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[Technischer Bereich]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung und ein Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren.
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[Hintergrund]
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Konventionell wurde eine Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigwasserstoff vorgeschlagen, die das in einem Flüssigwasserstofftank erzeugte Abdampfgas bzw. Boil-off-Gas (BOG) wieder verflüssigt und als Flüssigwasserstoff wiederverwendet (siehe z. B. Patentliteratur 1). Außerdem wurde ein Boil-Off-Gas-Rückgewinnungssystem vorgeschlagen, bei dem in einem Flüssiggas-Speicher erzeugtes Boil-Off-Gas komprimiert wird, um Öl abzutrennen, und dann Motoren, Generatoren usw. zur Verwendung zugeführt und in die Speicherbehälter zurückgeführt wird (siehe z. B. Patentliteratur 2).
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[Zitierliste]
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[Patentliteratur]
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- [Patentliteratur 1] Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2013-242113
- [Patentliteratur 2] Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2018-128038
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Zu den Geräten, die flüssigen Wasserstoff verwenden, gehören auch Brennstoffzellen-Stromquellen, und Brennstoffzellen-Stromquellen werden z.B. in Rechenzentren als Reserve-Stromquellen zur Vorbereitung auf Stromausfälle eingesetzt. Die oben beschriebenen Brennstoffzellen-Stromquellen nutzen dann das im Flüssigwasserstofftank erzeugte Boil-off-Gas effektiv aus. Um die Verbreitung von Brennstoffzellen-Stromquellen zu fördern, ist es darüber hinaus wünschenswert, die Nutzungskosten von Brennstoffzellen-Stromquellen zu reduzieren.
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Die vorliegende Erfindung wurde vor diesem Hintergrund gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung und ein Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, Boil-Off-Gas zu verwenden, um die Nutzungskosten einer Brennstoffzellen-Stromquelle zu reduzieren.
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[Lösung des Problems]
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Diese Beschreibung enthält den gesamten Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr.
2021-066272 , die am 9. April 2021 eingereicht wurde.
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Ein erster Aspekt zum Erreichen des obigen Ziels ist eine Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung bzw. eine Vorrichtung zur Verwaltung einer Brennstoffzellen-Stromquelle, die eine Brennstoffzellen-Stromquelle mit einem Flüssigwasserstofftank und einer Rückgewinnungsvorrichtung für in dem Flüssigwasserstofftank erzeugtes Abdampfgas bzw. Boil-Off-Gas verwaltet, wobei die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit bzw. eine Einheit zum Erkennen der rückgewonnenen Menge des Abdampfgases, die eine Menge des Abdampfgases erkennt, das durch die Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wurde; und eine Nutzungskosten-Festlegungseinheit bzw. ein Einheit zum Festlegen der Nutzungskosten, welche die Nutzungskosten entsprechend der Menge des zurückgewonnenen Abdampfgases festlegt, wobei die Nutzungskosten von einem Benutzer der Brennstoffzellen-Stromquelle für die Nutzung der Brennstoffzellen-Stromquelle getragen werden, wobei die Menge durch die Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit erkannt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung kann eine Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit bzw. eine Einheit zur Erkennung eines Gewinns aus der Nutzung von Abdampfgas enthalten, die einen Abdampfgas-Nutzungsgewinn erkennt, der ein Gewinn ist, der durch die Nutzung von Abdampfgas erzielt wird, das von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wird, wobei die Nutzungskosten-Festlegungseinheit die Nutzungskosten auf der Grundlage des Abdampfgas-Nutzungsgewinns festlegt, der von der Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit erkannt wird.
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Die Vorrichtung zur Verwaltung der Brennstoffzellen-Stromquelle kann so konfiguriert sein, dass die Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit einen für die Wartung der Brennstoffzellen-Stromquelle verwendeten Strom als Gewinn aus der Nutzung von Abdampfgas erkennt, wobei der Strom durch die Nutzung von Boil-Off-Gas erzeugt wird, das von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquelle kann so konfiguriert sein, dass die Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit den durch den Verkauf von Strom erzielten Gewinn als Abdampfgas-Nutzungsgewinn erkennt, wobei der Strom durch Subtraktion des für die Wartung der Brennstoffzellen-Stromquelle verbrauchten Stroms von dem durch die Nutzung des von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnenen Boil-off-Gases erzeugten Strom erzielt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung kann umfassen: eine Marktpreisinformations-Erfassungseinheit, die Marktpreisinformationen von Boil-Off-Gas oder Marktpreisinformationen eines aus Boil-Off-Gas herzustellenden Objekts erfasst; und eine Abdampfgas-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit, die dem Benutzer Abdampfgas-Verkaufsinformationen bzw. Boil-Off-Gas-Verkaufsinformationen bereitstellt, wobei die Boil-Off-Gas-Verkaufsinformationen eine Rückgewinnungsmenge von Boil-Off-Gas und einen Marktpreis von Boil-Off-Gas oder des herzustellenden Objekts enthalten, wobei die Rückgewinnungsmenge von der Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit erkannt wird und der Marktpreis von Boil-Off-Gas oder des herzustellenden Objekts aus den Marktpreisinformationen erkannt wird.
