percent, or 15 percent, or 20 percent, or 25 percent, or 30 percent, or 35 percent, or 40 percent, or 45 percent, or 50 percent, or 55 percent, or 60 percent, or 65 percent, or 70 percent, or 75 percent, or 80 percent, or 85 percent, or 90 percent, or 95 percent. Exemplary advantages:
Cost:
o Low material costs, which may simply include the liner, pipe, fill material (if not already available in the surrounding environment), air generator or pump. o Labor costs may vary depending on whether the installation is part of another undertaking, such as building an offshore structure, and whether the installation requires digging below ground surface or dredging.
●Resilience and durability:
o Some embodiments may be located underground or below the surface of a body of water to reduce potential hazards from waves and debris.
o Some embodiments have no moving parts below the surface of the body of water, which may reduce or eliminate potential hazards from corrosion, fouling, or debris.
No moving parts may contact or directly contact water or a body of water, reducing costs and increasing expected lifespan if desired.
Efficiency: Pneumatic generators powered using relatively low pressure compressed air can generate electricity with efficiencies of greater than 50%, or greater than 60%, or greater than 70%, or greater than 80%, or greater than 90%.

例示的な段階的説明
地下の空気及び水のキャビティ:
概要:図14~19は、潮汐からエネルギーを生成し、かつ/又は高密度流体を低密度流体で置換する重力位置エネルギーにエネルギーを貯蔵するために採用され得る、地下貯蔵領域又はキャビティを採用する実施形態を示し得る。いくつかの図は、例えば、潮汐を含むが、これらに限定されないものに起因して、水位の変化から発電するプロセスにおける例示的なステップを示し得る。図14~19では、貯蔵領域又はキャビティは、主に、空気、又は低密度の液体、又は水、又は高密度の液体、又はそれらの任意の組み合わせなどの流体が占めるための空き空間を含み得る。
An exemplary step-by-step description of underground air and water cavities:
Overview: Figures 14-19 may illustrate embodiments employing underground storage areas or cavities that may be employed to generate energy from tides and/or store energy in gravitational potential energy displacing higher density fluids with lower density fluids. Some figures may illustrate exemplary steps in a process for generating electricity from changes in water levels due to, for example, but not limited to, tides. In Figures 14-19, the storage area or cavity may primarily comprise empty space for a fluid to occupy, such as air, or a lower density liquid, or water, or a higher density liquid, or any combination thereof.

図14:ステップ1(上潮、充填、発電):図14は、発電中の実施形態を示し得る。空気チューブ又は空気圧ポンプ内のバルブの開口部を通して空気を放出することを可能にし、これにより、空気は、貯蔵領域を出て、パイプを通って空気発電機に入り、発電機が、発電し得る。貯蔵領域における水位と比較して、周囲又は近くの水域における相対的に高い水位に起因して、貯蔵領域における空気圧は、大気空気圧を超え得る。周囲又は近くの水域からの水は、ポンプを通過するか、又は浸透を介して貯蔵領域内に移動して、当該貯蔵領域内の空気を置換し得る。貯蔵領域を出る空気の流量、及び貯蔵領域に入る水の流量は、空気圧発電機に入る空気の流量を制御することによって制御され得る。 Figure 14: Step 1 (Rising Tide, Filling, Power Generation): Figure 14 may show an embodiment during power generation. Air may be released through an opening in a valve in the air tube or air pump, allowing the air to exit the storage area, pass through a pipe, and enter the air generator, which may generate electricity. Due to a relatively high water level in the surrounding or nearby body of water compared to the water level in the storage area, the air pressure in the storage area may exceed atmospheric air pressure. Water from the surrounding or nearby body of water may pass through the pump or move into the storage area via seepage, displacing the air within the storage area. The flow rate of air exiting the storage area and the flow rate of water entering the storage area may be controlled by controlling the flow rate of air entering the air generator.

図15:ステップ2(満潮、キャビティ満):図15は、貯蔵領域が水でほぼ満たされている実施形態を示し得る。貯蔵領域は、以下のことのいずれかを達成すると、ほぼ水で満たされているとみなされ得る:1)貯蔵領域の水位は、近くの水域の最近の潮汐範囲の最大水位に近いか、又は最大水位である、又は2)水の体積は、貯蔵領域の最大の実際的な体積容量に達している。 Figure 15: Step 2 (High Tide, Cavity Full): Figure 15 may show an embodiment in which the storage area is nearly full with water. A storage area may be considered nearly full with water when it achieves either of the following: 1) the water level in the storage area is near or at the maximum water level of the recent tidal range of a nearby body of water, or 2) the volume of water has reached the maximum practical volumetric capacity of the storage area.

図16:ステップ3(下潮、空にする、発電する):図16は、周囲の水域の水位が、貯蔵領域内部の水位と比較して相対的に低いときに発電中である実施形態を示し得る。エネルギーは、水が当該貯蔵領域を出る際に貯蔵領域への空気の流入に起因して生成され得、当該空気流は、例えば、空気圧発電機に動力を供給する。当該貯蔵領域からの水の流出は、水パイプを通るか、又は浸水であり得る。貯蔵領域の深さ、又は水パイプが貯蔵領域に接続されているかどうかに留意することが重要であり、水パイプの深さは、望ましくは、制御されない水が貯蔵領域に入るか、又は空気が貯蔵領域に入ることを防止するために、水域内の水の深さよりも低い場合がある。空気チューブ又は空気圧発電機に接続されたバルブの開口部を通して、空気流及び水が出ることが制御され得る。 Figure 16: Step 3 (Ebb Tide, Empty, Generate Power): Figure 16 may show an embodiment in which power is being generated when the water level of the surrounding body of water is relatively low compared to the water level inside the storage area. Energy may be generated due to the inflow of air into the storage area as water leaves the storage area, with the air flow powering, for example, an air generator. Water exiting the storage area may be through a water pipe or by flooding. It is important to note the depth of the storage area, or whether a water pipe is connected to the storage area; the depth of the water pipe may desirably be less than the depth of the water in the body of water to prevent uncontrolled water or air from entering the storage area. The exit of air flow and water may be controlled through the opening of a valve connected to the air tube or air generator.

図17:ステップ4(下潮、空):図17は、貯蔵領域が水でほぼ満たされている実施形態を示し得る。貯蔵領域は、以下のことのいずれかを達成すると、ほぼ水が入っていないとみなされ得る:1)貯蔵領域の水位は、近くの水域の最近の潮位範囲の最小水位に近いか、又は最小水位である、又は2)貯蔵領域に水がない。 Figure 17: Step 4 (Low Tide, Empty): Figure 17 may show an embodiment in which the storage area is nearly filled with water. The storage area may be considered nearly empty once it achieves either: 1) the water level in the storage area is near or at the minimum level of the recent tide range of a nearby body of water, or 2) there is no water in the storage area.

図18:ステップ4代替(下潮、空、時期及び場所に応じて):図18は、貯蔵領域が水を完全に空にされた実施形態を示し得る。貯蔵領域を出る水からのエネルギー生成は、意図しない空気流又は水流を防止するために、水パイプ又は貯蔵領域が水面の少なくとも部分的に下方にあることを必要とし得ることに留意することが重要である。ほぼ完全に空気によって占有された貯蔵領域は、潜在的なエネルギー生成容量を最大化し得ることに留意することが重要である。 Figure 18: Step 4 Alternative (Depending on low tide, emptiness, time of year, and location): Figure 18 may show an embodiment in which the storage area is completely emptied of water. It is important to note that energy generation from water exiting the storage area may require the water pipes or storage area to be at least partially below the water surface to prevent unintended air or water flow. It is important to note that a storage area that is almost completely occupied by air may maximize potential energy generation capacity.

図19:ステップ5(下潮、残水を外へポンプ圧送する):図19は、空気又は他の低密度の流体が貯蔵領域内にポンプ圧送されて水を置換する実施形態を示し得る。例えば、周囲の水域の水位又は潮汐が相対的に低い間、又は電気若しくは動力が過剰又は相対的に安価である間、又はそれらの任意の組み合わせで、空気又は別の低密度の流体を貯蔵領域内にポンプ圧送することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、下潮で貯蔵領域内に空気をポンプ圧送する(かつ残留水を置換する)ために必要とされるエネルギーは、貯蔵領域内の空気によって占有される置換可能な体積の増加から生成されるエネルギーよりも著しく小さい場合がある。いくつかの実施形態では、水を置換するために空気又は他の低密度の流体をポンプ圧送するために必要とされるエネルギーは、水が空気又は他の低密度の流体を置換することによって生成されるエネルギーの量以上であり得る。本実施形態は、エネルギー貯蔵プロセスを含み得る。本実施形態は、エネルギー貯蔵システムを含み得、潮汐又は潮汐電力の存在は、往復エネルギー効率を改善し、かつ/又は充電若しくは貯蔵中に必要とされる電気よりも多くの電気を生成することを可能にし得る。加えて、空気又は他の低密度の流体は、空気パイプにトラップされている可能性がある水を除去するために、貯蔵領域内にポンプ圧送され得る。 19: Step 5 (Undertide, Pump Residual Water Out): FIG. 19 may illustrate an embodiment in which air or another low-density fluid is pumped into the storage area to replace the water. For example, it may be desirable to pump air or another low-density fluid into the storage area during periods when the water level or tides of the surrounding body of water are relatively low, or when electricity or power is in excess or relatively cheap, or any combination thereof. In some embodiments, the energy required to pump air into the storage area (and displace the residual water) during undertide may be significantly less than the energy generated from the increase in displaceable volume occupied by the air in the storage area. In some embodiments, the energy required to pump air or other low-density fluid to displace the water may be equal to or greater than the amount of energy generated by the water displacing the air or other low-density fluid. This embodiment may include an energy storage process. This embodiment may include an energy storage system, and the presence of tidal or tidal power may improve round-trip energy efficiency and/or allow for the generation of more electricity than is needed during charging or storage. Additionally, air or other low-density fluid can be pumped into the storage area to remove water that may be trapped in the air pipes.

