[A]電力供給システム1の構成
図1は、実施形態に係る電力供給システム1の全体構成を模式的に示すブロック図である。図1においては、実線の矢印が電力の流れを示し、破線の矢印が水素の流れを示している。また、一点鎖線の矢印が水の流れを示しており、二点鎖線が信号の流れを示している。
図1に示すように、実施形態の電力供給システム1は、再生可能エネルギー発電装置10と水素発生装置40と水素貯蔵装置50と燃料電池発電装置60と制御装置70とを備えている。
詳細については後述するが、電力供給システム1は、電気機器を備えた外部の負荷部3に電力E10a,E60を供給するように構成されている。また、電力供給システム1は、水を加熱し、温水利用機器を備えた負荷部3に、その加熱した水W60(温水,熱媒)を供給するように構成されている。この他に、電力供給システム1は、外部の電力系統2へ電力E10cを出力するように構成されている。
図2、図3、および、図4は、実施形態に係る電力供給システム1を構成する部材の要部を示すブロック図である。図2は、水素発生装置40の要部を示している。図3は、水素貯蔵装置50の要部を示している。図4は、燃料電池発電装置60の要部を示している。
電力供給システム1を構成する各部について、各図を用いて、順次、説明する。
[A−1]再生可能エネルギー発電装置10
電力供給システム1において、再生可能エネルギー発電装置10は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う装置であって、図1に示すように、電力E10を出力するように構成されている。
再生可能エネルギー発電装置10は、たとえば、太陽光発電(PV)装置であって、太陽電池(図示省略)を含み、太陽光を太陽電池で受光し、太陽電池において光電変換を行うことによって、発電を行う。
図示を省略しているが、再生可能エネルギー発電装置10が出力する電力E10は、たとえば、パワーコンディショナ装置(図示省略)によって調整される。再生可能エネルギー発電装置10が出力した電力E10は、たとえば、パワーコンディショナ装置において、電力系統2(商用電源)が供給する電力E2と同様に、負荷部3において利用可能になるように変換される。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10が出力した直流電力がコンバータによって所定の電圧幅内になるように調整され、その調整された直流電力がインバータによって交流電力に変換される。
再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10は、水素発生装置40、電力系統2、負荷部3のうち、少なくとも1つに出力される。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10は、制御装置70が出力した制御信号CTL70に応じて、負荷部3へ電力E10aを出力し、水素発生装置40へ電力E10bを出力し、電力系統2へ電力E10cを出力する。具体的には、再生可能エネルギー発電装置10と各部との間に設けられたスイッチ(図示省略)が制御信号CTL70に応じてオン状態に切り替えられることによって、再生可能エネルギー発電装置10から各部へ電力E10a,E10b,E10cが出力される。
[A−2]水素発生装置40
電力供給システム1において、水素発生装置40は、図1に示すように、水素H40を生成して供給するように構成されている。
図2に示すように、水素発生装置40は、たとえば、純水製造装置401aと水電解装置401とを含み、純水製造装置401aで不純物が除去された水(純水)を水電解装置401で電気分解することによって、水素H40を生成する。水電解装置401は、たとえば、固体高分子(PEM)水電解装置である。本実施形態では、水素発生装置40は、外部から水が供給され、水電解装置401において、その供給された水に電圧を印加することによって、水を水素と酸素に分解する。
水電解装置401において生成された水素H40は、水素貯蔵装置50に供給され、貯蔵される。そして、水電解装置401において生成された酸素は、たとえば、大気に放出される。
水素発生装置40は、図1に示すように、再生可能エネルギー発電装置10が出力した電力E10bが供給されると共に、電力系統2から電力E2aが供給されるように構成されている。水素発生装置40は、再生可能エネルギー発電装置10が出力した電力E10bと、電力系統2から供給された電力E2aとの少なくとも一方を用いて、水電解装置401(図2参照)において水の電気分解を生じさせることによって、水素H40を生成する。
また、図2に示すように、水素発生装置40は、水電解装置401等の他に、コンプレッサ402とチラーユニット403とを含む。コンプレッサ402は、たとえば、空気を圧縮して、水電解装置401に供給する。そして、チラーユニット403は、たとえば、冷却水を水電解装置401に供給する。
水素発生装置40は、ガスセンサ、圧力計、流量計などの計測機器(図示省略)を含み、その計測機器によって計測されたデータD1がデータ信号として、制御装置70へ出力される。
水素発生装置40は、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。つまり、水素発生装置40は、図2に示すように、コンテナ400に構成部品(水電解装置401、コンプレッサ402、チラーユニット403等)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[A−3]水素貯蔵装置50
電力供給システム1において、水素貯蔵装置50は、図1に示すように、水素発生装置40から供給された水素H40を貯蔵するように構成されている。また、水素貯蔵装置50は、燃料電池発電装置60へ水素H50を供給するように構成されている。この他、水素貯蔵装置50は、燃料電池自動車4へ水素H50aを供給するように構成されている。
図3に示すように、水素貯蔵装置50は、たとえば、水素貯蔵タンク501と電磁弁502とを含み、水素発生装置40から水素H40が電磁弁502を介して水素貯蔵タンク501に供給され、その供給された水素H40を水素貯蔵タンク501で貯蔵する。
水素貯蔵装置50は、ガスセンサ、圧力計、流量計などの計測機器(図示省略)を含み、その計測機器によって計測されたデータD1がデータ信号として、制御装置70へ出力される。
水素貯蔵装置50は、水素発生装置40と同様に、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。つまり、水素貯蔵装置50は、図3に示すように、コンテナ500に構成部品(水素貯蔵タンク501、電磁弁502など)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[A−4]燃料電池発電装置60
電力供給システム1において、燃料電池発電装置60は、図1に示すように、水素貯蔵装置50で貯蔵された水素H50を用いて発電を行い、その発電によって発生した電力E60を負荷部3に出力するように構成されている。
図4に示すように、燃料電池発電装置60は、燃料電池601を含み、その燃料電池601において水素H50を用いて発電が行われる。燃料電池601は、たとえば、固体高分子形燃料電池(PEFC)である。また、燃料電池発電装置60は、インバータ602を含み、インバータ602が、燃料電池601で発電された電力を、電力系統2から供給された電力と同様に、負荷部3で利用可能な電力に変換する。
上記の他に、燃料電池発電装置60は、図1に示すように、発電で生じた熱を用いて、外部から供給された水(図示省略)を加熱する。そして、燃料電池発電装置60は、その加熱した水W60を負荷部3(温水消費先)に供給する。図4に示すように、燃料電池発電装置60は、貯湯タンク603を含み、その加熱された水W60は、貯湯タンク603に貯蔵された後に、負荷部3に供給される。
燃料電池発電装置60は、ガスセンサ、圧力計、流量計などの計測機器(図示省略)を含み、その計測機器によって計測されたデータD1がデータ信号として、制御装置70へ出力される。
燃料電池発電装置60は、水素発生装置40および水素貯蔵装置50と同様に、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。つまり、燃料電池発電装置60は、図4に示すように、コンテナ600に構成部品(燃料電池601、インバータ602、貯湯タンク603等)が収容されることによってパッケージ化されており、トレーラなどの車両を用いて運搬することが可能な大きさである。
[A−5]制御装置70
電力供給システム1において、制御装置70は、図1に示すように、電力供給システム1を構成する各部を制御するように構成されている。図示を省略しているが、制御装置70は、演算器(図示省略)とメモリ装置(図示省略)とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。
制御装置70は、各部の状態について計測機器(図示省略)が計測して得たデータがデータ信号として入力される。ここでは、制御装置70は、負荷部3の電力使用量(=D3,電力需要量)がデータ信号として入力される。たとえば、予め定めた時間(たとえば、30分間)において負荷部3で使用された電力に関する電力使用量が、データ信号として、制御装置70に入力される。また、制御装置70は、たとえば、電力系統2の電力供給量(=D2)がデータ信号として入力される。この他に、負荷部3において使用された温水(図示なし)に関する温水使用量、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10の発電量、燃料電池発電装置60が発電して出力する電力E60の発電量、水素貯蔵装置50が貯蔵している水素(図示なし)の水素貯蔵量、燃料電池発電装置60で加熱されて貯蔵された温水(図示なし)の温水貯蔵量などのデータD1が、データ信号として入力される。そして、制御装置70は、その入力されたデータ信号に基づいて制御信号CTL70を演算して求め、その求めた制御信号CTL70を電力供給システム1の各部に出力することによって、各部の動作を制御する。
また、制御装置70は、たとえば、オペレータが操作装置(図示省略)に入力した操作指令に基づいて、電力供給システム1の動作を制御する。ここでは、制御装置70は、たとえば、オペレータが複数の運転モードのうち一の運転モードを選択し、操作装置(図示省略)に入力した操作指令に基づいて、その選択された一の運転モードを電力供給システム1が実行するように、電力供給システム1の動作を制御する。制御装置70は、複数の運転モードのうち一の運転モードを実行している場合に、他の運転モードを実行する旨の操作信号が入力されたときには、一の運転モードの動作から他の運転モードの動作に切り替える。
本実施形態の電力供給システム1では、運転モードとして、内部負荷モードと売電モードと自立運転モードと水素外部供給モードと水素貯蔵モードとが設定されており、上記の複数の運転モードから選択された一の運転モードを実行するように、制御装置70が各部の動作を制御する。
内部負荷モードは、電力供給システム1の電力E10a,E60を、電力系統2の電力E2よりも優先的に負荷部3へ供給するときに実行される。本実施形態では、内部負荷モードを行う操作指令が入力されたときには、制御装置70は、負荷部3で使用される電力の使用量に基づいて、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10aを、電力系統2の電力E2および燃料電池発電装置60で発電される電力E60よりも優先させて負荷部3へ供給するように、電力供給システム1の動作を制御する。これと共に、内部負荷モードを行う場合には、制御装置70は、燃料電池発電装置60で発電される電力E60を、電力系統2の電力E2よりも優先させて負荷部3へ供給するように、電力供給システム1の動作を制御する。また、制御装置70は、内部負荷モードを行う場合において、負荷部3で使用される電力の使用量よりも再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10の量が多いときには、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10bを用いて、水素発生装置40が水素を生成し、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵するように、電力供給システム1の動作を制御する。更に、制御装置70は、内部負荷モードを行う場合において、負荷部3で使用される電力の使用量よりも再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10の量が多く、水素貯蔵装置50が水素を限度まで貯蔵した状態であるときには、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10cを電力系統2へ出力するように、電力供給システム1の動作を制御する。
