JP2022142287A - 供給管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく水素を発生させることができる。【解決手段】発電装置が発電した発電電力により駆動して水素を発生させる水素発生装置と、前記水素発生装置で発生させた前記水素を貯蔵し、貯蔵した前記水素を、水素を燃料として利用する燃料電池装置に供給する水素供給装置と、将来の前記発電装置の発電量の予測値と、前記水素供給装置における将来の前記水素の貯蔵量の予測値と、に基づいて、前記水素発生装置の駆動を制御する情報処理装置と、を備える供給管理システムである。【選択図】図１

Description

本発明は、供給管理システムに関する。

太陽光発電などによって発電された電力を用いて水電解装置で水素を発生させ、その発生させた水素を、燃料電池を搭載した車両に供給する供給管理システムがある（例えば、特許文献１）。この供給管理システムは、水電解装置が駆動することで発生した水素（水素ガス）を貯蔵装置で貯蔵し、その貯蔵装置で貯蔵した水素を必要に応じて車両に対して充填する。

特開２０２０－３４０８９号公報

特許文献１には、具体的にどのような方法で水電解装置を駆動させるのかは記載されておらず、供給管理システムにおいて効率よく水素を発生させることが求められている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、効率よく水素を発生させることができる供給管理システムを提供することである。

（１）本発明の一態様は、発電装置が発電した発電電力により駆動して水素を発生させる水素発生装置と、前記水素発生装置で発生させた前記水素を貯蔵し、貯蔵した前記水素を、水素を燃料として利用する燃料電池装置に供給する水素供給装置と、将来の前記発電装置の発電量の予測値と、前記水素供給装置における将来の前記水素の貯蔵量の予測値と、に基づいて、前記水素発生装置の駆動を制御する情報処理装置と、を備える供給管理システムである。

（２）上記（１）の供給管理システムであって、前記情報処理装置は、前記水素供給装置における現在時刻の水素の貯蔵量と、前記燃料電池装置における現在時刻の水素の残量である燃料電池残量と、を含む情報に基づいて、前記水素供給装置における将来の前記水素の貯蔵量を予測する水素残量予測部を備えてもよい。

（３）上記（２）の供給管理システムであって、前記水素残量予測部は、前記燃料電池装置に対する過去の充填量及び充填日を含む情報に基づいて、前記燃料電池装置に対する将来の充填日及び充填量を予測し、現在時刻の前記貯蔵量及び前記燃料電池残量と、予測した将来の充填日及び充填量と、に基づいて、前記水素供給装置における将来の前記貯蔵量を予測してもよい。

（４）上記（２）又は上記（３）の供給管理システムであって、前記情報処理装置は、外部から得られた気象情報を含む情報に基づいて、将来の前記発電量の予測値を求める発電量予測部を備えてもよい。

（５）上記（４）の供給管理システムであって、前記水素残量予測部は、現在時刻から所定期間先までの間において、一日当たりの前記貯蔵量の期待値である貯蔵量期待値を求め、
前記発電量予測部は、現在時刻から所定期間先までの間において、一日当たりの前記発電量の期待値である発電量期待値を求めてもよい。

（６）上記（５）の供給管理システムであって、前記貯蔵量期待値は、前記水素供給装置に常に残しておく水素の量である閾値から前記貯蔵量を差し引いた値の期待値であって、前記情報処理装置は、前記貯蔵量期待値と前記発電量期待値とを合計した値である日毎期待値が最大となる日を前記水素発生装置の稼働日に設定し、前記稼働日に前記水素発生装置を駆動させる駆動制御部を備えてもよい。

（７）上記（６）の供給管理システムであって、前記駆動制御部は、前記稼働日において、前記発電量が前記水素発生装置の消費電力以上になった場合に、前記水素発生装置を駆動させ、前記発電量が前記水素発生装置の消費電力未満になった場合には前記水素発生装置の駆動を停止させてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、供給管理システムにおいて効率よく水素を発生させることができる。

本実施形態に係る供給管理システム１の概略構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る情報処理装置のブロック図である。 本実施形態に係る２バンク方式のバンク残圧の予測値の一例をグラフ化したものである。 本実施形態に係るバンク残圧の予測値の推移の一例を示す図である。 図４に示すバンク残圧Ｐｒ１とバンク残圧Ｐｒ２のそれぞれを複数のエリアに分類した分類表を示す図である。 本実施形態に係る情報処理装置の全体的な処理のフロー図である。 本実施形態に係る残圧算出処理のフロー図である。 本実施形態に係る充填記録処理のフロー図である。 本実施形態に係るバンク残圧予測処理のフロー図である。 本実施形態に係る起動処理のフロー図である。