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Ein zweiter Aspekt zum Erreichen des obigen Ziels ist ein von einem Computer ausgeführtes Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren zum Verwalten einer Brennstoffzellen-Stromquelle mit einem Flüssigwasserstofftank und einer Rückgewinnungsvorrichtung für in dem Flüssigwasserstofftank erzeugtes Boil-Off-Gas, wobei das Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren umfasst: einen Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungsschritt, der eine Menge an Abdampfgas erkennt, das von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wird; und einen Nutzungskosten-Festlegungsschritt bzw. Nutzungskosten-Einstellschritt, der Nutzungskosten entsprechend einer Menge an zurückgewonnenem Abdampfgas einstellt, wobei die Nutzungskosten von einem Benutzer der Brennstoffzellen-Stromquelle für die Verwendung der Brennstoffzellen-Stromquelle getragen werden, wobei die Menge von dem Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungsschritt erkannt wird.
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[Vorteilhafte Wirkung der Erfindung]
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Die oben beschriebene Vorrichtung zum Verwalten der Brennstoffzellen-Stromquelle ermöglicht die Nutzung von Boil-Off-Gas zur Senkung der Nutzungskosten der Brennstoffzellen-Stromquelle.
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[kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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- [1] 1 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Aspekt der Unterstützung der Nutzung von Boil-off-Gas mit einer Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung zeigt.
- [2] 2 ist ein erläuterndes Diagramm einer Konfiguration der Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung.
- [3] 3 ist ein erstes Flussdiagramm der Boil-Off-Gas-Nutzungsunterstützungs-Verarbeitung mit der Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung.
- [4] 4 ist ein zweites Flussdiagramm der Boil-Off-Gas-Nutzungsunterstützungs-Verarbeitung mit der Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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[1. Aspekt der Unterstützung für die Nutzung von Boil-Off-Gas mit Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung]
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird im Folgenden ein Aspekt der Unterstützung der Nutzung von Boil-off-Gas, das von einer Brennstoffzellen-Stromquelle 50 erzeugt wird, beschrieben, wobei die Unterstützung durch eine Brennstoffzellen-Stromquelle realisiert wird. Im Folgenden wird die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 als BZ(Brennstoffzellen)-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 bezeichnet, die Brennstoffzellen-Stromquelle 50 wird als BZ-Stromquelle 50 bezeichnet und das Abdampfgas bzw. Boil-off-Gas wird als BOG bezeichnet.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die BZ-Stromquelle 50 einen mit flüssigem Wasserstoff gefüllten Flüssigwasserstofftank 51, einen BZ-Stapel 52, der durch eine Redoxreaktion zwischen dem aus dem Flüssigwasserstofftank 51 zugeführten Wasserstoff und dem Luftsauerstoff Strom erzeugt, und einen BOG-Tank 53 zum Sammeln von aus dem Flüssigwasserstofftank 51 erzeugtem BOG. Darüber hinaus umfasst die BZ-Stromquelle 50 einen BOG-Drucksensor 54 zur Erfassung des Drucks im BOG-Tank 53, ein BOG-Rücklaufventil 56 zum Umschalten zwischen Zufuhr und Absperrung von BOG aus dem BOG-Tank 53 zum BZ-Stapel 52 und ein BOG-Rückgewinnungsventil 55 zur Rückgewinnung von im BOG-Tank 53 angesammeltem BOG. Der BOG-Tank 53 und das BOG-Rückgewinnungsventil 55 bilden eine BOG-Rückgewinnungsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Offenbarung.
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Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 ist in einem BZS (Brennstoffzellensystem)-Anbieterunternehmen 200 installiert, das die BZ-Stromquelle 50 verkauft, vermietet und wartet, flüssigen Wasserstoff verkauft usw. 1 zeigt ein Beispiel, in dem das BZS-Anbieterunternehmen 200 flüssigen Wasserstoff von einem Wasserstoffproduktionsunternehmen 220 kauft. Darüber hinaus zeigt 1 einen Zustand, in dem das BZS-Anbieterunternehmen 200 einem Rechenzentrum 210 die BZ-Stromquelle 50 durch Leasing zur Verfügung stellt und den Betrieb der BZ-Stromquelle 50 unterstützt. Das Rechenzentrum 210 verfügt über eine BZ-Stromquelle 50 als Backup-Stromquelle für den Fall eines Stromausfalls.
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Das BZS-Anbieterunternehmen 200 führt eine regelmäßige Wartung der BZ-Stromquelle 50 und einen Service zur Rückgewinnung und Nutzung des im Flüssigwasserstofftank 51 der BZ-Stromquelle 50 erzeugten und im BOG-Tank 53 angesammelten BOG durch. Die Rückgewinnung von BOG kann durch ein Servicefahrzeug 300 oder durch die Verbindung des Bereitstellungsziels und der BZ-Stromquelle 50 über Rohrleitungen erfolgen. Das Rechenzentrum 210 zahlt dem BZS-Anbieter 200 die Mietgebühr und die Wartungsgebühr für die BZ-Stromquelle 50. Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 gewinnt das von der BZ-Stromquelle 50 erzeugte BOG zurück und nutzt es, um die Nutzungskosten zu reduzieren, die das Rechenzentrum 210 beim Einsatz der BZ-Stromquelle 50 trägt.
