JP2022124322A - Hydrogen generation system and hydrogen fuel utilization system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素生成システム、及び水素燃料利用システムに関する。 The present invention relates to hydrogen generation systems and hydrogen fuel utilization systems.
近年、水素は、環境に優しい燃料として注目されている。しかしながら、一般的な水素の入手方法は、商業用に製造、及び販売されている水素を購入するという方法に限られている。 In recent years, hydrogen has attracted attention as an environmentally friendly fuel. However, the general method of obtaining hydrogen is limited to purchasing hydrogen that is commercially produced and sold.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の第一の目的は、原水から水素を生成する水素生成システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems. That is, the first object of the present invention is to provide a hydrogen generation system for generating hydrogen from raw water.
また、本発明の第二の目的は、再生可能エネルギーを用いて、原水から水素を生成し、生成した水素を燃料として利用する水素燃料利用システムを提供することである。 A second object of the present invention is to provide a hydrogen fuel utilization system that uses renewable energy to generate hydrogen from raw water and utilizes the generated hydrogen as fuel.
本発明は、以下の[1]~[5]により、上記課題を解決するものである。
[1]原水から純水を生成する純水生成手段と、純水生成手段により生成された純水から水素を生成する水素生成手段と、水素生成手段により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵手段を備える、水素生成システム;
[2]水素生成手段が、水素を生成する際に酸素も生成するものであり、水素生成手段により生成された酸素を貯蔵する酸素貯蔵手段を備える、[1]に記載の水素生成システム;
[3]水素貯蔵手段が、水素吸蔵合金タンクである、[1]又は[2]に記載の水素生成システム;
[4]原水から純水を生成する純水生成手段と、純水生成手段により生成された純水から水素を生成する水素生成手段と、水素生成手段により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、水素貯蔵手段により貯蔵された水素を燃料として利用する水素燃料利用手段と、再生可能エネルギーにより純水生成手段、水素生成手段、水素貯蔵手段、及び/又は水素燃料利用手段へ電力を供給する電力供給手段を備える、水素燃料利用システム;
[5]水素燃料利用手段が、水素バーナーシステム、及び/又は燃料電池システムである、[4]に記載の水素燃料利用システム。
The present invention solves the above problems by the following [1] to [5].
[1] Pure water generating means for generating pure water from raw water, hydrogen generating means for generating hydrogen from the pure water generated by the pure water generating means, and hydrogen storage means for storing hydrogen generated by the hydrogen generating means a hydrogen generation system comprising;
[2] The hydrogen generation system according to [1], wherein the hydrogen generation means also generates oxygen when hydrogen is generated, and includes an oxygen storage means for storing the oxygen generated by the hydrogen generation means;
[3] The hydrogen generation system according to [1] or [2], wherein the hydrogen storage means is a hydrogen storage alloy tank;
[4] Pure water generating means for generating pure water from raw water, hydrogen generating means for generating hydrogen from the pure water generated by the pure water generating means, and hydrogen storage means for storing hydrogen generated by the hydrogen generating means and a hydrogen fuel utilization means that uses hydrogen stored by the hydrogen storage means as fuel, and power is supplied to the pure water generation means, the hydrogen generation means, the hydrogen storage means, and/or the hydrogen fuel utilization means by renewable energy. a hydrogen fuel utilization system comprising a power supply;
[5] The hydrogen fuel utilization system according to [4], wherein the hydrogen fuel utilization means is a hydrogen burner system and/or a fuel cell system.
本発明によれば、原水から水素を生成する水素生成システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydrogen production system which produces|generates hydrogen from raw water can be provided.
また、本発明によれば、再生可能エネルギーを用いて、原水から水素を生成し、生成した水素を燃料として利用する水素燃料利用システムを提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a hydrogen fuel utilization system that generates hydrogen from raw water using renewable energy and utilizes the generated hydrogen as fuel.
以下、図面等を用いて本発明の実施の形態について説明をするが、本発明の趣旨に反しない限り、本発明は以下の実施の形態に限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings and the like, but the present invention is not limited to the following embodiments as long as they do not violate the gist of the present invention.
