(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-20
(45)【発行日】2023-11-29
(54)【発明の名称】蓄エネルギー装置
(51)【国際特許分類】
F28D 20/00 20060101AFI20231121BHJP
F24H 7/02 20220101ALI20231121BHJP
【ＦＩ】
F28D20/00 A
F24H7/02 602B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019189588
(22)【出願日】2019-10-16
(65)【公開番号】P2021063629
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2022-09-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000000099
【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】劉 志宏
(72)【発明者】
【氏名】石川 温士
【審査官】小川 悟史
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０９７９３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－０１６７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０４７９９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１８７１８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－１１５６９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｄ ２０／００
Ｆ２４Ｈ ７／００
Ｆ２４Ｈ １５／００
Ｆ０２Ｃ ６／００
Ｆ２８Ｄ １９／００
Ｈ０２Ｊ １５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
底面または下部に形成された気体供給口から気体が供給され、前記気体供給口より上方から固体粒子が供給され、前記気体と前記固体粒子とを熱交換する第１熱交換器と、前記第１熱交換器に気体を供給する気体供給部と、
前記気体供給部から送出され前記第１熱交換器に供給される気体、および、前記第１熱交換器内の気体のうち、いずれか一方または両方を、電力を消費して加熱する加熱器と、
前記第１熱交換器から排出された固気混合物を固気分離する固気分離器と、
前記固気分離器によって分離された前記固体粒子を貯留する高温槽と、
ガス供給口、および、前記ガス供給口よりも上方に設けられるガス排出口を有する低温収容部と、前記低温収容部における前記ガス供給口と前記ガス排出口との間に設けられ、収容器および前記収容器内に収容される第１潜熱蓄熱材で構成される複数の蓄熱体と、複数の前記蓄熱体の上方に設けられ、複数の孔が形成された保護板とを含み、前記固気分離器によって分離された前記固体粒子を、前記保護板と前記ガス排出口との間に貯留する低温槽と、
前記固気分離器によって分離された前記気体が有する熱エネルギーを利用する第１熱利用機器と、
前記固気分離器によって分離された気体を、少なくとも第１熱利用機器に送出する気体送出部と、
前記高温槽に貯留された前記固体粒子を前記第１熱交換器に供給する高温粒子供給部と、
前記低温槽に貯留された前記固体粒子を前記第１熱交換器に供給する低温粒子供給部と、
前記第１潜熱蓄熱材よりも相転移点が低い第２潜熱蓄熱材を収容する収容容器と、前記収容容器内に配され、前記低温槽の前記ガス供給口および前記ガス排出口に連通される管と、を含む蓄熱部と、
を備える蓄エネルギー装置。
【請求項2】
前記気体供給部、前記加熱器、前記低温粒子供給部、および、前記気体送出部を制御する制御部を備え、前記制御部は、所定の蓄熱モードにおいて、前記気体供給部を制御して前記第１熱交換器に気体を供給し、前記加熱器を駆動して前記気体を加熱し、前記低温粒子供給部を制御して前記低温槽から前記第１熱交換器に前記固体粒子を供給して、前記第１熱交換器において前記気体で前記固体粒子を加熱し、前記固気分離器によって分離された前記固体粒子を前記高温槽に供給し、前記気体送出部を制御して前記固気分離器によって分離された前記気体を前記低温槽に通過させた後、前記蓄熱部に通過させる請求項１に記載の蓄エネルギー装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記気体送出部を制御して、前記固気分離器によって分離された気体を前記低温槽、および、前記蓄熱部に通過させた後、前記加熱器に戻す請求項２に記載の蓄エネルギー装置。
【請求項4】
前記気体供給部、前記加熱器、前記高温粒子供給部、および、前記気体送出部を制御する制御部を備え、前記制御部は、所定の放熱モードにおいて、前記加熱器を停止し、前記気体供給部を制御して、前記蓄熱部、前記低温槽の順に気体を通過させた後、前記気体を前記第１熱交換器に供給し、前記高温粒子供給部を制御して前記高温槽から前記第１熱交換器に前記固体粒子を供給して、前記第１熱交換器において前記固体粒子で前記気体を加熱し、前記固気分離器によって分離された前記固体粒子を前記低温槽に供給し、前記気体送出部を制御して前記固気分離器によって分離された前記気体を前記第１熱利用機器に供給する請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄エネルギー装置。
【請求項5】
前記加熱器は、前記第１熱交換器の壁、および、前記第１熱交換器内のいずれか一方または両方に設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄エネルギー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、蓄エネルギー装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発電された電力量（以下、「発電電力量」という）と需要される電力量（以下、「需要電力量」という）とは、必ずしも一致しない。このため、電力が余剰したり（発電電力量－需要電力量 > ０）、電力が必要となったり（発電電力量－需要電力量 < ０、例えば、電力が不足）する場合がある。特に、風力発電や太陽光発電といった再生可能エネルギーを利用した発電では、余剰する電力量や、不足する電力量が多い。
【0003】