売電モードは、電力供給システム1の電力E10を負荷部3へ供給することよりも、電力系統2へ出力することによって売電することを優先させるときに実行される。本実施形態では、売電モードを行う操作指令が入力されたときには、制御装置70は、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10cを電力系統2へ出力するように、電力供給システム1の動作を制御する。売電モードを行う場合には、制御装置70は、負荷部3で使用される電力の使用量に基づいて、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10aを、電力系統2の電力E2および燃料電池発電装置60で発電される電力E60よりも優先させて負荷部3へ供給するように、電力供給システム1の動作を制御する。ここでは、制御装置70は、売電モードを行う場合には、燃料電池発電装置60で発電される電力E60を、電力系統2の電力E2よりも優先させて負荷部3へ供給するように、電力供給システム1の動作を制御する。また、制御装置70は、売電モードを行う場合において、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10の量が売電制限量よりも多いときには、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10bを用いて、水素発生装置40が水素H40を生成し、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵するように、電力供給システム1の動作を制御する。
自立運転モードは、たとえば、異常時(災害時など)または孤島に設置された場合のように、電力系統2の電力E2が供給されない状態のときに、実行される。自立運転モードを行う操作指令が入力されたときには、制御装置70は、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60との少なくとも1つから電力E10a,E60を負荷部3に出力するように、動作を制御する。これと共に、制御装置70は、負荷部3で使用される電力の使用量に基づいて、水素貯蔵装置50で貯蔵された水素H50を用いて燃料電池発電装置60が発電を行い、その発電によって発生した電力E60を負荷部3に出力するように、燃料電池発電装置60の動作を制御する。
なお、制御装置70は、自立運転モードを行う操作指令が入力されたときに、自立運転モードを行うように電力供給システム1の各部を制御する他に、電力系統2の電力供給量に関するデータ信号(=D2)に基づいて、電力系統2の電力供給が停止したと判断されたときに、上記の自立運転モードを行うように、電力供給システム1の各部の動作を制御するように構成されていてもよい。
水素外部供給モードは、水素貯蔵装置50が貯蔵している水素H50を燃料電池自動車4(外部水素使用装置)に供給する場合に、水素発生装置40に水素H40を生成させて水素貯蔵装置50に水素H40を補充するときに実行される。水素外部供給モードを行う操作指令が入力され、燃料電池自動車4に水素H50が供給されたときには、制御装置70は、水素発生装置40が水素H40を生成し、その水素発生装置40が生成した水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵することを他の動作よりも優先して行うように、電力供給システム1の動作を制御する。ここでは、制御装置70は、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10bを、電力系統2の電力E2aよりも優先させて水素発生装置40へ供給することによって、水素発生装置40に水素H40を生成させ、その水素発生装置40が生成した水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵させる。そして、制御装置70は、水素貯蔵装置50が貯蔵している水素H50を燃料電池自動車4(外部水素使用装置)に供給する。
水素貯蔵モードは、水素貯蔵装置50が貯蔵する水素の貯蔵量が目標量に達するように、電力供給システム1の動作を制御する運転モードである。本実施形態では、制御装置70は、水素貯蔵モードを行う操作指令が入力されたときには、水素の貯蔵量が目標時点(目標期限)において目標量に達するように、電力供給システム1を構成する各部の動作を制御する。制御部70は、水素貯蔵モードを行うときには、たとえば、オペレータによって入力された目標時点において、予め設定された目標量に水素の貯蔵量が達するように制御を行う。たとえば、イベントが行われる時点よりも前の時点が目標時点として入力され、最大貯蔵量Smaxが目標量として設定されているときには、制御装置70は、そのイベントが行われる前の時点で水素の貯蔵量が最大貯蔵量Smaxになるように、制御を行う。なお、制御部70は、予め設定された目標量でなく、オペレータによって入力された目標量に水素の貯蔵量が達するように制御を行ってもよい。ここでは、制御装置70は、たとえば、後に行われるイベントで必要な電力量に基づいて水素貯蔵量の目標量を算出し、設定してもよい。また、上記では、水素の貯蔵量が目標時点(目標期限)において目標量に達するように各部の動作を制御する場合について説明したが、目標時点(目標期限)を定めずに、水素の貯蔵量が目標量に達するように各部の動作を制御してもよい。
水素貯蔵モードを行う操作指令が入力された場合であって、水素の貯蔵量が目標量よりも少ないときには、制御装置70は、水素発生装置40が水素H40を生成し、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する動作を優先して実行するように、電力供給システム1の動作を制御する。ここでは、制御装置70は、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10bを、電力系統2の電力E2aよりも優先させて水素発生装置40へ供給することによって、水素発生装置40に水素H40を生成させ、その水素発生装置40が生成した水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵させる。水素貯蔵モードでは、水素外部供給モードの場合と異なり、制御装置70は、水素貯蔵装置50に貯蔵された水素H50を外部の燃料電池自動車4(外部水素使用装置)に供給する動作を制限する。制御装置70は、水素貯蔵モードを行う操作指令に基づいて、水素発生装置40が水素H40を生成し、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵した後には、燃料電池発電装置60を動作させる操作指令に基づいて、燃料電池発電装置60が発電を行い、その発電によって発生した電力E60を負荷部3に出力するように、電力供給システム1の動作を制御する。たとえば、イベントが行われるときに、燃料電池発電装置60を動作させる操作指令が入力され、その操作指令に基づいて、燃料電池発電装置60が発電を行う。
[B]電力供給システム1の動作
上述した電力供給システム1の動作について、更に具体的に説明する。
図5A,図5B,図6A,図6B,図7A,図7B,図8A,図8B,図9A,図9Bは、実施形態に係る電力供給システム1の動作を示す図である。
図5A,図5Bは、内部負荷モードを実行するときの動作を示している。図6A,図6Bは、売電モードを実行するときの動作を示している。図7A,図7Bは、自立運転モードを実行するときの動作を示している。図8A,図8Bは、水素外部供給モードを実行するときの動作を示している。図9A,図9Bは、水素貯蔵モードを実行するときの動作を示している。
各図では、電力供給システム1の各部において、電力供給、売電、水素供給等が行われる場合には、「有り」と表記している。これに対して、電力供給システム1の各部において、電力供給、売電、水素供給等が行われない場合には、「無し」と表記している。
以下より、各図を用いて、各モードを実行するときの動作の詳細について、順次、説明する。
[B−1]内部負荷モード 内部負荷モードは、再生可能エネルギー発電装置10の電力E10a、および、燃料電池発電装置60の電力E60を、電力系統2の電力E2よりも優先的に負荷部3へ供給するときに実行される。
図5A,図5Bに示すように、内部負荷モードを実行する際には、負荷部3の電力使用の状況と、再生可能エネルギー発電装置10の発電の状況と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵の状況とのそれぞれに応じて、制御装置70が各部の動作を制御する。
このため、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)と無い場合(条件2−1−1から条件2−2)とに応じて、内部負荷モードが異なる動作で実行される。つまり、負荷部3で使用されている電力使用量(=D3)がゼロよりも多い場合(D3>0)と、負荷部3の電力使用量(=D3)がゼロである場合(D3=0)とに応じて動作が異なる。
また、再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(条件1−1−1から条件1−2−3,条件2−1−1から条件2−1−3)と無い場合(条件1−3−1から条件1−3−3,条件2−2)とに応じて、内部負荷モードの動作が制御される。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロよりも多い場合(P10>0)と、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである場合(P10=0)とに応じて動作が制御される。更に、再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(P10>0)については、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)よりも多い場合(P10>D3,条件1−1−1から条件1−1−3)と、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)以下である場合(P10≦D3,条件1−2−1から条件1−2−3)とに応じて動作が制御される。
これと共に、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が有る場合(条件1−1−1から条件1−1−2,条件1−2−1から条件1−2−2,条件1−3−1から条件1−3−2,条件2−1−1から条件2−1−2)と無い場合(条件1−1−3,条件1−2−3,条件1−3−3,条件2−1−3)とに応じて、内部負荷モードの動作が制御される。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵量(=S50)がゼロよりも多い場合(S50>0)と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵量(=S50)がゼロである場合(S50=0)とに応じて動作が制御される。更に、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が有る場合(S50>0)については、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが無い場合(条件1−1−1,条件1−2−1,条件1−3−1,条件2−1−1)と有る場合(条件1−1−2,条件1−2−2,条件1−3−2,条件2−1−2)とに応じて動作が制御される。換言すると、水素貯蔵装置50の水素貯蔵量(=S50)が最大水素貯蔵量Smaxである場合(S50=Smax)と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵量(=S50)が最大水素貯蔵量Smaxよりも少ない場合(S50<Smax)とに応じて、動作が制御される。
図5A,図5Bに示すように、内部負荷モードを実行する際において、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)には、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2との少なくとも1つから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2の供給が行われる。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10aを、電力系統2の電力E2および燃料電池発電装置60で発電される電力E60よりも優先させて負荷部3へ供給する。これと共に、燃料電池発電装置60で発電される電力E60を、電力系統2の電力E2よりも優先させて、負荷部3へ供給する。これに対して、負荷部3の電力使用が無い場合(条件2−1−1から条件2−2)には、当然ながら、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
