JP2889668B2 - エネルギーシステム - Google Patents
エネルギーシステムInfo
- Publication number
- JP2889668B2 JP2889668B2 JP2208872A JP20887290A JP2889668B2 JP 2889668 B2 JP2889668 B2 JP 2889668B2 JP 2208872 A JP2208872 A JP 2208872A JP 20887290 A JP20887290 A JP 20887290A JP 2889668 B2 JP2889668 B2 JP 2889668B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- energy
- hydrogen storage
- heat
- water
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- 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
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、風力、水力、地熱、潮汐、温度差、太陽
熱、太陽光などの自然エネルギーに基づいて発電した電
力にて水素を発生させ、その水素を一旦水素吸蔵合金に
貯蔵すると共に、必要に応じてその貯蔵水素を燃料電池
に供給して発電するエネルギーシステムに関する。
熱、太陽光などの自然エネルギーに基づいて発電した電
力にて水素を発生させ、その水素を一旦水素吸蔵合金に
貯蔵すると共に、必要に応じてその貯蔵水素を燃料電池
に供給して発電するエネルギーシステムに関する。
（ロ）従来の技術 化石エネルギーの枯渇と共に、温暖化、酸性雨の発生
などの地球環境の危機が叫ばれ始めて久しい。そのよう
な観点から風力、水力、地熱、潮汐、温度差、太陽熱、
太陽光などの無公害の自然エネルギーに着目したエネル
ギーシステムの開発が試みられているが、そのトータル
的な進展状況は遅々としたものと云わざるを得ない状態
にある。
などの地球環境の危機が叫ばれ始めて久しい。そのよう
な観点から風力、水力、地熱、潮汐、温度差、太陽熱、
太陽光などの無公害の自然エネルギーに着目したエネル
ギーシステムの開発が試みられているが、そのトータル
的な進展状況は遅々としたものと云わざるを得ない状態
にある。
そのような状況下においても、太陽光を直接電気エネ
ルギーに変換する太陽電池に関する技術開発は比較的進
んでおり、その変換効率だけを見ても一時期の２倍以上
を記録している。そして例えば、 「エコノミスト」'89.8.15,22合併号、或るいは「太陽
エネルギー Journal of JSES」'89 Vol.15 No.5などに
述べられているように、太陽電池を赤道近辺の砂漠地域
に配置し、その太陽電池で発電した電力を超電導ケーブ
ルを用いてエネルギー消費地へ送電しようとする雄大な
提案が為されている。
ルギーに変換する太陽電池に関する技術開発は比較的進
んでおり、その変換効率だけを見ても一時期の２倍以上
を記録している。そして例えば、 「エコノミスト」'89.8.15,22合併号、或るいは「太陽
エネルギー Journal of JSES」'89 Vol.15 No.5などに
述べられているように、太陽電池を赤道近辺の砂漠地域
に配置し、その太陽電池で発電した電力を超電導ケーブ
ルを用いてエネルギー消費地へ送電しようとする雄大な
提案が為されている。
一方、太陽電池で発電した電力を用いて水を電気分解
して水素と酸素とを発生させ、その水素をエネルギー源
としようとする提案も例えば、特開昭54−127890号、特
開昭55−116601号公報などに示されている。
して水素と酸素とを発生させ、その水素をエネルギー源
としようとする提案も例えば、特開昭54−127890号、特
開昭55−116601号公報などに示されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 ところが前者の提案は発電と消費とがリアルタイムの
ものであり、また提案の後者はエネルギー蓄積を前提と
したものであるが、単なる概念を示しているに過ぎな
い。
ものであり、また提案の後者はエネルギー蓄積を前提と
したものであるが、単なる概念を示しているに過ぎな
い。
（ロ）課題を解決するための手段 本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであっ
て、自然エネルギーに基づいて発電した電力で水を電気
分解して水素を発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共
に、その水素吸蔵合金から水素を放出させてその放出水
素を燃料として燃料電池を作動させて電力、並びに熱を
発生させるエネルギーシステムにおいて、水素吸蔵合金
に水素を貯蔵させるさせる際に発生する熱を、水を電気
