JP6829014B2 - Hydrogen supply facility and hydrogen supply method - Google Patents
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Description
本発明は、水素供給施設および水素供給方法に関する。 The present invention relates to a hydrogen supply facility and a hydrogen supply method.
近年、将来的な枯渇が懸念される化石燃料に代わる新たなエネルギー源として、水素が研究されている。水素は、例えば、燃料電池で稼働する燃料電池自動車等に対して供給される。燃料電池自動車等に水素を供給する水素供給施設としては、水素ステーションが挙げられる。 In recent years, hydrogen has been studied as a new energy source to replace fossil fuels, which may be depleted in the future. Hydrogen is supplied to, for example, a fuel cell vehicle operated by a fuel cell. A hydrogen supply facility that supplies hydrogen to a fuel cell vehicle or the like includes a hydrogen station.
水素供給施設は、水素を調達する方式によってオンサイト型とオフサイト型とに分類できる。オンサイト型の水素供給施設では、供給する水素が施設内で製造される。オフサイト型の水素供給施設では、水素は施設内では水素は製造されず、外部の水素製造工場から調達される。オフサイト型の水素供給施設は、圧縮水素を保管する方式と液体水素を保管する方式とに分類できる。 Hydrogen supply facilities can be classified into on-site type and off-site type depending on the method of procuring hydrogen. In an on-site hydrogen supply facility, the hydrogen to be supplied is produced in the facility. In an off-site hydrogen supply facility, hydrogen is not produced in the facility but is procured from an external hydrogen production plant. Off-site hydrogen supply facilities can be classified into a method of storing compressed hydrogen and a method of storing liquid hydrogen.
圧縮水素は、水素製造工場でガス貯蔵容器に充填される。圧縮水素が充填されたガス貯蔵容器は複数本単位で束ねられる。複数本単位のガス貯蔵容器の束をカードルと称する。圧縮水素を保管する方式の水素供給施設では、カードルがトレーラー等で水素供給施設に搬送される。水素供給施設は、搬送されたカードルを水素の供給源として燃料電池自動車等に水素を供給する。 Compressed hydrogen is filled in a gas storage container at a hydrogen production plant. Gas storage containers filled with compressed hydrogen are bundled in units of multiple containers. A bundle of multiple gas storage containers is called a curdle. In a hydrogen supply facility that stores compressed hydrogen, curdles are transported to the hydrogen supply facility by a trailer or the like. The hydrogen supply facility supplies hydrogen to fuel cell vehicles and the like using the transported curdle as a hydrogen supply source.
水素供給施設では、燃料電池自動車等に供給する水素の圧力が、例えば70MPaと規定
されている。なお、本明細書に記載の圧力はゲージ圧力である。圧縮水素を保管する方式の水素供給施設では、水素の供給が進むにつれて水素供給施設に保管されたカードル内の水素の圧力が低下し、既定された圧力の水素を供給できなくなる虞がある。そこで、水素供給施設における水素の圧力低下を抑制する技術が提案されている。
In the hydrogen supply facility, the pressure of hydrogen supplied to a fuel cell vehicle or the like is defined as, for example, 70 MPa. The pressure described in this specification is a gauge pressure. In a hydrogen supply facility that stores compressed hydrogen, the pressure of hydrogen in the curdle stored in the hydrogen supply facility decreases as the supply of hydrogen progresses, and there is a risk that hydrogen at a predetermined pressure cannot be supplied. Therefore, a technique for suppressing a decrease in hydrogen pressure in a hydrogen supply facility has been proposed.
例えば、以下の特許文献1では、カードルから供給された水素を昇圧した状態で蓄積する蓄圧器に蓄積された水素の圧力低下を抑制する技術が提案されている。特許文献1では、一部の蓄圧器内の水素を圧縮機を介して他の蓄圧器に移送することで、移送先の蓄圧器内の水素の圧力を高くすることができる。
For example,
水素供給施設では、カードルのガス貯蔵容器内の水素を圧縮機等で規定の圧力に調整して燃料電池自動車等に供給する。水素の供給が進むと、ガス貯蔵容器内の水素の圧力は低下する。水素供給施設では、ガス貯蔵容器内の水素の圧力が圧縮機等によっても規定の圧力に調整できない圧力にまで低下した場合、水素の圧力が低下したカードルは、ガス貯蔵容器内に水素が残留していても別のカードルに切り替えられる。水素の圧力が低下したカードルは、トレーラー等によって水素製造工場に搬送される。そのため、ガス貯蔵容器内に残留した水素は、利用されることなく水素製造工場に搬送される。 At the hydrogen supply facility, hydrogen in the gas storage container of the curdle is adjusted to a specified pressure by a compressor or the like and supplied to a fuel cell vehicle or the like. As the supply of hydrogen progresses, the pressure of hydrogen in the gas storage container decreases. In a hydrogen supply facility, if the pressure of hydrogen in the gas storage container drops to a pressure that cannot be adjusted to the specified pressure even with a compressor, etc., the curdle whose hydrogen pressure has dropped will leave hydrogen in the gas storage container. Even if it is, you can switch to another cardle. The curdle from which the hydrogen pressure has dropped is transported to a hydrogen production plant by a trailer or the like. Therefore, the hydrogen remaining in the gas storage container is transported to the hydrogen production plant without being used.
そこで、開示の技術の1つの側面は、ガス貯蔵容器に充填された水素をより効率的に利
用できる水素供給施設を提供することを課題とする。
Therefore, one aspect of the disclosed technology is to provide a hydrogen supply facility that can more efficiently use the hydrogen filled in the gas storage container.
開示の技術の1つの側面は、次のような水素供給施設によって例示される。水素供給施設は、ガス貯蔵容器と圧縮機と吸蔵媒体とを備える。ガス貯蔵容器には、圧縮水素が充填される。圧縮機は、供給される水素を規定の圧力で水素の供給対象に圧送する。吸蔵媒体は、水素の吸蔵および放出が可能であり、ガス貯蔵容器の圧力が圧縮機に要求される所定吸込み圧力に満たない場合にはガス貯蔵容器に接続され、ガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵する。吸蔵媒体に吸蔵されている水素は、圧縮機が供給対象に水素を圧送するときに圧縮機に放出される。 One aspect of the disclosed technology is illustrated by hydrogen supply facilities such as: The hydrogen supply facility is equipped with a gas storage container, a compressor and a storage medium. The gas storage container is filled with compressed hydrogen. The compressor pumps the supplied hydrogen at a specified pressure to the hydrogen supply target. The storage medium is capable of storing and releasing hydrogen, and when the pressure of the gas storage container is less than the predetermined suction pressure required for the compressor, it is connected to the gas storage container and the hydrogen remaining in the gas storage container is connected. To occlude. The hydrogen stored in the storage medium is released to the compressor when the compressor pumps hydrogen to the supply target.
