JP2001266923A - 遠隔地用電源装置 - Google Patents
遠隔地用電源装置Info
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 商用電源による電力の供給が得られない地帯
等で使用される電源装置で、外部供給無しで経済的で安
定した独立運転ができることを目的とする。 【解決手段】 燃料電池２は、化学反応による発電の燃
料である水素を電気分解によって生成する電解槽３と、
水素吸蔵合金である水素ボンベ４を仲立ちにして送気管
５、６で連通して設置し、電解槽３は風力発電装置８と
太陽電池９に接続され、水を電気分解し生成する水素を
水素ボンベ４で吸蔵する。自然エネルギーの風力と日照
が重複して供給される昼間においては生成する多量の水
素は水素ボンベ４での吸蔵と燃料電池２への送気に分流
し、夜間や雨天のときは燃料電池１０への直行送気に補
足して水素ボンベ４の吸蔵水素の放出を行うようバイパ
ス切替スイッチ７を操作することにより外部からのエネ
ルギーの補給なしで２４時間独立運転を行う遠隔地用電
源装置が得られる。
等で使用される電源装置で、外部供給無しで経済的で安
定した独立運転ができることを目的とする。 【解決手段】 燃料電池２は、化学反応による発電の燃
料である水素を電気分解によって生成する電解槽３と、
水素吸蔵合金である水素ボンベ４を仲立ちにして送気管
５、６で連通して設置し、電解槽３は風力発電装置８と
太陽電池９に接続され、水を電気分解し生成する水素を
水素ボンベ４で吸蔵する。自然エネルギーの風力と日照
が重複して供給される昼間においては生成する多量の水
素は水素ボンベ４での吸蔵と燃料電池２への送気に分流
し、夜間や雨天のときは燃料電池１０への直行送気に補
足して水素ボンベ４の吸蔵水素の放出を行うようバイパ
ス切替スイッチ７を操作することにより外部からのエネ
ルギーの補給なしで２４時間独立運転を行う遠隔地用電
源装置が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源による電
力の供給が得られない山岳地帯等での測候所や電波中継
局に適合する遠隔地用電源装置に関する。
力の供給が得られない山岳地帯等での測候所や電波中継
局に適合する遠隔地用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電源装置としては、特開
平９−９２３１８号公報に記載されたものがある。図４
に基づいて説明すると、水素ボンベ２と燃料電池本体
１、電力変換部１７及び運転制御部１６ａを一つの可搬
なきょう体６内に収納し移動可能とさせるとともに、前
記きょう体６が前記水素ボンベ収納部４と、燃料電池本
体、電力変換部及び運転制御部収納部５に分割され、各
々個別にも移動することが可能であることを特徴とする
携帯形燃料電池装置である。
平９−９２３１８号公報に記載されたものがある。図４
に基づいて説明すると、水素ボンベ２と燃料電池本体
１、電力変換部１７及び運転制御部１６ａを一つの可搬
なきょう体６内に収納し移動可能とさせるとともに、前
記きょう体６が前記水素ボンベ収納部４と、燃料電池本
体、電力変換部及び運転制御部収納部５に分割され、各
々個別にも移動することが可能であることを特徴とする
携帯形燃料電池装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の携帯
形燃料電池装置では、屋内または屋外に容易に移動でき
る運搬性と、長時間の運転ができるものであるが、燃料
電池への燃料の供給が不可避であり、水素ボンベという
重量物を交通不便な遠隔地への常時供給という課題があ
り、エネルギーの自給による独立運転のできるものが要
求されている。
形燃料電池装置では、屋内または屋外に容易に移動でき
る運搬性と、長時間の運転ができるものであるが、燃料
電池への燃料の供給が不可避であり、水素ボンベという
重量物を交通不便な遠隔地への常時供給という課題があ
り、エネルギーの自給による独立運転のできるものが要
求されている。
【０００４】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、自然エネルギーならびに化学エネルギーを利用
することにより電源の経済的で安定した自己供給が確保
できると共に、発電に伴い発生する排ガスの利用をする
遠隔地用電源装置を提供することを目的とする。
もので、自然エネルギーならびに化学エネルギーを利用
することにより電源の経済的で安定した自己供給が確保
できると共に、発電に伴い発生する排ガスの利用をする
遠隔地用電源装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の遠隔地用電源装
置は上記目的を達成するために、水素と空気中の酸素を
反応させて電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生す
る燃料電池と、自然エネルギーを利用する太陽電池およ
び風力発電装置によって水を電気分解する電解装置と、
前記水素を貯蔵する水素貯蔵器とを備えたものである。
置は上記目的を達成するために、水素と空気中の酸素を
反応させて電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生す
る燃料電池と、自然エネルギーを利用する太陽電池およ
び風力発電装置によって水を電気分解する電解装置と、
前記水素を貯蔵する水素貯蔵器とを備えたものである。
【０００６】本発明によれば、燃料電池の燃料を自然エ
ネルギーで調達することで電力の自己供給が連続してで
きる遠隔地用電源装置が得られる。
ネルギーで調達することで電力の自己供給が連続してで
きる遠隔地用電源装置が得られる。
【０００７】また他の手段は、燃料電池に排熱を外部へ
排出する循環路を設けた構成とする。
排出する循環路を設けた構成とする。
【０００８】そして本発明によれば、発電の化学反応に
伴う発熱を他に利用できるよう冷却できる遠隔地用電源
