JP2001160404A - 電力貯蔵システム - Google Patents
電力貯蔵システムInfo
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高温水蒸気電解・固体燃料電池システムと既存
プラントとの熱エネルギーを相互間で有効に利用するこ
とで貯蔵効率を向上させる電力貯蔵システムを提供する
こと。 【解決手段】高温水蒸気電解及び固体燃料電池の可逆運
転可能な固体電解質セル（１）を発電プラントに併設
し、前記セル（１）にて余剰電力により水蒸気電解を行
なうとともに水素により電力貯蔵を行ない、前記電解に
用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部は前記発電プラン
ト側の主蒸気を用い、電気の需要がある場合は、前記余
剰電力で製造した水素により発電を行なうとともに、前
記セル（１）からの余剰熱を熱交換器（２）で前記発電
プラント側の主蒸気の過熱に用いる。
プラントとの熱エネルギーを相互間で有効に利用するこ
とで貯蔵効率を向上させる電力貯蔵システムを提供する
こと。 【解決手段】高温水蒸気電解及び固体燃料電池の可逆運
転可能な固体電解質セル（１）を発電プラントに併設
し、前記セル（１）にて余剰電力により水蒸気電解を行
なうとともに水素により電力貯蔵を行ない、前記電解に
用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部は前記発電プラン
ト側の主蒸気を用い、電気の需要がある場合は、前記余
剰電力で製造した水素により発電を行なうとともに、前
記セル（１）からの余剰熱を熱交換器（２）で前記発電
プラント側の主蒸気の過熱に用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＯＥ（高温水蒸
気電解）及びＳＯＦＣ（固体燃料電池）の可逆運転によ
る電力貯蔵システムに関する。
気電解）及びＳＯＦＣ（固体燃料電池）の可逆運転によ
る電力貯蔵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電力貯蔵システムとしては、揚水
発電やフライホイール等による手法を用いたものがあ
る。
発電やフライホイール等による手法を用いたものがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、揚水発電を行
なうには広大な山間地域が必要であり、またフライホイ
ールによる場合では騒音、振動等が発生する問題があ
る。
なうには広大な山間地域が必要であり、またフライホイ
ールによる場合では騒音、振動等が発生する問題があ
る。
【０００４】本発明の目的は、高温水蒸気電解・固体燃
料電池システムと既存プラントとの熱エネルギーを相互
間で有効に利用することで貯蔵効率を向上させる電力貯
蔵システムを提供することにある。
料電池システムと既存プラントとの熱エネルギーを相互
間で有効に利用することで貯蔵効率を向上させる電力貯
蔵システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の電力貯蔵システムは以下の如
く構成されている。
達成するために、本発明の電力貯蔵システムは以下の如
く構成されている。
【０００６】（１）本発明の電力貯蔵システムは、高温
水蒸気電解及び固体燃料電池の可逆運転可能な固体電解
質セルを発電プラントに併設し、前記セルにて余剰電力
により水蒸気電解を行なうとともに水素により電力貯蔵
を行ない、前記電解に用いる水蒸気の製造に必要な熱の
一部は前記発電プラント側の主蒸気を用い、電気の需要
がある場合は、前記余剰電力で製造した水素により発電
を行なうとともに、前記セルからの余剰熱を熱交換器で
前記発電プラント側の主蒸気の過熱に用いる。
水蒸気電解及び固体燃料電池の可逆運転可能な固体電解
質セルを発電プラントに併設し、前記セルにて余剰電力
により水蒸気電解を行なうとともに水素により電力貯蔵
を行ない、前記電解に用いる水蒸気の製造に必要な熱の
一部は前記発電プラント側の主蒸気を用い、電気の需要
がある場合は、前記余剰電力で製造した水素により発電
を行なうとともに、前記セルからの余剰熱を熱交換器で
前記発電プラント側の主蒸気の過熱に用いる。
【０００７】（２）本発明の電力貯蔵システムは上記