このような水素供給施設によれば、ガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵媒体が吸蔵し、吸蔵した水素を放出することで、ガス貯蔵容器内に残留する水素の量を低減できる。そのため、本水素供給施設は、ガス貯蔵容器に充填された水素をより効率的に利用できる。 According to such a hydrogen supply facility, the storage medium can occlude the hydrogen remaining in the gas storage container and release the stored hydrogen, so that the amount of hydrogen remaining in the gas storage container can be reduced. Therefore, this hydrogen supply facility can more efficiently use the hydrogen filled in the gas storage container.
さらに、本水素供給施設は、次の特徴を有してもよい。吸蔵媒体は、冷却されると水素を吸蔵するとともに発熱し、加熱されると吸蔵した水素を放出するとともに吸熱する水素吸蔵合金によって形成される。吸蔵媒体として水素吸蔵合金を採用することで、吸蔵媒体として中空タンクを採用する場合よりもより狭い設置面積でより多くの水素を吸蔵できる。 Further, the hydrogen supply facility may have the following features. The storage medium is formed of a hydrogen storage alloy that stores hydrogen and generates heat when cooled, and releases and absorbs the stored hydrogen when heated. By adopting a hydrogen storage alloy as the storage medium, more hydrogen can be stored in a smaller installation area than when a hollow tank is used as the storage medium.
さらに、本水素供給施設は、次の特徴を有してもよい。水素供給施設は、水素吸蔵合金で製造された吸蔵媒体を加熱する第1の熱源と、吸蔵媒体を冷却する第2の熱源と、を更に備える。吸蔵媒体は、第1の熱源によって可能な温度範囲の加熱で圧縮機に要求される所定吸込み圧力以上の圧力の水素を放出可能であり、第2の熱源によって可能な温度範囲の冷却でガス貯蔵容器内の水素を吸蔵可能に製造される。このような水素供給施設であれば、熱源によって加熱または冷却できる範囲でガス貯蔵容器内の水素の利用効率を高めることができる。 Further, the hydrogen supply facility may have the following features. The hydrogen supply facility further includes a first heat source for heating the storage medium made of the hydrogen storage alloy and a second heat source for cooling the storage medium. The storage medium is capable of releasing hydrogen at a pressure equal to or higher than the predetermined suction pressure required for the compressor by heating in the temperature range possible by the first heat source, and gas storage by cooling in the temperature range possible by the second heat source. Manufactured so that hydrogen in the container can be occluded. With such a hydrogen supply facility, it is possible to increase the utilization efficiency of hydrogen in the gas storage container within the range where it can be heated or cooled by the heat source.
さらに、本水素供給施設は、次の特徴を有してもよい。水素吸蔵合金で製造された吸蔵媒体は、互いに熱的に接触する2つの吸蔵媒体を含む。一方の吸蔵媒体が水素を吸蔵する際の発熱によって他方の吸蔵媒体を加熱して他方の吸蔵媒体による水素の放出を促進させるとともに、他方の吸蔵媒体による水素の放出の際の吸熱によって一方の吸蔵媒体を冷却して一方の吸蔵媒体による水素の吸蔵を促進させる。このような水素供給施設であれば、より性能の低い熱源を利用しても、吸蔵媒体による水素の吸蔵・放出が可能となる。 Further, the hydrogen supply facility may have the following features. Storage media made of hydrogen storage alloys include two storage media that are in thermal contact with each other. The heat generated when one storage medium absorbs hydrogen heats the other storage medium to promote the release of hydrogen by the other storage medium, and the heat absorption when the other storage medium releases hydrogen causes the storage of one. The medium is cooled to promote the storage of hydrogen by one storage medium. In such a hydrogen supply facility, hydrogen can be stored and released by the storage medium even if a heat source having lower performance is used.
さらに、本水素供給施設は、次の特徴を有してもよい。水素供給施設は、再生可能エネルギーを利用した発電によって供給される電力によって水素を製造する水素製造装置を更に備える。吸蔵媒体は、水素製造装置から単位時間あたりに供給される水素の量が水素供給施設が要求する水素の量よりも多い場合には水素製造装置に接続され、水素製造装置によって製造された水素を吸蔵する。吸蔵媒体は、水素製造装置から単位時間あたりに供給される水素の量が水素供給施設が要求する水素の量に満たない場合には圧縮機に接続され、吸蔵した水素を放出する。このような水素供給施設であれば、水素製造工場によって製造される水素の量の気象条件等による変動分を吸蔵媒体によって吸収できる。その結果、本水素供給施設は、水素を安定して供給できる。 Further, the hydrogen supply facility may have the following features. The hydrogen supply facility is further equipped with a hydrogen production device that produces hydrogen by electric power supplied by power generation using renewable energy. The storage medium is connected to the hydrogen production device when the amount of hydrogen supplied from the hydrogen production device per unit time is larger than the amount of hydrogen required by the hydrogen supply facility, and the hydrogen produced by the hydrogen production device is used. Store. The storage medium is connected to a compressor when the amount of hydrogen supplied from the hydrogen production apparatus per unit time is less than the amount of hydrogen required by the hydrogen supply facility, and releases the stored hydrogen. In such a hydrogen supply facility, the amount of hydrogen produced by the hydrogen production plant can be absorbed by the storage medium depending on the weather conditions and the like. As a result, this hydrogen supply facility can stably supply hydrogen.
さらに、開示の技術は、ガス貯蔵容器と圧縮機と吸蔵媒体とを備えた水素供給施設による水素供給方法として把握することも可能である。 Further, the disclosed technology can be grasped as a hydrogen supply method by a hydrogen supply facility equipped with a gas storage container, a compressor and a storage medium.
本水素供給施設は、ガス貯蔵容器に充填された水素をより効率的に利用できる。 This hydrogen supply facility can use the hydrogen filled in the gas storage container more efficiently.
以下、図面を参照して、一実施形態に係る水素ステーションについて説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。 Hereinafter, the hydrogen station according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The configurations of the embodiments shown below are examples, and the disclosed technology is not limited to the configurations of the embodiments.