そこで、電気ヒータが内蔵され、内部に流路が形成されたレンガブロックを備えた装置が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術は、電力が余剰した時に電気ヒータを駆動してレンガブロックを加熱し蓄熱しておく。そして、特許文献１の技術は、電力が必要となった際（例えば、電力が不足した際）に流路に水を通過させて蓄熱した熱で加熱する。続いて、特許文献１の技術は、加熱された水（水蒸気）でタービンを回転させて発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２１９６５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電力グリッドの安定化（スマートグリッドの実現）のために、余剰した電力を熱に変換して蓄熱しておき、必要となった際に蓄熱した熱を利用する技術がある。
【0006】
本開示は、上記蓄熱した熱を利用する技術において、電力を熱に変換して効率よく蓄熱し、必要となった際に熱を効率よく利用することが可能な蓄エネルギー装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る蓄エネルギー装置は、底面または下部に形成された気体供給口から気体が供給され、気体供給口より上方から固体粒子が供給され、気体と固体粒子とを熱交換する第１熱交換器と、第１熱交換器に気体を供給する気体供給部と、気体供給部から送出され第１熱交換器に供給される気体、および、第１熱交換器内の気体のうち、いずれか一方または両方を、電力を消費して加熱する加熱器と、第１熱交換器から排出された固気混合物を固気分離する固気分離器と、固気分離器によって分離された固体粒子を貯留する高温槽と、ガス供給口、および、ガス供給口よりも上方に設けられるガス排出口を有する低温収容部と、低温収容部におけるガス供給口とガス排出口との間に設けられ、収容器および収容器内に収容される第１潜熱蓄熱材で構成される複数の蓄熱体と、複数の蓄熱体の上方に設けられ、複数の孔が形成された保護板とを含み、固気分離器によって分離された固体粒子を、保護板とガス排出口との間に貯留する低温槽と、固気分離器によって分離された気体が有する熱エネルギーを利用する第１熱利用機器と、固気分離器によって分離された気体を、少なくとも第１熱利用機器に送出する気体送出部と、高温槽に貯留された固体粒子を第１熱交換器に供給する高温粒子供給部と、低温槽に貯留された固体粒子を第１熱交換器に供給する低温粒子供給部と、第１潜熱蓄熱材よりも相転移点が低い第２潜熱蓄熱材を収容する収容容器と、収容容器内に配され、低温槽のガス供給口およびガス排出口に連通される管と、を含む蓄熱部と、を備える。
【0010】
また、蓄エネルギー装置は、気体供給部、加熱器、低温粒子供給部、および、気体送出部を制御する制御部を備え、制御部は、所定の蓄熱モードにおいて、気体供給部を制御して第１熱交換器に気体を供給し、加熱器を駆動して気体を加熱し、低温粒子供給部を制御して低温槽から第１熱交換器に固体粒子を供給して、第１熱交換器において気体で固体粒子を加熱し、固気分離器によって分離された固体粒子を高温槽に供給し、気体送出部を制御して固気分離器によって分離された気体を低温槽に通過させた後、蓄熱部に通過させてもよい。
【0011】
また、制御部は、気体送出部を制御して、固気分離器によって分離された気体を低温槽、および、蓄熱部に通過させた後、加熱器に戻してもよい。
【0012】
また、蓄エネルギー装置は、気体供給部、加熱器、高温粒子供給部、および、気体送出部を制御する制御部を備え、制御部は、所定の放熱モードにおいて、加熱器を停止し、気体供給部を制御して、蓄熱部、低温槽の順に気体を通過させた後、気体を第１熱交換器に供給し、高温粒子供給部を制御して高温槽から第１熱交換器に固体粒子を供給して、第１熱交換器において固体粒子で気体を加熱し、固気分離器によって分離された固体粒子を低温槽に供給し、気体送出部を制御して固気分離器によって分離された気体を第１熱利用機器に供給してもよい。
【0013】
また、加熱器は、第１熱交換器の壁、および、第１熱交換器内のいずれか一方または両方に設けられてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本開示によれば、電力を熱に変換して効率よく蓄熱し、必要となった際に熱を効率よく利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】蓄エネルギー装置を説明する図である。
【図2】実施形態にかかる蓄熱体の断面図である。
【図4】蓄熱モードにおける制御部の処理を説明する図である。
【図5】放熱モードにおける制御部の処理を説明する図である。
【図6】第１の変形例にかかる蓄エネルギー装置を説明する図である。
【図7】蓄熱モードにおける制御部の処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0017】
［蓄エネルギー装置１００］
図１は、蓄エネルギー装置１００を説明する図である。図１に示すように、蓄エネルギー装置１００は、気体供給部１１０と、加熱室１２０と、第１熱交換器１３０と、固気分離器１４０と、分配部１４２と、高温槽１５０と、高温粒子供給部１５２と、低温槽１６０と、低温粒子供給部１６２と、気体送出部１７０と、第１熱利用機器１８０と、第２熱交換器１９０と、流体供給部１９２と、第２熱利用機器１９４と、蓄熱部１９６と、制御部２００とを含む。なお、図１中、実線の矢印は、固体粒子および固気混合物の流れを示す。図１中、破線の矢印は、流体の流れを示す。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
図１は、蓄エネルギー装置１００を説明する図である。図１に示すように、蓄エネルギー装置１００は、気体供給部１１０と、加熱室１２０と、第１熱交換器１３０と、固気分離器１４０と、分配部１４２と、高温槽１５０と、高温粒子供給部１５２と、低温槽１６０と、低温粒子供給部１６２と、気体送出部１７０と、第１熱利用機器１８０と、第２熱交換器１９０と、流体供給部１９２と、第２熱利用機器１９４と、蓄熱部１９６と、制御部２００とを含む。なお、図１中、実線の矢印は、固体粒子および固気混合物の流れを示す。図１中、破線の矢印は、流体の流れを示す。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
【0018】
気体供給部１１０は、後述する加熱室１２０に気体（例えば、空気）を供給する。気体供給部１１０は、ブロワ１１２と、配管１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃと、バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃとを含む。ブロワ１１２は、吸入側が気体供給源に接続され、吐出側が配管１１４ａに接続される。配管１１４ａは、ブロワ１１２と加熱室１２０とを接続する。バルブ１１６ａは、配管１１４ａに設けられる。配管１１４ｂは、配管１１４ａにおけるブロワ１１２とバルブ１１６ａとの間から分岐され、後述する配管１７２ｃにおけるバルブ１７４ｃと蓄熱部１９６との間に接続される。バルブ１１６ｂは、配管１１４ｂに設けられる。配管１１４ｃは、後述する低温槽１６０の低温収容部１６０ａと加熱室１２０とを接続する。バルブ１１６ｃは、配管１１４ｃに設けられる。