(水素生成システム)
図1は、本発明の実施の形態の少なくとも1つに対応する、水素生成システムの構成を示すブロック図である。図示するように、水素生成システム1は、原水供給部10、純水生成部11(11a、11b、11c、11d)、水素生成部12(12a、12b、・・・、12j)、及び水素貯蔵部13から構成される。
(Hydrogen generation system)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a hydrogen generation system corresponding to at least one embodiment of the invention. As illustrated, the hydrogen generation system 1 includes a raw
まず、原水供給部10から純水生成部11へ、原水が供給される。そして、純水生成部11において、供給された原水から純水が生成される。生成された純水は、純水生成部11から水素生成部12へ供給される。そして、水素生成部12において、供給された純水から水素が生成される。生成された水素は、水素生成部12から水素貯蔵部13へ供給され、水素貯蔵部13において貯蔵される。
First, raw water is supplied from the raw
原水供給部10と純水生成部11、純水生成部11と水素生成部12、水素生成部12と水素貯蔵部13は、それぞれ、図1の矢印の線に示されるように、パイプなどで接続されていてもよい。そして、原水、純水、及び水素の供給は、該パイプなどを経由して行われてもよい。
The raw
原水供給部10は、純水生成部11へ、原水を供給するものである。原水は、純水を生成するために用いられる。原水には、工業用水、水道水、雨水、井戸水、海水、湖水、河川水などを用いることができる。
The raw
原水は、タンクなどの容器に貯蔵されていてもよい。そして、原水供給部10は、タンクに貯蔵された原水を、純水生成部11へ供給することとしてもよい。あるいは、原水供給部10は、タンクなどの容器を経由せず、河川などから直接、純水生成部11へ原水を供給することもできる。
Raw water may be stored in a container such as a tank. Then, the raw
原水供給部10は、特に限定されず、純水生成部11へ原水を供給することができればよい。原水供給部10は、水素生成システム1を設置する施設の周辺の環境などにより、適宜設計が可能である。
The raw
純水生成部11は、原水から純水を生成するものである。 The pure water production unit 11 produces pure water from raw water.
図1においては、水素生成システム1は、純水生成部11a~11dの、4個の純水生成部11を備えている。水素生成システム1が備える純水生成部11の数は特に限定されず、水素生成システム1を設置する施設の広さなどにより、適宜設計が可能である。例えば、1個でも、2個でも、5個でもよい。
In FIG. 1, the hydrogen generation system 1 includes four pure water generators 11, ie,
水素生成システム1が純水生成部11を2個以上備えることで、水素生成システム1が備える純水生成部11の一部が、故障などにより使用できない場合や、長期使用による交換が必要な場合でも、他の純水生成部11を使用することで、水素生成システム1の稼働を続けることができる。 When the hydrogen generation system 1 is provided with two or more pure water generation units 11, some of the pure water generation units 11 included in the hydrogen generation system 1 cannot be used due to failure or the like, or when replacement is required due to long-term use. However, by using another pure water generator 11, the hydrogen generation system 1 can continue to operate.
純水生成部11が原水から純水を生成する方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。例えば、蒸留、イオン交換樹脂、逆浸透膜、電気再生式脱塩装置(EDI装置)などにより純水を生成することとしてもよい。 The method by which the pure water generator 11 generates pure water from raw water is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, pure water may be produced by distillation, an ion exchange resin, a reverse osmosis membrane, an electrically regenerative desalination device (EDI device), or the like.
純水生成部11は、特に限定されず、原水から純水を生成することができればよい。純水生成部11は、原水の種類、水素生成部12が水素を生成するために適した純水の純度、求められる純水の生成量などにより、適宜設計が可能である。 The pure water generator 11 is not particularly limited as long as it can generate pure water from raw water. The pure water generator 11 can be appropriately designed according to the type of raw water, the purity of the pure water suitable for the hydrogen generator 12 to generate hydrogen, and the required amount of pure water to be generated.