分解する電気分解槽に供給するとともに、水の電気分解
熱、並びに燃料電池の作動熱は水素吸蔵合金から水素を
放出させるために用いようとするものである。
て、自然エネルギーに基づいて発電した電力で水を電気
分解して水素を発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共
に、その水素吸蔵合金から水素を放出させてその放出水
素を燃料として燃料電池を作動させて電力、並びに熱を
発生させるエネルギーシステムにおいて、水素吸蔵合金
に水素を貯蔵させるさせる際に発生する熱を、水を電気
分解する電気分解槽に供給するとともに、水の電気分解
熱、並びに燃料電池の作動熱は水素吸蔵合金から水素を
放出させるために用いようとするものである。
（ホ）作用 本発明によれば、自然エネルギーに基づいて得られた
水素の水素吸蔵合金に対する吸収、放出が熱的な無駄が
なく効率的に行われる。
水素の水素吸蔵合金に対する吸収、放出が熱的な無駄が
なく効率的に行われる。
（ヘ）実施例 第１図は本発明エネルギーシステムの概念図であっ
て、１は自然エネルギーの収集手段として最も一般的な
太陽電池であって、赤道近辺の砂漠地域などに数km〜数
100km平方のオーダの大面積に渡って配置されている。
て、１は自然エネルギーの収集手段として最も一般的な
太陽電池であって、赤道近辺の砂漠地域などに数km〜数
100km平方のオーダの大面積に渡って配置されている。
２はこの太陽電池１にて発電された直流電力によって
水を電気分解する水電解装置で、水電解のための単セル
には1.5V程度の低電圧を供給する必要があり、通常、そ
の単セルを10〜20セル程度を直列に接続してたものを必
要個数並置する構成が採られている。尚、この水電解装
置としては、ナフィオンなどのイオン交換膜を用いるPE
法や、ジルコニアなどの固体電解質を用いる方法など
が、電力効率、即ち電気−水素変換効率の点などからこ
の種システムのような大量の水電解に適している。
水を電気分解する水電解装置で、水電解のための単セル
には1.5V程度の低電圧を供給する必要があり、通常、そ
の単セルを10〜20セル程度を直列に接続してたものを必
要個数並置する構成が採られている。尚、この水電解装
置としては、ナフィオンなどのイオン交換膜を用いるPE
法や、ジルコニアなどの固体電解質を用いる方法など
が、電力効率、即ち電気−水素変換効率の点などからこ
の種システムのような大量の水電解に適している。
３はこの水電解装置２から得られる水素を貯える一次
水素貯蔵装置で、LaNi5で代表される希土類−Ni系合
金、Mg−Ni系合金、Fe−Ti系合金、Zr−Mn系合金などの
水素吸蔵合金から成っており、この一次水素貯蔵装置３
と水電解装置２とは距離的に近接した配置されていて熱
的に結合し易い状態に置かれている。
水素貯蔵装置で、LaNi5で代表される希土類−Ni系合
金、Mg−Ni系合金、Fe−Ti系合金、Zr−Mn系合金などの
水素吸蔵合金から成っており、この一次水素貯蔵装置３
と水電解装置２とは距離的に近接した配置されていて熱
的に結合し易い状態に置かれている。
４はこの水素吸蔵合金から構成されている水素貯蔵装
置３から放出されて水素をエネルギー消費地５近傍まで
輸送するパイプラインで、水素輸送圧力2kg/cm2、ガス
流速4m/S程度が長距離パイプライン輸送に適している。
６はエネルギー消費地近傍に設けられた二次水素貯蔵装
置で、上記一次水素貯蔵装置３と同様に各種の水素吸蔵
合金から構成されている。
置３から放出されて水素をエネルギー消費地５近傍まで
輸送するパイプラインで、水素輸送圧力2kg/cm2、ガス
流速4m/S程度が長距離パイプライン輸送に適している。
６はエネルギー消費地近傍に設けられた二次水素貯蔵装
置で、上記一次水素貯蔵装置３と同様に各種の水素吸蔵
合金から構成されている。
７はこの二次水素貯蔵装置６から得られる水素を燃料
とする燃料電池発電所で、この燃料電池発電所７で発電
された電力はエネルギー消費地５に送電されると共に、
その発電の際に生じる熱エネルギーも消費地に送られ利
用される。尚、このエネルギー消費地５においても二次
水素貯蔵装置６と燃料電池発電所７とは熱的結合可能な
近接位置に配置するのが好ましい。
とする燃料電池発電所で、この燃料電池発電所７で発電
された電力はエネルギー消費地５に送電されると共に、
その発電の際に生じる熱エネルギーも消費地に送られ利
用される。尚、このエネルギー消費地５においても二次
水素貯蔵装置６と燃料電池発電所７とは熱的結合可能な
近接位置に配置するのが好ましい。
ここでこの燃料電池発電所７の規模の一例を示す。約
100戸の住宅からなるマンションに必要な電力量とされ
ている2400KWh（200KW×12時間）を燃料電池発電所７で
発電させようとした場合、燃料電池と電力調整用のイン
バータとコントロールパネルとを含めた発電部の大きさ
は、幅２〜3m、奥行き３〜4m、高さ約2mで、またその時
必要とする水素量は約800m3、この水素量を貯蔵する水