水/空気キャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態:
概要:図20~23は、地下貯蔵領域又はキャビティを採用する実施形態を示し得る。各図は、例えば、潮汐を含むが、これらに限定されないものに起因して、水位の変化から発電するプロセスにおける例示的なステップを示し得る。図14~19では、貯蔵領域又はキャビティは、主に、空気又は水などの流体が占有するための空間を含み得る、多孔質充填材料を収容し得る。発電のためのステップは、図14~19に示されるステップと同様であり得る。
Exemplary embodiments in which the water/air cavity or storage area contains a porous material:
Overview: Figures 20-23 may illustrate embodiments employing an underground storage area or cavity. Each figure may illustrate exemplary steps in a process for generating electricity from changes in water levels, for example, due to, but not limited to, tides. In Figures 14-19, the storage area or cavity may contain primarily porous fill material that may include space for a fluid, such as air or water, to occupy. The steps for generating electricity may be similar to those shown in Figures 14-19.

図20:ステップ1(上潮、充填、発電):図20は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。 Figure 20: Step 1 (Upwelling, Filling, Power Generation): Figure 20 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material.

図21:ステップ2(満潮、キャビティ満):図21は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。 Figure 21: Step 2 (High Tide, Cavity Full): Figure 21 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material.

図22:ステップ3(下潮、空にする、発電する):図22は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。 Figure 22: Step 3 (Unload, Empty, Generate Power): Figure 22 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material.

図23:ステップ4(下潮、空):図23は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が多孔質材料を収容している例示的な実施形態を示す。 Figure 23: Step 4 (Downstream, Empty): Figure 23 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area contains a porous material.

水容器の下方(発電全体を通して全水頭高さに近い場合があり、同時にエネルギー貯蔵システム及び潮汐電力システムを含み得る):
図24:ステップ1(上潮、充填、発電):図24は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。
Below the water vessel (which may be close to full head height throughout the power generation and may also include the energy storage system and tidal power system):
FIG. 24: Step 1 (Upwelling, Filling, Power Generation): FIG. 24 shows an exemplary embodiment where the water/air cavity or storage area is located on or within a body of water.

図25:ステップ2(上潮、満):図25は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。 Figure 25: Step 2 (High Tide, High Water): Figure 25 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area is located on or within the body of water.

図26:ステップ3(下潮、空にする):図26は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。 Figure 26: Step 3 (Undertow, Empty): Figure 26 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area is located above or within the body of water.

図27:代替ステップ3(下潮、空にする、潮汐及び場所に応じて):図28は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。 Figure 27: Alternative Step 3 (low tide, empty, depending on tide and location): Figure 28 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area is located on or within the body of water.

図28:ステップ4(下潮、空):図28は、水/空気のキャビティ又は貯蔵領域が水域上又は水域内に位置する例示的な実施形態を示す。 Figure 28: Step 4 (Undertide, Empty): Figure 28 shows an exemplary embodiment in which the water/air cavity or storage area is located above or within the body of water.

図29:図29は、浮体式ポンプ又は浮体式発電機ステーションを有する例示的な実施形態を示す。 Figure 29: Figure 29 shows an exemplary embodiment with a floating pump or floating generator station.

上記の図の多くは、水域の下部又はこの下部の近くにある容器又は他の貯蔵構造物を示しているが、水域は、表面の下方の任意の好都合な場所に位置してもよいことが理解されよう。いくつかの実施形態では、それは、水域の下部及び/又は上部に留止され得る。 While many of the above figures show a vessel or other storage structure at or near the bottom of a body of water, it will be understood that the body of water may be located in any convenient location below the surface. In some embodiments, it may be retained below and/or above the body of water.

空気は、本明細書に記載された他の流体で代用され得る。流体が液体を含む場合、空気圧発電機に代えて、油圧発電機又は水力発電機が採用されてもよい。 Air may be substituted with other fluids described herein. If the fluid includes a liquid, a hydraulic or hydroelectric generator may be employed instead of an air-powered generator.

相対的に高い潮汐は、水域の水位が、相対的に低い潮汐の間の水位よりも高いときである。水位の変化は、主に、重力の潮汐に起因する水位の変化に起因し得る。
例示的な例示的実施形態:
●以下を備える潮汐電力システム:
○少なくとも一部分の水不浸透性材料によって取り囲まれたキャビティ、又は凹状領域、又は貯蔵領域を含む領域
○水が、相対的に高い潮汐で当該領域から空気を置換する
○空気が、相対的に低い潮汐で水を置換する
○当該地域への、又は当該地域からの空気の移動から発電する
例示的な例示的サブ実施形態:
●空気圧タービン又は発電機を使用して、エネルギーを生成するか、又は発電する
●当該地域が、地表の下方、堤道の内部、埋立地、人工島、防壁、建物基礎、構造物基礎、又はそれらの組み合わせに位置する
●当該貯蔵領域は、多孔質充填材料を収容している
●当該多孔質材料充填物は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含む:砂、砂利、岩、梱包材、又はシンダーブロック、又はプラスチックボトル、又はプラスチックコンテナ、又はプラスチックバケツ、又は相互接続されたシンダーブロック、又は相互接続されたプラスチックコンテナ、又は相互接続された梱包材
●当該水不浸透性材料は、ライナーを含み得る
●空気は、パイプを使用して当該領域に出入りする
●当該パイプは、当該貯蔵領域の内部に開口部を有するか、又は水面上方に開口部を有するか、又はその両方である
●水は、浸水を介して当該領域に出入りする
●水は、パイプを介して当該領域に出入りする
●水は、当該領域内の開口部又は不浸水性材料を通して当該領域に出入りする
●当該は、構造的に剛性である
●当該領域は、構造的に可撓性又は膨張可能又は圧壊可能であり、浮袋、袋、又は同様のデバイスを含み得る
●当該空気は、当該構造的に可撓性の領域の内部に位置し、当該構造的に可撓性の領域は、下潮の間に膨張し、上潮の間に圧壊する
●当該圧壊は、当該構造的に可撓性の領域から空気圧発電機内へのの空気の移し替えを介して発電する
●当該領域は、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせなどの、他の目的のために採用されるインフラストラクチャを含む:下水システム、排流水システム、流出水システム、排水システム、排水パイプ、吸入パイプ、吸入システム、流出パイプ、流出システム、又は貯蔵領域。
●ライナーは、以下のもののうちの1つ以上又は組み合わせを含む:HDPEライナー、又はLDPEライナー、又はアルミニウムライナー、又は鋼製ライナー、又は金属コーティングライナー、又は金属ライナー、又はセメントライナー、セメント層、又は粘土ライナー、又は埋立ライナー、又は池ライナー、又は湖ライナー、貯蔵槽ライナー、又はナイロンライナー、又はジオシンセティックライナー、又はPVCライナー、又は袋、又は布地、又は織物、又はメッシュ、又は高強度ポリマーライナー、又は織布ライナー、又は編組ライナー、又は強度及び流体密のための材料の複数の層を含むライナー、又は防水シート。
●当該領域は、人工サンゴ礁の態様として、又は別様に沈められ得る容器若しくは構造物から、又はそれらの組み合わせで構成されている
●下潮の間に当該領域内に空気がポンプ圧送され、上潮の間に当該領域から発電機内に空気が放出される
●上側の潮の間に生成されたエネルギーは、下潮の間に消費されたエネルギーを超える
●当該領域内に空気をポンプ圧送して蓄電する
●当該領域から空気を放出して発電する
●本発明は、潮汐電力エネルギー生成デバイス、エネルギー貯蔵デバイス、又はその両方として機能することができる
A relatively high tide is when the water level in a body of water is higher than the water level during a relatively low tide. The change in water level can be primarily due to changes in water level caused by gravity tides.
Illustrative exemplary embodiments:
Tidal power system comprising:
o An area including a cavity, recessed area, or storage area surrounded by at least a portion of a water impermeable material o Water displaces air from the area at relatively high tides o Air displaces water at relatively low tides o Generating electricity from the movement of air into or out of the area Exemplary illustrative sub-embodiments:
● Energy is produced or electricity is generated using air turbines or generators ● The area is located below ground level, inside a dike, on a landfill, an artificial island, a barrier, a building foundation, a structure foundation, or a combination thereof ● The storage area contains a porous fill material ● The porous material fill includes one or more or a combination of the following: sand, gravel, rock, packing material, cinder blocks, plastic bottles, plastic containers, plastic buckets, interconnected cinder blocks, interconnected plastic containers, or interconnected packing material ● The water impermeable material may include a liner ● Air enters and leaves the area using pipes ● The pipes have openings within the storage area, or have openings above the water level, or both ● Water enters and leaves the area via infiltration ● Water enters and leaves the area via pipes ● Water enters and leaves the area through openings in the area or through impermeable material ● It is structurally rigid ● The area is structurally flexible or inflatable or collapsible and may include a float, bag, or similar device ● The air is located inside the structurally flexible area, which expands during an ebb tide and collapses during a flood tide ● The collapse generates electricity via the transfer of air from the structurally flexible area into an air generator ● The area includes infrastructure employed for other purposes, such as one or more or a combination of the following: a sewer system, a wastewater system, an outflow system, a drainage system, a drain pipe, an intake pipe, an intake system, an outflow pipe, an outflow system, or a storage area.
The liner may comprise one or more or a combination of the following: HDPE liner, or LDPE liner, or aluminum liner, or steel liner, or metal coated liner, or metal liner, or cement liner, or cement layer, or clay liner, or landfill liner, or pond liner, or lake liner, storage tank liner, or nylon liner, or geosynthetic liner, or PVC liner, or bag, or fabric, or fabric, or mesh, or high strength polymer liner, or woven liner, or braided liner, or a liner comprising multiple layers of material for strength and fluid tightness, or waterproof sheeting.
● The area consists of a vessel or structure that may be submerged, in the form of an artificial reef, or otherwise, or a combination thereof ● Air is pumped into the area during an ebb tide and released from the area into a generator during an up tide ● The energy generated during the up tide exceeds the energy consumed during the down tide ● Air is pumped into the area to store electricity ● Air is released from the area to generate electricity ● The invention can function as a tidal power energy generation device, an energy storage device, or both

