JP2003100312A - リバーシブル・コージェネシステム - Google Patents
リバーシブル・コージェネシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】可逆的に使用可能な少なくとも２基の燃料電池
発電装置（セルスタック）を用い、既存の主発電設備に
対して遠隔立地した分散電源となり、かつ、機動的に電
力と熱を供給する。 【解決手段】コージェネシステムＸが、純水３を系内導
入して、深夜電力を消費することにより水素ガスと酸素
ガスを電解生成し各別の貯蔵手段にそれぞれ貯蔵する第
１の固体高分子型セルスタックからなる電気分解貯蔵装
置（ＳＰＷＥ）１と、水素ガスを燃料とする第２の固体
高分子型セルスタックからなる燃料電池発電装置（ＰＥ
ＦＣ）２と、燃料電池発電装置２の生成水を電気分解貯
蔵装置に循環させて再使用するための生成水タンク６を
具備し、第１及び第２の固体高分子型セルスタック1,2
を逆立的に配置して、それぞれ電解と発電のいずれかを
分担可能に入出力系統を構成する。
発電装置（セルスタック）を用い、既存の主発電設備に
対して遠隔立地した分散電源となり、かつ、機動的に電
力と熱を供給する。 【解決手段】コージェネシステムＸが、純水３を系内導
入して、深夜電力を消費することにより水素ガスと酸素
ガスを電解生成し各別の貯蔵手段にそれぞれ貯蔵する第
１の固体高分子型セルスタックからなる電気分解貯蔵装
置（ＳＰＷＥ）１と、水素ガスを燃料とする第２の固体
高分子型セルスタックからなる燃料電池発電装置（ＰＥ
ＦＣ）２と、燃料電池発電装置２の生成水を電気分解貯
蔵装置に循環させて再使用するための生成水タンク６を
具備し、第１及び第２の固体高分子型セルスタック1,2
を逆立的に配置して、それぞれ電解と発電のいずれかを
分担可能に入出力系統を構成する。
Description
【０００１】
【本発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池発電装
置（セルスタック）を用い、外部負荷に対応する電力供
給と排熱利用をおこなうコージェネシステムに係り、詳
しくは、可逆的に使用可能な少なくとも２基のセルスタ
ックを用い、既存の主発電設備に対して遠隔立地した分
散電源となり、かつ、機動的に電力と熱を供給するよう
にしたリバーシブル・コージェネシステムに関する。な
お、コージェネシステムは、熱併給発電システム(co-ge
neration system)の通称である。
置（セルスタック）を用い、外部負荷に対応する電力供
給と排熱利用をおこなうコージェネシステムに係り、詳
しくは、可逆的に使用可能な少なくとも２基のセルスタ
ックを用い、既存の主発電設備に対して遠隔立地した分
散電源となり、かつ、機動的に電力と熱を供給するよう
にしたリバーシブル・コージェネシステムに関する。な
お、コージェネシステムは、熱併給発電システム(co-ge
neration system)の通称である。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球温暖化対策に向けた環境規制
等の要請下で、次世代のクリーンエネルギー（電源）と
して期待されている燃料電池関連技術の研究開発が急伸
してきている。
等の要請下で、次世代のクリーンエネルギー（電源）と
して期待されている燃料電池関連技術の研究開発が急伸
してきている。
【０００３】燃料電池の用途は多様であるが、これまで
にも自動車用、家庭用、分散電源用、及び事業用の電源
として燃料電池発電装置（セルスタック）を用い、外部
負荷に対応する電力供給と排熱利用をおこなうコージェ
ネシステムが知られている。
にも自動車用、家庭用、分散電源用、及び事業用の電源
として燃料電池発電装置（セルスタック）を用い、外部
負荷に対応する電力供給と排熱利用をおこなうコージェ
ネシステムが知られている。
【０００４】このなかに、本発明に関する固体高分子型
セルスタックからなる燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）、
又はこれを用いたＰＥＦＣコージェネシステムの提案が
あった。また、電解に要する電力供給に深夜電力を利用
することも公知である。さらに、ＬＮＧ改質装置により
生成した水素ガスを都市ガスラインを介して供給使用と
する試みもある。
セルスタックからなる燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）、
又はこれを用いたＰＥＦＣコージェネシステムの提案が
あった。また、電解に要する電力供給に深夜電力を利用
することも公知である。さらに、ＬＮＧ改質装置により
生成した水素ガスを都市ガスラインを介して供給使用と
する試みもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実用段
階における発電効率やＬＮＧ改質装置の熱効率に問題が
あり、低コスト化技術についても開発途上である。
階における発電効率やＬＮＧ改質装置の熱効率に問題が
あり、低コスト化技術についても開発途上である。
【０００６】こうしたなかで、本発明者らは、電力の負
荷平準化に寄与する小型分散型電力貯蔵・供給システム
を構築し、エネルギーの有効利用と発電コストの低減を
図るために、燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）を用い、外
部負荷に対応する電力供給と排熱利用をおこなうＰＥＦ
Ｃコージェネシステムの研究開発に取り組み、その成果
物のひとつとして本発明を完成するに至ったものであ
る。
荷平準化に寄与する小型分散型電力貯蔵・供給システム
を構築し、エネルギーの有効利用と発電コストの低減を
図るために、燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）を用い、外
