JP2002369413A - 温室効果ガス排出量抑制型電力発生／供給システム - Google Patents

温室効果ガス排出量抑制型電力発生／供給システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーソナル・コンピュータなどを用いて温室
効果ガス排出量を極力抑制した電力発電を効率的に稼働
させるように制御可能にし、しかも削減することができ
た温室効果ガス量を有効に利用することを可能にする。 【解決手段】 ソーラーパネル１を使用して太陽エネル
ギを利用した第１電力発電を行い、本システム利用者へ
電力供給を行う。ここで、前記第１電力発電により余剰
電力が発生した場合、水素／酸素発生装置６に対して余
剰電力を供給させて水素／酸素発生装置６を動作させ、
水の電気分解により水素と酸素を発生させる。この水素
と酸素とをそれぞれ水素貯蔵装置７と酸素貯蔵装置８に
貯蔵する。そして、コントローラが、第１電力発電の供
給量に対する不足を認識すると、水素貯蔵装置７と酸素
貯蔵装置８から燃料電池発電装置９へ水素と酸素を供給
させ、燃料電池発電装置９において水素と酸素を利用し
た第２電力発電を行わせて、供給電力をまかなう。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地球温暖化の原因
となるＣＯ2，ＳＯ2などの温室効果ガスの排出量を極力
抑制して電力発電を可能にし、しかも削減することがで
きた温室効果ガス量を有効に利用することを可能にした
温室効果ガス排出量抑制型電力発生／供給システムに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力の貯蔵方法として蓄電池の利
用などが行われてきたが、蓄電池から発生する鉛害、あ
るいは蓄電池自体の重量、あるいは蓄電時間の制約など
の問題から、広く産業，民生用に利用されるには至って
いない。また、電力の有効利用に寄与する超電導技術の
開発も現状では、まだ実用域にはほど遠く、電力を簡便
にかつ低コストで蓄えることができる技術が望まれてい
る。
【０００３】近年、太陽電池，風力発電などの自然エネ
ルギを利用した発電システムの技術開発が進み、余剰電
力の売電が行われているが、太陽電池が作動しない期間
（例えば夜間）、あるいは風力発電機が動作しない期間
（例えば凪）のときには、電力会社から電気を買わざる
を得ず、発電時における余剰電力を蓄積することができ
れば、電気購入量をなくすことができるか低減させるこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池，風力発電、
あるいは波力などの自然エネルギによって発電する発電
システムは、火力発電などの一般燃焼を伴う発電システ
ムと異なり、温室効果ガスを排出させないが、前記のよ
うに太陽電池、あるいは風力発電機が動作しない期間に
は電力会社から電気を買わざるを得ず、発電／供給サイ
クル全体としては、必ずしも温室効果ガス排出量の削減
に結びついているといえない。
【０００５】温室効果ガス排出量の削減は地球環境保護
の観点から、昨今の環境会計・ＩＳＯの導入などと相俟
って企業レベルの温室効果ガス排出規制運動も見受けら
れるが、本格的な対応には、まだ至っていないのが現状
である。また、温室効果ガスの国際排出権取引制度を提
案する京都議定書に規定された温室効果ガス排出権の取
引は、新たなビジネスとして広く注目を集めている。
【０００６】そこで本発明は、前記従来の課題に鑑み、
コンピュータなどを用いて温室効果ガス排出量を極力抑
制した電力発電を効率的に稼働させるように制御可能に
し、しかも削減することができた温室効果ガス量を有効
に利用することを可能にした温室効果ガス排出量抑制型
電力発生／供給システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、太陽，風力，波力などの
自然エネルギによって発電する第１電力発生手段と、こ
の第１電力発生手段によって発電した電気を用いて電気
分解により水素を発生させる水素発生手段と、この水素
発生手段から発生した水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、
前記水素発生手段から直接、あるいは前記水素貯蔵手段
から水素の供給を受けて電力へ変換する第２電力発生手
段と、前記第１電力発生手段による発電が供給必要量に
達しているか否かを監視する電力監視手段と、この電力
監視手段により電力供給不足と判断された場合に前記第
２電力発生手段を動作させる電力発生制御手段とを備え
たことを特徴とし、この構成によって、自然エネルギを
利用して得られた電力の余剰分を水素として貯蔵し、自
然エネルギを利用した発電では電力量が不足する場合
に、貯蔵水素を利用して発電を行わせることにより、ク
リーン発電が実行可能になり、温室効果ガス排出量を最
低限のものにすることができる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
温室効果ガス排出量抑制型電力発生／供給システムにお
いて、各電力発生過程において削減することができる温
室効果ガス量を管理する削減温室効果ガス量管理手段
と、削減温室効果ガス量を温室効果ガス排出権市場に売
却する温室効果ガス排出権売却管理手段と、温室効果ガ
ス排出権の売却により得た利益を管理する利益管理手段
