WO2016075725A1 - 電力供給システム - Google Patents
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- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Definitions
- Embodiments of the present invention relate to a power supply system.
- a small emergency power supply is used to supply power to the disaster area where the blackout occurred.
- a generator using a small diesel engine, a storage battery or the like is used as a small power source for emergency use.
- the storage battery since the storage battery has a short time for which power can be supplied and discharge occurs, it is necessary to maintain charging in normal times.
- the problem to be solved by the present invention is to provide a power supply system capable of performing self-sustaining operation even when power can not be supplied from a power system, and capable of supplying power. is there.
- the power supply system of the embodiment includes a hydrogen generator, a hydrogen storage device, a fuel cell power generator, and a controller, and supplies power to the load unit.
- the hydrogen generator generates hydrogen using power generated using natural energy.
- the hydrogen storage device stores hydrogen generated by the hydrogen generator.
- the fuel cell power generation apparatus generates electric power using hydrogen stored in the hydrogen storage apparatus, and outputs the electric power generated by the electric power generation to the load unit.
- the control device controls the operation of the power supply system according to the amount of power used in the load unit.
- the controller controls the operation of the hydrogen generator to generate hydrogen in accordance with the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device.
- FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a power supply system according to an embodiment.
- solid arrows indicate the flow of power
- broken arrows indicate the flow of hydrogen.
- the arrow of a dashed-dotted line has shown the flow of water
- the dashed-two dotted line has shown the flow of the signal.
- the power supply system 1 of the embodiment includes a natural energy power generation device 10, a power conditioner device 20, a water storage device 30, a hydrogen generation device 40, a hydrogen storage device 50, a fuel cell power generation device 60 and a control device. It has 70 and.
- the power supply system 1 is configured to supply power to a load unit 3 provided with an electrical device (see solid arrows). In addition, although the details will be described later, the power supply system 1 is configured to make warm water by heating water and to supply warm water (heat medium) to a load unit 3 provided with a warm water utilization device ( See the dashed dotted arrow).
- FIG. 2A, FIG. 2B, FIG. 3A, and FIG. 3B are block diagrams which show the principal part of the member which comprises the electric power supply system which concerns on embodiment.
- FIG. 2A shows the main part of the power conditioner device 20
- FIG. 2B shows the main part of the hydrogen generator 40.
- FIG. 3A shows the main part of the hydrogen storage device 50
- FIG. 3B shows the main part of the fuel cell power generation device 60.
- the natural energy power generation device 10 is a power generation device that generates power using natural energy.
- the natural energy power generation device 10 is, for example, a photovoltaic power generation (PV) device, which includes a solar cell (not shown) and receives sunlight by the solar cell, and performs power generation by performing photoelectric conversion in the solar cell. .
- PV photovoltaic power generation
- Power conditioner device 20 In the power supply system 1, the power conditioner device 20 is configured to adjust the power generated by the natural energy power generation device 10 using natural energy.
- the power conditioner apparatus 20 is supplied with electric power from the natural energy power generation apparatus 10, and the supplied electric power is the same as the electric power supplied from the electric power system 2 (commercial power supply).
- Power conditioner apparatus 20 includes a first converter 201a and an inverter 201, as shown in FIG. 2A, and transmits DC power supplied from natural energy generator 10 (see FIG. 1) via a power line to first converter 201a. Is adjusted to be within a predetermined voltage range, and the adjusted DC current is converted into AC power by the inverter 201.
- the electric power generated by the natural energy power generation device 10 is supplied to the hydrogen generation device 40 and the load unit 3 through the power conditioner device 20.
- power conditioner apparatus 20 includes second converter 202a and storage battery 202, and adjusts the power converted by inverter 201 such that second converter 202a falls within a predetermined voltage width.
- the storage battery 202 stores the adjusted power. That is, the storage battery 202 stores the electric power generated by the natural energy power generation device 10.
- the storage battery 202 is, for example, a lithium ion secondary battery, and the power conditioner device 20 is configured such that the power stored in the storage battery 202 is supplied to the load unit 3 (see FIG. 1).
- the power stored in storage battery 202 is output from power conditioner device 20 via second converter 202 a and inverter 201.
- the power conditioner device 20 is configured to be supplied with the electric power generated by the fuel cell power generation device 60, and the storage battery 202 stores the supplied electric power (see FIG. 1). Furthermore, in the power conditioner apparatus 20, power is supplied from the power system 2 (commercial power supply), and the power conditioner apparatus 20 is configured to operate using the supplied power (see FIG. 1).
- the power conditioner apparatus 20 is individually packaged and can be carried.
- power conditioner apparatus 20 is packaged by accommodating components (inverter 201, storage battery 202, etc.) inside container 200, and a vehicle such as a trailer is used. Size that can be transported.
- Water storage device 30 In the power supply system 1, as shown in FIG. 1, the water storage device 30 is configured to store water and supply the stored water to the hydrogen generator 40. Further, the water storage device 30 is configured to supply the stored water to the fuel cell power generation device 60. In addition to this, the water storage device 30 is configured such that the water heated in the fuel cell power generation device 60 flows in and stores it.
- the water storage device 30 includes, for example, a water supply tank (not shown), and stores the water supplied via the water supply in the water supply tank. Then, in the water storage device 30, the stored water is supplied to each of the hydrogen generator 40 and the fuel cell power generator 60 via a pump (not shown). Water supply may be performed by head pressure without using a pump. In the water storage device 30, when the water supplied to the fuel cell power generation device 60 is heated in the fuel cell power generation device 60 and returned to the water storage device 30 as hot water (heat medium), the hot water (heat medium) is supplied to the water supply tank Store at
- Hydrogen generator 40 In the power supply system 1, the hydrogen generator 40 is configured to generate hydrogen as shown in FIG.
- hydrogen generating apparatus 40 includes, for example, pure water producing apparatus 401a and water electrolytic apparatus 401, and water (pure water) from which impurities have been removed by pure water producing apparatus 401a is By electrolyzing in the electrolyzer 401, hydrogen is produced.
- the water electrolysis device 401 is, for example, a solid polymer (PEM) water electrolysis.
- PEM solid polymer
- in the hydrogen generator 40 water is supplied from the water storage device 30 (see FIG. 1), and a voltage is applied to the supplied water in the water electrolysis device 401 to decompose the water into hydrogen and oxygen. Do.
- the hydrogen produced in the water electrolysis device 401 is supplied to the hydrogen storage device 50 and stored. And the oxygen produced
- the electric power generated by the natural energy generator 10 is supplied via the power conditioner 20, and the electric power is supplied from the electric power system 2 as well. It is done.
- the hydrogen generator 40 uses at least one of the electric power generated by the natural energy generator 10 using natural energy and the electric power supplied from the electric power system 2 in the water electrolysis system 401 (see FIG. 2B). To produce hydrogen.
- the hydrogen generator 40 further includes a compressor 402 and a chiller unit 403 in addition to the water electrolyzer 401, as shown in FIG. 2B.
- the compressor 402 compresses air, for example, and supplies the compressed water to the water electrolysis device 401.
- the chiller unit 403 supplies, for example, cooling water to the water electrolysis apparatus 401.
- the hydrogen generator 40 includes measuring devices (not shown) such as a gas sensor, a pressure gauge, and a flow meter, and data measured by the measuring device is output to the control device 70 as a data signal.
- measuring devices such as a gas sensor, a pressure gauge, and a flow meter
- the hydrogen generator 40 like the power conditioner 20, is separately packaged and can be transported. That is, as shown in FIG. 2B, the hydrogen generator 40 is packaged by housing the components (the water electrolyzer 401, the compressor 402, the chiller unit 403, etc.) in the container 400, and a vehicle such as a trailer It is a size that can be transported using the components (the water electrolyzer 401, the compressor 402, the chiller unit 403, etc.) in the container 400, and a vehicle such as a trailer It is a size that can be transported using the components (the water electrolyzer 401, the compressor 402, the chiller unit 403, etc.) in the container 400, and a vehicle such as a trailer It is a size that can be transported using the components (the water electrolyzer 401, the compressor 402, the chiller unit 403, etc.) in the container 400, and a vehicle such as a trailer It is a size that can be transported using the components (the water electrolyzer 401, the compressor 402, the chiller unit 403, etc.) in the
- the hydrogen storage device 50 is configured to store hydrogen generated by the hydrogen generator 40 in a hydrogen storage tank.
- the hydrogen storage device 50 includes, for example, a hydrogen storage tank 501 and a solenoid valve 502, and the hydrogen generated by the hydrogen generator 40 is supplied via the solenoid valve 502 to the hydrogen storage tank 501. , And the supplied hydrogen is stored in the hydrogen storage tank 501.
- the hydrogen storage device 50 includes measuring devices (not shown) such as a gas sensor, a pressure gauge, and a flow meter, and data measured by the measuring device is output to the control device 70 as a data signal.
- measuring devices such as a gas sensor, a pressure gauge, and a flow meter
- the hydrogen storage device 50 like the power conditioner device 20 and the hydrogen generator 40, is separately packaged and can be transported. That is, as shown in FIG. 3A, the hydrogen storage device 50 is packaged by storing components (such as the hydrogen storage tank 501 and the solenoid valve 502) in the container 500, and using a vehicle such as a trailer It is a size that can be transported.