【0019】
加熱室１２０は、箱体１２２と、加熱器１２４とを含む。箱体１２２は中空形状の容器である。箱体１２２の上面は通気可能な分散板で構成されている。箱体１２２の上面は、後述する第１熱交換器１３０の底面としても機能する。箱体１２２には、気体供給部１１０（ブロワ１１２）から気体が供給される。加熱器１２４は、電力を消費して気体を加熱する。加熱器１２４は、例えば、抵抗加熱装置（電力が供給された導体から生じる熱を利用する装置）やアーク加熱装置（アーク放電の際に生じる熱を利用する装置）である。
【0020】
加熱器１２４は、再生可能エネルギーを利用した発電システム、および、タービン発電機を利用した発電システムのいずれか一方または両方で生成された電力を消費することができる。再生可能エネルギーを利用した発電システムは、例えば、太陽熱発電システム、太陽光発電システム、または、風力発電システムである。加熱器１２４が再生可能エネルギーを利用した発電システムで生成された電力を消費することで、余剰することが多い電力を効率よく熱に変換することができる。
【0021】
加熱器１２４は、箱体１２２内に配される。加熱器１２４は、箱体１２２内に供給された気体を加熱する。したがって、加熱器１２４が駆動される場合、気体供給部１１０から箱体１２２内に送出された気体は、加熱器１２４によって加熱された後、第１熱交換器１３０に供給される。
【0022】
第１熱交換器１３０は、底面または下部から気体および固体粒子が供給され、気体と固体粒子とを熱交換する。固体粒子は、後述する第１熱利用機器１８０の要求温度より融点が高い材料で構成される。
【0023】
固体粒子は、例えば、シリカ、アルミナ、バライト砂（重晶石、硫酸バリウム）、部分仮焼した粘土、ガラス球、回収石油触媒等である。固体粒子は、好ましくは、シリカ、および、アルミナのうちいずれか一方または両方である。固体粒子をシリカとする場合、固体粒子に要するコストを低減することができる。また、固体粒子（シリカ）として、砂漠の砂や、川砂を用いることにより、低コストかつ容易に入手することが可能となる。また、固体粒子を相対的に融点が高いアルミナとすることで、固体粒子を高温にすることができ、より高い蓄エネルギー密度とすることが可能となる。
【0024】
固体粒子は、粒径が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の粒子である。固体粒子の形状に限定はなく、球形状であってもよいし、球形状でなくてもよい。
【0025】
本実施形態において、第１熱交換器１３０は、中空形状の容器である。第１熱交換器１３０の内部には、加熱器、あるいは、熱交換器が設置されることもある。第１熱交換器１３０には、後述する高温槽１５０および低温槽１６０から固体粒子が供給される。また、上記したように、第１熱交換器１３０には、加熱室１２０を通じて気体供給部１１０から気体が供給される。気体供給部１１０によって第１熱交換器１３０に供給される気体の流速は、第１熱交換器１３０内の固体粒子の終端速度（terminal velocity）以上である。また、固体粒子は、第１熱交換器１３０の底面に配される分散板（ディストリビュータ）に形成された気体供給口１３０ａより上方から供給される。したがって、固体粒子および気体の固気混合物は、第１熱交換器１３０内を下部から上部（底面から上面）に向かって通過する。また、第１熱交換器１３０内において、固体粒子および気体の固気混合物が形成され、また、固体粒子と気体とが強く攪拌されることから、固体粒子と気体とが効率よく接触して熱交換される。
【0026】
固気分離器１４０は、第１熱交換器１３０から排出された固気混合物を固気分離する。固気分離器１４０は、例えば、サイクロンや、フィルタである。分配部１４２は、固気分離器１４０によって固気分離された固体粒子を高温槽１５０または低温槽１６０に分配する。分配部１４２は、配管１４４ａ、１４４ｂと、バルブ１４６ａ、１４６ｂとを含む。配管１４４ａは、固気分離器１４０の固体粒子の排出口と、高温槽１５０とを接続する。バルブ１４６ａは、配管１４４ａに設けられる。配管１４４ｂは、固気分離器１４０の固体粒子の排出口と、低温槽１６０とを接続する。バルブ１４６ｂは、配管１４４ｂに設けられる。なお、バルブ１４６ａとバルブ１４６ｂとは、後述する制御部２００によって排他的に開閉される。
【0027】
高温槽１５０は、固気分離器１４０によって固気分離された固体粒子を貯留する。高温槽１５０は、例えば、ホッパである。高温粒子供給部１５２は、高温槽１５０に貯留された固体粒子を第１熱交換器１３０に供給する。高温粒子供給部１５２は、配管１５４と、流量調整弁１５６とを含む。配管１５４は、高温槽１５０の下部と第１熱交換器１３０の下部とを接続する。流量調整弁１５６は、配管１５４に設けられる。
【0028】
低温槽１６０は、固気分離器１４０によって固気分離された固体粒子を貯留する。低温槽１６０には、高温槽１５０とタイミングを異にして固体粒子が供給される。低温槽１６０は、低温収容部１６０ａと、蓄熱ユニット１６０ｂと、保護板１６０ｃとを含む。
【0029】
低温収容部１６０ａは、分配部１４２によって供給された固体粒子を収容する。低温収容部１６０ａは、中空形状の容器である。低温収容部１６０ａには、ガス供給口１６０ａａと、ガス排出口１６０ａｂが設けられる。ガス供給口１６０ａａは、低温収容部１６０ａの底部に形成される。ガス供給口１６０ａａは、後述する配管１７２ｂに接続される。ガス排出口１６０ａｂは、低温収容部１６０ａの上部に形成される。ガス排出口１６０ａｂは、配管１１４ｃに接続される。
【0030】
蓄熱ユニット１６０ｂは、自重により低温収容部１６０ａの下部に収容される。つまり、蓄熱ユニット１６０ｂは、低温収容部１６０ａにおけるガス供給口１６０ａａとガス排出口１６０ａｂとの間に設けられる。蓄熱ユニット１６０ｂは、複数の蓄熱体１６０ｂａで構成される。蓄熱体１６０ｂａは、固体粒子よりも大きい。
【0031】
図２は、本実施形態にかかる蓄熱体１６０ｂａの断面図である。図２に示すように、蓄熱体１６０ｂａは、収容器２１０と、第１潜熱蓄熱材２１２とを含む。収容器２１０（カプセル）は、内部に閉空間を備える。収容器２１０は、例えば、球形状である。第１潜熱蓄熱材２１２は、収容器２１０内に収容される。第１潜熱蓄熱材２１２は、所定の相転移点（融点）において、固体から液体、または、液体から固体に相変化する相変化物質（ＰＣＭ：Phase Change Material）である。第１潜熱蓄熱材２１２は、熱を吸収して液体となり、熱を放出して固体となる。第１潜熱蓄熱材２１２は、合金を含む金属、および、金属と非金属との化合物のいずれか一方または両方である。第１潜熱蓄熱材２１２の相転移点は、例えば、７００℃である。
【0032】
