JP2019160522A - エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法 - Google Patents
エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019160522A JP2019160522A JP2018044524A JP2018044524A JP2019160522A JP 2019160522 A JP2019160522 A JP 2019160522A JP 2018044524 A JP2018044524 A JP 2018044524A JP 2018044524 A JP2018044524 A JP 2018044524A JP 2019160522 A JP2019160522 A JP 2019160522A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle
- power generation
- generation unit
- power
- sofc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】車両に設けられた燃料電池からエネルギーを効率良く供給することができるエネルギー供給システム及びエネルギー供給方法を提供する。【解決手段】エネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法によれば、車両110の駆動機器115(第1作動部、第1作動工程)は、車両110が運転状態のときに、SOFC113(燃料電池)の発電部113aから供給される電力によって作動する。住宅120(車両110の外部)に設けられた電気機器122(第2作動部、第2作動工程)は、車両110が非運転状態のときに、加熱された状態が維持された発電部113aから供給される電力によって作動する。【選択図】図1
Description
本発明は、車両に設けられた燃料電池を用いるエネルギー供給システム及びエネルギー供給方法に関する。
従来から、燃料電池が設けられた車両が知られている。このような車両は、運転状態(例えば、信号待ちや渋滞などで一時的に停車する場合を含む走行中の状態)において、燃料電池から供給される電力が用いられる。また、このような車両は、非運転状態(例えば、走行を終えて駐車中の状態)において、燃料電池が設けられた車両から建物に対して電力を供給する(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1には、車両に設けられた燃料電池から建物に電力を供給する構成などについて、開示されている。ここで、運転状態と非運転状態が繰り返される車両に設けられた燃料電池から、エネルギーを効率良く供給することが望まれている。
本発明の目的は、車両に設けられた燃料電池からエネルギーを効率良く供給することができるエネルギー供給システム及びエネルギー供給方法を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明のエネルギー供給システムは、燃料電池と、第1作動部と、第2作動部と、を有している。燃料電池は、車両に設けられ、加熱された状態で発電する発電部を備えている。第1作動部は、車両に設けられ、車両が運転状態のときに、発電部から供給されるエネルギーによって作動する。第2作動部は、車両の外部に設けられ、車両が非運転状態のときに、加熱された状態が維持された発電部から供給されるエネルギーによって作動する。
かかる目的を達成するために、本発明のエネルギー供給方法は、第1作動工程と、第2作動工程と、を有している。第1作動工程は、加熱された状態で発電する発電部を備えた燃料電池を有する車両に設けられ、車両が運転状態のときに、発電部から供給されるエネルギーによって作動する。第2作動工程は、車両の外部に設けられ、車両が非運転状態のときに、加熱された状態が維持された発電部から供給されるエネルギーによって作動する。
本発明によれば、車両に設けられた燃料電池からエネルギーを効率良く供給することができるエネルギー供給システム及びエネルギー供給方法を実現することができる。
「エネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法の構成」
本実施形態のエネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法の構成について、図1〜図3を参照して説明する。
本実施形態のエネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法の構成について、図1〜図3を参照して説明する。
本実施形態において、エネルギー供給システム100は、車両110と、住宅120(車両の外部に相当する施設)とを用いる。
車両110には、タンク111と、改質器112と、SOFC113(燃料電池)と、二次電池114と、駆動機器115(第1作動部)と、制御部116とが設けられている。
