JP3245582U

JP3245582U - fuel cell system

Info

Publication number: JP3245582U
Application number: JP2023004370U
Authority: JP
Inventors: 忍落合
Original assignee: 株式会社ヤマト・イズミテクノス
Priority date: 2023-12-05
Filing date: 2023-12-05
Publication date: 2024-02-07
Anticipated expiration: 2033-12-05

Abstract

【課題】水素を生成、貯蔵するとともに、この水素から電力を供給する燃料電池システム、特に太陽光で発電した電力により水素を生成する燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システム１００は、電力により水素を生成して水素吸蔵容器４２に貯蔵する。そして、水素吸蔵容器４２に貯蔵した水素を用いて発電を行い電力供給を行う。特に、水素の生成を太陽光発電パネル３０で発電した電力を用いて行うことで、二酸化炭素を排出しないグリーン水素により発電と電力供給を行うことができる。これにより、二酸化炭素の排出量の削減を行うことができる。【選択図】図２The present invention provides a fuel cell system that generates and stores hydrogen and supplies electric power from the hydrogen, particularly a fuel cell system that generates hydrogen using electric power generated by sunlight. A fuel cell system (100) generates hydrogen using electric power and stores it in a hydrogen storage container (42). Then, the hydrogen stored in the hydrogen storage container 42 is used to generate electricity and supply electric power. In particular, by generating hydrogen using the power generated by the solar power generation panel 30, it is possible to generate and supply power using green hydrogen that does not emit carbon dioxide. This makes it possible to reduce carbon dioxide emissions. [Selection diagram] Figure 2

Description

本考案は、太陽光によって発電した電力を水素に変換して貯蔵することが可能な燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system that can convert electricity generated by sunlight into hydrogen and store it.

近年、二酸化炭素排出量削減の観点から再生可能エネルギー、特に太陽光を利用した発電システムの利用が推進されている。これに関し本願考案者らは、可搬性に優れ使用場所に設置するだけで太陽光を利用した電力供給が可能な下記［特許文献１］に記載の給電システムを考案した。 In recent years, the use of renewable energy, especially power generation systems using sunlight, has been promoted from the perspective of reducing carbon dioxide emissions. In this regard, the present inventors have devised a power supply system described in the following [Patent Document 1] which is highly portable and can supply power using sunlight simply by installing it at the place of use.

実用新案登録第３２３８６９３号公報Utility model registration No. 3238693

ところで、二酸化炭素排出量削減のためには上記のように再生可能エネルギーを用いた発電に加え、二酸化炭素を排出しない所謂クリーンエネルギーの利用が注目されている。そしてこのクリーンエネルギーの一つとして水素燃料電池が挙げられる。この水素燃料電池は水素と酸素とを反応させることで電力を得るものであり、水素生成時の電力に再生可能エネルギーを用いることで、二酸化炭素を全く排出しないクリーンなエネルギーを得ることができる。 By the way, in order to reduce carbon dioxide emissions, in addition to power generation using renewable energy as described above, the use of so-called clean energy that does not emit carbon dioxide is attracting attention. Hydrogen fuel cells are one example of this clean energy. This hydrogen fuel cell obtains electricity by reacting hydrogen and oxygen, and by using renewable energy to generate electricity during hydrogen generation, it can obtain clean energy that does not emit any carbon dioxide.

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、水素を生成、貯蔵するとともに、この水素から電力を供給する燃料電池システム、特に太陽光で発電した電力により水素を生成する燃料電池システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fuel cell system that generates and stores hydrogen and supplies electricity from this hydrogen, particularly a fuel cell system that generates hydrogen from electricity generated by sunlight. With the goal.

本考案は、
（１）供給電力により水を分解して水素を生成する水素生成装置４０と、前記水素生成装置４０で生成された水素を貯蔵する水素吸蔵容器４２と、前記水素吸蔵容器４２から放出された水素を用いて発電し電力を出力する燃料電池部４６と、前記水素吸蔵容器４２の水素の流路を貯蔵時と放出時とで切り替える水素流路切替部４７と、を有することを特徴とする燃料電池システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）水素吸蔵容器４２が着脱可能で可搬性を有することを特徴とする上記（１）記載の燃料電池システム８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）光が照射されることで発電する太陽光発電パネル３０と、前記太陽光発電パネル３０で発電した電力を所定の電力に変換し出力端７２を介して水素生成装置４０に供給するパワーコンディショナ３６と、をさらに有することを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載の燃料電池システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）太陽光発電パネル３０で発電した電力を蓄える蓄電ユニット３８をさらに有することを特徴とする上記（３）記載の燃料電池システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）少なくともパワーコンディショナ３６と蓄電ユニット３８と出力端７２とが可搬性を有するボックス２４に収容されユニット化したことを特徴とする上記（４）記載の燃料電池システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。 This idea is
(1) A hydrogen generator 40 that generates hydrogen by decomposing water using supplied power, a hydrogen storage container 42 that stores the hydrogen generated by the hydrogen generator 40, and hydrogen released from the hydrogen storage container 42. A fuel cell unit 46 that generates electricity using hydrogen and outputs electric power, and a hydrogen flow path switching unit 47 that switches the hydrogen flow path of the hydrogen storage container 42 between storage and release. The above problem is solved by providing the battery system 80.
(2) The above problem is solved by providing the fuel cell system 80 described in (1) above, in which the hydrogen storage container 42 is detachable and has portability.
(3) A solar power generation panel 30 that generates electricity by being irradiated with light, and power that converts the power generated by the solar power generation panel 30 into predetermined power and supplies it to the hydrogen generator 40 via the output end 72 The above problem is solved by providing the fuel cell system 100 described in (1) or (2) above, which further includes a conditioner 36.
(4) The above problem is solved by providing the fuel cell system 100 described in (3) above, which further includes a power storage unit 38 for storing power generated by the solar power generation panel 30.
(5) By providing the fuel cell system 100 described in (4) above, in which at least the power conditioner 36, the power storage unit 38, and the output end 72 are housed in the portable box 24 and integrated into a unit. , solve the above problems.

