JP7033589B2 - 蓄熱システム、および蓄熱システムの運転方法 - Google Patents
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別の観点による本開示の蓄熱システムは、第1の水素吸蔵合金を貯える第1のタンクと、第1の水素吸蔵合金と合金温度に対する解離圧の特性が異なる第2の水素吸蔵合金を貯える第2のタンクと、前記第2の水素吸蔵合金が発生する温熱を貯えるための蓄熱系と、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金と前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金との間で水素が移動可能に構成された水素移動系と、熱源の温熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給するための第1の熱供給系と、外気の冷熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給するための第2の熱供給系と、前記第1の熱供給系を介して第1の水素吸蔵合金を加熱し、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金に水素を移動させる第1の運転モードと、前記第2の熱供給系を介して前記第1の水素吸蔵合金を冷却して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記第1のタンク内の第1の水素吸蔵合金に水素を移動させる第2の運転モードと、を実行する制御器と、太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力を用いる水電解装置と、燃料電池装置と、前記蓄熱系として貯湯タンクと、を備え、前記水電解装置で生成された水素は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵され、前記燃料電池装置は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いて発電し、前記制御器は、少なくとも冬期において、前記第1の運転モードにおける前記第2の水素吸蔵合金の温熱を前記貯湯タンクに貯えさせ、前記少なくとも冬期と異なる時期に、前記水電解装置で生成された水素が、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵されるときの温熱、及び前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いた前記燃料電池装置の発電に伴う温熱を前記貯湯タンクに貯えさせる。
別の観点による本開示の蓄熱システムの運転方法は、熱源の温熱を第1のタンク内の第1の水素吸蔵合金に供給し、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から第2のタンク内の、前記第1の水素吸蔵合金と合金温度に対する解離圧の特性が異なる、第2の水素吸蔵合金に水素を移動させる第1の運転モードを実行するステップと、外気の冷熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金に水素を移動させる第2の運転モードを実行するステップと、を備え、前記第1の運転モードを実行するステップにおいて、前記第2の水素吸蔵合金が発生する温熱を蓄熱器に貯えるステップを備え、太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力を用いる水電解装置と、燃料電池装置と、前記蓄熱器として貯湯タンクとを備え、前記水電解装置で生成された水素は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵され、前記燃料電池装置は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いて発電し、少なくとも冬期において、前記第1の運転モードにおける前記第2の水素吸蔵合金の温熱を前記貯湯タンクに貯えさせ、前記少なくとも冬期と異なる時期に、前記水電解装置で生成された水素が、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵されるときの温熱、及び前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いた前記燃料電池装置の発電に伴う温熱を前記貯湯タンクに貯えさせる。