<比較例>
まず、比較例について説明する。図1は、比較例に係る水素ステーション500の構成の一例を示す図である。以下、図1を参照して、比較例に係る水素ステーション500について説明する。
<Comparison example>
First, a comparative example will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a
(水素ステーション500の構成)
水素ステーション500は、例えば、燃料電池自動車に水素を供給する。燃料電池自動車は、供給される水素に対して、例えば70MPaの圧力を要求する。そのため、水素ステ
ーション500は、燃料電池自動車の要求する圧力まで昇圧した水素を燃料電池自動車に供給する。水素ステーション500は、水素製造施設を有さないオフサイト型の水素ステーションである。水素ステーション500は、カードル1a、1b、圧縮機2、蓄圧器3、ディスペンサー4、弁5a、5bおよび減圧弁6を備える。
(Configuration of hydrogen station 500)
The
減圧弁6は、カードル1a、カードル1bおよび圧縮機2と配管によって接続される。カードル1aと減圧弁6との間には、弁5aが設けられる。カードル1bと減圧弁6との間には、弁5bが設けられる。蓄圧器3は、圧縮機2およびディスペンサー4と配管によって接続される。
The
カードル1a、1bは、水素が充填されたガス貯蔵容器を複数本束ねたものである。カードル1a、1bを総称して、カードル1と称する。カードル1は、水素ステーション500において、水素の供給源として利用される。
The
弁5a、5bは、配管内の水素の流路を開閉する弁である。弁5a、5bを総称して、弁5と称する。弁5は、配管内の水素の流路を開閉できるものであればどのような弁であってもよい。弁5は、例えば、電磁弁である。
The
減圧弁6は、カードル1から供給される水素の圧力を減圧して圧縮機2へ供給する。減圧弁6は、例えば、カードル1から供給される水素の圧力を0.7MPaに減圧する。
The
圧縮機2は、カードル1から減圧弁6を介して供給された水素を規定の圧力まで昇圧し、昇圧した水素を蓄圧器3に圧送する。圧縮機2は、例えば、減圧弁6によって0.7MPaに減圧された水素を82MPaに昇圧して蓄圧器3に圧送する。
The
蓄圧器3は、圧縮機2から圧送された水素を蓄える。蓄圧器3は、ディスペンサー4の要求に応じて、ディスペンサー4に対し高圧の水素を供給する。蓄圧器3は、アキュムレータとも称する。
The
ディスペンサー4は、例えば、燃料電池自動車に対し、蓄圧器3から供給された高圧の水素を図示しないプレクーラーで冷却した後、供給する。
The
(水素ステーション500の運用)
水素ステーション500による燃料電池自動車への水素の供給は、以下のように行われる。オフサイト型の水素ステーションである水素ステーション500では、水素は外部の水素製造工場から搬送される。水素製造工場で製造された水素は、例えば20MPaの圧力
でガス貯蔵容器に充填される。水素製造工場では、水素を充填したガス貯蔵容器が複数本束ねられてカードル1となる。カードル1は、トレーラー等で水素製造工場から水素ステーション500に搬送される。
(Operation of hydrogen station 500)
The supply of hydrogen to the fuel cell vehicle by the
搬送されたカードル1は、水素ステーション500に留め置かれる。この時に留め置かれたカードル1は、図1のカードル1aであったとする。水素ステーション500では、弁5aを開状態にして、カードル1aからの水素の供給が開始される。カードル1aからの水素の供給が続くと、カードル1aのガス貯蔵容器内の圧力が低下する。カードル1aのガス貯蔵容器内の圧力が、例えば3MPaまで低下すると、ガス貯蔵容器と圧縮機2との
間の圧力損失等によって圧縮機2の吸い込み圧力が低下し、圧縮機2は燃料電池自動車が要求する圧力まで水素を昇圧できなくなる。そこで、水素ステーション500では、カードル1aのガス貯蔵容器内の圧力が3MPaまで低下する前に、カードル1bが水素製造工
場から搬送され、水素ステーション500に留め置かれる。カードル1bが水素ステーション500に留め置かれると、弁5aを閉状態にしてカードル1aからの水素の供給が停止されるとともに、弁5bを開状態にしてカードル1bからの水素の供給が開始される。ガス貯蔵容器内の圧力が低下したカードル1aは、トレーラーによって水素製造工場に搬送され、水素が充填される。
The transported curdle 1 is retained at the
水素ステーション500では、カードル1のガス貯蔵容器内の圧力が、燃料電池自動車の要求する圧力まで昇圧できない圧力にまで低下すると、カードル1からの水素供給は難しくなる。そのため、ガス貯蔵容器内に水素が残っている状態であっても、圧力が低下したカードル1は、水素製造工場に搬送されることになる。この時のガス貯蔵容器内の圧力が、仮に3MPaであったとすると、20MPaで充填されたガス貯蔵容器内の水素のうち15パーセント程度が利用されずに水素製造工場に搬送されることになる。
At the
<実施形態>
比較例に係る水素ステーション500では、カードル1は、ガス貯蔵容器内に水素が残っている状態で水素製造工場に搬送された。実施形態では、ガス貯蔵容器内に残留した水素を水素吸蔵合金タンクによって吸蔵することで水素の利用効率を高めた水素ステーションについて説明する。図2は、実施形態に係る水素ステーション100の構成の一例を示す図である。水素ステーション100は、燃料電池自動車に水素を供給する。燃料電池自動車は、「水素を動力源とする車両」の一例である。比較例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
<Embodiment>
In the
水素吸蔵合金タンク7は、冷却されると水素を吸蔵し、加熱されると水素を放出する水素吸蔵合金を利用したタンクである。水素吸蔵合金タンク7の水素を吸蔵し、また、放出する単位時間あたりの水素の量は、水素吸蔵合金タンク7に与える温度によって制御可能である。すなわち、水素吸蔵合金タンク7をより高い温度で加熱することで単位時間当たりの水素の放出量を増加させ、水素吸蔵合金タンク7を低い温度で冷却することで単位時間当たりの水素の吸蔵量を増加させることができる。換言すれば、水素吸蔵合金タンク7に与える温度を制御することで、水素吸蔵合金タンク7が吸蔵または放出する水素の圧力を制御できる。水素吸蔵合金タンク7は、カードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵する。ところで、カードル1のガス貯蔵容器内にある程度の水素が残留していないと、カードル1のガス貯蔵容器内に空気が混入する虞がある。そこで、ガス貯蔵容器内に0.1MPa程度の水素を残した状態で、カードル1が水素製造工場に搬送される事が好まし
い。本明細書において、ガス貯蔵容器内の水素の圧力が0.1MPa程度になった状態をガ
ス貯蔵容器が空になった状態とする。水素吸蔵合金タンク7の水素を吸蔵する性能は、水素ステーション100の運用時における冷却温度において、カードル1のガス貯蔵容器内の圧力が0.1MPa未満となるまで水素を吸蔵可能とすればよい。また、水素吸蔵合金7
の水素を放出する性能は、水素ステーション100の運用時における加熱温度において、圧縮機2が要求する圧力で水素を放出できるようにすればよい。水素吸蔵合金タンク7は、配管を介してカードル1a、1bおよび圧縮機2と接続される。水素吸蔵合金タンク7とカードル1aとの間には、弁5dが設けられる。水素吸蔵合金タンク7とカードル1bとの間には、弁5eが設けられる。水素吸蔵合金タンク7と圧縮機2との間には、弁5cが設けられる。水素吸蔵合金タンク7は、「吸蔵媒体」の一例である。