冷水発電
より低密度の流体及び/又はより高密度の流体は、周囲空気温度、水面での空気温度、又は1つ以上の深さでの水の温度、又はそれらの任意の組み合わせよりも低い温度、又はこれらよりも高い温度、又はこれらと異なる温度であり得る。例えば、より低密度の流体及び/又はより高密度の流体は、低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送されているとき、例えば、サーモクラインを有する水域内の表面水温、又は表面空気温度、又はその両方未満の温度であり得る。例えば、システムがサーモクライン水域に位置するいくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、低位側の標高のリザーバに移送されるか、又は低位側の標高のリザーバに貯蔵されるか、又は低位側の標高のリザーバから移送されるか、又はそれらの任意の組み合わせのときに、熱の少なくとも一部分が低密度の流体及び/又は高密度の流体から除去されるように設計され得る。例えば、システムがサーモクライン水域に位置するいくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、低位側の標高のリザーバに移送されるか、又は低位側の標高のリザーバに貯蔵されるか、又は低位側の標高のリザーバから移送されるか、又はそれらの任意の組み合わせのときに、海水又は水域との熱交換によって、熱の少なくとも一部分が低密度の流体及び/又は高密度の流体から除去されるように設計され得る。
Chilled Water Power Generation The less dense fluid and/or the more dense fluid may be at a temperature lower than, higher than, or different from the ambient air temperature, the air temperature at the water surface, or the water temperature at one or more depths, or any combination thereof. For example, the less dense fluid and/or the more dense fluid may be at a temperature lower than, for example, the surface water temperature, the surface air temperature, or both, within a thermocline body of water when being transferred from a lower elevation reservoir to a higher elevation reservoir. For example, in some embodiments where the system is located in a thermocline body of water, the energy storage system may be designed such that at least a portion of heat is removed from the less dense fluid and/or the more dense fluid when being transferred to, stored in, or transferred from the lower elevation reservoir, or any combination thereof. For example, in some embodiments where the system is located in a thermocline body of water, the energy storage system may be designed such that at least a portion of the heat is removed from the low-density fluid and/or the high-density fluid by heat exchange with seawater or the body of water as it is transferred to, stored in, or transferred from a lower-elevation reservoir, or any combination thereof.

システムがサーモクライン水域内に位置するいくつかの実施形態では、表面水温又は表面空気温度とは異なる温度であり得る、低密度の流体及び/又は高密度の流体をヒートエンジンで採用して、発電し得る。 In some embodiments where the system is located within a thermocline body of water, low-density fluids and/or high-density fluids, which may be at temperatures different from the surface water or air temperatures, may be employed in the heat engine to generate electricity.

例えば、システムがサーモクライン水域に位置するいくつかの実施形態では、低密度の流体及び/又は高密度の流体は、当該低密度の流体及び/又は高密度の流体が低位側の標高のリザーバから高位側の標高のリザーバに移送されるときに、表面空気温度又は表面水温よりも低い温度であり得る。当該より低温の低密度の流体及び/又は高密度の流体は、ヒートエンジンの冷温側又はヒートシンクに採用され得る。例えば、当該低温の低密度の流体及び/又は高密度の流体は、ヒートエンジン内の作動流体からより低温の低密度の流体及び/又は高密度流体に熱が伝達されるように、ヒートエンジン内の作動流体と熱交換され得る。当該ヒートエンジンの熱温側は、熱源を含み得、熱源としては、空気、又は表面上の空気、又は水、又は表面水、又は冷却を必要とする用途、又は廃熱、又は凝縮器水、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。 For example, in some embodiments where the system is located in thermocline waters, the low-density fluid and/or high-density fluid may be at a temperature lower than the surface air or water temperature when the low-density fluid and/or high-density fluid is transferred from a lower-elevation reservoir to a higher-elevation reservoir. The lower-temperature low-density fluid and/or high-density fluid may be employed in the cold side or heat sink of a heat engine. For example, the cold low-density fluid and/or high-density fluid may be in heat exchange with a working fluid in a heat engine such that heat is transferred from the working fluid in the heat engine to the lower-temperature low-density fluid and/or high-density fluid. The hot side of the heat engine may include a heat source, which may include, but is not limited to, air, surface air, water, surface water, an application requiring cooling, waste heat, condenser water, or any combination thereof.

ヒートエンジンは、ヒートエンジンのうちの1つ以上又は組み合わせを含み得、ヒートエンジンとしては、ランキンサイクル、又は有機ランキンサイクル、又はカリーナサイクル、又はオープンサイクル、又はクローズドサイクル、又は空気タービン、又は攪拌モーター、又は小さい温度差から発電するためのヒートエンジン、又は浸透熱エンジン、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。 The heat engine may include one or more or a combination of heat engines, which may include, but are not limited to, a Rankine cycle, an organic Rankine cycle, a Kalina cycle, an open cycle, a closed cycle, an air turbine, an agitator motor, a heat engine for generating electricity from small temperature differences, an osmotic heat engine, or any combination thereof.

サーモクライン水域は、水の温度が深さと共に変化する水域を含み得る。例えば、サーモクライン水域は、海洋が接続された水域、又は海洋、又は湖、又は水域を含み得、水域の表面の近くの水の温度は、水域の下部の近くの水の温度を超えている。 A thermocline body of water may include a body of water in which the temperature of the water varies with depth. For example, a thermocline body of water may include an ocean-connected body of water, or an ocean, or a lake, or a body of water in which the temperature of the water near the surface of the body of water exceeds the temperature of the water near the bottom of the body of water.

いくつかの実施形態では、高められた比熱容量を有する低密度の流体及び/又は高密度の流体を採用することが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態は、水よりも大きい比熱容量を有する流体を採用し得る。例えば、いくつかの実施形態は、グリコール不凍液よりも大きい比熱容量を有する流体を採用し得る。例えば、いくつかの実施形態は、流体-流体相転移のエンタルピーを有する流体-流体相転移流体を採用し得、このことは、所望の温度範囲内に当該流体-流体相転移流体を含む個々の化学物質の比熱容量よりも大きい実効比熱容量をもたらし得る。高められた比熱容量は、低密度の流体及び/又は高密度の流体の1立方メートル当たりの、より大きい発電及び/又は総熱伝達及び/又は熱貯蔵を可能にし得る。高められた比熱容量は、例えば、低密度の流体及び/又は高密度の流体を熱源、又はヒートシンク、又はエンタルピー源として採用する実施形態では、低密度の流体及び/又は高密度の流体の1立方メートル当たりの、より大きい発電及び/又は総熱伝達及び/又は熱貯蔵を可能にし得る。 In some embodiments, it may be desirable to employ a low-density fluid and/or a high-density fluid with an increased specific heat capacity. For example, some embodiments may employ a fluid with a specific heat capacity greater than that of water. For example, some embodiments may employ a fluid with a specific heat capacity greater than that of glycol antifreeze. For example, some embodiments may employ a fluid-fluid phase change fluid with an enthalpy of fluid-fluid phase change, which may result in an effective specific heat capacity greater than the specific heat capacities of the individual chemicals comprising the fluid-fluid phase change fluid within a desired temperature range. The increased specific heat capacity may enable greater power generation and/or total heat transfer and/or heat storage per cubic meter of low-density fluid and/or high-density fluid. The increased specific heat capacity may enable greater power generation and/or total heat transfer and/or heat storage per cubic meter of low-density fluid and/or high-density fluid, for example, in embodiments employing low-density fluid and/or high-density fluid as a heat source, heat sink, or enthalpy source.

本発明のいくつかの実施形態は、閉鎖系を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、低密度の流体及び/又は高密度の流体は、システムの通常動作では、外部環境の空気又は水と直接接触しない場合がある。いくつかの実施形態では、閉鎖系内にある低密度の流体及び/又は高密度の流体は、それが潜在的なバイオファウリング、又はスケーリング、又は腐食、又はそれらの任意の組み合わせを防止又は最小化し得るため、有利であり得る。いくつかの実施形態では、閉鎖系内にある低密度の流体及び/又は高密度の流体は、それが潜在的なバイオファウリング、又はスケーリング、又は腐食、又はそれらの任意の組み合わせを防止又は最小化し得、これにより、耐用年数及び/又は長期効率を増加させ、かつ/又は低密度の流体及び/若しくは高密度の流体を採用する、海洋熱エネルギー変換システム、若しくは温度差からエネルギーを生成するためのシステム、若しくはそれらの任意の組み合わせの資本コストを低減し得るため、有利であり得る。 Some embodiments of the present invention may include a closed system. For example, in some embodiments, the low-density fluid and/or the high-density fluid may not directly contact the air or water of the external environment during normal operation of the system. In some embodiments, a low-density fluid and/or a high-density fluid in a closed system may be advantageous because it may prevent or minimize potential biofouling, scaling, or corrosion, or any combination thereof. In some embodiments, a low-density fluid and/or a high-density fluid in a closed system may be advantageous because it may prevent or minimize potential biofouling, scaling, or corrosion, or any combination thereof, thereby increasing the service life and/or long-term efficiency and/or reducing the capital cost of an ocean thermal energy conversion system, or a system for generating energy from temperature differentials, or any combination thereof, employing the low-density fluid and/or the high-density fluid.