以下、本実施形態に係る供給管理システム１を、図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る供給管理システム１の概略構成の一例を示す図である。供給管理システム１は、発電装置１０、蓄電池２０、水電解装置３０、水素供給装置４０、１つ以上の燃料電池車５０及び情報処理装置６０を備える。水電解装置３０は、「水素発生装置」の一例である。供給管理システム１は、燃料電池車５０から情報を受信したり、燃料電池車５０に水素を充填したりすればよく、燃料電池車５０を備えない構成としてもよい。

発電装置１０は、例えば、再生可能なエネルギーを利用して発電する発電電源である。発電装置１０は、例えば太陽光発電や風力発電などである。本実施形態の一例として、発電装置１０が太陽光発電を利用する場合には、発電装置１０は、太陽光パネルやＰＣＳ（パワーコンディショナ：Power Conditioning Subsystem）などを備えてもよい。発電装置１０が発電した電力（以下、「発電電力」という）は、蓄電池２０に蓄電されたり、水電解装置３０に供給されたりする。なお、発電装置１０が発電した発電電力の電力量（以下、「発電量」という。）の情報は、通信ネットワークＮＷを介して情報処理装置６０に逐次送信されてもよい。

通信ネットワークＮＷは、無線通信の伝送路（例えば、無線ＬＡＮ）であってもよいし、有線通信の伝送路であってもよいし、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信ネットワークＮＷは、携帯電話回線網などの移動体通信網、無線パケット通信網、インターネット及び専用回線又はそれらの組み合わせであってもよい。例えば、通信ネットワークＮＷは、省電力広域ネットワーク(LPWAN：LPWAN：Low-power Wide-area Network)を用いてもよいし、短距離無線通信規格であるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いてもよい。

発電装置１０は、日射計を有してもよい。そして、発電装置１０は、日射計で計測した値を通信ネットワークＮＷを介して情報処理装置６０に逐次送信してもよい。

蓄電池２０は、発電電力を蓄える。例えば、蓄電池２０は、発電装置１０と電気的に接続されており、発電装置１０が発電した発電電力を蓄える。この発電装置１０に蓄えられた発電電力は、水電解装置３０に供給される。ただし、供給管理システム１は、蓄電池２０を備えなくてもよい。

水電解装置３０は、発電装置１０が発電した発電電力により駆動して水素（水素ガス）を発生させる。水電解装置３０は、発電装置１０が発電した発電電力により駆動して、水を電気分解して水素を発生させる。水電解装置３０の駆動源である発電電力は、発電装置１０から直接供給される電力であってもよいし、蓄電池２０に蓄電された電力であってもよいし、その両方であってもよい。

水電解装置３０は、通信ネットワークＮＷを介して情報処理装置６０に接続し、情報処理装置６０と情報を送受する。水電解装置３０は、通信ネットワークＮＷを介して情報処理装置６０から駆動指令を受信すると、発電電力を動作源として駆動を開始して水素の生成を開始する。

水素供給装置４０は、水電解装置３０によって発生した水素を貯蔵し、貯蔵した水素を燃料電池車５０に供給する。水素供給装置４０は、例えば、水素貯蔵装置４１及び充填装置４２を備える。なお、水素供給装置４０は、オンサイト型であってもよいし、オフサイト型であってもよい。

水素貯蔵装置４１は、水電解装置３０によって生成された水素を貯蔵する。水素貯蔵装置４１は、例えば、複数の蓄圧器（以下、「バンク」という。）４１１を備える。各バンク４１１は、水電解装置３０によって生成され、不図示の圧縮機によって圧縮された水素を貯蔵する。なお、図１に示す例では、水素貯蔵装置４１は、ｎ本のバンク４１１－ｋ（ｋ＝１、２、…－ｎ：ｎは２以上の整数）を有する。ハイフン以下の符号は、複数の同じ種類の構成要素を互いに区別するものである。複数の同じ種類の構成を互いに区別しない場合には、ハイフン以下の符号を省略する場合がある。

各バンク４１１には、圧力計及び温度計がそれぞれ対応して設けられている。水素供給装置４０は、圧力計及び温度計の計測値、すなわち各バンク４１１に貯蔵されている水素の圧力及び温度の計測値の情報を通信ネットワークＮＷ経由で情報処理装置６０に送信する。