部負荷に対応する電力供給と排熱利用をおこなうＰＥＦ
Ｃコージェネシステムの研究開発に取り組み、その成果
物のひとつとして本発明を完成するに至ったものであ
る。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、コンパクトな構成により家庭用や事業用の
ＰＥＦＣコージェネシステムに適用可能なリバーシブル
・コージェネシステムを提供するものである。
のであって、コンパクトな構成により家庭用や事業用の
ＰＥＦＣコージェネシステムに適用可能なリバーシブル
・コージェネシステムを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題を解決するために本
発明は、可逆的に使用可能な少なくとも２基のセルスタ
ックを用い、既存の主発電設備に対して遠隔立地した分
散電源となり、かつ、機動的に電力と熱を供給するよう
にしたリバーシブル・コージェネシステムであって、純
水を貯留又は供給するための純水タンク又は純水供給ラ
インと、前記純水を導入して、深夜電力を消費すること
により水素ガスと酸素ガスを電解生成し各別の貯蔵手段
にそれぞれ貯蔵する第１の固体高分子型セルスタックか
らなる電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）と、前記水素ガス
を燃料とする第２の固体高分子型セルスタックからなる
燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）と、前記燃料電池発電装
置の生成水を前記電気分解貯蔵装置に循環させて使用す
るための生成水タンクを具備し、前記第１及び第２の固
体高分子型セルスタックを逆立的に配置して、それぞれ
電解と発電のいずれかを分担可能に入出力系統を構成し
たことを特徴とするものである。
発明は、可逆的に使用可能な少なくとも２基のセルスタ
ックを用い、既存の主発電設備に対して遠隔立地した分
散電源となり、かつ、機動的に電力と熱を供給するよう
にしたリバーシブル・コージェネシステムであって、純
水を貯留又は供給するための純水タンク又は純水供給ラ
インと、前記純水を導入して、深夜電力を消費すること
により水素ガスと酸素ガスを電解生成し各別の貯蔵手段
にそれぞれ貯蔵する第１の固体高分子型セルスタックか
らなる電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）と、前記水素ガス
を燃料とする第２の固体高分子型セルスタックからなる
燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）と、前記燃料電池発電装
置の生成水を前記電気分解貯蔵装置に循環させて使用す
るための生成水タンクを具備し、前記第１及び第２の固
体高分子型セルスタックを逆立的に配置して、それぞれ
電解と発電のいずれかを分担可能に入出力系統を構成し
たことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、上記構成
において、電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）の水素ガス貯
蔵手段に導入されＬＮＧ改質装置により生成した水素ガ
ス（改質ガス）を燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）の水素
燃料として代替補給するＨ2 補給ラインを併設してい
る。なお、純水は、火力発電所の純水製造装置から純水
タンク又は純水供給ラインを介して系内に導入するよう
に構成される場合がある。
において、電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）の水素ガス貯
蔵手段に導入されＬＮＧ改質装置により生成した水素ガ
ス（改質ガス）を燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）の水素
燃料として代替補給するＨ2 補給ラインを併設してい
る。なお、純水は、火力発電所の純水製造装置から純水
タンク又は純水供給ラインを介して系内に導入するよう
に構成される場合がある。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を添付図面を参照して以下
説明する。
説明する。
【００１１】（実施例１）図１にシステム構成概要図を
示すとおり、本実施例システムＸは、深夜電力を利用し
た純水３の電気分解貯蔵装置１により水素ガス、酸素ガ
スを貯蔵媒体として夜間貯蔵し、燃料電池発電装置２に
供給し、少なくとも昼間に外部負荷に対応して電力供給
と排熱利用を可能とするものである。また、燃料電池発
電装置２からの生成水（純水）は循環使用するようにし
ている。
示すとおり、本実施例システムＸは、深夜電力を利用し
た純水３の電気分解貯蔵装置１により水素ガス、酸素ガ
スを貯蔵媒体として夜間貯蔵し、燃料電池発電装置２に
供給し、少なくとも昼間に外部負荷に対応して電力供給
と排熱利用を可能とするものである。また、燃料電池発
電装置２からの生成水（純水）は循環使用するようにし
ている。
【００１２】ここで、電気分解貯蔵装置１に供給される
純水３は、火力発電所の純水製造装置〔図示省略〕から
純水タンクへ導入する。また、状況により純水供給ライ
ンを配設してもよい。
純水３は、火力発電所の純水製造装置〔図示省略〕から
純水タンクへ導入する。また、状況により純水供給ライ
ンを配設してもよい。
【００１３】電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）１は第１の
固体高分子型セルスタックからなり、純水３を導入し
て、深夜電力を消費することにより水素ガスと酸素ガス
を電解生成し各別の貯蔵手段４；５にそれぞれ貯蔵す
る。
固体高分子型セルスタックからなり、純水３を導入し