いくつかの実施形態では、深層水との熱交換又は低密度の流体及び/又は高密度の流体からの熱の除去を促進するための海中熱交換器、又は熱交換プロセス、又はそれらの任意の組み合わせ。いくつかの実施形態では、当該熱交換は、システム又は低位側の標高のリザーバで採用される、パイプ、又はライザー、又は貯蔵容器、又はそれらの任意の組み合わせを包含し得る。いくつかの実施形態では、当該熱交換は、低密度の流体及び/若しくは高密度の流体と深層水との間の熱伝達を促進するために、又は低密度の流体及び/若しくは高密度の流体からの熱除去を容易にするために、又はそれらの任意の組み合わせで、海中熱交換器、又は熱交換コイル、又はそれらの任意の組み合わせを包含し得る。 In some embodiments, a subsea heat exchanger, heat exchange process, or any combination thereof, for facilitating heat exchange with deep water or heat removal from the low-density fluid and/or high-density fluid. In some embodiments, the heat exchange may include pipes, risers, or storage vessels, or any combination thereof, employed in the system or lower elevation reservoir. In some embodiments, the heat exchange may include a subsea heat exchanger, heat exchange coils, or any combination thereof, for facilitating heat transfer between the low-density fluid and/or high-density fluid and deep water, or for facilitating heat removal from the low-density fluid and/or high-density fluid, or any combination thereof.

いくつかの実施形態では、例えば、電力が必要とされる場合、低密度の流体及び/又は高密度の流体と別の媒体との間の温度差から発電するすることが望ましい場合がある。例えば、低密度の流体を高密度の流体で置換することからの発電に代えて又は加えて、ヒートエンジンから発電し得る。例えば、エネルギー貯蔵システムを放電することからの発電に代えて又は加えて、ヒートエンジンから発電し得る。 In some embodiments, for example, when electrical power is required, it may be desirable to generate electricity from the temperature difference between the low-density fluid and/or the high-density fluid and another medium. For example, electricity may be generated from a heat engine instead of, or in addition to, generating electricity from displacing the low-density fluid with the high-density fluid. For example, electricity may be generated from a heat engine instead of, or in addition to, generating electricity from discharging an energy storage system.

例えば、以下の表は、45Fの冷温側及び85Fの熱温側を有し、50%のカルノー効率の、1立方メートルの低密度の流体及び/又は高密度の流体から発電される推定のkWhを、以下の比熱容量及び密度と共に示す。以下に示されるように、密度及び比熱容量に応じて、低密度の流体及び/又は高密度の流体の1m3当たりの発電量は、水を低密度の流体で置換することから貯蔵又は生成されるエネルギーと比較して有意であり得る。いくつかの事例では、低密度の流体及び/又は高密度の流体と熱源との間の温度差からの発電量は、流体置換エネルギー貯蔵から貯蔵されるエネルギー量を超え得る。いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、同時のヒートエンジンを含み得、独自に、貯蔵されるよりも多く発電し得る。 For example, the table below shows the estimated kWh of power generated from one cubic meter of low-density and/or high-density fluid with a cold side of 45°F and a hot side of 85°F, at 50% Carnot efficiency, along with the specific heat capacities and densities below. As shown below, depending on the density and specific heat capacity, the amount of power generated per cubic meter of low-density and/or high-density fluid can be significant compared to the energy stored or generated from displacing water with the low-density fluid. In some cases, the amount of power generated from the temperature difference between the low-density and/or high-density fluid and the heat source can exceed the amount of energy stored from fluid displacement energy storage. In some embodiments, the energy storage system can include a simultaneous heat engine and, on its own, can generate more power than is stored.

特定の実施形態
「海洋構造物の汚損付着を防止するためのシステム及び方法」の実施形態
1.水生構造物上の汚損付着を低減するためのシステムであって、
水に曝露された少なくとも1つの表面を含む水生構造物、
水に曝露された表面の少なくとも1つの部分上の凹状領域であって、当該凹状領域は、水と当該領域との間の実質的に非連続的な物理的な分離を維持するように構成されており、当該凹状領域の少なくとも一部分は、ガスで占有される、凹状領域、を備える、システム。
2.実質的に非連続的な物理的な分離は、当該凹状領域内のガスの量を制御することによって維持される、実施形態1に記載のシステム。
3.当該凹状領域に動作可能に接続されたコントローラ及びガス源を更に備え、当該コントローラ及びガス源は、ガスの量を制御する、実施形態1に記載のシステム。
4.当該コントローラ及びガス源を採用して、当該凹状領域の少なくとも一部分において水をガスで置換する、実施形態3に記載のシステム。
5.当該ガスポケットは、制御された期間にわたって制御可能に固定される、実施形態1に記載のシステム。
6.当該期間は、少なくとも約5秒である、実施形態5に記載のシステム。
7.当該実質的に非連続的な物理的な分離は、当該構造物が使用されている時間の30%を超えて存在する、実施形態1に記載のシステム。
8.水生構造物上の汚損付着を低減するためのシステムであって、
水生構造物であって、この構造物が使用されているときに水に曝露される少なくとも1つの表面を含む、水生構造物と、
水に曝露された表面の少なくとも一部分上の凹状領域であって、当該凹状領域は、水と当該領域との間の実質的に非連続的な物理的な分離を維持するように構成されている、凹状領域と、を備える、システム。
9.当該凹状領域の下方の体積は、調整可能である、実施形態8に記載のシステム。
10.凹状領域の表面積は、調整可能である、実施形態8に記載のシステム。
11.水に対する凹状領域の高さは、調整可能である、実施形態8に記載のシステム。
12.当該凹状領域の下方の体積、凹状領域の表面積、又は水の上方の凹状領域の高さ、のうちの少なくとも1つは、凹状領域の、又は凹状領域上の表面形態を変化させることによって調整される、実施形態8に記載のシステム。
13.水に曝露された表面の少なくとも一部分は、実質的に疎水性である、実施形態8に記載のシステム。
14.改善された水生構造物であって、
構造物であって、構造物が使用されているときに水に曝露される少なくとも1つの表面を含む、構造物を備え、改善は、
水に曝露された当該表面の少なくとも一部分を、構造物が使用されているときに、当該部分が水との非連続的な分離を有するように構成することを含み、水との非連続的な分離を有する部分は、構造物が使用されているときに、当該部分と水との間にガスポケットを提供する、改善された水生構造物。
15.水に曝露された表面の水との実質的に非連続的な物理的な分離の量は、ポケット内のガスの量を調整することによって制御される、実施形態14に記載の改善された水生構造物。
16.当該非連続な分離は、当該構造物が使用されている時間の30%を超えて存在する、実施形態14に記載の改善された水生構造物。
17.非連続であるように構成された当該部分は、当該非連続な部分を欠く同様の構造物と比較して、目視可能な汚損付着を少なくとも50%だけ低減する、実施形態14に記載の改善された水生構造物。
18.ポケット内のガスの量は、調整可能である、実施形態14に記載の改善された水生構造物。
19.ガスポケットの体積は、調整節可能である、実施形態14に記載の改善された水生構造物。
20.非連続的な分離された部分の表面積又は体積は、調整可能である、実施形態14に記載の改善された水生構造物。
21.水に対する非連続的な分離された部分の高さは、調整可能である、実施形態14に記載のシステム。
Specific Embodiments of the "System and Method for Preventing Fouling on Marine Structures" Embodiment 1. A system for reducing fouling on an aquatic structure, comprising:
an aquatic structure comprising at least one surface exposed to water;
1. A system comprising: a recessed region on at least one portion of a surface exposed to water, the recessed region configured to maintain a substantially discontinuous physical separation between the water and the region, at least a portion of the recessed region being occupied by a gas.
2. The system of embodiment 1, wherein the substantially non-continuous physical separation is maintained by controlling the amount of gas within the recessed region.
3. The system of embodiment 1, further comprising a controller and a gas source operably connected to the recessed area, the controller and gas source controlling the amount of gas.
4. The system of embodiment 3, wherein the controller and gas source are employed to displace water with gas in at least a portion of the recessed region.
5. The system of embodiment 1, wherein the gas pocket is controllably fixed for a controlled period of time.
6. The system of embodiment 5, wherein the period of time is at least about 5 seconds.
7. The system of embodiment 1, wherein the substantially non-continuous physical separation exists for more than 30% of the time the structure is in use.
8. A system for reducing fouling on an aquatic structure, comprising:
an aquatic structure comprising at least one surface exposed to water when the structure is in use;
a recessed region on at least a portion of a surface exposed to water, the recessed region configured to maintain a substantially discontinuous physical separation between the water and the region.
9. The system of embodiment 8, wherein the volume below the recessed region is adjustable.
10. The system of embodiment 8, wherein the surface area of the recessed region is adjustable.
11. The system of embodiment 8, wherein the height of the recessed area relative to the water is adjustable.
12. The system of embodiment 8, wherein at least one of the volume below the recessed region, the surface area of the recessed region, or the height of the recessed region above the water is adjusted by varying the surface morphology of or on the recessed region.
13. The system of embodiment 8, wherein at least a portion of the surface exposed to water is substantially hydrophobic.
14. An improved aquatic structure comprising:
1. A structure comprising at least one surface that is exposed to water when the structure is in use, the improvement comprising:
An improved aquatic structure, comprising configuring at least a portion of the surface exposed to water such that the portion has a discontinuous separation from the water when the structure is in use, the portion having a discontinuous separation from the water providing a gas pocket between the portion and the water when the structure is in use.
15. The improved aquatic structure of embodiment 14, wherein the amount of substantially discontinuous physical separation of the water-exposed surface from the water is controlled by adjusting the amount of gas within the pocket.
16. The improved aquatic structure of embodiment 14, wherein the discontinuous separation exists for more than 30% of the time the structure is in use.
17. The improved aquatic structure of embodiment 14, wherein the portions configured to be discontinuous reduce visible fouling by at least 50% compared to a similar structure lacking the discontinuous portions.
18. The improved aquatic structure of embodiment 14, wherein the amount of gas in the pocket is adjustable.
19. The improved aquatic structure of embodiment 14, wherein the volume of the gas pocket is adjustable.
20. The improved aquatic structure of embodiment 14, wherein the surface area or volume of the discontinuous separated portions is adjustable.
21. The system of embodiment 14, wherein the height of the discontinuous separated portion relative to the water is adjustable.

