JP2002056879A - Water electrolysis device and phosphoric acid type fuel cell generating system - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for effectively utilizing electric energy and realizing the evenness of a load of a power system. SOLUTION: This generating system has at least a water electrolysis device and a phosphoric acid type fuel cell. Gaseous hydrogen and gaseous oxygen are produced by water electrolysis by the water electrolysis device, and produced gaseous hydrogen and gaseous oxygen are separately stored, and they are taken out when the power is required. When leading these gases into a phosphoric acid type fuel cell, gaseous hydrogen is supplied to a fuel electrode of the cell, and gaseous oxygen or the mixture gas of gaseous oxygen gas and air is supplied to an air electrode of the cell to generate the power in this water electrolysis device and phosphoric acid type fuel cell generating system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水電解装置とリン
酸形燃料電池とを組み合わせた新規な発電システムに関
する。The present invention relates to a novel power generation system combining a water electrolysis device and a phosphoric acid fuel cell.

【０００２】[0002]

【従来技術】近年、昼間の電力需要は大幅に伸びている
のに対し、深夜電力需要の伸びは少なく、昼夜の電力需
要の格差は拡大する一方である。このため、図１に示す
ように、上記格差を是正し、電力系統の負荷平準化を図
る必要がある。2. Description of the Related Art In recent years, power demand during the day has greatly increased, while demand for power at midnight has been small, and the gap between power demand during the day and night has been increasing. For this reason, as shown in FIG. 1, it is necessary to correct the above difference and level the load of the power system.

【０００３】かかる格差を是正する方策として、電気温
水器や氷蓄熱による冷暖房の普及を促進して深夜電力需
要を増加させる等の試みがなされているものの、単機で
の消費電力は小さく、電力系統の負荷平準を実現するま
でに至っていない。電力負荷の平準化を実現するための
手段として大型のものでは揚水式発電所があるが、国内
での発電所用地の確保はますます困難になっており、将
来性という点で問題がある。[0003] As a measure to correct the disparity, attempts have been made to increase the demand for electric power at midnight by promoting the spread of cooling and heating by using electric water heaters and ice heat storage. Has not yet been achieved. As means for realizing power load leveling, large-scale pumped-storage power plants are available, but it is becoming increasingly difficult to secure land for power plants in Japan, and there is a problem in terms of future prospects.

【０００４】一方、深夜の発電量、特に全発電量に占め
る割合が高い原子力発電の発電量を抑えることも考えら
れる。しかし、原子力発電はその負荷調整幅が狭く、夜
間といえども発電負荷を下げることは事実上不可能であ
る。On the other hand, it is also conceivable to suppress the amount of power generated at midnight, particularly the amount of nuclear power generation, which accounts for a large proportion of the total power generation. However, nuclear power generation has a narrow load adjustment range, and it is virtually impossible to reduce the generation load even at night.

【０００５】これとは別に、電気エネルギーを有効利用
するための技術が種々検討されている。例えば、水の電
解分解により水素ガスを発生させ、気体状態又は液化水
素として輸送し、電力消費地で使用する方法が提案され
ている。具体的には、新エネルギー産業技術総合開発機
構(ＮＥＤＯ)で実施されている We-net 計画がある。そ
の概略系統フローを図２に示す。この計画は、カナダの
水力発電の電力を利用して水の電気分解を行い、発生し
た水素ガスを液化水素として日本に輸送し、エネルギー
源として使用するものである。その他にも、砂漠地帯に
設置した太陽電池エネルギーにより水を電解して水素ガ
スを製造する計画が考えられている。いずれの計画も、
基本的には水素エネルギー社会を想定した壮大な計画と
言える。しかし、これらの計画では、水の電気分解で水
素とともに発生する酸素の有効利用については特に考慮
されていない。[0005] Apart from this, various techniques for effectively utilizing electric energy have been studied. For example, a method has been proposed in which hydrogen gas is generated by electrolysis of water, transported in a gaseous state or as liquefied hydrogen, and used in a power consuming area. Specifically, there is a We-net plan being implemented by the New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO). FIG. 2 shows the schematic system flow. The plan uses water from Canada's hydroelectric power to electrolyze water, transport the resulting hydrogen gas to Japan as liquefied hydrogen, and use it as an energy source. Other plans include producing hydrogen gas by electrolyzing water using solar cell energy installed in desert areas. Both plans,
Basically, it can be said to be a grand plan that assumes a hydrogen energy society. However, these plans do not specifically consider the effective use of oxygen generated with hydrogen in the electrolysis of water.

【０００６】また、水素エネルギーの利用方法の一つと
して燃料電池を使用することも考えられている。ところ
が、消費地に設置した燃料電池システムでは、水素ガス
の利用は可能であっても、酸素ガスを利用するものでは
ないので発電効率の向上は望めず、エネルギーの有効利
用の面ではなお不十分と言える。[0006] It has also been considered to use a fuel cell as one of the methods of utilizing hydrogen energy. However, the fuel cell system installed in the consuming area can use hydrogen gas but does not use oxygen gas, so improvement in power generation efficiency cannot be expected, and it is still insufficient in terms of effective use of energy It can be said.

【０００７】現在、ＮaＳ電池やレドックスフロー形電
池の開発も進められているが、発電容量は１ＭＷ程度ま
でが限界であり、大容量化は今後の研究開発を待たなけ
ればならない。At present, the development of NaS batteries and redox flow batteries is also underway, but the power generation capacity is limited to about 1 MW, and the increase in capacity must wait for future research and development.

【０００８】さらに、都市ガスを燃料とするリン酸形燃
料電池をＤＳＳ運用することにより電力のピークカット
をすることも考えられるが、改質装置を含めたシステム
では起動・停止に３時間〜４時間以上も必要とし、実用
的なシステムとは言えない。[0008] Further, it is conceivable to cut off the peak of electric power by operating the phosphoric acid type fuel cell using city gas as a fuel by DSS operation. It takes more than time and is not a practical system.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、電気エ
ネルギーを有効に利用できるシステムは未だ開発途上に
あるというのが現状である。As described above, at present, a system that can effectively use electric energy is still under development.

【００１０】従って、本発明の主な目的は、電気エネル
ギーの有効利用を図り、ひいては電力系統の負荷平準化
を実現できるシステムを提供することにある。[0010] Accordingly, a main object of the present invention is to provide a system which can effectively use electric energy and can realize load leveling of a power system.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術の
問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定のシステムが
上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成する
に至った。Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies in view of the problems of the prior art, and as a result, has found that a specific system can achieve the above object, and has completed the present invention.

【００１２】すなわち、本発明は、少なくとも水電解装
置及びリン酸形燃料電池を有する発電システムであっ
て、水電解装置による水の電気分解により水素ガスと酸
素ガスを製造し、製造された水素ガス及び酸素ガスをそ
れぞれ貯蔵し、電力が必要なときに上記水素ガス及び酸
素ガスを取り出し、これらのガスをリン酸形燃料電池に
導入するにあたり、当該電池の燃料極に水素ガスを供給
し、当該電池の空気極に酸素ガス又はこれと空気との混
合ガスを供給することによって、上記燃料電池により発
電を行うことを特徴とする水電解装置−リン酸形燃料電
池系発電システムに係るものである。That is, the present invention relates to a power generation system having at least a water electrolysis device and a phosphoric acid fuel cell, wherein hydrogen gas and oxygen gas are produced by electrolysis of water by the water electrolysis device, and the produced hydrogen gas is produced. And oxygen gas, respectively, and when power is required, the hydrogen gas and oxygen gas are taken out, and when introducing these gases into the phosphoric acid fuel cell, hydrogen gas is supplied to the fuel electrode of the battery. The present invention relates to a water electrolysis device-phosphoric acid type fuel cell power generation system, wherein power is generated by the fuel cell by supplying oxygen gas or a mixed gas thereof with air to an air electrode of the battery. .

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の水電解装置−リン酸形燃
料電池系発電システムは、少なくとも水電解装置及びリ
ン酸形燃料電池を有する発電システムであって、水電解
装置による水の電気分解により水素ガスと酸素ガスを製
造し、製造された水素ガス及び酸素ガスをそれぞれ貯蔵
し、電力が必要なときに上記水素ガス及び酸素ガスを取
り出し、これらのガスをリン酸形燃料電池に導入するに
あたり、当該電池の燃料極に水素ガスを供給し、当該電
池の空気極に酸素ガス又はこれと空気との混合ガスを供
給することによって、上記燃料電池により発電を行うこ
とを特徴とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A water electrolysis device-phosphoric acid fuel cell power generation system of the present invention is a power generation system having at least a water electrolysis device and a phosphoric acid fuel cell, wherein water is electrolyzed by the water electrolysis device. Produces hydrogen gas and oxygen gas, stores the produced hydrogen gas and oxygen gas, respectively, takes out the hydrogen gas and oxygen gas when power is required, and introduces these gases into the phosphoric acid fuel cell. In this case, hydrogen gas is supplied to the fuel electrode of the battery, and oxygen gas or a mixed gas thereof is supplied to the air electrode of the battery, whereby power is generated by the fuel cell.

【００１４】 水の電気分解 水の電気分解は、水電解装置により行う。水電解装置の
形式等は特に限定されない。例えば、固体高分子形水電
解装置、ソーダ法水電解装置等の公知の装置を用いるこ
とができる。Electrolysis of Water Electrolysis of water is performed by a water electrolysis device. The type of the water electrolysis device is not particularly limited. For example, known devices such as a solid polymer water electrolysis device and a soda method water electrolysis device can be used.