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Das BZS-Anbieterunternehmen 200 stellt BOG für die folgenden erste bis siebte Nutzung zur Verfügung und erzielt dadurch Vorteile wie die Senkung der Stromkosten im Rechenzentrum 210 und Gewinne aus dem Verkauf von BOG.
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Erste Nutzung... Versorgung des BZ-Stapels 52 mit BOG zur Stromerzeugung und Wartung der BZ-Stromquelle 50 mit dem erzeugten Strom.
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Zweite Nutzung... Versorgung des BZ-Stacks 52 mit BOG zur Stromerzeugung und Nutzung des erzeugten Stroms zum Betrieb der Geräte des Rechenzentrums 210.
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Dritte Nutzung... Verwendung von BOG als Kraftstoff für das BZF (Brennstoffzellenfahrzeug) im Rechenzentrum 210.
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Vierte Nutzung... Verkauf von BOG an eine Erdgaspipeline 230.
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Fünfte Nutzung... Lieferung von BOG an den BZ-Stapel 52 zur Stromerzeugung und Verkauf des erzeugten Stroms an ein Energieunternehmen 240 (Stromverkauf). Sechste Nutzung... Verkauf von BOG an ein Methanproduktionsunternehmen 250. Das Methanproduktionsunternehmen 250 lässt das gekaufte BOG mit anderen Stoffen wie CO2 reagieren, um Methangas zu erzeugen, und verkauft es an ein anderes Produktionsunternehmen 251, usw. Dabei kann es sich bei dem aus BOG erzeugten Stoff um einen anderen Stoff als Methangas handeln.
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Siebte Nutzung... Verkauf von BOG an einen Stand. Das verkaufte BOG soll an den BZF 261 verkauft werden, usw.
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Durch die Bereitstellung von BOG für die oben genannten erste bis dritte Nutzung kann ein Teil des im Rechenzentrum verbrauchten Stroms durch die BOG-Stromerzeugung gedeckt werden. Dadurch kann die vom Rechenzentrum 210 an das Energieversorgungsunternehmen zu zahlende Stromverbrauchsgebühr reduziert werden. Die reduzierte Stromverbrauchsgebühr kann dann für die Zahlung der Nutzungsgebühr der BZ-Stromquelle 50 (Leasinggebühr, Wartungsgebühr, Kaufkosten für flüssigen Wasserstoff usw.) verwendet werden, um die Nutzungskosten der BZ-Stromquelle 50 zu senken und die Verbreitung der BZ-Stromquelle 50 zu fördern.
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Wenn das BOG für die vierte bis siebte Nutzung bereitgestellt wird, reduziert die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 die Nutzungsgebühr der BZ-Stromquelle 50 entsprechend dem Gewinn aus dem Verkauf des BOG. Dies ermöglicht es, die Nutzungskosten der BZ-Stromquelle 50 zu reduzieren, um die Verbreitung der BZ-Stromquelle 50 zu fördern. Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 führt auch eine Verarbeitung zur effizienten Rückgewinnung von BOG und eine Verarbeitung zur Bestimmung einer geeigneten Nutzung für bereitzustellendes BOG aus.
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[Konfiguration der BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung]
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Eine Konfiguration der BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 ist ein Computersystem mit einem Prozessor 10, einem Speicher 30 und einer Kommunikationseinheit 40. Der Prozessor 10 entspricht einem Computer im Sinne der vorliegenden Offenbarung.
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Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 veranlasst die Kommunikationseinheit 40, über ein Kommunikationsnetz 100 mit einer BZ-Stromquelle 50, einem Marktpreis-Informationsserver 110, einem WetterInformationsserver 111, einem BOG-NutzungsInformationsserver 112 und einem Datenzentrum 210 zu kommunizieren. Die Steuereinheit 57 der BZ-Stromquelle 50 überträgt Überwachungsinformationen MNi, die den Betriebszustand der BZ-Stromquelle 50 anzeigen, an die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1. Die Überwachungsinformationen MNi umfassen den vom BOG-Drucksensor 54 erfassten Druck im BOG-Tank 53 sowie das Bereitstellungsziel und die Bereitstellungsmenge des zurückgewonnenen BOG.
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Der Marktpreisinformationsserver 110 überträgt an die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 Marktpreisinformationen MPi, die die Marktpreise (Transaktionspreise) von BOG und Strom angeben, wenn BOG für die vierte bis siebte Nutzung bereitgestellt und verkauft wird. Der Wetterinformationsserver 111 überträgt an die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 Wetterinformationen WFi, die eine Wettervorhersage für einen vorbestimmten Zeitraum in der Zukunft angeben. Der BOG-Nutzungsinformationsserver 112 überträgt an die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 BOG-Nutzungsinformationen BUi, die den Bedarfsstatus der ersten bis siebten Nutzung und die verbrauchbare BOG-Menge in der ersten bis siebten Nutzung angeben. Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 überträgt die BOG-Nutzungsinformationen USi, die den BOG-Nutzungsstatus angeben, an das Rechenzentrum 210.
