JP6524235B2 - Hydrogen supply management device and hydrogen supply management method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、水素供給管理装置および水素供給管理方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a hydrogen supply management device and a hydrogen supply management method.
近年、水素エネルギーが次世代エネルギーの一つとして注目されており、水素の製造から、輸送、利用に至る水素サプライチェーンの運営を実用化する試みがなされている。 In recent years, hydrogen energy has been attracting attention as one of the next-generation energy, and attempts have been made to put into practice the operation of the hydrogen supply chain from the production of hydrogen to transportation and utilization.
水素サプライチェーンの運営においては、各地に散在する各水素製造設備と各水素需要設備との間の水素の需要・供給の関係をオペレータが容易に把握できるような仕組みの構築が望まれる。しかしながら、現在のところ有効な技術が提案されていない。 In the operation of the hydrogen supply chain, it is desirable to construct a mechanism by which an operator can easily grasp the relationship between the hydrogen supply and demand between the hydrogen production facilities and the hydrogen demand facilities scattered in various places. However, no effective technology has been proposed at present.
本発明が解決しようとする課題は、各水素製造設備と各水素需要設備との間の水素の需要・供給の関係を容易に把握することを可能とする水素供給管理装置および水素供給管理方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is a hydrogen supply management device and a hydrogen supply management method which make it possible to easily grasp the relationship between the demand and supply of hydrogen between each hydrogen production facility and each hydrogen demand facility. It is to provide.
実施形態の水素供給管理装置は、水または炭化水素から水素を製造する少なくとも1つの水素製造設備と、前記水素製造設備により製造される水素を輸送する少なくとも1つの輸送車両と、前記輸送車両により輸送される水素を利用する少なくとも1つの水素需要設備とを含むシステムに適用される水素供給管理装置であって、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量とを演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果を用いて、少なくとも、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量と、各水素製造設備と各水素需要設備とを繋ぐ水素の輸送経路を示す情報とを、表示装置の画面上に表示させる表示制御手段とを具備する。
The hydrogen supply management device according to the embodiment includes at least one hydrogen production facility for producing hydrogen from water or hydrocarbon, at least one transport vehicle for transporting hydrogen produced by the hydrogen production facility, and the transport vehicle Supply management apparatus applied to a system including at least one hydrogen demand facility utilizing the hydrogen to be produced, wherein the expected production amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility on the next day, and each hydrogen demand facility on the next day An estimated production amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility of the next day using at least the computing means for computing the expected usage of hydrogen to be used and the computation result of the computing means, and each hydrogen demand facility of the next day Display control means for displaying on the screen of the display device the expected usage of hydrogen that is used and information indicating the transport route of hydrogen connecting each hydrogen production facility and each hydrogen demand facility Comprising a.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
