JP2000032685A - 無停電電源システム - Google Patents
無停電電源システムInfo
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 供給する電力の中断を全く生じさせず、しか
も信頼性に優れた無停電電源システムを提供すること。 【解決手段】 商用交流電力を直流に変換する整流器１
と、この直流電力により水素を生成する電解セル２を有
する固体高分子電解質型水電解装置と、この固体高分子
電解質型水電解装置で生成した水素を燃料とする燃料電
池５と、この燃料電池５で得た直流電力を交流に変換す
るインバータ６からなり、整流器１とインバータ６を回
路１６で直接接続し且つインバータ６に通電可能なキャ
パシタ７を有している。
も信頼性に優れた無停電電源システムを提供すること。 【解決手段】 商用交流電力を直流に変換する整流器１
と、この直流電力により水素を生成する電解セル２を有
する固体高分子電解質型水電解装置と、この固体高分子
電解質型水電解装置で生成した水素を燃料とする燃料電
池５と、この燃料電池５で得た直流電力を交流に変換す
るインバータ６からなり、整流器１とインバータ６を回
路１６で直接接続し且つインバータ６に通電可能なキャ
パシタ７を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無停電電源システム
に関し、さらに詳しくは、水電解装置とキャパシタを巧
みに組み合わせた無停電電源システムに関する。
に関し、さらに詳しくは、水電解装置とキャパシタを巧
みに組み合わせた無停電電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、コンピューター、半導体製造設備など、休止の許さ
れない重要な設備の稼働を継続するために、無停電電源
装置が広く使用されている。例えば、図４（ａ）に示す
ような無停電電源システムが知られている。この無停電
電源システムは、商用交流電力を直流に変換する整流器
２１と、直流電力を貯蔵する蓄電地２２と、直流を交流
に変換するインバータ２３を主たる構成要素とするもの
で、通常の場合、整流器２１に供給された商用交流電力
は、整流器２１からインバータ２３を経て再び交流とし
て取りだされ、各種設備に供給される。この場合、停電
により商用交流電力の供給が絶たれると、即座に蓄電地
２２に充電されている直流電力がインバータ２３により
交流電力に変換されて、上記したような休止の許されな
い重要設備に供給される。そして、停電が回復し、通電
が再開した時点で蓄電地２２による電力の供給から商用
交流電力による給電に切り替えられる。
来、コンピューター、半導体製造設備など、休止の許さ
れない重要な設備の稼働を継続するために、無停電電源
装置が広く使用されている。例えば、図４（ａ）に示す
ような無停電電源システムが知られている。この無停電
電源システムは、商用交流電力を直流に変換する整流器
２１と、直流電力を貯蔵する蓄電地２２と、直流を交流
に変換するインバータ２３を主たる構成要素とするもの
で、通常の場合、整流器２１に供給された商用交流電力
は、整流器２１からインバータ２３を経て再び交流とし
て取りだされ、各種設備に供給される。この場合、停電
により商用交流電力の供給が絶たれると、即座に蓄電地
２２に充電されている直流電力がインバータ２３により
交流電力に変換されて、上記したような休止の許されな
い重要設備に供給される。そして、停電が回復し、通電
が再開した時点で蓄電地２２による電力の供給から商用
交流電力による給電に切り替えられる。
【０００３】図４（ｂ）は、別の従来の無停電電源シス
テムを示すものであり、図４（ａ）の構成に加えて、蓄
電池２２に直流電力を充電する充電器２４と逆流防止素
子２５を備えているが、停電時には蓄電地２２に供給さ
れた直流電力を即座にインバータ２３に供給して給電が
中断されないようにするという基本的な機能の点におい
て、図４（ａ）と異なるところはない。
テムを示すものであり、図４（ａ）の構成に加えて、蓄
電池２２に直流電力を充電する充電器２４と逆流防止素
子２５を備えているが、停電時には蓄電地２２に供給さ
れた直流電力を即座にインバータ２３に供給して給電が
中断されないようにするという基本的な機能の点におい
