JP2008240152A - 電解による再生可能な水素燃料生成コストを低減するために、組み合わせたソーラー電力とグリッド電力を用いる装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ソーラー−水素生成工程の効率を増し、低コストの再生可能水素にすること。
【解決手段】本発明の一実施形態は、ＰＶアレイと、動作可能に共に接続された電解装置とを含み、それぞれが動作可能にユーティリティ電力グリッドに接続され、その結果ＰＶアレイによって生成された電気が選択的にユーティリティ電力グリッドと電解装置に供給される。
【選択図】図１

Description

一般に本開示が関係する分野は、電解装置による水素生成を含み、より詳細には再生可能な水素生成のコスト低減を含む。

水素生成デバイスは、電解装置内の水の電気分解によって水素（および酸素）を発生させるために電気を用いる。発生させた水素は燃料として使用するために蓄積され、燃料電池および内燃機関で使用できる。酸素は環境に排出される。電解装置はソーラーエネルギーによって電力供給できる。光起電力−電解装置（ＰＶ−電解装置）によるソーラー水素生成は再生可能な環境に有益なエネルギー源である。米国の石油供給を再生可能なエネルギー源に転換することは、持続可能な運輸、持続可能な経済成長、温室効果ガスの削減、および不安定な海外地域から輸入される汚染化石燃料を置き換えることによる国家エネルギー安全保障にとって不可欠である。

ＰＶアレイの最大出力点電圧を電解装置動作電圧と適合させる直接接続方法は、水素へのソーラーエネルギーの最高変換効率を与えることになるが、 電解装置に電力供給するために光起電力アレイ（ＰＶアレイ）だけからソーラー電力を直接接続し、専用に再生可能な水素燃料を生成することは経済的でない。この経済性の不足は、固定した角度のＰＶシステムからのソーラー電力は１日当たり平均約６時間だけ有効に生産され、残りの１日当たり１８時間は水素生成に対してソーラー電力生産が少な過ぎ電解装置が使用できないために生じる。したがって、所望の１日の燃料生産比率のために必要な、寸法とコストを増している電解装置がほとんどの時間働いていない。加えて、電解装置は一般に水素生成システムの最も高価な部分である。したがってソーラー電力供給される電解水素生成を経済的に実行できるようにする他の解決策が必要である。

本発明の一実施形態は、ＰＶアレイと、動作可能に共に接続された電解装置とを含み、それぞれが動作可能にユーティリティ電力グリッドに接続され、その結果、ＰＶアレイによって生成される電気が、選択的にユーティリティ電力グリッドと電解装置に供給される。

本発明の他の例示的実施形態が、以下に提供される例示的実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明と、本発明の例示的実施形態を示す特定の実施例は、単に例示のためのものであり本発明の範囲を制限するものでないことも理解されたい。

本発明の例示的実施形態を、詳細な説明と付随する図面からさらに十分理解するようになるであろう。

以下の実施形態の説明は実際に単なる例示であり、決して本発明、その応用、または使用を限定するものでない。
図１は、電力制御システム１２を含む製造物１０のブロック図である。電力制御システム１２は、ＰＶアレイ１４からの少なくとも１つのＰＶ電力（ＤＣ電流）、またはユーティリティ電力グリッド１６からのＡＣ電力を組み合わせて電解装置１８に電力供給する。ＰＶアレイ１４は、限定しないが、結晶シリコン、アモルファスシリコン、テルル化カドミウムおよび銅インジウムジセレン化物ベースＰＶモジュールを含む任意の適切なＰＶアレイであってよい。これらのＰＶモジュールは、限定しないが、ＡＡＰＳオールターナティブパワーシステムズ、米国、カリフォルニア州、カールスバッド、から入手できる、シャープエレクトロニクス社、カリフォルニア州、ハンチントンビーチ、で製造されたシャープＮＴ−Ｓ５Ｅ１Ｕモデル、オールターナティブエナジーストアＬＬＣ、マサチューセッツ州、ハドソン、から入手できるサンヨーソーラー（日本の三洋電気（株）の一部）で製造された三洋ＨＩＰ−１９０ＢＡ３モジュールおよび他の適切なＰＶモジュールを含んでよい。

電解装置１８は、水の電解によって水素と酸素を生成する。電解装置１８は任意の適切な電解装置でよい。電解装置１８は、アノード、カソードおよび中間に膜を含むプロトン交換膜（ＰＥＭ）電解装置あるいは任意の他の適切な電解装置でよい。電解装置１８は高圧電解装置でよい。