タンク111は、燃料タンク111aと、酸素タンク111bとから構成されている。燃料タンク111aは、SOFC113の発電に用いる燃料を貯蔵している。燃料は、例えば、メタンを主な成分とする天然ガス(都市ガス)である。燃料タンク111aは、図1のK11に示すように、改質器112を介して、SOFC113の発電部113aに燃料を供給する。燃料タンク111aは、図1のK12に示すように、ガス機器125に対して燃料を供給してもよい。酸素タンク111bは、SOFC113の発電に用いる酸素を貯蔵している。酸素タンク111bは、図1のK13に示すように、SOFC113に対して酸素を供給する。酸素タンク111bは、必須ではない。酸素タンク111bは、車両110に搭載される構成に限定されることなく、住宅120側に設置する構成としてもよい。住宅120は、車両110よりも酸素タンク111bのスペースを確保し易い。このような構成の場合、酸素タンク111bは、車両110が住宅120に駐車されている場合に使用される。一般的には、図1のK14に示すように、SOFC113に対して空気に含有された酸素201が供給される。換言すると、SOFC113には、外気から取り込んだ酸素201が用いられる。
改質器112は、燃料タンク111aから供給された燃料に含まれる炭化水素(HC)と水蒸気(H2O)とを反応させて、炭化水素(HC)を水素(H2)に改質する。改質器112は、図1のK15に示すように、SOFC113に対して水素を供給する。改質器112は、燃料電池が固体高分子形燃料電池であっても、燃料に炭化水素を用いる場合、その炭化水素を水素に改質して固体高分子形燃料電池に供給する。改質器112には、ニッケル(Ni)系やルテニウム(Ru)系の触媒が用いられる。
SOFC113は、固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)である。SOFC113(燃料電池)は、加熱された状態で発電する発電部113aを備えている。発電部113aは、改質器112を介して燃料タンク111aから供給される燃料と、空気に含有された酸素201などを、化学反応させて発電する。燃料は、水素(H2)に加えて、一酸化炭素(CO)を用いることができる。発電部113aは、高温(600°〜1000°)の状態で発電する。
SOFC113は、図1のK16に示すように、二次電池114に対して電力を供給する。SOFC113は、図1のK17に示すように、改質器112に対して、燃料と酸素の化学反応によって生成された水(水蒸気)を供給する。SOFC113は、図1のK18に示すように、貯湯タンク126に対して熱を供給する。熱は、発電部113aの温調によって発生する高温の空気、又は発電部113aから排出される高温の排気ガスである。発電部113aの温調は、発電部113aの過熱を防ぐために、発電部113aを空冷する温度調整である。
SOFC113の発電部113aは、図2に示すように、車両110が運転されている場合に加えて、車両110が住宅120に駐車されている場合にも、稼働温度が維持されている。稼働温度は、車両110の運転が即時可能な温度である。発電部113aは、図2に示すように、車両110が運転されている場合に加えて、車両110が住宅120に駐車されている場合にも、発電を継続する。換言すると、発電部113aは、常時、所定の電力を出力し続ける。SOFC113は、発電部113aの構成部材などの温度変動が劣化の原因となる。このため、SOFC113は、車両温度(外気温度)から稼働温度(発電が可能な温度)まで加温させる暖機運転の回数を削減することが好ましい。換言すると、SOFC113は、一旦、発電部113aを車両温度から稼働温度まで昇温させたら、可能な限り稼働温度を維持させることが好ましい。
SOFC113の発電部113aは、図3に示すように、二次電池114の充電率(SOC:State Of Chage)に応じて出力を調整する。発電部113aは、SOCが例えば0%以上であって30%未満の場合、出力を相対的に大きくする。換言すると、発電部113aは、二次電池114が十分に充電されていない場合、出力を上げる。発電部113aは、電気機器122などからの要求電力が多い場合に、出力を上げてもよい。発電部113aは、SOCが例えば30%以上であって50%未満の場合、出力を相対的に中くらいにする。発電部113aは、SOCが例えば50%以上であって80%未満の場合、出力を相対的に小さくする。発電部113aは、SOCが例えば80%以上であって100%未満の場合、出力を相対的に極めて小さくする。換言すると、発電部113aは、二次電池114が十分に充電されている場合、出力を相対的に下げる。発電部113aは、電気機器122などからの要求電力が少ない場合に、出力を下げてもよい。