充填装置４２は、水素貯蔵装置４１に貯蔵されている水素を燃料電池車５０に充填する。例えば、充填装置４２は、バンク４１１内の水素を燃料電池車５０に充填するディスペンサである。例えば、充填装置４２は、２つのバンク４１１を用いて、水素を燃料電池車５０に充填する。充填装置４２は、燃料電池車５０に水素ガスを充填した際には、充填した水素の量（以下、「充填量」という。）と、充填した日（日時であってもよい）と、の情報を記録し、その記録した情報を情報処理装置６０に送信する。また、充填装置４２は、充填に使用したバンク４１１－ｋの情報を情報処理装置６０に送信してもよい。

燃料電池車５０は、水素を燃料として利用する車両である。例えば、燃料電池車５０は、燃料電池自動車（Fuel Cell Vehicle：ＦＣＶ）であってもよいし、図１に示すように燃料電池フォークリフト（ＦＣＦＬ）であってもよい。例えば、燃料電池車５０は、自動運転又は手動運転によって水素供給装置４０に向かい、水素の充填（補給）が行われる。なお、図１に示す例では、供給管理システム１は、ｍ台の燃料電池車５０－ｉ（ｉ＝１、２、…－ｍ：ｍは２以上の整数）を有する。ハイフン以下の符号は、複数の同じ種類の構成要素を互いに区別するものである。複数の同じ種類の構成を互いに区別しない場合には、ハイフン以下の符号を省略する場合がある。燃料電池車５０は、「水素を燃料として利用する装置（燃料電池装置）」の一例である。燃料電池装置は、車両に限定されず、水素を燃料として利用する装置であればよい。また、燃料電池車５０は、１台であってもよい。

燃料電池車５０－ｉには、燃料電池車５０内の水素の圧力を計測する圧力計及びその水素の温度計がそれぞれ対応して設けられている。燃料電池車５０－ｉは、通信ネットワークＮＷを介して情報処理装置６０と通信し、燃料電池車５０－ｉ内の水素の圧力及び温度の計測値を情報処理装置６０に送信する。

情報処理装置６０は、コンピュータであってもよい。情報処理装置６０は、サーバ装置であってもよい。前記サーバ装置は、少なくとも一つの物理サーバを備えてもよい。複数の物理サーバは、通信ネットワークを介して互いに接続されていることにより、互いに通信可能である。前記物理サーバは、少なくとも一つの仮想サーバを備えてもよい。仮想サーバは、クラウドシステム上のサーバ（クラウドサーバ）であってもよい。

情報処理装置６０は、将来の発電量の予測値と、水素供給装置４０における将来の水素の貯蔵量の予測値と、に基づいて、水電解装置３０の駆動を制御する。情報処理装置６０は、通信ネットワークＮＷを介して、発電装置１０、水素供給装置４０、燃料電池車５０－ｉのそれぞれと情報を送受する。情報処理装置６０は、通信ネットワークＮＷを介して外部サーバ１００から発電装置１０を含む地域の気象情報を取得する。外部サーバ１００は、例えば、気象庁及び気象庁以外の企業の少なくともいずれかが運用しているサーバである。なお、発電量の予測値や貯蔵量の予測値は、期待値であってもよい。

気象情報は、現在の時刻ｔから先の複数の時刻である予測時刻ｔ＋１，…，ｔ＋ｒと、その複数の予測時刻ｔ＋１，…，ｔ＋ｒごとの地域の気象の予測情報Ｘ（Ｘ＋１，…，Ｘ＋ｒ）と、が対応付けられた情報を含む。気象の予測情報は、例えば、日射量の予測値を含む。また、気象の予測情報は、天気の予測を含んでもよい。天気とは、晴れ、曇り、雨、雪のような気象状態である。また、気象の予測情報は、気温、湿度、気圧、雨量及び風速の少なくとも一つの予測値を含んでもよい。例えば、先の予測時刻は、現在の時刻ｔから所定期間（数時間、数日、又は数週間）までの時刻であってもよい。

以下、本実施形態に係る情報処理装置６０の概略構成の一例を説明する。図２は、本実施形態に係る情報処理装置６０のブロック図である。

情報処理装置６０は、例えば、水素残量予測部６１、発電量予測部６２、駆動制御部６３及び格納部６４を備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）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。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。