「発電するための低密度の流体の置換」の実施形態
1.発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くの、かつ水と実質的に非混和性である低密度の流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置し、かつ水を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバが、第1の貯蔵リザーバ内の低密度の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって第2の貯蔵リザーバ内の水を置換することによって蓄電し、かつ第2の貯蔵リザーバ内の低密度の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電(又は放電)するように、動作可能に接続されている、システム。
2.ポンプ及び発電機は、同一のユニットであり得る、実施形態1に記載のシステム。
3.当該第2の貯蔵リザーバは、膨張可能又は収縮可能な構造物を含む、実施形態1に記載のシステム。
4.当該第2の貯蔵リザーバは、浮袋、袋、又はバルーンを含む、実施形態1に記載のシステム。
5.当該第2の貯蔵リザーバは、凹状領域を含み、凹状領域は、当該凹状領域の下部の近くに、水域に対して開放された開口部を有する、実施形態1に記載のシステム。
6.当該第2の貯蔵リザーバは、当該水域の下部に留止されている、実施形態1に記載のシステム。
7.低密度の流体は、炭化水素液体又は天然ガスを含む、実施形態1に記載のシステム。
8.低密度の流体は、圧縮天然ガス又は液体天然ガスを含む、実施形態1に記載のシステム。
9.電気を必要とするユニットに動作可能に接続されている、実施形態1に記載のシステム。
10.エネルギーを生成するためのプロセスであって、
第1の密度を有する第1の流体の少なくとも一部分を、当該第1の流体よりも低い第2の密度を有する第2の流体で置換することによってエネルギーを貯蔵することであって、当該第1及び第2の流体は、互いに実質的に非混和性である、貯蔵することと、
より低密度の第2の流体の少なくとも一部分を第1のより高密度の流体で置換することによって、放電を可能にすることと、を含み、
当該生成するステップ、可能にするステップ、又はその両方は、圧力及び重力によって促進される、プロセス。
11.当該生成するステップ、可能にするステップ、又はその両方は、当該水が圧力を促進するために採用される水面の下方で行われる、実施形態10に記載のプロセス。
12.17.当該第1の流体は、水である、実施形態10に記載のプロセス。
13.当該第2の流体は、圧縮天然ガス、液体天然ガス、液体炭化水素、石油エーテル、又は原油を含む、実施形態10に記載のプロセス。
14.第2の密度を有する第2の流体は、水域の表面の近くに貯蔵される、実施形態10に記載のプロセス。
15.放電を電気に変換することを更に含む、実施形態10に記載のプロセス。
16.当該放電を貯蔵することを更に含む、実施形態10に記載のプロセス。
17.放電を電気に変換することを更に含む、実施形態10に記載のプロセス。
18.第1又は第2の流体は、廃液を含む、実施形態10に記載のプロセス。
19.当該第1又は第2の流体は、固体廃棄物から生成された流体を含む、実施形態10に記載のプロセス。
20.当該第1又は第2の流体は、調理油を含む、実施形態10に記載のプロセス。
"Low Density Fluid Displacement to Generate Electricity" Embodiment 1. A system for generating electricity, comprising:
a first storage reservoir configured to store a low-density fluid near the surface of a body of water and that is substantially immiscible with water;
a second storage reservoir located below the surface of the body of water and configured to store water; and a pump.
a generator;
A system in which the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping a low-density fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace water in the second storage reservoir, and to generate electricity (or discharge electricity) by allowing the low-density fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir.
2. The system of embodiment 1, wherein the pump and the generator can be the same unit.
3. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir comprises an expandable or contractible structure.
4. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir comprises a swim bladder, a bladder, or a balloon.
5. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir includes a recessed region having an opening near a bottom of the recessed region that is open to the body of water.
6. The system of embodiment 1, wherein the second storage reservoir is anchored beneath the body of water.
7. The system of embodiment 1, wherein the low density fluid comprises a hydrocarbon liquid or natural gas.
8. The system of embodiment 1, wherein the low density fluid comprises compressed natural gas or liquid natural gas.
9. The system of embodiment 1, operably connected to a unit requiring electricity.
10. A process for producing energy, comprising:
storing energy by replacing at least a portion of a first fluid having a first density with a second fluid having a second density lower than the first fluid, the first and second fluids being substantially immiscible with each other;
and displacing at least a portion of the second, less dense fluid with the first, more dense fluid, thereby enabling the discharge;
A process wherein the generating step, the enabling step, or both, is facilitated by pressure and gravity.
11. The process of embodiment 10, wherein the generating, enabling, or both, occurs below the surface of the water employed to promote pressure.
12.17. The process of embodiment 10, wherein the first fluid is water.
13. The process of embodiment 10, wherein the second fluid comprises compressed natural gas, liquid natural gas, liquid hydrocarbon, petroleum ether, or crude oil.
14. The process of embodiment 10, wherein the second fluid having the second density is stored near the surface of the body of water.
15. The process of embodiment 10, further comprising converting the discharge into electricity.
16. The process of embodiment 10, further comprising storing the discharge.
17. The process of embodiment 10, further comprising converting the discharge into electricity.
18. The process of embodiment 10, wherein the first or second fluid comprises a waste fluid.
19. The process of embodiment 10, wherein the first or second fluid comprises a fluid produced from solid waste.
20. The process of embodiment 10, wherein the first or second fluid comprises cooking oil.

「水中のエネルギー貯蔵及び電気」の実施形態
1.潮汐から発電するためのプロセスであって、
潮汐水に動作可能に連結されているキャビティであって、上潮において空気が水で置換されるように、かつ下潮において水が空気で置換されるように構成されているキャビティを提供することと、
上潮においてキャビティ内の空気の少なくとも一部分を水で置換することと、
下潮においてキャビティ内の水の少なくとも一部分を空気で置換することと、を含み、
水、空気、又はその両方の置換は、発電する、プロセス。
2.キャビティは、下部で開放されている、実施形態1に記載のプロセス。
3.置換された空気の少なくとも一部分を空気圧発電機に移送することを更に含む、実施形態1に記載のプロセス。
4.空気の置換中の空気の流量を制御することを更に含む、実施形態1に記載のプロセス。
5.空気の置換中の水の流量を制御することを更に含む、実施形態1に記載のプロセス。
6.キャビティは、地面の上方にある、実施形態1に記載のプロセス。
7.キャビティは、地面の下方にある、実施形態1に記載のプロセス。
8.キャビティは、潮汐水域内で少なくとも部分的に水没している、実施形態1に記載のプロセス。
9.置換された空気の少なくとも一部分を、1つ以上のパイプを通して空気圧発電機に移送することを更に含む、実施形態1に記載のプロセス。
10.キャビティは、可撓性ライナーを含む、実施形態1に記載のプロセス。
11.キャビティは、剛性である、実施形態1に記載のプロセス。
12.キャビティは、膨張可能又は圧壊可能である、実施形態1に記載のプロセス。
13.上潮において生成された電力が下潮中に消費された任意の電力を超えるように構成されている、実施形態1に記載のプロセス。
14.潮汐から発電するためのプロセスであって、
多孔質材料及び空気で少なくとも部分的に充填されているキャビティを提供することであって、このキャビティは、潮汐水に動作可能に連結されており、上潮において空気が水で置換されるように、かつ下潮において水が空気で置換されるように構成されている、提供することと、
上潮においてキャビティ内の空気の少なくとも一部分を水で置換することと、
下潮においてキャビティ内の水の少なくとも一部分を空気で置換することと、を含み、
水、空気、又はその両方の置換は、発電する、プロセス。
15.多孔質材料は、砂、砂利、岩石、梱包材、又はシンダーブロック、又はプラスチックボトル、又はプラスチックコンテナ、又はプラスチックバケツ、又は相互接続されたシンダーブロック、又は相互接続されたプラスチックコンテナ、相互接続された梱包材、又はそれらの混合物を含む、実施形態14に記載のプロセス。
16.キャビティは、可撓性ライナーを含む、実施形態14に記載のプロセス。
17.キャビティは、剛性である、実施形態14に記載のプロセス。
18.キャビティは、膨張可能又は圧壊可能である、実施形態14に記載のプロセス。
19.置換された空気の少なくとも一部分を空気圧発電機に移送することを更に含む、実施形態14に記載のプロセス。
20.空気の置換中の水の流量を制御することを更に含む、実施形態14に記載のプロセス。
Underwater Energy Storage and Electricity Embodiment 1. A process for generating electricity from tides, comprising:
providing a cavity operatively connected to tidal water, the cavity configured such that air is replaced with water at the uptide and water is replaced with air at the downtide;
replacing at least a portion of the air in the cavity with water at an uptide;
and replacing at least a portion of the water in the cavity with air at an ebb tide;
The displacement of water, air, or both generates electricity, a process.
2. The process of embodiment 1, wherein the cavity is open at the bottom.
3. The process of embodiment 1, further comprising transferring at least a portion of the displaced air to an air generator.
4. The process of embodiment 1, further comprising controlling the air flow rate during the air replacement.
5. The process of embodiment 1, further comprising controlling the flow rate of water during the displacement of air.
6. The process of embodiment 1, wherein the cavity is above ground level.
7. The process of embodiment 1, wherein the cavity is below ground level.
8. The process of embodiment 1, wherein the cavity is at least partially submerged in tidal waters.
9. The process of embodiment 1, further comprising transporting at least a portion of the displaced air through one or more pipes to an air generator.
10. The process of embodiment 1, wherein the cavity comprises a flexible liner.
11. The process of embodiment 1, wherein the cavity is rigid.
12. The process of embodiment 1, wherein the cavity is expandable or collapsible.
13. The process of embodiment 1, wherein the power generated during the uptide exceeds any power consumed during the downtide.
14. A process for generating electricity from tides, comprising:
providing a cavity at least partially filled with porous material and air, the cavity being operably connected to tidal water and configured such that air is replaced with water at high tides and water is replaced with air at low tides;
replacing at least a portion of the air in the cavity with water at an uptide;
and replacing at least a portion of the water in the cavity with air at an ebb tide;
The displacement of water, air, or both generates electricity, a process.
15. The process of embodiment 14, wherein the porous material comprises sand, gravel, rock, packing material, or cinder blocks, or plastic bottles, or plastic containers, or plastic buckets, or interconnected cinder blocks, or interconnected plastic containers, interconnected packing material, or a mixture thereof.
16. The process of embodiment 14, wherein the cavity comprises a flexible liner.
17. The process of embodiment 14, wherein the cavity is rigid.
18. The process of embodiment 14, wherein the cavity is expandable or collapsible.
19. The process of embodiment 14, further comprising transferring at least a portion of the displaced air to an air generator.
20. The process of embodiment 14, further comprising controlling the flow rate of water during the displacement of air.