装置が得られる。
伴う発熱を他に利用できるよう冷却できる遠隔地用電源
装置が得られる。
【０００９】また、 複数のエネルギー源の利用配分を
調節する制御演算部を設けた構成とする。
調節する制御演算部を設けた構成とする。
【００１０】本発明によれば、複数のエネルギーの利用
効率向上を図り電力の安定供給ができる遠隔地用電源装
置が得られる。
効率向上を図り電力の安定供給ができる遠隔地用電源装
置が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、水素と空気中の酸素の
反応で発電する燃料電池と、自然エネルギーを利用する
太陽電池および風力発電装置を設け、この自然エネルギ
ー電力で水を酸素と水素に電気分解する電解装置と、前
記水素を貯蔵する水素貯蔵器とを備えたものであり、自
然エネルギーで燃料電池の燃料を自己調達するから電力
の経済的で安定した自己供給が確保できる。
反応で発電する燃料電池と、自然エネルギーを利用する
太陽電池および風力発電装置を設け、この自然エネルギ
ー電力で水を酸素と水素に電気分解する電解装置と、前
記水素を貯蔵する水素貯蔵器とを備えたものであり、自
然エネルギーで燃料電池の燃料を自己調達するから電力
の経済的で安定した自己供給が確保できる。
【００１２】また、燃料電池に排熱を外部へ排出する循
環路を設けたものであり、循環路の一端で排熱を取りこ
み、他端へ搬送するから必要に応じてそれを利用するこ
とができる。
環路を設けたものであり、循環路の一端で排熱を取りこ
み、他端へ搬送するから必要に応じてそれを利用するこ
とができる。
【００１３】また、複数のエネルギー源の利用配分を調
節する制御演算部を設けたものであり、各電源に応じた
負担の配分で必要電力の平準した確保ができる。
節する制御演算部を設けたものであり、各電源に応じた
負担の配分で必要電力の平準した確保ができる。
【００１４】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１５】
【実施例】（実施例１）図１に示すように、固体高分子
型の燃料電池発電システム１の燃料電池２は、化学反応
による発電の燃料である水素を電気分解によって生成す
る電解槽３と、水素吸蔵合金である水素ボンベ４を仲立
ちにして送気管５、６で連通して設置される。水素ボン
ベ４と送気管５、６はバイパス切替スイッチ７によって
接続する。風力発電装置８と太陽電池９は屋外の高所に
設置され電路１０により電解槽３と接続される。そして
燃料電池２の発電する直流電流は電路１１により電力変
換器１２へ入り交流電流に変流して屋内の照明器１３、
空調機１４および観測機器１５に送電される。燃料電池
２の発電に際しては反応熱が発生し通常は放散している
が、水を封入した循環路１６によってこの反応熱を屋内
に設けた空調機１４で熱交換する。また燃料電池２には
空気中の酸素を取り入れる吸気配管１７を設けている。
型の燃料電池発電システム１の燃料電池２は、化学反応
による発電の燃料である水素を電気分解によって生成す
る電解槽３と、水素吸蔵合金である水素ボンベ４を仲立
ちにして送気管５、６で連通して設置される。水素ボン
ベ４と送気管５、６はバイパス切替スイッチ７によって
接続する。風力発電装置８と太陽電池９は屋外の高所に
設置され電路１０により電解槽３と接続される。そして
燃料電池２の発電する直流電流は電路１１により電力変
換器１２へ入り交流電流に変流して屋内の照明器１３、
空調機１４および観測機器１５に送電される。燃料電池
２の発電に際しては反応熱が発生し通常は放散している
が、水を封入した循環路１６によってこの反応熱を屋内
に設けた空調機１４で熱交換する。また燃料電池２には
空気中の酸素を取り入れる吸気配管１７を設けている。
【００１６】上記構成において、燃料電池２は水素ボン
ベ４からの水素と、吸気配管１７からの空気中の酸素と
が反応して発電する。このとき発生する反応熱は空調機
１４で熱交換することで冷却する。そして発電した直流
電力は電力変換器１２で交流に変換し屋内の機器に送電
する。一方風力発電装置８と太陽電池９が発電した直流
電力は電解槽３で水を水素と酸素に電気分解し、酸素の
２倍の割合で生成する水素は水素ボンベ４で吸蔵し酸素
は放散している。自然エネルギーの風力と日照が重複し
て供給される昼間においては生成する水素は多量である
から水素ボンベ４での吸蔵と燃料電池２への送気に分流
し、夜間や雨天のときは燃料電池１０への直行送気に補
足して水素ボンベ４の吸蔵水素の放出を行うようバイパ
ス切替スイッチ７を操作する。このようにして外部から
のエネルギーの補給なしで２４時間独立運転を行うもの
である。
ベ４からの水素と、吸気配管１７からの空気中の酸素と
が反応して発電する。このとき発生する反応熱は空調機
１４で熱交換することで冷却する。そして発電した直流
電力は電力変換器１２で交流に変換し屋内の機器に送電
する。一方風力発電装置８と太陽電池９が発電した直流
電力は電解槽３で水を水素と酸素に電気分解し、酸素の
２倍の割合で生成する水素は水素ボンベ４で吸蔵し酸素
は放散している。自然エネルギーの風力と日照が重複し
て供給される昼間においては生成する水素は多量である
から水素ボンベ４での吸蔵と燃料電池２への送気に分流
し、夜間や雨天のときは燃料電池１０への直行送気に補
足して水素ボンベ４の吸蔵水素の放出を行うようバイパ
ス切替スイッチ７を操作する。このようにして外部から
のエネルギーの補給なしで２４時間独立運転を行うもの
である。
【００１７】（実施例２）図２および図３に示すもの
は、実施例１の構成の各部が効率的に機能するよう制御
演算部を設けたものである。（以下、実施例１と同一箇
所には同符号を付し詳細な説明は省略する）すなわち風
力発電装置８と太陽電池９が発電する直流電力は、電力
供給切替スイッチ１８を設け電解槽３に至る電路１９
と、電力変換器１２に至る電路２０に分けられる。ま
た、水素ボンベ４には貯蔵量を示す圧力計２１を設け、