【００１５】特に、固体高分子形水電解装置は、水素ガ
ス及び酸素ガスを加圧状態で発生させて貯蔵することが
可能であることから、リン酸形燃料電池へのガス供給時
に空気ブロワー等の装置が不要となる点で好ましい。ま
た、加圧動作による水電解反応エネルギーの増加もわず
かであり、効率的なエネルギー貯蔵が可能である。小型
又は中規模容量機では固体高分子膜を使用した水電解装
置はすでに実用化されており、これらも本発明システム
の水電解装置として使用できる。In particular, the polymer electrolyte water electrolyzer can generate and store hydrogen gas and oxygen gas in a pressurized state. Therefore, when supplying gas to the phosphoric acid type fuel cell, an air blower or the like is used. This is preferable in that the above device becomes unnecessary. Further, the increase in water electrolysis reaction energy due to the pressurizing operation is slight, and efficient energy storage is possible. Water electrolyzers using solid polymer membranes have already been put to practical use in small or medium capacity machines, and these can also be used as water electrolyzers in the system of the present invention.

【００１６】 水素ガス及び酸素ガスの貯蔵 水の電気分解で発生した水素ガス及び酸素ガスは、いっ
たん貯蔵される。貯蔵されるガスは、水の電気分解で発
生した水素ガス及び酸素ガスの一部であっても良いし、
あるいは全部であっても良いが、通常は発生したガスの
全部を貯蔵すれば良い。これらのガスは、例えばそれぞ
れ水素タンク及び酸素タンクに貯蔵することができる。
タンクの構造、大きさ等は、公知のものを適宜採用する
ことができる。また、各タンクは、システム中に１基又
は２基以上設けても良い。Storage of Hydrogen Gas and Oxygen Gas The hydrogen gas and oxygen gas generated by the electrolysis of water are temporarily stored. The stored gas may be a part of hydrogen gas and oxygen gas generated by electrolysis of water,
Alternatively, all of the gas may be stored, but usually all of the generated gas may be stored. These gases can be stored, for example, in a hydrogen tank and an oxygen tank, respectively.
Known structures and sizes of the tank can be appropriately adopted. Also, one or more tanks may be provided in the system.

【００１７】貯蔵された水素ガス及び酸素ガスは、電力
が必要なときに取り出し、これらガスをリン酸形燃料電
池に導入する。例えば、夜間に深夜電力を利用して水の
電気分解により水素ガスと酸素ガスを製造し、これらを
それぞれ水素タンク及び酸素タンクに貯蔵し、昼間の電
力需要の多いときに水素ガスと酸素ガスを取り出してリ
ン酸形燃料電池に供給して発電すれば良い。発電により
得られた電力は、昼間電力として供給すれば良い。The stored hydrogen gas and oxygen gas are taken out when electric power is required, and these gases are introduced into a phosphoric acid fuel cell. For example, hydrogen gas and oxygen gas are produced by electrolysis of water at night using electric power at midnight, and these are stored in a hydrogen tank and an oxygen tank, respectively. What is necessary is just to take out and supply it to a phosphoric acid type fuel cell, and to generate electricity. The power obtained by the power generation may be supplied as daytime power.

【００１８】本発明のシステムにおいて、水素タンクと
酸素タンクのガス貯蔵圧は特に限定されない。高圧ガス
取締法上１０気圧以下であれば規制されないが、水電解
装置の性能面から１０気圧以上、特に１０〜２０気圧程
度とすることも可能である。加圧貯蔵されたガスを取り
出す場合、水素タンク及び酸素タンクの少なくともいず
れか一方のタンクから取り出されるガスのガス圧を制御
できるようにタービン式発電機を設置することもでき
る。例えば、ガス管等のガス払出系統にマイクロタービ
ン発電機等を設置すれば、そのガス圧の制御（減圧）と
同時に、ガスの圧力エネルギーの有効利用を図ることも
できる。発電機としては、タービンを有するものであれ
ば良く、例えばマイクロタービン発電機、膨張タービン
発電機等のような公知のタービン式発電機を使用するこ
とができる。In the system of the present invention, the gas storage pressures of the hydrogen tank and the oxygen tank are not particularly limited. The pressure is not restricted if the pressure is 10 atm or less according to the High Pressure Gas Control Law. When extracting the gas stored under pressure, a turbine generator can be installed so that the gas pressure of the gas extracted from at least one of the hydrogen tank and the oxygen tank can be controlled. For example, if a microturbine generator or the like is installed in a gas discharge system such as a gas pipe, the gas pressure can be controlled (depressurized) and, at the same time, the pressure energy of the gas can be effectively used. The generator may be any as long as it has a turbine. For example, a known turbine generator such as a microturbine generator, an expansion turbine generator, or the like can be used.

【００１９】 リン酸形燃料電池による発電 リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）自体は、汎用されている
ものを使用することができ、その形式、構造等も特に限
定されない。また、リン酸形燃料電池は、システム中に
１基又は２基以上設けても良い。Power Generation by Phosphoric Acid Fuel Cell A phosphoric acid fuel cell (PAFC) itself can be a commonly used one, and its type and structure are not particularly limited. Further, one or more phosphoric acid fuel cells may be provided in the system.

【００２０】燃料電池の形式としてはアルカリ形、リン
酸形、固体高分子形、溶融炭酸塩形、固体電解質形等の
燃料電池がある。本発明システムを昼夜の電力需要の格
差解消のために利用する場合、昼間の約８〜１０時間の
発電では短い起動停止時間と毎日起動停止運用（ＤＳＳ
運用）が必要となる。このような用途にはアルカリ形、
リン酸形、固体高分子形等の燃料電池に適応性がある。
負荷平準化のような用途に使用するには特にセル面積が
１ｍ²級の大面積セルの開発が必要となるが、このよう
な要求を確実に満たすことができる電池が特にリン酸形
燃料電池である。リン酸形燃料電池は、すでに加圧型で
５ＭＷ機、１１ＭＷ機等の大容量機が開発され、また常
圧型でも５０ＫＷ機、１００ＫＷ機、２００ＫＷ機、５
００ＫＷ機、１ＭＷ機等が開発されており、これらも本
発明システムに適用することができる。一般に、これら
のリン酸形燃料電池の電池寿命については、ＤＳＳ運用
で８時間／１日で１５年間使用した場合では、８時間／
１日×３６５日×１５年間×０．８（設備利用率）＝３
５，０４０時間となる。これは、現在のリン酸形燃料電
池のセル寿命の開発目標４万時間に相当するものであ
り、実用に十分耐え得る。There are various types of fuel cells such as an alkaline type, a phosphoric acid type, a solid polymer type, a molten carbonate type, and a solid electrolyte type. When the system of the present invention is used to resolve the difference in power demand between day and night, short start-stop time and daily start-stop operation (DSS) are required for power generation for about 8 to 10 hours in daytime.
Operation) is required. For such applications, the alkaline form,
It is applicable to fuel cells such as phosphoric acid type and solid polymer type.
For use in applications such as load leveling, it is particularly necessary to develop a large-area cell having a cell area of 1 m ² class, but a battery that can reliably satisfy such requirements is particularly a phosphoric acid fuel cell. It is. As for the phosphoric acid fuel cell, large-capacity units such as 5 MW and 11 MW units have already been developed for pressurized type, and 50 KW unit, 100 KW unit, 200 KW unit and 5 KW unit for normal pressure type have been developed.
00KW machines, 1MW machines and the like have been developed, and these can also be applied to the system of the present invention. Generally, the cell life of these phosphoric acid type fuel cells is 8 hours / day when used for 15 years at 8 hours / day in DSS operation.
1 day x 365 days x 15 years x 0.8 (capacity factor) = 3
5,040 hours. This is equivalent to the current development target of 40,000 hours of the cell life of the phosphoric acid type fuel cell, and can be sufficiently used for practical use.

【００２１】リン酸形燃料電池の動作圧力として、常圧
型、加圧型等のいずれも採用でき、燃料電池の形式、シ
ステムの運転条件等に応じて適宜採択すれば良い。As the operating pressure of the phosphoric acid type fuel cell, any of a normal pressure type, a pressurized type and the like can be adopted, and it may be appropriately selected according to the type of the fuel cell, the operating conditions of the system and the like.

【００２２】常圧型の場合、例えば高濃度（高純度）の
水素ガスと酸素ガスを使用することにより、常圧型であ
っても加圧型と同等の効果を得ることができる。また、
一般的に常圧型ではその定格電圧は低いものの、補機動
力が少ないために部分負荷効率が高く、しかも加圧する
ための加圧装置が不要となることから、システムの信頼
性が高く、建設コストも安く済む。すなわち、常圧型リ
ン酸形燃料電池と水電解装置との組み合わせにより、高
発電効率であって、所内動力が少なく、信頼性の高い、
低コストの発電設備を実現することができる。In the case of the normal pressure type, for example, by using high concentration (high purity) hydrogen gas and oxygen gas, the same effect as the pressurization type can be obtained even in the normal pressure type. Also,
In general, the normal pressure type has a low rated voltage, but the auxiliary power is low, so the partial load efficiency is high, and since a pressurizing device for pressurizing is not required, the reliability of the system is high and the construction cost is high. Also cheaper. That is, the combination of the normal pressure type phosphoric acid fuel cell and the water electrolysis device has high power generation efficiency, low in-plant power, high reliability,
Low-cost power generation equipment can be realized.