- components such as the hydrogen storage tank 501 and the solenoid valve 502
- Fuel Cell Generator 60 In the power supply system 1, as shown in FIG. 1, the fuel cell power generation apparatus 60 generates power using hydrogen stored in the hydrogen storage apparatus 50, and outputs the power generated by the power generation to the load unit 3. Is configured.
- the fuel cell power generation device 60 includes a fuel cell 601, and the fuel cell 601 generates electric power using hydrogen.
- the fuel cell 601 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC).
- the fuel cell power generation apparatus 60 includes an inverter 602, and the inverter 602 converts the power generated by the fuel cell 601 into power usable by the load unit 3 in the same manner as the power supplied from the power system 2. Do.
- the fuel cell power generation device 60 heats the water supplied from the water storage device 30 using the heat generated by the power generation, and the hot water obtained by the heating is used as the load unit 3. Supply to (Waste water).
- the fuel cell power generation device 60 includes the hot water storage tank 603, and the hot water stored in the hot water storage tank 603 is supplied to the load unit 3.
- the fuel cell power generation device 60 includes measuring devices (not shown) such as a gas sensor, a pressure gauge, and a flow meter, and data measured by the measuring device is output to the control device 70 as a data signal.
- measuring devices such as a gas sensor, a pressure gauge, and a flow meter
- the fuel cell power generation device 60 is packaged separately and can be transported like the hydrogen generation device 40 and the hydrogen storage device 50. That is, as shown in FIG. 3B, the fuel cell power generation apparatus 60 is packaged by storing components (the fuel cell 601, the inverter 602, the hot water storage tank 603, etc.) in the container 600, and a vehicle such as a trailer It is a size that can be transported using
- Control device 70 In the power supply system 1, as shown in FIG. 1, the control device 70 is configured to control each part configuring the power supply system 1.
- the control device 70 includes an arithmetic unit (not shown) and a memory (not shown), and controls each unit by the arithmetic unit performing arithmetic processing using a program stored in the memory device.
- control device 70 data obtained by measuring the state of each part by measurement equipment (not shown) is input as a data signal.
- the usage amount of the power used in the load unit 3 is input as a data signal.
- a data signal of the amount of power used by load unit 3 at a predetermined time for example, 30 minutes is input to control device 70.
- Control device 70 is included in power conditioner device 20, for example, the amount of power supplied from power system 2, the amount of hot water used in load unit 3, the amount of power output from natural energy generator 10, and the like.
- the storage amount of the storage battery 202, the amount of power output by the fuel cell power generation device 60, the storage amount of water stored in the water storage device 30, the storage amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device 50, the fuel cell power generation device 60 The amount of heated water stored and stored is input as a data signal. Then, the control device 70 calculates a control signal according to the input data signal, and outputs the operation signal to each part of the power supply system 1 to control the operation of each part.
- the power supply system 1 supplies power to the load unit 3. At this time, according to the amount of power output from the natural energy power generation device 10, the amount of power output from the fuel cell power generation device 60, the storage amount of the storage battery 202 included in the power conditioner device 20, etc.
- the load unit 3 is supplied. Further, the control device 70 supplies the hot water to the load unit 3 from the fuel cell power generator 60 according to the usage amount of the hot water used in the load unit 3.
- control device 70 supplies power from power supply system 1 to load unit 3.
- the control device 70 performs control such that the hydrogen generator 40 generates hydrogen using the power generated by the natural energy power generator 10 and the fuel cell power generator 60 generates power.
- the amount of power output from the natural energy power generation device 10 the amount of power output from the fuel cell power generation device 60, the storage amount of the storage battery 202 included in the power conditioner device 20, etc. Supply to section 3.
- the control device 70 starts the supply of hot water from the fuel cell power generation device 60 to the load unit 3.
- the controller 70 controls the operation of the hydrogen generator 40 to generate hydrogen in accordance with the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device 50. Further, when the amount of supplied power including the power generated by fuel cell power generation device 60 is larger than the amount of power used by load unit 3, control device 70 generates the power generated by fuel cell power generation device 60. Are stored in the storage battery 202 of the power conditioner apparatus 20. In addition, when the amount of hot water supplied including the hot water obtained by heating in the fuel cell power generation device 60 is larger than the amount of hot water used in the load unit 3, the control device 70 is obtained by the fuel cell power generation device 60 Control is performed to return the hot water to the water storage device 30. Furthermore, the control device controls the operation of the power supply system 1 according to the amount of power generated using natural energy and supplied to the power supply system 1.
- FIG. 4 is a diagram showing specific contents of the operation of the power supply system according to the embodiment.
- FIG. 4 shows each of the normal operation and the operation at the time of abnormality (at the time of disaster etc.).
- “ON” is described in the case of performing power generation or operation for each part of the power supply system
- “OFF” is described in the case of stopping power generation or operation for each part of the power supply system.
- the electric power generated by the natural energy generator 10 is smaller than the electric power required for hydrogen production, the electric power stored in the storage battery 202 is discharged to the hydrogen generator 40 to produce hydrogen. Is used as a supplement.
- the power generation operation of the fuel cell power generation system 60 is stopped. Although illustration is omitted, the operation of supplying the hot water from the fuel cell power generator 60 is also stopped.
- the amount of power generated by the natural energy power generation device 10 which is a solar power generation device is smaller than that in the sunny case. Therefore, as shown in FIG. 4, the power generated by the natural energy power generation device 10 is not supplied to the hydrogen generation device 40 unlike the case where the weather is fine, and the hydrogen generation device 40 produces hydrogen. It is stopped.
- the electric power generated by the natural energy power generation device 10 is supplied to the load unit 3 and used, and is charged in the storage battery 202.
- the power stored in the storage battery 202 is not discharged to the hydrogen generator 40 because the hydrogen generation in the hydrogen generator 40 is stopped. Except for the above point, when the weather is cloudy or rainy, the operation of the power supply system 1 is performed as well as when the weather is fine.
- the power generation by the natural energy power generation device 10 is stopped. Therefore, power is not supplied from the natural energy power generation device 10 to the hydrogen generation device 40 and the load unit 3. Moreover, in the storage battery 202, charging is stopped. On the other hand, discharge is performed in storage battery 202. Here, the power stored in the storage battery 202 is supplied to the load unit 3 and used. For example, the storage battery 202 supplies power to a specific load unit 3 such as a lighting installation. Further, the operation of the fuel cell power generation apparatus 60 is started, and the power generation is performed. Unlike the case where the time zone is noon, the fuel cell system 60 generates power.
- power generation is performed using the hydrogen stored in the hydrogen storage device 50, and the generated power is supplied to the load unit 3.
- illustration is omitted, an operation of supplying hot water from the fuel cell power generator 60 is also performed.
- the power supply from the storage battery 202 to the load unit 3 described above is performed to assist the power supply from the fuel cell generator 60 to the load unit 3.
- the power supply system 1 secures the storage amount of hydrogen by producing hydrogen using the power generated by the natural energy power generation device 10 which is a solar power generation device. At the same time, the power supply system 1 efficiently loads the surplus portion of the power generated by the natural energy power generation device 10, which is a solar power generation device, and the power generated by the fuel cell power generation device 60 using hydrogen. Supply to 3.
- the peak value of the amount of power supplied from the power system 2 to the load unit 3 can be reduced at normal times. That is, peak cut can be realized effectively.
- the fuel cell power generation apparatus 60 carries out a power generation operation, and the generated power is supplied to the load unit 3.
- illustration is omitted, the supply of hot water is also implemented similarly.
- the hydrogen generator 40 stops the production of hydrogen (same as normal).
- the electric power generated by the natural energy power generation device 10 is supplied to the load unit 3 and used, and is charged in the storage battery 202 (similar to the normal operation).
- the fuel cell power generation apparatus 60 carries out a power generation operation, and the generated power is supplied to the load unit 3.
- the electric power stored by the storage battery 202 is supplied to the load unit 3 and used unlike the case of normal operation.
- power is supplied to a specific load unit 3 such as a lighting installation.
- power is supplied from the fuel cell power generation device 60 to a specific load unit 3 such as a lighting installation.
- a specific load unit 3 such as a lighting installation.
- the supply of hot water from the fuel cell power generator 60 is similarly implemented.
- the power supply from the storage battery 202 to the load unit 3 described above is performed to assist the power supply from the fuel cell generator 60 to the load unit 3.
- the power supply system 1 In the case of abnormality (at the time of disaster, etc.), the power supply system 1 generates power using the stored hydrogen regardless of the time zone, and the power generation system 60 generates power. Power is supplied to the load unit 3.
- control device 70 is in a normal state or in an abnormal state (during a disaster) based on the data signal obtained by monitoring the amount of power supplied from the power system 2. Etc.).
- control device 70 determines, for example, whether the time zone is day or night based on time data.
- the control device 70 determines the weather based on, for example, data of the amount of power output from the natural energy power generation device 10. For example, when the time zone is noon, the control device 70 determines that the weather is fine when the amount of power output from the natural energy power generation device 10 is larger than the predetermined amount, and is less than the predetermined amount Sometimes we judge that the weather is cloudy or rainy. Thereafter, the control device 70 controls the respective units to perform the above-described operation according to each determination result.
- FIG. 5 is a flowchart showing a part of the operation of the power supply system according to the embodiment.