本考案に係る燃料電池システムは、電力により水素を生成して水素吸蔵容器に貯蔵する。そして、水素吸蔵容器に貯蔵した水素を用いて発電を行い電力供給を行う。特に、水素の生成を太陽光発電パネルで発電した電力を用いて行うことで、二酸化炭素を排出しないグリーン水素により発電と電力供給を行うことができる。これにより、二酸化炭素の排出量の削減を行うことができる。 A fuel cell system according to the present invention generates hydrogen using electric power and stores it in a hydrogen storage container. The hydrogen stored in the hydrogen storage container is then used to generate electricity and supply electricity. In particular, by generating hydrogen using electricity generated by photovoltaic panels, it is possible to generate and supply electricity using green hydrogen that does not emit carbon dioxide. This makes it possible to reduce carbon dioxide emissions.

本考案に係る燃料電池システムを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a fuel cell system according to the present invention. 太陽光発電パネルを備えた本考案に係る燃料電池システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell system according to the present invention including a photovoltaic panel.

本考案に係る燃料電池システム８０、１００の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここで、図１（ａ）は本考案に係る燃料電池システム８０を示す図であり、図１（ｂ）はそのブロック図である。また、図２は太陽光発電パネル３０を有する給電システム５０を備えた本考案に係る燃料電池システム１００のブロック図である。 Embodiments of fuel cell systems 80 and 100 according to the present invention will be described based on the drawings. Here, FIG. 1(a) is a diagram showing a fuel cell system 80 according to the present invention, and FIG. 1(b) is a block diagram thereof. Further, FIG. 2 is a block diagram of a fuel cell system 100 according to the present invention, which includes a power supply system 50 having a solar power generation panel 30.

先ず、本考案に係る燃料電池システム８０は、供給電力により水素を生成する水素生成装置４０と、この水素生成装置４０で生成された水素を貯蔵する水素吸蔵容器４２と、水素吸蔵容器４２から放出された水素を用いて発電し電力を出力する燃料電池部４６と、水素吸蔵容器４２の水素の流路を貯蔵時と放出時とで切り替える水素流路切替部４７と、を有している。さらに、本考案に係る燃料電池システム８０は、水素生成装置４０に水（純水が好ましい）を供給する水供給部４１と、水素吸蔵容器４２から放出した水素を適切な圧に減圧して燃料電池部４６に送る周知のレギュレータ等の減圧器４４と、を有している。尚、燃料電池システム８０は据え置き型としても良いが、ユニット化して可搬性を持たせ移動可能としても良い。 First, the fuel cell system 80 according to the present invention includes a hydrogen generation device 40 that generates hydrogen using supplied power, a hydrogen storage container 42 that stores the hydrogen generated by the hydrogen generation device 40, and a hydrogen storage container 42 that releases hydrogen from the hydrogen storage container 42. It has a fuel cell section 46 that generates and outputs electric power using the generated hydrogen, and a hydrogen flow path switching section 47 that switches the hydrogen flow path of the hydrogen storage container 42 between storage and release. Further, the fuel cell system 80 according to the present invention includes a water supply unit 41 that supplies water (preferably pure water) to the hydrogen generation device 40, and a hydrogen storage container 42 that reduces the pressure of hydrogen released from the hydrogen storage container 42 to an appropriate pressure to produce fuel. It has a pressure reducer 44, such as a well-known regulator, which supplies the power to the battery section 46. Note that the fuel cell system 80 may be of a stationary type, or may be unitized to have portability and be movable.

また、水素生成装置４０は水供給部４１から供給される水（純水）を供給電力により電気分解して水素を生成するものであり、周知の水素生成装置を用いることができる。また、水素生成装置４０に水を供給する水供給部４１としては、周知の純水生成装置もしくは、他所で生成された純水を貯留した水タンク等を用いることができる。 Further, the hydrogen generation device 40 generates hydrogen by electrolyzing water (pure water) supplied from the water supply unit 41 using supplied power, and a well-known hydrogen generation device can be used. Further, as the water supply unit 41 that supplies water to the hydrogen generation device 40, a well-known pure water generation device or a water tank storing pure water generated elsewhere can be used.