素貯蔵部を構成する水素吸蔵合金の量としては４トン程
度が必要であろう。
100戸の住宅からなるマンションに必要な電力量とされ
ている2400KWh（200KW×12時間）を燃料電池発電所７で
発電させようとした場合、燃料電池と電力調整用のイン
バータとコントロールパネルとを含めた発電部の大きさ
は、幅２〜3m、奥行き３〜4m、高さ約2mで、またその時
必要とする水素量は約800m3、この水素量を貯蔵する水
素貯蔵部を構成する水素吸蔵合金の量としては４トン程
度が必要であろう。
このようにエネルギー消費地５の近傍にその消費地の
電力消費量に見合った規模の燃料電池発電所を設ける方
式のメリットは、発電電力のみならず、その発電の際に
生じる熱をも消費地で利用することができ、トータル的
なエネルギー効率を向上せしめることができる点であろ
う。即ち、燃料電池の発電機としての効率はせいぜい40
〜60％であるが、発電熱をも含めたエネルギー利用効率
は80％にも達することが期待できる。
電力消費量に見合った規模の燃料電池発電所を設ける方
式のメリットは、発電電力のみならず、その発電の際に
生じる熱をも消費地で利用することができ、トータル的
なエネルギー効率を向上せしめることができる点であろ
う。即ち、燃料電池の発電機としての効率はせいぜい40
〜60％であるが、発電熱をも含めたエネルギー利用効率
は80％にも達することが期待できる。
尚、上記実施例においては、一次水素貯蔵装置３から
放出される水素をエネルギー消費地５近傍まで輸送する
手段としてパイプライン４を用いているが、一次水素貯
蔵装置３とエネルギー消費地５との距離が1000kmを越え
る場合は、パイプライン４に代えて、水素を吸収した水
素吸蔵合金を船舶による海上運搬の方が水素輸送効率は
高くなるので、この船舶輸送を採用すべきであろう。
放出される水素をエネルギー消費地５近傍まで輸送する
手段としてパイプライン４を用いているが、一次水素貯
蔵装置３とエネルギー消費地５との距離が1000kmを越え
る場合は、パイプライン４に代えて、水素を吸収した水
素吸蔵合金を船舶による海上運搬の方が水素輸送効率は
高くなるので、この船舶輸送を採用すべきであろう。
面して赤道近辺の砂漠地帯に設けられた太陽電池１に
て発電された電力は、水電解装置２に供給されて水素と
酸素とが生成され、そのうち水素は一次水素貯蔵装置３
に送られて貯蔵される。
て発電された電力は、水電解装置２に供給されて水素と
酸素とが生成され、そのうち水素は一次水素貯蔵装置３
に送られて貯蔵される。
またこの一次水素貯蔵装置３に貯えられた水素はパイ
プライン４を介して二次水素貯蔵装置６に送られ、再度
この水素貯蔵装置６に貯えられる。そしてエネルギー消
費地５が電力を必要とする時は、二次水素貯蔵装置６か
ら水素を放出せしめ、その水素が燃料電池発電所７に送
り込まれ、発電動作が行われてその電力が消費地５へ送
電されると同時に、その発電動作に伴って発生する熱も
エネルギー消費地５に供給される。
プライン４を介して二次水素貯蔵装置６に送られ、再度
この水素貯蔵装置６に貯えられる。そしてエネルギー消
費地５が電力を必要とする時は、二次水素貯蔵装置６か
ら水素を放出せしめ、その水素が燃料電池発電所７に送
り込まれ、発電動作が行われてその電力が消費地５へ送
電されると同時に、その発電動作に伴って発生する熱も
エネルギー消費地５に供給される。
ここで一次、二次水素貯蔵装置３、６における水素の
吸収、放出について詳しく説明する。先ず水素吸蔵合金
に水素を吸収させるとその水素吸蔵合金は水素１モル当
り６〜8Kcal程度の発熱反応をする。一方、水電解装置
２における水電解温度としては理論的に高温が有利であ
り一般に150℃程度が適しているとされているが、水電
解に用いられる水の温度は通常10〜20℃であるので、効
率よく水電解反応を行わしめるにはその低温の水を僅か
でも昇温するのが好ましい。従って本発明においては水
素吸蔵合金へ水素を吸収させる時に発生する熱を水電解
装置に供給して分解用水を予熱して水電解の効率向上を
寄与せしめている。
吸収、放出について詳しく説明する。先ず水素吸蔵合金
に水素を吸収させるとその水素吸蔵合金は水素１モル当
り６〜8Kcal程度の発熱反応をする。一方、水電解装置
２における水電解温度としては理論的に高温が有利であ
り一般に150℃程度が適しているとされているが、水電
解に用いられる水の温度は通常10〜20℃であるので、効
率よく水電解反応を行わしめるにはその低温の水を僅か
でも昇温するのが好ましい。従って本発明においては水
素吸蔵合金へ水素を吸収させる時に発生する熱を水電解
装置に供給して分解用水を予熱して水電解の効率向上を
寄与せしめている。
また、一方、水素吸蔵合金から水素を放出させる時に
は吸熱反応をするため、一定圧力で連続的に水素を放出
するためには水素吸蔵合金に熱を与える必要がある。従
って一次水素貯蔵装置３においては、その熱は上記した
ように150℃程度にまで昇温されている水電解装置２の