- FIG. 5 shows the operation of the hydrogen generator 40.
- the operation described above is performed by the control device 70 controlling the hydrogen generation device 40 in accordance with the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device 50.
- control device 70 receives measurement data of the storage amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device 50, and based on the measurement data, whether the hydrogen storage amount is larger than a predetermined value or not Perform comparison processing to determine For example, based on the value of the pressure measured in the hydrogen storage device 50, the above determination is performed (ST1).
- the control device When it is determined that the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device 50 is smaller than a predetermined value (when Yes), the control device causes the hydrogen generation device 40 to perform the operation of generating hydrogen.
- the hydrogen 70 is supplied to the hydrogen storage device 50 by controlling the hydrogen generation device 40 (ST2a).
- the controller 70 controls the hydrogen generator 40 (ST2b).
- an appropriate amount of hydrogen can be easily stored in the hydrogen storage device 50.
- the control device 70 makes the determination as needed based on the data signal. When it is determined that the amount is large, the control device 70 outputs the electric power generated by the fuel cell power generation device 60 to the storage battery 202 of the power conditioner 20 without storing it to the load unit 3 and stores the electric power. Thus, in the present embodiment, the power generated by the power supply system 1 can be effectively used.
- control device 70 determines as needed whether the storage amount of the hot water stored in fuel cell power generation device 60 of power supply system 1 is larger than a predetermined value. When it is determined that the amount is large, the control device 70 returns the hot water from the fuel cell power generation device 60 to the water storage device 30 without supplying the hot water to the load unit 3. Thereby, securing of the water supplied from the water storage device 30 to the hydrogen generator 40 can be realized more effectively.
- the hydrogen generator 40 generates hydrogen using the power generated by the natural energy generator 10 using natural energy. Then, the hydrogen generated by the hydrogen generator 40 is stored in the hydrogen storage device 50. Then, using the hydrogen stored in the hydrogen storage device 50, the fuel cell power generation device 60 generates power, and the power generated by the power generation is supplied to the load unit 3. Therefore, in the present embodiment, the self-sustained operation is performed for a long time without procuring fuel from the outside even at an abnormal time when a power failure occurs due to a disaster or the like and power is not supplied from the power system 2. Power and can supply power stably.
- the control device 70 controls the operation according to the amount of power used by the load unit 3. Further, the controller 70 controls the operation of the hydrogen generator 40 to generate hydrogen in accordance with the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage device 50. For this reason, in the present embodiment, the hydrogen storage device 50 can easily store an appropriate amount of hydrogen.
- the hydrogen generator 40 uses hydrogen supplied from the power system 2 at normal times and when power generation by the natural energy power generation apparatus 10 is stopped. Generate Therefore, in the present embodiment, an appropriate amount of hydrogen can be easily stored in the hydrogen storage device 50.
- the power conditioner device 20 adjusts the power generated by the natural energy power generation device 10 using natural energy, and uses the power supplied via the power conditioner device 20.
- the hydrogen generator 40 generates hydrogen.
- the power conditioner device 20 supplies the power generated by the natural energy power generation device 10 to the load unit 3. For this reason, in the present embodiment, the power generated by the natural energy power generation device 10 can be effectively used.
- each of the power conditioner device 20, the hydrogen generator 40, the hydrogen storage device 50, and the fuel cell power generation device 60 is individually packaged, and can be transported. is there. Therefore, for example, at the time of a disaster, the power supply system 1 can be quickly installed in a disaster area.
- the power conditioner device 20 includes a storage battery 202, and the storage battery 202 is configured to store the electric power generated by the fuel cell power generation device 60.
- the control device 70 generates power by the fuel cell power generation device 60.
- the storage battery 202 stores the stored power. Therefore, in the present embodiment, the electric power generated by the fuel cell power generation device 60 can be effectively used.
- the power supply system 1 of the present embodiment has a water storage device 30, and the water storage device 30 stores water to be supplied to the hydrogen generator 40. Then, the hydrogen generator 40 is supplied with water from the water storage device 30, and generates hydrogen from the supplied water. For this reason, in the present embodiment, as necessary, hydrogen can be generated from water in the hydrogen generator 40, and power can be generated in the fuel cell power generator 60 using hydrogen.
- the water storage device 30 supplies water to the fuel cell power generation device 60. Then, the fuel cell power generation device 60 heats the water supplied from the water storage device 30 using the heat generated by the power generation, and supplies the hot water obtained by the heating to the load unit 3.
- Control device 70 controls the supply of hot water according to the amount of hot water used in load unit 3. Specifically, when the amount of hot water supplied including the hot water obtained by heating in fuel cell power generation device 60 is larger than the amount of hot water used in load portion 3, control device 70 controls fuel cell power generation device 60. The hot water obtained in the above is returned to the water storage device 30. For this reason, in the present embodiment, water can be effectively secured in the water storage device 30.
- the control device controls the operation of the power supply system according to the amount of power generated by the natural energy power generation apparatus 10 using natural energy. For example, when the amount of electric power generated by the natural energy power generation apparatus 10 is larger than a predetermined amount during normal operation (when the time zone is noon, etc.), the operation of the fuel cell power generation apparatus 60 is stopped. When the amount of electric power generated by 10 is smaller than the predetermined amount (the time zone is night, etc.), the fuel cell power generation device 60 is operated. Therefore, in the present embodiment, when the fuel cell power generation device 60 needs to generate power, the fuel cell power generation device 60 uses the hydrogen stored in the hydrogen storage device 50. As a result, in the present embodiment, hydrogen can be effectively secured in the hydrogen storage device 50 in preparation for an abnormality such as a disaster.
- the power supply system 1 of the present embodiment does not procure fuel from the outside even when a power failure occurs due to a disaster or the like and the power supply from the power system 2 to the load unit 3 is stopped. In addition, it is possible to perform self-sustained operation for a long period of time to stably supply power.
- the power supply system 1 operates the hydrogen generator 40 using the power generated using natural energy in the natural energy generator 10 already installed. It may be configured to be
- the natural energy power generation device 10 may be a power generation device that generates power using other natural energy such as wind power, solar heat, geothermal heat, biomass, etc. in addition to sunlight.
- the power conditioner device 20 need not be provided.
- the power conditioner device 20 may be installed as necessary according to the characteristics of the power output from the natural energy power generation device 10 and the characteristics of the power required when the hydrogen generator 40 operates.
- the storage battery 202 may not be provided.
- the storage battery 202 may be separately provided without providing the inverter 201 of the power conditioner device 20.
- the power supply system 1 may not include the water storage device 30.
- the power supply system 1 may be configured such that water is directly supplied from, for example, a water supply to each of the hydrogen generator 40 and the fuel cell power generator 60 without interposing the water storage device 30. .
- the water electrolysis apparatus 401 of the hydrogen generation apparatus 40 has been described for solid polymer (PEM) water electrolysis, it is configured by alkaline water electrolysis or high temperature steam electrolysis by SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cell) It is also good.
- PEM solid polymer
- SOEC Solid Oxide Electrolysis Cell
- the hydrogen generator 40 may be configured to generate hydrogen by causing a dehydrogenation reaction of the organic hydride. In addition, it may be configured to generate hydrogen by catalytic reaction, photocatalyst or thermal decomposition.
- the hydrogen storage device 50 has been described as including the hydrogen storage tank 501, but the present invention is not limited to this.
- the hydrogen storage device 50 may be configured to store hydrogen using a hydrogen storage alloy.
- said embodiment showed the case where the electric power electric-power-generated in the fuel cell electric power generating apparatus 60 was supplied to the storage battery 202 of the power conditioner apparatus 20, and it charged, it does not restrict to this. Moreover, in the fuel cell power generation device 60, although the case where warm water was produced by heating water using the heat
- the power supply system 1 is connected to the power system 2 (commercial power source) and configured to be supplied with power from the power system 2, but the present invention is not limited thereto.
- the power supply system 1 may not be supplied with power from the power system 2.
- the power supply system 1 has been described in the case where the power conditioner device 20, the hydrogen generator 40, the hydrogen storage device 50, and the fuel cell power generator 60 are individually packaged.
- the present invention is not limited to this, and each may not be packaged.
- in power conditioner apparatus 20 although inverter 201 and storage battery 202 are stored in the same container 200, both may not be stored in the same container 200.
- the natural energy power generation device 10 may be installed on a container so that the natural energy power generation device 10 can also be transported.
- a photovoltaic (PV) device may be installed on the container 200, 400, 600.
- the power supply system 1 may include a plurality of fuel cell power generation devices 60, and each of the plurality of fuel cell power generation devices 60 may be configured to supply power and hot water to the load unit 3.