【００２３】また、加圧型の場合は、水素ガスと酸素ガ
スが加圧貯蔵されている場合において、リン酸形燃料電
池システムとして定格負荷での発電が多いときは、５０
％を超える高負荷時領域で加圧運転を行うことにより発
電効率をさらに高めることが可能である。In the case of the pressurized type, when hydrogen gas and oxygen gas are stored under pressure, and when the power generation at the rated load is large as the phosphoric acid type fuel cell system, 50
%, It is possible to further increase the power generation efficiency by performing the pressurizing operation in the high load region exceeding%.

【００２４】本発明では、必要に応じて、リン酸形燃料
電池のセル電圧を、セルが腐食する制限電圧である０．
８Ｖ以下に維持するためにセル動作圧力は負荷に応じた
変圧運転としても良い。この場合、リン酸形燃料電池に
おいて、１〜７気圧程度の範囲での変圧運転を実施すれ
ば全負荷領域における発電効率をより高めることができ
る。In the present invention, if necessary, the cell voltage of the phosphoric acid type fuel cell is set to 0.1, which is the limiting voltage at which the cells corrode.
In order to maintain the voltage at 8 V or less, the cell operating pressure may be a variable pressure operation according to the load. In this case, in the phosphoric acid fuel cell, if the variable pressure operation is performed in a range of about 1 to 7 atm, the power generation efficiency in the full load region can be further increased.

【００２５】リン酸形燃料電池の空気極のセル電圧は、
通常０．８Ｖ以下になるように調整することが好まし
い。リン酸形燃料電池では、水素ガスと酸素ガスとをそ
のまま反応させると空気極の電圧が高くなる場合があ
る。このため、セル電圧が０．８Ｖを超える負荷領域で
は、酸素ガスと空気を混合することにより空気極に供給
する酸素ガス分圧を制御して０．８Ｖ以下になるように
調整すれば良い。The cell voltage of the air electrode of the phosphoric acid fuel cell is
It is usually preferable to adjust the voltage to 0.8 V or less. In a phosphoric acid fuel cell, when hydrogen gas and oxygen gas are reacted as they are, the voltage of the air electrode may increase. For this reason, in the load region where the cell voltage exceeds 0.8 V, the oxygen gas and the air may be mixed to control the partial pressure of the oxygen gas supplied to the air electrode so as to be adjusted to 0.8 V or less.

【００２６】 リン酸形燃料電池からの水蒸気の圧力
の利用 本発明システムでは、必要に応じて、リン酸形燃料電池
で発生する水蒸気の圧力（圧力エネルギー）を電気エネ
ルギーに転換できるように発電機を設置することもでき
る。発電機はタービンを有するものであれば良く、例え
ばスチームタービン発電機、マイクロタービン発電機等
のような公知のタービン式発電機を使用することができ
る。Utilization of Pressure of Water Vapor from Phosphoric Acid Fuel Cell In the system of the present invention, if necessary, a generator is provided so that the pressure (pressure energy) of water vapor generated in the phosphoric acid fuel cell can be converted to electric energy. Can also be installed. The generator may be any as long as it has a turbine. For example, a known turbine type generator such as a steam turbine generator or a micro turbine generator can be used.

【００２７】一般に、リン酸形燃料電池のセル動作温度
は通常２００℃付近であり、発電時には電池スタックの
冷却水系統から１７０℃前後の水蒸気が発生する。都市
ガスを使用する燃料電池ではこの水蒸気の多くは改質用
の水蒸気として使用され、一部はシステムの加熱用に使
用され、その残りは蒸気式冷凍機で冷房用又は暖房用に
利用されている。これに対し、本発明システムでは水素
ガスと酸素ガスを使用するために改質用蒸気が不要とな
ることから、この水蒸気を発電用として利用することが
できる。具体的には、水蒸気の圧力エネルギーをスチー
ムタービン発電機等の発電機により電気エネルギーに変
換することが可能である。また例えば、前記ガス減圧用
マイクロタービン発電機等のタービン式発電機に水蒸気
を導入し、発電出力を増加させて燃料電池の排熱エネル
ギーの利用を図ることも可能である。この場合、例えば
マイクロタービン出口にドレン水回収用の水蒸気分離器
を設置しても良いし、その後に反応ガスを燃料電池入口
温度まで昇温する熱交換器等を適宜設置しても良い。In general, the cell operating temperature of a phosphoric acid fuel cell is usually around 200 ° C., and during power generation, steam at about 170 ° C. is generated from the cooling water system of the cell stack. In fuel cells that use city gas, much of this steam is used as steam for reforming, some is used for heating the system, and the rest is used for cooling or heating in a steam refrigerator. I have. On the other hand, in the system of the present invention, since the reforming steam is not required because hydrogen gas and oxygen gas are used, this steam can be used for power generation. Specifically, the pressure energy of the steam can be converted to electric energy by a generator such as a steam turbine generator. Further, for example, it is also possible to introduce steam into a turbine-type generator such as the gas-decompression micro-turbine generator to increase the power generation output to utilize the waste heat energy of the fuel cell. In this case, for example, a steam separator for collecting drain water may be installed at the outlet of the microturbine, or a heat exchanger or the like that raises the temperature of the reaction gas to the fuel cell inlet temperature may be appropriately installed.

【００２８】 リン酸形燃料電池で生成する水の利用 本発明システムでは、必要に応じて、１）リン酸形燃料
電池において水素と酸素の反応により生成する水及び
２）電池冷却水系統で発生した水蒸気の少なくとも一方
を回収し、回収した水（回収水）の一部又は全部を水電
解装置による水の電気分解に用いることもできる。すな
わち、本発明システムでは、回収水を上記水電解装置に
循環することにより、回収水の有効利用を図ることがで
きる。Use of Water Produced by Phosphoric Acid Fuel Cell In the system of the present invention, if necessary, 1) water produced by the reaction of hydrogen and oxygen in the phosphoric acid fuel cell and 2) water produced in the cell cooling water system At least one of the collected steam can be recovered, and a part or all of the recovered water (recovered water) can be used for electrolysis of water by a water electrolysis device. That is, in the system of the present invention, the recovered water can be circulated to the water electrolysis device, whereby the recovered water can be effectively used.

【００２９】本発明システムでは、水電解用の水をすべ
て外部の市水や工業用水から供給することも可能であ
る。但し、この場合には大きな純水製造装置を必要とす
る分だけ、水処理コスト等が高くなる。一方、本発明シ
ステムにおいては、燃料電池における水素ガスと酸素ガ
スとの反応により純水に近い良質の水が生成されるの
で、この水を水電解用としても好適に利用することがで
きる。また、電池冷却水系統では水蒸気が発生するが、
この水蒸気も回収して水電解用として用いることができ
る。このように、これら回収水の一部又は全部を水電解
用として利用すれば、水電解用の水供給の低コスト化、
ひいては発電効率をより高めることが可能になる。In the system of the present invention, all the water for water electrolysis can be supplied from external city water or industrial water. However, in this case, the cost of water treatment is increased by the amount of the large pure water production apparatus required. On the other hand, in the system of the present invention, the reaction between the hydrogen gas and the oxygen gas in the fuel cell produces high-quality water close to pure water, and this water can be suitably used for water electrolysis. In addition, steam is generated in the battery cooling water system,
This water vapor can also be recovered and used for water electrolysis. Thus, if a part or all of the recovered water is used for water electrolysis, the cost of water supply for water electrolysis can be reduced,
As a result, the power generation efficiency can be further improved.

【００３０】上記１）について、具体的には、リン酸形
燃料電池の発電時に水素ガスと酸素ガスとの反応により
燃料極及び空気極では水蒸気が発生する。この水蒸気は
排空気及び排燃料ガス中に含まれるが、水蒸気は冷却器
等により冷却され、水（ドレン水）として回収すること
ができる。このドレン水中にリン酸等の微量不純物が混
入する場合があるが、システム外から供給する市水や工
業用水よりもはるかに純度が高い。なお、不純物が含ま
れる場合には、イオン交換樹脂等の公知の精製処理を施
すことによって比較的容易に水電解用の純水（電解用
水）を得ることができる。Regarding the above 1), specifically, water vapor is generated at the fuel electrode and the air electrode due to the reaction between hydrogen gas and oxygen gas during power generation of the phosphoric acid fuel cell. The water vapor is contained in the exhaust air and the exhaust fuel gas, and the water vapor is cooled by a cooler or the like and can be recovered as water (drain water). Although trace impurities such as phosphoric acid may be mixed into the drain water, the purity is much higher than city water or industrial water supplied from outside the system. When impurities are contained, pure water for water electrolysis (water for electrolysis) can be obtained relatively easily by performing a known purification treatment such as an ion exchange resin.

【００３１】燃料電池で生成される水は、理論的には水
電解に必要な水と同量の水が生成されるので、回収水の
全部で必要な電解用水をまかなうことも可能であるが、
蒸発等により若干の水ロスが生じる場合もある。従っ
て、このような場合は、必要に応じて、不足する水をシ
ステム外から適宜供給すれば良い。The water generated by the fuel cell is theoretically generated in the same amount as the water required for water electrolysis, and thus it is possible to supply the necessary electrolysis water with the whole recovered water. ,
Some water loss may occur due to evaporation or the like. Therefore, in such a case, if necessary, it is sufficient to appropriately supply the insufficient water from outside the system.