（１）に記載のシステムであり、かつ前記発電プラント
は原子力発電プラントである。
（１）に記載のシステムであり、かつ前記発電プラント
は原子力発電プラントである。
【０００８】（３）本発明の電力貯蔵システムは上記
（１）に記載のシステムであり、かつ前記発電プラント
は火力発電プラントである。
（１）に記載のシステムであり、かつ前記発電プラント
は火力発電プラントである。
【０００９】
【発明の実施の形態】第１，第２の実施の形態では、電
力貯蔵兼発電機能を備えたＳＯＥ／ＳＯＦＣ型のリバー
シブル運転可能な固体酸化物電解セルを各種発電プラン
トに併設した電力負荷平準化システム、及びシステムの
高効率化手法を示す。
力貯蔵兼発電機能を備えたＳＯＥ／ＳＯＦＣ型のリバー
シブル運転可能な固体酸化物電解セルを各種発電プラン
トに併設した電力負荷平準化システム、及びシステムの
高効率化手法を示す。
【００１０】（第１の実施の形態）図１，図２は、本第
１の実施の形態に係る可逆運転可能なＳＯＥ／ＳＯＦＣ
セルをＰＷＲ（加圧水型原子炉）型原子力発電プラント
に併設した場合のシステムフローを示す図であり、図１
はＳＯＥ（蓄電）運転時のシステムフロー、図２はＳＯ
ＦＣ（発電）運転時のシステムフローである。
１の実施の形態に係る可逆運転可能なＳＯＥ／ＳＯＦＣ
セルをＰＷＲ（加圧水型原子炉）型原子力発電プラント
に併設した場合のシステムフローを示す図であり、図１
はＳＯＥ（蓄電）運転時のシステムフロー、図２はＳＯ
ＦＣ（発電）運転時のシステムフローである。
【００１１】まず、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステム側につい
て説明する。図１，図２において、可逆運転可能なＳＯ
Ｅ／ＳＯＦＣセル１では、ＳＯＥ運転時は、約１０００
℃の高温水蒸気及び電解に必要な電気を供給し、水素及
び酸素を生成する。一方、ＳＯＦＣ運転では、ＳＯＥ運
転時に生成した水素及び酸素を供給し、発電を行なう。
て説明する。図１，図２において、可逆運転可能なＳＯ
Ｅ／ＳＯＦＣセル１では、ＳＯＥ運転時は、約１０００
℃の高温水蒸気及び電解に必要な電気を供給し、水素及
び酸素を生成する。一方、ＳＯＦＣ運転では、ＳＯＥ運
転時に生成した水素及び酸素を供給し、発電を行なう。
【００１２】熱交換器２では、ＰＷＲプラントとＳＯＥ
／ＳＯＦＣシステムの相互間で熱のやり取りを行なう。
再生熱交換器３１〜３４では、ＳＯＥ／ＳＯＦＣセル１
から出る高温の生成物を利用して供給媒体を加熱する。
各貯蔵設備（水素タンク４１，水タンク４２，酸素タン
ク４３）は、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステムで利用され生成
する媒体を貯蔵する設備である。
／ＳＯＦＣシステムの相互間で熱のやり取りを行なう。
再生熱交換器３１〜３４では、ＳＯＥ／ＳＯＦＣセル１
から出る高温の生成物を利用して供給媒体を加熱する。
各貯蔵設備（水素タンク４１，水タンク４２，酸素タン
ク４３）は、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステムで利用され生成
する媒体を貯蔵する設備である。
【００１３】燃焼器５では、ＳＯＥ運転時の水蒸気及び
酸素を約１０００℃まで加熱する。なお、燃焼には生成
した水素、酸素を利用することとしており、水素系統に
は酸素を、酸素系統には水素が供給される。また、ＰＷ
Ｒプラント側では、Ａは蒸気発生器、Ｂは主蒸気系統、
Ｃはタービン、Ｄは給水加熱器、Ｅは脱気器である。
酸素を約１０００℃まで加熱する。なお、燃焼には生成
した水素、酸素を利用することとしており、水素系統に
は酸素を、酸素系統には水素が供給される。また、ＰＷ
Ｒプラント側では、Ａは蒸気発生器、Ｂは主蒸気系統、
Ｃはタービン、Ｄは給水加熱器、Ｅは脱気器である。
【００１４】以下、図１に示したシステムのＳＯＥ（蓄
電）運転時の動作を説明する。
電）運転時の動作を説明する。
【００１５】ａ．水素系統 水タンク４２から、常温の純水をポンプにより熱交換器
（ＨＸ−４）３３に送る。なお、後述する燃焼器５で燃
焼させる水素を混合する。熱交換器（ＨＸ−４）３３
は、セル１から出た高温媒体を加熱源とした再生熱交換
器である。
（ＨＸ−４）３３に送る。なお、後述する燃焼器５で燃