[水素供給システムの構成]
図1は、一実施形態に係る水素供給システムの概略構成を示す図である。[Configuration of hydrogen supply system]
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a hydrogen supply system according to an embodiment.
本実施形態に係る水素供給システムは、一定の地域において、水素の製造から、貯蔵、輸送、利用に至る水素サプライチェーンの運営を実現するものであり、主な構成要素として、少なくとも1つの水素製造設備10、少なくとも1つの輸送車両を含む輸送システム20、少なくとも1つの水素需要設備30、および水素供給管理装置40を含む。ここでは、水素製造設備10と水素需要設備30とがそれぞれ複数あり、かつ輸送システム20が複数の輸送車両を有する場合について例示する。但し、この例に限定されるものではない。
The hydrogen supply system according to the present embodiment realizes operation of a hydrogen supply chain from production of hydrogen to storage, transportation, and utilization in a certain area, and at least one hydrogen production as a main
水素製造設備10は、水力、風力、太陽光等の再生可能エネルギーを用いて発電を行い、その発電によって生成される電力を用いて、水または炭化水素から水素を製造する設備である。水素製造設備10は、山間地や海辺などに散在するように配置されている。
The
輸送システム20は、水素製造設備10により製造された水素を水素需要設備30へ輸送する輸送車両1,2,3,…を有する。輸送車両1,2,3,…は、例えば、水素を貯蔵したコンテナ、タンク等を輸送できるトレーラやカードルなどである。
The
水素需要設備30は、輸送システム20の輸送車両1,2,3,…により輸送される水素を受け取り、その水素から燃料電池装置により電気や熱を生成し、生成された電気や熱を利用する設備である。例えば、温水プールの設備や、酪農家の設備、燃料電池自動車などが挙げられる。
The
水素供給管理装置40は、水素製造設備10、輸送システム20、および水素需要設備30をそれぞれ制御することにより、この水素供給システムにおける水素サプライチェーンを一体として管理するものである。
The hydrogen
[個々の水素製造設備10の構成]
水素製造設備10は、主な構成要素として、発電装置11、水素製造装置12、データ収集装置13、通信装置14、および制御装置15を備えている。そのほか、図示しない水素貯蔵装置や蓄電池なども備えている。[Configuration of Individual Hydrogen Production Equipment 10]
The
発電装置11は、水力発電装置、風力発電装置、あるいは太陽光発電装置などに相当し、再生可能エネルギーを用いて発電を行う。この発電装置11の一部または全部は、水素製造設備10の外側に設けられてもよい。
The power generation device 11 corresponds to a hydroelectric power generation device, a wind power generation device, or a solar power generation device, and generates electric power using renewable energy. A part or all of the power generation apparatus 11 may be provided outside the
水素製造装置12は、発電装置11により生成された電力を用いて、例えば別途設けられる貯水タンクから供給される水を電気分解することにより水素を製造する。この水素製造装置12には、製造される水素の流量[Nm3/h]、容量[Nm3]、純度[%]、圧力[kPa]等をそれぞれ計測する計器類(図示せず)が備えられる。製造された水素は、図示しない水素貯蔵装置に貯蔵された後、輸送システム20のいずれかの輸送車両によっていずれかの水素需要設備30へ輸送される。The
データ収集装置13は、水素製造装置12側の計器類により計測される水素の流量、容量、純度、圧力等のデータを、1日毎にあるいは一定時間毎に収集する。
The
通信装置14は、水素供給管理装置40側の通信装置44との間で無線通信を行う。例えば、通信装置14は、水素供給管理装置40が必要とする各種のデータを水素供給管理装置40へ送信したり、水素供給管理装置40から送信されてくる指令を受信したりする機能を備えている。
The
制御装置15は、水素製造設備10全体の動作を司るものである。例えば、制御装置15は、発電装置11により生成された電力の蓄電量を制御したり、水素製造装置12における水素の製造量や水素の貯蔵量などを制御したり、データ収集装置13により収集された水素の流量、容量、純度、圧力等のデータを、1日毎にあるいは一定時間毎に通信装置14経由で水素供給管理装置40へ送信したり、水素供給管理装置40から送信されてくる指令を通信装置14経由で取得して、当該指令に応じた処理を実施したりする。
The
[輸送システム20の構成]
輸送システム20(もしくは輸送車両1,2,3,…)にも図示しない通信装置や制御装置が備えられる。[Configuration of transportation system 20]
The transport system 20 (or transport vehicles 1, 2, 3,...) Is also provided with a communication device and a control device not shown.
輸送システム20の通信装置は、水素供給管理装置40側の通信装置44との間で無線通信を行う。例えば、通信装置14は、水素供給管理装置40が必要とする各種のデータを水素供給管理装置40へ送信したり、水素供給管理装置40から送信されてくる指令を受信したりする機能を備えている。
The communication device of the
