JP2001335982A - 水電解システムの運転方法 - Google Patents
水電解システムの運転方法Info
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な手段を採用することによって，太陽電
池の最大出力を１００％，またはそれに近い効率で水電
解システムの運転に利用する。 【解決手段】 複数の水電解セルＣ１〜Ｃ８よりなるセ
ル群２を有する水電解装置３と，そのセル群２の電源で
ある太陽電池４とを備えた水電解システムを運転する。
太陽電池４の出力をセル群２に直接供給し得るように，
太陽電池４とセル群２とを電気的に接続する。そして太
陽電池４の最大出力を利用し得るように，水電解セルＣ
１〜Ｃ８の使用数を選定する。
池の最大出力を１００％，またはそれに近い効率で水電
解システムの運転に利用する。 【解決手段】 複数の水電解セルＣ１〜Ｃ８よりなるセ
ル群２を有する水電解装置３と，そのセル群２の電源で
ある太陽電池４とを備えた水電解システムを運転する。
太陽電池４の出力をセル群２に直接供給し得るように，
太陽電池４とセル群２とを電気的に接続する。そして太
陽電池４の最大出力を利用し得るように，水電解セルＣ
１〜Ｃ８の使用数を選定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水電解システム，特
に，複数の水電解セルよりなるセル群を有する水電解装
置と，そのセル群の電源である太陽電池とを備えた水電
解システムの運転方法に関する。
に，複数の水電解セルよりなるセル群を有する水電解装
置と，そのセル群の電源である太陽電池とを備えた水電
解システムの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水電解システムを効率良く運転するため
には，太陽電池の最適動作点，つまりその出力が最大と
なるときの動作電流・動作電圧を用いることが必要であ
るが，その最適動作点は太陽電池の温度，日射量等によ
って変動する。そこで，従来は，太陽電池および水電解
装置間にＤＣ−ＤＣコンバータを直列に接続して太陽電
池の最適動作点の出力が得られるようにそのＤＣ−ＤＣ
コンバータを制御している。
には，太陽電池の最適動作点，つまりその出力が最大と
なるときの動作電流・動作電圧を用いることが必要であ
るが，その最適動作点は太陽電池の温度，日射量等によ
って変動する。そこで，従来は，太陽電池および水電解
装置間にＤＣ−ＤＣコンバータを直列に接続して太陽電
池の最適動作点の出力が得られるようにそのＤＣ−ＤＣ
コンバータを制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記従
来法によると，ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることから
システムの運転制御が複雑である上に，効率が８０〜９
０％であって今一歩の向上が必要である，といった問題
があり，また前記コンバータの採用に伴い水電解システ
ムのコストが高くなる，という不具合もあった。
来法によると，ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることから
システムの運転制御が複雑である上に，効率が８０〜９
０％であって今一歩の向上が必要である，といった問題
があり，また前記コンバータの採用に伴い水電解システ
ムのコストが高くなる，という不具合もあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，簡単な手段を
採用することによって，太陽電池の最大出力を１００
％，またはそれに近い効率で水電解システムの運転に利
用することができるようにした前記運転方法を提供する
ことを目的とする。
採用することによって，太陽電池の最大出力を１００
％，またはそれに近い効率で水電解システムの運転に利
用することができるようにした前記運転方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
複数の水電解セルよりなるセル群を有する水電解装置
と，そのセル群の電源である太陽電池とを備えた水電解
システムを運転するに当り，前記太陽電池の出力を前記
セル群に直接供給し得るように，前記太陽電池と前記セ
ル群とを電気的に接続し，前記太陽電池の最大出力を利
用し得るように，前記水電解セルの使用数を選定するこ
とを特徴とする，水電解システムの運転方法が提供され
る。