The hydrogen
The ability to release hydrogen may be such that hydrogen can be released at the pressure required by the
図3は、水素吸蔵合金に吸蔵された水素の量と圧力の変化の一例を示す図である。図3に例示されるように、水素吸蔵合金は、吸蔵した水素の量が0に近い範囲および当該水素吸蔵合金が吸蔵可能な上限に近い範囲では吸蔵された水素の圧力が急激に変化する。そのため、水素吸蔵合金は、これらの急激に圧力が変化する領域を避けて図3の領域Aの範囲で利用されることが多い。そこで、水素吸蔵合金タンク7は、図3の領域Aの範囲でカードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素を全て吸蔵できるように設計されることが好ましい。
FIG. 3 is a diagram showing an example of changes in the amount and pressure of hydrogen stored in the hydrogen storage alloy. As illustrated in FIG. 3, in the hydrogen storage alloy, the pressure of the stored hydrogen changes abruptly in the range where the amount of stored hydrogen is close to 0 and the range close to the upper limit where the hydrogen storage alloy can be stored. Therefore, the hydrogen storage alloy is often used in the range of region A in FIG. 3 while avoiding these regions where the pressure suddenly changes. Therefore, it is preferable that the hydrogen
冷却源8は、水素吸蔵合金タンク7を冷却する。冷却源8は、熱を伝熱する熱源配管11を介して水素吸蔵合金タンク7と熱的に接触する。熱源配管11内には冷媒が流れており、冷却源8で冷却された冷媒が水素吸蔵合金タンク7を冷却する。冷媒は、例えば、水である。冷却源8は、吸熱するものであれば特に限定は無い。冷却源8は、例えば、冷却塔である。冷却源8は、例えば、水道管であってもよい。冷却源8は、「第2の熱源」の一例である。
The
熱源9は、水素吸蔵合金タンク7を加熱する。熱源9は、熱源配管11を介して水素吸蔵合金タンク7と接続される。熱源配管11内には、上述の通り冷媒が流れており、熱源9によって加熱された冷媒が水素吸蔵合金タンク7を加熱する。熱源9は、冷媒を加熱可能なものであれば特に限定は無い。熱源9は、例えば、圧縮機2またはディスペンサー4の図示しないプレクーラの排熱を利用してもよい。また、熱源9は、電気ヒーターまたはヒートポンプを利用してもよい。熱源9は、「第1の熱源」の一例である。
The heat source 9 heats the hydrogen
熱源配管11上の水素吸蔵合金タンク7、冷却源8および熱源9の間には、弁5gおよび弁5fが設けられる。弁5fと弁5gとは、熱源配管11における冷媒の流路を開閉する三方弁である。弁5fおよび弁5gの冷却源8側に接続された流路を閉じ、弁5fおよび弁5gの熱源9および水素吸蔵合金タンク7側に接続された流路を開いた状態のときは熱源9によって加熱された冷媒が熱源配管11内を流れ、水素吸蔵合金タンク7が加熱さ
れる。弁5fおよび弁5gの熱源9側に接続された流路を閉じ、冷却源8および水素吸蔵合金タンク7側に接続された流路を開いた状態のときは、冷却源8によって冷却された冷媒が熱源配管11内を流れ、水素吸蔵合金タンク7が冷却される。すなわち、弁5fおよび弁5gの操作によって、熱源配管11内の冷媒の流路を変更し、水素吸蔵合金タンク7の加熱および冷却が切り替えられる。
A
ポンプ10は、熱源配管11内を流れる冷媒を循環させるポンプである。ポンプ10は、熱源配管11内の冷媒を循環可能なものであれば特に限定は無い。
The
(水素ステーション100の運用)
図4は、水素ステーション100の運用の流れの一例を示す図である。図4では、各弁5の開閉状態がON(弁が開いた状態)、OFF(弁が閉じた状態)によって例示され、弁5
の開閉に伴って水素を供給するカードル1が例示される。また、図4の下方には、カードル1a、1bのガス貯蔵容器および水素吸蔵合金タンク7の圧力の変化が例示される。以下、図4を参照して、水素ステーション100の運用の流れについて説明する。
(Operation of hydrogen station 100)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the operation flow of the
An example is a curdle 1 that supplies hydrogen as the hydrogen is opened and closed. Further, in the lower part of FIG. 4, changes in pressure of the gas storage container of the
図4のS1では、弁5aが開いており、弁5d、5c、5bおよび5eは閉じている。すなわち、弁5aが開くことでカードル1aから減圧弁6への水素の流路が確保され、カードル1aから水素が供給される。図4を参照すると、カードル1aから水素が供給されるにつれて、カードル1aのガス貯蔵容器内の水素の圧力が低下していることがわかる。カードル1aのガス貯蔵容器内の圧力が、圧縮機2によって要求される圧力(例えば3MPaであり、図4では所定圧力1と記載)に満たなくなると、水素ステーション100はS
2の状態に遷移する。所定圧力1は、「圧縮機に要求される所定圧力」の一例である。
In S1 of FIG. 4, the
Transition to the state of 2. The
S2では、カードル1aのガス貯蔵容器内の圧力が圧縮機2によって要求される圧力に満たなくなった状態の処理が例示される。S2では、弁5aが閉じられ、弁5dおよび5bが開かれる。弁5aが閉じられることで、カードル1aから減圧弁6への水素の供給が停止される。また、弁5dが開くことで、カードル1aから水素吸蔵合金タンク7への水素の流路が確保される。ここで、図4には例示されていないが、S2では、弁5fおよび弁5gの操作によって冷却源8によって冷却された冷媒の水素吸蔵合金タンク7への流路が確保され、冷媒によって水素吸蔵合金タンク7は冷却される。冷却された水素吸蔵合金タンク7は、カードル1aのガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵する。水素吸蔵合金タンク7が吸蔵する単位時間当たりの水素の量は、カードル1aのガス貯蔵容器内に残留した水素の量やカードル1aを回収するトレーラーの到着時間等を基に適宜定められれば良い。図4を参照すると、カードル1aのガス貯蔵容器内の圧力が低下するとともに、水素吸蔵合金タンク7の圧力が上昇している。また、カードル1bから水素が供給されるにつれて、カードル1bのガス貯蔵容器内の水素の圧力が低下していることがわかる。水素吸蔵合金タンク7がカードル1aのガス貯蔵容器内に残留した水素を全て吸蔵すると、水素ステーション100はS3の状態に遷移する。なお、上述の通り、ガス貯蔵容器内に残留した水素を全て吸蔵した状態とは、ガス貯蔵容器内の水素の圧力が0.1MPa程度になっ