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Der Prozessor 10 liest ein im Speicher 30 gespeichertes Steuerprogramm 31 und führt es aus, um als BOG-Akkumulationsmengen-Erkennungseinheit 11, als BOG-Nutzungsinformations-Erfassungseinheit 12, als BOG-Bedarfsstatus-Erkennungseinheit 13, als Wetterinformations-Erfassungseinheit 14, als Stromausfallwahrscheinlichkeits-Schätzeinheit 15, als BOG-Rückgewinnungszustandsänderungseinheit 16, als BOG-Rückgewinnungszeitpunkt-Bestimmungseinheit 17, als periodische Inspektionsanordnungseinheit 18, als eine BOG-Bereitstellungsnutzungs-Bestimmungseinheit 19, eine BOG-Nutzungsverarbeitungs-Anordnungseinheit 20, eine BOG-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit (Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit bzw. Boil-off-Gas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit) 21, eine BOG-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit (Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit bzw. Boil-off-Gas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit) 22, eine Nutzungskosten-Festlegungseinheit bzw. Nutzungskosten-Einstellungseinheit 23, eine MarktpreisInformationserfassungseinheit 24 und eine BOG-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit (Abdampfgas-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit bzw. Boil-off-Gas-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit) 25.
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Die BOG-Akkumulationsmengen-Erkennungseinheit 11 empfängt die von der BZ-Stromquelle 50 übertragenen Überwachungsinformationen MNi, um den vom BOG-Drucksensor 54 erfassten Innendruck des BOG-Tanks 53 zu erkennen. Anhand des Innendrucks des BOG-Tanks 53 erkennt die BOG-Akkumulationsmengen-Erkennungseinheit 11 die im BOG-Tank 53 akkumulierte BOG-Menge. Es ist zu beachten, dass die Menge des im BOG-Tank 53 angesammelten BOG-Gases durch Erfassen der Durchflussrate des BOG-Gases, das aus dem Flüssigwasserstofftank 51 in den BOG-Tank 53 fließt, anstelle des Innendrucks des BOG-Tanks 53 erkannt werden kann.
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Die BOG-Nutzungsinformationserfassungseinheit 12 empfängt die BOG-Nutzungsinformationen BUi, die vom BOG-Nutzungsinformationsserver 112 übertragen werden, um Nutzungen zu erkennen, bei denen BOG genutzt werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform erkennt die BOG-Nutzungsinformationserfassungseinheit 12 die erste bis siebte Nutzung als Nutzung, bei der BOG verwendet werden kann. Die Einheit 13 zur Erkennung des BOG-Bedarfsstatus empfängt die vom BOG-Nutzungsinformationsserver 112 übertragenen BOG-Nutzungsinformationen BUi, um den BOG-Bedarf (die benötigte BOG-Menge) für die oben genannte erste bis siebte Nutzung zu erkennen.
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Die Wetterinformationserfassungseinheit 14 empfängt Wetterinformationen WFi, die vom Wetterinformationsserver 111 übertragen werden, um Wettervorhersageinformationen für einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. eine Woche) in dem vorbestimmten Gebiet zu erfassen, in dem die BZ-Stromquelle 50 installiert ist. Basierend auf den Informationen der Wettervorhersage für den vorbestimmten Zeitraum, die von der Wetterinformationserfassungseinheit 14 erfasst werden, sagt die Stromausfallwahrscheinlichkeitsschätzungseinheit 15 das Auftreten eines Blitzschlags usw. voraus und schätzt die Stromausfallwahrscheinlichkeit innerhalb des vorbestimmten Zeitraums in dem vorbestimmten Gebiet.
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Auf der Grundlage der von der Einheit 15 für die Abschätzung der Wahrscheinlichkeit eines Stromausfalls geschätzten Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls ändert die Einheit 16 für die Änderung der BOG-Rückgewinnungsbedingungen die Bedingungen für die Bestimmung des Zeitpunkts der Rückgewinnung von BOG aus der BZ-Stromquelle 50. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Bedingungen für die Bestimmung des Zeitpunkts der BOG-Rückgewinnung auf die folgende erste Bedingung und zweite Bedingung eingestellt.
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Erste Bedingung... die akkumulierte Menge an BOG-Gas im BOG-Tank 53 ist gleich oder größer als die erste Bestimmungsmenge.
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Zweite Bedingung... der BOG-Bedarfsbetrag in jeder der oben genannten ersten bis siebten Nutzung ist gleich oder größer als der zweite Bestimmungsbetrag. Es sei darauf hingewiesen, dass die zweite Bedingung so eingestellt werden kann, dass die gesamte BOG-Bedarfsmenge für die erste bis siebte Nutzung gleich oder größer als die zweite Bestimmungsmenge ist.
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Wenn dann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gleich oder niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist und die Möglichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gering ist, lockert die Einheit 16 zur Änderung der BOG-Rückgewinnungsbedingungen die Bedingungen für die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts. Mit anderen Worten, der erste Bestimmungsbetrag unter der ersten Bedingung und der zweite Bestimmungsbetrag unter der zweiten Bedingung werden verringert. Dies ermöglicht eine aktive BOG-Rückgewinnung in einem Zeitraum, in dem die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gering ist.