分解熱が用いられる。
は吸熱反応をするため、一定圧力で連続的に水素を放出
するためには水素吸蔵合金に熱を与える必要がある。従
って一次水素貯蔵装置３においては、その熱は上記した
ように150℃程度にまで昇温されている水電解装置２の
分解熱が用いられる。
更に二次水素貯蔵装置６においては水素吸蔵合金から
水素を放出させる際に必要とする熱は、燃料電池発電所
７からの発電熱の一部が流用され、二次水素貯蔵装置６
からスムーズな水素放出が行われる。
水素を放出させる際に必要とする熱は、燃料電池発電所
７からの発電熱の一部が流用され、二次水素貯蔵装置６
からスムーズな水素放出が行われる。
ここで本発明に係るエネルギーシステムに関する試算
例について説明しておく。例えば2010年における全世界
の一次エネルギー消費量は石油換算で1.89×1010Kl/y
で、そのうち発電分は30％とされており、原油発電効率
35％として発電総電力は、2.13×1013KWh/y、この総電
力のうち、30％を本発明システムで賄うとすると、本発
明システムの燃料電池発電所７で発電する電力は、6.39
×1012KWh/yとなる。一方、この電力を発電するには、
燃料電池発電所７での発電効率を60％すると、その燃料
として必要な水素量は、5.17×1012m3/y、そしてこの水
素量を発生させるための必要とする水の量は、4.16×10
9Kl/yで、これは琵琶湖の水量の約1/7に該当する。更に
この量の水を水電解装置２で水素と酸素に分解するに要
する電気量は、水電解効率を90％と仮定すると、1.69×
1013KWh/7となる。一方、この値の電気量を発電効率15
％の太陽電池１で得ようとすると、太陽電池１を設置す
る面積は6.03×1010m2となる。この面積は246Km四方で
北海道の70％強の面積に該当する。
例について説明しておく。例えば2010年における全世界
の一次エネルギー消費量は石油換算で1.89×1010Kl/y
で、そのうち発電分は30％とされており、原油発電効率
35％として発電総電力は、2.13×1013KWh/y、この総電
力のうち、30％を本発明システムで賄うとすると、本発
明システムの燃料電池発電所７で発電する電力は、6.39
×1012KWh/yとなる。一方、この電力を発電するには、
燃料電池発電所７での発電効率を60％すると、その燃料
として必要な水素量は、5.17×1012m3/y、そしてこの水
素量を発生させるための必要とする水の量は、4.16×10
9Kl/yで、これは琵琶湖の水量の約1/7に該当する。更に
この量の水を水電解装置２で水素と酸素に分解するに要
する電気量は、水電解効率を90％と仮定すると、1.69×
1013KWh/7となる。一方、この値の電気量を発電効率15
％の太陽電池１で得ようとすると、太陽電池１を設置す
る面積は6.03×1010m2となる。この面積は246Km四方で
北海道の70％強の面積に該当する。
北海道の７割強の面積に太陽電池を敷き詰めるとなる
と膨大な規模ではあるが、赤道直下の砂漠地帯全域から
見れば僅かなもので、設置面積的には問題ない値であろ
う。
と膨大な規模ではあるが、赤道直下の砂漠地帯全域から
見れば僅かなもので、設置面積的には問題ない値であろ
う。
第２図は 第１図に基づいて説明したシステムを簡略
化したシステムを示しており、１、２、３、５、７はそ
れぞれ第１図の場合と同様に、太陽電池、水電解装置、
水素貯蔵装置、エネルギー消費地、燃料電池発電所であ
って、第１図と異なるところは、水素貯蔵系を単一とし
たところにある。即ち、水電解装置２で発生させた水素
は水素貯蔵装置２に送られて貯蔵され、またその水素貯
蔵装置２から放出される水素は直ちに燃料電池発電所７
に送られてその発電所の燃料として使用される。この実
施例の場合も、水素貯蔵装置２での水素吸収時の発熱は
水電解装置２へ供給される水素の予熱などに用いられ、
また水素貯蔵装置３から水素を放出する際に必要とする
熱は、水電解装置２における水電解熱と、燃料電池発電
所７の発電熱が用いられるところは第１図の実施例の場
合と同じである。尚、この実施例は、太陽電池１を設置
する個所とエネルギー消費地５とが比較的近接している
場合に適しており、上記した試算例のような大規模シス
テムではなく、例えば小さな村落を対象にした小規模な
エネルギーシステムに展開できるであろう。
化したシステムを示しており、１、２、３、５、７はそ
れぞれ第１図の場合と同様に、太陽電池、水電解装置、
水素貯蔵装置、エネルギー消費地、燃料電池発電所であ
って、第１図と異なるところは、水素貯蔵系を単一とし
たところにある。即ち、水電解装置２で発生させた水素
は水素貯蔵装置２に送られて貯蔵され、またその水素貯
蔵装置２から放出される水素は直ちに燃料電池発電所７
に送られてその発電所の燃料として使用される。この実
施例の場合も、水素貯蔵装置２での水素吸収時の発熱は
水電解装置２へ供給される水素の予熱などに用いられ、
また水素貯蔵装置３から水素を放出する際に必要とする