水素生成部12は、純水生成部11により生成された純水から、水素を生成するものである。水素生成部12は、純水を電気分解することにより、気体状の水素を生成する。 The hydrogen generator 12 generates hydrogen from the pure water generated by the pure water generator 11 . The hydrogen generator 12 generates gaseous hydrogen by electrolyzing pure water.
図1においては、水素生成システム1は、水素生成部12a~12jの、10個の水素生成部12を備えている。水素生成システム1が備える水素生成部12の数は特に限定されず、水素生成システム1を設置する施設の広さなどにより、適宜設計が可能である。例えば、1個でも、5個でも、20個でもよい。
In FIG. 1, the hydrogen generation system 1 includes ten hydrogen generation units 12,
水素生成システム1が水素生成部12を2個以上備えることで、水素生成システム1が備える水素生成部12の一部が、故障などにより使用できない場合や、長期使用による交換が必要な場合でも、他の水素生成部12を使用することで、水素生成システム1の稼働を続けることができる。 By providing the hydrogen generation system 1 with two or more hydrogen generation units 12, even if some of the hydrogen generation units 12 included in the hydrogen generation system 1 cannot be used due to failure or the like or need to be replaced due to long-term use, By using another hydrogen generator 12, the operation of the hydrogen generation system 1 can be continued.
水素生成部12の、気体状の水素の生成量は、40m3/h以上であることが好ましく、50m3/h以上であることがより好ましく、60m3/h以上であることがさらに好ましい。 The amount of gaseous hydrogen generated by the hydrogen generator 12 is preferably 40 m 3 /h or more, more preferably 50 m 3 /h or more, and even more preferably 60 m 3 /h or more.
水素生成部12は、特に限定されず、純水から水素を生成することができればよい。水素生成部12は、供給される純水の純度、求められる水素の生成量などにより、適宜設計が可能である。 The hydrogen generator 12 is not particularly limited as long as it can generate hydrogen from pure water. The hydrogen generator 12 can be appropriately designed according to the purity of the supplied pure water, the desired amount of hydrogen to be generated, and the like.
水素貯蔵部13は、水素生成部12により生成された水素を貯蔵するものである。水素貯蔵部13は、貯蔵する水素の圧力を調整するための機構を備えることとしてもよい。
The
図1においては、水素生成システム1は、1個の水素貯蔵部13を備えている。水素生成システム1が備える水素貯蔵部13の数は特に限定されず、水素生成システム1を設置する施設の広さなどにより、適宜設計が可能である。例えば、1個でも、2個でも、3個でもよい。
In FIG. 1 , the hydrogen generation system 1 has one
水素貯蔵部13は、特に限定されず、水素を貯蔵することができればよい。例えば、水素貯蔵部13は、水素吸蔵合金タンク、高圧ガスタンク、ガスタンクなどであってもよい。
The
水素吸蔵合金タンクは、水素分子と接触することで水素化物として水素を保持する合金を充填した、水素を貯蔵するためのタンクである。水素吸蔵合金タンクは、高圧ガスタンクと比べて低気圧の内部圧力で水素を貯蔵することができるため、安全性が高い。 A hydrogen storage alloy tank is a tank for storing hydrogen filled with an alloy that retains hydrogen as a hydride by contact with hydrogen molecules. A hydrogen storage alloy tank can store hydrogen at a lower internal pressure than a high-pressure gas tank, so it is highly safe.
また、図示しないが、水素生成システム1は、原水供給部10、純水生成部11、水素生成部12、及び水素貯蔵部13を総括的に制御する、制御部を備えている。制御部は、水素生成システム1を、他のシステムと連動するように制御することも可能である。
Moreover, although not shown, the hydrogen generation system 1 includes a control unit that comprehensively controls the raw
このように、水素生成システム1が、原水から純水を生成し、生成された純水から水素を生成し、生成された水素を貯蔵することにより、原水から水素を生成することができる。原水から水素を生成することで、商業用に製造、及び販売されている水素を購入するよりも、コストを抑えることができる。また、水素生成システム1を設置する施設の周辺の環境や広さなどに合わせて、水素を生成するシステムを構築することが可能である。 In this way, the hydrogen generation system 1 generates pure water from raw water, hydrogen from the pure water produced, and stores the produced hydrogen, thereby producing hydrogen from raw water. Producing hydrogen from raw water is less costly than purchasing commercially produced and sold hydrogen. In addition, it is possible to construct a system for generating hydrogen according to the surrounding environment and size of the facility where the hydrogen generation system 1 is installed.