図１に戻って説明すると、保護板１６０ｃは、蓄熱ユニット１６０ｂの上方に設けられる。保護板１６０ｃは、複数の孔が形成された板である。保護板１６０ｃ上に固体粒子が貯留される。つまり、固気分離器１４０によって分離された固体粒子は、蓄熱ユニット１６０ｂとガス排出口１６０ａｂの間に貯留される。保護板１６０ｃは、蓄熱ユニット１６０ｂと固体粒子との接触を抑制する。これにより、保護板１６０ｃは、固体粒子による蓄熱体１６０ｂａの摩耗を抑制することが可能となる。したがって、保護板１６０ｃは、蓄熱体１６０ｂａの破損を防止することができる。
【0033】
低温収容部１６０ａ（ガス供給口１６０ａａ）には、気体供給部１１０（ブロワ１１２）または固気分離器１４０から流動化気体（例えば、空気）が供給される。ガス供給口１６０ａａに供給された流動化気体は、蓄熱ユニット１６０ｂおよび保護板１６０ｃを通じて、低温収容部１６０ａ内に供給される。なお、上記したように、蓄熱ユニット１６０ｂは、複数の蓄熱体１６０ｂａで構成されるため、流動化気体は、蓄熱体１６０ｂａ間を通って低温収容部１６０ａに供給される。つまり、蓄熱ユニット１６０ｂ（複数の蓄熱体１６０ｂａ）は、流動化気体を分散（拡散）させて上方に導く分散器（Distributor）として機能する。
【0034】
なお、気体供給部１１０から低温収容部１６０ａに供給される流動化気体の流速は、固体粒子の最小流動化速度以上飛散速度未満である。また、固気分離器１４０から低温収容部１６０ａに供給される流動化気体の流速は、固体粒子の最小流動化速度以上終端速度（terminal velocity）未満である。したがって、固気分離器１４０から供給された固体粒子は、流動化気体によって流動化し、低温収容部１６０ａ内において流動層（気泡流動層）が形成される。また、固気分離器１４０から低温収容部１６０ａに供給される流動化気体の流速は、終端速度未満であるため、低温収容部１６０ａから固体粒子が飛散することはない。また、上記したように、蓄熱体１６０ｂａは、固体粒子よりも大きいため、流動化されることはない。
【0035】
低温粒子供給部１６２は、低温槽１６０に貯留された固体粒子を第１熱交換器１３０に供給する。低温粒子供給部１６２は、配管１６４と、流量調整弁１６６とを含む。配管１６４は、低温収容部１６０ａの下部と第１熱交換器１３０の下部とを接続する。流量調整弁１６６は、配管１６４に設けられる。
【0036】
気体送出部１７０は、固気分離器１４０によって固気分離された気体を第１熱利用機器１８０または低温収容部１６０ａ（ガス供給口１６０ａａ）に送出する。気体送出部１７０は、配管１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄと、バルブ１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄとを含む。配管１７２ａは、固気分離器１４０の気体の排気口と、第１熱利用機器１８０とを接続する。バルブ１７４ａは、配管１７２ａに設けられる。配管１７２ｂは、固気分離器１４０の気体の排気口と、低温収容部１６０ａのガス供給口１６０ａａとを接続する。バルブ１７４ｂは、配管１７２ｂに設けられる。配管１７２ｃは、低温収容部１６０ａのガス排出口１６０ａｂと、後述する蓄熱部１９６とを接続する。バルブ１７４ｃは、配管１７２ｃに設けられる。配管１７２ｄは、蓄熱部１９６と、配管１７２ｂにおけるバルブ１７４ｂとガス供給口１６０ａａとの間とを接続する。つまり、蓄熱部１９６は、配管１７２ｄ、および、配管１７２ｂを通じて、低温収容部１６０ａのガス供給口１６０ａａに連通される。バルブ１７４ｄは、配管１７２ｄに設けられる。
【0037】
第１熱利用機器１８０は、固気分離器１４０によって分離された気体が有する熱エネルギーを利用する機器である。第１熱利用機器１８０は、例えば、ガスタービン発電機、蒸気タービン発電機（ボイラ）、蒸気を提供するボイラ、炉（ファーネス、キルン）、空調機器である。
【0038】
第２熱交換器１９０は、配管１４４ｂにおけるバルブ１４６ｂと低温収容部１６０ａとの間に設けられる。第２熱交換器１９０は、配管１４４ｂを通過する固体粒子と流体（例えば、水、水蒸気、空気、燃焼排ガス）とを熱交換する。第２熱交換器１９０は、固体粒子の流動層を形成する構成であってもよいし、固体粒子の移動層を形成する構成であってもよい。第２熱交換器１９０は、伝熱配管１９０ａを有する。伝熱配管１９０ａは、固体粒子内（固体粒子の流動層内または移動層内）を通過する。流体は、伝熱配管１９０ａを通過する。流体供給部１９２は、第２熱交換器１９０に流体を通過させ、第２熱交換器１９０によって熱交換（加熱）された流体を第２熱利用機器１９４に供給する。流体供給部１９２は、例えば、ポンプである。
【0039】
第２熱利用機器１９４は、第２熱交換器１９０によって加熱された流体が有する熱エネルギーを利用する機器である。第２熱利用機器１９４は、例えば、ガスタービン発電機、蒸気タービン発電機（ボイラ）、蒸気を提供するボイラ、炉（ファーネス、キルン）、空調機器である。
【0040】
蓄熱部１９６は、配管１７２ｃ（ガス排出口１６０ａｂ）および配管１７２ｄ（ガス供給口１６０ａａ）に連通される。排気管１９６ａは、一端が配管１７２ｄに接続され、他端が開放される。バルブ１９６ｂは、排気管１９６ａに設けられる。
【0041】
【0042】
図３Ａに示すように、蓄熱部１９６は、収容容器２２０と、第２潜熱蓄熱材２２２、複数の管２３０と、入口マニホールド２３２と、出口マニホールド２３４とを含む。収容容器２２０は、内部に閉空間を備える。収容容器２２０は、例えば、円筒形状（図３Ｂ参照）、または、角筒形状（図３Ｃ参照）である。第２潜熱蓄熱材２２２は、収容容器２２０内に収容される。第２潜熱蓄熱材２２２は、相変化物質である。第２潜熱蓄熱材２２２は、熱を吸収して液体となり、熱を放出して固体となる。第２潜熱蓄熱材２２２は、第１潜熱蓄熱材２１２よりも相転移点が低い。第２潜熱蓄熱材２２２は、例えば、パラフィンである。第２潜熱蓄熱材２２２の相転移点は、例えば、１５０℃である。
【0043】
管２３０は、収容容器２２０内に配される。管２３０は、第２潜熱蓄熱材２２２に囲繞される。管２３０は、例えば、円筒形状（図３Ｂ参照）、または、角筒形状（図３Ｃ参照）である。入口マニホールド２３２は、複数の管２３０と配管１７２ｃとを連通する。出口マニホールド２３４は、複数の管２３０と配管１７２ｄとを連通する。
【0044】
図１に戻って説明すると、制御部２００は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。制御部２００は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。制御部２００は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、蓄エネルギー装置１００全体を管理および制御する。本実施形態において、制御部２００は、気体供給部１１０（ブロワ１１２、バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ）、加熱器１２４、分配部１４２（バルブ１４６ａ、１４６ｂ）、高温粒子供給部１５２（流量調整弁１５６）、低温粒子供給部１６２（流量調整弁１６６）、気体送出部１７０（バルブ１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄ）、流体供給部１９２、バルブ１９６ｂを制御する。