焼させる水素を混合する。熱交換器（ＨＸ−４）３３
は、セル１から出た高温媒体を加熱源とした再生熱交換
器である。
【００１６】熱交換器（ＨＸ−１）２は、ＰＷＲ側２次
系主蒸気を加熱源とする、電解用水蒸気加熱器である。
電解用水蒸気は過熱蒸気であり、出口温度は約２５０℃
である。ＰＷＲ側２次系主蒸気は、高圧タービンＣ前か
ら取り、給水系の脱気器Ｅ前に戻すこととし、脱気器Ｅ
前の飽和水温度と同等になるように蒸気流量を設定す
る。
系主蒸気を加熱源とする、電解用水蒸気加熱器である。
電解用水蒸気は過熱蒸気であり、出口温度は約２５０℃
である。ＰＷＲ側２次系主蒸気は、高圧タービンＣ前か
ら取り、給水系の脱気器Ｅ前に戻すこととし、脱気器Ｅ
前の飽和水温度と同等になるように蒸気流量を設定す
る。
【００１７】熱交換器（ＨＸ−１）２を出た電解用水蒸
気は、再生熱交換器（ＨＸ−２）３１を通り、燃焼器５
により約９００℃以上に加熱され、セル１に供給され
る。燃焼器５では、酸素タンク４３から供給された酸素
と電解用水蒸気に混合された水素とが燃焼する。
気は、再生熱交換器（ＨＸ−２）３１を通り、燃焼器５
により約９００℃以上に加熱され、セル１に供給され
る。燃焼器５では、酸素タンク４３から供給された酸素
と電解用水蒸気に混合された水素とが燃焼する。
【００１８】セル１から出た水素と水蒸気は再生熱交換
器（ＨＸ−２）３１及び熱交換器（ＨＸ−４）３３によ
り冷却されたあと、セパレータにおいて水素と凝縮水に
分離され、水素は水素タンク４１へ、水は水タンク４２
へ回収される。セパレータの冷却水は海水を利用する。
器（ＨＸ−２）３１及び熱交換器（ＨＸ−４）３３によ
り冷却されたあと、セパレータにおいて水素と凝縮水に
分離され、水素は水素タンク４１へ、水は水タンク４２
へ回収される。セパレータの冷却水は海水を利用する。
【００１９】ｂ．酸素系統 セル１で製造された酸素は、基本的には循還させる必要
はないが、ＳＯＦＣ運転へのスムーズな切り替えを考慮
してラインのウォーミングのために循還させる。セル１
で製造された酸素は、熱交換器（ＨＸ−３）３２で冷却
され、酸素タンク４３に貯蔵する。
はないが、ＳＯＦＣ運転へのスムーズな切り替えを考慮
してラインのウォーミングのために循還させる。セル１
で製造された酸素は、熱交換器（ＨＸ−３）３２で冷却
され、酸素タンク４３に貯蔵する。
【００２０】以下、図２に示したシステムのＳＯＦＣ
（発電）運転時の動作を説明する。
（発電）運転時の動作を説明する。
【００２１】ａ．水素系統 燃料となる水素は水素タンク４１及びセル１からの未燃
水素と合流させて、系統に供給する。水素ガスのキャリ
アとして飽和蒸気をともに供給する。なお、セル１の冷
却は、水素系及び酸素系に供給するガスによって行なう
ため、供給ガス流量は発電に必要な供給量の約８倍の供
給量となっている。
水素と合流させて、系統に供給する。水素ガスのキャリ
アとして飽和蒸気をともに供給する。なお、セル１の冷
却は、水素系及び酸素系に供給するガスによって行なう
ため、供給ガス流量は発電に必要な供給量の約８倍の供
給量となっている。
【００２２】混合された水素及び水は、再生熱交換器
（ＨＸ−５）３４及び再生熱交換器（ＨＸ−２）３１に
より約９５０℃まで加熱後、セル１に供給される。セル
１を出たガスは再生熱交換器（ＨＸ−２）３１，熱交換
器（ＨＸ−１）２及び熱交換器（ＨＸ−５）３４におい
て冷却された後、セパレータにて未燃水素、凝縮水に分
離される。未燃水素は、新しい燃料水素と混合され、再
びセル１に供給され、凝縮水は水タンク４２へ回収す
る。
（ＨＸ−５）３４及び再生熱交換器（ＨＸ−２）３１に
より約９５０℃まで加熱後、セル１に供給される。セル
１を出たガスは再生熱交換器（ＨＸ−２）３１，熱交換
器（ＨＸ−１）２及び熱交換器（ＨＸ−５）３４におい
て冷却された後、セパレータにて未燃水素、凝縮水に分
離される。未燃水素は、新しい燃料水素と混合され、再
びセル１に供給され、凝縮水は水タンク４２へ回収す
る。
【００２３】なお、熱交換器（ＨＸ−１）２ではＳＯＥ
／ＳＯＦＣ系統の排熱の一部をＰＷＲ主蒸気過熱に利用
することにより発電効率を向上させ、貯蔵効率を向上さ
せている。
／ＳＯＦＣ系統の排熱の一部をＰＷＲ主蒸気過熱に利用
することにより発電効率を向上させ、貯蔵効率を向上さ