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Abstract
電力系統から電力供給を受けられない場合であっても、自立運転を行うことが可能であり、電力を供給する電力供給システムを提供する。実施形態の電力供給システムは、水素発生装置と水素貯蔵装置と燃料電池発電装置と制御装置とを有し、電力を負荷部に供給する。水素発生装置は、自然エネルギーを利用して発電された電力を用いて水素を生成する。水素貯蔵装置は、水素発生装置によって生成された水素を貯蔵する。燃料電池発電装置は、水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、その発電によって発生した電力を前記負荷部に出力する。制御装置は、負荷部において使用される電力の使用量に応じて、電力供給システムの動作を制御する。ここでは、制御装置は、水素貯蔵装置に貯蔵された水素の量に応じて、水素発生装置が水素を生成する動作を制御する。
Description
本発明の実施形態は、電力供給システムに関する。
災害が発生したときには、非常用の小型電源を用いて、停電が発生した災害地域に電力を供給する。たとえば、小型のディーゼルエンジンを用いた発電機、蓄電池などを、非常用の小型電源として使用する。
ディーゼルエンジンを用いた発電機は、外部から燃料を供給する必要があるため、燃料の調達ができないときには、電力を供給することができない。このため、特に、燃料を十分に備蓄していない場合や、災害によって交通網が途絶えて燃料の供給が困難な場合においては、電力の供給が十分でなく、迅速に復旧することが困難になる。
また、蓄電池は、電力を供給可能な時間が短く、放電が起こるので、平常時に充電を維持することが必要になる。
その他、燃料電池を非常用の電源として使用することが考えられるが、燃料電池の場合においても、水素などの燃料の調達ができないときには、電力を十分に供給することができない。
このため、上記の場合には、災害時に、長期に渡って電力を供給することが容易でない。
"水素・燃料電池について"、[online]、平成25年12月、総合エネルギー調査会、[平成26年11月6日検索]、インターネット<URL: http://www.meti.go.jp/committee/kenkyukai/energy/suiso_nenryodenchi/pdf/001_04_00.pdf>
本発明が解決しようとする課題は、電力系統から電力供給を受けられない場合であっても自立運転を行うことが可能であり、電力を供給することができる、電力供給システムを提供することである。
実施形態の電力供給システムは、水素発生装置と水素貯蔵装置と燃料電池発電装置と制御装置とを有し、電力を負荷部に供給する。水素発生装置は、自然エネルギーを利用して発電された電力を用いて水素を生成する。水素貯蔵装置は、水素発生装置によって生成された水素を貯蔵する。燃料電池発電装置は、水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、その発電によって発生した電力を前記負荷部に出力する。制御装置は、負荷部において使用される電力の使用量に応じて、電力供給システムの動作を制御する。ここでは、制御装置は、水素貯蔵装置に貯蔵された水素の量に応じて、水素発生装置が水素を生成する動作を制御する。
[1]電力供給システム1の構成
図1は、実施形態に係る電力供給システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。図1においては、実線の矢印が電力の流れを示し、破線の矢印が水素の流れを示している。また、一点鎖線の矢印が水の流れを示しており、二点鎖線が信号の流れを示している。
図1は、実施形態に係る電力供給システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。図1においては、実線の矢印が電力の流れを示し、破線の矢印が水素の流れを示している。また、一点鎖線の矢印が水の流れを示しており、二点鎖線が信号の流れを示している。
図1に示すように、実施形態の電力供給システム1は、自然エネルギー発電装置10とパワーコンディショナ装置20と貯水装置30と水素発生装置40と水素貯蔵装置50と燃料電池発電装置60と制御装置70とを備えている。
電力供給システム1は、電気機器を備えた負荷部3に電力を供給するように構成されている(実線の矢印参照)。また、詳細については後述するが、電力供給システム1は、水を加熱することによって温水を作り、温水利用機器を備えた負荷部3に温水(熱媒)を供給するように構成されている(一点鎖線の矢印参照)。
図2A、図2B、図3A、および、図3Bは、実施形態に係る電力供給システムを構成する部材の要部を示すブロック図である。図2Aは、パワーコンディショナ装置20の要部を示し、図2Bは、水素発生装置40の要部を示している。そして、図3Aは、水素貯蔵装置50の要部を示し、図3Bは、燃料電池発電装置60の要部を示している。
電力供給システム1を構成する各部について、各図を用いて、順次、説明する。
[1-1]自然エネルギー発電装置10
電力供給システム1において、自然エネルギー発電装置10は、自然エネルギーを利用して発電を行う発電装置である。自然エネルギー発電装置10は、たとえば、太陽光発電(PV)装置であって、太陽電池(図示省略)を含み太陽光を太陽電池で受光し、太陽電池において光電変換を行うことによって、発電を行う。
電力供給システム1において、自然エネルギー発電装置10は、自然エネルギーを利用して発電を行う発電装置である。自然エネルギー発電装置10は、たとえば、太陽光発電(PV)装置であって、太陽電池(図示省略)を含み太陽光を太陽電池で受光し、太陽電池において光電変換を行うことによって、発電を行う。
[1-2]パワーコンディショナ装置20
電力供給システム1において、パワーコンディショナ装置20は、自然エネルギー発電装置10が自然エネルギーを利用して発電した電力を調整するように構成されている。ここでは、パワーコンディショナ装置20は、図1に示すように、自然エネルギー発電装置10から電力が供給され、その供給された電力を、電力系統2(商用電源)から供給された電力と同様に、負荷部3において利用可能な電力に変換する。パワーコンディショナ装置20は、図2Aに示すように、第1コンバータ201aとインバータ201とを含み、自然エネルギー発電装置10(図1参照)から電力線を介して供給された直流電力を第1コンバータ201aが所定の電圧幅内になるように調整し、その調整された直流電流をインバータ201が交流電力に変換する。自然エネルギー発電装置10で発電された電力は、パワーコンディショナ装置20を介して、水素発生装置40および負荷部3に供給される。
電力供給システム1において、パワーコンディショナ装置20は、自然エネルギー発電装置10が自然エネルギーを利用して発電した電力を調整するように構成されている。ここでは、パワーコンディショナ装置20は、図1に示すように、自然エネルギー発電装置10から電力が供給され、その供給された電力を、電力系統2(商用電源)から供給された電力と同様に、負荷部3において利用可能な電力に変換する。パワーコンディショナ装置20は、図2Aに示すように、第1コンバータ201aとインバータ201とを含み、自然エネルギー発電装置10(図1参照)から電力線を介して供給された直流電力を第1コンバータ201aが所定の電圧幅内になるように調整し、その調整された直流電流をインバータ201が交流電力に変換する。自然エネルギー発電装置10で発電された電力は、パワーコンディショナ装置20を介して、水素発生装置40および負荷部3に供給される。
また、パワーコンディショナ装置20は、図2Aに示すように、第2コンバータ202aと蓄電池202とを含み、インバータ201で変換された電力を第2コンバータ202aが所定の電圧幅内になるように調整し、その調整された電力を蓄電池202が蓄電する。つまり、自然エネルギー発電装置10で発電された電力を蓄電池202が蓄電する。蓄電池202は、たとえば、リチウムイオン二次電池であって、パワーコンディショナ装置20は、蓄電池202に蓄電された電力が負荷部3に供給されるように構成されている(図1参照)。蓄電池202に蓄電された電力は、第2コンバータ202aとインバータ201とを介してパワーコンディショナ装置20から出力される。また、パワーコンディショナ装置20は、燃料電池発電装置60で発電された電力が供給され、その供給された電力を蓄電池202が蓄電するように構成されている(図1参照)。さらに、パワーコンディショナ装置20では、電力系統2(商用電源)から電力が供給され、その供給された電力を用いて動作するように構成されている(図1参照)。
本実施形態では、パワーコンディショナ装置20は、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。ここでは、パワーコンディショナ装置20は、図2Aに示すように、コンテナ200の内部に構成部品(インバータ201、蓄電池202等)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[1-3]貯水装置30
電力供給システム1において、貯水装置30は、図1に示すように、水を貯蔵し、その貯蔵した水を水素発生装置40へ供給するように構成されている。また、貯水装置30は、その貯蔵した水を燃料電池発電装置60に水を供給するように構成されている。この他に、貯水装置30は、燃料電池発電装置60において加熱された水が流入し、貯蔵するように構成されている。
電力供給システム1において、貯水装置30は、図1に示すように、水を貯蔵し、その貯蔵した水を水素発生装置40へ供給するように構成されている。また、貯水装置30は、その貯蔵した水を燃料電池発電装置60に水を供給するように構成されている。この他に、貯水装置30は、燃料電池発電装置60において加熱された水が流入し、貯蔵するように構成されている。
具体的には、貯水装置30は、たとえば、給水タンク(図示省略)を含み、水道を介して供給された水を給水タンクで貯蔵する。そして、貯水装置30においては、貯蔵された水が、水素発生装置40と燃料電池発電装置60とのそれぞれに、ポンプ(図示省略)を介して供給される。ポンプを用いずに、水頭圧によって、水の供給を行ってもよい。また、貯水装置30は、燃料電池発電装置60に供給した水が燃料電池発電装置60において加熱され、温水(熱媒)として貯水装置30に戻されたときには、その温水(熱媒)を給水タンクで貯蔵する。
[1-4]水素発生装置40
電力供給システム1において、水素発生装置40は、図1に示すように、水素を生成するように構成されている。ここでは、水素発生装置40は、図2Bに示すように、たとえば、純水製造装置401aと水電解装置401とを含み、純水製造装置401aで不純物が除去された水(純水)を水電解装置401で電気分解することによって、水素を生成する。水電解装置401は、たとえば、固体高分子(PEM)水電解である。本実施形態では、水素発生装置40は、貯水装置30(図1参照)から水が供給され、水電解装置401においてその供給された水に電圧を印加することによって、水を水素と酸素に分解する。水電解装置401において生成された水素は、水素貯蔵装置50に供給され、貯蔵される。そして、水電解装置401において生成された酸素は、たとえば、大気に放出される。
電力供給システム1において、水素発生装置40は、図1に示すように、水素を生成するように構成されている。ここでは、水素発生装置40は、図2Bに示すように、たとえば、純水製造装置401aと水電解装置401とを含み、純水製造装置401aで不純物が除去された水(純水)を水電解装置401で電気分解することによって、水素を生成する。水電解装置401は、たとえば、固体高分子(PEM)水電解である。本実施形態では、水素発生装置40は、貯水装置30(図1参照)から水が供給され、水電解装置401においてその供給された水に電圧を印加することによって、水を水素と酸素に分解する。水電解装置401において生成された水素は、水素貯蔵装置50に供給され、貯蔵される。そして、水電解装置401において生成された酸素は、たとえば、大気に放出される。