た状態である。
In S2, processing in a state where the pressure in the gas storage container of the curdle 1a is less than the pressure required by the
S3では、水素吸蔵合金タンク7が、カードル1aのガス貯蔵容器から吸蔵した水素を放出する。S3では、弁5dが閉じられ、弁5cが開かれる。弁5dが閉じられることで、カードル1aから水素吸蔵合金タンク7への水素の流路が閉じられる。弁5cが開かれることで、水素吸蔵合金タンク7から圧縮機2への水素の流路が確保される。ここで、図4には例示されていないが、S3では、弁5fおよび弁5gの操作によって熱源9によって加熱された冷媒の水素吸蔵合金タンク7への流路が確保され、冷媒によって水素吸蔵合金タンク7は加熱される。加熱された水素吸蔵合金タンク7は、カードル1aから吸蔵した水素を放出する。すなわち、S3では、カードル1bから減圧弁6を経た水素と水素吸
蔵合金タンク7から放出された水素とが、圧縮機2に供給される。水素吸蔵合金タンク7が放出する単位時間当たりの水素の量は、カードル1bから供給される水素の圧力や圧縮機2の性能等を基に適宜定められれば良い。図4を参照すると、カードル1bおよび水素吸蔵合金タンク7から水素が供給されるにつれて、カードル1bのガス貯蔵容器および水素吸蔵合金タンク7の圧力が低下していることがわかる。水素吸蔵合金タンク7が吸蔵した全ての水素の放出を終えると、水素ステーション100はS4の状態に遷移する。
In S3, the hydrogen
S4では、水素吸蔵合金タンク7は、吸蔵した水素の放出を終えている。そのため、水素ステーション100では、カードル1bから水素が供給され、水素吸蔵合金タンク7からは水素が供給されていない。なお、カードル1bからの水素の供給が続いている間に、新たなカードル1aがトレーラーによって水素工場から水素ステーション100に搬送される。搬送された新たなカードル1aは、水素ステーション100に留め置かれる。また、水素吸蔵合金タンク7に残留した水素を吸蔵されたカードル1aは、トレーラーによって水素工場に搬送され、水素が充填される。カードル1bのガス貯蔵容器内の圧力が、圧縮機2によって要求される圧力(図4では、所定圧力1と記載)に満たなくなると、水素ステーション100はS5の状態に遷移する。
In S4, the hydrogen
S5では、新たなカードル1aから水素が供給され、カードル1bのガス貯蔵容器内に残留した水素は水素吸蔵合金タンク7によって吸蔵される。S5では、弁5aおよび弁5eが開かれ、弁5bが閉じられる。弁5aが開かれることでカードル1aから減圧弁6への水素の流路が確保され、弁5eが開かれることでカードル1bから水素吸蔵合金タンク7への水素の流路が確保される。また、弁5bが閉じられることで、カードル1bから減圧弁6への水素の流路が閉じられる。ここで、図4には例示されていないが、S5では、弁5fおよび弁5gの操作によって冷却源8によって冷却された冷媒の水素吸蔵合金タンク7への流路が確保され、冷媒によって水素吸蔵合金タンク7が冷却される。冷却された水素吸蔵合金タンク7は、カードル1bのガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵する。図4を参照すると、カードル1bのガス貯蔵容器内の圧力が低下するとともに、水素吸蔵合金タンク7の圧力が上昇している。また、カードル1aから水素が供給されるにつれて、カードル1aのガス貯蔵容器内の水素の圧力が低下していることがわかる。水素吸蔵合金タンク7がカードル1bのガス貯蔵容器内に残留した水素を全て吸蔵すると、水素ステーション100はS6の状態に遷移する。
In S5, hydrogen is supplied from the new curdle 1a, and the hydrogen remaining in the gas storage container of the
S6では、水素吸蔵合金タンク7が、カードル1bのガス貯蔵容器から吸蔵した水素を放出する。S6では、弁5eが閉じられ、弁5cが開かれる。弁5eが閉じられることで、カードル1bから水素吸蔵合金タンク7への水素の流路が閉じられる。弁5cが開かれることで、水素吸蔵合金タンク7から圧縮機2への水素の流路が確保される。ここで、図4には例示されていないが、S6ではS3と同様に、弁5fおよび弁5gの操作によって熱源9によって加熱された冷媒の水素吸蔵合金タンク7への流路が確保され、冷媒によって水素吸蔵合金タンク7が加熱される。加熱された水素吸蔵合金タンク7は、カードル1bから吸蔵した水素を放出する。すなわち、S6では、カードル1aから減圧弁6を経た水素と水素吸蔵合金タンク7から放出された水素とが、圧縮機2に供給される。図4を参照すると、カードル1aおよび水素吸蔵合金タンク7から水素が供給されるにつれて、カードル1aのガス貯蔵容器および水素吸蔵合金タンク7の圧力が低下していることがわかる。水素吸蔵合金タンク7が吸蔵した全ての水素の放出を終えると、水素ステーション100はS7の状態に遷移する。
In S6, the hydrogen
S7では、弁5cが閉じられることで水素吸蔵合金タンク7から圧縮機2への水素の流路が閉じられる。なお、カードル1aからの水素の供給が続いている間に、新たなカードル1bがトレーラーによって水素工場から水素ステーション100に搬送される。搬送された新たなカードル1bは、水素ステーション100に留め置かれる。また、残留した水
素を水素吸蔵合金タンク7に吸蔵されたカードル1bは、トレーラーによって水素工場に搬送され、水素が充填される。その後、水素ステーション100はS1の状態に遷移する。
In S7, the flow path of hydrogen from the hydrogen
ところで、水素ステーション100では、水素ステーション500と比較して水素吸蔵合金タンク7が追加で設置されるため、水素ステーションの設置に係る初期費用が高くなりやすい。そこで、水素ステーション100によって利用可能となった残留水素の活用によって、初期費用の回収にどの程度の期間がかかるかを検討する。
By the way, in the
図5は、残留水素の利用によって上昇する売上高とカードル1の移送回数の関係を示すグラフの一例である。図5に例示されるグラフの試算条件は、まず、カードル1の条件として、内容積0.7m3のガス貯蔵容器を20本束ね、水素をガス貯蔵容器内に19.6MPaの圧力になるまで充填したものを想定した。次にカードル1に残留する水素の量の条件
として、ガス貯蔵容器の残圧が2MPaの場合と3MPaの場合において0.1MPaまで水素吸
蔵合金タンク7に吸蔵させると想定した。また、水素の価格の条件として、40円/Nm3
の場合と100円/Nm3の場合を想定した。
FIG. 5 is an example of a graph showing the relationship between the sales increase due to the use of residual hydrogen and the number of transfers of the
And the case of 100 yen / Nm 3 are assumed.