て、図４（ａ）と異なるところはない。
【０００４】ところが、図４（ａ）（ｂ）に示す蓄電地
２２は電気化学反応により電力を蓄積するものであり、
電解液や電極のメンテナンスが必要であるから、十分な
メンテナンスが施されていないと、長期にわたり使用す
る場合には信頼性が低下するという問題がある。また、
貯蔵電力容量もそれほど多くはない。
２２は電気化学反応により電力を蓄積するものであり、
電解液や電極のメンテナンスが必要であるから、十分な
メンテナンスが施されていないと、長期にわたり使用す
る場合には信頼性が低下するという問題がある。また、
貯蔵電力容量もそれほど多くはない。
【０００５】この種の技術に関するものとして、特開平
８−６４２２０号公報には、図５に示すような水素貯蔵
発電システムが開示されている。この発電システムは、
太陽電池３１と、ＡＣ／ＤＣ変換器３２と、水電解装置
３３と、膜式ガス乾燥装置３４と、水素吸蔵合金を用い
た水素貯蔵装置３５と、燃料電池３６と、ＤＣ／ＡＣ変
換器３７と、ガス乾燥器３８と、酸素ガスの貯蔵タンク
３９を有している。この発電システムの動作を説明する
と、太陽電池３１で発電した直流電力、あるいは商用交
流電力をＡＣ／ＤＣ変換器３２により直流に変換した電
力を水電解装置３３に給電すると、水電解装置３３に供
給した純水が電気分解されて水素と酸素が生成し、この
水素ガス中の水分を膜式ガス乾燥装置３４で除いた後、
水素を水素貯蔵装置３５に貯蔵し、一方、水電解装置３
３で生成した酸素ガス中の水分はガス乾燥器３８で除い
た後、酸素を貯蔵タンク３９に蓄え、電力を発生させる
場合は、水素貯蔵装置３５を加熱して水素吸蔵合金に吸
蔵されている水素ガスを放出し、この水素ガスと空気ま
たは貯蔵タンク３９に貯えておいた酸素ガスを燃料電池
３６に供給して発電し、その直流電力をＤＣ／ＡＣ変換
器３７により交流に変換して、各種設備に給電する方式
である。
８−６４２２０号公報には、図５に示すような水素貯蔵
発電システムが開示されている。この発電システムは、
太陽電池３１と、ＡＣ／ＤＣ変換器３２と、水電解装置
３３と、膜式ガス乾燥装置３４と、水素吸蔵合金を用い
た水素貯蔵装置３５と、燃料電池３６と、ＤＣ／ＡＣ変
換器３７と、ガス乾燥器３８と、酸素ガスの貯蔵タンク
３９を有している。この発電システムの動作を説明する
と、太陽電池３１で発電した直流電力、あるいは商用交
流電力をＡＣ／ＤＣ変換器３２により直流に変換した電
力を水電解装置３３に給電すると、水電解装置３３に供
給した純水が電気分解されて水素と酸素が生成し、この
水素ガス中の水分を膜式ガス乾燥装置３４で除いた後、
水素を水素貯蔵装置３５に貯蔵し、一方、水電解装置３
３で生成した酸素ガス中の水分はガス乾燥器３８で除い
た後、酸素を貯蔵タンク３９に蓄え、電力を発生させる
場合は、水素貯蔵装置３５を加熱して水素吸蔵合金に吸
蔵されている水素ガスを放出し、この水素ガスと空気ま
たは貯蔵タンク３９に貯えておいた酸素ガスを燃料電池
３６に供給して発電し、その直流電力をＤＣ／ＡＣ変換
器３７により交流に変換して、各種設備に給電する方式
である。
【０００６】ところで、無停電電源装置とは、停電時に
瞬時に商用電源から非常用電源に切り替えて供給電力の
中断を生じさせない設備でなければならない。ところ
が、上記公報に開示された燃料電池３６はガスを供給し
てから電力が発生するまでに最短でも１分程度は必要で
ある。これでは無停電電源装置たり得ず、瞬時の電力中
断も許されない設備の要求を満たすことはできない。
瞬時に商用電源から非常用電源に切り替えて供給電力の
中断を生じさせない設備でなければならない。ところ
が、上記公報に開示された燃料電池３６はガスを供給し
てから電力が発生するまでに最短でも１分程度は必要で
ある。これでは無停電電源装置たり得ず、瞬時の電力中
断も許されない設備の要求を満たすことはできない。
【０００７】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、供給
する電力の中断を全く生じさせず、しかも信頼性に優れ
た無停電電源システムを提供することにある。
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、供給
する電力の中断を全く生じさせず、しかも信頼性に優れ