水素発生装置40においては、図1に示すように、自然エネルギー発電装置10で発電された電力がパワーコンディショナ装置20を介して供給されると共に、電力系統2から電力が供給されるように構成されている。水素発生装置40は、自然エネルギー発電装置10が自然エネルギーを利用して発電した電力と、電力系統2から供給された電力との少なくとも一方を用いて、水電解装置401(図2B参照)において水の電気分解を生じさせて、水素を生成する。
また、水素発生装置40は、図2Bに示すように、水電解装置401の他に、コンプレッサ402とチラーユニット403とを含む。コンプレッサ402は、たとえば、空気を圧縮して、水電解装置401に供給する。そして、チラーユニット403は、たとえば、冷却水を水電解装置401に供給する。
水素発生装置40は、ガスセンサ、圧力計、流量計などの計測機器(図示省略)を含み、その計測機器によって計測されたデータがデータ信号として、制御装置70へ出力される。
水素発生装置40は、パワーコンディショナ装置20と同様に、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。つまり、水素発生装置40は、図2Bに示すように、コンテナ400に構成部品(水電解装置401、コンプレッサ402、チラーユニット403等)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[1-5]水素貯蔵装置50
電力供給システム1において、水素貯蔵装置50は、図1に示すように、水素発生装置40によって生成された水素を水素貯蔵タンクで貯蔵するように構成されている。ここでは、水素貯蔵装置50は、図3Aに示すように、たとえば、水素貯蔵タンク501と電磁弁502とを含み、水素発生装置40によって生成された水素が電磁弁502を介して水素貯蔵タンク501に供給され、その供給された水素を水素貯蔵タンク501で貯蔵する。
電力供給システム1において、水素貯蔵装置50は、図1に示すように、水素発生装置40によって生成された水素を水素貯蔵タンクで貯蔵するように構成されている。ここでは、水素貯蔵装置50は、図3Aに示すように、たとえば、水素貯蔵タンク501と電磁弁502とを含み、水素発生装置40によって生成された水素が電磁弁502を介して水素貯蔵タンク501に供給され、その供給された水素を水素貯蔵タンク501で貯蔵する。
水素貯蔵装置50は、ガスセンサ、圧力計、流量計などの計測機器(図示省略)を含み、その計測機器によって計測されたデータがデータ信号として、制御装置70へ出力される。
水素貯蔵装置50は、パワーコンディショナ装置20および水素発生装置40と同様に、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。つまり、水素貯蔵装置50は、図3Aに示すように、コンテナ500に構成部品(水素貯蔵タンク501、電磁弁502など)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[1-6]燃料電池発電装置60
電力供給システム1において、燃料電池発電装置60は、図1に示すように、水素貯蔵装置50で貯蔵された水素を用いて発電を行い、その発電によって発生した電力を負荷部3に出力するように構成されている。
電力供給システム1において、燃料電池発電装置60は、図1に示すように、水素貯蔵装置50で貯蔵された水素を用いて発電を行い、その発電によって発生した電力を負荷部3に出力するように構成されている。
具体的には、燃料電池発電装置60は、図3に示すように、燃料電池601を含み、その燃料電池601において水素を用いて発電が行われる。燃料電池601は、たとえば、固体高分子形燃料電池(PEFC)である。また、燃料電池発電装置60は、インバータ602を含み、インバータ602が、燃料電池601で発電された電力を、電力系統2から供給された電力と同様に、負荷部3で利用可能な電力に変換する。
上記の他に、燃料電池発電装置60は、図1に示すように、発電で生じた熱を用いて、貯水装置30から供給された水を加熱し、その加熱により得た温水を負荷部3(温水消費先)に供給する。ここでは、燃料電池発電装置60は、図3に示すように、貯湯タンク603を含み、貯湯タンク603で貯蔵された温水が負荷部3に供給される。
燃料電池発電装置60は、ガスセンサ、圧力計、流量計などの計測機器(図示省略)を含み、その計測機器によって計測されたデータがデータ信号として、制御装置70へ出力される。
燃料電池発電装置60は、水素発生装置40および水素貯蔵装置50と同様に、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。つまり、燃料電池発電装置60は、図3Bに示すように、コンテナ600に構成部品(燃料電池601、インバータ602、貯湯タンク603等)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[1-7]制御装置70
電力供給システム1において、制御装置70は、図1に示すように、電力供給システム1を構成する各部を制御するように構成されている。制御装置70は、演算器(図示省略)とメモリ(図示省略)とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。
電力供給システム1において、制御装置70は、図1に示すように、電力供給システム1を構成する各部を制御するように構成されている。制御装置70は、演算器(図示省略)とメモリ(図示省略)とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。
制御装置70は、各部の状態について計測機器(図示省略)が計測して得たデータがデータ信号として入力される。ここでは、制御装置70は、負荷部3において使用される電力の使用量がデータ信号として入力される。たとえば、予め定めた時間(たとえば、30分間)において負荷部3で使用された電力量のデータ信号が、制御装置70に入力される。また、制御装置70は、たとえば、電力系統2から供給される電力量、負荷部3において使用される温水の使用量、自然エネルギー発電装置10が出力する電力量、パワーコンディショナ装置20に含まれる蓄電池202の蓄電量、燃料電池発電装置60が出力する電力量、貯水装置30が貯蔵している水の貯蔵量、水素貯蔵装置50が貯蔵している水素の貯蔵量、燃料電池発電装置60において加熱されて貯蔵された温水の量などが、データ信号として入力される。そして、制御装置70は、その入力されたデータ信号に応じた制御信号を演算し、電力供給システム1の各部に出力することによって、各部の動作を制御する。
制御装置70は、電力系統2から負荷部3へ電力が供給される平常時であっても、たとえば、負荷部3で使用されている電力の使用量が予め定めた値よりも多いときに、電力供給システム1から負荷部3に電力を供給する。このとき、自然エネルギー発電装置10が出力する電力量、燃料電池発電装置60が出力する電力量、パワーコンディショナ装置20に含まれる蓄電池202の蓄電量などに応じて、各部から電力を配分して負荷部3に供給する。また、制御装置70は、負荷部3で使用されている温水の使用量に応じて燃料電池発電装置60から温水を負荷部3に供給する。
これに対して、災害等によって停電が発生して電力系統2から負荷部3へ電力が供給されない異常時には、制御装置70は、電力供給システム1から負荷部3へ電力を供給する。この場合には、制御装置70は、自然エネルギー発電装置10で発電された電力を用いて水素発生装置40が水素を生成して、燃料電池発電装置60が発電を行うように制御を行う。そして、自然エネルギー発電装置10が出力する電力量、燃料電池発電装置60が出力する電力量、パワーコンディショナ装置20に含まれる蓄電池202の蓄電量などに応じて、各部から電力を配分して負荷部3に供給する。また、制御装置70は、燃料電池発電装置60から負荷部3に温水の供給を開始する。
上記の他に、制御装置70は、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素の量に応じて、水素発生装置40が水素を生成する動作を制御する。また、制御装置70は、燃料電池発電装置60で発電された電力を含む電力供給量が、負荷部3において使用される電力の使用量よりも多いときには、燃料電池発電装置60で発電された電力をパワーコンディショナ装置20の蓄電池202に蓄電させる。また、制御装置70は、燃料電池発電装置60での加熱によって得た温水を含む温水供給量が、負荷部3において使用される温水の使用量よりも多いときには、燃料電池発電装置60で得た温水を貯水装置30に戻すように、制御を行う。更に、制御装置は、自然エネルギーを利用して発電された電力が電力供給システム1に供給された量に応じて、電力供給システム1の動作を制御する。
[2]電力供給システム1の動作
上述した電力供給システム1の動作について、更に具体的に説明する。
上述した電力供給システム1の動作について、更に具体的に説明する。
図4は、実施形態に係る電力供給システムの動作について具体的内容を示す図である。図4は、平常時の動作と、異常時(災害時など)の動作とのそれぞれについて示している。図4では、電力供給システムの各部について発電または運転を実施する場合に関して「ON」と表記し、電力供給システムの各部について発電または運転を停止する場合に関して「OFF」と表記している。
[2-1]平常時の動作
平常時であって、時間帯が昼であると共に天候が晴れであるときには、図4に示すように、電力供給システム1では、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10において発電を行う。自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、水素発生装置40へ供給され、水素発生装置40において水素の製造に利用される。また、自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、負荷部3へ供給される。ここでは、自然エネルギー発電装置10で発電した電力が、水素の製造で必要な電力よりも多い場合に、負荷部3に供給される。また、自然エネルギー発電装置10で発電された電力が、蓄電池202において充電される。これに対して、自然エネルギー発電装置10で発電した電力が、水素の製造で必要な電力よりも少ない場合には、蓄電池202で蓄電された電力が、水素発生装置40に放電され、水素の製造に補助的に利用される。燃料電池発電装置60については、発電動作が停止される。図示を省略しているが、燃料電池発電装置60から温水を供給する動作も停止される。
平常時であって、時間帯が昼であると共に天候が晴れであるときには、図4に示すように、電力供給システム1では、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10において発電を行う。自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、水素発生装置40へ供給され、水素発生装置40において水素の製造に利用される。また、自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、負荷部3へ供給される。ここでは、自然エネルギー発電装置10で発電した電力が、水素の製造で必要な電力よりも多い場合に、負荷部3に供給される。また、自然エネルギー発電装置10で発電された電力が、蓄電池202において充電される。これに対して、自然エネルギー発電装置10で発電した電力が、水素の製造で必要な電力よりも少ない場合には、蓄電池202で蓄電された電力が、水素発生装置40に放電され、水素の製造に補助的に利用される。燃料電池発電装置60については、発電動作が停止される。図示を省略しているが、燃料電池発電装置60から温水を供給する動作も停止される。
