JP2018133035A

JP2018133035A - 設備設計支援方法、設備設計支援装置、およびプログラム

Info

Publication number: JP2018133035A
Application number: JP2017027936A
Authority: JP
Inventors: 玲子小原; Reiko Kohara; 麻美水谷; Asami Mizutani; 実勝山; Minoru Katsuyama
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: JP6736496B2

Abstract

【課題】発電設備と水素貯蔵設備を含むシステムの設計を、環境性の観点から支援することができる設備設計支援方法、設備設計支援装置、およびプログラムを提供することである。
【解決手段】実施形態の設備設計支援方法は、情報処理装置が、対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備と水素貯蔵設備を含む複数の設備の仕様を決定する処理と、前記決定した仕様と、前記複数の設備ごとに予め設定されている環境負荷度合データとに基づいて、前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理と、を実行する。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、設備設計支援方法、設備設計支援装置、およびプログラムに関する。

従来、電力系統から独立した島嶼などの電力環境に、水素貯蔵設備を用いた電力需給調整システムを導入する場合において、災害時対応や経済的・環境的観点から、その電源を再生可能エネルギーに依存する方法に注目が集まっている。このシステムにおいて、安定供給や経済性の観点からの評価手法は整いつつあるが、ＣＯ_２排出や土地利用などの環境性の観点からのシステム全体にわたる評価方法が確立されていない。

これに関連し、多様化した多数の種別の電源のなかから、需要家の要求する品質を満足するとともに、間接的な環境負荷増加要因や環境負荷低減要因を考慮したうえで環境負荷の最も少ない電源を適切に選定する技術が開示されている。また、環境側面に係る情報に基づいて業務毎に環境目的・目標及び環境管理計画を策定できるようにすると共に、環境管理計画に対する活動実績等を業務毎に高信頼度に評価する技術が開示されている。また、対象製品のライフサイクルの全工程と、評価の基準となる環境負荷指標の全ての入力要素の入力値に対して環境影響感度率を求めて環境影響感度分析を自動で行い、環境影響感度率の大きい要素を最小限の作業で的確に見つけることを可能とする技術が開示されている。

従来の技術では、発電設備と水素貯蔵設備を含むシステムの設計を、環境性の観点から支援することができない場合があった。

特開２００６−０７４９７７号公報特開２０１０−１０２５８９号公報特開２００８−２８７５８０号公報

本発明が解決しようとする課題は、発電設備と水素貯蔵設備を含むシステムの設計を、環境性の観点から支援することができる設備設計支援方法、設備設計支援装置、およびプログラムを提供することである。

実施形態の設備設計支援方法は、情報処理装置が、対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備と水素貯蔵設備を含む複数の設備の仕様を決定する処理と、前記決定した仕様と、前記複数の設備ごとに予め設定されている環境負荷度合データとに基づいて、前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理と、を実行する。

実施形態の設備設計支援装置により設計される電力供給システム１０００の一例を示す図。実施形態の設備設計支援装置１の機能構成の一例を示す図。環境負荷換算テーブル４５０の一例を示す図。仕様決定部１００の構成の一例を示す図。環境負荷解析部３００の構成の一例を示す図。実施形態の設備設計支援装置１による処理の一例を示すフローチャート。第２の実施形態の電力供給システム１０００Ａの一例を示す図。第２の実施形態の仕様決定部１００Ａの機能構成の一例を示す図。第３の実施形態の環境負荷換算テーブル４５０Ｂの一例を示す図。環境負荷解析部３００Ｂの構成の一例を示す図。

以下、実施形態の設備設計支援方法、設備設計支援装置、およびプログラムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、実施形態の設備設計支援装置により設計される電力供給システム１０００の一例を示す図である。実施形態において、電力供給システム１０００は、例えば島嶼などの電力系統に接続されていない電力環境に設置され、電気負荷１０１０に電力供給するシステムである。電力供給システム１０００は、例えば、発電設備１００１と、水素貯蔵設備１００２とを含む。

発電設備１００１は、例えば、太陽光発電、風力発電、水力発電等の再生可能エネルギーを用いた発電設備である。これに限られず、発電設備１００１には、火力発電や原子力発電を用いた発電設備が含まれてもよい。