た無停電電源システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、交流電力を直流に変換する整流器
と、この直流電力により水電解を行う電解セルを有する
水電解装置と、この水電解装置で生成した水素を燃料と
する燃料電池と、この燃料電池で得た直流電力を交流に
変換するインバータとからなる電源システムにおいて、
整流器とインバータを直接接続する回路を有し且つイン
バータに通電可能なキャパシタを有することを特徴とす
る無停電電源システムを第一の発明とし、上記第一の発
明において、水電解装置で使用する電解質膜が固体高分
子電解質膜であることを特徴とする無停電電源システム
を第二の発明とする。
に本発明の要旨は、交流電力を直流に変換する整流器
と、この直流電力により水電解を行う電解セルを有する
水電解装置と、この水電解装置で生成した水素を燃料と
する燃料電池と、この燃料電池で得た直流電力を交流に
変換するインバータとからなる電源システムにおいて、
整流器とインバータを直接接続する回路を有し且つイン
バータに通電可能なキャパシタを有することを特徴とす
る無停電電源システムを第一の発明とし、上記第一の発
明において、水電解装置で使用する電解質膜が固体高分
子電解質膜であることを特徴とする無停電電源システム
を第二の発明とする。
【０００９】上記のように構成される本発明によれば、
以下のようにして常時交流電力を供給することができ
る。
以下のようにして常時交流電力を供給することができ
る。
【００１０】通常時は、交流電力を整流器により直流に
変換し、この直流電力をインバータに直接通電して交流
に変換し、その交流電力を各種設備に供給する。同時
に、この直流電力の一部を使用して電解セルで水を電解
し、水素と酸素を生成する。水素は燃料電池の燃料とし
て必要なものであるため貯蔵しておくが、燃料電池にお
ける発電のために水素と反応する反応ガスとして酸素に
代えて空気を使用する場合には、酸素を貯蔵する必要は
ない。
変換し、この直流電力をインバータに直接通電して交流
に変換し、その交流電力を各種設備に供給する。同時
に、この直流電力の一部を使用して電解セルで水を電解
し、水素と酸素を生成する。水素は燃料電池の燃料とし
て必要なものであるため貯蔵しておくが、燃料電池にお
ける発電のために水素と反応する反応ガスとして酸素に
代えて空気を使用する場合には、酸素を貯蔵する必要は
ない。
【００１１】そして、停電時には、貯蔵してあった水素
と空気（または、水素と酸素）により燃料電池で発電し
て直流電力を得る。
と空気（または、水素と酸素）により燃料電池で発電し
て直流電力を得る。
【００１２】ところが、燃料電池に上記ガスを供給して
も即座に電力を得ることはできず、電力発生までには約
１分程度の時間が必要である。そこで、燃料電池による
発電開始までの間はキャパシタからインバータに直流電
力を供給し、給電が絶たれないようにする。燃料電池に
よる発電が開始されたら、燃料電池からインバータに直
流電力を供給し、給電を継続する。
も即座に電力を得ることはできず、電力発生までには約
１分程度の時間が必要である。そこで、燃料電池による
発電開始までの間はキャパシタからインバータに直流電
力を供給し、給電が絶たれないようにする。燃料電池に
よる発電が開始されたら、燃料電池からインバータに直
流電力を供給し、給電を継続する。
【００１３】やがて、停電が回復して交流電力の供給が
再開されたら、交流電力を整流器により直流に変換し、
この直流電力を直接インバータに供給して交流に変換
し、各種設備に供給する。また、水電解装置で水素と酸
素を生成し、燃料電池における反応で消費された水素と
酸素を補充し、且つ整流器の出力の余裕分でキャパシタ
を完全充電状態としておき、次の停電時に備えておく。
再開されたら、交流電力を整流器により直流に変換し、
この直流電力を直接インバータに供給して交流に変換
し、各種設備に供給する。また、水電解装置で水素と酸
素を生成し、燃料電池における反応で消費された水素と
酸素を補充し、且つ整流器の出力の余裕分でキャパシタ
を完全充電状態としておき、次の停電時に備えておく。
【００１４】以上のようにして、本発明によれば、供給
する電力の中断が全く生じないようにすることができ
る。