電解装置１８の水素出力３４は集められ、適切な圧力で蓄積され燃料として使用される。ソーラー電力をユーティリティからのグリッド電力など、他の電力源と組み合わせることによって、電解装置１８は必要に応じて一日２４時間運転することも可能で、所望の量の水素燃料を生成することでコストが低減されるため、ソーラー電力を供給された電解水素生成が経済的に実行できるようになる。

一実施形態では、ＰＶ電力は可変ＤＣＤＣコンバータ２０に送られ、そこで電流と電圧が、電解装置１８に対する事前設定された最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）および最適動作電圧（Ｖ_ｏｐｔ）に変換される。可変ＤＣＤＣコンバータ２０は、内部ポテンシオメータと、線コイルと、半導体と、他の電子機器とから成る可変出力のＤＣ電力供給回路でよい。可変ＤＣＤＣコンバータ２０の出力は、電気的に電解装置１８に接続される。

可変ＤＣＤＣコンバータ２０は、例えば、メインフレームコンピュータまたはマイクロプロセッサおよび付随の回路と、スイッチと、配線とを含む、事前にプログラムされた制御器（論理システム）２２によって制御される。電解装置１８と制御器２２に接続された電流計２４は、電解装置１８への全ＤＣ電流入力を測定する。制御器２２は、ＰＶアレイ１４から生じる電流の流れ込み（Ｉ_ＤＣＡと定義される）とユーティリティ電力グリッド１６から生じる電流の流れ込み（Ｉ_ＤＣＢと定義される）を設定するために電解装置１８へのこの全ＤＣ電流入力に対応する電流計からの信号を用い、したがって電解装置１８への全体の電流の流れ込み（Ｉ_ＤＣＡ＋Ｉ_ＤＣＢ）は電解装置の最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）に等しい。この最適電流はコストに基づいており、Ｉ_ｏｐｔはソーラー電力を供給された電解装置が最も低いコストで水素を生成する動作電流である。

もう１つの実施形態では、ＰＶアレイ１４が可変ＤＣＤＣコンバータ２０を介さずにポテンシオメータ２６を介して電解装置１８に直接送られる。この直接接続される代替回路はより低い抵抗を有し、可変ＤＣＤＣコンバータ２０に伴う回路より大きなシステム効率を可能にする。スイッチ３２は手動で操作されてもよく、ポテンシオメータ２６は制御器２２によって制御されてもよい。このスイッチ３２は、電流がポテンシオメータ２６を介して、または可変ＤＣＤＣコンバータ２０を介して送られるかを決める。ポテンシオメータを介する直接接続は、ＰＶアレイ１４が、可変ＤＣＤＣコンバータ２０を使わずに電解装置１８によって必要とされる最適動作電圧（Ｖ_ｏｐｔ）を供給するように設計され、構成されている場合に使用される。この代替回路（直接接続）を使用する場合、電流計２４は電解装置１８への全ＤＣ電流入力を測定する。制御器２２は、ＰＶアレイ１４からの電流の流れ込み（Ｉ_ＤＣＡと定義される）とユーティリティ電力グリッド１６からの電流の流れ込み（Ｉ_ＤＣＢと定義される）を設定するために電解装置１８へのこの全ＤＣ電流入力を用い、したがって電解装置１８への全体の電流の流れ込み（Ｉ_ＤＣＡ＋Ｉ_ＤＣＢ）は電解装置の最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）に等しい。

ＰＶアレイ１４は可変ＤＣＡＣインバータ３０の入力に電気的に接続される。可変ＤＣＡＣインバータ３０はソーラーＤＣ電力を電流、電圧およびユーティリティ電力グリッド１６に売却される電力に必要な波形を持つＡＣ電力に変換する。可変ＤＣＡＣインバータ３０は、可変出力ＡＣ電力源つまり内部ポテンシオメータ、線コイル、半導体、および他の電子機器から成る変圧回路である。可変ＤＣＡＣインバータ３０の出力は、電解装置１８を運転するのに直ぐには必要とされない過剰のＰＶ電力を売却するためにユーティリティ電力グリッド１６に接続される。グリッドへのこのＡＣ電流出力は、やはり制御器２２によって制御される。