水素貯蔵設備１００２は、発電設備１００１により発電された電力を水素エネルギーに変換して貯蔵する設備である。水素貯蔵設備１００２は、例えば、水電解装置１０２１と、水素タンク１０２２と、燃料電池１０２３とを備える。水電解装置１０２１は、発電設備１００１と接続され、発電設備１００１により発電された電力を用いて水を分解して水素を製造する。水素タンク１０２２は、水分解装置１０２１により製造された水素を貯蔵する。燃料電池１０２３は、水素タンク１０２２から供給される水素を用いて、水素と酸素とを反応させることにより電力を発生させる。

電気負荷１０１０は、電力供給システム１０００を含む電力環境内に設置される電動機器や電子機器などの、電力を消費する機器である。電気負荷１０１０は、電力供給システム１０００から電力の供給を受ける。なお、電気負荷１０１０と、電力供給システム１０００の発電設備１００１や燃料電池１０２３との間には、ＰＣＳ（Power Conditioning System）や変圧器などが設けられてよいが、図示を省略している。

図２は、実施形態の設備設計支援装置１の機能構成の一例を示す図である。図２に示す通り、実施形態の設備設計支援装置１は、例えば、通信インターフェース１０と、仕様決定部１００と、決定仕様管理部２００と、環境負荷解析部３００と、記憶部４００とを備える。実施形態の設備設計支援装置１は、例えば、クラウドサービスによって設備設計を支援する情報処理装置であり、以下、その形態について説明する。しかしこれに限られず、実施形態の設備設計支援装置１は、操作部と表示部とを備え、操作部を介して入力された情報に基づいて処理した結果を、表示部に表示させる装置であってもよい。

通信インターフェース１０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等のネットワークインターフェースを含む。通信インターフェース１０は、クライアントコンピュータとネットワークを介して接続され、クライアントからの設計要求を取得する。以下に説明する各種処理は、例えば、設計要求に応じて実行され、処理結果が通信インターフェース１０によってクライアントコンピュータに返される。

仕様決定部１００、決定仕様管理部２００、および環境負荷解析部３００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

仕様決定部１００は、対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備１００１と水素貯蔵設備１００２を含む複数の設備の仕様を決定する。仕様決定部１００は、上記の制限下で取り得る設備の仕様のパターンを、設備の仕様の候補として網羅的に求めてもよい。仕様には、各設備の規模や製造工程に用いられる物や手法等を表す要素が含まれ、例えば、各設備の寸法、構造、定格値、性能、特性、原材料、製造方法、試験方法等が含まれる。なお、仕様決定部１００は、予め決められた設備ごとの規制値を超えないような範囲内において仕様の候補を網羅的に求めてもよく、直流、交流、変圧器などによる電力損失を含めて仕様を決定してもよい。

決定仕様管理部２００は、仕様決定部１００により決定された仕様を記憶部４００に格納する。また、決定仕様管理部２００は、仕様決定部１００に対して動作指示をする。

環境負荷解析部３００は、仕様決定部１００により決定された仕様と、後述する環境負荷換算テーブル４５０（環境負荷度合データの一例）とに基づいて、電力環境における環境負荷を示す値を算出する。環境負荷解析部３００は、仕様決定部１００により決定された複数の候補について、それぞれ環境負荷を示す値を算出してもよい。

記憶部４００は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク、フラッシュメモリなどの記憶装置によって実現される。記憶部４００のうち一部または全部は、設備設計支援装置１に対して外部の記憶装置により実現されてもよい。記憶部４００は、例えば、電力需要データ４１０と、電力供給データ４２０と、天候データ４３０と、決定仕様データ４４０と、環境負荷換算テーブル４５０とを格納する。

電力需要データ４１０は、対象である電力環境の全域における電力需要を示すデータであって、例えば、電気負荷１０１０に対して過去に供給された電力量を含む。例えば、電力需要データ４１０は、月別あるいは夏、春・秋、冬といった季節別、天候別に格納されている。

