こんな位置エネルギー蓄電はどうでしょう。

質問

安い深夜電力を利用し、モータによって位置エネルギーとしてコンクリートなどのおもりを高所に上げておき、昼間下ろしながら発電するという節電アイデアはどうでしょうか。シンプルでコストも比較的安く、一般家庭でも可能と思いますが。電力会社の契約などに問題がありますか。需要ピークが低くなり向こうも喜ぶと思いますが。
もしかしてすでに製品化されていますか？

回答No.8

fujiyama32 · ベストアンサー

位置のエネルギーはE＝m×g×hで計算できます。
例として500kgのコンクリートを20[m]上昇させます。この時の
蓄えられたエネルギーはE＝500×9.8×20＝98000[J]となります。

次にこれを1時間(＝60分間＝3600秒)で徐々に下げます。
これを効率100%の発電機で発電したとしますと。
98000[J]÷3600[s]＝27[J/s]＝27[W]
となります。効率75%の発電機ですと 27W×0.75＝20.25[W]
即ち、20W程度のランプを1時間点灯することができます。

なお、吊り上げたコンクリートはモータの電源を切れば、即座に
落下してしまいます。
1時間掛けて徐々に下げる機械装置には工夫が必要で、この部分の
ロスも考慮する必要があります。
実際の装置にまとめられた場合、採算はどのようにお考えですか?

お礼

ご回答ありがとうございます。具体的な計算を示していただき実感がわきました。
500kgのコンクリートを20m徐々に下ろせたとしても、蛍光灯1本を1時間くらいのエネルギーしかないのですね。これではまったく実用できませんね。
息子のオモチャですが、トミカの５階建て立体駐車場があり、これは手動エレベータでミニカーを各階に持ち上げた後、帰りは付帯しているスパイラルの道路でぐるぐる回りながら勝手に降りてくるものがあります。これをみて発案した次第でした。
電気エネルギーは大事に使わなければと深く感じました。
皆様ありがとうございました。

回答No.7

opechorse

もうフライホイール型無停電装置
(目的が停電時のバックアップなのでこういう名称になっています)
が実用化されています

一台あたり1670KVAだそうです
ざっくり、1670KVAを1670KW　30分→1800秒駆動とすると
保有エネルギーは
1670*10^3*1800≒3.0*10^9J
一般家庭で高さ10mで位置エネルギーを計算すると
3.0*10^8キログラム　3000トンの荷重が要ります
実際一般家庭でこれだけ必要かはわかりませんが
フライホイールで実用化になっている以上
あえて位置エネルギーを使った形式で行う必要はないと思います

参考URL：

http://www.ns-elex.co.jp/seihin/ups/ups1.htm

お礼

参考URLのフライホイール型無停電装置を見てきました。こんな大掛かりな設備でも、バックアップ１５秒とか記載していました。
私の熱量計算がとんでもなく見積もり違いだったことが判明してきました。
ありがとうございました。

回答No.6

trajaa

わざわざ位置エネルギーとして蓄え、
それを元に発電し、その電力で何かをなす

よりも普通に、お湯として蓄えて給湯に使用する(電気でお湯を沸かし直すよりも効率的)
深夜電力による電気温水器として既に実現済み。

結局は、エネルギーの変換効率、設備の導入費用、運用コスト、安全性から出来ることは限られる。

何トンものコンクリートをネジに沿わせて下ろすなんて非現実的だと思う
どんなネジを使うかしれませんが、回転するのに抵抗があれば結局は熱エネルギーとして消費してしまうだろうし・・・

回答No.5

worldd

1kgが1秒(10m)落下すると10W
10Wの機器を1時間使うには、3.6トンのおもりを10m持ち上げる必要があります
効率100%超概算、間違っていれば誰か訂正して下さい

お礼

ご回答ありがとうございます。
3.6トンのおもりを10mあげても、ノートＰＣだったら１Ｈも使えないのですね。これではまったく実用できません。
具体的な数字が出てきて実感がわいてきました。

回答No.4

noname#65902

変換する数値を知らないので試算してませんが...

・家庭で使う電力を得るのに、何トンのコンクリートの塊を何メートル
持ち上げておけばよいか。
・その寸法はどれほどになるのか。
・各家庭にそれを設置するスペースがあるか。
・建造物も頑強な必要があるが、コストがかなりかかるのではないか。
・双方の変換効率はどの程度か。
・倒壊などの危険はないか。って、あるわけなんですが、
地震でも起こってくずれれば、
各所に蓄えた位置エネルギーがそれぞれの場で放出されるわけです。
火災にはなりにくいでしょうが、住居などを壊す心配が。
・持ち上げる電動機のメンテナンスコストはどれくらいかかるか。

あたりがクリアできればモノになるかもしれません。

似た発想で、地下に設置したフライホイールの回転運動として蓄える、
というアイデアをどこかで読みました。
実現は...してないと思います。
これとて、蓄えた状態＝高速回転してる　ものが壊れて飛び出したりしたら
そこらじゅう壊しまくるでしょうから危険ではありますよね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
フライホールの蓄電というものがあることは驚きました。
私のプランの場合、どうやらとんでもなく重い重量物をかなりの高所まで持ち上げる必要がありそうですね。

回答No.3

kalze

規模が小さすぎて効率が悪すぎるかと

水力発電の場合は、実際に発電している量（しなくてはいけない最低量）よりも需要が低いために余っている電力でまかなえば、捨てるものを利用しているから丸々損しなくて済むし、水の量が大量だから成り立つものだとおもいます

一般家庭だと、たかだか2階、よくて3階程度に上げるのが限度でしょうし、例えばコンクリートをそこまで上げてもおろすと一瞬
瞬間的にそれなりに発電できても持続できないのであれば役に立ちません

結局小規模だとコストに見合わない、効率が悪いかと

お礼

ありがとうございます。
規模が小さくＣ／Ｐが悪いかもということでしょうか。
エネルギー計算は普通高校レベル以下なので小生には無理ですが、重いコンクリートを安全な方法で何とか高く持ち上げ、ピッチの小さいねじに沿わせてくるくる落ちてくるようにすればエアコンだけあきらめて、その他家庭用の昼間電力くらいはまかなえるのでわ？と思った次第です。

回答No.2

noname#58440

それは揚水型水力発電と言って100年位前から使われてます。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
水力の揚水発電はもちろんそうですが、一般家庭など、需要家側でのアプローチはありますでしょうか。

回答No.1

firefoxjpn

水力発電がまさにそれを行っています。おもりは、水です。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
水力の揚水発電はもちろんそうですが、一般家庭など、需要家側でのアプローチはありますでしょうか。