水素残量予測部６１は、水素ガス残量算出部７０、充填予測部７１及びバンク残量予測部７２を備える。

水素ガス残量算出部７０は、水素供給装置４０に設けられている全てのバンク４１１－１～４１１－ｎのそれぞれに貯蔵されている現在時刻の水素の残量（以下、「バンク残圧」という。）を算出する。また、水素ガス残量算出部７０は、全ての燃料電池車５０－１～５０－ｍのそれぞれに充填されている現在時刻の水素の量（以下、「燃料電池残量」という。）を算出する。

例えば、水素ガス残量算出部７０は、水素供給装置４０から各バンク４１１－ｋの水素ガスの温度及び圧力の情報を取得する。水素ガス残量算出部７０は、理論式などの既知の情報に基づいて各バンク４１１－ｋの密度を求め、密度の計算値と、水素ガスの温度及び圧力の各計測値とに基づいてバンク残圧をバンク４１１－ｋごとに求める。水素ガス残量算出部７０は、算出した各バンク４１１－ｋのバンク残圧を格納部６４に格納する。

同様に、水素ガス残量算出部７０は、燃料電池車５０－ｉから水素ガスの温度及び圧力の情報を取得する。水素ガス残量算出部７０は、理論式などの既知の情報に基づいて各燃料電池車５０－ｉの密度を求め、密度の計算値と、水素ガスの温度及び圧力の各計測値とに基づいて燃料電池残量を燃料電池車５０－ｉごとに求める。水素ガス残量算出部７０は、算出した各燃料電池車５０－ｉの燃料電池残量を格納部６４に格納する。

充填予測部７１は、燃料電池車５０－ｉに対する過去の充填量及び充填日を含む情報に基づいて、燃料電池車５０－ｉに対する将来の充填日及び充填量を予測する。なお、予測する将来の充填日は、操業日に限定されてもよい。

例えば、格納部６４には、燃料電池車５０－ｉに対する過去の充填量及び充填日を含む情報が記録される。例えば、情報処理装置６０は、充填装置４２から受信した燃料電池車５０－ｉに対する充填量及び充填日を格納部６４に記録する。なお、情報処理装置６０は、燃料電池車５０－ｉから燃料電池車５０－ｉに対する充填量及び充填日の情報を受信してもよい。情報処理装置６０は、例えば、燃料電池車５０－ｉの水素の圧力が上昇した場合には、燃料電池車５０－ｉに対する水素の充填が行われたと判定してもよい。この場合には、情報処理装置６０は、燃料電池車５０－ｉの水素の圧力が上昇した日を充填日とし、その圧力の上昇分を充填量としてもよい。

バンク残量予測部７２は、現在時刻の貯蔵量及び燃料電池残量と、予測した将来の充填日及び充填量と、に基づいて、水素供給装置４０における将来の貯蔵量を予測する。例えば、バンク残量予測部７２は、水素ガス残量算出部７０によって算出された現在時刻の各バンク４１１－ｋのバンク残圧及び各燃料電池車５０－ｉの燃料電池残量と、充填予測部７１によって予測された各燃料電池車５０－ｉに対する将来の充填日（充填間隔を含む）及び充填量と、に基づいて、各バンク４１１－ｋにおける将来のバンク残圧を予測する。

図３は、バンク残量予測部７２によって予測されるバンク残圧の一例をグラフ化したものである。図３に示す例では、２つのバンク４１１－１及び４１１－２を用いて燃料電池車５０－ｉに水素を充填する場合の将来のバンク残圧の予測値を示す。図３に示すように、バンク残量予測部７２は、現在時刻のバンク残圧を起点として、将来の燃料電池残量の減少量や充填日及び充填量を用いることで、将来のバンク残圧の推移を予測することができる。

以下、バンク残量予測部７２におけるバンク残圧の予測方法の一例を、図４及び図５を用いて説明する。

図４は、ある容量のバンク１４４を２本使用する２バンク方式であって、燃料電池車５０－ｉに水素ガスを充填した場合のバンク残圧と、バンク１４４から燃料電池車５０－ｉへ流れる水素ガスの流量（以下、「充填流量」という。）の推移を示す図である。バンク残量予測部７２は、現在時刻の貯蔵量及び燃料電池残量と、予測した将来の充填日及び充填量と、に基づいて、図４に示すようなバンク１４４－１及びバンク１４４－２の各バンクのバンク残圧の推移を予測する。また、バンク残量予測部７２は、充填装置４２及び燃料電池車５０－ｉからの情報に基づいて、充填流量や燃料電池車５０－ｉのタンク圧力（水素ガスの圧力）の推移を予測してもよい。