ここで、上記の二次電池114のSOCと、SOFC113の発電部113aの出力との関係は、一例であって、限定されることはない。二次電池114のSOCの上昇に伴って、SOFC113の発電部113aの出力を段階的に低下させる制御を行うことが好ましい。但し、二次電池114のSOCに比例して、SOFC113の発電部113aの出力を低下させる制御を行ってもよい。
SOFC113は、二次電池114を介することなく、住宅120に電力を供給する構成としてもよい。また、SOFC113は、住宅120が例えば長時間にわたって停電した場合に、二次電池114を介することなく、住宅120に電力を供給する構成としてもよい。SOFC113は、住宅120における要求電力の変動が相対的に大きい場合、発電部113aの発電量を一定にして、発電部113aの劣化を防ぐ。この場合、二次電池114から供給される電力によって、住宅120からの要求電力に対応する。また、この場合、電柱202から供給される電力によって、住宅120からの要求電力に対応してもよい。
SOFC113は、発電効率が45%〜65%であり、様々な種類の燃料電池の中では最も効率よく発電することができる。また、SOFC113は、電極の触媒に白金のような高価な金属を使用する必要が無いことから、様々な種類の燃料電池の中では比較的廉価に製造することができる。一方、SOFC113は、発電部113aの稼働温度が600℃〜100℃であり、様々な種類の燃料電池の中では暖機運転に最も時間とコストが必要である。SOFC113は、改質器112によって改質された燃料が供給されることから、高純度の水素を必要とせず、一酸化炭素(CO)も利用できる。SOFC113は、火力発電や原子力発電と異なり、発電時の熱を利用するためエネルギー効率が高い。SOFC113は、車両110から住宅120のインバータ121に電力を供給することから、送電に伴う送電ロスがほとんど発生しない。
二次電池114は、例えば、リチウムイオン二次電池である。二次電池114は、図1のK16に示すように、SOFC113から供給された電力によって充電される。二次電池114は、図1のK19に示すように、駆動機器115に対して電力を供給する。二次電池114は、図1のK20に示すように、インバータ121に対して電力を供給する。二次電池114は、図1のK21に示すように、水電気分解機器123に対して電力を供給する。
駆動機器115(第1作動部、第1作動工程)は、電力を用いて車両110を駆動する機器である。駆動機器115は、車両110が運転状態のときに、SOFC113の発電部113aから供給されるエネルギーによって作動する。ここで、運転状態は、車両110が、例えば、信号待ちや渋滞などで一時的に停車する場合を含む走行中の状態に相当する。駆動機器115としては、例えば、タイヤを回転させる車載用モータ、車両110の構成部材を電気的に制御する制御機器、道路や車内を照らすランプ、及び車内を温調するエアコン(エアーコンディショナー)などが想定される。駆動機器115には、図1のK19に示すように、二次電池114から電力が供給される。駆動機器115は、二次電池114を介することなく、SOFC113から直接的に電力の供給を受ける構成としてもよい。駆動機器115は、図2に示すように、二次電池114に対して、所定の電力を要求して消費する。駆動機器115には、図2に示すように、例えば朝や昼に車両110が運転されている場合、二次電池114から電力が供給される。換言すると、駆動機器115は、車両110が運転中の場合、所定の電力を消費する。駆動機器115は、図2に示すように、例えば夜に車両110が住宅120に駐車されている場合、電力が不要である。換言すると、駆動機器115は、車両110が駐車されているときには、基本的に電力を消費しない。
制御部116は、加熱が継続された状態の発電部113aによって生成されたエネルギーの供給を制御する。制御部116は、ROM(Read Only Memory)と、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、を有している。ROMは、制御プログラムを格納している。制御プログラムは、改質器112、SOFC113、二次電池114、及び駆動機器115などの作動に関するプログラムである。特に、制御プログラムは、二次電池114のSOCに応じて、SOFC113の発電部113aの出力を調整するプログラムを含んでいる。CPUは、制御プログラムに基づいて、改質器112、SOFC113、二次電池114、及び駆動機器115などを作動させる。RAMは、CPUが制御プログラムを実行している間、改質器112、SOFC113、二次電池114、及び駆動機器115などに係る様々なデータを一時的に記憶する。データは、例えば、発電部113aの温度に関するものである。
住宅120には、インバータ121と、電気機器122(第2作動部)と、水電気分解機器123(第2作動部)と、ガスボンベ124と、ガス機器125と、貯湯タンク126(第2作動部)とが設けられている。