熱は、水電解装置２における水電解熱と、燃料電池発電
所７の発電熱が用いられるところは第１図の実施例の場
合と同じである。尚、この実施例は、太陽電池１を設置
する個所とエネルギー消費地５とが比較的近接している
場合に適しており、上記した試算例のような大規模シス
テムではなく、例えば小さな村落を対象にした小規模な
エネルギーシステムに展開できるであろう。
尚、以上の説明においては太陽エネルギーを直接電力
に変換する太陽電池を採用した場合について詳述した
が、風力発電、水力発電、地熱発電、潮汐発電、海水の
温度差発電、太陽熱発電など、太陽から供給されるエネ
ルギーに基づいて発生する各種の自然現象を利用した発
電手段も同様に利用することができる。
に変換する太陽電池を採用した場合について詳述した
が、風力発電、水力発電、地熱発電、潮汐発電、海水の
温度差発電、太陽熱発電など、太陽から供給されるエネ
ルギーに基づいて発生する各種の自然現象を利用した発
電手段も同様に利用することができる。
（ト）発明の効果 本発明は以上の説明から明らかなように、自然エネル
ギーに基づいて発電した電力で水を電気分解して水素を
発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共に、その水素吸
蔵合金から水素を放出させてその放出水素を燃料として
燃料電池を作動させて電力、並びに熱を発生させるエネ
ルギーシステムにおいて、水素吸蔵合金に水素を貯蔵さ
せるさせる際に発生する熱を水を電気分解する電気分解
槽に供給するとともに、水の電気分解熱、並びに燃料電
池の作動熱を水素吸蔵合金から水素を放出させるために
用いているので、水素吸蔵合金に対する水素の吸収時に
発生する熱は水の電気分解の効率向上のために活用され
るとともに、水素吸蔵合金から水素を放出させるときに
必要とする熱は水の電気分解熱、並びに燃料電池の作動
熱などの排熱が有効に用いられ、トータル的なエネルギ
ーの無駄が極力排除されたシステムが得られ、化石エネ
ルギーの枯渇問題、地球の温暖化や酸性雨の発生などの
地球環境問題を抜本的に解決することができる。
ギーに基づいて発電した電力で水を電気分解して水素を
発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共に、その水素吸
蔵合金から水素を放出させてその放出水素を燃料として
燃料電池を作動させて電力、並びに熱を発生させるエネ
ルギーシステムにおいて、水素吸蔵合金に水素を貯蔵さ
せるさせる際に発生する熱を水を電気分解する電気分解
槽に供給するとともに、水の電気分解熱、並びに燃料電
池の作動熱を水素吸蔵合金から水素を放出させるために
用いているので、水素吸蔵合金に対する水素の吸収時に
発生する熱は水の電気分解の効率向上のために活用され
るとともに、水素吸蔵合金から水素を放出させるときに
必要とする熱は水の電気分解熱、並びに燃料電池の作動
熱などの排熱が有効に用いられ、トータル的なエネルギ
ーの無駄が極力排除されたシステムが得られ、化石エネ
ルギーの枯渇問題、地球の温暖化や酸性雨の発生などの
地球環境問題を抜本的に解決することができる。
第１図は本発明システムの構成を示す概念図、第２図は
同じく本発明システムの異なった実施例を示す概念図で
ある。 １……太陽電池、２……水電解装置、 ３、６……水素貯蔵装置、４……パイプライン、 ５……エネルギー消費地、 ７……燃料電池発電所。
同じく本発明システムの異なった実施例を示す概念図で
ある。 １……太陽電池、２……水電解装置、 ３、６……水素貯蔵装置、４……パイプライン、 ５……エネルギー消費地、 ７……燃料電池発電所。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 継文 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西岡 正人 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 米崎 孝広 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 蓮沼 正彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田中 邦穂 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 広 直樹 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 鷲見 晋吾 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石橋 親典 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−101831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−207256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−231878（ＪＰ，Ａ) 第４版電気化学便覧（昭和60年１月25 日発行）丸善株式会社 第273頁−第274 頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/24 F28D 20/00 C25B 1/04 H02J 15/00