ポテンシオメータ２６は、事前設定されたＩ_ｏｐｔが維持されるように、電解装置１８に流れ込む電流と可変ＤＣＡＣインバータ３０を介してユーティリティ電力グリッド１６に流れ込む電流の比を制御する必要がある場合に使用されてよい。ポテンシオメータ２６は、直接電解装置１８に流れ込む全ＰＶ生成電流のパーセントと可変ＤＣＡＣインバータ３０に流れ込むＰＶ生成電流のパーセントを制御するために抵抗の範囲によって調整されてよい。ポテンシオメータ２６は、ＰＶアレイ１４と電解装置１８の間に直接接続が確立されるように約ゼロオームの抵抗に設定することができる。代替的に、ポテンシオメータ２６は、必要な任意の抵抗値に調整され、ＰＶ生成電流を電解装置１８と可変ＤＣＡＣインバータ３０の間で任意の所望の比率に分割することができる。一実施形態では、全ＰＶ電力の約７５％が可変ＤＣＡＣインバータ３０に送られ、全ＰＶ電流の約２５％が電解装置１８に直接送られる。この分割比により、日中には電力ユーティリティから引かれ、ＰＶ電力が不十分な太陽光のために利用できない場合、電解装置を動作するために使用されるグリッド電力と等しく、またバランスさせて十分な再生可能ＰＶ電力をグリッドに提供することができる。電力損失を最小にするために、ポテンシオメータ２６の可変抵抗は、電解装置１８と可変ＤＣＡＣインバータ３０の間の所望の分割比を維持するように必要性に見合って可能な限り小さく保たれる。

ＰＶアレイ１４は、日照時間中に電解装置１８を動作するためのソーラー電力を生成することができるだけなので、コスト面で効果的に水素燃料を生成するにはユーティリティ電力グリッド１６からの電力を必要とする。しかし、水素燃料を作り、使用する主たる理由は環境保全であるため、水素燃料が再生可能に生成される場合以外は、好ましくはグリッド電力の使用を避けるべきである。水素生成を完全に再生可能にするために、特大のＰＶアレイ１４が使用され、日照時間の間に電界装置１８を動作するのに十分なソーラー電力を生成し、ユーティリティ電力グリッド１６に送達する（売却する）ための余分のソーラー電力を生成する場合がある。この余分のソーラーエネルギーは、銀行預金のように後で使用するためにユーティリティ電力グリッド中に蓄積されたエネルギーと見ることもできる。したがって、ユーティリティ電力グリッド１６は、同じ量の電力を夜間、暗い時間帯に電界装置１８を動作するために水素生成システムに売り戻す。ユーティリティ電力グリッド１６から水素生成システムに売り戻されるこの電力は、日中にユーティリティ電力グリッドに売却されたソーラーＰＶ電力で同様にバランスしているので「再生可能」または「グリーン」エネルギーと考えられる。日照の間中、ＰＶ出力が電解装置に要求される最適電流より大きい可能性があり、ＰＶ出力の一部が可変ＤＣＤＣコンバータを通過して電解装置を動作し、残りのＰＶ出力が可変ＤＣＡＣインバータを通過してユーティリティ電力グリッドに売却される。したがって電解装置によって生成される水素は再生可能な燃料として完全に区分できる。一実施形態では、ＰＶシステムからユーティリティグリッドへの全体の再生可能電力の流れが、必要とされる再生可能な電気エネルギーの量に一致し、電解装置を動作し、所望量の再生可能な水素燃料を生成する。

図２は、一日２４時間、電解装置に電力を供給するソーラー電力とグリッド電力の組合わせを図示している。図２に示したように、２４時間周期の中間で、過剰なソーラー電力が（ＰＶアレイから）ユーティリティグリッドに売却される。ＰＶアレイが十分な電力を生成することができない、２４時間周期の初めと終わりでは、電解装置に電力供給するためにユーティリティグリッドからシステムに電力が売却される。

一実施形態では、ユーティリティ電力グリッドから電力が、夜間および他の低日照時に電力制御システム１２に流れ込む。ユーティリティ電力グリッド１６は、可変ＡＣＤＣコンバータ２８に接続され、可変ＡＣＤＣコンバータは、グリッド（Ｉ_ＡＣ）からのＡＣ電力を、電解装置１８を動作するためにその時点で利用できる任意のＰＶ電流と組み合わされた、最適のＤＣ電流と電圧に変換する。可変ＡＣＤＣコンバータ２８は、内部ポテンシオメータと、線コイルと、半導体と、他の電子機器とから成る可変出力のＤＣ電力供給回路でよい。この可変ＡＣＤＣコンバータ２８は、電解装置１８への組み合わされたＰＶ電流（Ｉ_ＤＣＡ）とグリッド電流入力（Ｉ_ＤＣＢ）とが、電解装置に対する最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）に等しくなるように、やはり制御器２２によって制御される。