する電力の中断が全く生じないようにすることができ
る。
【００１５】キャパシタとしては、例えば、コンデンサ
の中で最大のエネルギー密度を有しており、大容量コン
デンサである電気二重層キャパシタを使用することがで
きる。この電気二重層キャパシタは、電気二重層が平板
コンデンサのように電荷を蓄積するという性質を利用し
たもので、正極と負極の二つの電気二重層から構成さ
れ、電極表面に近接するヘルムホルツ層とその外側の拡
散二重層からなり、電気二重層の静電気的性質は一種の
コンデンサに類似したもので、電気二重層全体の容量Ｃ
は、ヘルムホルツ層と拡散二重層のそれぞれの容量
Ｃ1 、Ｃ2 を有するコンデンサが直列接続しているもの
と考えることができ、全体の容量Ｃは、以下のように表
されるものである。
の中で最大のエネルギー密度を有しており、大容量コン
デンサである電気二重層キャパシタを使用することがで
きる。この電気二重層キャパシタは、電気二重層が平板
コンデンサのように電荷を蓄積するという性質を利用し
たもので、正極と負極の二つの電気二重層から構成さ
れ、電極表面に近接するヘルムホルツ層とその外側の拡
散二重層からなり、電気二重層の静電気的性質は一種の
コンデンサに類似したもので、電気二重層全体の容量Ｃ
は、ヘルムホルツ層と拡散二重層のそれぞれの容量
Ｃ1 、Ｃ2 を有するコンデンサが直列接続しているもの
と考えることができ、全体の容量Ｃは、以下のように表
されるものである。
【００１６】１／Ｃ＝１／Ｃ1＋１／Ｃ2
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。本実施形態においては、水電解装置として固体高
分子電解質型水電解装置を用いた。図１は、本発明の無
停電電源システムの全体系統図であり、図１において、
１は整流器、２は電解セル、３は水素分離タンクであ
り、これらの機器により固体高分子電解質型水電解装置
は構成される。４は水素の貯蔵タンク、５は燃料電池、
６はインバータ、７はキャパシタである。
する。本実施形態においては、水電解装置として固体高
分子電解質型水電解装置を用いた。図１は、本発明の無
停電電源システムの全体系統図であり、図１において、
１は整流器、２は電解セル、３は水素分離タンクであ
り、これらの機器により固体高分子電解質型水電解装置
は構成される。４は水素の貯蔵タンク、５は燃料電池、
６はインバータ、７はキャパシタである。
【００１８】電解セル２としては、例えば、図２に示す
構成のものを使用することができる。図２において、電
解セル２は、多数の固体高分子電解質膜ユニット８を並
列させたものであり、両端に通電用の端部電極板９、９
を備えている。固体高分子電解質膜ユニット８は、主と
して固体高分子電解質膜１０と、その固体高分子電解質
膜１０の両面に添設される多孔質給電体１１、１１と、
その多孔質給電体１１、１１の外側に配設される複極式
電極板１２、１２とから構成されている。固体高分子電
解質膜１０はプロトン導電性材料からなる膜であり、そ
の両面に白金族金属がメッキされている。多孔質給電体
１１としては、例えば、白金族金属等でメッキされたチ
タン等からなる導電性のメッシュ状のものが用いられ
る。複極式電極板１２は、通電により片面が陰極に、も
う一方の面が陽極になるものである。１つの複極式電極
板１２をとってみれば、それは左右両側の固体高分子電
解質膜ユニット８、８に共通の部材となっている。
構成のものを使用することができる。図２において、電
解セル２は、多数の固体高分子電解質膜ユニット８を並
列させたものであり、両端に通電用の端部電極板９、９
を備えている。固体高分子電解質膜ユニット８は、主と
して固体高分子電解質膜１０と、その固体高分子電解質
膜１０の両面に添設される多孔質給電体１１、１１と、
その多孔質給電体１１、１１の外側に配設される複極式
電極板１２、１２とから構成されている。固体高分子電
解質膜１０はプロトン導電性材料からなる膜であり、そ
の両面に白金族金属がメッキされている。多孔質給電体
１１としては、例えば、白金族金属等でメッキされたチ
タン等からなる導電性のメッシュ状のものが用いられ
る。複極式電極板１２は、通電により片面が陰極に、も
う一方の面が陽極になるものである。１つの複極式電極
板１２をとってみれば、それは左右両側の固体高分子電