図5によれば、カードル1の移送回数が増えることで、水素ステーション100の水素の売上高は、水素吸蔵合金タンク7を設置する初期費用を回収する以上になると見込まれる。この売上高は、ガス貯蔵容器内に残留した水素を利用しなければ発生しなかったものである。そのため、図5に例示される売上高のほぼ全額は利益とみなすことができる。水素製造工場から水素ステーション100間のカードル1の移送を20年間毎日行ったとすると、その移送回数は約7,300回であり、水素ステーション100の稼働率が向上すればそれに近いカードル1の移送を行うことになる。すると初期投資の費用とカードル1の搬送費用を上回る利益が確保できると思われる。そのため、水素吸蔵合金タンク7にガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵させる水素ステーション100は、比較例の水素ステーション500よりも経済性を高めることができる。なお、図5の試算では、水素の吸蔵および放出に伴う熱供給に係るコストも電力単価に基づいて考慮してある。そのため、水素吸蔵合金タンク7の熱源として排熱を利用できれば、水素ステーション100の運用による利益をさらに高めることができる。
According to FIG. 5, by increasing the number of transfers of the
実施形態では、カードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素を水素吸蔵合金タンク7に吸蔵させた。水素吸蔵合金タンク7は、吸蔵した水素を圧縮機2へ放出する。そのため、実施形態の水素ステーション100は、比較例の水素ステーション500よりもカードル1のガス貯蔵容器内に残留する水素の量を低減できる。換言すれば、水素ステーション100は、水素ステーション500よりもガス貯蔵容器内の水素の利用効率を高める事ができる。
In the embodiment, the hydrogen remaining in the gas storage container of the
カードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素を吸い出す方法として、中空タンクを用いる方法も考えられる。しかしながら、中空タンクを採用した場合、カードル1のガス貯蔵容器内の圧力と中空タンク内の圧力とが等しくなると、それ以降は中空タンクへの水素の移送ができない。中空タンクの容積を大きくすることで、カードル1のガス貯蔵容器から移送できる水素の量を増やすことはできるが、その分中空タンクの設置面積が広大になる。実施形態の水素吸蔵合金タンク7は、中空タンクよりも狭い設置面積で設置可能であり、水素吸蔵合金タンク7に与える熱を調節することで、カードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素を全て吸蔵できる。また、中空タンクから水素を放出する場合、放出される水素の圧力を制御する事は難しい。しかしながら、水素吸蔵合金タンク7であれば水素吸蔵合金タンク7に与える熱を制御することで、水素吸蔵合金タンク7から放出される水素の圧力を中空タンクを採用した場合よりも容易に制御可能である。
As a method of sucking out the hydrogen remaining in the gas storage container of the
また、カードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素を吸い出す方法として、コンプレッサーを用いて中空タンクに水素を吸い出す方法も考えられる。コンプレッサーを用いることで、カードル1のガス貯蔵容器内の圧力より中空タンク内の圧力が高くなる状態まで水素を吸い出すことが可能となる。しかしながら、コンプレッサーが設置されると、コンプレッサーの運転に伴い圧力の変動が生じるため、この圧力の変動を吸収するためのバッファタンク等の手段が水素ステーション100内に設置される。水素吸蔵合金タンク7を採用した水素ステーション100は、バッファタンク等の手段を設置しなくともよいため、コンプレッサーを採用した水素ステーションよりも狭い設置面積で設置可能である。また、水素吸蔵合金タンク7はコンプレッサーとは異なり機械部品を有さないため、水素吸蔵合金タンク7はコンプレッサーよりも容易にメンテナンス可能である。
Further, as a method of sucking out the hydrogen remaining in the gas storage container of the
<第1変形例>
図6は、第1変形例に係る水素ステーション100aの構成の一例を示す図である。実施形態に係る水素ステーション100では、水素吸蔵合金タンク7は1つであったが、第1変形例に係る水素ステーション100aでは、水素吸蔵合金タンク7aが追加される。実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、図6を参照して、第1変形例に係る水素ステーション100aについて説明する。
<First modification>
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the
水素吸蔵合金タンク7aは、水素吸蔵合金タンク7と同様に、水素を蓄え、また、放出する性質を有する水素吸蔵合金を利用したタンクである。水素吸蔵合金タンク7aは、熱源配管11aによって水素吸蔵合金タンク7と接続されている。水素吸蔵合金タンク7と水素吸蔵合金タンク7aと接続する熱源配管11a上にはポンプ10aが接続される。ポンプ10aは、熱源配管11a内の冷媒を循環させる。水素吸蔵合金タンク7と圧縮機2との間には、弁5iが設けられる。水素吸蔵合金タンク7と弁5e、弁5dとの間には弁5hが設けられる。水素吸蔵合金タンク7aと圧縮機2との間には、弁5kが設けられる。水素吸蔵合金タンク7aと弁5e、弁5dとの間には弁5jが設けられる。
Like the hydrogen
水素ステーション100aでは、水素吸蔵合金タンク7、7aのうち、一方がいずれかのカードル1のガス貯蔵容器内に残留した水素の吸収を行い、他方が既に吸蔵した水素の放出を行う。水素吸蔵合金タンク7と水素吸蔵合金タンク7aとは、上述の通り、熱源配管11aによって接続され熱源配管11a内の冷媒はポンプ10aによって循環している。
At the
ここで、水素吸蔵合金タンク7がカードル1aのガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵し、水素吸蔵合金タンク7aが吸蔵済みの水素を放出する場合を例にとって、水素ステーション100aの運用について説明する。カードル1aから減圧弁6への水素の供給を停止するため、弁5aが閉状態となる。カードル1aと水素吸蔵合金タンク7との間の水素の流路を確保するため、弁5dおよび弁5hが開状態となる。カードル1bと水素吸蔵合金タンク7aとの間の水素の流路を閉塞するため、弁5jが閉状態となる。カードル1bから水素吸蔵合金タンク7、7aへの水素の流路を閉塞するため、弁5eは閉状態となる。カードル1bから減圧弁6への水素の流路を確保するため、弁5bは開状態となる。水素吸蔵合金タンク7から圧縮機2への水素の流路を閉塞するため、弁5iは閉状態となる。水素吸蔵合金タンク7aから圧縮機2への水素の流路を確保するため、弁5kは開状態となる。
Here, the operation of the
水素吸蔵合金タンク7は、カードル1aのガス貯蔵容器内に残留した水素を吸蔵するとともに、水素吸蔵時の発熱反応によって熱源配管11a内の冷媒を加熱する。加熱された冷媒は、ポンプ10aによって熱源配管11a内を循環し、水素吸蔵合金タンク7aを加熱する。加熱された水素吸蔵合金タンク7aは、吸蔵済みの水素を放出するとともに、水素放出時の吸熱反応によって熱源配管11a内の冷媒を冷却する。冷却された冷媒は、ポ
ンプ10aによって熱源配管11a内を循環し、水素吸蔵合金タンク7を冷却する。冷却された水素吸蔵合金タンク7は、カードル1aのガス貯蔵容器内に残留した水素の吸蔵を継続する。
The hydrogen
すなわち、水素ステーション100aでは、水素吸蔵合金タンク7、7a間での水素吸蔵または水素の放出に用いる熱を互いに融通する。そのため、第1変形例の水素ステーション100aでは、水素吸蔵合金タンク7、7aの冷却を行う冷却源8および加熱を行う熱源9の性能が実施形態の水素ステーション100よりも低いものを採用できる。
That is, in the
<第2変形例>
図7は、第2変形例の構成の一例を示す図である。図7では、水素ステーション100およびビル200が例示されている。ビル200は、燃料電池20を備える。第2変形例では、燃料電池自動車に加えてビル200の燃料電池20へも水素を供給する。実施形態または第1変形例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、図7を参照して、第2変形例について説明する。
<Second modification>
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the second modification. In FIG. 7, the
ビル200は、燃料電池20を備える。燃料電池20は、水素を燃料として発電する電池であり、ビル200の各所に電力を供給する。燃料電池20は、配管によって減圧弁6および弁5cと接続されている。燃料電池20は、配管を通じてカードル1または水素吸蔵合金タンク7から水素の供給を受ける。さらに、燃料電池20は、図示しない熱源配管によって、発電時に発生する熱を水素吸蔵合金タンク7に伝熱可能である。
The