【0045】
本実施形態において、制御部２００は、電力が余剰（発電電力量－需要電力量 > 所定値（例えば０））する期間、余剰した電力を熱エネルギーに変換して蓄熱する（蓄熱モード）。一方、制御部２００は、熱あるいは電力が必要なとき、蓄熱した熱エネルギーを第１熱利用機器１８０、第２熱利用機器１９４で利用する（放熱モード）。なお、初期状態において、ブロワ１１２、加熱器１２４、流体供給部１９２は停止しており、バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１４６ａ、１４６ｂ、１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄ、１９６ｂ、流量調整弁１５６、１６６は閉弁されている。また、初期状態において、固体粒子は、低温槽１６０（低温収容部１６０ａ）に貯留されている。以下、蓄熱モードおよび放熱モードそれぞれにおける制御部２００の処理について説明する。
【0046】
［蓄熱モード］
図４は、蓄熱モードにおける制御部２００の処理を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図４中、蓄熱モードにおいて利用されない構成を省略する。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
図４は、蓄熱モードにおける制御部２００の処理を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図４中、蓄熱モードにおいて利用されない構成を省略する。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
【0047】
制御部２００は、バルブ１１６ｂ、１１６ｃ、１４６ｂ、１７４ａ、１７４ｄ、流量調整弁１５６を閉弁する。制御部２００は、流体供給部１９２を停止する。また、図４に示すように、制御部２００は、ブロワ１１２、加熱器１２４を駆動する。また、制御部２００は、バルブ１１６ａ、１４６ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１９６ｂを開弁する。制御部２００は、流量調整弁１６６を開弁して開度を調整する。
【0048】
そうすると、加熱器１２４によって余剰の電力が消費される。ブロワ１１２によって加熱室１２０に供給された気体は、加熱器１２４によって加熱される。加熱器１２４は、固体粒子の耐熱温度未満、第１熱利用機器１８０の要求温度を満たす所定の第１温度に気体を加熱する。例えば、加熱器１２４は、気体によって加熱される固体粒子が要求温度を満たす所定の第２温度になるように、気体を加熱する。固体粒子がシリカである場合には、気体を１６００℃以下に加熱する。また、第２温度は、第１温度より低いが、温度差は小さい（例えば、５０℃程度）。
【0049】
こうして加熱された高温の気体（第１温度の気体）は、第１熱交換器１３０に供給される。また、低温収容部１６０ａから第１熱交換器１３０に低温の固体粒子が供給される。したがって、第１熱交換器１３０において、高温の気体と低温の固体粒子とが強く攪拌され、高温の気体と低温の固体粒子とで熱交換が為される。これにより、気体によって固体粒子が加熱され、固体粒子によって気体が冷却される。なお、第１熱交換器１３０の出口において、固体粒子の温度と気体の温度とはほぼ等しくなる（第２温度となる）。
【0050】
そして、固気分離器１４０は、第１熱交換器１３０から排出された固気混合物を固気分離する。固気分離された高温の固体粒子（第２温度の固体粒子）は、配管１４４ａを通じて高温槽１５０に供給される。高温槽１５０は、高温の固体粒子を貯留する。
【0051】
一方、固気分離された第２温度の気体は、配管１７２ｂを通じて、低温収容部１６０ａに供給される。低温収容部１６０ａに供給された第２温度の気体は、まず、蓄熱ユニット１６０ｂの蓄熱体１６０ｂａ（第１潜熱蓄熱材２１２）と熱交換される。これにより、第２温度の気体が第３温度に冷却され、蓄熱ユニット１６０ｂの蓄熱体１６０ｂａが第３温度に加熱される。
【0052】
そして、第３温度になった気体は、低温収容部１６０ａに収容された固体粒子を流動化させる。また、第３温度の気体によって、低温収容部１６０ａに収容された固体粒子は、第４温度（第４温度は、後述する第６温度より低く、常温（例えば、２５℃）より高い）に加熱される。
【0053】
そして、第４温度となった気体は、配管１７２ｃを通じて蓄熱部１９６に供給される。第４温度の気体は、蓄熱部１９６の第２潜熱蓄熱材２２２と熱交換される。これにより、第４温度の気体が第５温度に冷却され、第２潜熱蓄熱材２２２が第５温度に加熱される。第５温度に冷却された気体は、排気管１９６ａを通じて外部に排気される。
【0054】
つまり、低温収容部１６０ａに収容された蓄熱ユニット１６０ｂおよび固体粒子と、蓄熱部１９６とは、第１熱交換器１３０から排出された気体が有する熱を一部回収することができる。
【0055】
このように、蓄熱モードにおいて、余剰の電力が熱に変換されて、まず、気体に伝熱される。そして、高温の気体と低温の固体粒子とで熱交換が為され、熱が固体粒子に伝達される。こうして、余剰の電力が熱エネルギーに変換されて固体粒子に保持（蓄熱）される。なお、固体粒子の熱容量は気体（空気）より大きいので、固体粒子の蓄熱密度（Ｊ／ｍ３）は気体より高い。
【0056】
なお、制御部２００は、余剰した電力の量（以下、「余剰電力量」という）に基づいて、流量調整弁１６６の開度を調整する。具体的に説明すると、加熱器１２４によって余剰電力量の電力が熱エネルギーに変換され、この熱エネルギーで（気体を介して）固体粒子を加熱した場合に、第２温度となる固体粒子の量が決定される。したがって、制御部２００は、決定された量の固体粒子が、第１熱交換器１３０に供給されるように流量調整弁１６６の開度を調整する。
【0057】
これにより、余剰電力量が変動した場合（余剰電力量が時間的に変動した場合）であっても、高温槽１５０に貯留される固体粒子の温度を、定常的に第２温度に維持することができる。つまり、余剰電力量の変動に対応することができる。したがって、後述する放熱モードにおいて、追加のエネルギーを使用せずとも（例えば、補助燃料を燃焼させずとも）、要求温度を満たす第６温度の気体を第１熱利用機器１８０に供給することが可能となる。
【0058】
［放熱モード］
図５は、放熱モードにおける制御部２００の処理を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図５中、放熱モードにおいて利用されない構成を省略する。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
