JP2008148551A - Manufacturing facility for hydrogen utilizing wind power - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力発電設備により電力を得て水素を生産する水素製造設備に関する。 The present invention relates to a hydrogen production facility for producing hydrogen by obtaining electric power from a wind power generation facility.
自動車等に用いられる無公害の燃料として水素が注目されており、水素を得る手段として、例えば特許文献1や特許文献2に記載されているような風力発電を利用した水素を製造する技術が提案されている。
Hydrogen is attracting attention as a non-polluting fuel used in automobiles, and as a means for obtaining hydrogen, for example, a technique for producing hydrogen using wind power generation as described in
特許文献1の「自然力利用発電電解法による補助燃料製造とその利用法」は、図4に示すように、風力又は流水利用にて発電機を回転し、得た電力の一部を直接点灯又は動力用に供するほか余剰電力を水の電気分解槽に誘導して水素と酸素を発生させるものである。
また、特許文献2の「水素生産用水上風力発電設備」は、図5に示すように、陸上1から離れた水上である海8に海底から直接設置され、風車2が取り付けられた発電装置3(風力発電手段)と、この風車2に近接して海底から立ち上がるプラットホーム等を介して設置される電力制御装置4と水素発生装置としての電気分解装置5とを備え、発電装置3で発電された電気を電力制御装置4に送り、この電力制御装置4からの電気を電気分解装置5に供給することにより、水素と酸素を発生させるものである。
In addition, as shown in FIG. 5, the “water-based wind power generation facility for hydrogen production” of
水素発生装置として使用する水電解装置は入力電圧変動に弱い一方、風力発電は、不安定な風力を動力源として発電する分散型発電であり、その発電出力は風力の変化により大きく変動する性格を有するものである。したがって、これをそのまま水電解装置の入力電源とした場合には、水電解装置の寿命低下を招くことになる。 While water electrolysis devices used as hydrogen generators are vulnerable to fluctuations in input voltage, wind power generation is a distributed generation that generates power using unstable wind power as a power source, and its power generation output has a tendency to fluctuate greatly due to changes in wind power. It is what you have. Therefore, if this is used as an input power source for the water electrolysis apparatus as it is, the life of the water electrolysis apparatus will be reduced.
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、風力発電による発電出力の変動を抑制して水電解装置の寿命低下を防止することにある。 The present invention has been made to solve such problems. That is, an object of the present invention is to prevent a decrease in the life of a water electrolysis apparatus by suppressing fluctuations in power generation output due to wind power generation.
本発明によれば、風車と同期発電機を備えた風力発電装置と、前記風力発電装置の発電出力を制御する発電出力制御装置と、前記風力発電装置により得られた発電出力を電源として水素を発生させる水電解装置とを備え、前記発電出力制御装置は、前記風力発電装置から取り出す発電出力を所定範囲に制限することにより電圧変動を緩やかにし、前記風力発電装置への入力トルク変動分は、前記風力発電装置自身の慣性モーメントを利用して自身の回転数増減によって吸収し、前記風力発電装置は電力系統へ連係せずに独立で運転される、ことを特徴とする風力発電を利用した水素製造設備が提供される。 According to the present invention, a wind power generator including a windmill and a synchronous generator, a power generation output control device that controls the power generation output of the wind power generation device, and hydrogen generated using the power generation output obtained by the wind power generation device as a power source. A water electrolysis device to generate, the power generation output control device to moderate the voltage fluctuation by limiting the power generation output taken out from the wind power generation device to a predetermined range, the input torque fluctuation to the wind power generation device, Hydrogen using wind power generation, wherein the wind power generation device absorbs by increasing / decreasing its own rotational speed using the moment of inertia of the wind power generation device itself, and the wind power generation device is operated independently without being linked to a power system. Manufacturing equipment is provided.