また、水素吸蔵容器４２は水素を貯蔵及び放出ができれば如何なるものを用いても良いが、安全性や可搬性の観点から水素吸蔵合金をボンベ型容器に充填したものを用いることが特に好ましい。ここで、水素吸蔵合金とは気体水素の圧力を上げることで水素を吸蔵し、低圧（常圧）で水素を放出するものである。尚、水素吸蔵容器４２は据え置き型のものを用いても良いが、燃料電池システム８０に対して着脱が可能で可搬性を有するものが特に好ましい。この構成では、この燃料電池システム８０で貯蔵された水素を水素吸蔵容器４２にて持ち運び、他の場所の燃料電池にて発電に供することができる。 Further, any hydrogen storage container 42 may be used as long as it can store and release hydrogen, but from the viewpoint of safety and portability, it is particularly preferable to use a cylinder-shaped container filled with a hydrogen storage alloy. Here, the hydrogen storage alloy is one that stores hydrogen by increasing the pressure of gaseous hydrogen and releases hydrogen at low pressure (normal pressure). Although a stationary type hydrogen storage container 42 may be used, it is particularly preferable that the hydrogen storage container 42 is removable from the fuel cell system 80 and has portability. With this configuration, the hydrogen stored in this fuel cell system 80 can be carried in the hydrogen storage container 42 and used for power generation in a fuel cell at another location.

また、燃料電池部４６は水素吸蔵容器４２から放出される水素と空気中の酸素とを反応させて発電し、出力端７３を介して外部へ出力するものであり、周知の燃料電池を用いることができる。尚、燃料電池部４６で出力された電力は例えばコンバータ４９により商用電源と同じ１００Ｖの交流電力に変換して出力端７３に出力するようにしても良いし、また特定の電圧の直流電力に変換して出力端７３に出力するようにしても良い。 Further, the fuel cell unit 46 generates electricity by reacting the hydrogen released from the hydrogen storage container 42 with oxygen in the air and outputs it to the outside via the output end 73, and may use a well-known fuel cell. Can be done. The power output by the fuel cell unit 46 may be converted to AC power of 100V, which is the same as the commercial power source, by the converter 49 and output to the output terminal 73, or may be converted to DC power of a specific voltage. Alternatively, the signal may be outputted to the output terminal 73.

また、水素流路切替部４７は水素の流路を貯蔵時、即ち水素生成装置４０と水素吸蔵容器４２とを繋ぎ水素を水素生成装置４０側から水素吸蔵容器４２側へと流す流路と、放出時、即ち水素吸蔵容器４２と燃料電池部４６とを繋ぎ水素を水素吸蔵容器４２側から燃料電池部４６側へと流す流路とで切り替えるものであり、周知の３方弁等を用いることができる。よって、水素流路切替部４７には水素生成装置４０に繋がる生成水素配管４０ａと、水素吸蔵容器４２と繋がる容器配管４２ａと、燃料電池部４６と繋がる水素放出配管４６ａとが接続する。そして、水素生成装置４０もしくは水素吸蔵容器４２と水素生成装置４０との経路上（生成水素配管４０ａ、容器配管４２ａ）には水素吸蔵容器４２の内圧をモニタする図示しない圧力センサが設けられる。また、生成水素配管４０ａ及び水素放出配管４６ａには流量計４５を設けて、水素の流量をモニタすることが好ましい。さらに、水素放出配管４６ａには減圧器４４が設置され、水素吸蔵容器４２から放出される水素を燃料電池部４６に適した圧に減圧する。これにより燃料電池部４６には所定の圧の水素が供給され、安定的な発電動作を行うことができる。尚、水素流路切替部４７は人間が切替え操作を行う手動型としても良いし、図示しない制御部を設け、この制御部により水素流路切替部４７の流路切替え動作を自動的に行うようにしても良い。 Further, the hydrogen flow path switching unit 47 connects the hydrogen flow path during storage, that is, the flow path that connects the hydrogen generation device 40 and the hydrogen storage container 42 and causes hydrogen to flow from the hydrogen generation device 40 side to the hydrogen storage container 42 side. At the time of release, that is, the hydrogen storage container 42 and the fuel cell section 46 are connected and hydrogen is switched through a flow path that flows from the hydrogen storage container 42 side to the fuel cell section 46 side, and a well-known three-way valve or the like can be used. Can be done. Therefore, a generated hydrogen pipe 40a connected to the hydrogen generator 40, a container pipe 42a connected to the hydrogen storage container 42, and a hydrogen discharge pipe 46a connected to the fuel cell unit 46 are connected to the hydrogen flow path switching unit 47. A pressure sensor (not shown) that monitors the internal pressure of the hydrogen storage container 42 is provided on the path between the hydrogen generation device 40 or the hydrogen storage container 42 and the hydrogen generation device 40 (generated hydrogen piping 40a, container piping 42a). Further, it is preferable that a flow meter 45 is provided in the generated hydrogen pipe 40a and the hydrogen discharge pipe 46a to monitor the flow rate of hydrogen. Further, a pressure reducer 44 is installed in the hydrogen release pipe 46a to reduce the pressure of hydrogen released from the hydrogen storage container 42 to a pressure suitable for the fuel cell unit 46. Thereby, hydrogen at a predetermined pressure is supplied to the fuel cell section 46, and stable power generation operation can be performed. The hydrogen flow switching unit 47 may be a manual type in which switching is performed by a human being, or a control unit (not shown) may be provided so that the flow switching operation of the hydrogen flow switching unit 47 is automatically performed by this control unit. You can also do it.