燃料電池２、電力変換器１２およびバイパス切替スイッ
チ７と共に、制御演算部２２へ電気的に接続されるもの
である。制御演算部２２は図３に示すように、自然エネ
ルギーによる発電量、機器の使用負荷および燃料である
水素貯蔵量を運転状況検出手段２３で検出した信号に基
づき、制御演算手段２４で最適条件を判定し各部の切
替、駆動を行うものである。たとえば雨天で太陽電池９
の発電力は期待できない場合、電力供給切替スイッチ１
８は電路１９を遮断し風力発電装置８の電力を電路２０
によって電力変換器１２に向ける。しかし風力も低下し
たときには、バイパス切替スイッチ７の開度を上げて水
素ボンベ４の水素を多く送出し、燃料電池２の出力を上
げる等の環境条件に応じた適切な独立運転をするもので
ある。
は、実施例１の構成の各部が効率的に機能するよう制御
演算部を設けたものである。（以下、実施例１と同一箇
所には同符号を付し詳細な説明は省略する）すなわち風
力発電装置８と太陽電池９が発電する直流電力は、電力
供給切替スイッチ１８を設け電解槽３に至る電路１９
と、電力変換器１２に至る電路２０に分けられる。ま
た、水素ボンベ４には貯蔵量を示す圧力計２１を設け、
燃料電池２、電力変換器１２およびバイパス切替スイッ
チ７と共に、制御演算部２２へ電気的に接続されるもの
である。制御演算部２２は図３に示すように、自然エネ
ルギーによる発電量、機器の使用負荷および燃料である
水素貯蔵量を運転状況検出手段２３で検出した信号に基
づき、制御演算手段２４で最適条件を判定し各部の切
替、駆動を行うものである。たとえば雨天で太陽電池９
の発電力は期待できない場合、電力供給切替スイッチ１
８は電路１９を遮断し風力発電装置８の電力を電路２０
によって電力変換器１２に向ける。しかし風力も低下し
たときには、バイパス切替スイッチ７の開度を上げて水
素ボンベ４の水素を多く送出し、燃料電池２の出力を上
げる等の環境条件に応じた適切な独立運転をするもので
ある。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、太陽電池ならびに風力発電装置による自然エ
ネルギーの電力と、大規模な場所と装置を用いない化学
エネルギーによる電力利用により、商用電源の供給が得
られない交通不便な遠隔地においても環境汚染すること
なく無補給で独立運転ができるいという効果のある遠隔
地用電源装置を提供できる。
によれば、太陽電池ならびに風力発電装置による自然エ
ネルギーの電力と、大規模な場所と装置を用いない化学
エネルギーによる電力利用により、商用電源の供給が得
られない交通不便な遠隔地においても環境汚染すること
なく無補給で独立運転ができるいという効果のある遠隔
地用電源装置を提供できる。
【００１９】また、燃料電池の排熱を循環路によって利
用しコージェネレーションによる省エネルギー効果のあ
る遠隔地用電源装置を提供できる。
用しコージェネレーションによる省エネルギー効果のあ
る遠隔地用電源装置を提供できる。
【図１】本発明の実施例１の遠隔地用電源装置を示す構
成図
成図
【図２】同実施例２の遠隔地用電源装置を示す構成図
【図３】同実施例２の制御演算部の説明図
【図４】従来の携帯形燃料電池装置を示す斜視図
１ 燃料電池発電システム ２ 燃料電池 ３ 電解槽 ４ 水素ボンベ ５、６ 送気管 ７ バイパス切替スイッチ ８ 風力発電装置 ９ 太陽電池 １０、１１、１９、２０ 電路 １２ 電力変換器 １６ 循環路 １７ 吸気配管 １８ 電力供給切替スイッチ ２１ 圧力計 ２２ 制御演算部 ２３ 運転状況検出手段 ２４ 制御演算手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｈ０１Ｍ 8/04 Ｔ 8/10 8/10 (72)発明者 高橋 康文 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内 (72)発明者 渡部 雅仁 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内 (72)発明者 西水流 芳寛 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 5H027 AA06 BA11 BA14 DD01 DD05 5H420 BB14 CC03 CC06 DD02 DD03 DD05 EA47 EB39
Claims (3)
- 【請求項１】 水素と空気中の酸素を反応させて電気エ
ネルギーおよび熱エネルギーを発生する燃料電池と、自
然エネルギーを利用する太陽電池および風力発電装置を
設け、前記太陽電池および前記風力発電装置によって発
電される電力で水を酸素と水素に電気分解する電解装置
と、前記水素を貯蔵する水素貯蔵器とを備え、前記燃料
電池を連続して反応発電する遠隔地用電源装置。 - 【請求項２】 燃料電池に排熱を外部へ排出する循環路
を設けた請求項１記載の遠隔地用電源装置。 - 【請求項３】 複数のエネルギー源の利用配分を調節す
る運転状況検出手段と制御演算手段からなる制御演算部
を設けた請求項１記載の遠隔地用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079771A JP2001266923A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 遠隔地用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079771A JP2001266923A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 遠隔地用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001266923A true JP2001266923A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18596974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000079771A