したがってＰＶシステムは、最小の水素コストに基づいて年３６５日、一日当たり２４時間、最適の電流で電解装置を動作するのに十分な電力を生成するだけ十分大きく構築されてよい。一日当たりの日照時間数は季節的に変化し、天候状態に伴って時間ごとに変わることがあるので、ＰＶアレイの全面積は、平均的状態に対して最適に大きさを合わせて作られてよい。所在地域およびＰＶモジュールの方位に対して予測される全年間ＰＶ出力が、電解装置の全年間電力入力に、その最適電流のところで等しくなければならない。したがって、所与の年内では、ＰＶシステムによって生成される再生可能なソーラーエネルギーに過剰または不足があることもあるが、長期の再生可能なエネルギー供給は、１００％再生可能な水素燃料生成に必要な電解装置入力に、平均すると等しくなることになる。米国の非常に多くの所在地の種々のＰＶシステムに対して日射（入射太陽放射）の年間平均日照時間が測定されており、米国エネルギー省国立再生可能エネルギー研究所による規格表の中に公表されている。年間ＰＶモジュール出力は、様々な季節的条件の下で電力出力を測定することにより決定でき、あるいは、製造業者が、標準動作条件下の温度に対して較正できる標準太陽放射の下で、それらの製造物の電力、電流、電圧出力に対するデータを提供する。一日当たり平均ＰＶシステム出力（ｋＷｈ）は、４季に対して両者の平均が決まっている場合には、平均日照時間に平均ＰＶモジュール電力出力を掛けることによって見積もることができる。

他の実施形態では、ユーティリティ電力グリッド１６に蓄積され、後で使用するために戻されることになるＰＶエネルギー生成能力量（ｋＷｈ）が、１０〜２０％まで増やされてよく、これは２つの電力変換ステップおよび必要とされるより長い配線でさらに多くなる損失に相当する。回路内のそれぞれＤＣＤＣもしくはＡＣＤＣコンバータまたはＤＣＡＣインバータから予想される電力損失は５〜１０％であると思われる。

電解装置の最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）は、単位量当たり最小水素コストに対応する電解装置の動作電流（Ｉ_ｏｐｅｒ）である。Ｉ_ｏｐｔの値は、ソーラーとグリッドによって電力供給される電解システムを一日２４時間動作するための一定動作電流として用いられる。所与の電解装置に対して、図３に図示したように、Ｉ_ｏｐｅｒに対する単位水素コスト（ドル／ｋｇ）をプロットし、コストを最小にするＩ_ｏｐｅｒ値を選択することによって電解装置のための最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）を決めることができる。一日当たり生産される水素の質量は、Ｉ_ｏｐｅｒを増やすと増加するが、電解装置への単位電気エネルギー入力当たり生成される水素質量によって測定された電解装置の効率（ｋｇ／ｋＷｈ）は、Ｉ_ｏｐｅｒを増やすと減少するので、コスト曲線は最小値を通過する可能性がある。

ユーティリティ電力グリッドに売却されるソーラー電力と共に水素を生成するコストは、Ｐ_ｏｐｔが電解装置の最適電力とすると、式１によって計算される。

水素（３３．３５ｋＷｈ／ｋｇ）の低い加熱値（ＬＨＶ）を用いると、全水素生成は、
式２を用いて計算され、ここで、Ｉ_ｏｐｔは最適電流、Ｖ_ｏｐｔは電解装置の最適電圧であり、Ｐ_ｏｐｔは電解装置の最適電力である。

全Ｈ_２生成
＝［Ｉ_ｏｐｔ×Ｖ_ｏｐｔ×電解装置効率（％）×２４ｈ／３３．３５ｋＷｈ／ｋｇ］×
１／１００％
＝［Ｐ_ｏｐｔ×電解装置効率（％）×２４ｈ／３３．３５ｋＷｈ／ｋｇ］×１／１００％
（式２）
電解装置効率は、一貫して、ＬＨＶで１．２３Ｖの水電解電位を用いて決まるはずであり、ここでＶ_ｏｐｅｒは電解装置の動作電圧である（式３）。