インバータ121は、二次電池114から供給された直流の電力を、交流の電力に変換する。インバータ121は、図1のK20に示すように、二次電池114から直流の電力が供給(入力)される。インバータ121は、図1のK22に示すように、電気機器122に対して交流の電力を供給(出力)する。インバータ121は、電気機器122が直流の電力の入力に対応している場合には不要である。
電気機器122(第2作動部、第2作動工程)は、例えば住宅120で使用される家電製品である。電気機器122は、車両110が非運転状態のときに、加熱された状態が維持されたSOFC113の発電部113aから供給されるエネルギーによって作動する。ここで、非運転状態は、車両110が、例えば、走行を終えて駐車中の状態に相当する。家電製品としては、例えば、照明装置、冷蔵庫、エアコン(エアーコンディショナー)、テレビ(テレビジョンセット)、パソコン(パーソナルコンピュータ)及びドライヤなどが想定される。電気機器122は、図1のK22に示すように、インバータ121から電力の供給を受ける。図1のK22に示す作動は、車両110が非運転状態のときに適用される。電気機器122は、図1のK23に示すように、電柱202(外部の電力供給源)から電力の供給を受けてもよい。図1のK23に示す作動は、車両110が運転状態のときに適用される。電気機器122は、図2に示すように、二次電池114に対して、所定の電力を要求して消費する。電気機器122は、図2に示すように、例えば朝や昼に、車両110が運転されている場合、電柱202から供給される電力を消費する。電気機器122は、図2に示すように、例えば夜に、車両110が住宅120に駐車されている場合、二次電池114から供給される電力を消費する。
水電気分解機器123(第2作動部、第2作動工程)は、水を電気分解して水素と酸素を生成する機器である。水電気分解機器123には、図1のK21に示すように、二次電池114から電力が供給される。水電気分解機器123は、図1のK24に示すように、燃料タンク111aに対して水素を供給する。水電気分解機器123は、図1のK25に示すように、酸素タンク111bに対して酸素を供給する。水電気分解機器123によって生成される水素と酸素は、純度が極めて高いことから、SOFC113の発電部113aにおける発電効率を向上させることができる。
ガスボンベ124は、圧縮された燃料を貯蔵するボンベである。燃料は、例えば、天然ガスである。ガスボンベ124は、図1のK26に示すように、ガス機器125に対して燃料を供給する。ガスボンベ124は、図1のK27に示すように、燃料タンク111aに対して燃料を供給する。ガスボンベ124は、燃料の残量が一定値を下回ると、適宜交換される。ガスボンベ124は、住宅120に隣り合うように、住宅120の外に設置される。
ガス機器125は、例えばガス給湯機125aやガス調理機器125bである。ガス給湯機125aは、燃料を燃焼させて水を加熱して湯を沸かし、湯を風呂場の浴槽や台所のシンクに供給する。ガス調理機器125bは、燃料を燃焼させて調理器具(フライパンなど)を加熱し、加熱された調理器具で食材を加熱調理する。ガス機器125は、図1のK26に示すように、ガスボンベ124から燃料が供給される。ガス機器125は、図1のK28に示すように、ガス配管203(外部のガス供給源)から燃料の供給を受けてもよい。ガス配管203は、図1のK29に示すように、燃料タンク111aに対して燃料を供給してもよい。
貯湯タンク126(第2作動部)は、湯を貯蔵するタンクである。貯湯タンク126は、図1のK18に示すように、SOFC113の発電部113aから熱が供給される。貯湯タンク126は、SOFC113から供給された熱によって水を加熱して湯を沸かし、湯を貯蔵する。貯湯タンク126は、図1のK30に示すように、ガス給湯機125aに対して湯を供給する。貯湯タンク126は、図1のK31に示すように、例えば床下に対して湯を循環させて、床下から室内を暖房する。
「エネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法の効果」
本実施形態のエネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法の効果について説明する。
本実施形態のエネルギー供給システム100及びエネルギー供給方法の効果について説明する。
本実施形態によれば、車両110の駆動機器115(第1作動部、第1作動工程)は、車両110が運転状態のときに、SOFC113(燃料電池)の発電部113aから供給される電力(エネルギー)によって作動する。住宅120(車両110の外部)に設けられた電気機器122(第2作動部、第2作動工程)は、車両110が非運転状態のときに、加熱された状態が維持された発電部113aから供給される電力(エネルギー)によって作動する。これにより、SOFC113の発電部113aの発電効率を一定に維持することができる。この結果、車両110に設けたSOFC113からエネルギーを効率良く供給することができる。