【００３２】上記２）の電池冷却水系統で発生する蒸気
は、蒸発により蒸留され、不純物は水蒸気分離器のタン
クに残るため、上記１）の回収水と同様に純度が高く、
電解用水として利用することができる。The steam generated in the battery cooling water system of the above 2) is distilled by evaporation, and the impurities remain in the tank of the steam separator. Therefore, the purity is high like the recovered water of the above 1).
It can be used as water for electrolysis.

【００３３】このようにして得られた回収水は、通常は
専用のタンク（純水タンク）に蓄えられる。必要に応じ
て、回収水の一部又は全部を水電解装置に供給すること
も可能である。純水タンクは、必要により１基又は２基
以上設けても良い。また、純水タンクには、必要に応じ
てボトミングヒーター等の加熱装置を設けても良い。The recovered water thus obtained is usually stored in a dedicated tank (pure water tank). If necessary, part or all of the recovered water can be supplied to the water electrolysis device. One or more pure water tanks may be provided as necessary. Further, the pure water tank may be provided with a heating device such as a bottoming heater as needed.

【００３４】 リン酸形燃料電池で発生する熱の利用 本発明システムでは、上記で回収した水を、リン酸形
燃料電池で発生する熱の一部又は全部を用いて加熱（保
温も含む。以下同じ）することもできる。一般にリン酸
形燃料電池は発電中には余剰熱が発生するが、コ・ジェ
ネ機器として設置する場合以外では周辺に熱利用設備は
なく、熱の有効利用は難しい。これに対し、本発明シス
テムでは、水循環系統、特に純水タンクにリン酸形燃料
電池の排熱を利用して加熱・保温し、水電解時の効率を
向上させることができ、これにより余熱の有効利用が可
能となる。Utilization of Heat Generated by Phosphoric Acid Fuel Cell In the system of the present invention, the water recovered above is heated (including the heat retention. Hereafter, including part or all of the heat generated by the phosphoric acid fuel cell. The same). In general, a phosphoric acid fuel cell generates excess heat during power generation, but there is no heat utilization facility around it except when installed as a co-generation device, and it is difficult to use heat effectively. On the other hand, in the system of the present invention, the water circulation system, in particular, the pure water tank is heated and kept warm by using the exhaust heat of the phosphoric acid fuel cell, so that the efficiency at the time of water electrolysis can be improved. Effective use becomes possible.

【００３５】上記のように酸素と水素との反応により
生成する水（水蒸気）のほか、電池冷却系統等から水蒸
気又は温水が生成するが、これら水蒸気又は温水の熱エ
ネルギー（排熱）を回収し、回収水の加熱に再利用す
る。As described above, in addition to water (steam) generated by the reaction between oxygen and hydrogen, steam or hot water is generated from a battery cooling system or the like, and heat energy (exhaust heat) of the steam or hot water is recovered. , And reuse for heating recovered water.

【００３６】表１には、本発明システムにおける排熱発
生箇所、利用熱条件及び熱利用先の一例を示す。Table 1 shows an example of locations where heat is generated, heat utilization conditions, and heat utilization destinations in the system of the present invention.

【００３７】[0037]

【表１】 [Table 1]

【００３８】電池スタックでは、電池冷却水系統から約
１７０℃（水蒸気圧：約７ｋｇ／ｃｍ²）の水蒸気と飽
和水が発生する。この蒸気を必要に応じて背圧式スチー
ムタービン発電機等を通じて発電に利用した後、冷却器
等を経て約９０〜１００℃の高温水を得る。この高温水
は上記蒸気が凝結したもので純度が高い。このため、こ
の高温水を熱交換器に通してその熱を取り出すことも可
能であるが、そのまま電解用水に混合することによって
電解用水を直接加熱することもできる。また、電池スタ
ックで発生し、水蒸気分離器を経た蒸気は、そのまま熱
交換器等によって電解用水を約９０〜１００℃に加熱す
ることができる。In the battery stack, steam and saturated water of about 170 ° C. (steam pressure: about 7 kg / cm ² ) are generated from the battery cooling water system. This steam is used for power generation through a back-pressure steam turbine generator or the like as necessary, and then high-temperature water of about 90 to 100 ° C. is obtained through a cooler or the like. This high-temperature water has a high purity due to condensation of the steam. Therefore, it is possible to extract the heat by passing the high-temperature water through a heat exchanger, but it is also possible to directly heat the electrolytic water by directly mixing it with the electrolytic water. Further, the steam generated in the battery stack and passed through the steam separator can directly heat the electrolysis water to about 90 to 100 ° C. by a heat exchanger or the like.

【００３９】一方、空気極及び燃料極では、約１７０℃
付近の水蒸気（常圧）が発生し、この水蒸気の熱を熱交
換器（冷却器）等により回収する。その結果として温水
を得ることができる。例えば、熱交換器を２段階に設定
すれば、第一段の熱交換器で９０〜１００℃の高温水、
第二段の熱交換器で４０〜５０℃の低温水をそれぞれ得
ることができる。On the other hand, at the air electrode and the fuel electrode, about 170 ° C.
Steam (at normal pressure) is generated in the vicinity, and the heat of the steam is recovered by a heat exchanger (cooler) or the like. As a result, warm water can be obtained. For example, if the heat exchanger is set in two stages, high-temperature water of 90-100 ° C.
Low-temperature water of 40 to 50 ° C. can be obtained in the second-stage heat exchanger.

【００４０】これらの蒸気又は温水のうち、回収水の加
熱には好ましくは上記の水蒸気及び高温水を用いる。上
記水蒸気及び高温水は、その他にＦＣ供給ガス（燃料
極：水素ガス、空気極：酸素ガスあるいは酸素ガスと空
気との混合ガス）の加熱等にも用いることができる。回
収水を加熱する方法は特に限定的でなく、例えば純水タ
ンクのボトミングヒーター等に温水を流通させることに
より加熱を行うことができる。一方、上記低温水は、外
部からの補給水の昇温又は予備加熱、燃料電池で使用さ
れる水素ガスや酸素ガスの予備加熱用（ガスタンクの保
温用）等に使用される。なお、本発明では、上記低温水
を回収水の加熱に用いることを妨げるものではない。Of the steam or hot water, the above-mentioned steam and high-temperature water are preferably used for heating the recovered water. The steam and the high-temperature water can also be used for heating FC supply gas (fuel electrode: hydrogen gas, air electrode: oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and air). The method for heating the recovered water is not particularly limited. For example, heating can be performed by flowing hot water through a bottoming heater or the like of a pure water tank. On the other hand, the low-temperature water is used for, for example, increasing the temperature or preheating of makeup water from the outside, and preheating the hydrogen gas or oxygen gas used in the fuel cell (for keeping the gas tank warm). In the present invention, the use of the low-temperature water for heating the recovered water is not prevented.

【００４１】このように、これら水蒸気又は温水は、そ
のまま回収水に混合して加熱したり、あるいは熱交換器
等で熱エネルギーだけを取り出し、その熱エネルギーで
回収水を加熱することにより、その熱利用を実現するこ
とができる。これらの熱エネルギーは、単独で又は２以
上を組み合わせて利用することができる。また、必要に
応じて、ボイラー、電気ヒータ等により外部から熱エネ
ルギーを供給することもできる。As described above, the steam or the hot water is mixed with the recovered water as it is and heated, or only the heat energy is taken out by a heat exchanger or the like, and the recovered water is heated with the heat energy to obtain the heat. Use can be realized. These heat energies can be used alone or in combination of two or more. If necessary, heat energy can be supplied from the outside by a boiler, an electric heater, or the like.

【００４２】回収水（電解用水）を加熱する場合の温度
は、設備の種類、システムの運転条件等に応じて適宜設
定すれば良い。図３には、固体高分子形水電解装置にお
ける電解温度と電解電圧との関係を示す。図３に示すよ
うに、より高い温度（通常８０〜１００℃程度）で水を
加熱する場合の方が電解効率面で優れている。このた
め、本発明システムにおいても、電解用水を予め８０℃
以上に加熱することにより、電解効率をより向上させる
ことが可能となる。The temperature at which the recovered water (electrolysis water) is heated may be appropriately set according to the type of equipment, the operating conditions of the system, and the like. FIG. 3 shows the relationship between the electrolysis temperature and the electrolysis voltage in the polymer electrolyte water electrolysis device. As shown in FIG. 3, heating water at a higher temperature (usually about 80 to 100 ° C.) is more excellent in electrolysis efficiency. For this reason, in the system of the present invention, the water for electrolysis is
By heating as described above, it is possible to further improve the electrolysis efficiency.

【００４３】[0043]

【発明の効果】本発明は、実用化しているリン酸形燃料
電池と水電解装置を組み合わせたシステムとして、水の
電気分解により水素ガスと酸素ガスを製造し、水素ガス
及び酸素ガスを水素タンク及び酸素タンクにそれぞれ貯
蔵し、電力が必要なときに、水素ガス及び酸素ガスをリ
ン酸形燃料電池に導入して発電し、電力を供給するシス
テムである。According to the present invention, a hydrogen gas and an oxygen gas are produced by electrolysis of water, and the hydrogen gas and the oxygen gas are stored in a hydrogen tank as a system in which a phosphoric acid fuel cell and a water electrolysis device which are put into practical use are combined. In this system, hydrogen gas and oxygen gas are introduced into a phosphoric acid fuel cell to generate electric power when electric power is required, and to generate electric power when electric power is required.