Pending JP2001266923A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 遠隔地用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001266923A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003032429A2 (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-17 | Proton Energy Systems, Inc. | Method and system for bridging short duration power interruptions |
| JP2003282122A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-10-03 | Proton Energy Systems Inc | エネルギ蓄積および回収システムならびにその使用方法 |
| WO2004082054A1 (de) * | 2003-03-12 | 2004-09-23 | Abb Research Ltd. | Anordnung und verfahren zur drahtlosen versorgung eines feldgerätes in einer verfahrenstechnischen anlage mit elektrischer energie |
| US6902837B2 (en) | 2002-09-13 | 2005-06-07 | Proton Energy Systems, Inc. | Method and system for balanced control of backup power |
| ITMI20090907A1 (it) * | 2009-05-21 | 2010-11-22 | Genport S R L | Gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile e metodo impiegante tale gruppo di generazione elettrica. |
| KR101343032B1 (ko) | 2013-07-29 | 2013-12-18 | 조영숙 | 태양광 전지를 이용한 연료전지 발전 장치 및 이를 적용한 가로등 |
| WO2016075725A1 (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-19 | 株式会社 東芝 | 電力供給システム |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000079771A patent/JP2001266923A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003032429A2 (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-17 | Proton Energy Systems, Inc. | Method and system for bridging short duration power interruptions |
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| US7060379B2 (en) | 2001-10-12 | 2006-06-13 | Proton Energy Systems, Inc. | Method and system for controlling and recovering short duration bridge power to maximize backup power |
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| ITMI20090907A1 (it) * | 2009-05-21 | 2010-11-22 | Genport S R L | Gruppo di generazione elettrica di tipo trasportabile/carrellabile e metodo impiegante tale gruppo di generazione elettrica. |
| WO2010133684A1 (en) | 2009-05-21 | 2010-11-25 | Genport S.R.L. | Transportable electricity generation unit and method for generating electricity using said unit |
| US8896262B2 (en) | 2009-05-21 | 2014-11-25 | Gemport S.r.l. | Transportable electricity generation unit and method for generating electricity using said unit |
| KR101343032B1 (ko) | 2013-07-29 | 2013-12-18 | 조영숙 | 태양광 전지를 이용한 연료전지 발전 장치 및 이를 적용한 가로등 |
| WO2016075725A1 (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-19 | 株式会社 東芝 | 電力供給システム |
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