せている。
【００２４】ｂ．酸素系統 酸素系に関してもセル１の冷却能力を持たせるため、発
電に必要な酸素に加え、冷却用空気を外部より取り込む
こととしている。発電に必要な酸素と空気を混合して、
再生熱交換器（ＨＸ−３）３２で約９５０℃に加熱後、
セル１に供給する。
電に必要な酸素に加え、冷却用空気を外部より取り込む
こととしている。発電に必要な酸素と空気を混合して、
再生熱交換器（ＨＸ−３）３２で約９５０℃に加熱後、
セル１に供給する。
【００２５】セル１では酸素が消費され、残りの酸素は
約１０００℃以上となって排気され、再生熱交換器（Ｈ
Ｘ−３）３２において冷却される。余剰酸素は、新しい
酸素と混合され、再びセル１に供給される。
約１０００℃以上となって排気され、再生熱交換器（Ｈ
Ｘ−３）３２において冷却される。余剰酸素は、新しい
酸素と混合され、再びセル１に供給される。
【００２６】本第１の実施の形態のシステムは、ＳＯＥ
／ＳＯＦＣの可逆運転可能な固体電解質セルを用いた電
力貯蔵システムであり、さらに以下の如きＰＷＲプラン
トの相互間の熱の有効利用により、エネルギー貯蔵効率
を向上させている。
／ＳＯＦＣの可逆運転可能な固体電解質セルを用いた電
力貯蔵システムであり、さらに以下の如きＰＷＲプラン
トの相互間の熱の有効利用により、エネルギー貯蔵効率
を向上させている。
【００２７】すなわち、余剰電力により水蒸気電解を行
ない、水素によりエネルギー貯蔵を行なう。また、電解
に用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部はＰＷＲ側の主
蒸気を利用することで効率向上を図っている。
ない、水素によりエネルギー貯蔵を行なう。また、電解
に用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部はＰＷＲ側の主
蒸気を利用することで効率向上を図っている。
【００２８】電気の需要がある場合は、余剰電力で製造
した水素によりＳＯＦＣ発電を行なうとともに、セルか
らの余剰熱を熱交換器（ＨＸ−４）でＰＷＲ側の主蒸気
の過熱に用い、タービンへ導入することによりＰＷＲ側
の発電効率を向上させる。
した水素によりＳＯＦＣ発電を行なうとともに、セルか
らの余剰熱を熱交換器（ＨＸ−４）でＰＷＲ側の主蒸気
の過熱に用い、タービンへ導入することによりＰＷＲ側
の発電効率を向上させる。
【００２９】上述の特徴により、電力負荷の平準化が可
能となるとともに、ＳＯＥ／ＳＯＦＣ及びＰＷＲプラン
トの熱を相互に利用することで、エネルギー利用効率の
向上が可能となる。
能となるとともに、ＳＯＥ／ＳＯＦＣ及びＰＷＲプラン
トの熱を相互に利用することで、エネルギー利用効率の
向上が可能となる。
【００３０】（第２の実施の形態）図３，図４は、本第
２の実施の形態に係る可逆運転可能なＳＯＥ／ＳＯＦＣ
セルを火力発電プラントに併設した場合のシステムフロ
ー示す図であり、図３はＳＯＥ（蓄電）運転時のシステ
ムフロー、図４はＳＯＦＣ（発電）運転時のシステムフ
ローである。図３，図４において図１，図２と同一な部
分には同符号を付してある。
２の実施の形態に係る可逆運転可能なＳＯＥ／ＳＯＦＣ
セルを火力発電プラントに併設した場合のシステムフロ
ー示す図であり、図３はＳＯＥ（蓄電）運転時のシステ
ムフロー、図４はＳＯＦＣ（発電）運転時のシステムフ
ローである。図３，図４において図１，図２と同一な部
分には同符号を付してある。
【００３１】まず、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステム側につい
て説明する。図３，図４において、可逆運転可能なＳＯ
Ｅ／ＳＯＦＣセル１では、ＳＯＥ運転時は、約１０００
℃の高温水蒸気及び電解に必要な電気を供給し、水素及
び酸素を生成する。一方、ＳＯＦＣ運転では、ＳＯＥ運
転時に生成した水素及び酸素を供給し、発電を行なう。
て説明する。図３，図４において、可逆運転可能なＳＯ
Ｅ／ＳＯＦＣセル１では、ＳＯＥ運転時は、約１０００
℃の高温水蒸気及び電解に必要な電気を供給し、水素及
び酸素を生成する。一方、ＳＯＦＣ運転では、ＳＯＥ運
転時に生成した水素及び酸素を供給し、発電を行なう。
【００３２】熱交換器２では、火力プラントとＳＯＥ／
ＳＯＦＣシステムの相互間で熱のやり取りを行なう。再