上記本発明の構成によれば、入力トルク変動分を風車と発電機の回転エネルギーとして吸収するので、風力発電装置からの発電出力は緩やかに変動し、これを水電解装置の電源とすることにより、水電解装置の寿命低下を防止できる。 According to the configuration of the present invention, since the input torque fluctuation is absorbed as the rotational energy of the wind turbine and the generator, the power generation output from the wind power generator fluctuates gently, and this is used as the power source of the water electrolysis device. It is possible to prevent a decrease in the life of the water electrolysis apparatus.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施形態の概念図である。水素発生設備は、風車11aと同期発電機11bを備えた風力発電装置11と、風力発電装置11の発電出力を制御する発電出力制御装置15と、風力発電装置11により得られた発電出力を交流電力から直流電力に変換する整流器13と、変換された発電出力を電源として水素を発生させる水電解装置14とを備えている。また図1に示すように、風力発電装置11は電力系統へ連係せずに独立で運転される。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of the present invention. The hydrogen generation facility includes a
通常、風車入力トルク(風速)は短時間の間に激しく変動するものであり、これに伴い風力発電装置11による発電出力は激しく変動するため、これを直接、水電解装置14の電源とすると、水電解装置14の寿命が短くなる。一方、水電解装置14の入力電圧を一定とすると、風車11aの回転可能領域が制限され、風力発電の設備利用率の低下を招く。
Usually, the windmill input torque (wind speed) fluctuates violently in a short time, and the power generation output by the
そこで、本発明の風力発電を利用した水素生産設備は、発電出力制御装置15を備えている。発電出力制御装置15は、風力発電装置11から取り出す発電出力を所定範囲に制限することにより電圧変動を緩やかにする。また、発電出力制御装置15による電圧変動の抑制による風力発電装置への入力トルク変動分は、風力発電装置自身の慣性モーメントを利用して自身の回転数増減によって吸収する。
上記の構成により、風力発電装置11からの発電出力は緩やかに変動し、これを水電解装置14の電源とすることにより、水電解装置14の寿命低下を防止できる。
Therefore, the hydrogen production facility using wind power generation according to the present invention includes a power generation
With the above configuration, the power generation output from the
図2は、参考例を説明する概念図である。参考例による水素製造設備10は、風車11aと発電機11bと励磁機11cを備えた風力発電装置11、整流器13、水電解装置14を備えており、さらに風車回転数制御装置16および電圧制御装置17を備えている。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a reference example. The hydrogen production facility 10 according to the reference example includes a
ここで、図3は、風力発電装置11における風速(m/s)、風車回転数(rpm)および出力電力(kW)の関係を示した図であり、横軸に風車回転数、縦軸に発電機の出力電力をとり、各風速ごとの出力特性を図中の曲線群で示している。直線Aは、系統連係している風力発電の運転ラインを示しており、風速が比較的遅いときは、風車回転数をω1とし、風速が比較的早いときは風車回転数をω2としている。一方、曲線Bは、風力発電の理論最大出力ラインであり、各風速における最大出力ポイントをつないだものである。この図から分かるように、各風速ごとに最大出力ポイントとなる風車回転数が異なるため、効率良く発電を行うためには、各風速ごとに風車回転数を変化させる必要がある。すなわち、曲線Bのライン上で運転を行う必要がある。
Here, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the wind speed (m / s), the windmill rotational speed (rpm), and the output power (kW) in the
そこで、参考例では、風力発電装置11を系統へ連結せず独立で運転することとし、風車付近における風速および風車回転数を風車回転数制御装置16に入力信号として入力し、風速から最大出力となる最適風車回転数を演算するとともに、この風車回転数となるように風力発電装置11の励磁機11cの励磁電流を制御して諸望の風車回転数に制御する。
Therefore, in the reference example, the
このように、風力発電装置11を独立運転としたことにより、系統連係による設備利用率の低下を解消でき、常に最適効率で発電運転を行い、高効率で水素を製造することが可能となる。
Thus, by making the
電圧制御装置17は、風力発電装置11により得られた発電出力の電圧および電解電圧を入力信号として入力し、風車回転数の制御により変動する出力電圧を緩やかに変化させるための電圧指令信号を出力する。例えば、時定数をもたせてゆるやかに変化させることが好ましい。
The
風力発電装置11により得られた発電出力は整流器13に送られ交流電力から直流電力に変換され、水電解装置14に電解電力として供給されるが、最適風車回転数に制御された風力発電装置11からは、風速の変動に応じてその発電出力が激しく変動することになる。したがって、上述したように、これをそのまま水電解装置14の電解電力として供給すると水電解装置14の寿命低下を招く。そこで、この変動の激しい発電出力の電圧を電圧制御装置17で制御している。これにより、風車回転数制御装置16により風力発電装置11で得られた発電出力に変動が生じても、電圧制御装置17により水電解装置14への入力電圧の変動を抑制するので、水電解装置14の寿命低下を防止することができる。
The power generation output obtained by the
また、電圧制御装置17を設けずに、整流器13のサイリスタの点弧角を調節することにより発電出力の電圧を制御することによっても上記と同様の効果が得られる。