電力供給データ４２０は、対象である電力環境の全域における電力供給を示すデータであって、例えば、過去に既存の設備により供給された電力量、或いは供給可能であったと推定される電力量を含む。供給可能であったと推定される電力量は、対象である電力環境の過去の天候データに基づいて、太陽光発電、風力発電、水力発電などの発電設備が、ある定格値を備える場合に発電可能な再生可能エネルギーを算出することにより得られる。例えば、電力供給データ４２０は、月別あるいは夏、春・秋、冬といった季節別、また、晴、曇、雨の天候別に格納され、例えば、１２カ月×３（晴、曇、雨）パターンの発電データを含む。

天候データ４３０は、対象地域の天候の傾向を示すデータである。

決定仕様データ４４０は、仕様決定部１００により決定された仕様を示すデータである。

環境負荷換算テーブル４５０は、発電設備１００１や水素貯蔵設備１００２に含まれる設備に対して、環境負荷を示す値を対応付けたテーブルである。環境負荷とは、各設備の製造から廃棄までの各工程において発生する環境負荷であって、例えば、ＣＯ_２、ＳＯｘ、ＮＯx、ＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand）、ＣＯＤ（chemical oxygen demand）、ＧＨＧ（温暖化影響ガス：greenhouse gas）、大気・土壌・水質汚染物質、天然資源消費量、人体毒性、土地利用面積、景観への影響度、騒音などが含まれる。各設備の製造から廃棄までの各工程には、各設備の原材料を作成する工程、原材料を用いて各設備を製造する工程、各設備の原材料や部品、完成品等を運搬する工程、各設備を運用する工程、各設備を廃棄する工程等が含まれる。環境負荷を示す値は、例えば、電力１ｋＷを発電する、水素１ｍ^３を生成するといった基準あたりの値で表される。なお、運用工程以外の各設備の製造から廃棄までの各工程において発生する環境負荷は、各設備を廃棄するまでの使用期間において発電される電力や生成される水素に基づいて導出されてよい。例えば、火力発電の環境負荷の排出量には、燃料の輸送に関する排出量なども含まれてよい。また、水素タンクの環境負荷の排出量には、圧縮条件や製造材料別の排出量なども含まれてよい。

図３は、環境負荷換算テーブル４５０の一例を示す図である。図３の例では、環境負荷換算テーブル４５０は、例えば、太陽光発電、風力発電、火力発電、燃料電池、水電解装置、水素タンクのそれぞれに対して、基準あたりの、環境負荷を示す値の一例であるＣＯ_２排出量が対応付けられている。水素タンクに対するＣＯ_２排出量とは、水素タンクの製造時に発生するＣＯ_２排出量である。ＣＯ_２の排出量は、ＣＯ_２排出原単位［ｇ−ＣＯ_２／ｋＷｈ］または［ｇ-ＣＯ_２／ｍ^３］で表される。

次に、図４を参照して、仕様決定部１００について詳細に説明する。図４は、仕様決定部１００の構成の一例を示す図である。

図４に示す通り、仕様決定部１００は、例えば、燃料電池仕様決定部１１０と、再生可能エネルギー仕様決定部１２０と、水電解装置仕様決定部１３０と、水素タンク容量仕様部１４０とを備える。

燃料電池仕様決定部１１０は、電力需要データ４１０と電力供給データ４２０とに基づいて、電力需要と電力供給との相関関係に応じた燃料電池１０２３の仕様を決定する。例えば、燃料電池仕様決定部１１０は、仮想的に設定される発電設備１００１の仕様ごとに、設定期間（例えば、１か月）において一日当たりの電力需要の最大値と電力供給の最低値との差分の電力を発電するための燃料電池１０２３の仕様の候補を決定する。なお、燃料電池仕様決定部１１０は、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により決定された発電設備１００１の仕様の候補ごとに燃料電池１０２３の仕様の候補を決定してもよい。

再生可能エネルギー仕様決定部１２０は、電力需要データ４１０と電力供給データ４２０と天候データ４３０とに基づいて、発電設備１００１の仕様を決定する。例えば、再生可能エネルギー仕様決定部１２０は、発電設備１００１に含まれる各設備での発電電力量の割合を変更させながら、１年間あたりの総電力需要の電力を発電するための発電設備１００１の仕様の候補を決定する。さらに、再生可能エネルギー仕様決定部１２０は、上記方法に加えて、仮想的に設定される発電設備１００１の稼働率（あるいは設備利用率）ごとに、発電設備１００１の仕様の候補を決定してもよい。稼働率や設備利用率は、例えば、天候データ４３０に基づいて、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により導出される。