バンク残量予測部７２は、充填流量の山型の頂点の数をカウントすることで、燃料電池車５０－ｉに対する充填回数を把握することができる。図４に示す例では、燃料電池車５０－ｉに水素ガスを充填するごとに２つのバンク残圧は低下していき、バンク１４４－１のバンク残圧Ｐｒ１がＰ６、バンク１４４－２のバンク残圧Ｐｒ２がＰ５´になると、充填装置４２は、燃料電池車５０－ｉへの水素ガスの充填を行うことができない。よって、図４に示す例では、バンク１４４－１及びバンク１４４－２への水素ガスの補給、すなわち水電解装置３０により水素が生成されるまでに連続で５回の充填（燃料電池車への充填）が可能である。

バンク残量予測部７２は、図４に示すような予測を行うと、バンク残圧Ｐｒ１とバンク残圧Ｐｒ２のそれぞれを複数のエリアに分類する。図５は、図４に示すバンク残圧Ｐｒ１とバンク残圧Ｐｒ２のそれぞれを複数のエリアに分類した分類表である。このエリアとは、バンク残圧の変化に基づいてバンク残圧を分類したものである。連続充填とは、バンク１４４－１及びバンク１４４－２への水素の補給を行わずに、連続して充填を行うことである。図５（ａ）に示すように、バンク残量予測部７２は、図４に示すバンク残圧Ｐｒ１を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６つのエリアに分類することができる。また、図５（ｂ）に示すように、バンク残量予測部７２は、図４に示すバンク残圧Ｐｒ２を、Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´、Ｅ´の５つのエリアに分類することができる。

バンク残量予測部７２は、分類したエリアのうち、閾値範囲を把握する。閾値範囲は、燃料電池車５０－ｉへの充填することができる範囲か否かを判定するための範囲である。例えば、保安上、バンク１４４内に１台分（１台の燃料電池車５０－ｉ）の水素の充填量（保安在庫量）を常に残しておく場合には、図５（ａ）において閾値範囲がエリアＥとなり、図５（ｂ）において閾値範囲がエリアＤ´となる。バンク残量予測部７２は、バンク残圧Ｐｒ１とバンク残圧Ｐｒ２のそれぞれにおいて、バンク残圧の閾値（以下、「残圧閾値」という。）を設定する。残圧閾値は、バンク残圧が燃料電池車５０－ｉへの充填することができる範囲か否かを判定する値であって、閾値範囲における充電後のバンク残圧である。例えば、残圧閾値は、バンク１４４に常に残しておく水素の量（例えば、保安在庫量）であってもよい。図５（ａ）に示す例では、バンク残圧Ｐｒ１の残圧閾値Ｐｒ１ｔｈがＰ６であり、バンク残圧Ｐｒ２の残圧閾値はＰｒ２ｔｈがＰ５´である。

バンク残量予測部７２は、バンク残圧Ｐｒ１とバンク残圧Ｐｒ２のそれぞれの期待値（貯蔵量期待値）を求める。例えば、バンク残量予測部７２は、以下の式（１）を用いてバンク残圧Ｐｒ１の期待値（以下、「Ｐｒ１バンク期待値」という。）を求め、以下の式（２）を用いてバンク残圧Ｐｒ２の期待値（以下、「Ｐｒ２バンク期待値」という。）を求める。

・Ｐｒ１バンク期待値＝Σ（（残圧閾値Ｐｒ１ｔｈ－現在時刻のバンク残圧Ｐｒ１）×１／６）×比重値β…（１）
・Ｐｒ２バンク期待値＝Σ（（残圧閾値Ｐｒ２ｔｈ－現在時刻のバンク残圧Ｐｒ２）×１／５）×比重値γ…（２）

比重値β及びγは、予め設定された定数であって、１であってもよいし、１以外の値であってもよい。

発電量予測部６２は、外部から得られた気象情報を含む情報に基づいて、将来の発電量の予測値を求める。例えば、発電量予測部６２は、外部サーバ１００から発電装置１０を含む地域の気象情報を含む情報に基づいて、発電装置１０における将来の発電量を予測する。発電量予測部６２は、外部サーバ１００から発電装置１０を含む地域の気象情報（例えば、現在時刻及び将来の日射量及び外気温）を受信し、その受信した情報に基づいて、発電装置１０における将来の発電量を予測する。