第2変形例では、水素ステーション100は、燃料電池自動車に加えてビル200の燃料電池20へも水素を供給した。そのため、燃料電池自動車による水素の利用が少ない場合でも、ビル200の燃料電池20へ水素を供給することで、水素ステーション100の水素の利用量を確保できる。
In the second modification, the
さらに、図示しない熱源配管によって燃料電池20と水素吸蔵合金タンク7とが接続されるため、水素吸蔵合金タンク7からの水素の放出に燃料電池20からの熱を利用できる。そのため、第2変形例によれば、熱源9の省略またはより性能の低い熱源9の採用が可能である。
Further, since the
<第3変形例>
図8は、第3変形例の構成の一例を示す図である。図8では、水素ステーション100および水素ステーション100と配管で接続された水素製造工場300が例示されている。実施形態、第1変形例および第2変形例では、水素製造工場でカードル1に充填された水素がトレーラーによって水素ステーション100、100aに運搬された。第3変形例では、トレーラーによるカードル1の搬送に加えて、水素製造工場300で製造された水素が、配管によって水素ステーション100に供給される。実施形態、第1変形例または第2変形例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、図8を参照して、第3変形例について説明する。
<Third modification example>
FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of the third modification. In FIG. 8, the
水素製造工場300は、水素を製造する工場である。図9は、水素製造工場300の構成の一例を示す図である。水素製造工場300は、太陽光発電機30、水素製造装置40および水素吸蔵合金タンク7bを有する。太陽光発電機30は、太陽光をエネルギー源として発電を行う。水素製造装置40は、太陽光発電機30から供給される電力によって水電解を行う事で水素を製造する。水素吸蔵合金タンク7bは、水素製造装置40によって製造された水素を吸蔵したり、吸蔵した水素を水素ステーション100に供給したりする。太陽光は、「再生可能エネルギー」の一例である。
The
水素製造工場300では、上述の通り、太陽光発電機30から供給される電力によって水素製造装置40が水素を製造する。太陽光発電機30の発電量は、気象条件等によって変動する。そのため、水素製造工場300で製造される水素の量は、気象条件等によって変動する。水素製造工場300から供給される水素の量が水素ステーション100が要求する量よりも多い場合、水素製造工場300で製造された水素は水素吸蔵合金タンク7bに吸蔵されればよい。また、水素製造工場300から供給される水素の量が水素ステーション100が要求する量よりも少ない場合、水素吸蔵合金タンク7bに吸蔵された水素が放出されればよい。
In the
第3変形例では、水素製造装置40の水素供給量の変動が水素吸蔵合金タンク7bによって吸収された。そのため、第3変形例によれば、供給される電力量の不安定等によって水素製造装置40が製造する水素の量に変動があっても、燃料電池自動車に水素を安定して供給できる。
In the third modification, the fluctuation of the hydrogen supply amount of the
第3変形例では、水素製造工場300内に配置した水素吸蔵合金タンク7bによって水素製造装置40の水素供給量の変動が吸収されたが、水素製造装置40の水素供給量の変動は水素ステーション100の水素吸蔵合金7で吸収されてもよい。
In the third modification, the fluctuation of the hydrogen supply amount of the
第3変形例では、太陽光発電機30によって発電された電力を利用して水素を製造したが、水素製造工場300は、他の再生可能エネルギーをエネルギー源として発電された電力によって水素を製造してもよい。他の再生可能エネルギーとしては、例えば、水力、波力、潮汐力、風力、地熱等が挙げられる。
In the third modification, hydrogen is produced by using the electric power generated by the
<第4変形例>
第2変形例では燃料電池20が、第3変形例では水素製造装置40が、水素ステーション100に接続された。第4変形例では、燃料電池および水素製造装置の双方が水素ステーション100に接続される構成について説明する。
<Fourth modification>
In the second modification, the
図10および図11は、第4変形例の構成の一例を示す概念図である。図10および図11では、水素ステーション100および水素ステーション100と配管で接続されたビル200aが例示される。実施形態または第1〜第3変形例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、図10および図11を参照して、第4変形例について説明する。
10 and 11 are conceptual diagrams showing an example of the configuration of the fourth modification. In FIGS. 10 and 11, a
ビル200aは、燃料電池と水素製造装置の双方の機能を兼ね備える水電解・燃料電池一体型セル50を有する水素製造工場300aを有する点で、第2変形例のビル200と異なる。図12は、水素製造工場300aの構成の一例を示す図である。水素製造工場300aは、太陽光発電機30、水素吸蔵合金タンク7cおよび水電解・燃料電池一体型セル50を備える。
The
水電解・燃料電池一体型セル50は、太陽光発電機30から供給される電力によって水電解を行って水素を製造する。水電解・燃料電池一体型セル50は、水素を燃料として発電し、発電した電力をビル200aの図10に例示される貯湯タンク等各所に供給する。水電解・燃料電池一体型セル50は、配管によって圧縮機2、減圧弁6および弁5cと接続される。
The water electrolysis / fuel cell integrated
水電解・燃料電池一体型セル50には、第2変形例と同様に、配管を通じてカードル1または水素吸蔵合金タンク7から水素の供給を受けて発電する。さらに、水電解・燃料電池一体型セル50は、図示しない熱源配管によって、発電時に発生する熱を水素吸蔵合金タンク7に伝熱可能である。
Similar to the second modification, the water electrolysis / fuel cell integrated
水電解・燃料電池一体型セル50が製造した水素の量が水素ステーション100が要求する量よりも多い場合は、水素製造工場300aで製造された水素は、水素吸蔵合金タンク7cに吸蔵されればよい。また、水電解・燃料電池一体型セル50が製造した水素の量が水素ステーション100が要求する量よりも少ない場合は、水素吸蔵合金タンク7cに吸蔵された水素を放出すればよい。
If the amount of hydrogen produced by the water electrolysis / fuel cell integrated
第4変形例では、水素ステーション100は、燃料電池自動車に加えてビル200aの水電解・燃料電池一体型セル50へも水素を供給した。そのため、燃料電池自動車による水素の利用が少ない場合でも、ビル200aの水電解・燃料電池一体型セル50へ水素を供給することで、水素ステーション100の稼働率を高める事ができる。
In the fourth modification, the
第4変形例では、水電解・燃料電池一体型セル50の水素供給量の変動を水素吸蔵合金タンク7cによって吸収した。そのため、第4変形例によれば、供給される電力量の不安定等によって水電解・燃料電池一体型セル50が製造する水素の量に変動があっても、燃料電池自動車に水素を安定して供給できる。
In the fourth modification, the fluctuation of the hydrogen supply amount of the water electrolysis / fuel cell integrated
第4変形例では、水素ステーション100は、燃料電池自動車に加えてビル200aの水電解・燃料電池一体型セル50へも水素を供給した。そのため、燃料電池自動車による水素の利用が少ない場合でも、ビル200aの水電解・燃料電池一体型セル50へ水素を供給することで、水素ステーション100の水素の利用量を確保できる。
In the fourth modification, the
第4変形例では、水電解・燃料電池一体型セル50の水素供給量の変動を水素吸蔵合金タンク7cによって吸収した。そのため、第4変形例によれば、供給される電力量の不安定等によって水電解・燃料電池一体型セル50が製造する水素の量に変動があっても、燃料電池自動車に水素を安定して供給できる。
In the fourth modification, the fluctuation of the hydrogen supply amount of the water electrolysis / fuel cell integrated
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。 The embodiments and modifications disclosed above can be combined with each other.