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Außerdem verbietet die Einheit 16 zur Änderung der BOG-Rückgewinnungsbedingung die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts, wenn die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gleich oder höher ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, der höher ist als der erste vorbestimmte Wert, und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls hoch ist. Dadurch ist es möglich, die Rückgewinnung von BOG zu verbieten, um die angesammelte BOG-Menge zu sichern, wenn die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass die BZ-Stromquelle 50 aufgrund eines Stromausfalls betrieben werden muss. Dadurch wird es ermöglicht, das BOG zu verwenden, um die BZ-Stromquelle 50 zu veranlassen, bei einem Stromausfall Strom zu erzeugen.
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Die BOG-Rückgewinnungszeitpunkt-Bestimmungseinheit 17 bestimmt den Zeitpunkt, zu dem die erste Bedingung oder die zweite Bedingung erfüllt ist, als den BOG-Rückgewinnungszeitpunkt. Die Einheit 18 zur Anordnung der periodischen Inspektion bestimmt den Zeitpunkt der periodischen Inspektion der BZ-Stromquelle 50 synchron mit dem von der Einheit 17 zur Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts bestimmten Rückgewinnungszeitpunkt. Basierend auf der Marktpreisinformation MPi erkennt die Marktpreisinformationserfassungseinheit 24 den Marktpreis für jede Nutzung von BOG.
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Die Einheit 19 zur Bestimmung der Nutzung von BOG bestimmt die Nutzung, für den BOG bereitgestellt wird, auf der Grundlage des von der Einheit 13 zur Erkennung des BOG-Bedarfsstatus erkannten Bedarfsstatus für die erste bis siebte Nutzung und des von der Einheit 24 zur Erfassung von Marktpreisinformationen erkannten Marktpreises für jede Nutzung von BOG. Hier kann die Priorität für die Art der Nutzung, den Bedarfsstatus, den Marktpreis usw., die Elemente zur Bestimmung der Nutzung sind, für die BOG bereitgestellt werden soll, festgelegt werden, um die Nutzung zu bestimmen, für die BOG bereitgestellt werden soll. Die Verarbeitungseinheit 20 für die BOG-Nutzung veranlasst die Bereitstellung von BOG für die von der Einheit 19 zur Bestimmung der BOG-Nutzung ermittelte Nutzung.
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Die BOG--Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit 21 erkennt die Rückgewinnungsmenge des von der BZ-Stromquelle 50 zurückgewonnenen BOG und das Bereitstellungsziel auf der Grundlage der Überwachungsinformationen MNi. Die Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit 22 erkennt den durch die Bereitstellung von BOG erzielten Gewinn auf der Grundlage des BOG-Rückgewinnungsbetrags und des von der Einheit 21 zur Erkennung des BOG-Rückgewinnungsbetrags erkannten Bereitstellungsziels. Die Nutzungskosten-Festlegungseinheit 23 reduziert die Nutzungsgebühr der BZ-Stromquelle 50 (Nutzungskosten der BZ-Stromquelle 50) auf der Grundlage des von der BOG-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit 22 erkannten Gewinns.
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Die BOG-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit 25 überträgt an das Rechenzentrum 210 BOG-Nutzungsinformationen USi (einschließlich Boil-Off-Gas-Verkaufsinformationen der vorliegenden Offenbarung), die die Menge an bereitgestelltem BOG und den aus dem Verkauf erzielten Gewinn bezüglich der Nutzung, für die BOG bereitgestellt wurde, angeben. Der Administrator des Rechenzentrums 210 kann die BOG-Nutzungsinformationen USi erkennen, um den Nutzungsstatus des BOG zu erkennen, und kann erkennen, dass die Nutzungskosten der BZ-Stromquelle 50 durch die Nutzung des BOG reduziert werden.
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[3. BOG-Nutzungsunterstützung Verarbeitung]
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Die Verarbeitung zur Unterstützung der BOG-Nutzung, die von der BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 ausgeführt wird, wird anhand der in den 3 bis 4 dargestellten Flussdiagramme beschrieben. In Schritt S1 in 3 erkennt die BOG-Akkumulationsmengen-Erkennungseinheit 11 die akkumulierte BOG-Menge im BOG-Tank 53 auf der Grundlage der von der BZ-Stromquelle 50 übertragenen Überwachungsinformationen MNi.
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Im nächsten Schritt S2 empfängt die BOG-Bedarfsstatus-Erkennungseinheit 13 die BOG-Nutzungsinformationen BUi, die vom BOG-Nutzungsinformationsserver 112 übertragen werden, und erkennt den Bedarfsstatus der ersten bis siebten Nutzung auf der Grundlage der BOG-Nutzungsinformationen BUi. Im nachfolgenden Schritt S3 empfängt die Wetterinformationserfassungseinheit 14 die Wetterinformationen WFi vom Wetterinformationsserver 111, und die Stromausfallwahrscheinlichkeitsschätzungseinheit 15 schätzt die Stromausfallwahrscheinlichkeit auf der Grundlage der Wetterinformationen WFi.
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Im nächsten Schritt S4 bestimmt die BOG-Rückgewinnungs-Bedingungsänderungseinheit 16, ob die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gleich oder niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist. Wenn dann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gleich oder niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist, schreitet die BOG-Rückgewinnungsbedingungsänderungseinheit 16 mit der Verarbeitung zu Schritt S20 fort und lockert die Bedingungen für die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts wie oben beschrieben und schreitet mit der Verarbeitung zu Schritt S6 fort. Im Gegensatz dazu, wenn die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls höher ist als der erste vorbestimmte Wert, schreitet die BOG-Rückgewinnungsbedingungsänderungseinheit 16 mit der Verarbeitung zu Schritt S5 fort.