生熱交換器３１〜３４では、ＳＯＥ／ＳＯＦＣセル１か
ら出る高温の生成物を利用して供給媒体を加熱する。各
貯蔵設備（水素タンク４１，水タンク４２，酸素タンク
４３）は、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステムで利用され生成す
る媒体を貯蔵する設備である。
ＳＯＦＣシステムの相互間で熱のやり取りを行なう。再
生熱交換器３１〜３４では、ＳＯＥ／ＳＯＦＣセル１か
ら出る高温の生成物を利用して供給媒体を加熱する。各
貯蔵設備（水素タンク４１，水タンク４２，酸素タンク
４３）は、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステムで利用され生成す
る媒体を貯蔵する設備である。
【００３３】燃焼器５では、ＳＯＥ運転時の水蒸気及び
酸素を約１０００℃まで加熱する。なお、燃焼には生成
した水素、酸素を利用することとしており、水素系統に
は酸素を、酸素系統には水素が供給される。また、火力
プラント側では、Ａ’は蒸気発生器、Ｂ’１は高圧ター
ビン、Ｂ’２は低圧タービン、Ｃ’は給水加熱器、Ｄ’
は脱気器である。
酸素を約１０００℃まで加熱する。なお、燃焼には生成
した水素、酸素を利用することとしており、水素系統に
は酸素を、酸素系統には水素が供給される。また、火力
プラント側では、Ａ’は蒸気発生器、Ｂ’１は高圧ター
ビン、Ｂ’２は低圧タービン、Ｃ’は給水加熱器、Ｄ’
は脱気器である。
【００３４】以下、図３に示したシステムのＳＯＥ（蓄
電）運転時の動作を説明する。
電）運転時の動作を説明する。
【００３５】ａ．水素系統 水タンク４２から、常温の純水をポンプにより熱交換器
（ＨＸ−４）３３に送る。なお、後述する燃焼器５で使
用する燃焼用の水素を混合する。熱交換器（ＨＸ−４）
３３は、セル１から出た高温媒体を加熱源とした再生熱
交換器である。
（ＨＸ−４）３３に送る。なお、後述する燃焼器５で使
用する燃焼用の水素を混合する。熱交換器（ＨＸ−４）
３３は、セル１から出た高温媒体を加熱源とした再生熱
交換器である。
【００３６】熱交換器（ＨＸ−１）２は、火力プラント
主蒸気を加熱源として、電解用水蒸気を約２５０℃まで
過熱する。火力プラント主蒸気は、高圧タービンＢ’１
後の再熱用蒸気から取り、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステムと
熱交換の後、給水加熱器Ｃ’に戻すこととする。
主蒸気を加熱源として、電解用水蒸気を約２５０℃まで
過熱する。火力プラント主蒸気は、高圧タービンＢ’１
後の再熱用蒸気から取り、ＳＯＥ／ＳＯＦＣシステムと
熱交換の後、給水加熱器Ｃ’に戻すこととする。
【００３７】熱交換器（ＨＸ−１）２を出た電解用水蒸
気は、再生熱交換器（ＨＸ−２）３１を通り、燃焼器５
により約９００℃以上に加熱され、セル１に供給され
る。燃焼器５では、酸素タンク４３から供給された酸素
と電解用水蒸気に混合された水素とが燃焼する。
気は、再生熱交換器（ＨＸ−２）３１を通り、燃焼器５
により約９００℃以上に加熱され、セル１に供給され
る。燃焼器５では、酸素タンク４３から供給された酸素
と電解用水蒸気に混合された水素とが燃焼する。
【００３８】セル１から出た水素と水蒸気は再生熱交換
器（ＨＸ−２）３１及び熱交換器（ＨＸ−４）３３によ
り冷却されたあと、セパレータにおいて水素と凝縮水に
分離され、水素は水素タンク４１へ、水は水タンク４２
へ回収される。セパレータの冷却水は海水を利用する。
器（ＨＸ−２）３１及び熱交換器（ＨＸ−４）３３によ
り冷却されたあと、セパレータにおいて水素と凝縮水に
分離され、水素は水素タンク４１へ、水は水タンク４２
へ回収される。セパレータの冷却水は海水を利用する。
【００３９】ｂ．酸素系統 セル１で製造された酸素は、基本的には循還させる必要
はないが、ＳＯＦＣ運転へのスムーズな切り替えを考慮
してラインのウォーミングのために循還させる。
はないが、ＳＯＦＣ運転へのスムーズな切り替えを考慮
してラインのウォーミングのために循還させる。
【００４０】セル１で製造された酸素は、熱交換器（Ｈ
Ｘ−３）３２で冷却され、酸素タンク４３に貯蔵する。
Ｘ−３）３２で冷却され、酸素タンク４３に貯蔵する。
【００４１】以下、図４に示したシステムのＳＯＦＣ