追加の実施形態
1.蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くの、かつ第1の流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
水域の表面の下方に位置し、かつ第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
ポンプ、発電機、並びに第1及び第2のリザーバは、第1の貯蔵リザーバ内の第1の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバ内の第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を置換することによって蓄電され、かつ第2の貯蔵リザーバ内の第1の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電されるように、動作可能に接続されており、
第1の流体は、液体である、システム。
2.第2の流体を貯蔵するように構成された第3のリザーバを更に備える、実施形態1に記載のシステム。
3.第1のリザーバの標高は、第2のリザーバの標高よりも高い、実施形態1に記載のシステム。
4.第2のリザーバは、第1のリザーバと実質的に同じ標高にある、実施形態2に記載のシステム。
5.当該第3のリザーバは、第2のリザーバと実質的に同じ標高にある、実施形態2に記載のシステム。
6.第3のリザーバの標高は、第1のリザーバの標高よりも高い、実施形態2に記載のシステム
7.蓄電中に第2のリザーバから置換された第2の流体は、当該第3のリザーバに移送及び貯蔵される、実施形態2に記載のシステム。
8.第2の流体は、ブライン、又は逆浸透排出ブライン、又は塩化ナトリウム、又は海塩、又は塩化カルシウム、又は塩化マグネシウム、又はギ酸カリウム、又は硫酸マグネシウム、又は臭化カルシウム、又は臭化ナトリウム、又は酢酸カリウム、又はギ酸ナトリウム、又は硝酸カルシウム、又は硝酸ナトリウム、又は亜硫酸ナトリウム、又は亜硫酸カリウム、又は重亜硫酸ナトリウム、又は重亜硫酸カリウム、又は重亜硫酸マグネシウム、又は重亜硫酸カルシウム、又はコーンシロップ、又はグリセリン、又はプロピレングリコール、又はエチレングリコール、又はプロピレンカーボネート、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1に記載のシステム。
9.当該第2の流体は、ハロゲン化炭化水素、又はフルオロカーボン、又は有機酸、又は無機酸、又は二酸化炭素、又は二酸化硫黄、又は窒素酸化物、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1に記載のシステム。
10.当該第1の流体は、炭化水素を含む、実施形態1に記載のシステム。
11.当該第1の流体は、空気を含む、実施形態1に記載のシステム。
12.当該第2の流体の密度は、20℃で1リットル当たり1.02キログラムよりも大きい、実施形態1に記載のシステム。
13.当該第1の流体は、水を含む、実施形態1に記載のシステム。
14.第2のリザーバの内部の圧力と、隣接する水域の圧力と、は、約0バール~約10バールだけ異なる、実施形態1に記載のシステム。
15.圧力交換器を更に備える、実施形態1に記載のシステム。
16.当該圧力交換器は、第2のリザーバの近くに位置する、実施形態15に記載のシステム。
17.蓄電中に、圧力交換器は、第1の流体から圧力を抽出し、抽出された圧力を第2の流体に伝達する、請求項15に記載のシステム。
18.発電中に、圧力交換器は、第2の流体から圧力を抽出し、抽出された圧力を第1の流体に伝達する、実施形態15に記載のシステム。
19.当該圧力抽出は、(1)第1の流体が当該第2のリザーバに移送されている間に、又は(2)移送前に、又は(3)(1)及び(2)の両方で行われる、実施形態17に記載のシステム。
20.当該圧力抽出は、(1)第2の流体が当該第2のリザーバに移送されている間に、又は(2)移送前に、又は(3)(1)及び(2)の両方で行われる、実施形態18に記載のシステム。
21.圧力交換器は、第2のリザーバの近くの第1の流体の圧力から第2のリザーバの標高における水域の静水圧を引いた圧力以下の圧力を抽出する、実施形態17に記載のシステム。
22.圧力交換器は、第2のリザーバの近くの第2の流体の圧力から第2のリザーバの標高における水域の静水圧を引いた圧力以下の圧力を抽出する、実施形態18に記載のシステム。
23.圧力交換器は、第2のリザーバが第2のリザーバと同じ標高における水域と圧力平衡にあることを可能にしながら、第2の流体の使用を可能にする、実施形態15に記載のシステム。
24.圧力交換器は、水圧交換器を含む、実施形態15に記載のシステム。
25.圧力交換器は、第2のリザーバの内部の流体の圧力が、第2のリザーバと同じ標高において、水域の静水圧と許容公差圧力未満だけ異なることを確実にするように、圧力抽出を調整する、実施形態15に記載のシステム。
26.第2のリザーバは、内圧センサ及び外圧センサを含み、
内圧センサは、第2のリザーバの内部の流体の圧力を測定し、
外圧センサは、第2のリザーバに隣接する水域の圧力を測定し、
内圧センサ及び外圧センサは、圧力交換器と通信するように構成されている、実施形態25に記載のシステム。
27.当該許容公差圧力は、約10気圧未満である、実施形態25に記載のシステム。28.当該許容公差圧力は、約200気圧未満である、実施形態25に記載のシステム。29.圧力交換器は、ポンプ、又はタービン、又はロータリータービン、又はそれらの任意の組み合わせである、実施形態15に記載のシステム。
30.蓄電及び発電するためのプロセスであって、
ポンプと、発電機と、水域の表面の近くの第1の貯蔵リザーバと、水域の表面の下方に位置する第2の貯蔵リザーバと、を動作可能に接続することであって、第1の貯蔵リザーバは、第1の流体を貯蔵するように構成されており、第2の貯蔵リザーバは、第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を貯蔵するように構成されている、接続することと、
第1の貯蔵リザーバ内の第1の流体を第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、第2の貯蔵リザーバ内の第2の流体を置換することによって、蓄電することと、
第2の貯蔵リザーバ内の第1の流体が第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって、発電又は放電することと、を含み、
第2の流体は、液体である、プロセス。
また、本明細書には以下の態様が開示されていることを付記する。
[態様1]
蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くの、かつ第1の流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
前記水域の前記表面の下方に位置し、かつ前記第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
前記ポンプ、発電機、並びに前記第1及び第2のリザーバは、前記第1の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体を前記第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体よりも高密度を有する前記第2の流体を置換することによって蓄電し、かつ前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体が前記第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
前記第1の流体は、液体である、システム。
[態様2]
前記第1のリザーバの標高は、前記第2のリザーバの前記標高よりも高い、態様1に記載のシステム。
[態様3]
前記第2の流体を貯蔵するように構成された第3のリザーバを更に備える、態様1に記載のシステム。
[態様4]
前記第3のリザーバは、前記第1のリザーバと実質的に同じ標高にある、態様3に記載のシステム。
[態様5]
前記第3のリザーバの前記標高は、前記第1のリザーバの前記標高よりも高い、態様3に記載のシステム。
[態様6]
蓄電中に前記第2のリザーバから置換された前記第2の流体は、前記第3のリザーバに移送され、前記第3のリザーバに貯蔵される、態様3に記載のシステム。
[態様7]
前記第2の流体は、ブライン、若しくは逆浸透排出ブライン、若しくは塩化ナトリウム、若しくは海塩、若しくは塩化カルシウム、若しくは塩化マグネシウム、若しくはギ酸カリウム、若しくは硫酸マグネシウム、若しくは臭化カルシウム、若しくは臭化ナトリウム、若しくは酢酸カリウム、若しくはギ酸ナトリウム、若しくは硝酸カルシウム、若しくは硝酸ナトリウム、若しくは亜硫酸ナトリウム、若しくは亜硫酸カリウム、若しくは重亜硫酸ナトリウム、若しくは重亜硫酸カリウム、若しくは重亜硫酸マグネシウム、若しくは重亜硫酸カルシウム、若しくはコーンシロップ、若しくはグリセリン、若しくはプロピレングリコール、若しくはエチレングリコール、若しくはプロピレンカーボネート、若しくはハロゲン化炭化水素、若しくはハロゲン、若しくはフッ化炭素、若しくは有機酸、若しくは無機酸、若しくは二酸化炭素、若しくは二酸化硫黄、若しくは酸化窒素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、態様1に記載のシステム。
[態様8]
前記第1の流体は、炭化水素、又は水、又はアンモニアから選択される、態様1に記載のシステム。
[態様9]
圧力交換器を更に備える、態様1に記載のシステム。
[態様10]
前記圧力交換器は、前記第2のリザーバの近くに位置する、態様9に記載のシステム。
[態様11]
蓄電中に、前記圧力交換器は、前記第1の流体から圧力を抽出し、前記抽出された圧力を前記第2の流体に伝達する、態様9に記載のシステム。
[態様12]
発電中に、前記圧力交換器は、前記第2の流体から圧力を抽出し、前記抽出された圧力を前記第1の流体に伝達する、態様9に記載のシステム。
[態様13]
前記圧力交換器は、前記第2のリザーバの内部の流体の前記圧力が、前記第2のリザーバと同じ標高において、前記水域の前記静水圧と許容公差圧力未満だけ異なることを確実にするように、圧力抽出を調整する、態様9に記載のシステム。
[態様14]
前記第2のリザーバは、内圧センサ及び外圧センサを含み、
前記内圧センサは、前記第2のリザーバの内部の流体の前記圧力を測定し、
前記外圧センサは、前記第2のリザーバに隣接する前記水域の前記圧力を測定し、
前記内圧センサ及び前記外圧センサは、前記圧力交換器と通信するように構成されている、態様13に記載のシステム。
[態様15]
蓄電及び発電するためのプロセスであって、
ポンプと、発電機と、水域の表面の近くの第1の貯蔵リザーバと、前記水域の前記表面の下方に位置する第2の貯蔵リザーバと、を動作可能に接続することであって、前記第1の貯蔵リザーバは、第1の流体を貯蔵するように構成されており、前記第2の貯蔵リザーバは、前記第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を貯蔵するように構成されている、接続することと、
前記第1の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体を前記第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第2の流体を置換することによって、蓄電することと、
前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体が前記第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって、発電又は放電することと、を含み、
前記第1の流体は、液体である、プロセス。
Additional Embodiments 1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir near the surface of the body of water and configured to store a first fluid;
a second storage reservoir located below the surface of the body of water and configured to store a second fluid having a density greater than that of the first fluid;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected such that electricity is stored by pumping a first fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace a second fluid having a higher density than the first fluid in the second storage reservoir, and electricity is generated or discharged by allowing the first fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The system wherein the first fluid is a liquid.
2. The system of embodiment 1, further comprising a third reservoir configured to store a second fluid.
3. The system of embodiment 1, wherein the elevation of the first reservoir is greater than the elevation of the second reservoir.
4. The system of embodiment 2, wherein the second reservoir is at substantially the same elevation as the first reservoir.
5. The system of embodiment 2, wherein the third reservoir is at substantially the same elevation as the second reservoir.
6. The system of embodiment 2, wherein the third reservoir is at an elevation greater than the elevation of the first reservoir. 7. The system of embodiment 2, wherein the second fluid displaced from the second reservoir during charging is transferred and stored in the third reservoir.
8. The system of embodiment 1, wherein the second fluid comprises brine, or reverse osmosis effluent brine, or sodium chloride, or sea salt, or calcium chloride, or magnesium chloride, or potassium formate, or magnesium sulfate, or calcium bromide, or sodium bromide, or potassium acetate, or sodium formate, or calcium nitrate, or sodium nitrate, or sodium sulfite, or potassium sulfite, or sodium bisulfite, or potassium bisulfite, or magnesium bisulfite, or calcium bisulfite, or corn syrup, or glycerin, or propylene glycol, or ethylene glycol, or propylene carbonate, or any combination thereof.
9. The system of embodiment 1, wherein the second fluid comprises a halogenated hydrocarbon, or a fluorocarbon, or an organic acid, or an inorganic acid, or carbon dioxide, or sulfur dioxide, or nitrogen oxides, or any combination thereof.
10. The system of embodiment 1, wherein the first fluid comprises a hydrocarbon.
11. The system of embodiment 1, wherein the first fluid comprises air.
12. The system of embodiment 1, wherein the second fluid has a density greater than 1.02 kilograms per liter at 20° C.
13. The system of embodiment 1, wherein the first fluid comprises water.
14. The system of embodiment 1, wherein the pressure within the second reservoir and the pressure in the adjacent body of water differ by between about 0 bar and about 10 bar.