電解装置効率（ＬＨＶ）＝１００％×直列の電解セルの数×１．２３ｖｏｌｔｓ／Ｖ_ｏｐｅｒ （式３）
本発明の一実施形態では、ソーラーとグリッド電力を供給された水素発生装置によって生成されるソーラー電力が一定の電力単価（ドル／ｋＷｈ）でユーティリティ電力グリッドに売却される。ユーティリティ電力グリッドへの電力の購入または売却に対して一日中いつでも電力単価が同じである場合、この政策はネットメータリングと呼ばれる。米国の多くの州に既にあるネットメータリングのユーティリティ政策の下では、電力計量により、ＰＶシステム所有者の購入したグリッド電力と売却したＰＶ電力間のネットの差異つまり、購入電力引く売却電力をユーティリティにより設定された現行単価で請求する。

別の実施形態では、ソーラー電力は変動電力単価（ドル／ｋＷｈ）でユーティリティ電力グリッドへ売却される。ユーティリティ電力グリッドへの電力購入または売却に対し電力単価を、その日の時点の電力需要に基づきユーティリティ企業と交渉することがある場合、この政策を変動単価と呼ぶことがある。潜在的に高い電力単価を伴うピーク電力需要は、一般に、寒い天候の正午頃および温暖な気候の夏の午後の最も暑い頃に起きる。電力需要は夜間に最も低くなり潜在的に電力単価を低下させる。仮定の「予定変動レート」の下では、ＰＶシステム所有者は、ピーク需要時にはユーティリティに売却されるＰＶ電力のためにネットメータリングレートより高いレートで支払うようにユーティリティに申請し、夜間および他の任意の低需要時には電解装置を動作するグリッド電力のためにネットメータリングレートより低いレートでＰＶ所有者に電力を売るようにユーティリティに申請する必要があることになる。

図４に図示したように、単位水素コスト（ドル／ｋｇ）は、電力制御システム１２が、ソーラー電力のみを使用するか、ソーラー電力とユーティリティグリッドからの電力の組合せを使用するかどうかに依存して変動する。さらに、図４は、ＰＶシステムが日中の変動する電力需要に基づき変動電力単価を使用する場合には、単位水素コストがネットメータリングに対して低下することを示している。図４の実施形態は、ラスベガスで一日２４時間動作させた、固定された角度のＰＶアレイからの電力を使用する２０セル電解装置に基づく。

本発明の実施形態の前記の説明は、実際に単なる例示であり、したがってその変更形態が本発明の趣旨と範囲を逸脱するとは見なされない。

本発明の一実施形態によるＰＶアレイからユーティリティ電力グリッドおよび電解装置に電力を選択的に供給する電力制御システムのブロック図である。 ユーティリティ電力グリッド、ＰＶアレイおよび電解装置に対する時刻別エネルギー（ｋＷｈ）と２４時間周期にわたる時間との間の関係を示すグラフである。 水素コスト（ドル／ｋｇ）対電解装置動作電流（Ａ）をプロットすることによって得られる電解装置の最適動作電流（Ｉ_ｏｐｔ）を示すグラフである。 ソーラー電力だけによる電解、ソーラーおよびグリッド電力によるネットメータリングを利用する電解、およびソーラーとグリッド電力による変動電力単価を用いる電解に対する水素コスト（ドル／ｋｇ）と電解装置動作電流（Ａ）の間の関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 製造物
１２ 電力制御システム
１４ ＰＶアレイ
１６ ユーティリティグリッド
１８ 電解装置
２０ 可変ＤＣＤＣコンバータ
２２ 制御器
２４ 電流計
２６ ポテンシオメータ
２８ 可変ＡＣＤＣコンバータ
３０ 可変ＤＣＡＣインバータ
３２ スイッチ
３４ 水素出力

Claims (22)