また、内部負荷モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)よりも多い場合(P10>D3)であって、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に空きが有る場合(条件1−1−2,条件1−1−3,条件2−1−2,条件2−1−3)には、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。これにより、水素発生装置40に水素H40を生成させ、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵させる。内部負荷モードを実行する際には、電力系統2から水素発生装置40に電力E2aを供給しない。
更に、内部負荷モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)よりも多い場合(P10>D3,条件1−1−1から条件1−1−3,条件2−1−1から条件2−1−3)には、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。
内部負荷モードを実行する際には、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aを供給しない。
内部負荷モードを実行する場合において、各条件(条件1−1−1から条件2−2)に応じて行われる動作の具体的内容について、順次、説明する。
[B−1−1]条件1−1−1
まず、条件1−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が有り(D3>0)、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)よりも多く(P10>D3)、かつ、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に関して空きが無いとき(S50=Smax)の条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給する。ここでは、負荷部3の電力使用量(=D3)に応じた電力を、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ供給する。このとき、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給しない。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から負荷部3の電力使用量(=D3)を引いた量になる(S2=P10−D3)。
[B−1−2]条件1−1−2
条件1−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給する。ここでは、負荷部3の電力使用量(=D3)に応じた電力を、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ供給する。このとき、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給しない。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)を引いた量以下である(D40≦P10−D3)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)、および、水素発生装置40へ供給した電力供給量(=D40)を差し引いた量になる(S2=P10−D3−D40)。
[B−1−3]条件1−1−3
条件1−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−1−1、条件1−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−1、および、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給する。ここでは、負荷部3の電力使用量(=D3)に応じた電力を、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ供給する。このとき、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給しない。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)を引いた量以下である(D40≦P10−D3)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件1−1−3の場合には、条件1−1−1および条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)、および、水素発生装置40へ供給した電力供給量(=D40)を引いた量になる(S2=P10−D3−D40)。
[B−1−4]条件1−2−1
条件1−2−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)以下である点(P10≦D3)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから負荷部3へ電力E10a,E60を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10の全てを負荷部3へ供給すると共に、更に、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給する。そして、必要に応じて、電力系統2から更に負荷部3へ電力E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10の発電量と燃料電池発電装置60の発電量との合計量が、負荷部3の電力使用量よりも小さいときに、電力系統2から更に負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−1−5]条件1−2−2
条件1−2−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−2−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから負荷部3へ電力E10a,E60を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10の全てを負荷部3へ供給すると共に、更に、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給する。また、必要に応じて、電力系統2から更に負荷部3へ電力E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10の発電量と燃料電池発電装置60の発電量との合計量が、負荷部3の電力使用量よりも小さいときに、電力系統2から更に負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−1−6]条件1−2−3
条件1−2−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−2−1、条件1−2−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10および電力系統2から負荷部3へ電力を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10の全てを負荷部3へ供給する。燃料電池発電装置60からは、負荷部3へ電力E60を供給しない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−1−7]条件1−3−1
条件1−3−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給する。ここでは、燃料電池発電装置60の電力E60を、電力系統2の電力E2よりも優先させて、負荷部3へ供給する。このとき、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−1−8]条件1−3−2
条件1−3−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−3−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給する。ここでは、燃料電池発電装置60の電力E60を、電力系統2の電力E2よりも優先させて、負荷部3へ供給する。このとき、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−1−9]条件1−3−3
条件1−3−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−3−1、条件1−3−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と異なり、電力系統2から負荷部3へ電力を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10および燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−1−10]条件2−1−1
条件2−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が無い点(D3=0)を除き、上記の条件1−1−1から条件1−2−3の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−1の場合には、上記の条件1−1−1から条件1−2−3の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(S2=P10)。
[B−1−11]条件2−1−2
条件2−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件2−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)以下である(D40≦P10)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、水素発生装置40へ供給した電力供給量(=D40)を引いた量になる(S2=P10−D40)。
[B−1−12]条件2−1−3
条件2−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件2−1−1、条件2−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−1、および、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)以下である(D40≦P10)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件2−1−3の場合には、条件2−1−1および条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、水素発生装置40へ供給した電力供給量(=D40)を引いた量になる(S2=P10−D40)。
[B−1−13]条件2−2
条件2−2の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件2−1−1から条件2−1−3の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2の場合には、上記の条件2−1−1から条件2−1−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−2の場合には、条件2−1−1から条件2−1−3の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−2]売電モード
売電モードは、上述したように、再生可能エネルギー発電装置10の電力E10aを負荷部3へ供給することよりも、再生可能エネルギー発電装置10の電力E10cを電力系統2へ出力して売電することを優先させるときに実行される。
図6A,図6Bに示すように、売電モードを実行する際には、負荷部3の電力使用の状況と、再生可能エネルギー発電装置10の発電の状況と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵の状況とのそれぞれに応じて、制御装置70が各部の動作を制御する。
このため、売電モードの動作は、内部負荷モードの場合と同様に、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)と無い場合(条件2−1−1から条件2−3)とに応じて制御される。