図５は、放熱モードにおける制御部２００の処理を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図５中、放熱モードにおいて利用されない構成を省略する。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
【0059】
制御部２００は、バルブ１１６ａ、１４６ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１９６ｂ、流量調整弁１６６を閉弁する。制御部２００は、加熱器１２４を停止する。また、図５に示すように、制御部２００は、バルブ１１６ｂ、１１６ｃ、１４６ｂ、１７４ａ、１７４ｄを開弁し、流量調整弁１５６を開弁して開度を調整する。制御部２００は、ブロワ１１２、流体供給部１９２を駆動する。
【0060】
そうすると、ブロワ１１２から、蓄熱部１９６、低温槽１６０、箱体１２２を通じて第１熱交換器１３０に気体が供給される。なお、ブロワ１１２は、第１熱利用機器１８０の要求流量で気体を供給する。これにより、ブロワ１１２によって供給された気体は、蓄熱部１９６において第５温度に加熱され、低温槽１６０の蓄熱ユニット１６０ｂによって第３温度に加熱されて、第１熱交換器１３０に導かれる。
【0061】
また、第１熱交換器１３０には、高温槽１５０から高温の固体粒子（第２温度の固体粒子）が供給される。したがって、第１熱交換器１３０において、低温（第３温度）の気体と高温（第２温度）の固体粒子とで熱交換が為される。これにより、固体粒子によって気体が加熱され、気体によって固体粒子が冷却される。なお、第１熱交換器１３０から排出される固体粒子および気体の温度は、概ね等しく、第６温度である。
【0062】
そして、固気分離器１４０は、第１熱交換器１３０から排出された固気混合物を固気分離する。固気分離された高温の気体（第６温度の気体）は、配管１７２ａを通じて第１熱利用機器１８０に供給される。なお、第６温度は、第１熱利用機器１８０の要求温度を満たす所定の温度であり、第２温度より低い。これにより、第１熱利用機器１８０において、気体が有する熱エネルギーが利用される（例えば、発電される）。一方、固気分離された第６温度の固体粒子は、配管１４４ｂを通じて低温槽１６０（低温収容部１６０ａ）に供給される。
【0063】
このように、放熱モードにおいて、高温の固体粒子と低温の気体とで熱交換が為され、熱が気体に伝達される。そして、必要となった際（例えば、電力が不足している期間）において、高温の気体（第６温度の気体）が第１熱利用機器１８０で利用される（例えば、発電される）。
【0064】
なお、制御部２００は、第１熱利用機器１８０の要求温度および要求流量に基づいて、流量調整弁１５６の開度を調整する。具体的に説明すると、ブロワ１１２が第１熱利用機器１８０の要求流量で気体を供給し、高温槽１５０に貯留された第２温度の固体粒子で気体を加熱する場合に、気体を第６温度に加熱するための固体粒子の量が決定される。したがって、制御部２００は、決定された量の固体粒子が、第１熱交換器１３０に供給されるように流量調整弁１５６の開度を調整する。
【0065】
これにより、第１熱利用機器１８０に供給される気体の温度を第１熱利用機器１８０の要求温度にすることができる。したがって、追加のエネルギーを使用せずとも（例えば、補助燃料を燃焼させずとも）、安定的に、要求温度を満たす第６温度の気体を第１熱利用機器１８０に供給することが可能となる。第１熱利用機器１８０の要求温度（例えば、要求される発電量）が時間的に変動しても、固体粒子の供給量を調整して対応できる。
【0066】
また、流体供給部１９２は、流体を第２熱交換器１９０の伝熱配管１９０ａに通過させる。そうすると、配管１４４ｂを通過する固体粒子と流体とで熱交換が為される。こうして、固体粒子によって加熱された流体は、第２熱利用機器１９４に供給される。そして、第２熱利用機器１９４は、流体が有する熱（固気分離器１４０で分離された固体粒子が有する熱）を利用する。第２熱交換器１９０および流体供給部１９２を備える構成により、気体を第６温度に加熱した後の固体粒子の熱を有効利用することができる。
【0067】
以上説明したように、本実施形態にかかる蓄エネルギー装置１００は、余剰の電力を熱エネルギーに変換して固体粒子に保持させておく。これにより、余剰の電力を二次電池に蓄電する従来技術や余剰の電力を水素に転換する従来技術と比較して低コストでエネルギーを保持することが可能となる。また、余剰の電力を水素に転換して保持しておく従来技術と比較して、必要となった際（例えば、電力が不足している場合）に、保持させたエネルギーを高速で熱エネルギーや電気エネルギーに変換することができる。
【0068】
さらに、レンガブロックで蓄熱する従来技術と比較して、蓄熱モードにおいて、蓄熱させる固体粒子の量を調整することで、余剰電力が変動しても、指定する第２温度の固体粒子を貯留することができる。また、放熱モードにおいて、ブロワ１１２が供給する気体の流量を第１熱利用機器１８０の要求流量とし、第１熱交換器１３０に供給する固体粒子の量を調整することによって、第１熱利用機器１８０に供給される気体の温度を第１熱利用機器１８０の要求温度とすることができる。したがって、補助燃料を要さずとも、第１熱利用機器１８０の時間的な負荷変動に対しても対応することが可能となる。
【0069】
また、蓄エネルギー装置１００は、蓄熱ユニット１６０ｂおよび蓄熱部１９６を備える。これにより、蓄エネルギー装置１００は、蓄熱モードにおいて生じる排熱を、蓄熱ユニット１６０ｂおよび蓄熱部１９６に蓄熱させることができる。
【0070】
また、放熱モードにおいて、ブロワ１１２は、加熱室１２０（第１熱交換器１３０）に気体を直接供給するのではなく、蓄熱部１９６および低温槽１６０（蓄熱ユニット１６０ｂ、固体粒子）に通過させて（蓄熱部１９６、蓄熱ユニット１６０ｂ、および、固体粒子を経由して）、第１熱交換器１３０に気体を供給する。これにより、第１熱交換器１３０に供給される気体を、蓄熱部１９６、蓄熱ユニット１６０ｂ、および、固体粒子によって予熱することができる。したがって、蓄エネルギー装置１００は、蓄熱モードにおいて生じた排熱を、放熱モードにおいて効率よく利用することが可能となる。
【0071】
また、ブロワ１１２は、蓄熱ユニット１６０ｂで予熱された気体をさらに、低温収容部１６０ａに収容された固体粒子で予熱する。これにより、蓄エネルギー装置１００は、さらに、熱の利用効率を向上させることが可能となる。したがって、第１熱利用機器１８０の出力を増加させることができる。例えば、第１熱利用機器１８０が蒸気タービン発電機や、ガスタービン発電機である場合に、発電効率を向上させることが可能となる。
【0072】
［第１の変形例］