とを備えたことを特徴とし、この構成によって、自然エ
ネルギと水素を利用した発電により温室効果ガス排出量
を削減した分の温室効果ガス排出権を売却することによ
って、その代金を本システム利用者に還元すること等に
よって、システム管理費を低減させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。
【００１０】図１は本発明の温室効果ガス排出量抑制型
電力発生／供給システムの実施形態を説明するためのシ
ステム全体の構成図であり、１は商用ビルディング，一
般住宅に設置される太陽電池からなる第１電力発生手段
としてのソーラーパネル、２はソーラーパネル１からの
発電気を受けて直流／交流変換を行う直流／交流変換
器、３は電力計，発電量精算計，分電制御部などからな
って電力量，電力分配などをコントロールする分電コン
トロール盤、４は各電力使用者ごとに設けられる室内分
配盤、５は室内分配盤４を通して電力を受けて動作する
各電力使用者の電気機器類である。
【００１１】６は、分電コントロール盤３において余剰
電力があると判断された場合、その余剰電力によって動
作して水の電気分解によって水素と酸素を発生する水素
／酸素発生装置、７は水素／酸素発生装置６にて発生し
た水素を貯蔵する水素貯蔵装置、８は水素／酸素発生装
置６にて発生した酸素を貯蔵する酸素貯蔵装置、９は水
素／酸素発生装置６から直接的に、あるいは水素貯蔵装
置７または酸素貯蔵装置８から水素と酸素が供給されて
発電する第２電力発生手段である燃料電池発電装置（本
例では燃料電池発電装置として水素と酸素とを必要とす
る構成のものを例示した）であり、さらに、１０は、分
電コントロール盤３において余剰電力があると判断され
た場合に電力会社１１などに対して余剰電力を売電した
り、電力不足が生じたと判断された場合に電力会社１１
から電力を購入することをコントロールする売電／買電
装置である。
【００１２】１２は、燃料電池発電装置９などにおいて
発生した熱を利用して、水／空気を加熱すること等に利
用して、一般家庭，事務所，工場１３などへ分配する廃
熱回収利用装置である。
【００１３】なお、前記第１電力発生手段としては、太
陽エネルギを利用する太陽電池からなるソーラーパネル
以外にも、風力発電機，波力発電機などの自然エネルギ
を利用して発電する装置を使用することができる。ま
た、前記第２電力発生手段としては、温室効果ガスを発
生しない発電機能を有する燃料電池（Fuel Cell）発電
装置などが最も好ましいが、水素，酸素を燃焼熱源とし
て利用して発電させる発電タービンなども利用すること
ができる。
【００１４】図２は本実施形態における制御系の構成を
示すブロック図であり、２０はインターネット，双方向
性のテレビジョン・システムなどの通信網、２１は売電
／買電装置１０を介して売電／買電を行う相手である電
力会社１１などの電力利用会社側のコンピュータ、２２
は本システム側のコンピュータであって、システム側の
コンピュータ２２により、分電コントロール盤３とのデ
ータの授受を行って各部を全体的にコントロールしてお
り、さらに水素／酸素発生装置６の駆動制御、水素貯蔵
装置７および酸素貯蔵装置８の水素，酸素貯蔵／供給制
御、燃料電池発電装置９の駆動制御などを司っている。
【００１５】さらに図２において、２５は温室効果ガス
排出権を売買する温室効果ガス排出権管理機構側のコン
ピュータを示し、本システムにおける電力発生によって
削減することができた温室効果ガス削減量を温室効果ガ
ス排出権として温室効果ガス排出権管理機構を介して売
却するために、本システム側には、通常の発電（火力，
電子力発電）により発生する温室効果ガス量と本システ
ムの発電時に発生する温室効果ガス量とをそれぞれ係数
換算して、ある電力発生時の温室効果ガス削減量を演算
するためのソフトウエアなどを格納した温室効果ガス管
理装置２６を具備している。
【００１６】温室効果ガス管理装置２６のソフトウエア
は、本システム側のコンピュータ２２におけるＣＰＵ
（中央演算処理ユニット）２７、あるいはサーバに格納
することが考えられ、ＣＰＵ２７に格納されるソフトウ
エアとしては、分電コントロール盤３における電力制御
管理プログラム、あるいは本システム内における各電力
発生過程において削減することができる温室効果ガス量
を前記のように算出して管理する削減温室効果ガス量管
理プログラム，削減温室効果ガス量を温室効果ガス排出
権市場に売却する温室効果ガス排出権売却管理プログラ
ム，温室効果ガス排出権の売却により得た利益を管理す
る利益管理プログラムなどがあげられる。
【００１７】本実施形態におけるＣＰＵによる本システ
ム内の電力発生／供給の制御について、図３に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。通常時、ソーラーパネ
ル１などの自然エネルギを利用した第１電力発電が行わ
れ（Ｓ１）、本システム利用者へ電力供給が行われる
（Ｓ８）。ここで、ＣＰＵ２７は、第１電力発電により
余剰電力が発生したことを認識すると（Ｓ２のＹＥ
Ｓ）、水素／酸素発生装置６に対して余剰電力を供給さ
せて水素／酸素発生装置６を動作させ、水の電気分解に
より水素と酸素を発生させる（Ｓ３）。そしてＣＰＵ２
７は、この水素と酸素を、それぞれ水素貯蔵装置７と酸
素貯蔵装置８とに貯蔵する（Ｓ４）。ＣＰＵ２７が具備
する電力監視機能にて第１電力発電の供給量に対する不