また、本考案に係る燃料電池システムは、図２に示すように、太陽光発電パネル３０を備えた給電システム５０を有する燃料電池システム１００として構成しても良い。 Further, the fuel cell system according to the present invention may be configured as a fuel cell system 100 having a power supply system 50 equipped with a photovoltaic panel 30, as shown in FIG.

そして、この給電システム５０は、光が照射されることで発電する太陽光発電パネル３０と、この太陽光発電パネル３０で発電した電力を所定の電力に変換し出力端７２を介して出力するパワーコンディショナ３６とを少なくとも有している。そして、この出力端７２と水素生成装置４０とを接続することで、太陽光発電パネル３０で発電した電力を水素生成装置４０に供給し水素の生成に用いることができる。 The power supply system 50 includes a solar power generation panel 30 that generates power when irradiated with light, and a power that converts the power generated by the solar power generation panel 30 into predetermined power and outputs it through an output end 72. It has at least a conditioner 36. By connecting this output end 72 and the hydrogen generation device 40, the electric power generated by the solar power generation panel 30 can be supplied to the hydrogen generation device 40 and used to generate hydrogen.

尚、本考案に用いる給電システム５０は据え置き式としても良いが、主な構成要素を可搬性を有するボックス２４内に収容し移動可能なようにユニット化することが好ましい。この構成では、給電システム５０を燃料電池システム８０から切り離して、太陽光発電パネル３０を用いた給電システム５０として単体で使用する事が可能となる。この場合、ボックス２４は可搬性向上のため、例えば底面にキャスタを設けるとともに、上面にはアイボルト等の吊下げ部材を設置することが好ましい。これにより、例えば工事現場の簡易ハウスや災害時の避難所等の目的の場所にボックス２４を搬入し、太陽光発電パネル３０の接続を行うことで、簡単に給電システム５０の設置を行うことができる。そして、例えば、本考案の給電システム５０を避難場所に設置することで、再生可能エネルギーを用いた携帯電話への充電が行える等、地域社会に貢献することができる。 Although the power supply system 50 used in the present invention may be of a stationary type, it is preferable that the main components are housed in the portable box 24 and formed into a unit so as to be movable. With this configuration, the power supply system 50 can be separated from the fuel cell system 80 and used alone as the power supply system 50 using the solar power generation panel 30. In this case, in order to improve the portability of the box 24, it is preferable to provide casters on the bottom surface and a hanging member such as an eye bolt on the top surface. As a result, the power supply system 50 can be easily installed by transporting the box 24 to a desired location, such as a simple house at a construction site or an evacuation center in the event of a disaster, and connecting the solar power generation panel 30. can. For example, by installing the power supply system 50 of the present invention at an evacuation site, it is possible to contribute to the local community by charging a mobile phone using renewable energy.

また、単体としても使用可能な給電システム５０の場合、給電システム５０には太陽光発電パネル３０で発電した電力を蓄える蓄電ユニット３８を設けることが好ましい。この蓄電ユニット３８としては、バッテリや二次電池、キャパシタ等、周知の蓄電部材を用いることができる。 Further, in the case of the power supply system 50 that can be used as a standalone unit, it is preferable that the power supply system 50 is provided with a power storage unit 38 that stores the power generated by the solar power generation panel 30. As this power storage unit 38, a well-known power storage member such as a battery, a secondary battery, a capacitor, etc. can be used.