また、水素生成部12は、純水の電気分解により水素を生成するため、水素を生成する際に、気体状の酸素も生成する。水素生成部12により生成された酸素は、水素と同様に、貯蔵することができる。 Further, since the hydrogen generator 12 generates hydrogen by electrolyzing pure water, it also generates gaseous oxygen when generating hydrogen. The oxygen generated by the hydrogen generator 12 can be stored, like hydrogen.
図2は、本発明の実施の形態の少なくとも1つに対応する、水素生成システムの構成を示すブロック図である。図2に示す水素生成システム1は、原水供給部10、純水生成部11(11a、11b、11c、11d)、水素生成部12(12a、12b、・・・、12j)、水素貯蔵部13、及び酸素貯蔵部14から構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a hydrogen generation system according to at least one embodiment of the invention. The hydrogen generation system 1 shown in FIG. , and an
原水から水素が生成され、生成された水素が貯蔵される態様に関しては、前述の記載を必要な範囲で採用できる。そして、図2に示す水素生成システム1では、水素生成部12において生成された酸素は、水素生成部12から酸素貯蔵部14へ供給され、酸素貯蔵部14において貯蔵される。
With respect to the aspect in which hydrogen is produced from raw water and the produced hydrogen is stored, the above description can be adopted within a necessary range. In the hydrogen generation system 1 shown in FIG. 2 , the oxygen generated in the hydrogen generation section 12 is supplied from the hydrogen generation section 12 to the
原水供給部10と純水生成部11、純水生成部11と水素生成部12、水素生成部12と水素貯蔵部13、水素生成部12と酸素貯蔵部14は、それぞれ、図2の矢印の線に示されるように、パイプなどで接続されていてもよい。そして、原水、純水、水素、及び酸素の供給は、該パイプなどを経由して行われてもよい。
The raw
原水供給部10、純水生成部11、水素生成部12、及び水素貯蔵部13に関しては、前述の記載を必要な範囲で採用できる。
Regarding the raw
酸素貯蔵部14は、水素生成部12により生成された酸素を貯蔵するものである。
The
図2においては、水素生成システム1は、1個の酸素貯蔵部14を備えている。水素生成システム1が備える酸素貯蔵部14の数は特に限定されず、水素生成システム1を設置する施設の広さなどにより、適宜設計が可能である。例えば、1個でも、2個でも、3個でもよい。
In FIG. 2, the hydrogen generation system 1 has one
酸素貯蔵部14は、特に限定されず、酸素を貯蔵することができればよい。例えば、酸素貯蔵部14は、高圧ガスタンク、ガスタンクなどであってもよい。酸素貯蔵部14は、貯蔵する酸素の圧力を調整するための機構を備えることとしてもよい。
The
また、図2には示さないが、水素生成システム1は、原水供給部10、純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、及び酸素貯蔵部14を総括的に制御する、制御部を備えている。制御部は、水素生成システム1を、他のシステムと連動するように制御することも可能である。
Although not shown in FIG. 2, the hydrogen generation system 1 comprehensively controls the raw
水素生成システム1が、水素貯蔵部13、及び酸素貯蔵部14を備えることで、後述する水素燃料利用システムにおいて、水素、及び酸素を利用することが容易となる。
By providing the
(水素燃料利用システム)
図3は、本発明の実施の形態の少なくとも1つに対応する、水素燃料利用システムの構成を示すブロック図である。図示するように、水素燃料利用システム2は、ソーラーパネル20、パワーコンディショナー21、商用電力22、切替装置23、蓄電機能付きUPS24、水用バッファータンク25、水素生成システム26、水素高圧化装置27、水素用バッファータンク28、酸素高圧化装置29、酸素用バッファータンク30、水素バーナーシステム31から構成される。ここでは、水素生成システム26は、図2に示した、水素貯蔵部13、及び酸素貯蔵部14を備える水素生成システム1のことを指すものとする。