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In Schritt S5 bestimmt die BOG-Rückgewinnungsbedingungsänderungseinheit 16, ob die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gleich oder höher als der zweite vorbestimmte Wert ist. Wenn die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls gleich oder höher als der zweite vorbestimmte Wert ist, schreitet die Einheit 16 zur Änderung der BOG-Rückgewinnungsbedingung mit der Verarbeitung zu Schritt S30 fort, um die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts zu verhindern, und schreitet dann mit der Verarbeitung zu Schritt S1 fort. Wenn dagegen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stromausfalls geringer ist als der zweite vorbestimmte Wert, schreitet die BOG-Rückgewinnungsbedingungsänderungseinheit 16 mit der Verarbeitung zu Schritt S6 fort.
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In Schritt S6 bestimmt die BOG-Rückgewinnungszeitpunkt-Bestimmungseinheit 17, ob eine Bedingung für die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts erfüllt ist (ob die erste Bedingung oder die zweite Bedingung erfüllt ist). Dann schreitet die BOG-Rückgewinnungszeitpunkt-Bestimmungseinheit 17 mit der Verarbeitung zu Schritt S6 fort, wenn die Bedingung für die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts erfüllt ist, und schreitet mit der Verarbeitung zu Schritt S1 fort, wenn die Bedingung für die Bestimmung des BOG-Rückgewinnungszeitpunkts nicht erfüllt ist.
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In Schritt S7 empfängt die BOG-Bedarfsstatus-Erkennungseinheit 13 die vom BOG-Nutzungsinformationsserver 112 übertragenen BOG-Nutzungsinformationen BUi und erkennt die Nutzung, für die BOG bereitgestellt werden kann, anhand der BOG-Nutzungsinformationen BUi. Im anschließenden Schritt S8 empfängt die Marktpreisinformationserfassungseinheit 24 die vom Marktpreisinformationsserver 110 übertragenen Marktpreisinformationen MPi und erkennt den Transaktionspreis von BOG für jede Nutzung auf der Grundlage der Marktpreisinformationen MPi.
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Im nächsten Schritt S9 in 4 bestimmt die BOG-Bereitstellungsnutzungs-Bestimmungseinheit 19 die Nutzung mit der höchsten Priorität, die aus dem BOG-Bedarfsstatus und dem BOG-Transaktionspreis unter den in Schritt S7 extrahierten Nutzungen festgelegt wird, als die Nutzung, für die BOG bereitgestellt werden soll. Im nachfolgenden Schritt S10 veranlasst die Anordnungseinheit 18 für die periodische Inspektion eine periodische Inspektion der BZ-Stromquelle 50, und die Anordnungseinheit 20 für die BOG-Nutzungsverarbeitung veranlasst die Bereitstellung von BOG für die von der BOG-Bereitstellungsnutzungs-Bestimmungseinheit 19 bestimmte Nutzung. Infolgedessen kann das BOG effizient in Synchronisation mit der periodischen Inspektion der BZ-Stromquelle 50 wiederhergestellt werden.
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Im nächsten Schritt S11 bestimmt die BOG-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit 22, ob die periodische Inspektion der BZ-Stromquelle 50 und die Bereitstellung von BOG abgeschlossen sind, und schreitet mit der Verarbeitung zu Schritt S12 fort, wenn die periodische Inspektion der BZ-Stromquelle 50 und die Bereitstellung von BOG abgeschlossen sind. In Schritt S12 erkennt die BOG-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit 22 den durch die Bereitstellung des BOG erzielten Gewinn. Im nächsten Schritt S13 reduziert die Nutzungskosten-Festlegungseinheit 23 die Nutzungsgebühr der BZ-Stromquelle 50 entsprechend dem durch die Bereitstellung des BOG erzielten Gewinn.
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[4. andere Ausführungsformen]
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In der obigen Ausführungsform stellt das BZS-Anbieterunternehmen 200 dem Nutzer (Rechenzentrum 210) die BZ-Stromquelle 50 im Rahmen eines Leasingvertrags zur Verfügung. In einer anderen Ausführungsform kann das BZS-Anbieterunternehmen 200 die BZ-Stromquelle 50 durch Verkauf bereitstellen. Im Falle des Verkaufs werden die Wartungskosten der BZ-Stromquelle 50 usw. zu den Nutzungskosten.
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Alternativ dazu kann das BZS-Anbieterunternehmen 200 flüssigen Wasserstoff an einen Nutzer der BZ-Stromquelle verkaufen. In diesem Fall können die Anschaffungskosten des flüssigen Wasserstoffs als Nutzungskosten der BZ-Stromquelle 50 ermittelt werden und die Nutzungskosten der BZ-Stromquelle 50 werden durch einen Abschlag auf den Verkaufspreis des flüssigen Wasserstoffs gemäß den Bestimmungen des BOG reduziert.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die erste bis siebte Nutzung als Beispiele für die Nutzung von BOG aufgeführt, aber jede Nutzung ist zulässig, solange die Bereitstellung von BOG dem Benutzer der BZ-Stromquelle 50 einen gewissen Nutzen bringt.