足を認識すると（Ｓ５のＹＥＳ）、ＣＰＵ２７が具備す
る電力発生制御機能が働き、水素貯蔵装置７と酸素貯蔵
装置８から燃料電池発電装置９へ水素と酸素を供給させ
（Ｓ６）、燃料電池発電装置９において水素と酸素を利
用した第２電力発電を行わせ（Ｓ７）、供給電力をまか
なうようにする。
【００１８】前記のようにして本システム内の電力供給
が行われるが、第１電力発電と第２電力発電とによって
も電力不足が生じた場合には、電力会社１１からの電力
供給を受ける。また第１電力発電と第２電力発電とによ
って、本システム内消費電力以上の電力量が得られたと
きには（Ｓ９のＹＥＳ）、本システム外の電力会社１１
などへ電力の売電処理を行う（Ｓ１０）。
【００１９】図４は本実施形態におけるＣＰＵによる本
システム内の温室効果ガス排出権管理の制御に係るフロ
ーチャートであり、前記第１電力発電にて得られた発電
量と前記第２電力発電にて得られた発電量（Ｓ１１）と
に基づいて削減温室効果ガス量管理プログラムを実行さ
せてそれぞれの温室効果ガス削減量Ａ，Ｂを算出し（Ｓ
１２）、その削減量Ａ，Ｂを合算したデータ（Ａ＋Ｂ）
に基づいて（Ｓ１３）、温室効果ガス排出権売却管理プ
ログラムを実行させて温室効果ガス排出権管理機構を介
して排出権取引を行う（Ｓ１４）。そして、利益管理プ
ログラムを実行させて、排出権取引により得られた利益
を本システムを利用しているものの負担分，分担分に応
じて還元するようにする。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の温室効果
ガス排出量抑制型電力発生／供給システムによれば、自
然エネルギを利用して得られた電力の余剰分を水素とし
て貯蔵し、自然エネルギを利用した発電では電力量が不
足する場合に、貯蔵水素を利用して発電を行わせること
が可能になり、このため、温室効果ガスを発生させない
クリーンな発電が実行され、温室効果ガス排出量を最低
限のものにすることができる。
【００２１】また、自然エネルギと水素を利用した発電
により温室効果ガス排出量を削減した分の温室効果ガス
排出権を売却することによって、その代金を本システム
利用者に還元することによって、システム管理費を低減
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温室効果ガス排出量抑制型電力発生／
供給システムの実施形態を説明するためのシステム全体
の構成図
【図２】本実施形態における制御系の構成を示すブロッ
ク図
【図３】本実施形態におけるＣＰＵによる本システム内
の電力発生／供給の制御に係るフローチャート
【図４】本実施形態におけるＣＰＵによる本システム内
の温室効果ガス排出権管理の制御に係るフローチャート
【符号の説明】
１ ソーラーパネル ３ 分電コントロール盤 ６ 水素／酸素発生装置 ７ 水素貯蔵装置 ８ 酸素貯蔵装置 ９ 燃料電池発電装置 １０ 売電／買電装置 ２０ 通信網 ２１ 電力利用会社側のコンピュータ ２２ 本システム側のコンピュータ ２５ 温室効果ガス排出権管理機構側のコンピュータ ２６ 温室効果ガス管理装置 ２７ ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）
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） Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｋ Ｆターム(参考） 3H073 AA30 BB21 CC30 CD18 CD20 FF10 3H074 AA02 AA12 BB10 BB19 CC01 3H078 AA26 AA34 CC31 5F051 BA05 BA11 JA20 KA03 KA04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 太陽，風力，波力などの自然エネルギに
    よって発電する第１電力発生手段と、この第１電力発生
    手段によって発電した電気を用いて電気分解により水素
    を発生させる水素発生手段と、この水素発生手段から発
    生した水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、前記水素発生手
    段から直接、あるいは前記水素貯蔵手段から水素の供給
    を受けて電力へ変換する第２電力発生手段と、前記第１
    電力発生手段による発電が供給必要量に達しているか否
    かを監視する電力監視手段と、この電力監視手段により
    電力供給不足と判断された場合に前記第２電力発生手段
    を動作させる電力発生制御手段とを備えたことを特徴と
    する温室効果ガス排出量抑制型電力発生／供給システ
    ム。
  2. 【請求項２】 前記各電力発生過程において削減するこ
    とができる温室効果ガス量を管理する削減温室効果ガス
    量管理手段と、前記削減温室効果ガス量を温室効果ガス
    排出権市場に売却する温室効果ガス排出権売却管理手段
    と、温室効果ガス排出権の売却により得た利益を管理す
    る利益管理手段とを備えたことを特徴とする請求項１記
    載の温室効果ガス排出量抑制型電力発生／供給システ
    ム。
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