（発電）運転時の動作を説明する。
（発電）運転時の動作を説明する。
【００４２】ａ．水素系統 燃料となる水素は水素タンク４１及びセル１からの未燃
水素と合流させて、系統に供給する。水素ガスのキャリ
アとして飽和蒸気をともに供給する。なお、セル１の冷
却は、水素系及び酸素系に供給するガスによる冷却を行
なうため、供給ガス流量は発電に必要な供給量の約８倍
の供給量となっている。
水素と合流させて、系統に供給する。水素ガスのキャリ
アとして飽和蒸気をともに供給する。なお、セル１の冷
却は、水素系及び酸素系に供給するガスによる冷却を行
なうため、供給ガス流量は発電に必要な供給量の約８倍
の供給量となっている。
【００４３】混合された水素及び水は再生熱交換器（Ｈ
Ｘ−５）３４及び再生熱交換器（ＨＸ−２）３１により
約９５０℃まで加熱後、セル１に供給される。セル１を
出たガスは再生熱交換器（ＨＸ−２）３１，熱交換器
（ＨＸ−１）２及び熱交換器（ＨＸ−５）３４において
冷却された後、セパレータにて未燃水素、凝縮水に分離
される。未燃水素は、新しい燃料水素と混合され、再び
セル１に供給され、凝縮水は水タンク４２へ回収する。
Ｘ−５）３４及び再生熱交換器（ＨＸ−２）３１により
約９５０℃まで加熱後、セル１に供給される。セル１を
出たガスは再生熱交換器（ＨＸ−２）３１，熱交換器
（ＨＸ−１）２及び熱交換器（ＨＸ−５）３４において
冷却された後、セパレータにて未燃水素、凝縮水に分離
される。未燃水素は、新しい燃料水素と混合され、再び
セル１に供給され、凝縮水は水タンク４２へ回収する。
【００４４】なお、熱交換器（ＨＸ−１）２ではＳＯＥ
／ＳＯＦＣ系統の排熱の一部を火力プラントの主蒸気過
熱に利用することにより発電効率を向上させ、貯蔵効率
を向上させている。
／ＳＯＦＣ系統の排熱の一部を火力プラントの主蒸気過
熱に利用することにより発電効率を向上させ、貯蔵効率
を向上させている。
【００４５】ｂ．酸素系統 酸素系に関してもセル１の冷却能力を持たせるため、発
電に必要な酸素に加え、冷却用空気を外部より取り込む
こととする。発電に必要な酸素と空気を混合して、再生
熱交換器（ＨＸ−３）３２で約９５０℃に加熱後、セル
１に供給する。
電に必要な酸素に加え、冷却用空気を外部より取り込む
こととする。発電に必要な酸素と空気を混合して、再生
熱交換器（ＨＸ−３）３２で約９５０℃に加熱後、セル
１に供給する。
【００４６】セル１では酸素が消費され、残りの酸素は
約１０００℃以上となって排気され、再生熱交換器（Ｈ
Ｘ−３）３２において冷却される。余剰酸素は、新しい
酸素と混合され、再びセル１に供給される。
約１０００℃以上となって排気され、再生熱交換器（Ｈ
Ｘ−３）３２において冷却される。余剰酸素は、新しい
酸素と混合され、再びセル１に供給される。
【００４７】本第２の実施の形態のシステムは、ＳＯＥ
／ＳＯＦＣの可逆運転可能な固体電解質セルを用いた電
力貯蔵システムであり、さらに以下の如き火力発電プラ
ントの相互間の熱の有効利用により、エネルギー貯蔵効
率を向上させている。
／ＳＯＦＣの可逆運転可能な固体電解質セルを用いた電
力貯蔵システムであり、さらに以下の如き火力発電プラ
ントの相互間の熱の有効利用により、エネルギー貯蔵効
率を向上させている。
【００４８】すなわち、余剰電力により水蒸気電解を行
ない、水素によりエネルギー貯蔵を行なう。また、電解
に用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部は火力プラント
側の蒸気を利用することで効率向上を図っている。
ない、水素によりエネルギー貯蔵を行なう。また、電解
に用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部は火力プラント
側の蒸気を利用することで効率向上を図っている。
【００４９】電気の需要がある場合は、余剰電力で製造
した水素によりＳＯＦＣ発電を行なうとともに、セルか
らの余剰熱を熱交換器（ＨＸ−４）で火力プラント側の
主蒸気の過熱に用い、タービンへ導入することにより火
力プラント側の発電効率を向上させる。
した水素によりＳＯＦＣ発電を行なうとともに、セルか
らの余剰熱を熱交換器（ＨＸ−４）で火力プラント側の
主蒸気の過熱に用い、タービンへ導入することにより火
力プラント側の発電効率を向上させる。