15. The system of embodiment 1, further comprising a pressure exchanger.
16. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger is located near the second reservoir.
17. The system of claim 15, wherein during storage, the pressure exchanger extracts pressure from the first fluid and transfers the extracted pressure to the second fluid.
18. The system of embodiment 15, wherein during power generation, the pressure exchanger extracts pressure from the second fluid and transfers the extracted pressure to the first fluid.
19. The system of embodiment 17, wherein the pressure extraction occurs (1) while the first fluid is being transferred to the second reservoir, or (2) before the transfer, or (3) both (1) and (2).
20. The system of embodiment 18, wherein the pressure extraction occurs (1) while the second fluid is being transferred to the second reservoir, or (2) before the transfer, or (3) both (1) and (2).
21. The system of embodiment 17, wherein the pressure exchanger extracts a pressure that is less than or equal to the pressure of the first fluid near the second reservoir minus the hydrostatic pressure of the body of water at the elevation of the second reservoir.
22. The system of embodiment 18, wherein the pressure exchanger extracts a pressure that is less than or equal to the pressure of the second fluid near the second reservoir minus the hydrostatic pressure of the body of water at the elevation of the second reservoir.
23. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger allows for the use of the second fluid while allowing the second reservoir to be in pressure equilibrium with a body of water at the same elevation as the second reservoir.
24. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger comprises a hydraulic exchanger.
25. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger regulates pressure extraction to ensure that the pressure of the fluid inside the second reservoir differs from the hydrostatic pressure of the body of water at the same elevation as the second reservoir by less than an allowable tolerance pressure.
26. The second reservoir includes an internal pressure sensor and an external pressure sensor;
an internal pressure sensor for measuring the pressure of the fluid inside the second reservoir;
an external pressure sensor measuring a pressure in a body of water adjacent to the second reservoir;
26. The system of embodiment 25, wherein the internal pressure sensor and the external pressure sensor are configured to communicate with the pressure exchanger.
27. The system of embodiment 25, wherein the allowable pressure differential is less than about 10 atmospheres. 28. The system of embodiment 25, wherein the allowable pressure differential is less than about 200 atmospheres. 29. The system of embodiment 15, wherein the pressure exchanger is a pump, or a turbine, or a rotary turbine, or any combination thereof.
30. A process for storing and generating electricity, comprising:
operatively connecting a pump, a generator, a first storage reservoir near a surface of the body of water, and a second storage reservoir located below the surface of the body of water, the first storage reservoir configured to store a first fluid and the second storage reservoir configured to store a second fluid having a higher density than the first fluid;
storing electricity by pumping a first fluid in a first storage reservoir to a second storage reservoir to displace a second fluid in a second storage reservoir;
generating or discharging electricity by allowing the first fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The process wherein the second fluid is a liquid.
It should also be noted that the present specification discloses the following aspects.
[Aspect 1]
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir near the surface of the body of water and configured to store a first fluid;
a second storage reservoir located below the surface of the body of water and configured to store a second fluid having a density greater than that of the first fluid;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the first fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace the second fluid having a higher density than the first fluid in the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the first fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The system wherein the first fluid is a liquid.
[Aspect 2]
2. The system of claim 1, wherein the elevation of the first reservoir is greater than the elevation of the second reservoir.
[Aspect 3]
Aspect 10. The system of aspect 1, further comprising a third reservoir configured to store the second fluid.
[Aspect 4]
Aspect 4. The system of aspect 3, wherein the third reservoir is at substantially the same elevation as the first reservoir.
[Aspect 5]
Aspect 4. The system of aspect 3, wherein the elevation of the third reservoir is greater than the elevation of the first reservoir.
[Aspect 6]
A system as described in aspect 3, wherein the second fluid displaced from the second reservoir during charging is transferred to and stored in the third reservoir.
[Aspect 7]
2. The system of aspect 1, wherein the second fluid comprises brine, or reverse osmosis effluent brine, or sodium chloride, or sea salt, or calcium chloride, or magnesium chloride, or potassium formate, or magnesium sulfate, or calcium bromide, or sodium bromide, or potassium acetate, or sodium formate, or calcium nitrate, or sodium nitrate, or sodium sulfite, or potassium sulfite, or sodium bisulfite, or potassium bisulfite, or magnesium bisulfite, or calcium bisulfite, or corn syrup, or glycerin, or propylene glycol, or ethylene glycol, or propylene carbonate, or a halogenated hydrocarbon, or a halogen, or a fluorocarbon, or an organic acid, or an inorganic acid, or carbon dioxide, or sulfur dioxide, or nitric oxide, or any combination thereof.
[Aspect 8]
2. The system of claim 1, wherein the first fluid is selected from a hydrocarbon, water, or ammonia.
[Aspect 9]
10. The system of claim 1, further comprising a pressure exchanger.
[Aspect 10]
10. The system of claim 9, wherein the pressure exchanger is located near the second reservoir.
[Aspect 11]
10. The system of claim 9, wherein during storage, the pressure exchanger extracts pressure from the first fluid and transfers the extracted pressure to the second fluid.
[Aspect 12]
10. The system of aspect 9, wherein the pressure exchanger extracts pressure from the second fluid and transfers the extracted pressure to the first fluid during power generation.
[Aspect 13]
10. The system of claim 9, wherein the pressure exchanger adjusts pressure extraction to ensure that the pressure of the fluid inside the second reservoir differs from the hydrostatic pressure of the body of water at the same elevation as the second reservoir by less than an allowable tolerance pressure.
[Aspect 14]
the second reservoir includes an internal pressure sensor and an external pressure sensor;
the internal pressure sensor measures the pressure of the fluid inside the second reservoir;
the external pressure sensor measures the pressure in the body of water adjacent to the second reservoir;
Aspect 14. The system of aspect 13, wherein the internal pressure sensor and the external pressure sensor are configured to communicate with the pressure exchanger.
[Aspect 15]
1. A process for storing and generating electricity, comprising:
operatively connecting a pump, a generator, a first storage reservoir near a surface of a body of water, and a second storage reservoir located below the surface of the body of water, the first storage reservoir configured to store a first fluid and the second storage reservoir configured to store a second fluid having a higher density than the first fluid;
storing electricity by pumping the first fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to replace the second fluid in the second storage reservoir;
generating or discharging electricity by allowing the first fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
The process wherein the first fluid is a liquid.