(Hydrogen fuel utilization system)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a hydrogen fuel utilization system corresponding to at least one embodiment of the present invention. As shown, the hydrogen fuel utilization system 2 includes a
水用バッファータンク25と水素生成システム26、水素生成システム26と水素高圧化装置27、水素高圧化装置27と水素用バッファータンク28、水素用バッファータンク28と水素バーナーシステム31、水素生成システム26と酸素高圧化装置29、酸素高圧化装置29と酸素用バッファータンク30、及び酸素用バッファータンク30と水素バーナーシステム31は、それぞれ、図3の矢印の線に示されるように、パイプなどで接続されていてもよい。そして、原水、水素、及び酸素の供給は、該パイプなどを経由して行われてもよい。
また、ソーラーパネル20とパワーコンディショナー21、パワーコンディショナー21と切替装置23、商用電力22と切替装置23、切替装置23と蓄電機能付きUPS24、並びに、蓄電機能付きUPS24と水素生成システム26内の純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、及び/又は酸素貯蔵部14は、それぞれ、導線などにより電気的に接続されていてもよい。さらに、蓄電機能付きUPS24と、水用バッファータンク25、水素高圧化装置27、水素用バッファータンク28、酸素高圧化装置29、酸素用バッファータンク30、及び/又は水素バーナーシステム31は、それぞれ、導線などにより電気的に接続されていてもよい。そして、電力の供給は、該導線などを経由して行われてもよい。
In addition, the
水素燃料利用システム2は、ソーラーパネル20において、太陽光を電力に変換することで発電を行う。以下、ソーラーパネル20において行われた発電をソーラー発電という。ソーラー発電により生じた電気は、パワーコンディショナー21によって、電気を利用する環境に適した状態に変換される。例えば、ソーラー発電により生じた電気は直流であることが多いため、一般的な環境で利用することができるように、交流に変換される。パワーコンディショナー21は、特に限定されず、電気を利用する環境に適した状態に変換することができればよい。
The hydrogen fuel utilization system 2 generates power by converting sunlight into electric power in the
また、水素燃料利用システム2は、商用電力22を備えている。ソーラー発電による電力の供給と商用電力22による電力の供給の切り替えは、切替装置23によって行われる。切替装置23は、ソーラー発電による電力を優先的に蓄電機能付きUPS24に供給し、ソーラー発電による電力が不足した場合には、商用電力22による電力を蓄電機能付きUPS24に供給する。その際、切替装置23は、ソーラー発電による電力の供給量が所定の値以下となった場合に、ソーラー発電による電力の供給から、商用電力22による電力の供給に切り替えることとしてもよい。そして、切替装置23は、ソーラー発電による電力の供給量が所定の値以上となった場合に、商用電力22による電力の供給から、ソーラー発電による電力の供給に切り替えることとしてもよい。
The hydrogen fuel utilization system 2 also includes
ソーラー発電による電力を優先的に蓄電機能付きUPS24に供給することで、商用電力22による電力の供給を優先した場合に比べ、電力の供給に関するコストを低減することができる。また、災害などで商用電力22による電力の供給が途絶えた際にも、水素燃料利用システム2を稼働することが可能となる。
By preferentially supplying power generated by solar power to the
蓄電機能付きUPS24は、ソーラー発電による電力の供給、又は商用電力22による電力の供給を受ける機能、供給された電力を蓄積する機能、及び、供給された電力、又は蓄積された電力を外部の装置などに供給する機能を有している。蓄電機能付きUPS24は、供給される電力が途切れた場合に、蓄積された電力を外部の装置などに供給することで、該外部の装置などに電圧の低下や停電などが起きることを防いでいる。水素燃料利用システム2は、蓄電機能付きUPS24によって、純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、酸素貯蔵部14、及び/又は水素バーナーシステム31へ電力を供給している。
The
なお、図3においては、ソーラー発電により純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、酸素貯蔵部14、及び/又は水素バーナーシステム31へ電力が供給されているが、水素燃料利用システム2は、再生可能エネルギーにより純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、酸素貯蔵部14、及び/又は水素バーナーシステム31へ電力を供給することができればよい。再生可能エネルギーは、特に限定されず、利用する以上の速度で自然に再生するエネルギーであればよい。再生可能エネルギーには、例えば、ソーラー発電、風力発電、水力発電、地熱発電、微生物発電などが含まれる。
In FIG. 3, power is supplied to the pure water generator 11, the hydrogen generator 12, the