また、売電モードの動作は、内部負荷モードの場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(条件1−1−1から条件1−2−3,条件2−1−1から条件2−1−3)と無い場合(条件1−3−1から条件1−3−3,条件2−2)とに応じて制御される。再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(P10>0)については、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が売電制限量(=Cx)よりも多い場合(P10>Cx,条件1−1−1から条件1−1−3、条件2−1−1から条件2−1−3)と、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が売電制限量(=Cx)以下である場合(P10≦Cx,条件1−2−1から条件1−2−3、条件2−2−1から条件2−2−3)とに応じて、動作が制御される。
これと共に、売電モードの動作は、内部負荷モードの場合と同様に、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が有る場合(条件1−1−1から条件1−1−2,条件1−2−1から条件1−2−2,条件1−3−1から条件1−3−2,条件2−1−1から条件2−1−2,条件2−2−1から条件2−2−2)と無い場合(条件1−1−3,条件1−2−3,条件1−3−3,条件2−1−3,条件2−2−3)とに応じて制御される。更に、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が有る場合(S50>0)については、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが無い場合(条件1−1−1,条件1−2−1,条件1−3−1,条件2−1−1,条件2−2−1)と有る場合(条件1−1−2,条件1−2−2,条件1−3−2,条件2−1−2,条件2−2−2)とに応じて、売電モードの動作が制御される。
図6A,図6Bに示すように、売電モードを実行する際において、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)には、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2との少なくとも1つから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2の供給が行われる。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10aを、電力系統2の電力E2および燃料電池発電装置60で発電される電力E60よりも優先させて負荷部3へ供給する。これに対して、負荷部3の電力使用が無い場合(条件2−1−1から条件2−3)には、当然ながら、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
また、売電モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が売電制限量(=Cx)よりも多い場合(P10>Cx)であって、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に空きが有る場合(条件1−1−2,条件1−1−3,条件2−1−2,条件2−1−3)には、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。これにより、水素発生装置40に水素H40を生成させ、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵させる。売電モードを実行する際には、電力系統2から水素発生装置40に電力E2aを供給しない。
更に、売電モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(P10>0,条件1−1−1から条件1−2−3,条件2−1−1から条件2−2−3)には、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の電力E10cは、売電される。
売電モードを実行する際には、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aを供給しない。
売電モードの場合において、各条件(条件1−1−1から条件2−3)に応じて行われる動作の具体的内容について、順次、説明する。
[B−2−1]条件1−1−1
まず、条件1−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が有り(D3>0)、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が売電制限量(=Cx)よりも多く(P10>Cx)、かつ、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に関して空きが無いとき(S50=Smax)の条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10a,E60を供給する。このとき、必要に応じて、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が、負荷部3の電力使用量(=D3)よりも小さいときに、燃料電池発電装置60から更に負荷部3へ電力E60を供給する。また、更に不足している場合には、電力系統2から負荷部3へ更に電力E2を供給する。つまり、ここでは、再生可能エネルギー発電装置10の発電量と燃料電池発電装置60の発電量との合計量が、負荷部3の電力使用量よりも小さいときに、電力系統2から更に負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。ただし、燃料電池発電装置60で水素を消費したときには、その消費分を補うように、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給してもよい。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
なお、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10が余る場合には、たとえば、水素貯蔵装置50において水素貯蔵タンク501を増設することによって、水素貯蔵装置50の水素貯蔵容量を増加し、水素発生装置40で生成した水素を更に多く貯蔵するように構成する。その他、この場合には、再生可能エネルギー発電装置10の発電量を調整してもよい。
[B−2−2]条件1−1−2
条件1−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−2の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給するが、条件1−1−1の場合と異なり、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。このとき、必要に応じて、電力系統2から負荷部3へ更に電力E2を供給する。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)と、電力系統2へ売電した売電量S2とを引いた量である(D40=P10−D3−S2)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
[B−2−3]条件1−1−3
条件1−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−1−1、条件1−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給するが、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。このとき、必要に応じて、電力系統2から負荷部3へ更に電力E2を供給する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)と、電力系統2へ売電した売電量S2とを引いた量である(D40=P10−D3−S2)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件1−1−3の場合には、条件1−1−1および条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
[B−2−4]条件1−2−1
条件1−2−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が売電制限量(=Cx)以下である点(P10≦Cx)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。また、電力系統2から導入する電力E2aを減少させる場合には、燃料電池発電装置60の電力供給を電力系統2の電力供給よりも優先する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
[B−2−5]条件1−2−2 条件1−2−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−2−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。また、電力系統2から導入する電力E2aを減少させる場合には、燃料電池発電装置60の電力供給を電力系統2の電力供給よりも優先する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
[B−2−6]条件1−2−3
条件1−2−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−2−1、条件1−2−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と異なり、電力系統2から負荷部3へ電力を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10および燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
[B−2−7]条件1−3−1
条件1−3−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給する。このとき、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−2−8]条件1−3−2
条件1−3−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−3−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E60,E2を供給する。このとき、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−2−9]条件1−3−3
条件1−3−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−3−1、条件1−3−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と異なり、電力系統2から負荷部3へ電力を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10および燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−2−10]条件2−1−1
条件2−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が無い点(D3=0)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−1の場合には、上記の条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
なお、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10が余る場合には、たとえば、水素貯蔵装置50において水素貯蔵タンク501を増設することによって、水素貯蔵装置50の水素貯蔵容量を増加し、水素発生装置40で生成した水素を更に多く貯蔵するように構成する。その他、この場合には、再生可能エネルギー発電装置10の発電量を調整してもよい。
[B−2−11]条件2−1−2
条件2−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件2−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から売電量S2を引いた値である(D40=P10−S2)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
[B−2−12]条件2−1−3