水電解装置仕様決定部１３０は、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により決定された発電設備１００１の仕様と、電力需要データ４１０および電力供給データ４２０とに基づいて、水電解装置１０２１の仕様を決定する。例えば、水電解装置仕様決定部１３０は、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により決定された発電設備１００１の仕様ごとに、発電設備１００１により発電された電力のうちの一部の電力に基づいて、水電解装置１０２１の仕様の候補を決定する。一部の電力は、例えば、電力需要を賄うための最低限の電力を超過する発電設備１００１の発電電力であって、設定期間（例えば、1か月）における一日当たりの電力需要の最低値と電力供給の最低値との差分である。さらに、水電解装置仕様決定部１３０は、上記方法に加えて、水電解装置１０２１の効率に応じて水電解装置１０２１の仕様の候補を決定してもよい。

水素タンク容量仕様部１４０は、燃料電池仕様決定部１１０により決定された燃料電池１０２３の仕様と、水電解装置仕様決定部１３０により決定された水電解装置１０２１の仕様とに基づいて、水素タンク１０２２の仕様を決定する。例えば、水素タンク容量仕様部１４０は、燃料電池仕様決定部１１０により決定された燃料電池１０２３の仕様ごとに、水電解装置仕様決定部１３０により決定された仕様の水電解装置１０２１において生成される水素を所蔵可能な水素タンク１０２２の仕様の候補を決定する。

次に、図５を参照して、環境負荷解析部３００について詳細に説明する。図５は、環境負荷解析部３００の構成の一例を示す図である。

図５に示す通り、環境負荷解析部３００は、例えば、仕様別環境負荷計算部３１０と、条件判断部３２０と、条件別環境負荷計算部３３０とを備える。

仕様別環境負荷計算部３１０は、発電設備１００１および水素貯蔵設備１００２に含まれる設備ごとに、環境負荷換算テーブル４５０を参照して、仕様決定部１００により決定された仕様に対応する環境負荷を示す値を算出する。

条件判断部３２０は、仕様別環境負荷計算部３１０により算出された環境負荷を比較して、環境負荷の小さい候補を好適な仕様として決定する。例えば、条件判断部３２０は、発電設備１００１および水素貯蔵設備１００２に含まれる各設備の仕様の候補の組み合わせのうち、各仕様の候補に対応する環境負荷が最小となる組み合わせを選択し、条件別環境負荷計算部３３０に出力する。

条件別環境負荷計算部３３０は、条件判断部３２０により選択された仕様の候補に基づいて、各候補が選択された場合の全体の環境負荷を示す値を算出する。また、条件判断部３２０は、条件判断部３２０により選択された仕様の候補と、算出した環境負荷とを、通信インターフェースを用いて、外部装置に送信してもよい。

次に、実施形態の設備設計支援装置１による処理の一例について説明する。図６は、実施形態の設備設計支援装置１による処理の一例を示すフローチャートである。

まず、決定仕様管理部２００が、対象となる電力環境の指定を受け付ける（ステップＳ１）。例えば、決定仕様管理部２００は、通信インターフェース１０を用いて、指定された電力環境を示す情報を受信すると、受信した情報に基づいて各設備の仕様を決定するよう、仕様決定部１００に対して指示する。

これにより、再生可能エネルギー仕様決定部１２０が、電力需要を満たす範囲内で、発電設備１００１の仕様の候補を決定する（ステップＳ２）。次いで、燃料電池仕様決定部１１０が、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により決定された仕様の候補ごとに、燃料電池１０２３の仕様の候補を決定する（ステップＳ３）。そして、水電解装置仕様決定部１３０は、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により決定された発電設備１００１の仕様の候補ごとに、水電解装置１０２１の仕様の候補を決定する（ステップＳ４）。水素タンク容量仕様部１４０は、燃料電池仕様決定部１１０により決定された燃料電池１０２３の仕様と、水電解装置仕様決定部１３０により決定された水電解装置１０２１の仕様とに基づいて、水素タンク１０２２の仕様の候補を決定する（ステップＳ５）。そして、決定仕様管理部２００は、仕様決定部１００により決定された仕様の候補を、決定仕様データ４４０に格納する（ステップＳ６）。