さらに、本実施形態によれば、非運転状態の車両110を速やかに(極めて短時間で)運転させることができる。換言すると、本実施形態によれば、車両110を走行させるときに、エンジンによって走行する車両と同様に、特別な暖機運転を必要としない。暖機運転とは、SOFC113の発電部113aを車両温度(外気温度)から稼働温度まで加温させる運転であって、時間とコストが必要である。
さらに、本実施形態によれば、SOFC113を車両110に設ける。このため、本実施形態によれば、SOFC113を車両110の外部(住宅120のような施設)に特別なスペースを用意して設置(定置)する必要がない。また、SOFC113は、定置用としての制約を受けることがない。制約とは、SOFC113を設置する周辺の環境などに起因する、SOFC113の設置条件に関するものである。
ここで、本実施形態によれば、V2H(Vehicle to Home)に基づくコージェネレーションシステムを実現することができる。V2Hは、車両110に設けられたSOFC113から住宅120(家庭)に対してエネルギー(電力や熱)を供給することを称する。V2Hによって、SOFC113を住宅120の非常用電源として使用することができ、かつ、車両110と住宅120における電力消費のピークをシフトさせることができる。コージェネレーションは、熱源から熱と電力を供給する熱電併用供給システムの総称である。特に、SOFC113のような燃料電池を利用した家庭用のコージェネレーションシステムは、エネファームと称される。
本実施形態によれば、住宅120の電気機器122には、SOFC113の発電部113aから二次電池114を介して電力が供給される。また、車両110の駆動機器115には、発電部113aから二次電池114を介して電力が供給される。これにより、二次電池114は、住宅120の電気機器122及び車両110の駆動機器115に対して、安定的に電力を供給することができる。換言すると、二次電池114は、電気機器122及び駆動機器115の要求電力と、発電部113aによる供給可能電力との相違を調整するバッファーとして機能する。発電部113aは、電気機器122及び駆動機器115から要求される電力の変動に影響を受けることなく、一定の出力で発電し続けることができる。この結果、発電部113aは、発電効率を維持しつつ、出力の変動による発電部113aの劣化を抑制することができる。
本実施形態によれば、SOFC113の発電部113aは、二次電池114のSOCの上昇に伴って発電の出力を降下させる。これにより、二次電池114のSOCが低い場合には、二次電池114を積極的に充電することができる。一方、二次電池114のSOFが高い場合には、二次電池114をゆっくりと充電することによって、二次電池114が満充電になるまでの時間を十分に確保することができる。この結果、車両110が非運転状態のときに、発電部113aを稼働し続けることができる。なお、上記の制御を行っても二次電池114が満充電になる場合、発電部113aは、二次電池114に代えて水電気分解機器123などに電力を供給する。水電気分解機器123は、生成した水素を燃料タンク111aに貯蔵し、かつ、生成した酸素を酸素タンク111bに貯蔵する。
本実施形態によれば、SOFC113の発電部113aは、二次電池114のSOCの上昇に伴って段階的に発電の出力を降下させる。これにより、二次電池114が満充電になるまでの時間を十分に確保することができる。さらに、発電部113aの出力の変動を最小限にできることから、その発電部113aの劣化を抑制することができる。
本実施形態によれば、住宅120の貯湯タンク126(第2作動部)には、SOFC113の発電部113aから熱が供給される。貯湯タンク126は、供給された熱によって、水を加熱して湯を沸かし、湯を風呂場の浴槽や台所のシンクに供給することができる。また、貯湯タンク126は、供給された熱によって、水を加熱して湯を沸かし、湯を床下等に循環させて室内を暖房することができる。この結果、住宅120において、電力を使用することなく、給湯や暖房を行うことができる。通常、住宅120において、給湯や暖房に要する電力は、照明などに要する電力よりも多い。このため、貯湯タンク126を用いれば、住宅120で使用する電力を大幅に削減することができる。
本実施形態によれば、SOFC113の発電部113aには、車両110が非運転状態のときに、住宅120のガスボンベ124又はガス配管203(車両110の外部)から燃料が供給される。この結果、SOFC113は、タンク111に貯蔵されている燃料の容量に影響を受けることなく、継続して発電を行うことができる。換言すると、発電部113aは、住宅120が例えば長時間にわたって停電した場合に、住宅120のガスボンベ124又はガス配管203(外部のガス供給源)から供給された燃料を用いて発電することができる。発電部113aは、発電した電力を、住宅120に供給することができる。この結果、SOFC113は、燃料切れの懸念が無く、長時間に渡るV2Hによって、車両110から住宅120に対して継続してエネルギー(電力や熱)を供給することができる。