Claims (2)
- 【請求項１】自然エネルギーに基づいて発電した電力で
水を電気分解して水素を発生させて水素吸蔵合金に貯蔵
すると共に、その水素吸蔵合金から水素を放出させてそ
の放出水素を燃料として燃料電池を作動させて電力、並
びに熱を発生させるエネルギーシステムにおいて、水素
吸蔵合金に水素を貯蔵させる際に発生する熱を、水を電
気分解する電気分解槽に供給するとともに、水の電気分
解熱、並びに燃料電池の作動熱は水素吸蔵合金から水素
を放出させるために用いられることを特徴としたエネル
ギーシステム。 - 【請求項２】上記自然エネルギーとしては風力エネルギ
ー、水分エネルギー、地熱エネルギー、潮汐エネルギ
ー、温度差エネルギー、太陽エネルギーのいずれか、若
しくはそれらの組み合わせであることを特徴とした請求
項（１）記載のエネルギーシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208872A JP2889668B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208872A JP2889668B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0492374A JPH0492374A (ja) | 1992-03-25 |
| JP2889668B2 true JP2889668B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=16563518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208872A Expired - Lifetime JP2889668B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889668B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3101330B2 (ja) * | 1991-01-23 | 2000-10-23 | キヤノン株式会社 | マイクロ波プラズマｃｖｄ法による大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 |
| US20020114984A1 (en) * | 2001-02-21 | 2002-08-22 | Edlund David J. | Fuel cell system with stored hydrogen |
| JP2003017083A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Toshiba Eng Co Ltd | マイクロ水力・燃料電池発電システム |
| JP4982038B2 (ja) * | 2004-06-04 | 2012-07-25 | 出光興産株式会社 | 燃料電池が必要とする水素を過不足なく、迅速に供給する燃料電池システムおよび燃料電池システム制御方法 |
| JP5194490B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2013-05-08 | 株式会社リコー | 電力供給システム |
| EP2470786A4 (en) * | 2009-08-27 | 2015-03-04 | Mcalister Technologies Llc | SYSTEMS AND METHODS FOR SUSTAINABLE ECONOMIC DEVELOPMENT BY INTEGRATED FULL SPECTRUM PRODUCTION OF RENEWABLE ENERGY |
| US11502323B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof |
| US11502322B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell with heat pump |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2208872A patent/JP2889668B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 第４版電気化学便覧（昭和６０年１月２５日発行）丸善株式会社 第２７３頁−第２７４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0492374A (ja) | 1992-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Widera | Renewable hydrogen implementations for combined energy storage, transportation and stationary applications | |