図1は、第1の実施形態の蓄熱システム1の概略構成を示す図である。図1に示すように蓄熱システム1は、水素を貯えるタンクを含む水素ユニット4と、水素ユニット4から供給される温熱を貯える貯湯タンク6と、蓄熱システム1の運転を制御するコントローラ7とを備えている。コントローラ7は、後述する給湯運転と再生運転とを実行するよう構成されている。コントローラ7は、制御機能を有するものであればよく、演算処理部(図示せず)と、制御プログラムを記憶する記憶部(図示せず)とを備える。演算処理部としては、MPU、CPUが例示される。記憶部としては、メモリーが例示される。制御器は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。ここで、貯湯タンク6は、本開示の蓄熱器の一例である。また、コントローラ7は、本開示の制御器の一例である。
水電解運転は、電源装置からの電力を水電解装置8に供給して水の電気分解を行う。ここで製造された1MPa(G)未満(例えば0.9MPa(G))の水素は、合金タンク10に送られる。合金タンク10は水素吸蔵に伴い発熱するため、その排熱が給湯に使える温度(例えば60℃)以上であれば、貯湯用に利用する。この場合、図示されない熱媒体流路内を流れる熱媒体により合金Aの発熱を回収し、貯湯タンク6に回収した温熱を貯える。ここで、電源装置は、水電解装置に電力を供給可能な電源装置であれば、いずれの電源装置であってもよい。電源装置は、例えば、系統電源、太陽光発電装置、蓄電装置等が例示される。電源装置は、蓄熱システム1内に設けられた、内部電源装置であってもよいし、蓄熱システム1外に設けられた、外部電源装置であってもよい。
燃料電池装置9の運転時には、例えば、合金タンク10から燃料電池装置9に水素が供給される。これと同時にブロワ等(図示せず)を用いて大気中の空気が燃料電池装置9に供給されて発電が行われる。燃料電池装置9の発電に伴う温熱は、図示されない熱媒体流路内を流れる熱媒体により回収され、貯湯タンク6に回収した温熱が貯えられる。
まず再生運転が終了した後の給湯運転について説明する。再生運転終了時点では、両合金タンク10、11とも低温(例えば10℃)になっている。その状態から給湯に必要な給湯温度域(例えば60℃)の温水を製造するためには、両合金タンク10、11を所定温度まで加熱する必要がある。ヒートポンプ運用時の両合金タンク10、11の加熱は、熱源からの温熱の供給と、両合金タンク10、11間の水素移動に伴う発熱反応を利用することで行う。
給湯運転終了時点では、両合金タンク10、11内の合金A、合金Bとも高温(例えば35℃、60℃)になっている。その状態から再生運転に必要な温度(例えば10℃)にするためには、まず両合金タンク10、11の合金A、合金Bを、所定温度まで冷却する必要がある。ヒートポンプ運用時の両合金タンク10、11の合金A、合金Bの冷却は、外気放熱と、両合金タンク10、11間の水素移動に伴う吸熱反応を利用することで行う。
図3は住宅に設けられた蓄熱システム1の概略構成を示す図である。図3に示すように蓄熱システム1は、太陽光発電装置2と、リチウムイオン電池等の蓄電装置3と、水素を利用して発電及び温水の製造を行う水素ユニット4と、電力を利用して温水の製造を行う給湯機5と、水素ユニット4および給湯機5から供給される温水を一時的に貯留させる貯湯タンク6と、太陽光発電装置2、蓄電装置3、水素ユニット4、給湯機5および貯湯タンク6の運転を制御するコントローラ7を備えている。図3に示す例では、太陽光発電装置2は家屋100の屋根に設けられ、蓄電装置3、水素ユニット4、給湯機5および貯湯タンク6は家屋100と同じ敷地内のスペースに設けられ、コントローラ7は家屋100の屋内に設けられている。第1の実施形態に係る蓄熱システム1では、水素ユニット4とは別に、水電解装置8および燃料電池装置9を備える構成であったが、第2の実施形態に係る蓄熱システム1では、水素ユニット4は水電解装置8と、燃料電池装置9と、2つの水素吸蔵合金タンク(合金タンク)10、11を備えている。また、貯湯タンク6は家屋100内の給湯需要等の熱負荷に応じて温水を供給するように構成されている。