また、給電システム５０の太陽光発電パネル３０には特に限定は無く、周知の太陽光発電パネル３０を用いることができる。そして、太陽光発電パネル３０からの送電ケーブル３０ａはボックス２４を通してパワーコンディショナ３６と接続する。尚、太陽光発電パネル３０の設置場所、設置方法にも特に限定は無く、給電システム５０の設置場所の屋根や近傍の空きスペース、壁面等、太陽光が当たる場所であれば如何なる場所に設置しても構わない。さらに、工事現場等で休憩所と使用される一般的なプレハブ製の簡易ハウスは磁石の付くスチール等の金属で形成されていることが多い。従って、給電システム５０をこのような簡易ハウスに適用する場合には、太陽光発電パネル３０のフレームの裏面にマグネットを設け、このマグネットを用いて太陽光発電パネル３０を設置対象物の壁面等に磁着させても良い。この構成では、設置対象物側にネジ穴等の固定手段を設けることなく、太陽光発電パネル３０の設置を行うことができる。尚、マグネットの形状等に関しては特に限定は無いが、太陽光発電パネル３０の裏面のほぼ全体を覆うようなシート状もしくは板状のものを用いることが好ましい。 Moreover, there is no particular limitation on the solar power generation panel 30 of the power supply system 50, and a well-known solar power generation panel 30 can be used. The power transmission cable 30a from the solar power generation panel 30 is connected to the power conditioner 36 through the box 24. Note that there are no particular limitations on the installation location or installation method of the solar power generation panel 30, and it may be installed in any location exposed to sunlight, such as the roof of the installation location of the power supply system 50, a nearby vacant space, or a wall surface. I don't mind. Furthermore, general prefabricated simple houses used as rest areas at construction sites and the like are often made of metal such as steel that has magnets attached to them. Therefore, when applying the power supply system 50 to such a simple house, a magnet is provided on the back side of the frame of the solar power generation panel 30, and this magnet is used to attach the solar power generation panel 30 to the wall of the installation target. It may be attached magnetically. With this configuration, the solar power generation panel 30 can be installed without providing fixing means such as screw holes on the installation target side. Although there are no particular limitations on the shape of the magnet, it is preferable to use a sheet-like or plate-like magnet that covers almost the entire back surface of the solar power generation panel 30.

さらに、単体としても使用可能な給電システム５０の場合、電源切替部７０を設けるとともに、この電源切替部７０の一方にパワーコンディショナ３６の出力を接続し、もう一方に商用電源からの商用電源ケーブル２２をボックス２４を通して接続するようにしても良い。この構成では、太陽光発電パネル３０の出力及び蓄電ユニット３８の出力が不十分な場合に電源切替部７０が電源を商用電源に切り替える。これにより、簡易ハウス等における給電システム５０による給電を滞りなく行うことができる。 Furthermore, in the case of the power supply system 50 that can be used as a standalone unit, a power supply switching unit 70 is provided, and the output of the power conditioner 36 is connected to one side of the power supply switching unit 70, and a commercial power cable from a commercial power source is connected to the other side. 22 may be connected through a box 24. In this configuration, when the output of the solar power generation panel 30 and the output of the power storage unit 38 are insufficient, the power supply switching unit 70 switches the power source to the commercial power source. Thereby, power can be supplied by the power supply system 50 in a simple house or the like without any problem.

次に、給電システム５０を備えた本考案に係る燃料電池システム１００の使用方法と動作に関して説明を行う。尚、ここでは、可搬性を有するとともに単体としても使用可能な給電システム５０を使用した例を説明する。 Next, the usage and operation of the fuel cell system 100 according to the present invention including the power supply system 50 will be explained. Here, an example will be described in which a power supply system 50 that is portable and can be used as a standalone system is used.

先ず、燃料電池システム８０と給電システム５０とを目的の場所に配置する。このとき、燃料電池システム８０は基本的に屋内に配置する。また、給電システム５０は太陽光発電パネル３０を屋外に設置すれば本体部としてのボックス２４は屋外、屋内のいずれに配置しても良い。そして、太陽光発電パネル３０を日当たりの良い場所に設置して、送電ケーブル３０ａを給電システム５０のパワーコンディショナ３６に接続する。また、給電システム５０の出力端７２と燃料電池システム８０の水素生成装置４０とを接続する。さらに、燃料電池システム８０の出力端７３に設置場所の電気機器７を直接もしくは配電設備等を介して接続する。尚、給電システム５０は商用電源ケーブル２２を介して商用電源との接続も可能である。この構成では太陽光発電パネル３０が発電していない時にも商用電源による水素の生成が可能となる。 First, the fuel cell system 80 and the power supply system 50 are placed at a target location. At this time, the fuel cell system 80 is basically placed indoors. Further, in the power feeding system 50, if the solar power generation panel 30 is installed outdoors, the box 24 as the main body may be placed either outdoors or indoors. Then, the solar power generation panel 30 is installed in a sunny place, and the power transmission cable 30a is connected to the power conditioner 36 of the power supply system 50. Further, the output end 72 of the power supply system 50 and the hydrogen generator 40 of the fuel cell system 80 are connected. Furthermore, the electrical equipment 7 at the installation site is connected to the output end 73 of the fuel cell system 80 either directly or via power distribution equipment or the like. Note that the power feeding system 50 can also be connected to a commercial power source via the commercial power cable 22. With this configuration, it is possible to generate hydrogen using a commercial power source even when the solar power generation panel 30 is not generating power.