複数の水電解セルよりなるセル群を有する水電解装置
と，そのセル群の電源である太陽電池とを備えた水電解
システムを運転するに当り，前記太陽電池の出力を前記
セル群に直接供給し得るように，前記太陽電池と前記セ
ル群とを電気的に接続し，前記太陽電池の最大出力を利
用し得るように，前記水電解セルの使用数を選定するこ
とを特徴とする，水電解システムの運転方法が提供され
る。
【０００６】太陽電池のＩＶ（Ｉ：電流，Ｖ：電池）特
性は，例えば，その温度によって異なる。一方，セル群
において，直列に接続されるａ個の水電解セルの集合を
（ａ）セルユニットとし，またａ＋１個の水電解セルの
集合を（ａ＋１）セルユニットとし，……ａ＋ｎ個の水
電解セルの集合を（ａ＋ｎ）セルユニットとすると，Ｉ
Ｖ特性は各セルユニットについて異なる。
性は，例えば，その温度によって異なる。一方，セル群
において，直列に接続されるａ個の水電解セルの集合を
（ａ）セルユニットとし，またａ＋１個の水電解セルの
集合を（ａ＋１）セルユニットとし，……ａ＋ｎ個の水
電解セルの集合を（ａ＋ｎ）セルユニットとすると，Ｉ
Ｖ特性は各セルユニットについて異なる。
【０００７】そこで，電圧をｘ軸に，また電流をｙ軸に
それぞれとって，或温度における太陽電池のＩＶ特性，
つまり１本の曲線を描き，また（ａ）セルユニット，
（ａ＋１）セルユニット……（ａ＋ｎ）セルユニットの
ＩＶ特性，つまり複数の直線を描くと，それら直線の何
本かが１本の曲線に交差し，各交点が，各セルユニット
に対応する太陽電池の動作点となる。この場合，複数の
交点のうち，太陽電池の最適動作点に合致するか，また
はその近傍に存在する交点を持つセルユニットを選択し
て運転するようにすれば，そのセルユニット，したがっ
て水電解システムの運転に際し，或温度下における太陽
電池の最大出力を１００％，またはそれに近い効率で利
用することが可能となる。
それぞれとって，或温度における太陽電池のＩＶ特性，
つまり１本の曲線を描き，また（ａ）セルユニット，
（ａ＋１）セルユニット……（ａ＋ｎ）セルユニットの
ＩＶ特性，つまり複数の直線を描くと，それら直線の何
本かが１本の曲線に交差し，各交点が，各セルユニット
に対応する太陽電池の動作点となる。この場合，複数の
交点のうち，太陽電池の最適動作点に合致するか，また
はその近傍に存在する交点を持つセルユニットを選択し
て運転するようにすれば，そのセルユニット，したがっ
て水電解システムの運転に際し，或温度下における太陽
電池の最大出力を１００％，またはそれに近い効率で利
用することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１において，水電解システム１
は，セル群２を有する水電解装置３と，そのセル群２の
電源である太陽電池４とを備える。セル群２は，電気的
に直列に接続される複数，実施例では第１〜第８水電解
セルＣ１〜Ｃ８を有する。第１，第２水電解セルＣ１，
Ｃ２の（−），（＋）両端子間，第２，第３水電解セル
Ｃ２，Ｃ３の（−），（＋）両端子間……第６，第７水
電解セルＣ６，Ｃ７の（−），（＋）両端子間および第
７，第８水電解セルＣ７，Ｃ８の（−），（＋）両端子
間はそれぞれ接続線５を介して接続される。相隣る両水
電解セルＣ１，Ｃ２間……Ｃ７，Ｃ８間の接続線５に第
１〜第７スイッチＳ１〜Ｓ７の一方のリード線６が，ま
た第８水電解セルＣ８の（−）端子に第８スイッチＳ８
の一方のリード線６がそれぞれ接続される。第１および
第８スイッチＳ１，Ｓ８の他方のリード線７は接続線８
の両端に接続され，また第２〜第７スイッチＳ２〜Ｓ７
の他方のリード線７は接続線８の中間部にそれぞれ接続
される。
は，セル群２を有する水電解装置３と，そのセル群２の
電源である太陽電池４とを備える。セル群２は，電気的
に直列に接続される複数，実施例では第１〜第８水電解
セルＣ１〜Ｃ８を有する。第１，第２水電解セルＣ１，
Ｃ２の（−），（＋）両端子間，第２，第３水電解セル
Ｃ２，Ｃ３の（−），（＋）両端子間……第６，第７水
電解セルＣ６，Ｃ７の（−），（＋）両端子間および第
７，第８水電解セルＣ７，Ｃ８の（−），（＋）両端子
間はそれぞれ接続線５を介して接続される。相隣る両水
電解セルＣ１，Ｃ２間……Ｃ７，Ｃ８間の接続線５に第
１〜第７スイッチＳ１〜Ｓ７の一方のリード線６が，ま
た第８水電解セルＣ８の（−）端子に第８スイッチＳ８
の一方のリード線６がそれぞれ接続される。第１および
第８スイッチＳ１，Ｓ８の他方のリード線７は接続線８
の両端に接続され，また第２〜第７スイッチＳ２〜Ｓ７