解質膜ユニット８、８に共通の部材となっている。
【００１９】図２に示すように、端部電極板９、９間に
図２中左側が陽極、右側が陰極となるように通電する
と、各複極式電極板１２は左側に陰極、右側に陽極を生
じさせる。このため、１つの複極式電極板１２はその複
極式電極板の図中左側の固体高分子電解質膜ユニット８
では陰極側１３の構成部材となり、図中右側の固体高分
子電解質膜ユニット８では陽極側１４の構成部材とな
る。こうして、図３に示すように、１つの固体高分子電
解質膜ユニット８には固体高分子電解質膜１０よりも右
側の陰極室Ａと固体高分子電解質膜１０よりも左側の陽
極室Ｂとが形成される。
図２中左側が陽極、右側が陰極となるように通電する
と、各複極式電極板１２は左側に陰極、右側に陽極を生
じさせる。このため、１つの複極式電極板１２はその複
極式電極板の図中左側の固体高分子電解質膜ユニット８
では陰極側１３の構成部材となり、図中右側の固体高分
子電解質膜ユニット８では陽極側１４の構成部材とな
る。こうして、図３に示すように、１つの固体高分子電
解質膜ユニット８には固体高分子電解質膜１０よりも右
側の陰極室Ａと固体高分子電解質膜１０よりも左側の陽
極室Ｂとが形成される。
【００２０】この状態で純水供給経路１５（図２参照）
を通じて純水を陽極室Ｂに供給すれば、陽極室Ｂでは、 ２Ｈ2Ｏ →Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- の反応が起こり、酸素ガスが発生する。陽極室Ｂで発生
したプロトンはプロトン導電性である固体高分子電解質
膜１０内を少量の水を伴って移動し、陰極室Ａに到達す
る。陰極室Ａでは、この到達したプロトンに、 ４Ｈ+ ＋４ｅ- →２Ｈ2 の反応が起こり、水素ガスが発生する。
を通じて純水を陽極室Ｂに供給すれば、陽極室Ｂでは、 ２Ｈ2Ｏ →Ｏ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- の反応が起こり、酸素ガスが発生する。陽極室Ｂで発生
したプロトンはプロトン導電性である固体高分子電解質
膜１０内を少量の水を伴って移動し、陰極室Ａに到達す
る。陰極室Ａでは、この到達したプロトンに、 ４Ｈ+ ＋４ｅ- →２Ｈ2 の反応が起こり、水素ガスが発生する。
【００２１】無停電電源システムの水電解装置は、停電
が回復して通電が再開されたときに水素を生成して、そ
の水素を貯蔵タンク４に貯蔵するために作動するもので
あり、貯蔵タンク４が水素で充満された後は、水電解装
置の運転は停止される。従って、次回の停電の回復後に
作動するまで、装置をメンテナンスする必要がある。こ
のメンテナンスに関して、従来のアルカリ電解では、装
置内のアルカリ溶液（電解液）の濃度変化や成分の変質
を防ぐ必要があり、煩雑なメンテナンスが必要となる。
これに対して、本発明は電解装置内の溶液が純水である
ので、長期間作動していなくても、純水が変質すること
はなく、実質的にメンテナンスフリーとなる。また、白
金族金属を両面にメッキした固体高分子電解質膜を用い
ることにより、水素の発生効率が高く、停電が回復した
後、短時間で所定量の水素を生成できる。
が回復して通電が再開されたときに水素を生成して、そ
の水素を貯蔵タンク４に貯蔵するために作動するもので
あり、貯蔵タンク４が水素で充満された後は、水電解装
置の運転は停止される。従って、次回の停電の回復後に
作動するまで、装置をメンテナンスする必要がある。こ
のメンテナンスに関して、従来のアルカリ電解では、装
置内のアルカリ溶液（電解液）の濃度変化や成分の変質
を防ぐ必要があり、煩雑なメンテナンスが必要となる。
これに対して、本発明は電解装置内の溶液が純水である
ので、長期間作動していなくても、純水が変質すること
はなく、実質的にメンテナンスフリーとなる。また、白
金族金属を両面にメッキした固体高分子電解質膜を用い
ることにより、水素の発生効率が高く、停電が回復した
後、短時間で所定量の水素を生成できる。
【００２２】図２に示すような電解セル２を有する水電
解装置では、以上のようなプロセスにより水素ガスと酸
素ガスが発生し、水素ガスは水素分離タンク３を経て貯
蔵タンク４に貯蔵される。本実施形態においては、燃料
電池における発電のために水素と空気を使用するので、
酸素は捨てるが、燃料電池における発電に際して水素と