輸送システム20の制御装置は、輸送システム20全体の動作を司るものである。例えば、輸送システム20の制御装置は、輸送車両毎の各種の情報(水素供給元の水素製造設備10を示す識別情報、水素供給先の水素需要設備30を示す識別情報、輸送した水素の量、走行距離など)を、1日毎にあるいは一定時間毎に、通信装置経由で水素供給管理装置40へ送信したり、水素供給管理装置40から送信されてくる指令を通信装置経由で取得して、当該指令に応じた処理を実施したりする。
The control device of the
[個々の水素需要設備30の構成]
水素需要設備30は、主な構成要素として、燃料電池装置31、負荷32、データ収集装置33、通信装置34、および制御装置35を備えている。[Composition of each hydrogen demand facility 30]
The
燃料電池装置31は、輸送システム20のいずれかの輸送車両から輸送されてくる水素を用いて発電し、電力および熱の生成を行う。この燃料電池装置31には、使用される水素の流量[Nm3/h]、容量[Nm3]、純度[%]、圧力[kPa]等をそれぞれ計測する計器類(図示せず)が備えられる。The
負荷32は、燃料電池装置31により生成される電力もしくは熱を消費する電力負荷もしくは熱負荷に相当するものである。この負荷32には、消費される電力や熱の量をそれぞれ計測する計器類(図示せず)が備えられる。
The
データ収集装置33は、燃料電池装置31側の計器類により計測される水素の流量、容量、純度、圧力等のデータや、負荷32側の計器類により計測される電力量や熱量等のデータ、もしくは負荷32が必要とする電気および熱の需要量を示すデータを、1日毎にあるいは一定時間毎に収集する。
The
通信装置34は、水素供給管理装置40側の通信装置44との間で無線通信を行う。例えば、通信装置34は、水素供給管理装置40が必要とする各種のデータを水素供給管理装置40へ送信したり、水素供給管理装置40から送信されてくる指令を受信したりする機能を備えている。
The
制御装置35は、水素需要設備30全体の動作を司るものである。例えば、制御装置35は、燃料電池装置31の動作を制御したり、データ収集装置13により収集された水素の流量、容量、純度、圧力等のデータや、消費された電力量や熱量等のデータ、もしくは負荷32が必要とする電気および熱の需要量を示すデータを、1日毎にあるいは一定時間毎に通信装置14経由で水素供給管理装置40へ送信したり、水素供給管理装置40から送信されてくる指令を通信装置14経由で取得して、当該指令に応じた処理を実施したりする機能を備えている。
The
[水素供給管理装置40の構成]
水素供給管理装置40は、主な構成要素として、演算装置41、表示装置42、表示制御装置43、通信装置44、および制御装置45を備えている。[Configuration of Hydrogen Supply Management Device 40]
The hydrogen
演算装置41は、制御装置45の制御のもと、通信装置44を通じて取得される個々の情報(個々の水素製造設備10から送信されてくる情報、輸送システム20から送信されてくる情報、個々の水素需要設備30から送信されてくる情報、および気象予報機関から送信されてくる気象情報)を用いて、各種の演算を行う。
例えば、演算装置41は、少なくとも、ある地域の気象を示す気象情報(所定の地域における気温、湿度、降水量、風況、日射量など)と、各水素需要設備における電気もしくは熱の需要を示す情報とを用いて、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量とを演算する機能を備えている。
For example, the
また、演算装置41は、その演算結果から、所定のアルゴリズムを用いて、翌日の各水素製造設備と各水素需要設備との間の水素の輸送経路(輸送車両毎に、水素供給元の水素製造設備10を示す識別情報、および水素供給先の水素需要設備30を示す識別情報、ならびに水素の輸送量)を決定する機能をさらに備えている。上記アルゴリズムは、水素の輸送経路を決定するに際し、水素サプライチェーン全体として一定以上の未使用の水素が生じず、かつ、一定以上の水素の不足が生じないようする。また、個々の輸送車両が輸送する水素の量が所定の下限値と上限値の間に収まるようにし、かつ、個々の輸送車両の走行する距離が所定値を超えないようにする。
Further, based on the calculation result, the
表示装置42は、例えばタッチパネル付のタブレット端末のように情報の画面表示および入力操作が可能な装置である。
The
表示制御装置43は、制御装置45の制御のもと、表示装置42の表示画面に例えば図2に示すような情報を表示させる。
Under the control of the
例えば、表示制御装置43は、演算装置41の演算結果を用いて、少なくとも、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量とを、表示装置42の1つの画面上にまとめて表示させる機能を備えている。
For example, the
また、表示制御装置43は、前記画面上に、本日の各水素製造設備が製造する水素の製造量と、本日の各水素需要設備が使用する水素の使用量を、更に表示させる機能を備えている。
In addition, the
また、表示制御装置43は、前記画面上に、各水素製造設備が使用する再生可能エネルギーの種別を示す情報を、更に表示させる機能を備えている。
In addition, the
また、表示制御装置43は、前記画面上に、各水素製造設備と各水素需要設備とを繋ぐ本日および/または翌日の水素の輸送経路を示す情報を前記画面上に表示させたり、当該輸送経路の設定もしくは変更を可能とする項目を前記画面上に表示させたりする機能を備えている。
In addition, the
通信装置44は、水素製造設備10側の通信装置14、水素需要設備30側の通信装置34、および輸送システム20側の通信装置との間で無線通信を行う。例えば、通信装置44は、個々の水素製造設備10から送信されてくる情報、個々の水素需要設備30から送信されてくる情報、気象予報機関から送信されてくる気象情報、および輸送システム20から送信されてくる情報を受信したり、各種の指令を個々の水素製造設備10、個々の水素需要設備30、および輸送システム20へ送信したりする機能を備えている。
The