平常時であって、時間帯が昼であると共に天候が曇り又は雨であるときには、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10で発電される電力の量は、晴れの場合よりも少ない。このため、図4に示すように、自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、天候が晴れである場合と異なり、水素発生装置40に供給されずに、水素発生装置40では、水素の製造が停止される。自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、負荷部3に供給されて利用されると共に、蓄電池202において充電される。蓄電池202で蓄電された電力は、水素発生装置40での水素の製造が停止されているので、水素発生装置40に放電されない。上記の点を除いて、天候が曇り又は雨であるときには、天候が晴れであるときと同様に、電力供給システム1の動作が行われる。
平常時であって、時間帯が夜であるときには、図4に示すように、自然エネルギー発電装置10での発電が停止される。このため、自然エネルギー発電装置10から水素発生装置40および負荷部3へ電力が供給されない。また、蓄電池202では、充電が停止される。これに対して、蓄電池202では放電が実施される。ここでは、蓄電池202で蓄電された電力が、負荷部3に供給されて利用される。たとえば、照明設備などの特定な負荷部3に対して、蓄電池202から電力の供給が行われる。また、燃料電池発電装置60については運転が開始され、発電が実施される。燃料電池発電装置60では、時間帯が昼である場合と異なり、発電が行われる。燃料電池発電装置60においては、水素貯蔵装置50で貯蔵された水素を用いて発電が行われ、発電された電力が負荷部3に供給される。図示を省略しているが、燃料電池発電装置60から温水を供給する動作も実施される。なお、上述した蓄電池202から負荷部3への電力供給は、燃料電池発電装置60から負荷部3への電力供給を補助するために行われる。
このように、平常時の場合には、電力供給システム1は、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10で発電された電力を用いて水素を製造することによって水素の貯蔵量を確保する。これと共に、電力供給システム1は、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10で発電された電力の余剰分と、燃料電池発電装置60で水素を用いて発電した電力とを効率的に負荷部3に供給する。
したがって、本実施形態では、平常時に、電力系統2から負荷部3へ供給される電力量のピーク値について低減することができる。つまり、ピークカットを効果的に実現することができる。
[2-2]異常時(災害など等)の動作
異常時(災害時など)であって、時間帯が昼であると共に天候が晴れであるときには、図4に示すように、電力供給システム1では、平常時の場合と同様に、自然エネルギー発電装置10、水素発生装置40、および、蓄電池202のそれぞれが制御される。つまり、電力供給システム1では、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10において発電を行い、その発電された電力が水素発生装置40および負荷部3へ適宜供給される。また、自然エネルギー発電装置10で発電された電力が、蓄電池202において充電されると共に、その蓄電池202で蓄電された電力が、水素発生装置40に放電され、水素の製造に補助的に利用される。しかし、異常時(災害時など)の場合には、平常時の場合と異なり、燃料電池発電装置60において発電動作が実施され、その発電された電力が負荷部3に供給される。図示を省略しているが、温水の供給も同様に実施される。
異常時(災害時など)であって、時間帯が昼であると共に天候が晴れであるときには、図4に示すように、電力供給システム1では、平常時の場合と同様に、自然エネルギー発電装置10、水素発生装置40、および、蓄電池202のそれぞれが制御される。つまり、電力供給システム1では、太陽光発電装置である自然エネルギー発電装置10において発電を行い、その発電された電力が水素発生装置40および負荷部3へ適宜供給される。また、自然エネルギー発電装置10で発電された電力が、蓄電池202において充電されると共に、その蓄電池202で蓄電された電力が、水素発生装置40に放電され、水素の製造に補助的に利用される。しかし、異常時(災害時など)の場合には、平常時の場合と異なり、燃料電池発電装置60において発電動作が実施され、その発電された電力が負荷部3に供給される。図示を省略しているが、温水の供給も同様に実施される。
異常時(災害時など)であって、時間帯が昼であると共に天候が曇り又は雨であるときには、図4に示すように、天候が晴れである場合と異なり、自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、水素発生装置40に供給されず、水素発生装置40では、水素の製造が停止される(平常時と同様)。自然エネルギー発電装置10で発電した電力は、負荷部3に供給されて利用されると共に、蓄電池202において充電される(平常時と同様)。しかし、異常時(災害時など)の場合には、平常時の場合と異なり、燃料電池発電装置60において発電動作が実施され、その発電された電力が負荷部3に供給される。また、蓄電池202で蓄電された電力は、平常時の場合と異なり、負荷部3に供給されて利用される。ここでは、たとえば、照明設備などの特定な負荷部3に対して、電力の供給が行われる。
異常時(災害時など)であって、時間帯が夜であるときには、図4に示すように、平常時と同様に、自然エネルギー発電装置10での発電が停止され、自然エネルギー発電装置10から水素発生装置40および負荷部3へ電力が供給されない。また、蓄電池202では、充電が停止される。蓄電池202では放電が実施される。ここでは、蓄電池202で蓄電された電力が、負荷部3に供給されて利用される。たとえば、照明設備などの特定な負荷部3に対して、蓄電池202から電力が供給される。そして、燃料電池発電装置60では、発電が実施される。燃料電池発電装置60においては、水素貯蔵装置50で貯蔵された水素を用いて発電が行われ、その発電された電力が負荷部3に供給される。ここでは、たとえば、照明設備などの特定な負荷部3に対して、燃料電池発電装置60から電力が供給される。図示を省略しているが、燃料電池発電装置60から温水の供給も同様に実施される。なお、上述した蓄電池202から負荷部3への電力供給は、燃料電池発電装置60から負荷部3への電力供給を補助するために行われる。
このように、異常時(災害時など)の場合には、電力供給システム1は、時間帯に関わらずに、貯蔵された水素を用いて燃料電池発電装置60が発電を行い、その発電された電力を負荷部3に供給する。
したがって、本実施形態では、異常時(災害時など)に、電力を安定的に供給することができる。
なお、本実施形態の電力供給システム1において、制御装置70は、電力系統2から供給される電力量をモニターすることによって得たデータ信号に基づいて、平常時であるか、異常時(災害時など)であるかを判断する。ここでは、電力系統2から電力が供給された状態であるには、平常時であると判断して、電力系統2と電力供給システム1との間の接続を保持する。この一方で、電力系統2から電力へ供給されずに電力供給が停止した状態であるときには、災害時などの異常時であると判断して、電力系統2と電力供給システム1との間の接続を遮断する。また、制御装置70は、たとえば、時刻のデータに基づいて、時間帯が昼であるか、夜であるかを判断する。そして、制御装置70は、たとえば、自然エネルギー発電装置10が出力する電力量のデータに基づいて、天候を判断する。制御装置70は、たとえば、時間帯が昼の場合において、自然エネルギー発電装置10が出力する電力量が予め定めた量よりも多いときには天候が晴れであると判断し、予め定めた量以下であるときには天候が曇り又は雨であると判断する。その後、制御装置70は、各判断結果に応じて、上述した動作を各部が行うように制御する。
[2-3]その他の動作
図5は、実施形態に係る電力供給システムの動作の一部を示すフロー図である。図5では、水素発生装置40の動作に関して示している。
図5は、実施形態に係る電力供給システムの動作の一部を示すフロー図である。図5では、水素発生装置40の動作に関して示している。
図5に示すように、水素貯蔵量が予め定めた値よりも少ないか否かを判断し(ST1)、少ない場合(Yesのとき)には水素製造が実施され(ST2a)、少なくない場合(NOのとき)には水素製造が停止される(ST2b)。
本実施形態の電力供給システム1において、上記の動作は、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素の量に応じて、制御装置70が水素発生装置40の制御することによって行われる。
具体的には、制御装置70は、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素の貯蔵量の計測データが入力され、その計測データに基づいて、水素貯蔵量が予め定めた値よりも多いか否かを判断する比較処理を行う。たとえば、水素貯蔵装置50において計測された圧力の値に基づいて、上記の判断を行う(ST1)。
そして、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素の量が予め定めた値よりも少ないと判断した場合(Yesのとき)には、水素発生装置40が水素を生成する動作を実施するように制御装置70が水素発生装置40を制御することによって、水素貯蔵装置50に水素が供給される(ST2a)。これに対して、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素の量が予め定めた値以上であると判断した場合(Noのとき)には、水素発生装置40が水素を生成する動作を停止するように制御装置70が水素発生装置40を制御する(ST2b)。
これにより、本実施形態では、水素貯蔵装置50において適正量の水素を容易に貯蔵することができる。
また、本実施形態では、電力供給システム1で発電された電力に余剰があるときには、その余剰の電力をパワーコンディショナ装置20の蓄電池202で蓄電するように動作する。ここでは、電力供給システム1で発電された電力と電力系統2が供給する電力との合計量が、電力供給システム1および負荷部3において使用される電力の使用量よりも多い否かを、各データ信号に基づいて制御装置70が随時判断する。そして、多いと判断したときには、制御装置70は、燃料電池発電装置60で発電された電力を、負荷部3へ出力せずに、パワーコンディショナ装置20の蓄電池202に出力して蓄電させる。これにより、本実施形態では、電力供給システム1で発電された電力を効果的に利用することができる。
さらに、本実施形態の電力供給システム1では、燃料電池発電装置60での加熱によって得た温水に余剰があるときには、その余剰の温水を貯水装置30に戻すように動作する。ここでは、たとえば、電力供給システム1の燃料電池発電装置60で貯蔵された温水の貯蔵量が予め定めた値よりも多いか否かを、各データ信号に基づいて制御装置70が随時判断する。そして、多いと判断したときには、制御装置70は、燃料電池発電装置60から温水を負荷部3へ供給せずに、貯水装置30に戻す。これにより、貯水装置30から水素発生装置40へ供給する水の確保を更に効果的に実現することができる。
[3]まとめ