酸素を使用する場合は、酸素も貯蔵しておく。
解装置では、以上のようなプロセスにより水素ガスと酸
素ガスが発生し、水素ガスは水素分離タンク３を経て貯
蔵タンク４に貯蔵される。本実施形態においては、燃料
電池における発電のために水素と空気を使用するので、
酸素は捨てるが、燃料電池における発電に際して水素と
酸素を使用する場合は、酸素も貯蔵しておく。
【００２３】以上のように構成される本発明の無停電電
源システムによれば、以下のようにして常時交流電力を
供給することができる。通常時には、商用交流電力を整
流器１で直流電力に変換し、この直流電力を回路１６を
経てインバータ６に供給して交流に変換し、この交流電
力を各種設備に供給する。そして、同じ整流器１で得た
直流電力の一部を使用して電解セル２で上記プロセスに
従って純水を電解し、水素と酸素を発生させ、酸素は捨
てて、水素は水素分離タンク３を経て貯蔵タンク４に貯
蔵する。
源システムによれば、以下のようにして常時交流電力を
供給することができる。通常時には、商用交流電力を整
流器１で直流電力に変換し、この直流電力を回路１６を
経てインバータ６に供給して交流に変換し、この交流電
力を各種設備に供給する。そして、同じ整流器１で得た
直流電力の一部を使用して電解セル２で上記プロセスに
従って純水を電解し、水素と酸素を発生させ、酸素は捨
てて、水素は水素分離タンク３を経て貯蔵タンク４に貯
蔵する。
【００２４】停電時には、貯蔵タンク４から燃料電池５
に水素を供給し、この水素と空気により燃料電池５で発
電して直流電力を得る。しかし、燃料電池５に水素と空
気を供給しても瞬時に発電しないので、その間の供給電
力の中断を避けるため、停電と同時に、キャパシタ７か
らインバータ６に直流電力を供給し、給電が絶たれない
ようにする。そして、燃料電池５で発電が開始された
ら、キャパシタ７からインバータ６への給電を停止し、
燃料電池５で得られた直流電力をインバータ６に供給
し、交流電力を得る。なお、キャパシタ７は完全充電状
態として停電時の作動に備えておくようにするために、
整流器１の出力の余裕分で通常時に完全充電状態にして
おくのが好ましい。
に水素を供給し、この水素と空気により燃料電池５で発
電して直流電力を得る。しかし、燃料電池５に水素と空
気を供給しても瞬時に発電しないので、その間の供給電
力の中断を避けるため、停電と同時に、キャパシタ７か
らインバータ６に直流電力を供給し、給電が絶たれない
ようにする。そして、燃料電池５で発電が開始された
ら、キャパシタ７からインバータ６への給電を停止し、
燃料電池５で得られた直流電力をインバータ６に供給
し、交流電力を得る。なお、キャパシタ７は完全充電状
態として停電時の作動に備えておくようにするために、
整流器１の出力の余裕分で通常時に完全充電状態にして
おくのが好ましい。
【００２５】このようにして、本発明の無停電電源シス
テムによれば、一瞬たりとも交流電力の供給が絶えるこ
となく、停止の許されない設備に必要な電力を常時供給
することができる。
テムによれば、一瞬たりとも交流電力の供給が絶えるこ
となく、停止の許されない設備に必要な電力を常時供給
することができる。
【００２６】停電が回復して再び商用交流電力が通電さ
れると、整流器１から回路１６を経てインバータ６に直
流電力が供給され、交流電力を得ることができる。ま
た、その直流電力の一部を使用して電解セル２で水電解
が行われて水素と酸素が生成され、燃料電池における発
電のために消費された水素を補充するために、貯蔵タン
ク４に水素が充填される。
れると、整流器１から回路１６を経てインバータ６に直
流電力が供給され、交流電力を得ることができる。ま
た、その直流電力の一部を使用して電解セル２で水電解
が行われて水素と酸素が生成され、燃料電池における発
電のために消費された水素を補充するために、貯蔵タン
ク４に水素が充填される。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、供給する電力の中断が全く生じない無停電電源シス
テムを提供することができる。また、固体高分子電解質
型水電解装置とキャパシタは、保守が容易で信頼性が高
いので、無停電電源システムの構成設備として好適に用
いることができる。
で、供給する電力の中断が全く生じない無停電電源シス