【００４４】例えば、電力需要の少ない深夜電力を利用
して水電解装置により水の電気分解を行い、発生した水
素ガスと酸素ガスを貯蔵しておき、電力需要の多い昼間
にこれらのガスを用いてリン酸形燃料電池により発電す
ることによって、深夜電力のような余剰電力の有効利用
を図るものである。本発明システムでは、電力系統の負
荷平準化に寄与することができる。For example, water electrolysis is performed by a water electrolyzer using late-night power, which has low power demand, and the generated hydrogen gas and oxygen gas are stored, and these gases are used during daytime when power demand is high. By using a phosphoric acid fuel cell to generate power, surplus power such as midnight power is effectively used. The system of the present invention can contribute to load leveling of the power system.

【００４５】すなわち、本発明システムは、電力設備、
特に発電設備の負荷平準化の役割を担うものであり、従
来において揚水式発電所が行っている役割と同様の役割
を果たすものである。That is, the system according to the present invention comprises:
In particular, it plays a role of leveling the load of the power generation equipment, and plays a role similar to the role that the pumped-storage power plant conventionally performs.

【００４６】また、本発明システムでは、燃料電池の還
元剤及び酸化剤として水素ガス及び酸素ガスを使用する
ために改質系統が不要となる。従って、起動時間が３時
間を超えるような都市ガス燃料の燃料電池と異なり、本
発明システムではＤＳＳ運用が比較的容易に実現でき
る。In the system of the present invention, since a hydrogen gas and an oxygen gas are used as a reducing agent and an oxidizing agent for a fuel cell, a reforming system is not required. Therefore, unlike the fuel cell of the city gas fuel whose startup time exceeds 3 hours, the DSS operation can be relatively easily realized in the system of the present invention.

【００４７】さらに、本発明システムでは、水の電気分
解では生成する水素ガスと酸素ガスとも燃料電池の反応
ガスとして使用できるので、資源の有効利用、発電効率
の向上等にも貢献できる。Further, in the system of the present invention, both hydrogen gas and oxygen gas generated in the electrolysis of water can be used as reaction gases of the fuel cell, which can contribute to effective use of resources and improvement of power generation efficiency.

【００４８】[0048]

【作用】本発明システムは、都市ガス利用等の改質が必
要なシステムとは異なり、水素ガスを直接利用するため
に改質器等の改質ガス系統のないシステム構成となる。
また、燃料電池のカソードにおいて主として酸素ガスを
使用するので、空気を使用する場合と比較して空気ブロ
ワーの容量が大幅に少なくなり、補機動力がかなり減少
する。The system of the present invention has a system configuration without a reforming gas system such as a reformer in order to directly use hydrogen gas, unlike a system which requires reforming such as the use of city gas.
Further, since oxygen gas is mainly used in the cathode of the fuel cell, the capacity of the air blower is significantly reduced as compared with the case where air is used, and the auxiliary power is considerably reduced.

【００４９】図４に常圧型（定圧型）リン酸形燃料電池
における電流密度−平均セル電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を
示す。実線は改質ガスと空気を使用した場合のＩ−Ｖ特
性を示す。本発明のシステムにおいて水素ガス（純水素
ガス）と酸素ガス（純酸素ガス）を使用する場合には、
図４の破線で示すように空気極の電位が向上する。全負
荷範囲でセル電圧は７７ｍＶ程度向上する。リン酸形燃
料電池ではセル電圧を０．８Ｖ以下となるように制御す
る必要があるため、部分負荷では酸素と空気とを混合し
て使用する。これにより、図４に示すように、負荷５０
％以下の領域（電流密度７９９ｍＡ／ｃｍ²）では破線
が水平となるようにすれば良い。FIG. 4 shows a current density-average cell voltage characteristic (IV characteristic) in a normal-pressure (constant-pressure) phosphoric acid fuel cell. The solid line shows the IV characteristics when the reformed gas and air are used. When using hydrogen gas (pure hydrogen gas) and oxygen gas (pure oxygen gas) in the system of the present invention,
As shown by the broken line in FIG. 4, the potential of the air electrode is improved. The cell voltage increases by about 77 mV over the entire load range. In a phosphoric acid fuel cell, it is necessary to control the cell voltage to be 0.8 V or less, so that oxygen and air are mixed and used at a partial load. Thereby, as shown in FIG.
% (Current density 799 mA / cm ² ), the broken line may be horizontal.

【００５０】加圧による変圧運転を採用する場合は、負
荷５０％を超える負荷領域でリン酸形燃料電池を加圧運
転することにより、図４の一点鎖線に示すように、平均
セル電圧は向上する。例えば、２気圧の加圧変圧型でも
約４２ｍＶの電圧が向上し、４気圧の加圧変圧型では約
８５ｍＶ電圧が向上する。このため、セル電圧は全負荷
領域で０．８Ｖを維持できる結果、全負荷領域で高効率
運転が可能になる。In the case of employing the pressure-based variable pressure operation, the average cell voltage is improved as shown by the dashed line in FIG. 4 by performing the pressurized operation of the phosphoric acid type fuel cell in the load region where the load exceeds 50%. I do. For example, a voltage of about 42 mV is improved even with a pressure-change type of 2 atm, and a voltage of about 85 mV is improved with a pressure-change type of 4 atm. As a result, the cell voltage can be maintained at 0.8 V in the full load region, and high efficiency operation can be performed in the full load region.

【００５１】水電解装置とリン酸形燃料電池を組み合わ
せた発電システムの水電解装置には高効率の固体高分子
形水電解装置を採用することが好ましい。この固体高分
子形水電解装置は加圧状態でも水電解効率は基本的に変
化しない。このため、空気ブロワーを使用しなくても、
上記水電解装置で発生した水素ガス及び酸素ガスを加圧
状態でそのまま貯蔵することができる。この加圧には、
一般的に５ＭＷシステムで数百ＫＷのかなり大きな圧縮
動力を必要とするのに対し、固体高分子形水電解装置で
はそのような動力を補う必要がない点において、補機動
力の省略化によるエネルギー低減効果は大きい。It is preferable to employ a high-efficiency polymer electrolyte water electrolyzer as the water electrolyzer of the power generation system in which the water electrolyzer and the phosphoric acid fuel cell are combined. The water electrolysis efficiency of this polymer electrolyte water electrolyzer does not basically change even in a pressurized state. Therefore, even without using an air blower,
The hydrogen gas and the oxygen gas generated by the water electrolysis device can be stored as they are in a pressurized state. In this pressurization,
In general, a 5 MW system requires a considerably large compression power of several hundred kW, whereas a polymer electrolyte water electrolyzer does not need to supplement such power. The reduction effect is great.

【００５２】また、加圧貯蔵されている水素ガス及び酸
素ガスをリン酸形燃料電池の動作圧力まで減圧する場
合、ガス圧を利用できるマイクロガスタービン発電機等
をシステム内に設置すれば、減圧装置として機能するだ
けでなく、その圧力エネルギーも有効に利用することが
できる。When the pressure of the stored hydrogen gas and oxygen gas is reduced to the operating pressure of the phosphoric acid fuel cell, a micro gas turbine generator or the like that can use the gas pressure is installed in the system. In addition to functioning as a device, its pressure energy can be used effectively.

【００５３】本発明システムでは、改質装置が不要なた
めに改質用蒸気も不要となる分、都市ガス利用のリン酸
形燃料電池システムよりも多くの水蒸気をスチームター
ビン発電機等に適用することができる。また、電池スタ
ックからの排熱も常圧で１７０℃近い高温であり、熱利
用の価値が高いシステムとなる。In the system of the present invention, since no reforming steam is required because the reforming device is unnecessary, more steam is applied to the steam turbine generator and the like than in the phosphoric acid fuel cell system using city gas. be able to. In addition, the exhaust heat from the battery stack is as high as 170 ° C. at normal pressure, which makes the system highly valuable for heat utilization.

【００５４】[0054]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に
説明する。但し、本発明の範囲は、実施例に限定される
ものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the examples.

【００５５】実施例１ 図５に本発明システムの概要を示す。このシステムは主
要設備として、送受電設備（１）、固体高分子形水電解
装置（２）、水素タンク（３）、酸素タンク（４）、リ
ン酸形燃料電池（５）、純水タンク（６）等から構成さ
れる。Embodiment 1 FIG. 5 shows an outline of the system of the present invention. This system consists of power transmission and reception equipment (1), polymer electrolyte water electrolyzer (2), hydrogen tank (3), oxygen tank (4), phosphoric acid fuel cell (5), pure water tank ( 6) etc.

【００５６】例えば、夜間は送受電設備（１）を通じて
深夜電力を受電し、固体高分子形水電解装置（２）にお
ける水の電気分解に必要な電力として使用する。送受電
設備には、電力系統の交流電力を水電解装置が必要な直
流電力に変換する直交変換装置、所定の電圧に制御する
ための変圧器等が含まれる。For example, in the nighttime, midnight power is received through the power transmission / reception facility (1) and used as power required for electrolysis of water in the polymer electrolyte water electrolysis device (2). The power transmission and reception equipment includes a quadrature converter for converting AC power of a power system into DC power required by a water electrolysis device, a transformer for controlling the power to a predetermined voltage, and the like.