1. ＰＶアレイと、
   動作可能に共に接続される電解装置とを含み、それぞれが動作可能にユーティリティ電力グリッドに接続され、その結果、前記ＰＶアレイによって生成される電気が、選択的に前記ユーティリティ電力グリッドと前記電解装置に供給される製造物。
2. 前記ＰＶアレイからの前記電気の少なくとも一部が前記電解装置に対して望ましくない場合、前記ＰＶアレイによって生成される前記電気の少なくとも一部が前記ユーティリティ電力グリッドに供給される請求項１に記載の製造物。
3. 前記ＰＶアレイまたは前記ユーティリティ電力グリッドの少なくとも１つから電気が前記電解装置に選択的に供給されるように電気の流れを制御する制御器をさらに含む請求項１に記載の製造物。
4. 前記電解装置への前記全体の電気の流れが、水素生成のコストを最小にするために事前設定された前記電解装置に対する最適動作電流に一致する請求項３に記載の製造物。
5. 前記ＰＶアレイおよび前記ユーティリティ電力グリッドに電気的に接続される可変ＤＣＡＣインバータをさらに含む請求項１に記載の製造物。
6. 前記電解装置に電気的に接続される電流計をさらに含む請求項１に記載の製造物。
7. 前記ユーティリティグリッドおよび前記電流計に電気的に接続される可変ＡＣＤＣコンバータをさらに含む請求項１に記載の製造物。
8. 前記ＰＶアレイおよび前記電流計に電気的に接続されるポテンシオメータをさらに含む請求項１に記載の製造物。
9. 前記ＰＶアレイおよび前記電流計に電気的に接続される可変ＤＣＤＣコンバータをさらに含む請求項１に記載の製造物。
10. 前記ＰＶアレイと、前記ポテンシオメータまたは前記可変ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つとの間にスイッチをさらに含む請求項１に記載の製造物。
11. ＰＶアレイと、
    前記ＰＶアレイに電気的に接続される可変ＤＣＡＣインバータと、
    前記可変ＤＣＡＣインバータに電気的に接続されるユーティリティ電力グリッドと、
    前記ユーティリティ電力グリッドに電気的に接続される可変ＡＣＤＣコンバータと、
    前記ＰＶアレイに電気的に接続される、可変ＤＣＤＣコンバータまたはポテンシオメータの少なくとも１つと、
    前記可変ＡＣＤＣコンバータと、前記可変ＤＣＤＣコンバータまたは前記ポテンシオメータの少なくとも１つとに電気的に接続される電流計と、
    前記電流計に接続される電解装置と、
    前記ＰＶアレイおよび前記ユーティリティ電力グリッドからの前記電解装置への電気の流れを制御するように構成され、配置される制御器とを含む製造物。
12. 前記可変ＤＣＤＣコンバータと前記ポテンシオメータとが前記ＰＶアレイにスイッチによって接続される請求項１１に記載の製造物。
13. ユーティリティ電力グリッドと、ＰＶアレイとから電解装置へ選択的に電気を供給するステップを含む工程。
14. 前記ＰＶアレイからの前記電気の少なくとも一部が前記電解装置に対して望ましくない場合、前記ＰＶアレイからの前記電気の少なくとも一部が前記ユーティリティ電力グリッドに供給される請求項１３に記載の工程。
15. 前記電気が、可変ＤＣＡＣインバータを使用し、前記ＰＶアレイから前記ユーティリティ電力グリッドへ供給される請求項１４に記載の工程。
16. 前記電気が、ポテンシオメータまたは可変ＤＣＤＣコンバータの少なくとも１つを使用し、前記ＰＶアレイから前記電解装置に供給される請求項１３に記載の工程。
17. 前記ユーティリティ電力グリッドからの電気を前記電解装置に供給する前にＤＣに変換するステップをさらに含む請求項１３に記載の工程。
18. 前記変換が可変ＡＣＤＣコンバータを使用して達成される請求項１７に記載の工程。
19. メインフレームコンピュータまたはマイクロプロセッサと、付随の回路と、スイッチと、配線とを含む制御器を使用して、前記電解装置への前記全体の電気の流れを制御するステップをさらに含む請求項１３に記載の工程。
20. 前記電解装置への前記全体の電気の流れが、前記電解装置に対する前記最適動作電流に一致する請求項１９に記載の工程。
21. 前記ＰＶシステムから前記ユーティリティグリッドへの前記全再生可能電気の流れが、前記電解装置を動作し、かつ所望量の再生可能な水素燃料を生成するために必要とされる再生可能電気エネルギー量に一致する請求項１４に記載の工程。
22. 前記ＰＶシステムと前記ユーティリティグリッドの間の再生可能電気の流れによる前記移転が、前記ＰＶ−電解装置システムを、連続的、再生可能に、かつ単位量当たり低減されたコストで水素燃料を生成しながら持続可能に動作することを可能にする請求項１９に記載の工程。

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