て、深夜電力を消費することにより水素ガスと酸素ガス
を電解生成し各別の貯蔵手段４；５にそれぞれ貯蔵す
る。
【００１４】燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）２は、水素
ガスを燃料とする第２の固体高分子型セルスタックから
なり、基本構成は電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）１と同
様であり、第１及び第２の固体高分子型セルスタックを
逆立的に配置して、それぞれ電解と発電のいずれかを分
担可能に入出力系統を構成する。
ガスを燃料とする第２の固体高分子型セルスタックから
なり、基本構成は電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）１と同
様であり、第１及び第２の固体高分子型セルスタックを
逆立的に配置して、それぞれ電解と発電のいずれかを分
担可能に入出力系統を構成する。
【００１５】また、燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）３の
生成水（純水）は生成水タンク６に貯留され、電気分解
貯蔵装置（ＳＰＷＥ）１に循環させて使用する。
生成水（純水）は生成水タンク６に貯留され、電気分解
貯蔵装置（ＳＰＷＥ）１に循環させて使用する。
【００１６】さらに、電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）１
の水素ガス貯蔵手段４に導入されＬＮＧ改質装置８によ
り生成した水素ガス（改質ガス）を燃料電池発電装置
（ＰＥＦＣ）２の水素燃料として代替補給するＨ2 補給
ライン７を併設している。発電の原料となる水素ガスの
供給源を２ウエイとして家庭用又は業務用の用途に応じ
選択的に構成可能とするためである。
の水素ガス貯蔵手段４に導入されＬＮＧ改質装置８によ
り生成した水素ガス（改質ガス）を燃料電池発電装置
（ＰＥＦＣ）２の水素燃料として代替補給するＨ2 補給
ライン７を併設している。発電の原料となる水素ガスの
供給源を２ウエイとして家庭用又は業務用の用途に応じ
選択的に構成可能とするためである。
【００１７】（実施例２）図２に家庭用にシステム構成
したフローシートを示すとおり、本実施例システムＹの
発電出力は１〜数ｋＷでよいが、規模の拡縮は本発明の
要旨に影響するものではない。参考までに、各構成要素
の処理能力を示す数値を図中に付した。
したフローシートを示すとおり、本実施例システムＹの
発電出力は１〜数ｋＷでよいが、規模の拡縮は本発明の
要旨に影響するものではない。参考までに、各構成要素
の処理能力を示す数値を図中に付した。
【００１８】図示するとおり、家庭用にシステム構成し
た本実施例システムＹでは、純水３は、公知の純水生成
器（図示省略）を単体使用すればよく、火力発電所の純
水製造装置〔図示省略〕とタンクや供給ラインを介して
連系することは要しない。また、Ｈ2 補給ライン７も特
に必要としない。当然のことながら、主体となる構成要
素間の処理概要は、上記実施例１と同様である。
た本実施例システムＹでは、純水３は、公知の純水生成
器（図示省略）を単体使用すればよく、火力発電所の純
水製造装置〔図示省略〕とタンクや供給ラインを介して
連系することは要しない。また、Ｈ2 補給ライン７も特
に必要としない。当然のことながら、主体となる構成要
素間の処理概要は、上記実施例１と同様である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の構成よりなるものであ
り、これによれば電力の負荷平準化に寄与する小型分散
型電力貯蔵・供給システムを構築し、エネルギーの有効
利用と発電コストの低減を図ることができる。
り、これによれば電力の負荷平準化に寄与する小型分散
型電力貯蔵・供給システムを構築し、エネルギーの有効
利用と発電コストの低減を図ることができる。
【００２０】家庭用や事業用のコージェネシステムとし
て、可逆的に使用可能なセルスタックを用いてコンパク
トに構成しているので、機動的に、かつ低価格でシステ
ム構築可能であり、利用拡大（普及）が期待できる。
て、可逆的に使用可能なセルスタックを用いてコンパク
トに構成しているので、機動的に、かつ低価格でシステ
ム構築可能であり、利用拡大（普及）が期待できる。
【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成概要図で
ある。
ある。
【図２】本発明の他の実施例を示すフローシートであ
る。
る。
１ 電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）
２ 燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）
３ 純水（タンク又はライン）
４ 水素ガス貯蔵手段
５ 酸素ガス貯蔵手段
６ 生成水タンク
７ Ｈ2 補給ライン
８ ＬＮＧ改質装置
Ｘ リバーシブル・コージェネシステム
Ｙ リバーシブル・コージェネシステム（家庭用）
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０２Ｊ 15/00 Ｈ０２Ｊ 15/00 Ｇ
(72)発明者 生田 耕治
広島県広島市中区小町４番33号 中国電力
株式会社内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06
5H027 AA06 BA01 BA11 BA13 BC01
DD01 DD05 MM01 MM09
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料電池発電装置（セルスタック）を用
い、外部負荷に対応する電力供給と排熱利用をおこなう
コージェネシステムにおいて、可逆的に使用可能な少な
くとも２基のセルスタックを用い、既存の主発電設備に