【００５７】また、水の電気分解に必要な水は純水タン
ク（６）から供給される。この水の性状は純水が必要な
ために補給純水タンクには純水を貯蔵する必要がある。
全ての水電解用の水を外部の市水又は工業用水から供給
することは大かがりな水処理装置を必要とし、水処理コ
ストも高くなるのに対し、燃料電池での生成水は不純物
が少なく、そのまま水電解に利用できることから、水電
解において燃料電池の生成水を再利用するシステムが好
ましい。すなわち、リン酸形燃料電池から発生する水蒸
気（生成水）をドレン水として回収し、回収水の一部又
は全部を水電解装置による水の電気分解に用いることが
できる。このようなシステムも本発明に包含される。The water required for the electrolysis of water is supplied from a pure water tank (6). Since pure water is required for this water property, it is necessary to store pure water in the replenishment pure water tank.
Supplying all the water for water electrolysis from external city water or industrial water requires a large-scale water treatment device and increases the cost of water treatment, while the water generated by the fuel cell has few impurities. Since water can be used as it is for water electrolysis, a system that reuses water generated by the fuel cell in water electrolysis is preferable. That is, water vapor (produced water) generated from the phosphoric acid fuel cell can be recovered as drain water, and a part or all of the recovered water can be used for electrolysis of water by a water electrolysis device. Such a system is also included in the present invention.

【００５８】固体高分子形水電解装置（２）で製造され
た水素ガス及び酸素ガスは、それぞれ水素タンク（３）
及び酸素タンク（４）に貯蔵される。貯蔵するためのガ
ス加圧は、固体高分子形水電解装置（２）の電解時の圧
力をタンクの圧力よりも高く設定することにより可能と
なる。ガスタンク寸法は発電容量、ガスタンクの圧力等
により適宜設定すれば良い。例えば、表２に燃料電池の
発電容量を５ＭＷとした場合において、昼間に８時間発
電する場合のガスタンク容量を示す。The hydrogen gas and the oxygen gas produced in the polymer electrolyte water electrolyzer (2) are supplied to a hydrogen tank (3), respectively.
And stored in an oxygen tank (4). Pressurization of gas for storage can be achieved by setting the pressure during electrolysis of the polymer electrolyte water electrolysis device (2) higher than the pressure of the tank. The dimensions of the gas tank may be appropriately set according to the power generation capacity, the pressure of the gas tank, and the like. For example, Table 2 shows the gas tank capacity when power is generated for 8 hours during the day when the power generation capacity of the fuel cell is 5 MW.

【００５９】[0059]

【表２】 [Table 2]

【００６０】このように、昼間のリン酸形燃料電池の発
電に必要な量の水素ガス及び酸素ガスをそれぞれ水素タ
ンク（３）及び酸素タンク（４）に貯蔵すれば良い。As described above, the amounts of hydrogen gas and oxygen gas required for power generation of the phosphoric acid fuel cell in the daytime may be stored in the hydrogen tank (3) and the oxygen tank (4), respectively.

【００６１】昼間には、リン酸形燃料電池（５）を使用
して発電を行うが、水素ガスは水素タンク（３）から、
酸素ガスは酸素タンク（４）からそれぞれ供給される。
ガスタンクではガスが加圧貯蔵されているためにリン酸
形燃料電池（５）の動作圧力（通常は常圧）まで下げる
必要がある。この場合、水素ガス払出系統と酸素ガス払
出系統にそれぞれ小型マイクロタービン発電機（７）
（８）を設置することにより、動作圧力を減圧でき、同
時に圧力エネルギーを電気エネルギーとして回収するこ
とができる。In the daytime, power is generated using a phosphoric acid fuel cell (5), and hydrogen gas is supplied from a hydrogen tank (3).
Oxygen gas is supplied from an oxygen tank (4).
Since the gas is stored under pressure in the gas tank, it is necessary to lower the operating pressure (usually normal pressure) of the phosphoric acid type fuel cell (5). In this case, a small microturbine generator (7) is provided for each of the hydrogen gas discharging system and the oxygen gas discharging system.
By installing (8), the operating pressure can be reduced, and at the same time, the pressure energy can be recovered as electric energy.

【００６２】リン酸形燃料電池（５）の発生電力は、送
受電設備（１）に送り、交流に変換され、所定の電圧に
昇圧して送電する。小型マイクロタービン発電機（７）
（８）及びスチームタービン発電機（９）で発生した電
力は、所内動力用（本発明システム用）として使用して
も良いし、送電系統に送電しても良い。発電時に生じる
水蒸気は電池から排出され、スチームタービン発電機
（９）を駆動した後に、冷却器（１０）を通して冷却
し、ドレン水として回収し、純水タンク（６）に貯蔵す
る。ここで貯蔵された水は、水電解装置に循環させて水
電解用として再利用することができる。The electric power generated by the phosphoric acid fuel cell (5) is sent to a power transmission / reception facility (1), converted into an alternating current, boosted to a predetermined voltage, and transmitted. Small microturbine generator (7)
The power generated by (8) and the steam turbine generator (9) may be used as power for the office (for the system of the present invention) or may be transmitted to a power transmission system. Water vapor generated during power generation is discharged from the battery, and after driving the steam turbine generator (9), cooled through a cooler (10), collected as drain water, and stored in a pure water tank (6). The water stored here can be circulated to a water electrolysis device and reused for water electrolysis.

【００６３】実施例２ 図６に水電解装置とリン酸形燃料電池のシステム例にお
ける水回収システムを示す。Embodiment 2 FIG. 6 shows a water recovery system in a system example of a water electrolysis device and a phosphoric acid fuel cell.

【００６４】本システムは主要設備としては、図４の場
合と同様に、固体高分子形水電解装置（１）、リン酸形
燃料電池（２）、水素タンク（３）、酸素タンク
（４）、純水タンク（５）等から構成される。As shown in FIG. 4, the main components of this system are a polymer electrolyte water electrolyzer (1), a phosphoric acid fuel cell (2), a hydrogen tank (3), and an oxygen tank (4). , A pure water tank (5) and the like.

【００６５】夜間は送受電設備が深夜電力を受電し、固
体高分子膜形水電解装置（１）の水電解に必要な電力と
して使用する。送受電設備には電力系統の交流電力を水
電解装置が必要な直流電力に変換する直交変換装置、必
要な電圧にするための変圧器等が含まれる。水の電気分
解に必要な水は純水であるために、純水タンク（５）に
は純水が貯蔵され、ここから電解用水が供給される。こ
の純水タンクには夜間に水電解に必要な量の純水を貯蔵
しておく必要がある。During the night, the power transmission / reception facility receives midnight power, and uses it as power required for water electrolysis of the solid polymer membrane type water electrolysis device (1). The power transmission and reception equipment includes an orthogonal transformer for converting AC power of the power system into DC power required by the water electrolysis device, a transformer for converting the power to a required voltage, and the like. Since the water required for the electrolysis of water is pure water, the pure water is stored in the pure water tank (5), from which the water for electrolysis is supplied. This pure water tank needs to store an amount of pure water necessary for water electrolysis at night.

【００６６】固体高分子形水電解装置（１）で製造した
水素ガスは水素タンク（３）、酸素ガスは酸素タンク
（４）にそれぞれ貯蔵する。貯蔵するための加圧は、固
体高分子形水電解装置（１）の電解時の圧力をタンクの
圧力よりも高くして行う。このようにして、夜間に水素
タンク（３）と酸素タンク（４）に昼間に必要な量のガ
スを貯蔵する。The hydrogen gas produced by the polymer electrolyte water electrolyzer (1) is stored in the hydrogen tank (3), and the oxygen gas is stored in the oxygen tank (4). Pressurization for storage is performed by setting the pressure during electrolysis of the polymer electrolyte water electrolysis device (1) higher than the pressure of the tank. In this way, the required amount of gas during the day is stored in the hydrogen tank (3) and the oxygen tank (4) at night.

【００６７】昼間にはリン酸形燃料電池（２）を使用し
て発電を行うが、水素ガスは水素タンク（３）から、酸
素ガスは酸素タンク（４）から供給する。ガスタンクは
加圧しているためにリン酸形燃料電池（２）の動作圧力
までに下げる必要がある。この減圧方法として水素ガス
払出系統と酸素ガス払出系統にそれぞれ小型マイクロタ
ービン発電機（７）（８）を設置して、圧力エネルギー
を電気エネルギーとして回収する。リン酸形燃料電池
（５）で発電された電力は交流に変換され、送受電設備
に送り、所定の電圧に昇圧して送電する。小型のマイク
ロタービン発電機（７）（８）で発生した電力は所内動
力用として使用しても良いし、送電系統に送電しても良
い。In the daytime, power is generated using the phosphoric acid fuel cell (2), and hydrogen gas is supplied from the hydrogen tank (3) and oxygen gas is supplied from the oxygen tank (4). Since the gas tank is pressurized, it needs to be lowered to the operating pressure of the phosphoric acid fuel cell (2). As this pressure reduction method, small-sized micro turbine generators (7) and (8) are installed in the hydrogen gas discharge system and the oxygen gas discharge system, respectively, and pressure energy is recovered as electric energy. The electric power generated by the phosphoric acid fuel cell (5) is converted into alternating current, sent to a power transmission / reception facility, and boosted to a predetermined voltage for power transmission. The electric power generated by the small-sized micro turbine generators (7) and (8) may be used for in-plant power or may be transmitted to a power transmission system.