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In der obigen Ausführungsform wird ein Beispiel gezeigt, bei dem die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 in der BZS-Anbieterfirma 200 installiert ist. Die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 kann jedoch auch in der BZ-Stromquelle 50 bereitgestellt oder im Rechenzentrum 210 (Einsatzort der BZ-Stromquelle 50) installiert werden. Alternativ kann die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 aus einem anderen Server als den Servern des BZS-Anbieterunternehmens 200 und des Rechenzentrums 210 bestehen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass 2 ein schematisches Diagramm ist, das die Konfiguration der BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung 1 zeigt, die gemäß den zu verarbeitenden Hauptangelegenheiten segmentiert ist, um das Verständnis der Erfindung der vorliegenden Anwendung zu erleichtern, und die BZ-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung kann auch auf der Grundlage anderer Segmentierungen konfiguriert werden. Die Verarbeitung jeder Komponente kann von einer Hardwareeinheit oder von mehreren Hardwareeinheiten ausgeführt werden. Ferner kann die Verarbeitung jeder Komponente gemäß den in den 3 und 4 gezeigten Flussdiagrammen durch ein Programm oder durch eine Vielzahl von Programmen ausgeführt werden.
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In der obigen Ausführungsform entspricht die von der BOG-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit 21 ausgeführte Verarbeitung einem Boil-Off-Gas-Rückgewinnungsmengen-Erkennungsschritt in dem Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren der vorliegenden Offenbarung, und die von der Nutzungskosten-Feststellungseinheit 23 ausgeführte Verarbeitung entspricht einem Nutzungskosten-Feststellungsschritt in dem Brennstoffzellen-Stromquellen- Verwaltungsverfahren der vorliegenden Offenbarung.
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[5. Von den obigen Ausführungsformen unterstützte Konfigurationen]
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Die oben genannten Ausführungsformen sind spezifische Beispiele für die folgenden Konfigurationen.
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(Konfiguration 1) Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung, die eine Brennstoffzellen-Stromquelle mit einem Flüssigwasserstofftank und einer Rückgewinnungsvorrichtung für in dem Flüssigwasserstofftank erzeugtes Boil-off-Gas verwaltet, wobei die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung enthält: eine Erkennungseinheit für die Menge an Abdampfgas bzw. eine Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit, die eine Menge an Abdampfgas erkennt, das durch die Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wurde; und eine Einheit zum Festlegen der Nutzungskosten bzw. eine Nutzungskosten-Festlegungseinheit, die Nutzungskosten entsprechend einer Menge an zurückgewonnenem Abdampfgas festlegt, wobei die Nutzungskosten von einem Benutzer der Brennstoffzellen-Stromquelle für die Nutzung der Brennstoffzellen-Stromquelle getragen werden, wobei die Menge durch die Erkennungseinheit für die Menge an Abdampfgas erkannt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung der Konfiguration 1 ermöglicht die Nutzung von Boil-Off-Gas zur Reduzierung der Nutzungskosten der Brennstoffzellen-Stromquelle.
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(Konfiguration 2) Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung gemäß Konfiguration 1, die ferner eine Boil-Off-Gas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit bzw. eine Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit enthält, die einen Boil-Off-Gas-Nutzungsgewinn bzw. einen Abdampfgas-Nutzungsgewinn erkennt, der ein Gewinn ist, der durch die Nutzung von Boil-Off-Gas erzielt wird, das von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wird, wobei die Nutzungskosten-Festlegungseinheit die Nutzungskosten auf der Grundlage des Boil-Off-Gas-Nutzungsgewinns einstellt, der von der Boil-Off-Gas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit erkannt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung der Konfiguration 2 ermöglicht es, die Nutzungskosten der Brennstoffzellen-Stromquelle auf der Grundlage des durch die Nutzung von Boil-off-Gas erzielten Gewinns festzulegen, um die Nutzung von Boil-off-Gas zu fördern.
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(Konfiguration 3) Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung gemäß Konfiguration 2, wobei die Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit Strom, der für die Wartung der Brennstoffzellen-Stromquelle verwendet wird, als den Boil-Off-Gasnutzungsgewinn erkennt, wobei die Energie durch die Nutzung von Boil-Off-Gas, das durch die Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wird, erzeugt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung der Konfiguration 3 ermöglicht es, den durch die Nutzung von Boil-off-Gas erzeugten Strom für die Wartung von Brennstoffzellen-Stromquellen zu verwenden, um die Wartungskosten für die Brennstoffzellen-Stromquelle zu reduzieren und dadurch die Verbreitung von Brennstoffzellen-Stromquellen zu fördern.
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(Konfiguration 4) Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung gemäß Konfiguration 2, wobei die Abdampfgas-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit den durch den Verkauf von Strom erzielten Gewinn als den Gewinn aus der Nutzung von Boil-off-Gas erkennt, wobei der Strom durch Subtraktion des für die Wartung der Brennstoffzellen-Stromquelle verwendeten Stroms von dem durch die Nutzung des von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnenen Boil-off-Gases erzeugten Strom erzielt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung der Konfiguration 4 ermöglicht den Verkauf von Strom, der durch die Nutzung von Boil-Off-Gas erzeugt wird, um die Nutzungskosten der Brennstoffzellen-Stromquelle zu reduzieren und dadurch die Verbreitung von Brennstoffzellen-Stromquellen zu fördern.