次に、燃料電池システム８０及び給電システム５０を起動させる。尚、燃料電池システム８０の水素生成装置４０には水供給部４１によって十分な水（純水）が供給されている。そして、太陽光発電パネル３０に光が照射すると太陽光発電パネル３０は発電し、その電力は送電ケーブル３０ａを通してパワーコンディショナ３６に入力する。パワーコンディショナ３６は太陽光発電パネル３０で発電した電力を、例えば商用電源で用いられている５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの１００Ｖの交流電力に変換して電源切替部７０に出力する。電源切替部７０はパワーコンディショナ３６側からの交流電力が十分な電圧を維持している場合、パワーコンディショナ３６側からの電力を出力端７２に出力し、燃料電池システム８０の水素生成装置４０に供給する。これにより水素生成装置４０が動作して、水供給部４１から供給された水を電気分解して水素を生成し生成水素配管４０ａに送出する。また、水素生成装置４０の動作と前後して水素流路切替部４７は水素の流路を貯蔵側に切り替える。これにより、生成水素配管４０ａに送出された水素は流量計４５、水素流路切替部４７及び容器配管４２ａを通って水素吸蔵容器４２に送られ、水素吸蔵容器４２内に貯蔵される。尚、太陽光発電パネル３０での発電量が水素生成装置４０の電力消費量に対して余裕がある場合、パワーコンディショナ３６は余剰な電力を蓄電ユニット３８に出力して充電する。 Next, the fuel cell system 80 and the power supply system 50 are activated. Note that sufficient water (pure water) is supplied to the hydrogen generator 40 of the fuel cell system 80 by the water supply section 41. When the solar power generation panel 30 is irradiated with light, the solar power generation panel 30 generates power, and the generated power is input to the power conditioner 36 through the power transmission cable 30a. The power conditioner 36 converts the electric power generated by the solar power generation panel 30 into 100 V AC power of 50 Hz or 60 Hz used in commercial power sources, for example, and outputs it to the power source switching unit 70 . When the AC power from the power conditioner 36 side maintains a sufficient voltage, the power supply switching unit 70 outputs the power from the power conditioner 36 side to the output end 72 and connects the hydrogen generating device 40 of the fuel cell system 80 supply to. Thereby, the hydrogen generator 40 operates, electrolyzes the water supplied from the water supply section 41 to generate hydrogen, and sends it to the generated hydrogen pipe 40a. Further, before and after the operation of the hydrogen generator 40, the hydrogen flow path switching unit 47 switches the hydrogen flow path to the storage side. Thereby, the hydrogen sent to the generated hydrogen pipe 40a is sent to the hydrogen storage container 42 through the flow meter 45, the hydrogen flow path switching section 47, and the container pipe 42a, and is stored in the hydrogen storage container 42. Note that when the amount of power generated by the solar power generation panel 30 has a margin with respect to the amount of power consumed by the hydrogen generator 40, the power conditioner 36 outputs the surplus power to the power storage unit 38 for charging.

そして、圧力センサの値が予め設定されていた例えば０．９ＭＰａ等の規定の圧力に達した場合、燃料電池システム８０は水素吸蔵容器４２の水素の貯蔵量が満杯であると判定し、水素生成装置４０の動作を停止する。このとき、水素吸蔵容器４２が満杯であることを作業者等に報知するようにしてもよい。そして、満杯の水素吸蔵容器４２が空の水素吸蔵容器４２に交換されるなどすると、圧力センサが水素吸蔵容器４２の内圧の低下を検知して、水素生成装置４０が再動作する。これにより、水素生成装置４０は水素を生成し、水素吸蔵容器４２はその水素を貯蔵する。尚、水素生成装置４０の動作停止中に太陽光発電パネル３０で発電した電力は蓄電ユニット３８に充電される。 When the value of the pressure sensor reaches a preset pressure such as 0.9 MPa, the fuel cell system 80 determines that the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage container 42 is full, and generates hydrogen. The operation of the device 40 is stopped. At this time, the operator etc. may be informed that the hydrogen storage container 42 is full. Then, when the full hydrogen storage container 42 is replaced with an empty hydrogen storage container 42, the pressure sensor detects a decrease in the internal pressure of the hydrogen storage container 42, and the hydrogen generation device 40 restarts. Thereby, the hydrogen generator 40 generates hydrogen, and the hydrogen storage container 42 stores the hydrogen. Note that the electric power generated by the solar power generation panel 30 while the operation of the hydrogen generator 40 is stopped is charged to the power storage unit 38.

そして、全ての水素吸蔵容器４２が水素の貯蔵量の上限に達してもなお、太陽光発電パネル３０が発電している場合には、その発電電力は蓄電ユニット３８にて充電される。また、蓄電ユニット３８が満充電となってもなお太陽光発電パネル３０が発電している場合には、例えば出力端７２と設置場所の電気機器７とを直接もしくは配電設備等を介して接続して、太陽光発電パネル３０の発電電力にて設置場所の電気機器７を動作させるようにしても良い。 If the solar power generation panel 30 is still generating power even if all the hydrogen storage containers 42 have reached the upper limit of the hydrogen storage amount, the generated power is charged in the power storage unit 38. In addition, if the solar power generation panel 30 is still generating power even after the power storage unit 38 is fully charged, for example, the output end 72 and the electrical equipment 7 at the installation location may be connected directly or via power distribution equipment, etc. The electrical equipment 7 at the installation location may be operated using the power generated by the solar power generation panel 30.