例えば、発電量予測部６２は、現在時刻の日射量及び外気温を発電装置１０や外部サーバ１００から受信し、また、現在時刻から所定期間先まで期間の単位時間ごと（例えば、１時間ごと）の日射量及び外気温の予測値を外部サーバ１００から受信する。そして、発電量予測部６２は、現在時刻及び将来の日射量及び外気温に基づいて、現在時刻から所定期間先までの期間において、一日当たりの発電量の期待値である発電量期待値を発電量の予測値として求めてもよい。なお、発電量予測部６２は、発電量期待値を求めるにあたって、過去の日別の晴れの割合の情報を用いてもよい。ただし、これに限定されず、発電量予測部６２は、発電量期待値ではなく、単に１日あたりの発電量を予測してもよい。

駆動制御部６３は、水電解装置３０の駆動を開始させたり、水電解装置３０の駆動を停止させたりするなど、水電解装置３０の駆動を制御する。駆動制御部６３は、将来の発電量の予測値と、水素供給装置４０における将来の水素の貯蔵量の予測値と、に基づいて、水電解装置３０の駆動を制御する。例えば、駆動制御部６３は、貯蔵量期待値と発電量期待値とを合計した値である日毎期待値が最大となる日を水電解装置３０の稼働日に設定し、その稼働日に水電解装置３０を駆動させる。本実施形態の一例では、貯蔵量期待値は、Ｐｒ１バンク期待値とＰｒ２バンク期待値とを合計した値である。すなわち、日毎期待値は、一例として式（３）を用いて計算される。

日毎期待値＝発電量期待値＋Ｐｒ１バンク期待値＋Ｐｒ２バンク期待値…（３）

駆動制御部６３は、設定した稼働日において、発電量（実測値又は予測値）が水電解装置３０の消費電力以上になった場合に水電解装置３０を駆動させ、発電量（実測値又は予測値）が水電解装置３０の消費電力未満になった場合には水素発生装置の駆動を停止させてもよい。すなわち、駆動制御部６３は、設定した稼働日において、発電量（実測値又は予測値）が水電解装置３０の消費電力以上である時間帯においてのみ水電解装置３０を駆動させてもよい。水電解装置３０の消費電力の情報は、情報処理装置６０に予め設定されている。ここで、水電解装置３０の消費電力と比較する発電量は、発電装置１０から得られるリアルタイムの発電量であってもよいし、予測値であってもよい。駆動制御部６３は、設定した稼働日において、発電量予測部６２によって予測された単位時間ごとの発電量が水電解装置３０の消費電力以上になった場合に水電解装置３０を駆動させてもよい。この場合には、発電量予測部６２は、気象情報を含む情報に基づいて、稼働日における単位時間ごとの発電量を予測する。

なお、駆動制御部６３は、供給管理システム１に蓄電池２０が設けられている場合には、稼働日における時間帯に関係なく、例えば、夜間などにおいて水電解装置３０を駆動させてもよい。

格納部６４には、水素残量予測部６１、発電量予測部６２、駆動制御部６３のそれぞれにおいて算出された情報が格納される。また、格納部６４には、外部サーバ１００、発電装置１０、水素供給装置４０、燃料電池車５０などから通信ネットワークＮＷを介して受信した情報などが格納される。格納部６４は、例えば、クラウドサーバであってよいし、不揮発性メモリなどの情報記録媒体であってもよい。

以下において、情報処理装置６０の処理の流れを説明する。まず、情報処理装置６０の処理の大まかな流れを、図６を用いて説明する。

情報処理装置６０は、水素供給装置４０において運用されている各バンク１４４の現在時刻のバンク残圧と、運用されている燃料電池車５０における現在時刻の燃料電池残量と、を含む情報と、過去の燃料電池車５０への充填量及び充填日（充填間隔）とを含む情報に基づいて、将来のバンク残圧を予測する（ステップＳ１０１）。

情報処理装置６０は、外部サーバ１００からの気象情報に基づいて、発電装置１０における将来の発電量を予測する（ステップＳ１０２）。例えば、発電量予測部６２は、現在時刻及び将来の気象情報に基づいて、現在時刻から所定期間先までの期間において、一日当たりの発電量の期待値である発電量期待値を将来の発電量として求めてもよい。

情報処理装置６０は、将来のバンク残圧と将来の発電量に基づいて、水電解装置３０を発電電力によって駆動させる稼働日を設定する（ステップＳ１０３）。そして、情報処理装置６０は、稼働日の当日に水電解装置３０を通信ネットワークＮＷを介して駆動させる（ステップＳ１０４）。