条件2−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件2−1−1、条件2−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−1、および、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から売電量S2を引いた値である(D40=P10−S2)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件2−1−3の場合には、条件2−1−1および条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
[B−2−13]条件2−2−1
条件2−2−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が売電制限量(=Cx)以下である点(P10≦Cy)を除き、上記の条件2−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2−1の場合には、上記の条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2−1の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−1−1の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
[B−2−14]条件2−2−2
条件2−2−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件2−2−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2−2の場合には、条件2−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2−2の場合には、条件2−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
そして、条件2−2−2の場合には、条件2−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
[B−2−15]条件2−2−3
条件2−2−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件2−2−1、条件2−2−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2−3の場合には、条件2−2−1、および、条件2−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2−3の場合には、条件2−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
そして、条件2−2−3の場合には、条件2−2−1および条件2−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
[B−2−16]条件2−3
条件2−3の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件2−1−1から条件2−1−3、および、条件2−2−1から条件2−2−3の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−3の場合には、条件2−1−1から条件2−1−3、および、条件2−2−1から条件2−2−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−3の場合には、条件2−1−1から条件2−1−3、および、条件2−2−1から条件2−2−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。ただし、必要に応じて、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給し、水素発生装置40において水素H40を生成してもよい。
条件2−3の場合には、条件2−1−1から条件2−1−3、および、条件2−2−1から条件2−2−3の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3]自立運転モード
自立運転モードは、上述したように、たとえば、災害などによって停電が発生した異常時、または、孤島に設置された場合のように、電力系統2の電力E2が供給されない状態のときに、実行される。
図7A,図7Bに示すように、自立運転モードを実行する際には、内部負荷モードを実行する場合と同様に、負荷部3の電力使用の状況と、再生可能エネルギー発電装置10の発電の状況と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵の状況とのそれぞれに応じて、制御装置70が各部の動作を制御する。
図7A,図7Bに示すように、自立運転モードを実行する際において、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)には、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60との少なくとも1つから、負荷部3へ電力E10a,E60の供給が行われる。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10aを、燃料電池発電装置60で発電される電力E60よりも優先させて負荷部3へ供給する。これに対して、負荷部3の電力使用が無い場合(条件2−1−1から条件2−2)には、当然ながら、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
また、自立運転モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)よりも多い場合(P10>D3)であって、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に空きが有る場合(条件1−1−2,条件1−1−3,条件2−1−2,条件2−1−3)には、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。これにより、水素発生装置40に水素H40を生成させ、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵させる。
自立運転モードを実行する際においては、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
また、自立運転モードを実行する際には、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aを供給しない。
自立運転モードを実行する場合において、各条件(条件1−1−1から条件2−2)に応じて行われる動作の具体的内容について、順次、説明する。
[B−3−1]条件1−1−1
まず、条件1−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が有り(D3>0)、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)よりも多く(P10>D3)、かつ、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に関して空きが無いとき(S50=Smax)の条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給する。このとき、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、上述したように、売電を行わない。
なお、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10が余る場合には、たとえば、水素貯蔵装置50において水素貯蔵タンク501を増設することによって、水素貯蔵装置50の水素貯蔵容量を増加し、水素発生装置40で生成した水素を更に多く貯蔵するように構成する。その他、この場合には、再生可能エネルギー発電装置10の発電量を調整してもよい。
[B−3−2]条件1−1−2
条件1−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給する。このとき、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)を引いた量である(D40=P10−D3)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−3]条件1−1−3
条件1−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−1−1、条件1−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−1、および、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給する。このとき、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から、負荷部3の電力使用量(=D3)を引いた量である(D40=P10−D3)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
そして、条件1−1−3の場合には、条件1−1−1および条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−4]条件1−2−1
条件1−2−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が負荷部3の電力使用量(=D3)以下である点(P10≦D3)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから負荷部3へ電力E10a,E60を供給する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−5]条件1−2−2
条件1−2−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−2−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから負荷部3へ電力を供給する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から、水素発生装置40へ電力E10bを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−6]条件1−2−3
条件1−2−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−2−1、条件1−2−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−3の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給するが、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と異なり、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−1および条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−7]条件1−3−1
条件1−3−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給する。このとき、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力を供給しない(E10a=0)。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から、水素発生装置40へ電力E10bを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−8]条件1−3−2
条件1−3−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−3−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、燃料電池発電装置60から、負荷部3へ電力E60を供給する。このとき、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−9]条件1−3−3
条件1−3−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−3−1、条件1−3−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10および燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−10]条件2−1−1