テムを提供することができる。また、固体高分子電解質
型水電解装置とキャパシタは、保守が容易で信頼性が高
いので、無停電電源システムの構成設備として好適に用
いることができる。
【図１】本発明の無停電電源システムの全体系統図であ
る。
る。
【図２】固体高分子電解質型水電解装置に用いられる電
解セルの一例を示す断面図である。
解セルの一例を示す断面図である。
【図３】図２に示す電解セルの固体高分子電解質膜ユニ
ットの分解断面図である。
ットの分解断面図である。
【図４】図４（ａ）は従来の無停電電源システムの一例
を示す系統図、図４（ｂ）は従来の無停電電源システム
の別の例を示す系統図である。
を示す系統図、図４（ｂ）は従来の無停電電源システム
の別の例を示す系統図である。
【図５】従来の発電システムの系統図である。
１…整流器 ２…電解セル ３…水素分離タンク ４…貯蔵タンク ５…燃料電池 ６…インバータ ７…キャパシタ ８…固体高分子電解質膜ユニット １０…固体高分子電解質膜
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G015 FA16 GA05 GA20 JA60 JA64 KA03 5G066 HA01 HB07 JA02 JB04 5H007 AA06 BB05 CC01 HA00 5H027 AA06 BA11
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電力を直流に変換する整流器と、こ
の直流電力により水電解を行う電解セルを有する水電解
装置と、この水電解装置で生成した水素を燃料とする燃
料電池と、この燃料電池で得た直流電力を交流に変換す
るインバータとからなる電源システムにおいて、整流器
とインバータを直接接続する回路を有し且つインバータ
に通電可能なキャパシタを有することを特徴とする無停
電電源システム。 - 【請求項２】 水電解装置で使用する電解質膜が固体高
分子電解質膜であることを特徴とする請求項１記載の無
停電電源システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10196176A JP2000032685A (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 無停電電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10196176A JP2000032685A (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 無停電電源システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000032685A true JP2000032685A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16353475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10196176A Pending JP2000032685A (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 無停電電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000032685A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002151094A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-24 | Sony Corp | 燃料電池及び燃料電池システム |
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-
1998
- 1998-07-10 JP JP10196176A patent/JP2000032685A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
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