水電解運転は、太陽光発電装置2(図3)からの電力を水電解装置8に供給して水の電気分解を行う。ここで製造された1MPa(G)未満(例えば0.9MPa(G))の水素は、図7に示すように配管57、弁V7、配管56、55を通り、除湿器20に送られる。そこで低露点になった水素が合金タンク10に送られる。このとき、弁V8は開放されている。ここで、弁V7及び弁V8は、本開示の第1の供給器の一例である。合金タンク10は水素吸蔵に伴い発熱するため、その排熱が給湯に使える温度(例えば60℃)以上であれば、熱交換器21において貯湯用に利用する。この場合、水素吸蔵反応により生じる温熱を回収した熱媒が、配管40、三方弁V4、配管48、46、47、49、三方弁V1、配管31、ポンプP1、配管32、33、三方弁V2、配管34に送られ、熱交換器21において配管70内の水との間で熱交換が行われる。ここで降温した熱媒は、配管34からラジエータ22、配管36、37、38、三方弁V3、配管39を通って合金タンク10に戻され、再度温熱を回収する。ラジエータ22は必要に応じて適宜作動する。
燃料電池装置9の運転時には、例えば図8のように合金タンク10から配管50、弁V8、配管51、54、除湿器20、配管55、58、弁V10、配管59を介して燃料電池装置9に水素が供給される。これと同時にブロワ等(図示せず)を用いて大気中の空気が燃料電池装置9に供給されて発電が行われる。コントローラ7は、本運転時に、燃料電池装置9内の制御器(図示せず)に燃料電池装置9が発電するよう指示している。燃料電池装置9内の制御器(図示せず)は、この指示を受けて、燃料電池装置9を発電させている。ここで、弁V8及び弁V10は、本開示の第3の供給器の一例である。なお、水素が除湿器20を通る際、除湿器20を例えば電気ヒーター等で200℃程度に加熱しておくことで、除湿した際に吸着した水分を取り除くことができる。これにより、次の水電解運転時にも除湿器20は所定の除湿性能を発揮することができる。燃料電池発電に伴う温熱を回収した熱媒は、配管30、三方弁V1、配管31、ポンプP1、配管32、33、三方弁V2、配管34を通り、熱交換器21を介して配管70内の水と熱交換が行われる。その後、配管34内の熱媒は、ラジエータ22、配管36、37、38、三方弁V3、配管39を通って合金タンク10に送られ、合金Aが水素放出する際の吸熱用に利用される。その後、熱媒は合金タンク10から配管40、三方弁V4、配管48、46、47を介して燃料電池装置9に送られ、再度温熱を回収する。
まず再生運転が終了した後の給湯運転について説明する。再生運転終了時点では、両合金タンク10、11とも低温(例えば10℃)になっている。その状態から給湯に必要な給湯温度域(例えば60℃)の温水を製造するためには、両合金タンク10、11を所定温度まで加熱する必要がある。ヒートポンプ運用時の両合金タンク10、11の加熱は、外部熱源からの温熱の回収と、両合金タンク10、11間の水素移動に伴う発熱反応を利用することで行う。
給湯運転終了時点では、両合金タンク10、11内の合金A、合金Bとも高温(例えば35℃、60℃)になっている。その状態から再生運転に必要な温度(例えば10℃)にするためには、まず両合金タンク10、11の合金A、合金Bを、所定温度まで冷却する必要がある。ヒートポンプ運用時の両合金タンク10、11の合金A、合金Bの冷却は、外気放熱と、両合金タンク10、11間の水素移動に伴う吸熱反応を利用することで行う。
第3の実施形態の蓄熱システム1は、第2の実施形態の蓄熱システム1と同様の構成であるが、ヒートポンプ運用時の給湯運転方法が異なっている。第3の実施形態では、エネルギー自立が困難な時期であっても太陽光発電の余剰電力が生じた場合の日中の給湯運転について説明する。
図14は第3の実施形態におけるヒートポンプ運用時の給湯運転のフロー図である。第3の実施形態では、ヒートポンプ運用の給湯運転時においても太陽光発電の余剰電力を利用して水電解装置8で水素を製造する。このとき製造された水素は、配管57、弁V7、配管56、55、除湿器20、配管54、53、弁V9、配管52を介して合金タンク11に供給される。これにより合金タンク11内の合金Bで水素の吸蔵反応が起こり、合金タンク11内の合金Bの温度が上昇していく。一方、第3の実施形態においても第1の実施形態及び第2の実施形態と同様、給湯運転時には合金タンク10から放出された水素が合金タンク11に供給される。このため、第3の実施形態の給湯運転では、水素が合金タンク10と水電解装置8とから合金タンク11に供給されるため、合金タンク10から放出される水素量を抑えたとしても合金タンク11内の合金Bの温度を上げることができる。すなわち、合金タンク10から供給される水素のみで合金タンク11の合金Bを加熱する場合に比べ、合金タンク10からの水素放出を促進させる必要がない。このため、合金タンク10に供給する、外部熱源の熱を回収した配管42内の熱媒の量を低減することができ、結果として熱媒を送るためのポンプ動力を低減することができる。これにより、さらに効率良く温水を製造することができる。なお、合金タンク11における水素の充填量が所定の充填量に到達したら、水電解を中止し、再生運転に移行する。