【００５０】上述の特徴により、電力負荷の平準化が可
能となるとともに、ＳＯＥ／ＳＯＦＣ及び火力プラント
の熱を相互に利用することで、エネルギー利用効率の向
上が可能となる。
能となるとともに、ＳＯＥ／ＳＯＦＣ及び火力プラント
の熱を相互に利用することで、エネルギー利用効率の向
上が可能となる。
【００５１】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。
【００５２】
【発明の効果】本発明の電力貯蔵システムによれば、高
温水蒸気電解及び固体燃料電池の固体電解質セルを可逆
運転することにより電力貯蔵を行ない、既存の発電プラ
ントと併設し、高温水蒸気電解・固体燃料電池システム
と既存プラントとの熱エネルギーを相互間で有効に利用
することで、貯蔵効率を向上させることができる。
温水蒸気電解及び固体燃料電池の固体電解質セルを可逆
運転することにより電力貯蔵を行ない、既存の発電プラ
ントと併設し、高温水蒸気電解・固体燃料電池システム
と既存プラントとの熱エネルギーを相互間で有効に利用
することで、貯蔵効率を向上させることができる。
【００５３】本発明の電力貯蔵システムによれば、高温
水蒸気電解・固体燃料電池システムと原子力発電プラン
トとの熱エネルギーを相互間で有効に利用することで、
貯蔵効率を向上させることができる。
水蒸気電解・固体燃料電池システムと原子力発電プラン
トとの熱エネルギーを相互間で有効に利用することで、
貯蔵効率を向上させることができる。
【００５４】本発明の電力貯蔵システムによれば、高温
水蒸気電解・固体燃料電池システムと火力発電プラント
との熱エネルギーを相互間で有効に利用することで、貯
蔵効率を向上させることができる。
水蒸気電解・固体燃料電池システムと火力発電プラント
との熱エネルギーを相互間で有効に利用することで、貯
蔵効率を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電力貯蔵シス
テムを原子力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
テムを原子力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電力貯蔵シス
テムを原子力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
テムを原子力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電力貯蔵シス
テムを火力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
テムを火力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電力貯蔵シス
テムを火力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
テムを火力発電プラントに併設した場合の構成を示す
図。
１…ＳＯＥ／ＳＯＦＣセル ２…熱交換器 ３…再生熱交換器 ３１…再生熱交換器 ３２…熱交換器 ３３…熱交換器 ３４…再生熱交換器 ４１…水素タンク ４２…水タンク ４３…酸素タンク ５…燃焼器 Ａ…蒸気発生器 Ｂ…主蒸気系統 Ｃ…タービン Ｄ…給水加熱器 Ｅ…脱気器 Ａ’…蒸気発生器 Ｂ’１，Ｂ’２…タービン Ｃ’…給水加熱器 Ｄ’…脱気器
Claims (3)
- 【請求項１】高温水蒸気電解及び固体燃料電池の可逆運
転可能な固体電解質セルを発電プラントに併設し、前記
セルにて余剰電力により水蒸気電解を行なうとともに水
素により電力貯蔵を行ない、 前記電解に用いる水蒸気の製造に必要な熱の一部は前記
発電プラント側の主蒸気を用い、 電気の需要がある場合は、前記余剰電力で製造した水素
により発電を行なうとともに、前記セルからの余剰熱を
熱交換器で前記発電プラント側の主蒸気の過熱に用いる
ことを特徴とする電力貯蔵システム。 - 【請求項２】前記発電プラントは原子力発電プラントで
あることを特徴とする請求項１に記載の電力貯蔵システ
ム。 - 【請求項３】前記発電プラントは火力発電プラントであ