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(Konfiguration 5) Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung gemäß einer der Konfigurationen 1 bis 4, die ferner umfasst: eine Marktpreisinformations-Erfassungseinheit, die Marktpreisinformationen von Boil-Off-Gas oder Marktpreisinformationen eines aus Boil-Off-Gas herzustellenden Objekts erfasst; und eine Boil-Off-Gas-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit bzw. eine Abdampfgas-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit, die Boil-Off-Gas-Verkaufsinformationen für den Benutzer bereitstellt, wobei die Boil-Off-Gas-Verkaufsinformationen eine Rückgewinnungsmenge von Boil-Off-Gas und einen Marktpreis von Boil-Off-Gas oder des herzustellenden Objekts enthalten, wobei die Rückgewinnungsmenge von der Boil-Off-Gas-Rückgewinnungsmengen-Erkennungseinheit erkannt wird und der Marktpreis von Boil-Off-Gas oder des herzustellenden Objekts aus den Marktpreisinformationen erkannt wird.
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung der Konfiguration 5 ermöglicht es, dem Benutzer Informationen über den Verkauf von Boil-Off-Gas zur Verfügung zu stellen, damit der Benutzer erkennt, dass die Nutzungskosten der Brennstoffzellen-Stromquelle durch die Nutzung des Boil-Off-Gases reduziert werden. Das aus Boil-Off-Gas herzustellende Objekt ist beispielsweise Methan, kann aber auch eine andere Substanz als Methan sein.
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(Konfiguration 6)Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren bzw. Verfahren zur Verwaltung einer Brennstoffzellen-Stromquelle, das von einem Computer ausgeführt wird, um eine Brennstoffzellen-Stromquelle zu verwalten, die einen Flüssigwasserstofftank und eine Rückgewinnungsvorrichtung für in dem Flüssigwasserstofftank erzeugtes Boil-Off-Gas aufweist, wobei das Verfahren zur Verwaltung der Brennstoffzellen-Stromquelle Folgendes umfasst: einen Erkennungsschritt für die Menge an Abdampfgas bzw. einen Abdampfgas-Rückgewinnungsmenge-Erkennungsschritt, der eine Menge an Abdampfgas erkennt, die von der Rückgewinnungsvorrichtung zurückgewonnen wird; und einen Nutzungskosten-Festlegungsschritt, der Nutzungskosten entsprechend einer Menge an zurückgewonnenem Abdampfgas einstellt, wobei die Nutzungskosten von einem Benutzer der Brennstoffzellen-Stromquelle für die Nutzung der Brennstoffzellen-Stromquelle getragen werden, wobei die Menge von dem Erkennungsschritt für die Menge an Abdampfgas erkannt wird.
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Die Ausführung des Verfahrens zur Verwaltung der Brennstoffzellen-Stromquelle von Konfiguration 6 durch einen Computer kann dieselben Aktionen und Auswirkungen haben wie die Vorrichtung zur Verwaltung der Brennstoffzellen-Stromquelle von Konfiguration 1.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Die Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsvorrichtung und das Brennstoffzellen-Stromquellen-Verwaltungsverfahren der vorliegenden Offenbarung können das in einem Flüssigwasserstofftank einer Brennstoffzellen-Stromquelle erzeugte Boil-Off-Gas zurückgewinnen und das zurückgewonnene Boil-Off-Gas verwenden, um es zur Verringerung der Nutzungskosten der Brennstoffzellen-Stromquelle einzusetzen.
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[Bezugszeichenliste]
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1... Brennstoffzellen-Stromquellen (BZ-Stromquelle) Verwaltungsvorrichtung, 10... Prozessor, 11... BOG-Akkumulationsmengen-Erkennungseinheit, 12... BOG-Nutzungsinformations-Erfassungseinheit, 13... BOG-Bedarfsstatus-Erkennungseinheit, 14... Wetterinformations-Erfassungseinheit, 15... Stromausfallwahrscheinlichkeits-Schätzeinheit, 16... BOG-Rückgewinnungszustandsänderungseinheit, 17... Rückgewinnungszeitpunkt-Bestimmungseinheit, 18... periodische Inspektionsanordnungseinheit, 19... BOG-Bereitstellungsnutzungs-Bestimmungseinheit, 20... BOG-Nutzungsverarbeitungs-Anordnungseinheit, 21... BOG-Rückgewinnungsmenge-Erkennungseinheit, 22... BOG-Nutzungsgewinn-Erkennungseinheit, 23... Nutzungskosten-Festlegungseinheit, 24... MarktpreisInformationserfassungseinheit, 25... BOG-Verkaufsinformations-Bereitstellungseinheit, 30... Speicher, 31... Steuerprogramm, 50... BZ-Stromquelle, 51... Flüssigwasserstofftank, 52... BZ-Stapel, 53... BOG-Tank, 100... Kommunikationsnetz, 110... Server für Marktpreisinformationen, 111... Server für Wetterinformationen, 112... BOG-Nutzungsinformationsserver.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013242113 [0002]
- JP 2018128038 [0002]
- JP 2021066272 [0005]