図６は、第１の変形例にかかる蓄エネルギー装置３００を説明する図である。図６に示すように、蓄エネルギー装置３００は、気体供給部３１０と、加熱室１２０と、第１熱交換器１３０と、固気分離器１４０と、分配部１４２と、高温槽１５０と、高温粒子供給部１５２と、低温槽１６０と、低温粒子供給部１６２と、気体送出部３７０と、第１熱利用機器１８０と、第２熱交換器１９０と、流体供給部１９２と、第２熱利用機器１９４と、蓄熱部１９６と、制御部３８０とを含む。蓄エネルギー装置３００は、蓄エネルギー装置１００と比較して、気体供給部３１０の接続関係、気体送出部３７０、制御部３８０による制御が異なる。図６中、実線の矢印は、固体粒子および固気混合物の流れを示す。図６中、破線の矢印は、流体の流れを示す。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
図６は、第１の変形例にかかる蓄エネルギー装置３００を説明する図である。図６に示すように、蓄エネルギー装置３００は、気体供給部３１０と、加熱室１２０と、第１熱交換器１３０と、固気分離器１４０と、分配部１４２と、高温槽１５０と、高温粒子供給部１５２と、低温槽１６０と、低温粒子供給部１６２と、気体送出部３７０と、第１熱利用機器１８０と、第２熱交換器１９０と、流体供給部１９２と、第２熱利用機器１９４と、蓄熱部１９６と、制御部３８０とを含む。蓄エネルギー装置３００は、蓄エネルギー装置１００と比較して、気体供給部３１０の接続関係、気体送出部３７０、制御部３８０による制御が異なる。図６中、実線の矢印は、固体粒子および固気混合物の流れを示す。図６中、破線の矢印は、流体の流れを示す。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
【0073】
なお、上記蓄エネルギー装置１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0074】
気体供給部３１０は、ブロワ３１２と、配管１１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃと、バルブ１１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃとを含む。ブロワ３１２は、吸入側が配管３１４ｃに接続され、吐出側が配管１１４ａに接続される。配管３１４ｂは、一端が気体供給源に接続され、他端が配管１７２ｃにおけるバルブ１７４ｃと蓄熱部１９６との間に接続される。バルブ３１６ｂは、配管３１４ｂに設けられる。配管３１４ｃは、低温槽１６０の低温収容部１６０ａ（ガス排出口１６０ａｂ）とブロワ３１２の吸入側とを接続する。バルブ３１６ｃは、配管３１４ｃに設けられる。
【0075】
気体送出部３７０は、配管１７２ａ、１７２ｂ、１７２ｃ、１７２ｄ、１７２ｅと、バルブ１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄ、１７４ｅとを含む。配管１７２ｅは、配管１７２ｄにおける蓄熱部１９６とバルブ１７４ｄとの間と、配管３１４ｃにおけるバルブ３１６ｃと、ブロワ３１２との間とを接続する。バルブ１７４ｅは、配管１７２ｅに設けられる。
【0076】
制御部３８０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。制御部３８０は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。制御部３８０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、蓄エネルギー装置３００全体を管理および制御する。変形例において、制御部３８０は、気体供給部３１０（ブロワ３１２、バルブ１１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃ）、加熱器１２４、分配部１４２（バルブ１４６ａ、１４６ｂ）、高温粒子供給部１５２（流量調整弁１５６）、低温粒子供給部１６２（流量調整弁１６６）、気体送出部３７０（バルブ１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄ、１７４ｅ）、流体供給部１９２を制御する。
【0077】
［蓄熱モード］
図７は、蓄熱モードにおける制御部３８０の処理を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図７中、蓄熱モードにおいて利用されない構成を省略する。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
図７は、蓄熱モードにおける制御部３８０の処理を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図７中、蓄熱モードにおいて利用されない構成を省略する。また、クロスハッチングは、固体粒子を示す。
【0078】
変形例の蓄熱モードにおいて、制御部３８０は、バルブ３１６ｂ、３１６ｃ、１４６ｂ、１７４ａ、１７４ｄ、流量調整弁１５６を閉弁する。制御部２００は、流体供給部１９２を停止する。また、図７に示すように、制御部３８０は、ブロワ３１２、加熱器１２４を駆動する。また、制御部３８０は、バルブ１１６ａ、１４６ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｅを開弁する。制御部３８０は、流量調整弁１６６を開弁して開度を調整する。
【0079】
そうすると、固気分離器１４０によって分離された第２温度の気体は、配管１７２ｂを通じて、低温収容部１６０ａに供給される。低温収容部１６０ａに供給された第２温度の気体は、まず、蓄熱ユニット１６０ｂの蓄熱体１６０ｂａ（第１潜熱蓄熱材２１２）と熱交換される。これにより、第２温度の気体が第３温度に冷却され、蓄熱ユニット１６０ｂの蓄熱体１６０ｂａが第３温度に加熱される。
【0080】
そして、第３温度になった気体は、低温収容部１６０ａに収容された固体粒子を流動化させる。また、第３温度の気体によって、低温収容部１６０ａに収容された固体粒子は、第４温度（第４温度は、後述する第６温度より低く、常温（例えば、２５℃）より高い）に加熱される。
【0081】
そして、第４温度となった気体は、配管１７２ｃを通じて蓄熱部１９６に供給される。第４温度の気体は、蓄熱部１９６の第２潜熱蓄熱材２２２と熱交換される。これにより、第４温度の気体が第５温度に冷却され、第２潜熱蓄熱材２２２が第５温度に加熱される。
【0082】
つまり、低温収容部１６０ａに収容された蓄熱ユニット１６０ｂおよび固体粒子と、蓄熱部１９６とは、第１熱交換器１３０から排出された気体が有する熱を一部回収することができる。
【0083】
そして、第５温度に冷却された気体は、配管１７２ｅ、配管３１４ｃを通じて、ブロワ３１２に返送される。つまり、固気分離された気体は、低温槽１６０および蓄熱部１９６を通過した後、加熱器１２４に戻される。換言すれば、気体は、第１熱交換器１３０、固気分離器１４０、低温槽１６０（蓄熱ユニット１６０ｂ）、蓄熱部１９６、加熱器１２４を循環することになる。
【0084】