次いで、仕様別環境負荷計算部３１０は、設備ごとに、環境負荷換算テーブル４５０を参照して、仕様決定部１００により決定された仕様に対応する環境負荷を示す値を算出する（ステップＳ７）。条件判断部３２０は、仕様別環境負荷計算部３１０により算出された環境負荷を比較して、環境負荷の小さい候補を好適な仕様として決定する（ステップＳ８）。そして、条件別環境負荷計算部３３０は、条件判断部３２０により選択された仕様の候補に基づいて、各候補が選択された場合の全体の環境負荷を示す値を算出する（ステップＳ９）。

以上説明した第１の実施形態の設備設計支援装置１によれば、発電設備１００１と水素貯蔵設備１００２を含む電力供給システム１０００の設計において、両設備の仕様を決定し、決定された仕様に基づいて環境負荷を示す値を算出することにより、環境性の観点から設備の設計を支援することができる。これにより、電力供給システム１０００が設置される電力環境に合わせて、日ごとや季節ごとに変化する電力需給等を考慮し、環境影響を最小にすることができる各設備の仕様を決定することができる。また、設備ごとの仕様を決定することにより、再生可能エネルギーの発電設備や水素貯蔵設備と、火力発電設備等の既存の設備とのバランスを、環境性の観点から決定することができる。

また、以上説明した第１の実施形態の設備設計支援装置１によれば、複数の設備の仕様の候補を複数決定し、複数の候補の中から好適な仕様を選択することにより、環境性の観点から最適な仕様の組み合わせのシステムを設計することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。同一名称の構成については、異なる点について説明し、同様の機能構成についての詳細な説明は省略する。図７は、第２の実施形態の電力供給システム１０００Ａの一例を示す図である。電力供給システム１０００Ａは、第１の実施形態の電力供給システム１０００と比較すると、蓄電池設備１００４をさらに含む。蓄電池設備１００４は、発電設備１００１と接続され、発電設備１００１により発電された電力を貯蔵する。

図８は、第２の実施形態の仕様決定部１００Ａの機能構成の一例を示す図である。仕様決定部１００Ａは、燃料電池仕様決定部１１０Ａと、水素タンク容量仕様部１４０Ａと、電力バランス算出部１５０と、蓄電設備仕様決定部１６０とをさらに備える。

電力バランス算出部１５０は、電力需要データ４１０、電力供給データ４２０、および天候データ４３０を参照して、所定期間（例えば、１か月）の余剰電力あるいは不足電力を算出する。例えば、電力バランス算出部１５０は、天候データ４３０を参照して所定期間の天候データを取得し、取得した天候データに基づいて、所定期間の電力需要と電力供給とを算出し、両者の差分を求める。プラスの値の差分が余剰電力であり、マイナスの値の差分が不足電力である。電力バランス算出部１５０は、例えば、１２か月分の余剰電力あるいは不足電力を算出し、算出結果を蓄電設備仕様決定部１６０および水素タンク容量仕様部１４０Ａに出力する。

蓄電設備仕様決定部１６０は、電力バランス算出部１５０により算出された余剰電力に基づいて、蓄電池設備１００４の仕様を決定する。例えば、蓄電設備仕様決定部１６０は、再生可能エネルギー仕様決定部１２０により決定された発電設備１００１の仕様の候補ごとに、余剰電力を貯蔵可能な蓄電池設備１００４の仕様の候補を決定する。ここで、蓄電設備仕様決定部１６０は、余剰電力から水電解装置１０２１に提供される電力を減算した残りの電力を貯蔵可能なように、蓄電池設備１００４の仕様の候補を決定してもよい。

燃料電池仕様決定部１１０Ａは、蓄電池設備１００４により吸収可能な電力需給の変動を加味して燃料電池１０２３の仕様を決定してもよい。例えば、燃料電池仕様決定部１１０は、発電設備１００１により発電される電力と蓄電池設備１００４に貯蔵されている電力の両方を利用したとしても電力需要において不足する分の電力を発電するような、燃料電池１０２３の仕様の候補を決定する。このように、燃料電池仕様決定部１１０Ａにおいて蓄電池設備１００４による蓄電電力を考慮して燃料電池１０２３の仕様を決定することにより、水電解装置仕様決定部１３０および水素タンク容量仕様部１４０Ａは、それぞれ、蓄電池設備１００４により吸収可能な電力需給の変動を加味して水電解装置１０２１および水素タンク１０２２の仕様を決定することができる。