また、水素燃料利用システム2は、後述する燃料電池システムとは異なる、又は同一の、燃料電池システムにより発電した電力を、純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、酸素貯蔵部14、及び/又は水素バーナーシステム31へ供給することもできる。
In addition, the hydrogen fuel utilization system 2 uses the power generated by a fuel cell system different from or the same as the fuel cell system to be described later, to produce a pure water generator 11, a hydrogen generator 12, a
再生可能エネルギーによる電力の供給量は、特に限定されず、純水生成部11、水素生成部12、水素貯蔵部13、酸素貯蔵部14、及び/又は水素バーナーシステム31の稼働に必要な電力が供給されればよい。例えば、純水生成部11の稼働には500Wh、水素生成部12の稼働には5.5~6.5kWhの電力が、再生可能エネルギーにより供給されることとしてもよい。 The amount of power supplied by renewable energy is not particularly limited. It should be supplied. For example, renewable energy may be used to supply 500 Wh of power to operate the pure water generator 11 and 5.5 to 6.5 kWh of power to operate the hydrogen generator 12 .
水用バッファータンク25には、水素生成システム26内の純水生成部11へ供給される原水が貯蔵されている。水用バッファータンク25に関しては、原水供給部10の記載を必要な範囲で採用できる。
The
水用バッファータンク25から供給された原水により、水素生成システム26において、純水が生成され、該純水から、水素、及び酸素が生成される。そして、水素生成システム26において、該水素、及び酸素が貯蔵される。水素生成システム26に関しては、前述の、図2に示した、水素貯蔵部13、及び酸素貯蔵部14を備える水素生成システム1の記載を必要な範囲で採用できる。
Pure water is produced in the
水素生成システム26において貯蔵された水素は、水素高圧化装置27へ供給される。水素高圧化装置27は、水素を高圧化できるものであれば、特に限定されない。水素高圧化装置27は、装置内に封入した水素を、ピストン等を利用して圧縮して、水素を高圧化することができる。高圧化された水素は、高圧状態を維持したまま、水素用バッファータンク28へ供給される。
Hydrogen stored in the
水素用バッファータンク28では、水素高圧化装置27から供給された高圧の水素を貯蔵する。水素用バッファータンク28は、高圧化された水素を貯蔵できるものであれば、特に限定されない。水素用バッファータンク28は、高い耐圧性と高い気密性を有するものであることが好ましい。水素用バッファータンク28に貯蔵された水素は、必要に応じて、水素バーナーシステム31へ供給される。
The
水素用バッファータンク28から水素バーナーシステム31への水素の供給は、連続的に、又は、断続的に行われてもよい。
The supply of hydrogen from the
また、水素用バッファータンク28から水素バーナーシステム31への水素の供給量は、後述する、制御部により制御してもよい。この場合、水素バーナーシステム31における水素の消費量や水素の残存量等に応じて、水素バーナーシステム31への水素の供給量を変化させることができる。この場合、水素バーナーシステム31における水素の消費量や水素の残存量等が推定され、測定された情報が制御部へ送信される。制御部では、水素バーナーシステム31における水素の消費量や水素の残存量等をもとに、水素用バッファータンク28からの水素の供給量を算定する。
Further, the amount of hydrogen supplied from the
水素生成システム26において貯蔵された酸素は、酸素高圧化装置29へ供給される。酸素高圧化装置29は、酸素を高圧化できるものであれば、特に限定されない。酸素高圧化装置29は、装置内に封入した酸素を、ピストン等を利用して圧縮して、酸素を高圧化することができる。高圧化された酸素は、高圧状態を維持したまま、酸素用バッファータンク30へ供給される。
Oxygen stored in
酸素用バッファータンク30では、酸素高圧化装置29から供給された高圧の酸素を貯蔵する。酸素用バッファータンク30は、高圧化された酸素を貯蔵できるものであれば、特に限定されない。酸素用バッファータンク30は、高い耐圧性と高い気密性を有するものであることが好ましい。酸素用バッファータンク30に貯蔵された酸素は、必要に応じて、水素バーナーシステム31へ供給される。
The
酸素用バッファータンク30から水素バーナーシステム31への酸素の供給は、連続的に、又は、断続的に行われてもよい。
The supply of oxygen from the