の他方のリード線７は接続線８の中間部にそれぞれ接続
される。
【０００９】第１水電解セルＣ１の（＋）端子は接続線
９を介して太陽電池４の（＋）端子に接続され，一方，
第８スイッチＳ８側に在る接続線８の他端は接続線１０
を介して太陽電池４の（−）端子に接続される。これに
より第８スイッチＳ８を閉じて，他のスイッチを開いて
おくことにより，太陽電池４の出力がセル群２に直接供
給される。
９を介して太陽電池４の（＋）端子に接続され，一方，
第８スイッチＳ８側に在る接続線８の他端は接続線１０
を介して太陽電池４の（−）端子に接続される。これに
より第８スイッチＳ８を閉じて，他のスイッチを開いて
おくことにより，太陽電池４の出力がセル群２に直接供
給される。
【００１０】太陽電池４に，その温度を検知する測温器
１１が付設され，その測温器１１からの温度情報は各ス
イッチＳ１〜Ｓ８を開閉制御するスイッチ制御器１２に
伝達される。これにより，太陽電池４の温度情報に基づ
き，その太陽電池４の最大出力を利用し得るように，ス
イッチ制御器１２によって水電解セルＣ１〜Ｃ８の使用
数の選定が行われる。この場合，太陽電池４の温度は，
その太陽電池４への日射量に略比例するもので，日射量
（Ｗ／ｍ2 ）をｘとし，温度（℃）をｙとすると，温度
ｙは，一例として，ｙ≒３５．４８９ｘ＋１．９１１８
と表わされる。
１１が付設され，その測温器１１からの温度情報は各ス
イッチＳ１〜Ｓ８を開閉制御するスイッチ制御器１２に
伝達される。これにより，太陽電池４の温度情報に基づ
き，その太陽電池４の最大出力を利用し得るように，ス
イッチ制御器１２によって水電解セルＣ１〜Ｃ８の使用
数の選定が行われる。この場合，太陽電池４の温度は，
その太陽電池４への日射量に略比例するもので，日射量
（Ｗ／ｍ2 ）をｘとし，温度（℃）をｙとすると，温度
ｙは，一例として，ｙ≒３５．４８９ｘ＋１．９１１８
と表わされる。
【００１１】例えば，第１〜第６水電解セルＣ１〜Ｃ６
を使用する場合を６セルユニットとすると，その６セル
ユニットは第６スイッチ６を閉じ，残りのスイッチを開
いておくことによって現出する。同様に７セルユニット
は第７スイッチＳ７を閉じ，残りのスイッチを開いてお
くことによって現出し，さらに８セルユニットは第８ス
イッチＳ８を閉じ，残りのスイッチを開いておくことに
よって現出する。
を使用する場合を６セルユニットとすると，その６セル
ユニットは第６スイッチ６を閉じ，残りのスイッチを開
いておくことによって現出する。同様に７セルユニット
は第７スイッチＳ７を閉じ，残りのスイッチを開いてお
くことによって現出し，さらに８セルユニットは第８ス
イッチＳ８を閉じ，残りのスイッチを開いておくことに
よって現出する。
【００１２】図２において，１本の曲線Ｌ１は，太陽電
池４の２５℃（日射量：０．６５Ｗ／ｍ2 ）におけるＩ
Ｖ特性を示し，また他の１本の曲線Ｌ２はその太陽電池
４の出力特性を示す。この場合，太陽電池４の最適動作
点Ｐは，相対出力が最大となる，動作電圧１６．７Ｖ，
動作電流９０Ａの点である。
池４の２５℃（日射量：０．６５Ｗ／ｍ2 ）におけるＩ
Ｖ特性を示し，また他の１本の曲線Ｌ２はその太陽電池
４の出力特性を示す。この場合，太陽電池４の最適動作
点Ｐは，相対出力が最大となる，動作電圧１６．７Ｖ，
動作電流９０Ａの点である。
【００１３】一方，図２において，動作電圧１１．６
Ｖ，動作電流０Ａの点Ｐ１を通る直線Ｌ３は６セルユニ
ットのＩＶ特性を，また動作電圧１４．３Ｖ，動作電流
０Ａの点Ｐ２を通る直線Ｌ４は７セルユニットのＩＶ特
性を，さらに動作電圧１７．２Ｖ，動作電流０Ａの点Ｐ
３を通る直線Ｌ５は８セルユニットのＩＶ特性をそれぞ
れ示す。
Ｖ，動作電流０Ａの点Ｐ１を通る直線Ｌ３は６セルユニ
ットのＩＶ特性を，また動作電圧１４．３Ｖ，動作電流
０Ａの点Ｐ２を通る直線Ｌ４は７セルユニットのＩＶ特
性を，さらに動作電圧１７．２Ｖ，動作電流０Ａの点Ｐ
３を通る直線Ｌ５は８セルユニットのＩＶ特性をそれぞ
れ示す。
【００１４】この場合，太陽電池４のＩＶ特性を示す曲
線Ｌ１に６〜８セルユニットのＩＶ特性を示す３本の直
線Ｌ３〜Ｌ５が交差し，また曲線Ｌ１と７セルユニット
に関する直線Ｌ４との交点は太陽電池４の最適動作点Ｐ
である。
線Ｌ１に６〜８セルユニットのＩＶ特性を示す３本の直
線Ｌ３〜Ｌ５が交差し，また曲線Ｌ１と７セルユニット
に関する直線Ｌ４との交点は太陽電池４の最適動作点Ｐ
である。
【００１５】このような状況下においては，測温器１１