以上のように、本実施形態の電力供給システム1では、自然エネルギー発電装置10が自然エネルギーを利用して発電した電力を用いて、水素発生装置40が水素を生成する。そして、その水素発生装置40によって生成された水素が、水素貯蔵装置50で貯蔵される。そして、その水素貯蔵装置50で貯蔵された水素を用いて、燃料電池発電装置60が発電を行い、その発電によって発生した電力が負荷部3に供給される。このため、本実施形態では、災害などによって停電が発生して電力系統2から電力が供給されない異常時であっても、外部から燃料を調達せずに、長期間に渡って自立運転を行うことが可能であって、電力を安定的に供給することができる。
以上のように、本実施形態の電力供給システム1では、自然エネルギー発電装置10が自然エネルギーを利用して発電した電力を用いて、水素発生装置40が水素を生成する。そして、その水素発生装置40によって生成された水素が、水素貯蔵装置50で貯蔵される。そして、その水素貯蔵装置50で貯蔵された水素を用いて、燃料電池発電装置60が発電を行い、その発電によって発生した電力が負荷部3に供給される。このため、本実施形態では、災害などによって停電が発生して電力系統2から電力が供給されない異常時であっても、外部から燃料を調達せずに、長期間に渡って自立運転を行うことが可能であって、電力を安定的に供給することができる。
本実施形態の電力供給システム1は、負荷部3で使用される電力の使用量に応じて、制御装置70が動作を制御する。また、制御装置70は、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素の量に応じて、水素発生装置40が水素を生成する動作を制御する。このため、本実施形態では、水素貯蔵装置50において適正量の水素を容易に貯蔵することができる。
本実施形態の電力供給システム1では、平常時であって、自然エネルギー発電装置10での発電が停止しているときに、電力系統2から供給された電力を用いて水素発生装置40が水素を生成する。このため、本実施形態では、水素貯蔵装置50に適正量の水素を容易に貯蔵することができる。
本実施形態の電力供給システム1は、自然エネルギー発電装置10が自然エネルギーを利用して発電した電力をパワーコンディショナ装置20が調整し、そのパワーコンディショナ装置20を介して供給された電力を用いて水素発生装置40が水素を生成する。パワーコンディショナ装置20は、自然エネルギー発電装置10で発電された電力を負荷部3に供給する。このため、本実施形態では、自然エネルギー発電装置10で発電された電力を効果的に利用することができる。
本実施形態の電力供給システム1において、パワーコンディショナ装置20と水素発生装置40と水素貯蔵装置50と燃料電池発電装置60とのそれぞれは、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。このため、たとえば、災害時において、電力供給システム1を被災地域に迅速に設置することができる。
本実施形態の電力供給システム1において、パワーコンディショナ装置20は、蓄電池202を含み、蓄電池202が燃料電池発電装置60で発電された電力を蓄電するように構成されている。ここでは、制御装置70は、燃料電池発電装置60で発電された電力を含む電力供給量が、負荷部3において使用される電力の使用量よりも多いときに、燃料電池発電装置60で発電された電力を蓄電池202に蓄電させる。このため、本実施形態では、燃料電池発電装置60で発電された電力を効果的に利用することができる。
本実施形態の電力供給システム1は、貯水装置30を有し、水素発生装置40へ供給する水を貯水装置30が貯蔵する。そして、水素発生装置40は、貯水装置30から水が供給され、その供給された水から水素を生成する。このため、本実施形態では、必要に応じて、水素発生装置40において水から水素を生成し、燃料電池発電装置60で水素を用いて発電を行うことができる。
本実施形態の電力供給システム1において、貯水装置30は、燃料電池発電装置60に水を供給する。そして、燃料電池発電装置60は、発電で生じた熱を用いて、その貯水装置30から供給された水を加熱し、その加熱により得た温水を負荷部3に供給する。制御装置70は、負荷部3において使用される温水の使用量に応じて、温水の供給を制御する。具体的には、制御装置70は、燃料電池発電装置60での加熱によって得た温水を含む温水供給量が、負荷部3において使用される温水の使用量よりも多いときには、燃料電池発電装置60で得た温水を貯水装置30に戻す。このため、本実施形態では、貯水装置30において効果的に水を確保することができる。
本実施形態の電力供給システム1において、制御装置は、自然エネルギーを利用して自然エネルギー発電装置10が発電した電力量に応じて、電力供給システムの動作を制御する。たとえば、平常時において、自然エネルギー発電装置10が発電した電力量が予め定めた量よりも多いとき(時間帯が昼など)には、燃料電池発電装置60の運転を停止し、自然エネルギー発電装置10が発電した電力量がその予め定めた量よりも少ないとき(時間帯が夜など)には、燃料電池発電装置60の運転を行う。このため、本実施形態では、燃料電池発電装置60の発電が必要なときに、水素貯蔵装置50が貯蔵する水素を燃料電池発電装置60が用いる。その結果、本実施形態では、災害などの異常時に備えて、水素貯蔵装置50において水素を効果的に確保することができる。
本実施形態の電力供給システム1は、災害などによって停電が発生して電力系統2から負荷部3への電力供給が停止された状態になったときであっても、外部から燃料を調達せずに、長期間に渡って自立運転を行って電力を安定に供給することが可能である。
[4]変形例
上記の実施形態において、電力供給システム1は、既に設置されている自然エネルギー発電装置10において自然エネルギーを利用して発電された電力を用いて、水素発生装置40の運転が行われるように構成されていてもよい。
上記の実施形態において、電力供給システム1は、既に設置されている自然エネルギー発電装置10において自然エネルギーを利用して発電された電力を用いて、水素発生装置40の運転が行われるように構成されていてもよい。
上記の実施形態では、自然エネルギー発電装置10は、太陽光発電装置である場合について説明したが、これに限らない。自然エネルギー発電装置10は、太陽光以外に、風力、太陽熱、地熱、バイオマスなどの他の自然エネルギーを用いて発電を行う発電装置であってもよい。
上記の実施形態では、電力供給システム1は、パワーコンディショナ装置20を備える場合について説明したが、これに限らない。パワーコンディショナ装置20を備えていなくてもよい。パワーコンディショナ装置20は、自然エネルギー発電装置10が出力する電力の特性、および、水素発生装置40が運転するときに必要な電力の特性に応じて、必要な場合に設置すればよい。同様に、パワーコンディショナ装置20においては、蓄電池202を備えていなくてもよい。その他、パワーコンディショナ装置20のインバータ201を備えずに、蓄電池202を別途設けてもよい。
上記の実施形態において、電力供給システム1は、貯水装置30を備える場合について説明したが、これに限らない。電力供給システム1は、貯水装置30を備えていなくてもよい。電力供給システム1は、貯水装置30を介在せずに、水素発生装置40と燃料電池発電装置60とのそれぞれに、たとえば、水道から直接的に水が供給されるように構成されていてもよい。
上記の実施形態では、水素発生装置40の水電解装置401は、固体高分子(PEM)水電解について説明したが、アルカリ水電解やSOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell)による高温水蒸気電解で構成されていてもよい。
上記の実施形態では、水素発生装置40は、水の電気分解によって水素を発生する場合について説明したが、これに限らない。水素発生装置40は、有機ハイドライドについて脱水素反応が生じさせることによって水素を発生するように、構成されていてもよい。また、触媒反応、光触媒や熱分解で水素を発生するように、構成されていてもよい。
上記の実施形態では、水素貯蔵装置50は、水素貯蔵タンク501を含む場合について説明したが、これに限らない。水素貯蔵装置50は、水素吸蔵合金を用いて水素を貯蔵するように構成されていてもよい。
上記の実施形態では、燃料電池発電装置60において発電された電力がパワーコンディショナ装置20の蓄電池202に供給されて充電される場合について示したが、これに限らない。また、燃料電池発電装置60においては、発電によって生じた熱を用いて水を加熱することによって温水を作る場合について説明したが、これに限らない。
上記の実施形態では、電力供給システム1は、電力系統2(商用電源)に連系され、電力系統2から電力が供給されるように構成されているが、これに限らない。電力供給システム1は、電力系統2から電力が供給されなくてもよい。
上記の実施形態において、電力供給システム1は、パワーコンディショナ装置20と水素発生装置40と水素貯蔵装置50と燃料電池発電装置60とのそれぞれが個別にパッケージ化されたものである場合について説明したが、これに限らず、それぞれがパッケージ化されていなくてもよい。たとえば、パワーコンディショナ装置20においては、インバータ201と蓄電池202とが同一のコンテナ200に収容されているが、両者が同一のコンテナ200に収容されていなくてもよい。
また、自然エネルギー発電装置10は、コンテナ上に設置して自然エネルギー発電装置10も運搬可能としてもよい。たとえば、太陽光発電(PV)装置がコンテナ200、400、600の上に設置されていてもよい。
また、電力供給システム1は、複数の燃料電池発電装置60を備え、その複数の燃料電池発電装置60のそれぞれが、電力および温水を負荷部3に供給するように構成されていてもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力系統から電力供給を受けられない場合であっても、自立運転を行うことが可能であり、電力を供給することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…電力供給システム、2…電力系統、3…負荷部、10…自然エネルギー発電装置、20…パワーコンディショナ装置、30…貯水装置、40…水素発生装置、50…水素貯蔵装置、60…燃料電池発電装置、70…制御装置、201a…第1コンバータ、200…コンテナ、201…インバータ、202a……第2コンバータ、202…蓄電池、400…コンテナ、401a…純水製造装置、401…水電解装置、402…コンプレッサ、403…チラーユニット、500…コンテナ、501…水素貯蔵タンク、502…電磁弁、600…コンテナ、601…燃料電池、602…インバータ、603…貯湯タンク。
Claims (15)
- 電力を負荷部に供給する電力供給システムであって、
自然エネルギーを利用して発電された電力を用いて水素を生成する水素発生装置と、
前記水素発生装置によって生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、
前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、当該発電によって発生した電力を前記負荷部に出力する燃料電池発電装置と、
前記負荷部において使用される電力の使用量に応じて、当該電力供給システムの動作を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記水素貯蔵装置に貯蔵された水素の量に応じて、前記水素発生装置が水素を生成する動作を制御することを特徴とする、
電力供給システム。 - 電力を負荷部に供給する電力供給システムであって、
自然エネルギーを利用して発電された電力と電力系統から供給された電力との供給を受けるように構成され、少なくとも一方の電力を用いて水素を生成する水素発生装置と、