100、100a、500・・・水素ステーション
1a、1b・・・カードル
2・・・圧縮機
3・・・蓄圧器
4・・・ディスペンサー
5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h、5i、5j、5k・・・弁
6・・・減圧弁
7、7a・・・水素吸蔵合金タンク
8・・・冷却源
9・・・熱源
10、10a・・・ポンプ
11、11a・・・熱源配管
20・・・燃料電池
200、200a・・・ビル
300、300a・・・水素製造工場
30・・・太陽光発電機
40・・・水素製造装置
50・・・水電解・燃料電池一体型セル
100, 100a, 500 ...
Claims (6)
供給される水素を規定の圧力で前記水素の供給対象に圧送する圧縮機と、
水素の吸蔵および放出が可能な吸蔵媒体と、を備え、
前記ガス貯蔵容器は、第1のガス貯蔵容器及び第2のガス貯蔵容器を含み、
前記吸蔵媒体は、
前記第1のガス貯蔵容器及び第2のガス貯蔵容器のうちの一方のガス貯蔵容器の圧力が前記圧縮機に要求される所定吸込み圧力に満たない場合には前記一方のガス貯蔵容器に接続され、前記一方のガス貯蔵容器内に残留した前記水素を吸蔵し、
前記圧縮機が前記第1のガス貯蔵容器及び第2のガス貯蔵容器の他方のガス貯蔵容器から前記供給対象に前記水素を圧送するときに、前記一方のガス貯蔵容器から吸蔵した水素を前記圧縮機に放出する、
水素供給施設。 A gas storage container filled with compressed hydrogen and
A compressor that pumps the supplied hydrogen to the hydrogen supply target at a specified pressure, and
Equipped with a storage medium capable of storing and releasing hydrogen,
The gas storage container includes a first gas storage container and a second gas storage container.
The storage medium is
When the pressure of one of the first gas storage container and the second gas storage container is less than the predetermined suction pressure required for the compressor , the gas storage container is connected to the one gas storage container. , The hydrogen remaining in the one gas storage container is occluded,
When the compressor pumps the hydrogen to the supply target from the other gas storage containers of the first gas storage vessel and a second gas reservoir, said were built one gas storage vessel or al absorption of hydrogen Discharge to the compressor
Hydrogen supply facility.
請求項1に記載の水素供給施設。 The storage medium is formed of a hydrogen storage alloy that stores hydrogen and generates heat when cooled, and releases and absorbs the stored hydrogen when heated.
The hydrogen supply facility according to claim 1.
前記吸蔵媒体を冷却する第2の熱源と、を更に備え、
前記吸蔵媒体は、
前記第1の熱源によって可能な温度範囲の加熱で前記所定吸込み圧力以上の圧力の水素を放出可能であり、前記第2の熱源によって可能な温度範囲の冷却で前記ガス貯蔵容器内の水素を吸蔵可能に製造された、
請求項2に記載の水素供給施設。 A first heat source for heating the storage medium and
A second heat source for cooling the storage medium is further provided.
The storage medium is
It is possible to release hydrogen having a pressure equal to or higher than the predetermined suction pressure by heating in a temperature range possible by the first heat source, and occlude hydrogen in the gas storage container by cooling in a temperature range possible by the second heat source. Manufactured possible,
The hydrogen supply facility according to claim 2.
一方の吸蔵媒体が水素を吸蔵する際の発熱によって他方の吸蔵媒体を加熱して前記他方の吸蔵媒体による水素の放出を促進させるとともに、前記他方の吸蔵媒体による水素の放出の際の吸熱によって前記一方の吸蔵媒体を冷却して前記一方の吸蔵媒体による水素の吸蔵を促進させる、
請求項2または3に記載の水素供給施設。 The storage medium includes two storage media that are in thermal contact with each other.
The heat generated when one storage medium absorbs hydrogen heats the other storage medium to promote the release of hydrogen by the other storage medium, and the heat absorption when the other storage medium releases hydrogen causes the above. Cooling one storage medium to promote the storage of hydrogen by the one storage medium.
The hydrogen supply facility according to claim 2 or 3.
前記吸蔵媒体は、
前記水素製造装置から単位時間あたりに供給される水素の量が前記水素供給施設が要求する水素の量よりも多い場合には前記水素製造装置に接続され、前記水素製造装置によって製造された水素を吸蔵し、
前記水素製造装置から単位時間あたりに供給される水素の量が前記水素供給施設が要求する水素の量に満たない場合には前記圧縮機に接続され、吸蔵した前記水素を放出する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の水素供給施設。 It is further equipped with a hydrogen production device that produces hydrogen from electricity supplied by power generation using renewable energy as an energy source.
The storage medium is
When the amount of hydrogen supplied from the hydrogen production apparatus per unit time is larger than the amount of hydrogen required by the hydrogen supply facility, the hydrogen is connected to the hydrogen production apparatus and the hydrogen produced by the hydrogen production apparatus is used. Storing,
When the amount of hydrogen supplied from the hydrogen production apparatus per unit time is less than the amount of hydrogen required by the hydrogen supply facility, the hydrogen is connected to the compressor and the stored hydrogen is released.
The hydrogen supply facility according to any one of claims 1 to 4.
供給される水素を規定の圧力で前記水素の供給対象に圧送する圧縮機と、
水素の吸蔵および放出が可能な吸蔵媒体と、を備えた水素供給施設によって水素を供給する水素供給方法であって、
前記ガス貯蔵容器は、第1のガス貯蔵容器及び第2のガス貯蔵容器を含み、
前記第1のガス貯蔵容器及び第2のガス貯蔵容器のうちの一方のガス貯蔵容器の圧力が前記圧縮機に要求される所定吸込み圧力に満たない場合には前記吸蔵容器を前記一方のガス貯蔵容器に接続し、前記一方のガス貯蔵容器内に残留した前記水素を前記吸蔵媒体に吸蔵し、
前記圧縮機が前記第1のガス貯蔵容器及び第2のガス貯蔵容器の他方のガス貯蔵容器から前記供給対象に前記水素を圧送するときに、前記一方のガス貯蔵容器から前記吸蔵媒体に吸蔵した水素を前記圧縮機に放出する、
水素供給方法。 A gas storage container filled with compressed hydrogen and
A compressor that pumps the supplied hydrogen to the hydrogen supply target at a specified pressure, and
A hydrogen supply method for supplying hydrogen by a hydrogen supply facility equipped with a storage medium capable of storing and releasing hydrogen.
The gas storage container includes a first gas storage container and a second gas storage container.
One of the one gas storage the storage container when the pressure in the gas storage vessel is less than a predetermined suction pressure required in the compressor of said first gas storage vessel and the second gas storage vessel It is connected to a container, and the hydrogen remaining in the one gas storage container is stored in the storage medium.
When the compressor pumped the hydrogen from the other gas storage container of the first gas storage container and the second gas storage container to the supply target, the compressor sucked the hydrogen from the one gas storage container into the storage medium. Releases hydrogen into the compressor,
Hydrogen supply method.
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