また、再生可能エネルギー仕様決定部１２０は、蓄電設備仕様決定部１６０により決定された蓄電池設備１００４の仕様ごとに、発電設備１００１の仕様を決定してもよい。これにより、再生可能エネルギー仕様決定部１２０は、蓄電池設備１００４により吸収可能な電力需給の変動を加味して発電設備１００１の仕様を決定することができる。

また、水素タンク容量仕様部１４０Ａは、燃料電池仕様決定部１１０により決定された燃料電池１０２３の仕様と、水電解装置仕様決定部１３０により決定された水電解装置１０２１の仕様と、電力バランス算出部１５０により算出された不足電力とに基づいて、水素タンク１０２２の仕様を決定してもよい。例えば、水素タンク容量仕様部１４０は、燃料電池仕様決定部１１０により決定された燃料電池１０２３の仕様ごとに、水電解装置仕様決定部１３０により決定された仕様の水電解装置１０２１において生成される水素を所蔵可能であって、且つ、不足電力を燃料電池１０２３において生成するための水素を貯蔵するための水素タンク１０２２の仕様の候補を決定する。

なお、第２の実施形態において、環境負荷換算テーブル４５０Ａ（図示は省略）には、上述した太陽光発電等に関する環境負荷に加え、蓄電池設備１００４に関する環境負荷が対応付けられている。

以上説明した第２の実施形態の設備設計支援装置１Ａによれば、水素貯蔵設備１００２以外の電力貯蔵設備を備えたシステムに対して、環境性の観点から設備の設計を支援することができる。また、電力バランス算出部１５０において電力需給のバランスを算出することにより、発電設備１００１により発電された電力の余剰分と不足分とを考慮して、各設備の仕様を決定することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。同一名称の構成については、異なる点について説明し、同様の機能構成についての詳細な説明は省略する。

第３の実施形態の設備設計支援装置１Ｂは、電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理において、図９に示すような環境負荷換算テーブル４５０Ｂを参照して、電力環境における異なる種別の環境負荷を、それぞれ算出する。

図９は、第３の実施形態の環境負荷換算テーブル４５０Ｂの一例を示す図である。図９に示す通り、環境負荷換算テーブル４５０Ｂは、環境負荷の種別ごとに、各設備と、基準あたりの環境負荷を示す値とを対応付けたテーブルである。

次に、図１０を参照して、環境負荷解析部３００Ｂについて詳細に説明する。図１０は、環境負荷解析部３００Ｂの構成の一例を示す図である。

図１０に示す通り、環境負荷解析部３００Ｂは、仕様別環境負荷計算部３１０Ｂと、条件判断部３２０Ｂと、条件別環境負荷計算部３３０と、環境負荷統合部３４０とを備える。

仕様別環境負荷計算部３１０Ｂは、環境負荷換算テーブル４５０Ｂを参照して、仕様決定部１００により決定された仕様に基づいて、各仕様に対応する異なる種別の環境負荷を示す値を算出する。例えば、仕様別環境負荷計算部３１０Ｂは、環境負荷の種別ごとに、環境負荷換算テーブル４５０Ｂを参照して、発電設備１００１および水素貯蔵設備１００２に含まれる各設備の環境負荷を示す値を算出する。

環境負荷統合部３４０は、仕様別環境負荷計算部３１０Ｂによる算出結果に基づいて、異なる種別の環境負荷を統合して統合的な値を算出し、条件判断部３２０に出力する。例えば、環境負荷統合部３４０は、設備ごとに、算出したそれぞれの環境負荷を示す値に対して予め設定されている重みを乗算し、それらの総和を求める。重みは、一般的な環境影響評価手法を用いて求められ、例えば、ライフサイクルインパクト評価手法等を用いて求められる。

条件判断部３２０Ｂは、環境負荷統合部３４０により算出された統合的な値を比較して、環境負荷の統合的な値の小さい候補を好適な仕様として決定する。例えば、条件判断部３２０Ｂは、発電設備１００１および水素貯蔵設備１００２に含まれる各設備の仕様の候補の組み合わせのうち、各仕様の候補に対応する環境負荷の総和が最小となる組み合わせを選択し、条件別環境負荷計算部３３０に出力する。