条件2−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が無い点(D3=0)を除き、上記の条件1−1−1から条件1−2−3の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−1の場合には、上記の条件1−1−1から条件1−2−3の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60のそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
なお、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10が余る場合には、たとえば、水素貯蔵装置50において水素貯蔵タンク501を増設することによって、水素貯蔵装置50の水素貯蔵容量を増加し、水素発生装置40で生成した水素を更に多く貯蔵するように構成する。その他、この場合には、再生可能エネルギー発電装置10の発電量を調整してもよい。
[B−3−11]条件2−1−2
条件2−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件2−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(D40=10)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−12]条件2−1−3
条件2−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件2−1−1、条件2−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−1、および、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(D40=P10)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−3−13]条件2−2
条件2−2の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件2−1−1から条件2−1−3の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2の場合には、上記の条件2−1−1から条件2−1−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件2−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から、水素発生装置40へ電力E10bを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−2の場合には、条件2−1−1から条件2−1−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
[B−4]水素外部供給モード
水素外部供給モードは、水素貯蔵装置50が貯蔵している水素H50を外部の燃料電池自動車4(外部水素使用装置)に供給した場合に、水素発生装置40に水素H40を生成させて水素貯蔵装置50に水素H40を補充するときに実行される。
図8A,図8Bに示すように、水素外部供給モードを実行する際には、負荷部3の電力使用の状況と、再生可能エネルギー発電装置10の発電の状況と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵の状況とのそれぞれに応じて、制御装置70が各部の動作を制御する。
このため、水素外部供給モードの動作は、内部負荷モードの場合と同様に、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)と無い場合(条件2−1−1から条件2−3)とに応じて、制御される。
また、水素外部供給モードの動作は、内部負荷モードの場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(条件1−1−1から条件1−2−3,条件2−1−1から条件2−1−3)と無い場合(条件1−3−1から条件1−3−3,条件2−2)とに応じて、水素外部供給モードの動作が制御される。再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合(P10>0)については、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が、水素発生装置40において電解のときに使用する電解電力量(=Cy)以上の場合(P10≧Cy,条件1−1−1から条件1−1−3、条件2−1−1から条件2−1−3)と、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が水素発生装置40の電解電力量(=Cy)よりも少ない場合(P10<Cy,条件1−2−1から条件1−2−3、条件2−2−1から条件2−2−3)とに応じて、動作が制御される。
これと共に、水素外部供給モードの動作は、内部負荷モードの場合と同様に、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が有る場合(条件1−1−1から条件1−1−2,条件1−2−1から条件1−2−2,条件1−3−1から条件1−3−2,条件2−1−1から条件2−1−2,条件2−2−1から条件2−2−2)と無い場合(条件1−1−3,条件1−2−3,条件1−3−3,条件2−1−3,条件2−2−3)とに応じて、水素外部供給モードの動作が制御される。水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が有る場合(S50>0)については、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが無い場合(条件1−1−1,条件1−2−1,条件1−3−1,条件2−1−1,条件2−2−1)と有る場合(条件1−1−2,条件1−2−2,条件1−3−2,条件2−1−2,条件2−2−2)とに応じて、動作が制御される。
図8A,図8Bに示すように、水素外部供給モードを実行する際において、負荷部3の電力使用が有る場合(条件1−1−1から条件1−3−3)には、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2との少なくとも1つから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2の供給が行われる。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力E10aを、電力系統2の電力E2および燃料電池発電装置60で発電される電力E60よりも優先させて負荷部3へ供給する。これに対して、負荷部3の電力使用が無い場合(条件2−1−1から条件2−3)には、当然ながら、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
また、水素外部供給モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロを超える場合(P10>0)であって、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に空きが有る場合(条件1−1−2,条件1−1−3,条件1−2−2,条件1−2−3,条件2−1−2,条件2−1−3,条件2−2−2,条件2−2−3)には、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。これと共に、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が水素発生装置40の電解電力量(=Cy)よりも少ない場合(P10<Cy)には、電力系統2から水素発生装置40へ電力を供給する。これにより、水素発生装置40に水素H40を生成させ、その水素発生装置40で生成された水素H40を水素貯蔵装置50に貯蔵させる。
更に、水素外部供給モードを実行する際において、再生可能エネルギー発電装置10の発電が有る場合であって、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)に余剰がある場合には(P10>0,条件1−1−1から条件1−2−1,条件2−1−1から条件2−2−1)、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。
水素外部供給モードを実行する際には、各条件(条件1−1−1から条件2−3)に関わらずに、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aを供給する。
水素外部供給モードの場合において、各条件(条件1−1−1から条件2−3)に応じて行われる動作の具体的内容について、順次、説明する。
[B−4−1]条件1−1−1
まず、条件1−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が有り(D3>0)、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が水素貯蔵装置50の電解電力量(=Cy)以上(P10≧Cy)であり、かつ、水素貯蔵装置50において水素貯蔵に関して空きが無いとき(S50=Smax)の条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10および燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給する。このとき、必要に応じて、電力系統2から負荷部3へ更に電力E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10の発電量と燃料電池発電装置60の発電量との合計量が、負荷部3の電力使用量よりも小さいときに、電力系統2から更に負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−1−1の場合には、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−2]条件1−1−2
条件1−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−2の場合には、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給するが、条件1−1−1の場合と異なり、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。このとき、必要に応じて、電力系統2から負荷部3へ更に電力E2を供給する。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40a=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。なお、電力系統2から水素発生装置40へ電力E2を供給しない。つまり、電力系統2から水素発生装置40へ供給する電力E2の電力供給量(=D40b)は、ゼロである(D40b=0)。このため、水素発生装置40が供給される全ての電力供給量(=D40)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40=D40a+D40b=Cy)。
条件1−1−2の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−3]条件1−1−3
条件1−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−1−1、条件1−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給するが、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給しない。このとき、必要に応じて、電力系統2から負荷部3へ更に電力E2を供給する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40a=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件1−1−3の場合には、条件1−1−1および条件1−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−4]条件1−2−1
条件1−2−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が水素貯蔵装置50の電解電力量(=Cy)よりも少ない点(P10<Cy)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、電力系統2から負荷部3へ電力E2を供給する。また、必要に応じて、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給する。たとえば、電力系統3から導入する電力E2aを減らすと共に、燃料電池自動車4へ供給する水素量を確保するように、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E60を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から負荷部3へ電力E10aを供給しない(E10a=0)。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−2−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−5]条件1−2−2