が太陽電池４の温度２５℃を検知し，その測温器１１か
らの温度情報はスイッチ制御器１２に伝達される。これ
により，太陽電池４の温度情報に基づき，その太陽電池
４の最大出力を利用し得るように，スイッチ制御器１２
によって水電解セルＣ１〜Ｃ８の使用数の選定が行われ
る。即ち，第７スイッチＳ７を閉じ，残りのスイッチを
開いておくことによって７セルユニットが現出される。
が太陽電池４の温度２５℃を検知し，その測温器１１か
らの温度情報はスイッチ制御器１２に伝達される。これ
により，太陽電池４の温度情報に基づき，その太陽電池
４の最大出力を利用し得るように，スイッチ制御器１２
によって水電解セルＣ１〜Ｃ８の使用数の選定が行われ
る。即ち，第７スイッチＳ７を閉じ，残りのスイッチを
開いておくことによって７セルユニットが現出される。
【００１６】図３は，太陽電池４の温度が８０℃（日射
量：２．２０Ｗ／ｍ2 ）のときの，そのＩＶ特性と，６
〜８セルユニットのＩＶ特性との関係を示す。
量：２．２０Ｗ／ｍ2 ）のときの，そのＩＶ特性と，６
〜８セルユニットのＩＶ特性との関係を示す。
【００１７】この場合には太陽電池４の最適動作点Ｐは
動作電圧１３．５Ｖ，動作電流９０Ａの点であり，その
点Ｐで曲線Ｌ１に６セルユニットのＩＶ特性を示す直線
Ｌ３が交差する。
動作電圧１３．５Ｖ，動作電流９０Ａの点であり，その
点Ｐで曲線Ｌ１に６セルユニットのＩＶ特性を示す直線
Ｌ３が交差する。
【００１８】このような状況下においては測温器１１お
よびスイッチ制御器１２の協働で，第６スイッチＳ６を
閉じ，残りのスイッチを開いておくことによって６セル
ユニットが現出される。
よびスイッチ制御器１２の協働で，第６スイッチＳ６を
閉じ，残りのスイッチを開いておくことによって６セル
ユニットが現出される。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば，前記のような手段を採
用することによって，太陽電池の最大出力を１００％ま
たはそれに近い効率で水電解システムの運転に利用する
ことが可能な運転方法を提供することができる。また，
太陽電池の出力をセル群に直接供給し得るようにしたの
で，従来必須のＤＣ−ＤＣコンバータは不要であるから
システムの運転制御が簡単であり，その上，水電解シス
テムも安価となる。
用することによって，太陽電池の最大出力を１００％ま
たはそれに近い効率で水電解システムの運転に利用する
ことが可能な運転方法を提供することができる。また，
太陽電池の出力をセル群に直接供給し得るようにしたの
で，従来必須のＤＣ−ＤＣコンバータは不要であるから
システムの運転制御が簡単であり，その上，水電解シス
テムも安価となる。
【図１】水電解システムの説明図である。
【図２】太陽電池および６〜８セルユニットに関するＩ
Ｖ特性の一例を示すグラフである。
Ｖ特性の一例を示すグラフである。
【図３】太陽電池および６〜８セルユニットに関するＩ
Ｖ特性の他例を示すグラフである。
Ｖ特性の他例を示すグラフである。
１………………水電解システム ２………………セル群 ３………………水電解装置 ４………………太陽電池 Ｃ１〜Ｃ８……第１〜第８水電解セル
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の水電解セル（Ｃ１〜Ｃ８）よりな
るセル群（２）を有する水電解装置（３）と，そのセル
群（２）の電源である太陽電池（４）とを備えた水電解
システムを運転するに当り，前記太陽電池（４）の出力
を前記セル群（２）に直接供給し得るように，前記太陽
電池（４）と前記セル群（２）とを電気的に接続し，前
記太陽電池（４）の最大出力を利用し得るように，前記
水電解セル（Ｃ１〜Ｃ８）の使用数を選定することを特
徴とする水電解システムの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159576A JP4523116B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 水電解システムの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159576A JP4523116B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 水電解システムの運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001335982A true JP2001335982A (ja) | 2001-12-07 |