また、水素吸蔵容器４２の水素貯蔵中に太陽光発電パネル３０での発電量が減少して水素生成装置４０の安定的な動作に足りない場合、パワーコンディショナ３６は蓄電ユニット３８に蓄電している電力で太陽光発電パネル３０の発電量の不足分を補って水素生成装置４０に電力を供給し、水素の生成を継続させる。さらに、日没等で太陽光発電パネル３０での発電量がほぼゼロとなり、また蓄電ユニット３８の充電量も減少して水素生成装置４０に十分な電力供給が出来なくなった場合、給電システム５０に商用電源ケーブル２２が接続している場合には、商用電源により水素生成装置４０を動作させ目的の量の水素を貯蔵する。また、給電システム５０に商用電源ケーブル２２が接続していない場合や商用電源による水素生成は行わない場合、給電システム５０は燃料電池システム８０への電力供給を停止する。 Furthermore, if the amount of power generated by the solar power generation panel 30 decreases while hydrogen is being stored in the hydrogen storage container 42 and is insufficient for stable operation of the hydrogen generator 40, the power conditioner 36 stores the power in the power storage unit 38. The generated power is used to make up for the shortfall in the amount of power generated by the solar power generation panel 30 and to supply power to the hydrogen generator 40 to continue hydrogen generation. Furthermore, when the amount of power generated by the solar power generation panel 30 becomes almost zero due to sunset, etc., and the amount of charge in the power storage unit 38 also decreases, and it is no longer possible to supply sufficient power to the hydrogen generator 40, the power supply system 50 When the commercial power cable 22 is connected, the hydrogen generator 40 is operated by the commercial power to store a desired amount of hydrogen. Further, when the commercial power supply cable 22 is not connected to the power supply system 50 or when hydrogen is not generated using a commercial power supply, the power supply system 50 stops supplying power to the fuel cell system 80.

また、燃料電池システム８０、１００により電気機器７を動作させる場合、燃料電池システム８０の水素流路切替部４７を手動もしくは自動で放出側に切り替える。これにより、水素吸蔵容器４２から水素が放出され容器配管４２ａ、水素流路切替部４７、流量計４５、水素放出配管４６ａを通って減圧器４４に到達する。そして、この減圧器４４によって燃料電池部４６での発電に適した圧力に減圧された後、燃料電池部４６に送られる。そして、供給された水素は燃料電池部４６において空気中の酸素と反応して発電し、この発電電力はコンバータ４９によって例えば商用電源と同じ５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの１００Ｖの交流電力に変換され出力端７３に出力される。そして、出力端７３を介して電気機器７に供給され、電気機器７が動作する。 Furthermore, when operating the electrical equipment 7 using the fuel cell systems 80 and 100, the hydrogen flow path switching section 47 of the fuel cell system 80 is manually or automatically switched to the discharge side. As a result, hydrogen is released from the hydrogen storage container 42 and reaches the pressure reducer 44 through the container piping 42a, the hydrogen flow path switching section 47, the flow meter 45, and the hydrogen release piping 46a. Then, the pressure is reduced by the pressure reducer 44 to a pressure suitable for power generation in the fuel cell section 46, and then sent to the fuel cell section 46. Then, the supplied hydrogen reacts with oxygen in the air in the fuel cell unit 46 to generate electricity, and this generated electricity is converted by the converter 49 into 100V AC power at 50Hz or 60Hz, which is the same as that of a commercial power source, and is sent to the output terminal 73. Output. The signal is then supplied to the electrical equipment 7 via the output end 73, and the electrical equipment 7 operates.

そして、水素吸蔵容器４２の水素の貯蔵量が少なくなると圧力センサや水素放出配管４６ａ側の流量計４５がこれを流量の低下もしくは積算流量により検知する。そして、作業者等は例えば水素残量の少ない水素吸蔵容器４２を水素が満杯の水素吸蔵容器４２と交換する。これにより、燃料電池部４６は発電し、この発電電力は電気機器７に供給され、電気機器７が動作する。 When the amount of hydrogen stored in the hydrogen storage container 42 decreases, the pressure sensor and the flow meter 45 on the side of the hydrogen release pipe 46a detect this from a decrease in the flow rate or an integrated flow rate. Then, the operator or the like replaces the hydrogen storage container 42 with a small amount of hydrogen remaining, for example, with the hydrogen storage container 42 full of hydrogen. As a result, the fuel cell section 46 generates power, and this generated power is supplied to the electrical equipment 7, so that the electrical equipment 7 operates.