また、酸素用バッファータンク30から水素バーナーシステム31への酸素の供給量は、後述する、制御部により制御してもよい。この場合、水素バーナーシステム31における酸素の消費量や酸素の残存量等に応じて、水素バーナーシステム31への酸素の供給量を変化させることができる。この場合、水素バーナーシステム31における酸素の消費量や酸素の残存量等が推定され、測定された情報が制御部へ送信される。制御部では、水素バーナーシステム31における酸素の消費量や酸素の残存量等をもとに、酸素用バッファータンク30からの酸素の供給量を算定する。
Further, the amount of oxygen supplied from the
図3においては、水素燃料利用システム2は、水素高圧化装置27、水素用バッファータンク28、酸素高圧化装置29、及び酸素用バッファータンク30を、それぞれ1個ずつ備えている。水素燃料利用システム2が備える水素高圧化装置27、水素用バッファータンク28、酸素高圧化装置29、及び酸素用バッファータンク30の数は特に限定されず、水素燃料利用システム2を設置する施設の広さなどにより、適宜設計が可能である。例えば、1個でも、2個でも、3個でもよい。また、水素燃料利用システム2は、水素高圧化装置27、水素用バッファータンク28、酸素高圧化装置29、及び酸素用バッファータンク30の、一部又は全部を備えていなくともよい。
In FIG. 3, the hydrogen fuel utilization system 2 includes one
水素用バッファータンク28から水素バーナーシステム31へ供給された水素は、水素バーナーシステム31において、燃料として利用される。具体的には、例えば、水素用バッファータンク28から供給された水素を、酸素用バッファータンク30から供給された酸素と混合し、燃焼させることができる。水素バーナーシステム31には、焼却炉、ボイラー、ストーブ、ガス溶接用の吹管、ガスバーナーなどが含まれる。
The hydrogen supplied from the
あるいは、水素燃料利用システム2は、水素用バッファータンク28から供給された水素を、燃料電池システムの燃料として利用してもよい。具体的には、例えば、水素用バッファータンク28から供給された水素を、酸素用バッファータンク30から供給された酸素と反応させ、発電することができる。
Alternatively, the hydrogen fuel utilization system 2 may utilize the hydrogen supplied from the
また、図3には示さないが、水素燃料利用システム2は、ソーラーパネル20、パワーコンディショナー21、商用電力22、切替装置23、蓄電機能付きUPS24、水用バッファータンク25、水素生成システム26、水素高圧化装置27、水素用バッファータンク28、酸素高圧化装置29、酸素用バッファータンク30、及び水素バーナーシステム31を総括的に制御する、制御部を備えている。制御部は、水素燃料利用システム2を、他のシステムと連動するように制御することも可能である。また、水素燃料利用システム2の制御部は、水素生成システム26の制御部を兼ねていてもよい。
Although not shown in FIG. 3, the hydrogen fuel utilization system 2 includes a
なお、水素生成システム26、及び/又は水素燃料利用システム2の制御部へは、再生可能エネルギーにより電力が供給されることとしてもよい。
Electric power may be supplied from renewable energy to the
上記において、水素生成システム26は、図2に示した、水素貯蔵部13、及び酸素貯蔵部14を備える水素生成システム1のことを指すこととしたが、図1に示した、水素貯蔵部13を備える水素生成システム1のことを指すこととしてもよい。その場合、水素燃料利用システム2は、酸素高圧化装置29、及び酸素用バッファータンク30を備えないこととしてもよい。
In the above description, the
このように、水素燃料利用システム2が、原水から純水を生成し、生成された純水から水素を生成し、生成された水素を貯蔵し、貯蔵された水素を燃料として利用し、再生可能エネルギーにより電力を供給することで、再生可能エネルギーを用いて、原水から水素を生成し、生成した水素を燃料として利用することができる。つまり、再生可能エネルギーと原水があれば、水素を燃料として利用することが可能となる。 In this way, the hydrogen fuel utilization system 2 generates pure water from the raw water, generates hydrogen from the generated pure water, stores the generated hydrogen, uses the stored hydrogen as fuel, and is renewable. By supplying power with energy, renewable energy can be used to generate hydrogen from raw water, and the generated hydrogen can be used as fuel. In other words, if renewable energy and raw water are available, hydrogen can be used as fuel.