| Palz | Solar electricity | |
| Bockris | Hydrogen economy in the future | |
| US20020182946A1 (en) | Power generation plant ship | |
| CA2492705A1 (en) | Mobile wind and solar energy aggregate | |
| US20080138675A1 (en) | Hydrogen generation and storage method for personal transportation applications | |
| CA2077880A1 (en) | Method of supplying energy through medium of methanol | |
| CN101892491A (zh) | 一种自然能源发电及电解海水或苦咸水的综合应用系统 | |
| JP2005145218A (ja) | 洋上水素製造設備及び水素製造輸送システム | |
| JP2889668B2 (ja) | エネルギーシステム | |
| JP2000054174A (ja) | 水電解装置および水電解蓄電池 | |
| JP2007129850A (ja) | 発電制御システム | |
| CN112634082A (zh) | 一种岛礁综合能源保障系统 | |
| JPH0491638A (ja) | エネルギーシステム | |
| JP2002056880A (ja) | 水電解装置−固体高分子形燃料電池系発電システム | |
| JPH05251105A (ja) | 太陽光電源システム | |
| AU2021100419A4 (en) | A hybrid solar pv, wind, mhd and pem fuel cell-based energy conversion system | |
| JP2000054173A (ja) | 水電解蓄電池 | |
| JPH0491641A (ja) | エネルギーシステム | |
| Goodenough | The options for using the sun | |
| JPH10153165A (ja) | 電力供給システム | |
| JPH05262300A (ja) | 閉鎖居住空間システム | |
| JPH0491640A (ja) | エネルギーシステム | |
| JPH0491639A (ja) | エネルギーシステム | |
| Tamim et al. | Sensitivity and performance analysis of a comprehensive PEM cell model and fuel cell based renewable autonomous RHFC system for Saint Martin Bangladesh |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090219 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090219 Year of fee payment: 10 |
|
| S201 | Request for registration of exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201 |
|
| S201 | Request for registration of exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090219 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090219 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100219 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110219 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110219 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110219 Year of fee payment: 12 |