ることを特徴とする請求項１に記載の電力貯蔵システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34350399A JP2001160404A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 電力貯蔵システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34350399A JP2001160404A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 電力貯蔵システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001160404A true JP2001160404A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18362025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34350399A Withdrawn JP2001160404A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 電力貯蔵システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001160404A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016115592A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体酸化物形電気化学セル、固体酸化物形燃料電池、高温水蒸気電気分解装置 |
| JP2018190650A (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 電力貯蔵・供給システム |
| JP2021034132A (ja) * | 2019-08-16 | 2021-03-01 | 東京瓦斯株式会社 | 蓄エネルギー装置 |
| JP2021158076A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 株式会社豊田中央研究所 | Ｓｏｆｃ／ｓｏｅｃシステム |
| JP7446372B2 (ja) | 2016-09-19 | 2024-03-08 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 電解槽と結合された水素化物タンクを含む水の高温可逆電解用システム |
-
1999
- 1999-12-02 JP JP34350399A patent/JP2001160404A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016115592A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体酸化物形電気化学セル、固体酸化物形燃料電池、高温水蒸気電気分解装置 |
| JP7446372B2 (ja) | 2016-09-19 | 2024-03-08 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 電解槽と結合された水素化物タンクを含む水の高温可逆電解用システム |
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| JP2021034132A (ja) * | 2019-08-16 | 2021-03-01 | 東京瓦斯株式会社 | 蓄エネルギー装置 |
| JP7306651B2 (ja) | 2019-08-16 | 2023-07-11 | 東京瓦斯株式会社 | 蓄エネルギー装置 |
| JP2021158076A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 株式会社豊田中央研究所 | Ｓｏｆｃ／ｓｏｅｃシステム |
| JP7360352B2 (ja) | 2020-03-30 | 2023-10-12 | 株式会社豊田中央研究所 | Ｓｏｆｃ／ｓｏｅｃシステム |
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