制御装置45は、水素供給管理装置40全体の動作を司るものである。例えば、制御装置45は、演算装置41を用いて通信装置44により受信される個々の情報から翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量とを演算させたり、演算装置41の演算結果を用いて翌日の水素の輸送経路を決定し、決定した輸送経路を指示する指令を通信装置44経由で輸送システム20へ送信したり、演算装置41の演算結果に基づく各種の情報を表示制御装置43により表示装置42の1つの画面上にまとめて表示させたり、表示装置42に表示された項目に対してオペレータが設定もしくは変更する翌日の水素の輸送経路を指示する指令を通信装置44経由で輸送システム20へ送信したり、水素の製造量・供給量に関する指令を通信装置44経由で個々の水素製造設備10へ送信したり、水素の使用量に関する指令を通信装置44経由で個々の水素需要設備30へ送信したりする機能を備えている。
The
[画面表示の具体例]
次に、図2を参照して、表示制御装置43が表示装置42に表示させる表示画面の一例について説明する。[Specific example of screen display]
Next, with reference to FIG. 2, an example of a display screen displayed on the
この表示画面の例では、個々の水素製造設備10に関する情報と、個々の水素需要設備30に関する情報と、個々の水素製造設備10と個々の水素需要設備30とを繋ぐ水素の輸送経路を示す情報とが、1つの画面の中にまとめて同時に表示される。
In the example of this display screen, information relating to each
個々の水素製造設備10に関する情報は、名称(A〜Fなど)、所在地(○○町◆◆、○○町□□…など)、種別(風力、太陽光、小水力など)、定格出力(○○Wなど)、本日の水素製造量(○○Nm3など)、および明日の水素予想製造量(○○Nm3など)を含む。Information on each
一方、個々の水素需要設備30に関する情報は、名称(△工場、▽ビル…など)、所在地(○○町◆◆、○○町□□…など)、定格出力(○○Wなど)、本日の水素使用量(○○Nm3など)、および明日の水素予想使用量(○○Nm3など)を含む。On the other hand, the information on each
水素の輸送経路を示す情報としては、例えば、各水素製造設備と各水素需要設備とを個別に繋ぐパスが表示され、更に当該パスの上には輸送の識別番号(例えば輸送車両の番号)1〜9が表示される。本日の輸送経路を表示させるほか、翌日の予定されている輸送経路を併せて色違いで表示させるようにしてもよい。オペレータは、表示される本日の輸送経路もしくは翌日の輸送経路に対し、ドラッグ操作等を行うことにより設定もしくはその変更を行うことができる。 As information indicating the transport route of hydrogen, for example, a path individually connecting each hydrogen production facility and each hydrogen demand facility is displayed, and further, a transport identification number (for example, transport vehicle number) 1 above the path 9 are displayed. Besides displaying the transportation route of today, the transportation route scheduled for the next day may be displayed in different colors. The operator can set or change the displayed transportation route of the day or the transportation route of the next day by performing a drag operation or the like.
本実施形態によれば、オペレータは図2のように表示される画面を閲覧することにより、各水素製造設備と各水素需要設備との間の水素の需要・供給の関係を一目で把握することができる。その場合、本日における水素の需要・供給の関係のみならず、翌日における水素の需要・供給の関係も併せて把握することができ、需要・供給の関係の変化や傾向を把握することができる。更には、各水素製造設備と各水素需要設備とを繋ぐ水素の輸送経路も併せて把握することができる。そのため、オペレータは、水素サプライチェーン全体の運行状況を一目で把握することができ、翌日以降における水素の運行計画をも一目で把握することができる。 According to the present embodiment, the operator can grasp at a glance the relationship between the demand and supply of hydrogen between each hydrogen production facility and each hydrogen demand facility by browsing the screen displayed as shown in FIG. Can. In that case, not only the relationship between the demand and supply of hydrogen today, but also the relationship between the demand and supply of hydrogen the next day can be grasped together, and changes and trends in the relationship between demand and supply can be grasped. Furthermore, the transport route of hydrogen connecting each hydrogen production facility and each hydrogen demand facility can be grasped together. Therefore, the operator can grasp the operation status of the entire hydrogen supply chain at a glance, and can grasp the operation plan of hydrogen from the next day on at a glance.