【００６８】発電時に生じる水は水蒸気として排空気や
排燃料ガス中に含まれているために冷却器（９）により
排空気又は排燃料ガス温度を４０℃〜６０℃程度まで冷
却してドレン水として回収する。この回収水中にはリン
酸が微量に混入している場合があるため、水処理装置
（１０）のイオン交換樹脂により処理した後、純水にし
て純水タンク（５）に貯蔵する。Since the water generated during the power generation is contained as steam in the exhaust air and the exhaust gas, the temperature of the exhaust air or the exhaust gas is cooled to about 40 ° C. to 60 ° C. by the cooler (9). To be collected. Since a small amount of phosphoric acid may be mixed in the recovered water, the treated water is treated with an ion exchange resin of a water treatment device (10), then converted into pure water and stored in a pure water tank (5).

【００６９】燃料電池からの排熱に関し、電池冷却水系
統からは１７０℃（水蒸気圧：約７ｋｇ／ｃｍ²）程度
の水蒸気と飽和水が発生する。その水蒸気は、水蒸気分
離器（１０）を経た後、背圧式スチームタービン（６）
でその圧力エネルギーの利用を行った後は冷却器（１
４）により約１００℃の高温水とされる。高温水はその
まま純水と混合されて純水タンク（５）に貯蔵される。
また、水蒸気分離器（１０）からの蒸気はそのまま加熱
器（熱交換器）（１１）により純水を約９０℃〜１００
℃に加熱することもできる。純水タンクは一般的な保温
構造とすれば良いが、必要に応じて水蒸気や高温水を純
水タンク（５）のボトミングヒータ（１２）の熱源、Ｆ
Ｃ供給ガスの加熱等に使用することも可能である。Regarding the exhaust heat from the fuel cell, steam and saturated water of about 170 ° C. (steam pressure: about 7 kg / cm ² ) are generated from the cell cooling water system. The steam passes through a steam separator (10), and is then back-pressured into a steam turbine (6).
After using the pressure energy in the cooler (1
According to 4), high temperature water of about 100 ° C. is obtained. The high-temperature water is directly mixed with pure water and stored in a pure water tank (5).
Further, the steam from the steam separator (10) is directly purified water at about 90 ° C. to 100 ° C. by a heater (heat exchanger) (11).
It can also be heated to ° C. The pure water tank may have a general heat retaining structure. If necessary, steam or high-temperature water may be supplied to the heat source of the bottoming heater (12) of the pure water tank (5), F
It can also be used for heating the C supply gas.

【００７０】空気極及び燃料極では、約１７０℃付近の
水蒸気（常圧）が発生し、これをオフガス冷却器（９）
等を用いてその熱を回収する。その結果として温水（媒
体水）を得ることができる。例えば、熱交換器を２段階
にすれば、第一段の熱交換器で９０〜１００℃の高温
水、第二段の熱交換機で４０〜５０℃の低温水をそれぞ
れ得ることができる。高温水は純水タンク（５）のボト
ミングヒータ（１２）の熱源、ＦＣ供給ガスの加熱等と
して使用でき、低温水は外部からの補給水の昇温等に使
用できる。At the air electrode and the fuel electrode, water vapor (normal pressure) around 170 ° C. is generated, and this is supplied to the off-gas cooler (9).
And the like to recover the heat. As a result, warm water (medium water) can be obtained. For example, if the heat exchanger has two stages, high-temperature water of 90 to 100 ° C. can be obtained in the first-stage heat exchanger, and low-temperature water of 40 to 50 ° C. can be obtained in the second-stage heat exchanger. The high-temperature water can be used as a heat source for the bottoming heater (12) of the pure water tank (5), the heating of the FC supply gas, and the like, and the low-temperature water can be used for increasing the temperature of external supply water.

【００７１】また、図７に本発明システムで使用する各
設備の立体配置図を示す。図７では、外部からの電力が
変電所を経て水電解装置に送電される。水電解装置に
は、燃料電池に連結された純水タンクから水が供給され
る。リン酸形燃料電池は６基が配置されており、各燃料
電池の生成した水が純水タンクで蓄えられる構成になっ
ている。燃料電池には、水素ガス及び酸素ガスがそれぞ
れ水素タンク及び酸素タンクから供給される。冷却塔
は、システムで利用できない低温の排熱や季節により過
剰となる熱を放出するために設置されている。FIG. 7 shows a three-dimensional layout of each facility used in the system of the present invention. In FIG. 7, power from the outside is transmitted to the water electrolysis device via the substation. Water is supplied to the water electrolysis device from a pure water tank connected to the fuel cell. Six phosphoric acid fuel cells are arranged, and the water generated by each fuel cell is stored in a pure water tank. Hydrogen gas and oxygen gas are supplied to the fuel cell from a hydrogen tank and an oxygen tank, respectively. Cooling towers are installed to release cold waste heat and seasonal excess heat that is not available in the system.

【００７２】参考例１ 本発明システムの効率改善効果を常圧型５ＭＷ級のリン
酸形燃料電池を使用した場合で概算した。REFERENCE EXAMPLE 1 The efficiency improvement effect of the system of the present invention was roughly estimated when a normal pressure type 5 MW phosphoric acid fuel cell was used.

【００７３】リン酸形燃料電池の発電効率は定格負荷で
純水素と純酸素を使用するために常圧型でもセル電圧は
０．７２７Ｖと高くなり、発電効率は約５９％となる。
加圧変圧型ではセル電圧は０．８Ｖとなり、発電効率は
約６５％となる。The power generation efficiency of the phosphoric acid fuel cell uses pure hydrogen and pure oxygen at the rated load, so that the cell voltage is as high as 0.727 V even at normal pressure, and the power generation efficiency is about 59%.
In the pressure transformer type, the cell voltage is 0.8 V, and the power generation efficiency is about 65%.

【００７４】また、固体高分子形水電解装置の電解効率
は約９７％と高く、これを組み合わせた固体高分子形水
電解装置−リン酸形燃料電池の燃料電池スタックの送電
端効率は常圧型で５５．５％、加圧変圧型で５５．５％
となる。Further, the electrolysis efficiency of the polymer electrolyte water electrolyzer is as high as about 97%, and the power transmission end efficiency of the fuel cell stack of the polymer electrolyte water electrolyzer and the phosphoric acid fuel cell in which the electrolysis efficiency is combined is a normal pressure type. 55.5% for the pressure transformer type
Becomes

【００７５】 常圧型 ： 0.97（水電解装置）× 0.59(PAFC)× 0.97(INV)＝55.5% 加圧変圧型： 0.97（水電解装置）× 0.65(PAFC)× 0.97(INV)＝61.2% このシステムでは所内動力も低減する効果が期待され
る。水電解装置で製造した水素ガスと酸素ガスをコンプ
レッサーで昇圧する場合、１０気圧でも数百ＫＷ（水素
ガス圧縮機約３００ＫＷ、酸素ガス圧縮機約１５０Ｋ
Ｗ）の大きい所内動力を必要とする。これに対し、本発
明システムでは、水電解装置を加圧動作することによる
この動力は不要となる。Normal pressure type: 0.97 (water electrolysis device) x 0.59 (PAFC) x 0.97 (INV) = 55.5% Pressurized voltage transformation type: 0.97 (water electrolysis device) x 0.65 (PAFC) x 0.97 (INV) = 61.2% The system is expected to have the effect of reducing internal power. When the pressure of hydrogen gas and oxygen gas produced by the water electrolysis device is increased by a compressor, several hundred kW (about 300 kW of hydrogen gas compressor, about 150 K of oxygen gas compressor even at 10 atm)
W) requires large internal power. On the other hand, in the system of the present invention, this power by pressurizing the water electrolysis device is unnecessary.

【００７６】また、主として水素と酸素ガスを使用する
ために、空気ブロワーは電圧が０．８Ｖを超えるとき以
外は使用する必要性がなく、空気ブロワーの動力低減は
５ＭＷ定格時で約１１０ＫＷ程度となる。Since mainly hydrogen and oxygen gases are used, there is no need to use an air blower except when the voltage exceeds 0.8 V. The power reduction of the air blower is about 110 KW at the rated 5 MW. Become.

【００７７】また、本発明システムではタービン発電機
による出力の増加が得られる。水素ガスと酸素ガスの減
圧用マイクロタービン発電機の出力は水素ガスで約２５
ＫＷ程度、酸素ガスで約１２ＫＷ程度の発電容量とな
る。Further, in the system of the present invention, an increase in output by the turbine generator can be obtained. The output of the microturbine generator for decompression of hydrogen gas and oxygen gas is about 25
The power generation capacity is about KW, and about 12 KW with oxygen gas.

【００７８】熱利用が可能な水蒸気量は、都市ガス使用
のリン酸形燃料電池の場合（約５トン／ｈ）と比較し
て、改質用蒸気が不要となるために約７．５トン／ｈと
約５０％増加する。スチームタービン発電機を使用する
場合は約７１０ＫＷ程度の発電能力となる。これらの駆
動エネルギーは本発明システム内で自給できるものであ
り、外部から追加して投入する必要はない。The amount of water vapor that can be used for heat is about 7.5 tons, as compared with the case of a phosphoric acid fuel cell using city gas (about 5 tons / h), because no reforming steam is required. / H and about 50% increase. When a steam turbine generator is used, the power generation capacity is about 710 KW. These driving energies can be self-supplied in the system of the present invention, and need not be additionally input from outside.