第4の実施形態の蓄熱システム1では、ヒートポンプ運用の給湯運転と再生運転との間に燃料電池運転を実施する。
第4の実施形態におけるヒートポンプ運用の給湯運転は、図14に示す第3の実施形態におけるヒートポンプ運用の給湯運転と同様に、給湯運転時に太陽光発電の余剰電力を利用して水電解装置8で水素を製造する。また、このとき製造された水素を合金タンク11に供給する。しかしながら、第4の実施形態に係る蓄熱システム1では、合金タンク11において水素が所定の充填量に到達した後に再生運転に移行せずに、合金タンク10への水素の供給を開始する点で相違する。そして、合金タンク10において水素が満充填になったら、たとえ余剰電力がまだあったとしても水電解を中止する。ヒートポンプ運用時において水電解装置8で両合金タンク10、11に水素を貯蔵させると、給湯運転終了時点で合金タンク10に水素が満充填状態にあるため、合金タンク11から合金タンク10に水素を移動させることができず、再生運転を実施することができない。そこで、第4の実施形態では、給湯運転と再生運転との間に燃料電池運転を実施する。
図15に示すように合金タンク10に残った水素は、配管50、弁V8、配管51、54、除湿器20、配管55、58、弁V10、配管59を介して燃料電池装置9に送られる。
ここで移動した水素は、「太陽光発電電力<住宅の電力需要」の関係を満たす時(特に夕方以降)の電力需要向けの発電に利用される。そして、その際に燃料電池装置9から発生する温熱は熱媒を介して、配管30、三方弁V1、配管31、ポンプP1、配管32、33、三方弁V2、配管34、熱交換器21に送られ、配管70内の水と熱交換が行われる。これにより温水が製造される。配管34内の熱媒はその後、ラジエータ22、配管36、弁V5、配管47を介して燃料電池装置9に送られ、再度温熱を回収する。なお、貯湯タンク6の容量に余裕があり、貯湯タンク6内に温水を貯めることができれば、上記のように燃料電池装置9から発生する温熱を温水の製造に利用すれば良いが、温水を貯めることができなければラジエータ22で放熱すれば良い。
このため、燃料電池運転後の再生運転で必要となる合金タンク10の冷却のための動力及び冷熱を低減することができ、さらに効率良く温水を製造することができる。
この場合、再生運転に必要な動力及び外気放熱を低減できるが、再生運転終了時点で合金タンク11に水素が残るため、次の給湯運転時に十分な水素を移動できず、給湯に必要な熱量を得られなくなるおそれがある。ここで、合金間の水素移動に伴い、一方の合金から得られる単位水素量当たりの熱量と、燃料電池発電に伴い発生する単位水素量当たりの温熱の熱量では、燃料電池発電に伴う熱量の方が約4倍程度多い。そのため、合金タンク11に水素が余っている場合には、合金タンク11の水素を用いて燃料電池発電をして、住宅の電力需要を賄いながら貯湯用の加熱及び必要に応じて合金タンク11の加熱を行えば、給湯運転をしなくても必要な貯湯量を確保できる。もちろん、合金タンク11の水素残量によっては、燃料電池運転と給湯運転とを組合せれば良く、それにより必要な貯湯量を確保することができる。
第5の実施形態では、合金タンク10の合金Aおよび合金タンク11の合金Bの温度‐解離圧特性が図16のように互いに類似している場合の蓄熱システム1について説明する。合金Aの解離圧は、全温度域にわたって合金Bの解離圧よりも高くなっている。このため、例えば第1の実施形態及び第2の実施形態の給湯運転時のように合金タンク10の温度が35℃、合金タンク11の温度が60℃になったとしても、そのときの合金Aの解離圧が合金Bの解離圧よりも低いために、合金タンク10から合金タンク11への水素の移動は起こらない。また、第1の実施形態及び第2の実施形態の再生運転時のように両合金タンク10、11の温度をともに10℃としても、合金Aの解離圧が合金Bの解離圧よりも高いため、合金タンク11から合金タンク10への水素の移動は起こらない。すなわち、両合金タンク10、11の水素吸蔵合金の温度‐解離圧特性の関係が図16のような場合には、第1の実施形態及び第2の実施形態におけるヒートポンプ運用を行うことが困難となる。
(1)両合金A、Bの温度-解離圧特性が必ずしも交点を有する必要はない。
(2)水素吸放出のために与えたり取り除いたりする外部熱源の温度帯の選択肢を、両合金A、Bの解離圧差を利用して水素を移動させる場合よりも広げることができる。
(1)蓄熱システム1を、基本的には解離圧差を利用して水素を移動させるように設計したとしても、必要な外部熱源量が確保できない場合にガスポンプP3、P4を、水素を移動させる力として使うことで、外部熱源の状況に応じて効率的かつ、より確実にヒートポンプ運用ができる。