Claims (13)

蓄電及び発電するためのシステムであって、
水域の表面の近くの、かつ第1の流体を貯蔵するように構成された第1の貯蔵リザーバと、
前記水域の前記表面の下方に位置し、かつ前記第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を貯蔵するように構成された第2の貯蔵リザーバと、
ポンプと、
発電機と、を備え、
前記ポンプ、発電機、並びに前記第1及び第2の貯蔵リザーバは、前記第1の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体を前記第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体よりも高密度を有する前記第2の流体を置換することによって蓄電し、かつ前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体が前記第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって発電又は放電するように、動作可能に接続されており、
前記第1の流体は、液体であり、
前記システムは、圧力交換器を更に備え
前記圧力交換器は、前記第2の貯蔵リザーバの内部の流体の圧力が、前記第2の貯蔵リザーバと同じ標高において、前記水域の静水圧と前記第2の貯蔵リザーバの許容公差圧力未満だけ異なることを確実にするように、圧力抽出を調整する、
システム。
1. A system for storing and generating electricity, comprising:
a first storage reservoir near the surface of the body of water and configured to store a first fluid;
a second storage reservoir located below the surface of the body of water and configured to store a second fluid having a density greater than that of the first fluid;
A pump and
a generator;
the pump, the generator, and the first and second storage reservoirs are operatively connected to store electricity by pumping the first fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir to displace the second fluid having a higher density than the first fluid in the second storage reservoir, and to generate or discharge electricity by allowing the first fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
the first fluid is a liquid;
The system further comprises a pressure exchanger ;
the pressure exchanger adjusts pressure extraction to ensure that the pressure of the fluid within the second storage reservoir differs from the hydrostatic pressure of the body of water at the same elevation as the second storage reservoir by less than an allowable tolerance pressure of the second storage reservoir;
system.
前記第1の貯蔵リザーバの標高は、前記第2の貯蔵リザーバの前記標高よりも高い、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the elevation of the first storage reservoir is higher than the elevation of the second storage reservoir. 前記第2の流体を貯蔵するように構成された第3の貯蔵リザーバを更に備える、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, further comprising a third storage reservoir configured to store the second fluid. 前記第3の貯蔵リザーバは、前記第1の貯蔵リザーバと実質的に同じ標高にある、請求項3に記載のシステム。 The system of claim 3, wherein the third storage reservoir is at substantially the same elevation as the first storage reservoir. 前記第3の貯蔵リザーバの前記標高は、前記第1の貯蔵リザーバの前記標高よりも高い、請求項3に記載のシステム。 The system of claim 3, wherein the elevation of the third storage reservoir is higher than the elevation of the first storage reservoir. 蓄電中に前記第2の貯蔵リザーバから置換された前記第2の流体は、前記第3の貯蔵リザーバに移送され、前記第3の貯蔵リザーバに貯蔵される、請求項3に記載のシステム。 The system of claim 3, wherein the second fluid displaced from the second storage reservoir during charging is transferred to and stored in the third storage reservoir. 前記第2の流体は、ブライン、若しくは逆浸透排出ブライン、若しくは塩化ナトリウム、若しくは海塩、若しくは塩化カルシウム、若しくは塩化マグネシウム、若しくはギ酸カリウム、若しくは硫酸マグネシウム、若しくは臭化カルシウム、若しくは臭化ナトリウム、若しくは酢酸カリウム、若しくはギ酸ナトリウム、若しくは硝酸カルシウム、若しくは硝酸ナトリウム、若しくは亜硫酸ナトリウム、若しくは亜硫酸カリウム、若しくは重亜硫酸ナトリウム、若しくは重亜硫酸カリウム、若しくは重亜硫酸マグネシウム、若しくは重亜硫酸カルシウム、若しくはコーンシロップ、若しくはグリセリン、若しくはプロピレングリコール、若しくはエチレングリコール、若しくはプロピレンカーボネート、若しくはハロゲン化炭化水素、若しくはハロゲン、若しくはフッ化炭素、若しくは有機酸、若しくは無機酸、若しくは二酸化炭素、若しくは二酸化硫黄、若しくは酸化窒素、又はそれらの任意の組み合わせを含む、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the second fluid comprises brine, reverse osmosis effluent brine, sodium chloride, sea salt, calcium chloride, magnesium chloride, potassium formate, magnesium sulfate, calcium bromide, sodium bromide, potassium acetate, sodium formate, calcium nitrate, sodium nitrate, sodium sulfite, potassium sulfite, sodium bisulfite, potassium bisulfite, magnesium bisulfite, calcium bisulfite, corn syrup, glycerin, propylene glycol, ethylene glycol, propylene carbonate, halogenated hydrocarbon, halogen, fluorocarbon, organic acid, inorganic acid, carbon dioxide, sulfur dioxide, nitric oxide, or any combination thereof. 前記第1の流体は、炭化水素、又は水、又はアンモニアから選択される、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the first fluid is selected from the group consisting of a hydrocarbon, water, and ammonia. 前記圧力交換器は、前記第2の貯蔵リザーバの近くに位置する、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the pressure exchanger is located near the second storage reservoir. 蓄電中に、前記圧力交換器は、前記第1の流体から圧力を抽出し、前記抽出された圧力を前記第2の流体に伝達する、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein during storage, the pressure exchanger extracts pressure from the first fluid and transfers the extracted pressure to the second fluid. 発電中に、前記圧力交換器は、前記第2の流体から圧力を抽出し、前記抽出された圧力を前記第1の流体に伝達する、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein during power generation, the pressure exchanger extracts pressure from the second fluid and transfers the extracted pressure to the first fluid. 前記第2の貯蔵リザーバは、内圧センサ及び外圧センサを含み、
前記内圧センサは、前記第2の貯蔵リザーバの内部の流体の前記圧力を測定し、
前記外圧センサは、前記第2の貯蔵リザーバに隣接する前記水域の前記圧力を測定し、
前記内圧センサ及び前記外圧センサは、前記圧力交換器と通信するように構成されている、請求項に記載のシステム。
the second storage reservoir includes an internal pressure sensor and an external pressure sensor;
the internal pressure sensor measures the pressure of fluid within the second storage reservoir;
the external pressure sensor measures the pressure in the body of water adjacent the second storage reservoir;
The system of claim 1 , wherein the internal pressure sensor and the external pressure sensor are configured to communicate with the pressure exchanger.
蓄電及び発電するための方法であって、
ポンプと、発電機と、水域の表面の近くの第1の貯蔵リザーバと、前記水域の前記表面の下方に位置する第2の貯蔵リザーバと、を動作可能に接続することであって、前記第1の貯蔵リザーバは、第1の流体を貯蔵するように構成されており、前記第2の貯蔵リザーバは、前記第1の流体よりも高密度を有する第2の流体を貯蔵するように構成されている、接続することと、
前記第1の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体を前記第2の貯蔵リザーバにポンプ圧送することによって、前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第2の流体を置換することによって、蓄電することと、
前記第2の貯蔵リザーバ内の前記第1の流体が前記第1の貯蔵リザーバに戻ることを可能にすることによって、発電又は放電することと、を含み、
前記第1の流体は、液体であり、前記方法は、圧力交換機を使用して圧力抽出を調整し、前記第2の貯蔵リザーバの内部の流体の圧力が、前記第2の貯蔵リザーバと同じ標高において、前記水域の静水圧と前記第2の貯蔵リザーバの許容公差圧力未満だけ異なることを確実にすることをさらに含む、
方法
1. A method for storing and generating electricity, comprising:
operatively connecting a pump, a generator, a first storage reservoir near a surface of a body of water, and a second storage reservoir located below the surface of the body of water, the first storage reservoir configured to store a first fluid and the second storage reservoir configured to store a second fluid having a higher density than the first fluid;
storing electricity by displacing the second fluid in the second storage reservoir by pumping the first fluid in the first storage reservoir into the second storage reservoir;
generating or discharging electricity by allowing the first fluid in the second storage reservoir to return to the first storage reservoir;
the first fluid is a liquid, and the method further includes regulating pressure extraction using a pressure exchanger to ensure that the pressure of the fluid within the second storage reservoir differs from the hydrostatic pressure of the body of water at the same elevation as the second storage reservoir by less than an allowable tolerance pressure of the second storage reservoir .
method .
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