尚、水素は従来の二次電池と異なり経時による放電が発生しないため、水素吸蔵容器４２による長期保管が可能である。よって、燃料電池部４６を配置すれば、遠隔地や山間部、工事現場等、如何なる場所でも水素による発電と電力供給が可能となる。このため、燃料電池システム１００は基本的に太陽光発電パネル３０で発電された電力で水素吸蔵容器４２への水素の貯蔵を行い、水素が貯蔵された水素吸蔵容器４２は別の施設等に設置された燃料電池部４６によって発電させ電力供給を行わせるようにしても良い。この構成によれば、燃料電池システム１００が太陽光により生成した水素を、各所の燃料電池部４６における電力供給に使用でき、二酸化炭素を排出しないクリーンエネルギーの利用を促進することができる。 Note that unlike conventional secondary batteries, hydrogen does not discharge over time, so long-term storage in the hydrogen storage container 42 is possible. Therefore, by arranging the fuel cell unit 46, it is possible to generate and supply electricity using hydrogen in any location, such as a remote location, a mountainous area, or a construction site. For this reason, the fuel cell system 100 basically stores hydrogen in the hydrogen storage container 42 using electric power generated by the solar power generation panel 30, and the hydrogen storage container 42 in which hydrogen is stored is installed at another facility, etc. The fuel cell section 46 may be used to generate power and supply electric power. According to this configuration, the hydrogen generated by the fuel cell system 100 from sunlight can be used to supply power to the fuel cell units 46 at various locations, and the use of clean energy that does not emit carbon dioxide can be promoted.

以上のように、本考案に係る燃料電池システム８０、１００は、電力により水素を生成して水素吸蔵容器４２に貯蔵する。そして、水素吸蔵容器４２に貯蔵した水素を用いて発電を行い電力供給を行う。特に、水素の生成を太陽光発電パネル３０で発電した電力を用いて行うことで、二酸化炭素を排出しないグリーン水素により発電と電力供給を行うことができる。これにより、二酸化炭素の排出量の削減を行うことができる。 As described above, the fuel cell systems 80 and 100 according to the present invention generate hydrogen using electric power and store it in the hydrogen storage container 42. Then, the hydrogen stored in the hydrogen storage container 42 is used to generate electricity and supply electric power. In particular, by generating hydrogen using the power generated by the solar power generation panel 30, it is possible to generate and supply power using green hydrogen that does not emit carbon dioxide. This makes it possible to reduce carbon dioxide emissions.

また、水素は従来の二次電池と異なり経時による放電が発生しないため、水素吸蔵容器４２による長期保管が可能である。よって、燃料電池部４６を配置すれば、水素の貯蔵された水素吸蔵容器４２を持ち運ぶことで、遠隔地や山間部、工事現場等、如何なる場所でも水素による発電と電力供給が可能となる。 Further, unlike conventional secondary batteries, hydrogen does not discharge over time, so long-term storage in the hydrogen storage container 42 is possible. Therefore, by arranging the fuel cell unit 46 and carrying the hydrogen storage container 42 in which hydrogen is stored, it becomes possible to generate and supply electricity using hydrogen in any location, such as a remote location, a mountainous area, or a construction site.

尚、上記に示した燃料電池システム８０、１００、給電システム５０の形状、構成、配置、配管構成、動作等は一例であるから、上記の例に限定されるわけでは無く、本考案は本考案の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。 Note that the shapes, configurations, arrangements, piping configurations, operations, etc. of the fuel cell systems 80, 100 and power supply system 50 shown above are merely examples, and are not limited to the above examples. It is possible to make changes without departing from the gist of this document.

２４ボックス
３０太陽光発電パネル
３６パワーコンディショナ
３８蓄電ユニット
４０水素生成装置
４２水素吸蔵容器
４６燃料電池部
４７水素流路切替部
７２出力端
８０、１００燃料電池システム 24 boxes
30 Solar power panel
36 Power conditioner
38 Energy storage unit
40 Hydrogen generator
42 Hydrogen storage container
46 Fuel Cell Department
47 Hydrogen flow path switching section
72 Output end
80, 100 Fuel cell system

Claims

a hydrogen generator that decomposes water and generates hydrogen using supplied electricity;
a hydrogen storage container that stores hydrogen generated by the hydrogen generation device;
a fuel cell unit that generates electricity using hydrogen released from the hydrogen storage container and outputs electric power;
A fuel cell system comprising: a hydrogen flow path switching unit that switches the hydrogen flow path of the hydrogen storage container between storage and release.

2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the hydrogen storage container is removable and has portability.

A solar power generation panel that generates electricity when exposed to light,
3. The power conditioner according to claim 1 or 2, further comprising a power conditioner that converts the electric power generated by the solar power generation panel into predetermined electric power and supplies the converted electric power to the hydrogen generation device via an output end. fuel cell system.

4. The fuel cell system according to claim 3, further comprising a power storage unit that stores power generated by the solar power generation panel.

5. The fuel cell system according to claim 4, wherein at least the power conditioner, the power storage unit, and the output end are housed in a portable box to form a unit.