なお、これに限られず、環境負荷の種別ごとに決められた重みが定義されているテーブルを用いて統合結果を算出するものであってもよい。例えば、環境負荷統合部３４０は、各設備について算出された一の環境負荷（例えば、ＣＯ_２排出量）に対して、環境負荷の種別ごとの重みを乗算して、他の環境負荷（例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＧＨＧ等）を算出してもよい。

以上説明した第３の実施形態の設備設計支援装置１Ｂによれば、異なる種別の環境負荷を示す値を算出し、設備ごとに統合された環境負荷を用いて、環境負荷の小さい候補を好適な仕様として決定することにより、総合的に環境負荷を削減することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備と水素貯蔵設備を含む複数の設備の仕様を決定する処理と、前記決定した仕様と、前記複数の設備ごとに予め設定されている環境負荷度合データとに基づいて、前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理と、を実行することにより、環境性の観点から支援することができる。

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同様に、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ものである。

１…設備設計支援装置、１０…通信インターフェース、１００…仕様決定部、１１０…燃料電池仕様決定部、１２０…再生可能エネルギー仕様決定部、１３０…水電解装置仕様決定部、１４０…水素タンク容量仕様部、２００…決定仕様管理部、３００…環境負荷解析部、３１０…仕様別環境負荷計算部、３２０…条件判断部、３３０…条件別環境負荷計算部、４００…記憶部、４１０…電力需要データ、４２０…電力供給データ、４３０…天候データ、４４０…決定仕様データ、４５０…環境負荷換算テーブル、１０００、１０００Ａ…電力供給システム、１００１…発電設備、１００２…水素貯蔵設備、１０２１…水電解装置、１０２２…水素タンク、１０２３…燃料電池、１０１０…電気負荷

Claims

情報処理装置が、
対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備と水素貯蔵設備を含む複数の設備の仕様を決定する処理と、
前記決定した仕様と、前記複数の設備ごとに予め設定されている環境負荷度合データとに基づいて、前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理と、
を実行する設備設計支援方法。
前記電力環境は、電力系統に接続されていない電力環境である、
請求項１記載の設備設計支援方法。
前記情報処理装置が、
前記複数の設備の仕様を決定する処理において、前記複数の設備の仕様の候補を複数決定し、更に、
前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理においてそれぞれの候補について算出された環境負荷を示す値を比較して、環境負荷の小さい候補を好適な仕様として決定する処理を実行する、
請求項１または２記載の設備設計支援方法。
前記複数の設備は、更に蓄電池設備を含み、
前記情報処理装置が、
前記複数の設備の仕様を決定する処理において、前記蓄電池設備により吸収可能な電力需給の変動を加味して前記複数の設備の仕様を決定する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の設備設計支援方法。
前記情報処理装置が、
前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理において、前記電力環境における異なる種別の環境負荷を、それぞれ算出する、
請求項１から４のうちいずれか１項記載の設備設計支援方法。
前記情報処理装置が、
前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理において、前記異なる種別の環境負荷に対してそれぞれ重みを付与することで、環境負荷を示す統合的な値を算出する、
請求項５記載の設備設計支援方法。
前記情報処理装置が、
前記複数の設備の仕様を決定する処理において、前記複数の設備の仕様の候補を複数決定し、更に、
前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理においてそれぞれの候補について算出された統合的な値が良好な仕様を、好適な仕様として決定する処理を実行する、
請求項１記載の設備設計支援方法。
対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備と水素貯蔵設備を含む複数の設備の仕様を決定する仕様決定部と、
前記決定した仕様と、前記複数の設備ごとに予め設定されている環境負荷度合データとに基づいて、前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する環境負荷解析部と、
を備える設備設計支援装置。
情報処理装置に、
対象となる電力環境における電力需要を満たす範囲内で、発電設備と水素貯蔵設備を含む複数の設備の仕様を決定する処理と、
前記決定した仕様と、前記複数の設備ごとに予め設定されている環境負荷度合データとに基づいて、前記電力環境における環境負荷を示す値を算出する処理と、
を実行させるプログラム。