また、オペレータは、表示される本日の輸送経路もしくは翌日の輸送経路に対してドラッグ操作等を行うことにより設定もしくはその変更を行うことができるので、何らかの理由で水素の供給量もしくは使用量が予想に反して変化するような場合には、手動で水素の輸送計画を適宜変更することが可能となる。 In addition, since the operator can perform setting or change by performing drag operation or the like on the displayed transportation route of today or the transportation route of the next day, the amount of supplied or used hydrogen is expected for some reason. If it is contrary to the above, it is possible to change the hydrogen transportation plan manually.
なお、水素製造設備10は、系統電力を用いて、水または炭化水素から水素を製造する設備であってもよい。
The
また、輸送システム20を使わず、水素製造設備10により製造された水素を水素需要設備30へ水素配管で供給するものであってもよい。 以上詳述したように、実施形態によれば、各水素製造設備と各水素需要設備との間の水素の需要・供給の関係を容易に把握することができる。
Alternatively, the hydrogen produced by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
10…水素製造設備、20…輸送システム、30…水素需要設備、40…水素供給管理装置。 10 ... hydrogen production facility, 20 ... transport system, 30 ... hydrogen demand facility, 40 ... hydrogen supply management device.
Claims (6)
翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量とを演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果を用いて、少なくとも、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量と、各水素製造設備と各水素需要設備とを繋ぐ水素の輸送経路を示す情報とを、表示装置の画面上に表示させる表示制御手段と
を具備することを特徴とする水素供給管理装置。 At least one hydrogen production facility for producing hydrogen from water or hydrocarbons, at least one transport vehicle for transporting hydrogen produced by the hydrogen production facility, and at least one for utilizing hydrogen transported by the transport vehicle A hydrogen supply management device applied to a system including a hydrogen demand facility, comprising:
Calculating means for calculating an estimated amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility on the next day and an expected amount of hydrogen used in each hydrogen demand facility on the next day,
Based on the calculation result of the calculation means, at least an estimated production amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility of the next day, an expected usage amount of hydrogen used by each hydrogen demand facility of the next day, each hydrogen production facility and each A hydrogen supply management device comprising: display control means for displaying on a screen of a display device information indicating a hydrogen transport path connecting a hydrogen demand facility.
少なくとも、各水素製造設備が製造する水素の製造量と、各水素需要設備が使用する水素の使用量とを、表示装置の画面上に表示させる表示制御手段を具備することを特徴とする水素供給管理装置。 At least one hydrogen production facility for producing hydrogen from water or hydrocarbons, at least one transport vehicle for transporting hydrogen produced by the hydrogen production facility, and at least one for utilizing hydrogen transported by the transport vehicle A hydrogen supply management device applied to a system including a hydrogen demand facility, comprising:
A hydrogen supply characterized by comprising display control means for displaying on a screen of a display device at least the amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility and the amount of hydrogen used by each hydrogen demand facility. Management device.
演算手段により、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量とを演算し、
表示制御手段により、前記演算手段の演算結果を用いて、少なくとも、翌日の各水素製造設備が製造する水素の予想製造量と、翌日の各水素需要設備が使用する水素の予想使用量と、各水素製造設備と各水素需要設備とを繋ぐ水素の輸送経路を示す情報とを、表示装置の画面上に表示させる
ことを特徴とする水素供給管理方法。 At least one hydrogen production facility for producing hydrogen from water or hydrocarbons, at least one transport vehicle for transporting hydrogen produced by the hydrogen production facility, and at least one for utilizing hydrogen transported by the transport vehicle A hydrogen supply management method applied to a system including a hydrogen demand facility, comprising:
The computing means computes the predicted amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility on the next day and the expected amount of hydrogen used by each hydrogen demand facility on the next day,
The display control means uses the calculation result of the calculation means to at least the predicted production amount of hydrogen produced by each hydrogen production facility of the next day, the predicted usage amount of hydrogen used by each hydrogen demand facility of the next day, and A hydrogen supply management method, comprising: displaying on a screen of a display device information indicating a hydrogen transport route connecting a hydrogen production facility and each hydrogen demand facility.
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