条件1−2−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−2−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と同様に、電力系統2から負荷部3へ電力E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10、および、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10および電力系統2から水素発生装置40へ電力E10b,E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(D40a=P10)。また、電力系統2から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40b)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から電解電力量(=Cy)を引いた量と同じである(D40b=P10−Cy)。このため、水素発生装置40が供給される全ての電力供給量(=D40)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40=D40a+D40b=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件1−2−2の場合には、条件1−2−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−6]条件1−2−3
条件1−2−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−2−1、条件1−2−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−2の場合と同様に、電力系統2から負荷部3へ電力E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10、および、燃料電池発電装置60から負荷部3へ電力E10a,E60を供給しない。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10および電力系統2から水素発生装置40へ電力E10b,E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(D40a=P10)。また、電力系統2から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40b)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から電解電力量(=Cy)を引いた量と同じである(D40b=P10−Cy)。このため、水素発生装置40が供給される全ての電力供給量(=D40)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40=D40a+D40b=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件1−2−3の場合には、条件1−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−7]条件1−3−1
条件1−3−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。ここでは、電力系統2から負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−1の場合には、条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−8]条件1−3−2
条件1−3−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件1−3−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。ここでは、電力系統2から負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−2の場合には、条件1−3−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−9]条件1−3−3
条件1−3−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件1−3−1、条件1−3−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。ここでは、電力系統2から負荷部3へ電力E2を供給する。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件1−3−3の場合には、条件1−3−1および条件1−3−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−10]条件2−1−1 条件2−1−1の場合における動作について説明する。つまり、負荷部3の電力使用が無い点(D3=0)を除き、上記の条件1−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−1の場合には、上記の条件1−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−1−1の場合には、条件1−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
[B−4−11]条件2−1−2
条件2−1−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件2−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40a=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。なお、電力系統2から水素発生装置40へ電力E2を供給しない。つまり、電力系統2から水素発生装置40へ供給する電力E2の電力供給量(=D40b)は、ゼロである(D40b=0)。このため、水素発生装置40が供給される全ての電力供給量(=D40)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40=D40a+D40b=Cy)。
条件2−1−2の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−12]条件2−1−3
条件2−1−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件2−1−1、条件2−1−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−1、および、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ電力E10bを供給する。ここでは、水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40a=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。なお、電力系統2から水素発生装置40へ電力E2を供給しない。
条件2−1−3の場合には、条件2−1−1および条件2−1−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、売電制限量(=Cx)になる(S2=Cx)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−13]条件2−2−1
条件2−2−1の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)が水素貯蔵装置50の電解電力量(=Cy)よりも少ない点(P10<Cy)を除き、上記の条件2−1−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2−1の場合には、上記の条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2−1の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−1−1の場合には、条件2−1−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力することによって、売電を行う。ここでは、売電量(=S2)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)になる(S2=P10)。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−14]条件2−2−2
条件2−2−2の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50の水素貯蔵に関して空きが有る点(S50<Smax)を除き、上記の条件2−2−1の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2−2の場合には、条件2−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2−2の場合には、条件2−2−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10および電力系統2から水素発生装置40へ電力E10b,E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(D40a=P10)。また、電力系統2から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40b)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から電解電力量(=Cy)を引いた量と同じである(D40b=P10−Cy)。このため、水素発生装置40が供給される全ての電力供給量(=D40)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40=D40a+D40b=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件2−2−2の場合には、条件2−2−1の場合と異なり、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−15]条件2−2−3
条件2−2−3の場合における動作について説明する。つまり、水素貯蔵装置50において水素の貯蔵が無い点(S50=0)を除き、上記の条件2−2−1、条件2−2−2の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−2−3の場合には、条件2−2−1、および、条件2−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−2−3の場合には、条件2−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10および電力系統2から水素発生装置40へ電力E10b,E2を供給する。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40a)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)と同じである(D40a=P10)。また、電力系統2から水素発生装置40へ供給する電力供給量(=D40b)は、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)から電解電力量(=Cy)を引いた量と同じである(D40b=P10−Cy)。このため、水素発生装置40が供給される全ての電力供給量(=D40)は、電解電力量(=Cy)と同じである(D40=D40a+D40b=Cy)。これにより、水素発生装置40においては、水素H40の生成が行われ、その生成された水素H40を水素貯蔵装置50が貯蔵する。
条件2−2−3の場合には、条件2−2−2の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−4−16]条件2−3