次に、ステップＳ１０１の処理の流れを具体的に説明する。ステップＳ１０１の処理は、大別して、残圧算出処理、充填記録処理、及びバンク残圧予測処理の３つの処理を有する。最初に、残圧算出処理の流れを、図７を用いて説明する。図７は、残圧算出処理のフロー図である。

水素ガス残量算出部７０は、水素供給装置４０から各バンク４１１－ｋの水素ガスの温度及び圧力の情報を受信し、その受信した情報に基づいて、現在時刻のバンク残圧をバンク４１１－ｋごとに算出する（ステップＳ２０１）。また、水素ガス残量算出部７０は、燃料電池車５０－ｉのタンク内にある水素ガスの温度及び圧力の情報を燃料電池車５０－ｉから受信し、その受信した受信した情報に基づいて、現在時刻の燃料電池残量を燃料電池車５０－ｉごとに算出する（ステップＳ２０２）。

水素ガス残量算出部７０は、現在時刻のバンク残圧及び燃料電池残量を格納部６４に格納して（ステップＳ２０３）、残圧算出処理を終了する。

次に、充填記録処理の流れについて、図８を用いて説明する。図８は、充填記録処理のフロー図である。充填予測部７１は、各燃料電池車５０－ｉのそれぞれに対して充填記録処理を実行する。

充填予測部７１は、燃料電池車５０－ｉに対して水素ガスの充填が行われたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。充填予測部７１は、例えば、充填装置４２から燃料電池車５０－ｉに対する充填量及び充填日を受信した場合には、水素ガスの充填が行われたと判定する。充填予測部７１は、例えば、燃料電池車５０－ｉから逐次受信する水素ガスの圧力が上昇した場合には、水素ガスの充填が行われたと判定する。水素ガスの圧力が上昇した場合とは、例えば、水素ガスの圧力の変化率が所定値を超えた場合である。

充填予測部７１は、燃料電池車５０－ｉに対して水素ガスの充填が行われたと判定した場合には、その燃料電池車５０－ｉに対する充填量及び充填日の情報を格納部６４に記録する（ステップＳ３０２）。そして、充填予測部７１は、格納部６４に記録されている燃料電池車５０－ｉに対する充填量及び充填日の履歴に基づいて、燃料電池車５０－ｉに対する将来の充填日及び充填量を予測する（ステップＳ３０３）。これにより、充填予測部７１は、ステップＳ３０３の処理が完了すると、充填記録処理を終了する。

次に、バンク残圧予測処理の流れについて、図９を用いて説明する。図９は、バンク残圧予測処理のフロー図である。

バンク残量予測部７２は、充填記録処理によって算出された各燃料電池車５０－ｉ（燃料電池車５０－１～燃料電池車５０－ｍのそれぞれ）に対する将来の充填日及び充填量の情報を取得する（ステップＳ４０１）。そして、バンク残量予測部７２は、ステップＳ１４０１で取得した各燃料電池車５０－ｉの将来の充填日及び充填量の情報に基づいて、将来のバンク１４４－ｉのバンク残圧の推移をバンク１４４－ｉごとに予測する（ステップＳ４０２）。

バンク残量予測部７２は、ステップＳ４０２で予測したバンク残圧の推移と、残圧算出処理で得られた現在時刻のバンク残圧と、に基づいて、一日当たりのバンク残圧（例えば、残圧閾値を基準したきのバンク残圧（残圧閾値から実際のバンク残圧を差し引いた値）の期待値をバンク１４４－ｉごとに求める（ステップＳ４０３）。例えば、バンク残量予測部７２は、ステップＳ４０３で予測した現在時刻からのバンク残圧の推移を複数のエリアに分類する。そして、バンク残量予測部７２は、現在時刻から所定期間（例えば、数日又は数週間）先までの間の一日ごとに、各エリアにおいて取り得る、残圧閾値からバンク残圧を差し引いた値に確率の重みづけを行うことで得られた期待値（バンク期待値）をバンク１４４ごとに求める。バンク残量予測部７２は、ステップＳ４０３の処理が完了すると、バンク残圧演算処理を終了する。

次に、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理の流れを具体的に説明する。図１０は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理（起動処理）のフロー図である。

駆動制御部６３は、駆動制御部６３は、各バンク１４４－ｉのバンク期待値と、発電量期待値とを合計することで日毎期待値を求める（ステップＳ５０１）。駆動制御部６３は、現在時刻から所定期間先までの間において、日毎期待値が所定値以上の操業日、又は、日毎期待値が最大となる操業日を水電解装置３０の稼働日に設定する（ステップＳ５０２）。