実質形態において、燃料電池は、固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)を想定している。これに代えて、燃料電池は、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC:Molten Carbonate Fuel Cell)、りん酸形燃料電池(PAFC:Phosphoric Acid Fuel Cell)、固体高分子形燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)としてもよい。SOFC113の発電部113aの稼働温度は、約600℃から1000℃である。MCFCの発電部の稼働温度は、約650℃である。PAFCの発電部の稼働温度は、約200℃である。PEFCの発電部の稼働温度は、約数十℃から90℃である。このため、燃料電池は、SOFCに限定されることなく、MCFC、PAFC、PEFCとしてもよい。上記の全ての種類の燃料電池は、加熱が継続された状態(稼働温度で暖機運転された状態)の発電部から住宅120に対して効率よくエネルギーを供給することができる。
実質形態において、車両110は、自家用車両を想定している。これに代えて、車両110は、バスのような商業用車両としてもよい。また、車両110は、トラックのような産業用車両としてもよい。
実質形態において、車両110の外部は、一軒家の住宅120のような施設を想定している。これに代えて、施設は、マンションのような集合住宅としてもよい。また、施設は、小売店のような商業用施設としてもよい。また、施設は、工場のような産業用施設としてもよい。
実質形態において、二次電池114は、車両110に設けることを想定している。これに代えて、二次電池114は、住宅120に設けてもよい。また、二次電池114は、車両110及び住宅120にそれぞれ設けてもよい。
実質形態において、二次電池114は、リチウムイオン二次電池のような電池を想定している。これに代えて、二次電池114は、例えば、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池のような二次電池としてもよい。
100…エネルギー供給システム、110…車両、111…タンク、
111a…燃料タンク、111b…酸素タンク、112…改質器、
113…SOFC(燃料電池)、114…二次電池、
115…駆動機器(第1作動部、第1作動工程)、116…制御部、120…住宅、
121…インバータ、122…電気機器(第2作動部、第2作動工程)、
123…水電気分解機器(第2作動部、第2作動工程)、124…ガスボンベ、
125…ガス機器、125a…ガス給湯機、125b…ガス調理機器、
126…貯湯タンク、201…酸素(空気に含有)、202…電柱(外部の電力供給源)、
203…ガス配管(外部のガス供給源)。
111a…燃料タンク、111b…酸素タンク、112…改質器、
113…SOFC(燃料電池)、114…二次電池、
115…駆動機器(第1作動部、第1作動工程)、116…制御部、120…住宅、
121…インバータ、122…電気機器(第2作動部、第2作動工程)、
123…水電気分解機器(第2作動部、第2作動工程)、124…ガスボンベ、
125…ガス機器、125a…ガス給湯機、125b…ガス調理機器、
126…貯湯タンク、201…酸素(空気に含有)、202…電柱(外部の電力供給源)、
203…ガス配管(外部のガス供給源)。
Claims (7)
- 車両に設けられ、加熱された状態で発電する発電部を備えた燃料電池と、
前記車両に設けられ、前記車両が運転状態のときに、前記発電部から供給されるエネルギーによって作動する第1作動部と、
前記車両の外部に設けられ、前記車両が非運転状態のときに、加熱された状態が維持された前記発電部から供給されるエネルギーによって作動する第2作動部と、を有するエネルギー供給システム。 - 少なくとも前記車両又は前記車両の外部の一方に、二次電池を有し、
少なくとも前記第2作動部には、前記発電部から前記二次電池を介して電力が供給される、請求項1に記載のエネルギー供給システム。 - 前記発電部は、前記二次電池の充電率の上昇に伴って発電の出力を降下させる、請求項2に記載のエネルギー供給システム。
- 前記発電部は、前記二次電池の充電率の上昇に伴って段階的に発電の出力を降下させる、請求項2又は3に記載のエネルギー供給システム。
- 前記第2作動部には、前記発電部から熱が供給される、請求項1に記載のエネルギー供給システム。
- 前記発電部には、前記車両が非運転状態のときに、前記車両の外部から燃料が供給される、請求項1に記載のエネルギー供給システム。
- 加熱された状態で発電する発電部を備えた燃料電池を有する車両に設けられ、前記車両が運転状態のときに、前記発電部から供給されるエネルギーによって作動する第1作動工程と、