【００７９】このため、システム総合の発電効率として
は 常圧型 ： 55.5%×5750/5000＝63.8% 加圧変圧型： 61.2%×5750/5000＝70.4% と高い効率が期待できる。深夜電力の発電単価は６円／
ｋＷｈとすると、昼間の発電単価は常圧型９．４円／ｋ
Ｗｈ、加圧変圧型８．５円／ｋＷｈ程度となる。For this reason, high efficiency can be expected as the power generation efficiency of the system as a whole: normal pressure type: 55.5% × 5750/5000 = 63.8% pressurized transformer type: 61.2% × 5750/5000 = 70.4%. Midnight power generation unit price is 6 yen /
Assuming kWh, the daytime unit price is 9.4 yen / k for normal pressure
Wh, about 8.5 yen / kWh.

【００８０】水電解装置−リン酸形燃料電池発電のシス
テムにあって、水電解装置の水の電気分解に必要とする
水の水質は純水である。この純水を市水や工業用水から
製造すると大型の水処理設備（大規模なイオン交換膜）
により水処理をする必要があるが、水処理設備の建設費
とランニングコストに多大な費用を必要とする。一般
に、イオン交換膜による純水の製造には１トン当たり２
０００円程度かかるとされている。Water Electrolyzer-In the phosphoric acid fuel cell power generation system, the water quality required for the electrolysis of water in the water electrolyzer is pure water. When this pure water is manufactured from city water or industrial water, large-scale water treatment equipment (large-scale ion exchange membrane)
However, the construction cost and the running cost of the water treatment equipment require a great deal of cost. Generally, the production of pure water by an ion exchange membrane is 2 tons per ton.
It is said that it costs about 000 yen.

【００８１】５ＭＷのリン酸形燃料電池システムを１日
８時間運転するのに必要な水素量は２８８００Ｎｍ³で
あり、これを製造するに必要な水量は２３２００ｋｇ／
日であり、その水コストは５０千円／日である。The amount of hydrogen required to operate the 5 MW phosphoric acid type fuel cell system for 8 hours a day is 28,800 Nm ³ , and the amount of water required for producing the same is 23,200 kg /
Day, and the water cost is 50,000 yen / day.

【００８２】このように、リン酸形燃料電池の水を回収
して水電解に使用することにより水処理の経費削減が可
能となる。また、水の循環サイクルが可能なために、外
部からの水補給は極力少なくて済み、水資源の少ない砂
漠、山中等にも本発明システムは設置可能となる。As described above, the cost of the water treatment can be reduced by collecting the water of the phosphoric acid type fuel cell and using it for the water electrolysis. Further, since a water circulation cycle is possible, external water supply is minimized, and the system of the present invention can be installed in deserts, mountains, and the like where water resources are scarce.

【００８３】また、電解用水の加熱に関し、必要な純水
を例えば１５℃から８０℃に昇温するために必要なエネ
ルギーは (80-15)×23,200kg=1,508,000kcalにより
１，５０８，０００ｋｃａｌとなり、電気ヒータ等を使
用した場合には変換効率１００％でも１,７５３ＫＷｈ
となり、昼間電力利用ならば４２千円／日、深夜電力利
用で１１千円／日程度の削減となる。Regarding the heating of the electrolysis water, the energy required to raise the required pure water from, for example, 15 ° C. to 80 ° C. becomes (50-15) × 23,200 kg = 1,508,000 kcal and 1,508,000 kcal. When an electric heater or the like is used, even if the conversion efficiency is 100%, it is 1,753 KWh.
Thus, the use of daytime power is reduced by about 42,000 yen / day, and the use of late-night power is reduced by about 11,000 yen / day.

【００８４】昼間の発電販売電力は９６０千円／日 で
あるため、 5,000kW×8h×24円/KWh＝960千円／日 削減費用の発電販売電力に対する割合は９２千円／日
（水回収と昼間電力利用）で８．５％、６６千円／日
（水回収と深夜電力利用）で６．８％と無視できない値
となる。年間に換算すると 92千円／日×365日×0.8=1,900万円 66千円／日×365日×0.8=2,600万円 により１９００万円ないし２６００万円程度の経費削減
効果がある。Since the power generated and sold in the daytime is 960,000 yen / day, the ratio of the reduction cost to the power generated and sold is 5,000 kW × 8h × 24 yen / KWh = 960,000 yen / day. 8.5% for daytime power use and 6.8% for 66,000 yen / day (water recovery and late-night power use), which are not negligible. When converted to annual costs, 92,000 yen / day x 365 days x 0.8 = 19 million yen 66 thousand yen / day x 365 days x 0.8 = 26 million yen, resulting in a cost reduction effect of about 19 million yen to 26 million yen.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による電力系統の負荷平準化効果を説明
する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a load leveling effect of a power system according to the present invention.

【図２】Ｗe-net計画の概略系統フロー図である。FIG. 2 is a schematic system flow diagram of a Web-net plan.

【図３】固体高分子形水電解装置における電解温度と電
解電圧との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an electrolysis temperature and an electrolysis voltage in a polymer electrolyte water electrolysis device.

【図４】本発明によるリン酸形燃料電池のＩ−Ｖ特性の
変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a change in IV characteristics of the phosphoric acid fuel cell according to the present invention.

【図５】本発明による水電解装置−リン酸形燃料電池の
基本系統を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a basic system of a water electrolysis device-phosphoric acid fuel cell according to the present invention.

【図６】本発明の水電解装置−リン酸形燃料電池の発電
システム例を示す系統図である。FIG. 6 is a system diagram showing an example of a power generation system of the water electrolysis device-phosphoric acid type fuel cell of the present invention.

【図７】本発明システムで使用する各設備の立体配置例
の概要図である。FIG. 7 is a schematic diagram of an example of a three-dimensional arrangement of each facility used in the system of the present invention.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】少なくとも水電解装置及びリン酸形燃料電
池を有する発電システムであって、 水電解装置による水の電気分解により水素ガスと酸素ガ
スを製造し、製造された水素ガス及び酸素ガスをそれぞ
れ貯蔵し、 電力が必要なときに上記水素ガス及び酸素ガスを取り出
し、これらのガスをリン酸形燃料電池に導入するにあた
り、当該電池の燃料極に水素ガスを供給し、当該電池の
空気極に酸素ガス又はこれと空気との混合ガスを供給す
ることによって、上記燃料電池により発電を行うことを
特徴とする水電解装置−リン酸形燃料電池系発電システ
ム。1. A power generation system having at least a water electrolysis device and a phosphoric acid fuel cell, wherein hydrogen gas and oxygen gas are produced by electrolysis of water by the water electrolysis device, and the produced hydrogen gas and oxygen gas are separated. The hydrogen gas and the oxygen gas are taken out when power is required, and when these gases are introduced into the phosphoric acid fuel cell, hydrogen gas is supplied to the fuel electrode of the battery and the air electrode of the battery is stored. A water electrolysis device-phosphoric acid type fuel cell power generation system characterized in that power is generated by the fuel cell by supplying oxygen gas or a mixed gas of the oxygen gas and air to the fuel cell. 【請求項２】水電解装置が、固体高分子形水電解装置で
ある請求項１記載のシステム2. The system according to claim 1, wherein the water electrolysis device is a solid polymer type water electrolysis device. 【請求項３】リン酸形燃料電池が、動作圧力１〜７気圧
の範囲で変圧運転される請求項１又は２に記載のシステ
ム。3. The system according to claim 1, wherein the phosphoric acid fuel cell is operated under a variable pressure in an operating pressure range of 1 to 7 atm. 【請求項４】水素ガス及び酸素ガスを貯蔵するための水
素タンク及び酸素タンクをそれぞれ有し、少なくともい
ずれか一方のタンクから取り出されるガスのガス圧を制
御できるように発電機が設置されている請求項１〜３の
いずれかに記載のシステム。4. A hydrogen generator and an oxygen tank for storing hydrogen gas and oxygen gas, respectively, and a generator is installed so as to be able to control the gas pressure of gas extracted from at least one of the tanks. The system according to claim 1. 【請求項５】リン酸形燃料電池で発生する水蒸気の圧力
を電気エネルギーに転換できるようにタービン式発電機
が設置されている請求項１〜４のいずれかに記載のシス
テム。5. The system according to claim 1, wherein a turbine generator is installed so as to convert the pressure of steam generated in the phosphoric acid fuel cell into electric energy. 【請求項６】１）リン酸形燃料電池において水素と酸素
の反応により生成する水及び２）電池冷却水系統で発生
した水の少なくとも一方を回収し、回収した水の一部又
は全部を水電解装置による水電解に用いる請求項１〜５
のいずれかに記載のシステム。6. A method for recovering at least one of 1) water produced by a reaction between hydrogen and oxygen in a phosphoric acid fuel cell and 2) water generated in a cell cooling water system, and partially or entirely recovering the water. 6. The method according to claim 1, which is used for water electrolysis by an electrolysis apparatus.
The system according to any one of the above. 【請求項７】リン酸形燃料電池で発生する熱の一部又は
全部を用いることにより電解用水を加熱する請求項６記
載のシステム。7. The system according to claim 6, wherein the water for electrolysis is heated by using part or all of the heat generated in the phosphoric acid fuel cell. 【請求項８】水電解装置による水の電気分解を深夜電力
を用いて行い、リン酸形燃料電池により発電された電力
を昼間電力として供給する請求項１〜７のいずれかに記
載のシステム。8. The system according to claim 1, wherein the electrolysis of the water by the water electrolysis device is performed by using midnight power, and the power generated by the phosphoric acid fuel cell is supplied as daytime power.