駆動制御部６３は、設定した稼働日において、現在時刻が第１時間帯か否かを判定する（ステップＳ５０３）。第１時間帯とは、稼働日における発電装置１０の発電量（実測値又は予測値）が予め設定されている水電解装置３０の消費電力（装置消費電力）以上となる時間帯である。駆動制御部６３は、現在時刻が第１時間帯であると判定した場合には、水電解装置３０を駆動する（ステップＳ５０４）。駆動制御部６３は、現在時刻が第１時間帯ではないと判定した場合には、水電解装置３０を駆動しない。

駆動制御部６３は、水電解装置３０が駆動している場合において、現在時刻が第２時間帯か否かを判定する（ステップＳ５０５）。第２時間帯は、第１時間帯以外の時間帯であって、稼働日における発電装置１０の発電量（実測値又は予測値）が装置消費電力未満である時間帯である。駆動制御部６３は、水電解装置３０が駆動している場合において、現在時刻が第２時間帯であると判定した場合には、水電解装置３０の駆動を停止する（ステップＳ５０６）。

以上、上述したように、本実施形態に係る供給管理システム１は、将来の発電量と将来のバンク残圧の予測推移とを用いて水電解装置３０を起動させるか否かを判定する。このような構成により、十分に再生可能エネルギー（太陽光エネルギー等）を有効活用でき、効率よく水素を発生させることができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

上述した情報処理装置６０の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、情報処理装置６０の全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「有する」や「備える」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

また、明細書に記載の「…部」の用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアまたはソフトウェアとして具現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで具現されてもよい。

１…供給管理システム、１０…発電装置、２０…蓄電池、３０…水電解装置３０…水素供給装置、５０…燃料電池車、６０…情報処理装置、６１…水素残量予測部、６２…発電量予測部、６３…駆動制御部、６４…格納部、７０…水素ガス残量算出部、７１…充填予測部、７２…バンク残量予測部

Claims (7)

1. 発電装置が発電した発電電力により駆動して水素を発生させる水素発生装置と、
   前記水素発生装置で発生させた前記水素を貯蔵し、貯蔵した前記水素を、水素を燃料として利用する燃料電池装置に供給する水素供給装置と、
   将来の前記発電装置の発電量の予測値と、前記水素供給装置における将来の前記水素の貯蔵量の予測値と、に基づいて、前記水素発生装置の駆動を制御する情報処理装置と、
   を備える供給管理システム。
2. 前記情報処理装置は、
   前記水素供給装置における現在時刻の水素の貯蔵量と、前記燃料電池装置における現在時刻の水素の残量である燃料電池残量と、を含む情報に基づいて、前記水素供給装置における将来の前記水素の貯蔵量を予測する水素残量予測部を備える、
   請求項１に記載の供給管理システム。
3. 前記水素残量予測部は、前記燃料電池装置に対する過去の充填量及び充填日を含む情報に基づいて、前記燃料電池装置に対する将来の充填日及び充填量を予測し、現在時刻の前記貯蔵量及び前記燃料電池残量と、予測した将来の充填日及び充填量と、に基づいて、前記水素供給装置における将来の前記貯蔵量を予測する、
   請求項２に記載の供給管理システム。
4. 前記情報処理装置は、
   外部から得られた気象情報を含む情報に基づいて、将来の前記発電電力の予測値を求める発電量予測部を備える、
   請求項２又は３に記載の供給管理システム。
5. 前記水素残量予測部は、現在時刻から所定期間先までの間において、一日当たりの前記貯蔵量の期待値である貯蔵量期待値を求め、
   前記発電量予測部は、現在時刻から所定期間先までの間において、一日当たりの前記発電量の期待値である発電量期待値を求める、
   請求項４に記載の供給管理システム。
6. 前記貯蔵量期待値は、前記水素供給装置に常に残しておく水素の量である閾値から前記貯蔵量を差し引いた値の期待値であって、
   前記情報処理装置は、
   前記貯蔵量期待値と前記発電量期待値とを合計した値である日毎期待値が最大となる日を前記水素発生装置の稼働日に設定し、前記稼働日に前記水素発生装置を駆動させる駆動制御部を備える、
   請求項５に記載の供給管理システム。
7. 前記駆動制御部は
   前記稼働日において、前記発電量が前記水素発生装置の消費電力以上になった場合に、前記水素発生装置を駆動させ、前記発電量が前記水素発生装置の消費電力未満になった場合には前記水素発生装置の駆動を停止させる、
   請求項６に記載の供給管理システム。

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