対して遠隔立地した分散電源となり、かつ、機動的に電
力と熱を供給するようにしたリバーシブル・コージェネ
システムであって、純水を貯留又は供給するための純水
タンク又は純水供給ラインと、前記純水を導入して、深
夜電力を消費することにより水素ガスと酸素ガスを電解
生成し各別の貯蔵手段にそれぞれ貯蔵する第１の固体高
分子型セルスタックからなる電気分解貯蔵装置（ＳＰＷ
Ｅ）と、前記水素ガスを燃料とする第２の固体高分子型
セルスタックからなる燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）
と、前記燃料電池発電装置の生成水を前記電気分解貯蔵
装置に循環させて再使用するための生成水タンクを具備
し、前記第１及び第２の固体高分子型セルスタックを逆
立的に配置して、それぞれ電解と発電のいずれかを分担
可能に入出力系統を構成したことを特徴とするリバーシ
ブル・コージェネシステム。 - 【請求項２】 純水タンク又は純水供給ラインが、火力
発電所の純水製造装置から純水を系内に導入するもので
ある請求項1 記載のリバーシブル・コージェネシステ
ム。 - 【請求項３】 電気分解貯蔵装置（ＳＰＷＥ）の水素ガ
ス貯蔵手段に導入されＬＮＧ改質装置により生成した水
素ガス（改質ガス）を燃料電池発電装置（ＰＥＦＣ）の
水素燃料として代替補給するＨ2 補給ラインを併設した
請求項１記載のリバーシブル・コージェネシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295619A JP5088996B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | リバーシブル・コージェネシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295619A JP5088996B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | リバーシブル・コージェネシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100312A true JP2003100312A (ja) | 2003-04-04 |
| JP5088996B2 JP5088996B2 (ja) | 2012-12-05 |
Family
ID=19117018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001295619A Expired - Fee Related JP5088996B2 (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | リバーシブル・コージェネシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5088996B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009071959A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 電力供給システム |
| JP2009289419A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Casio Comput Co Ltd | 発電装置及び電子機器 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05264076A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-12 | Hazama Gumi Ltd | 燃料電池を利用する地域冷暖房システム |
| JPH09115537A (ja) * | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池発電システム |
| JPH09239362A (ja) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Kurita Water Ind Ltd | 復水器への補給水供給装置 |
| JPH10114393A (ja) * | 1996-10-04 | 1998-05-06 | Japan Organo Co Ltd | 純水貯槽 |
| JPH10284108A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-23 | Toyota Motor Corp | 固体電解質と、これを用いた燃料電池、水素ポンプ、酸素濃度センサおよび水蒸気濃度センサ |
| JPH1146460A (ja) * | 1997-03-14 | 1999-02-16 | Toshiba Corp | 電力貯蔵システム |
| JP2001126742A (ja) * | 1999-10-27 | 2001-05-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP2001258390A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-25 | Matsushita Seiko Co Ltd | 農業用ビニルハウス |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001295619A patent/JP5088996B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5088996B2 (ja) | 2012-12-05 |
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