以上説明したように、第１の変形例にかかる蓄エネルギー装置３００は、蓄熱モードにおいて生じる排熱で気体を予熱した後、加熱器１２４に供給することができる。したがって、蓄エネルギー装置３００は、加熱器１２４の消費エネルギーを低減することが可能となる。
【0085】
［第２の変形例］
図８Ａは、第２の変形例にかかる加熱器４２４を説明する図である。図８Ｂは、第２の変形例にかかる加熱器５２４を説明する図である。図８Ｃは、第２の変形例にかかる加熱器６２４を説明する図である。なお、第２の変形例において、上記実施形態で説明した構成と実質的に等しい構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図８Ａは、第２の変形例にかかる加熱器４２４を説明する図である。図８Ｂは、第２の変形例にかかる加熱器５２４を説明する図である。図８Ｃは、第２の変形例にかかる加熱器６２４を説明する図である。なお、第２の変形例において、上記実施形態で説明した構成と実質的に等しい構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0086】
加熱器４２４は、電気ヒータである。図８Ａに示すように、加熱器４２４は、第１熱交換器１３０の外壁に設けられる。
【0087】
加熱器５２４は、電気ヒータである。図８Ｂに示すように、加熱器５２４は、第１熱交換器１３０の内壁に設けられる。
【0088】
加熱器６２４は、電気ヒータである。図８Ｃに示すように、加熱器６２４は、第１熱交換器１３０内に設けられる。
【0089】
加熱器４２４、５２４、６２４は、少なくとも第１熱交換器１３０の下部に設けられる。加熱器４２４、５２４、６２４の加熱温度は、箱体１２２の耐熱温度（箱体１２２の分散板の耐熱温度）未満とする。
【0090】
加熱器４２４、５２４、６２４は、制御部２００によって駆動制御される。具体的に説明すると、加熱器４２４、５２４、６２４は、蓄熱モードにおいて駆動され、放熱モードにおいて停止される。加熱器４２４、５２４、６２４を備えることにより、固体粒子に効率よく伝熱することが可能となる。
【0091】
以上、添付図面を参照しながら一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0092】
例えば、上述した実施形態において、蓄熱部１９６が、収容容器２２０と、第２潜熱蓄熱材２２２と、複数の管２３０とを含む構成を例に挙げた。しかし、蓄熱部１９６は、第２潜熱蓄熱材２２２を含んでいれば構成に限定はない。例えば、蓄熱部１９６は、蓄熱ユニット１６０ｂと同様に、収容容器２２０と、複数の蓄熱体とを含んでもよい。この場合、蓄熱体は、収容器と、収容器内に収容される第２潜熱蓄熱材２２２とで構成される。
【0093】
また、上記実施形態において、気体供給部１１０が供給する気体として、空気を例に挙げて説明した。しかし、気体供給部１１０が供給する気体に限定はない。気体供給部１１０は、例えば、二酸化炭素や燃焼排ガスを供給してもよい。
【0094】
また、上記実施形態において、気体供給部１１０が、ブロワ１１２を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、気体供給部１１０は、気体を第１熱交換器１３０に供給できれば構成に限定はない。例えば、気体供給部１１０は、ブロワ１１２に代えて、圧縮気体源（例えば、圧縮空気源）やポンプを備えてもよい。
【0095】
また、上記実施形態において、第１熱交換器１３０の底面から気体が供給される構成を例に挙げて説明した。しかし、気体（空気）は、第１熱交換器１３０における固体粒子の供給箇所より下方から供給されればよい。例えば、気体（空気）は、第１熱交換器１３０の下部から供給されてもよい。また、気体供給部１１０は、常圧の気体を供給してもよいし、加圧した気体を供給してもよい。
【0096】
また、上記実施形態において、流体供給部１９２が、第２熱交換器１９０によって熱交換された流体を第２熱利用機器１９４に供給する場合を例に挙げて説明した。しかし、流体供給部１９２は、第２熱交換器１９０によって熱交換された流体を第２熱利用機器１９４に代えて、または、加えて、第１熱利用機器１８０に供給してもよい。
【0097】
また、上記実施形態において、低温槽１６０が流動層として固体粒子を貯留する構成を例に挙げて説明した。これにより、放熱モードにおいて固体粒子の熱で効率よく気体を予熱することができる。しかし、低温槽１６０は、固体粒子を貯留できれば構成に限定はない。低温槽１６０は、例えば、ホッパであってもよい。また、低温槽１６０が移動層として固体粒子を貯留してもよい。
【0098】
また、上記実施形態において、高温槽１５０がホッパである場合を例に挙げて説明した。これにより、高温の固体粒子の放熱を抑制することができる。しかし、高温槽１５０は、固体粒子を貯留できれば構成に限定はない。高温槽１５０は、例えば、低温槽１６０と同様に、流動層として固体粒子を貯留する構成であってもよい。
【0099】
また、上記実施形態において、電力が余剰（発電電力量－需要電力量 > 所定値（例えば０））する期間を蓄熱モードとした。しかし、電力を他のエネルギーに転換する必要があるとき（例えば、電力グリッドを安定させるために電力を消費する必要があるとき）に、蓄熱モードとしてもよい。また、電力が必要（発電電力量－需要電力量 < ０、例えば、電力が不足）となった際に放熱モードとした。しかし、熱を利用する必要があるとき（例えば、セメント工場で熱を利用したい場合）に放熱モードとしてもよい。
【0100】
また、上記実施形態および第１の変形例において、蓄エネルギー装置１００、３００は、蓄熱ユニット１６０ｂ（蓄熱体１６０ｂａ）および、蓄熱部１９６を備える構成を例に挙げた。しかし、蓄エネルギー装置１００、３００は、蓄熱体１６０ｂａおよび蓄熱部１９６のうち、少なくともいずれか一方を備えていればよい。
【産業上の利用可能性】
【0101】
本開示は、蓄エネルギー装置に利用することができる。
【符号の説明】
【0102】
１００ 蓄エネルギー装置
１１０ 気体供給部
１２４ 加熱器
１３０ 第１熱交換器
１４０ 固気分離器
１５０ 高温槽
１５２ 高温粒子供給部
１６０ 低温槽
１６２ 低温粒子供給部
１７０ 気体送出部
１８０ 第１熱利用機器
１９６ 蓄熱部
２００ 制御部
２１２ 第１潜熱蓄熱材
２２２ 第２潜熱蓄熱材
３００ 蓄エネルギー装置
３１０ 気体供給部
３７０ 気体送出部
３８０ 制御部
４２４ 加熱器
５２４ 加熱器
６２４ 加熱器
１１０ 気体供給部
１２４ 加熱器
１３０ 第１熱交換器
１４０ 固気分離器
１５０ 高温槽
１５２ 高温粒子供給部
１６０ 低温槽
１６２ 低温粒子供給部
１７０ 気体送出部
１８０ 第１熱利用機器
１９６ 蓄熱部
２００ 制御部
２１２ 第１潜熱蓄熱材
２２２ 第２潜熱蓄熱材
３００ 蓄エネルギー装置
３１０ 気体供給部
３７０ 気体送出部
３８０ 制御部
４２４ 加熱器
５２４ 加熱器
６２４ 加熱器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】