また、水素燃料利用システム2において生成した水素、及び/又は酸素に余剰が生じた場合には、余剰の水素、及び/又は酸素を、ガスボンベなどの容器に貯蔵することができる。そして、ガスボンベなどの容器に貯蔵した水素、及び/又は酸素は、他のシステムに供給することが可能である。あるいは、ガスボンベなどの容器に貯蔵した水素、及び/又は酸素を、販売することもできる。 Moreover, when the hydrogen and/or oxygen generated in the hydrogen fuel utilization system 2 is surplus, the surplus hydrogen and/or oxygen can be stored in a container such as a gas cylinder. The hydrogen and/or oxygen stored in containers such as gas cylinders can then be supplied to other systems. Alternatively, hydrogen and/or oxygen stored in containers such as gas cylinders can be sold.
1 水素生成システム
2 水素燃料利用システム
10 原水供給部
11 純水生成部
12 水素生成部
13 水素貯蔵部
14 酸素貯蔵部
20 ソーラーパネル
21 パワーコンディショナー
22 商用電力
23 切替装置
24 蓄電機能付きUPS
25 水用バッファータンク
26 水素生成システム
27 水素高圧化装置
28 水素用バッファータンク
29 酸素高圧化装置
30 酸素用バッファータンク
31 水素バーナーシステム
1 hydrogen generation system 2 hydrogen
25
Claims (5)
純水生成手段により生成された純水から水素を生成する水素生成手段と、
水素生成手段により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵手段
を備える、
水素生成システム。 a pure water generating means for generating pure water from raw water;
hydrogen generating means for generating hydrogen from pure water generated by the pure water generating means;
A hydrogen storage means for storing hydrogen generated by the hydrogen generation means,
Hydrogen generation system.
水素生成手段により生成された酸素を貯蔵する酸素貯蔵手段
を備える、
請求項1に記載の水素生成システム。 The hydrogen generating means also generates oxygen when generating hydrogen,
An oxygen storage means for storing oxygen generated by the hydrogen generation means,
The hydrogen generation system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の水素生成システム。 The hydrogen storage means is a hydrogen storage alloy tank,
The hydrogen generation system according to claim 1 or 2.
純水生成手段により生成された純水から水素を生成する水素生成手段と、
水素生成手段により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵手段と、
水素貯蔵手段により貯蔵された水素を燃料として利用する水素燃料利用手段と、
再生可能エネルギーにより純水生成手段、水素生成手段、水素貯蔵手段、及び/又は水素燃料利用手段へ電力を供給する電力供給手段
を備える、
水素燃料利用システム。 a pure water generating means for generating pure water from raw water;
hydrogen generating means for generating hydrogen from pure water generated by the pure water generating means;
hydrogen storage means for storing hydrogen generated by the hydrogen generation means;
hydrogen fuel utilization means for utilizing hydrogen stored by the hydrogen storage means as fuel;
power supply means for supplying power to the pure water generation means, the hydrogen generation means, the hydrogen storage means, and/or the hydrogen fuel utilization means with renewable energy;
Hydrogen fuel utilization system.
請求項4に記載の水素燃料利用システム。 The hydrogen fuel utilization means is a hydrogen burner system and/or a fuel cell system,
The hydrogen fuel utilization system according to claim 4.
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