Further, the same effect as described above can be obtained by controlling the voltage of the power generation output by adjusting the firing angle of the thyristor of the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 陸上
2 風車
3 発電装置
4 電力制御装置
5 電気分解装置
8 海
11 風力発電装置
11a 風車
11b 同期発電機
11c 励磁機
13 整流器
14 水電解装置
15 発電出力制御装置
16 風車回転数制御装置
17 電圧制御装置
20 発電機
21 電気分解槽
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記風力発電装置の発電出力を制御する発電出力制御装置と、
前記風力発電装置により得られた発電出力を電源として水素を発生させる水電解装置とを備え、
前記発電出力制御装置は、前記風力発電装置から取り出す発電出力を所定範囲に制限することにより電圧変動を緩やかにし、
前記風力発電装置への入力トルク変動分は、前記風力発電装置自身の慣性モーメントを利用して自身の回転数増減によって吸収し、
前記風力発電装置は電力系統へ連係せずに独立で運転される、ことを特徴とする風力発電を利用した水素製造設備。 A wind turbine generator with a windmill and a synchronous generator;
A power generation output control device for controlling the power generation output of the wind power generation device;
A water electrolysis device that generates hydrogen using the power generation output obtained by the wind power generator as a power source;
The power generation output control device moderates the voltage fluctuation by limiting the power generation output taken out from the wind power generation device to a predetermined range,
The input torque fluctuation to the wind turbine generator is absorbed by increasing / decreasing its own rotational speed using the inertia moment of the wind turbine generator itself,
A hydrogen production facility using wind power generation, wherein the wind power generator is operated independently without being linked to an electric power system.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6220889A (en) * | 1985-07-18 | 1987-01-29 | Terukazu Suzuki | Production of auxiliary fuel by natural force-utilizing power generation electrolysis and its application |
JP2001238493A (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | Control unit of generator |
JP2001304091A (en) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Toshiba Corp | Wind power generation system |
JP2002070720A (en) * | 2000-08-25 | 2002-03-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Aquatic wind force power generation facility for hydrogen production |
WO2002021661A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | Aloys Wobben | Island network and method for operation of an island network |
-
2007
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6220889A (en) * | 1985-07-18 | 1987-01-29 | Terukazu Suzuki | Production of auxiliary fuel by natural force-utilizing power generation electrolysis and its application |
JP2001238493A (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | Control unit of generator |
JP2001304091A (en) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Toshiba Corp | Wind power generation system |
JP2002070720A (en) * | 2000-08-25 | 2002-03-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Aquatic wind force power generation facility for hydrogen production |
WO2002021661A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | Aloys Wobben | Island network and method for operation of an island network |
JP2004508795A (en) * | 2000-09-07 | 2004-03-18 | アロイス・ヴォベン | Isolated networks and how to operate isolated networks |
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