前記水素発生装置によって生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、
前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、当該発電によって発生した電力を前記負荷部に出力する燃料電池発電装置と、
前記負荷部において使用される電力の使用量に応じて、当該電力供給システムの動作を制御する制御装置と
を有することを特徴とする、
電力供給システム。 - 前記水素発生装置と前記水素貯蔵装置と燃料電池発電装置とのそれぞれは、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である、
請求項1または2に記載の電力供給システム。 - 電力を負荷部に供給する電力供給システムであって、
自然エネルギーを利用して発電された電力を用いて水素を生成する水素発生装置と、
前記水素発生装置によって生成された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、
前記水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、当該発電によって発生した電力を前記負荷部に出力する燃料電池発電装置と、
自然エネルギーを利用して発電された電力を調整するパワーコンディショナ装置と、
前記負荷部において使用される電力の使用量に応じて、当該電力供給システムの動作を制御する制御装置と
を有し、
前記パワーコンディショナ装置は、前記自然エネルギーを利用して発電された電力が前記負荷部に供給されるように構成されている、
電力供給システム。 - 前記パワーコンディショナ装置と前記水素発生装置と前記水素貯蔵装置と前記燃料電池発電装置とのそれぞれは、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である、
請求項4に記載の電力供給システム。 - 前記パワーコンディショナ装置は、蓄電池を含み、前記蓄電池は、前記燃料電池発電装置で発電された電力を蓄電するように構成されおり、
前記制御装置は、前記燃料電池発電装置で発電された電力を含む電力供給量が、前記負荷部において使用される電力の使用量よりも多いときに、前記燃料電池発電装置で発電された電力を前記蓄電池に蓄電させる、
請求項4または5に記載の電力供給システム。 - 前記水素発生装置が、前記自然エネルギーを利用して発電された電力の他に、電力系統から供給された電力を用いて水素を生成するように構成されている、
請求項4から6のいずれかに記載の電力供給システム。 - 前記制御装置は、前記電力系統の電力供給が停止したときに、前記燃料電池発電装置が発電を行うように制御する、
請求項7に記載の電力供給システム。 - 前記制御装置は、前記水素貯蔵装置に貯蔵された水素の量に応じて、前記水素発生装置が水素を生成する動作を制御することを特徴とする、
請求項2から8のいずれかに記載の電力供給システム。 - 水を貯蔵する貯水装置
を有し、
前記水素発生装置は、前記貯水装置から水が供給され、当該供給された水から水素を生成する、
請求項1から9のいずれかに記載の電力供給システム。 - 前記貯水装置は、前記燃料電池発電装置に水を供給し、
前記燃料電池発電装置は、発電で生じた熱を用いて、前記貯水装置から供給された水を加熱し、当該加熱により得た温水を前記負荷部に供給する、
請求項10に記載の電力供給システム。 - 前記制御装置は、前記負荷部において使用される温水の使用量に基づいて、当該電力供給システムの動作を制御する、
請求項11に記載の電力供給システム。 - 前記制御装置は、前記燃料電池発電装置での加熱によって得た温水を含む温水供給量が、前記負荷部において使用される温水の使用量よりも多いときに、前記燃料電池発電装置で得た温水を前記貯水装置に戻す、
請求項12に記載の電力供給システム。 - 前記制御装置は、前記自然エネルギーを利用して発電された電力が当該電力供給システム1に供給された量に応じて、当該電力供給システムの動作を制御する、
請求項1から13のいずれかに記載の電力供給システム。 - 前記自然エネルギーを利用して電力を発電する自然エネルギー発電装置
を更に有する、
請求項1から14のいずれかに記載の電力供給システム。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190326754A1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power system |
JP2019193394A (ja) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 株式会社辰巳菱機 | 防災型建築構造物の構築システム |
KR102324535B1 (ko) * | 2020-05-11 | 2021-11-09 | 여영찬 | 연료전지 시스템 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017182940A (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 三浦工業株式会社 | 燃料電池システム |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0992318A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 携帯形燃料電池装置 |
JP2001035503A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-09 | Sanyo Denki Co Ltd | 移動電源車 |
JP2001258105A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両 |
JP2001266923A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Matsushita Seiko Co Ltd | 遠隔地用電源装置 |
JP2002095167A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 余剰電力貯蔵供給装置 |
JP2003105577A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス発生装置及び燃料電池ハイブリッドシステム |
JP2004171973A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toyota Industries Corp | 燃料電池発電システム |
JP2006294535A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2010218692A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Hitachi Computer Peripherals Co Ltd | 燃料電池発電システムとそのメンテナンス発電制御方法 |
JP2013072588A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Noritz Corp | 熱回収装置、コージェネレーションシステム、並びに、配管の誤接続検知方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000032685A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Shinko Pantec Co Ltd | 無停電電源システム |
JP2001065406A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Sanyo Denki Co Ltd | 移動電源車 |
-
2014
- 2014-11-12 WO PCT/JP2014/005690 patent/WO2016075725A1/ja active Application Filing
- 2014-11-12 JP JP2015540947A patent/JP5866079B1/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0992318A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 携帯形燃料電池装置 |
JP2001035503A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-02-09 | Sanyo Denki Co Ltd | 移動電源車 |
JP2001258105A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両 |
JP2001266923A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Matsushita Seiko Co Ltd | 遠隔地用電源装置 |
JP2002095167A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 余剰電力貯蔵供給装置 |
JP2003105577A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス発生装置及び燃料電池ハイブリッドシステム |
JP2004171973A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toyota Industries Corp | 燃料電池発電システム |
JP2006294535A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2010218692A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Hitachi Computer Peripherals Co Ltd | 燃料電池発電システムとそのメンテナンス発電制御方法 |
JP2013072588A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Noritz Corp | 熱回収装置、コージェネレーションシステム、並びに、配管の誤接続検知方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190326754A1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power system |
US11152788B2 (en) * | 2018-04-19 | 2021-10-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power system |
JP2019193394A (ja) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | 株式会社辰巳菱機 | 防災型建築構造物の構築システム |
JP7049168B2 (ja) | 2018-04-23 | 2022-04-06 | 株式会社辰巳菱機 | 防災型建築構造物の構築システム |
KR102324535B1 (ko) * | 2020-05-11 | 2021-11-09 | 여영찬 | 연료전지 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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