条件2−3の場合における動作について説明する。つまり、再生可能エネルギー発電装置10の発電量(=P10)がゼロである点(P10=0)を除き、上記の条件2−1−1から条件2−1−3、および、条件2−2−1から条件2−2−3の場合と同じ条件における動作に関して、説明する。
条件2−3の場合には、条件2−1−1から条件2−1−3、および、条件2−2−1から条件2−2−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と燃料電池発電装置60と電力系統2とのそれぞれから、負荷部3へ電力E10a,E60,E2を供給しない。
条件2−3の場合には、条件2−1−1および条件2−2−1の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10と電力系統2とのそれぞれから、水素発生装置40へ電力E10b,E2aを供給しない。つまり、水素発生装置40においては、水素H40が生成されない。
条件2−3の場合には、条件2−2−1および条件2−2−3の場合と同様に、再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10cを電力系統2へ出力しない(E10c=0)。つまり、売電を行わない。
そして、上述したように、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aの供給が行われる。
[B−5]水素貯蔵モード
水素貯蔵モードは、上述したように、水素貯蔵装置50が貯蔵する水素の貯蔵量が目標量に達するように、電力供給システム1の動作を制御する運転モードである。たとえば、イベントが行われる時点よりも前の時点が目標時点として入力され、最大貯蔵量Smaxが目標量として設定されているときには、制御装置70は、そのイベントが行われる前の時点で水素の貯蔵量が最大貯蔵量Smaxになるように、制御を行う。
図9A,図9Bに示すように、水素貯蔵モードを実行する際には、水素外部供給モードの場合と同様に、負荷部3の電力使用の状況と、再生可能エネルギー発電装置10の発電の状況と、水素貯蔵装置50の水素貯蔵の状況とのそれぞれに応じて、制御装置70が各部の動作を制御する。
図8A,図8Bと図9A,図9Bとを比較して判るように、水素外部供給モードでは、各条件(条件1−1−1から条件2−3)に関わらずに、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aを供給しているが、水素貯蔵モードでは、水素貯蔵装置50から燃料電池自動車4へ水素H50aを供給しない。この点を除き、水素貯蔵モードは、水素外部供給モードの場合と同様に、各部が制御される。
水素貯蔵モードを実行することによって、水素貯蔵装置50が貯蔵する水素の貯蔵量を、目標時点(たとえば、イベントの開始時点よりも前の時点)において、目標量(たとえば、最大貯蔵量Smax)にする。
水素貯蔵モードを実行した後であって、たとえば、イベントが行われるときには、水素貯蔵モードにおいて水素貯蔵装置50に貯蔵された水素H50を用いて、燃料電池発電装置60が発電を行い、その発電によって発生した電力E60を負荷部3に出力する。
本実施形態では、水素貯蔵モードを実行した後には、上述の内部負荷モードと自立運転モードとの一方を実行するように制御を行う。たとえば、操作者が入力した操作信号に応じて、内部負荷モードと自立運転モードとの一方を選択して実行する。内部負荷モードと自立運転モードとの一方を実行する際に、必要に応じて、燃料電池発電装置60で発電を行い、その発電によって発生した電力E60を負荷部3に出力する。
水素貯蔵モードを実行した後においては、上述の内部負荷モードと自立運転モードとの一方を自動的に実行する。たとえば、イベントが実施される日時を操作者が入力し、その入力された日時に合わせて、内部負荷モードと自立運転モードとの一方を実行するように、制御装置70が各部の動作を制御する。この他に、水素貯蔵モードを実行した後に、操作者が入力した操作信号に応じて、内部負荷モードと自立運転モードとの一方を実行するよう構成されていてもよい。
[C]まとめ
以上のように、本実施形態の電力供給システム1では、水素貯蔵モードを実行することによって、水素貯蔵装置50が貯蔵する水素の貯蔵量が目標量に達するように、電力供給システム1の動作が制御される。このため、本実施形態では、必要なときに、水素の貯蔵量が不十分になる状態を容易に回避可能である。
本実施形態では、水素貯蔵モードを行う操作指令が入力されたときには、水素貯蔵装置50が貯蔵する水素の貯蔵量が目標時点において、上記の目標量に達するように、電力供給システム1の動作を制御する。このため、本実施形態では、たとえば、イベントが行われるときのように電力が多く必要な際に、水素の貯蔵量が十分であって、燃料電池発電装置60から電力を安定的に供給することができる。つまり、本実施形態では、水素貯蔵モードが設定されているので、「多くの電力を必要とする事象に備えて、水素を貯めておきたい」要求に対応することができる。その結果、本実施形態の電力供給システム1は、電力を安定的に供給することを容易に実現可能である。
また、本実施形態の電力供給システム1では、運転モードとして、内部負荷モードと売電モードと自立運転モードと水素外部供給モードと水素貯蔵モードとが設定されており、上記の複数の運転モードから選択された運転モードを実行可能である。したがって、本実施形態では、状況に応じて、電力を安定的に供給することを容易に実現可能である。具体的には、本実施形態では、水素外部供給モードが設定されているので、外部に供給するために、水素を優先的に製造し貯蔵したい要求に対応することができる。また、売電モードが設定されているので、売電による収入を拡大したい要求に対応することができる。また、内部負荷モードが設定されているので、電力供給システム1の電力E10a,E60を、電力系統2の電力E2よりも優先的に負荷部3へ供給する要求に対応することができる。また、自立運転モードが設定されているので、たとえば、異常時(災害時など)または孤島に設置された場合のように、電力系統2の電力E2が供給されない状態のときに負荷部3へ電力を供給する要求に対応することができる。
本実施形態の電力供給システム1において、水素発生装置40と水素貯蔵装置50と燃料電池発電装置60とのそれぞれは、個別にパッケージ化されたものであって、運搬可能である。このため、たとえば、災害時において、電力供給システム1を被災地域に迅速に設置することができる。
[D]変形例
上記の実施形態において、電力供給システム1は、再生可能エネルギー発電装置10が出力した直流電力がコンバータによって調整された後に、直流電力(=E10b)のまま、水素発生装置へ供給されるように構成されていてもよい。
上記の実施形態において、電力供給システム1は、既に設置されている再生可能エネルギー発電装置10において再生可能エネルギーを利用して発電された電力を用いて、水素発生装置40の運転が行われるように構成されていてもよい。
上記の実施形態では、再生可能エネルギー発電装置10は、太陽光発電装置である場合について説明したが、これに限らない。再生可能エネルギー発電装置10は、太陽光以外に、風力、太陽熱、地熱、バイオマスなどの他の再生可能エネルギーを用いて発電を行う発電装置であってもよい。
上記の実施形態では、水素発生装置40の水電解装置401が固体高分子(PEM)水電解によって水素を生成する場合について説明したが、これに限らない。水電解装置401は、アルカリ水電解やSOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell)による高温水蒸気電解によって水素を生成するように構成されていてもよい。
上記の実施形態では、水素発生装置40は、水の電気分解によって水素を発生する場合について説明したが、これに限らない。水素発生装置40は、有機ハイドライドについて脱水素反応が生じさせることによって水素を発生するように、構成されていてもよい。また、水素発生装置40は、触媒反応、光触媒や熱分解で水素を発生するように、構成されていてもよい。
上記の実施形態では、電力供給システム1が再生可能エネルギー発電装置10を備える場合について説明したが、これに限らない。再生可能エネルギー発電装置10を備えていなくてもよい。この場合には、水素発生装置40は、外部の電力系統2から供給された電力を用いて、水素の生成を行う。
上記の実施形態では、水素貯蔵装置50は、水素貯蔵タンク501を含む場合について説明したが、これに限らない。水素貯蔵装置50は、水素吸蔵合金を用いて水素を貯蔵するように構成されていてもよい。
上記の実施形態では、電力供給システム1は、電力系統2(商用電源)に連系され、電力系統2から電力が供給されるように構成されているが、これに限らない。電力供給システム1は、電力系統2から電力が供給されなくてもよい。
上記の実施形態において、電力供給システム1は、水素発生装置40と水素貯蔵装置50と燃料電池発電装置60とのそれぞれが個別にパッケージ化されたものである場合について説明したが、これに限らない。それぞれがパッケージ化されていなくてもよい。その他、たとえば、コンテナ(200,400,600等)の上に再生可能エネルギー発電装置10(太陽光発電(PV)装置)を設置することによって、再生可能エネルギー発電装置10を運搬可能にしてもよい。
本実施形態の電力供給システム1は、必要に応じて、複数の水素発生装置40を備え、その複数の水素発生装置40のそれぞれが、水素貯蔵装置50へ水素を供給するように構成されていてもよい。これにより、水素の発生量を増大させることができる。
本実施形態の電力供給システム1は、必要に応じて、複数の水素貯蔵装置50を備え、その複数の水素貯蔵装置50のそれぞれが、水素発生装置40から供給された水素を貯蔵すると共に、その貯蔵した水素を燃料電池発電装置60へ供給するように構成されていてもよい。これにより、水素の貯蔵量を増大させることができる。
本実施形態の電力供給システム1は、必要に応じて、複数の燃料電池発電装置60を備え、その複数の燃料電池発電装置60のそれぞれが、電力および温水を負荷部3に供給するように構成されていてもよい。これにより、発電量を増大させることができる。
本実施形態の電力供給システム1は、蓄電池(図示省略)を含むように構成されていてもよい。この場合には、蓄電池は、再生可能エネルギー発電装置10で発電された電力を蓄電し、その蓄電した電力を負荷部3に供給する。これと共に、蓄電池は、燃料電池発電装置60で発電された電力を蓄電し、その蓄電した電力を負荷部3に供給する。これにより、更に安定的に電力供給を行うことができる。
本実施形態の電力供給システム1は、貯水装置(図示省略)を含むように構成されていてもよい。この場合には、貯水装置は、たとえば、給水タンク(図示省略)を有し、水道を介して供給された水を給水タンクで貯蔵し、その貯蔵した水を水素発生装置40へ供給する。これにより、必要に応じて、水素発生装置40に貯水装置から水が供給され、水素を生成することができる。これと共に、貯水装置は、貯蔵した水を燃料電池発電装置60に水を供給するように構成されていてもよい。これにより、燃料電池発電装置60において加熱された水W60が負荷部3に安定的に供給される。
本実施形態の電力供給システム1は、負荷部3で使用される温水の使用量に応じて、燃料電池発電装置60で加熱した水W60の供給量を、制御装置70が制御するように構成されていてもよい。この場合には、制御装置70は、燃料電池発電装置60で加熱して供給する水W60の温水供給量が、負荷部3で使用される温水の使用量よりも多いときに、その加熱された水W60を、上記の貯水装置に戻す。このため、本実施形態では、貯水装置において効果的に水を確保することができる。
本実施形態の電力供給システム1では、水素外部供給モードを実行するときに、燃料電池自動車4へ水素を供給する場合について説明したが、これに限らない。当然ながら、水素外部供給モードを実行していないときに、燃料電池自動車4へ水素を供給してもよい。このとき、水素発生装置40を駆動させなくてもよい。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、必要なときに水素の供給を十分に行うことが可能であって、必要に応じて燃料電池発電装置で発電を行うことが可能な電力供給システムを提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
実施形態の電力供給システムは、水素発生装置と水素貯蔵装置と燃料電池発電装置と制御装置と有し、電力を負荷部に供給する。水素発生装置は、再生可能エネルギーを利用して発電された電力を用いて水素を生成する。水素貯蔵装置は、水素発生装置によって生成された水素を貯蔵する。燃料電池発電装置は、水素貯蔵装置で貯蔵された水素を用いて発電を行い、その発電によって発生した電力を負荷部に出力する。制御装置は、電力供給システムの動作を制御する。ここでは、制御装置は、水素貯蔵装置から外部水素使用装置に水素を供給する水素外部供給モードでは、再生可能エネルギーを利用して発電装置で発電された電力を水素発生装置に優先して供給するように、当該電力供給システムの動作を制御する。