前記車両の外部に設けられ、前記車両が非運転状態のときに、加熱された状態が維持された前記発電部から供給されるエネルギーによって作動する第2作動工程と、を有するエネルギー供給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044524A JP2019160522A (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018044524A JP2019160522A (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019160522A true JP2019160522A (ja) | 2019-09-19 |
Family
ID=67996383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018044524A Pending JP2019160522A (ja) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019160522A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114056180A (zh) * | 2020-07-29 | 2022-02-18 | 丰田自动车株式会社 | 车辆、服务器及信息处理系统 |
-
2018
- 2018-03-12 JP JP2018044524A patent/JP2019160522A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114056180A (zh) * | 2020-07-29 | 2022-02-18 | 丰田自动车株式会社 | 车辆、服务器及信息处理系统 |
CN114056180B (zh) * | 2020-07-29 | 2024-05-14 | 丰田自动车株式会社 | 车辆 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10644338B2 (en) | Dynamically responsive high efficiency CCHP system | |
US20080102327A1 (en) | Fuel cell and method for cold-starting such a fuel cell | |
JP5528451B2 (ja) | 燃料電池装置 | |
JP5976950B1 (ja) | 電力供給システムおよびその制御方法 | |
CN101356681B (zh) | 燃料电池系统及操作方法 | |
US20070042249A1 (en) | System for preventing freezing of fuel cell | |
JP6174578B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム | |
JP2001068125A (ja) | 燃料電池発電システム | |
JP2019160522A (ja) | エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法 | |
JPS62198058A (ja) | 液冷式燃料電池の電熱供給システム | |
RU2349993C2 (ru) | Топливный элемент с блоком заряда/питания | |
EP2424020B1 (en) | Fuel cell device | |
JP5855955B2 (ja) | エネルギー管理装置 | |
JP5215527B2 (ja) | 燃料電池の運転方法 | |
JP5482108B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその運転方法 | |
JP2006286486A (ja) | 燃料電池ユニット | |
JP2013143212A (ja) | 燃料電池発電システム及びその運転方法 | |
JP4781656B2 (ja) | 燃料電池システムおよび集合住宅 | |
JP2004119298A (ja) | 燃料電池発電システム | |
JPH01124963A (ja) | 燃料電池 | |
JP3939333B2 (ja) | 給湯システム | |
CN118007189A (zh) | 一种电解槽集群快速启动系统构型的控制方法及系统构型 | |
JP2007200581A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2023088528A (ja) | 電力制御装置とそれを用いた電力供給システム | |
KR20230077060A (ko) | 발열체에 의한 승온이 적용되는 암모니아 기반 고체산화물 연료전지(sofc) 시스템, 및 이의 작동방법 |