| JP4523116B2 JP4523116B2 (ja) | 2010-08-11 |
Family
ID=18663877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000159576A Expired - Lifetime JP4523116B2 (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 水電解システムの運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4523116B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007031813A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Honda Motor Co Ltd | 水電解システム及びその運転方法 |
| JP2007524762A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-30 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | 水素発生の方法および装置 |
| JP2008063615A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Hitachi Zosen Corp | 水電解装置 |
| JP2015151561A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 高砂熱学工業株式会社 | 水素製造装置及びその運転方法 |
| JP2017502169A (ja) * | 2013-12-04 | 2017-01-19 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーＥｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ | 電力を融通自在に使用するための装置および方法 |
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| JP2021063280A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 水電解システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07233493A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水電解システム用電力変換装置 |
| JPH07331474A (ja) * | 1994-06-13 | 1995-12-19 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽電池を電源とする水電解装置の運転制御方式 |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000159576A patent/JP4523116B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US11028492B2 (en) | 2017-11-02 | 2021-06-08 | Fujitsu Limited | Electrolytic system, electrolytic control circuit, and control method for electrolytic system |
| JP2021063280A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 水電解システム |
| JP7168541B2 (ja) | 2019-10-16 | 2022-11-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 水電解システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4523116B2 (ja) | 2010-08-11 |
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