(2)蓄熱システム1を、基本的には解離圧差を利用して水素を移動するように設計している場合において、需要側において短時間で貯湯運転を完了させたい、またはより高温の貯湯をしたいといったニーズが発生しうる。そのようなニーズが発生した場合に合金タンク10から合金タンク11への水素の移動を促進することができる。
(3)給湯運転時は解離圧差を利用して水素を移動させ、再生運転時はガスポンプP3、P4を駆動させて水素を移動させる、といったように合金特性または外部熱源条件に応じた蓄熱システムを構築することができる。
2 太陽光発電装置
3 蓄電装置
4 水素ユニット
5 給湯機
6 貯湯タンク
7 コントローラ
8 水電解装置
9 燃料電池装置
10 第1の水素吸蔵合金タンク
11 第2の水素吸蔵合金タンク
20 除湿器
21 熱交換器
22 ラジエータ
23 熱交換器
30~61 配管
70 配管
71 配管
100 家屋
P1 ポンプ
P2 ポンプ
P3 ガスポンプ
P4 ガスポンプ
V1~V12 弁
Claims (13)
- 第1の水素吸蔵合金を貯える第1のタンクと、
第1の水素吸蔵合金と合金温度に対する解離圧の特性が異なる第2の水素吸蔵合金を貯える第2のタンクと、
前記第2の水素吸蔵合金が発生する温熱を貯えるための蓄熱系と、
前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金と前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金との間で水素が移動可能に構成された水素移動系と、
熱源の温熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給するための第1の熱供給系と、
外気の冷熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給するための第2の熱供給系と、
前記第1の熱供給系を介して第1の水素吸蔵合金を加熱し、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金に水素を移動させる第1の運転モードと、
前記第2の熱供給系を介して前記第1の水素吸蔵合金を冷却して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記第1のタンク内の第1の水素吸蔵合金に水素を移動させる第2の運転モードと、を実行する制御器とを備え、
前記第1の水素吸蔵合金は、少なくとも冬期において、外気温よりも高い温熱の供給を受けると、前記第2の水素吸蔵合金よりも解離圧が高くなり、外気の冷熱の供給を受けると前記第2の水素吸蔵合金よりも解離圧が低くなる、蓄熱システム。 - 前記水素移動系は、前記第1のタンクから第2のタンクに水素を送る第1のガスポンプを備え、
前記制御器は、前記第1の運転モードにおいて、前記第1の水素吸蔵合金の解離圧が前記第2の水素吸蔵合金の解離圧より低いときに、前記第1のガスポンプを動作させる、請求項1に記載の蓄熱システム。 - 前記水素移動系は、前記第2のタンクから前記第1のタンクに水素を送る第2のガスポンプを備え、
前記制御器は、前記第2の運転モードにおいて、前記第2の水素吸蔵合金の解離圧が前記第1の水素吸蔵合金の解離圧より低いときに、前記第2のガスポンプを動作させる、請求項1または2に記載の蓄熱システム。 - 水電解装置と、
前記水電解装置で生成した水素を前記第1のタンクに供給する第1の供給器と、を備え、
前記制御器は、前記第1の運転モードにおいて、前記第1の供給器を制御して、前記水電解装置で生成した水素を前記第1のタンクに供給させる、請求項1から3のいずれか1項に記載の蓄熱システム。 - 水電解装置と、
前記水電解装置で生成した水素を前記第2のタンクに供給する第2の供給器とを備え、
前記制御器は、前記第1の運転モードにおいて、前記第2の供給器を制御して、前記水電解装置で生成した水素を前記第2のタンクに供給させる、請求項1から3のいずれか1項に記載の蓄熱システム。 - 燃料電池装置と、
前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から前記燃料電池装置に水素を供給する第3の供給器と、を備え、
前記制御器は、第1の運転モードの後、前記第3の供給器を制御して、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から前記燃料電池装置に水素を供給するとともに、前記燃料電池装置を発電させる、請求項1から5のいずれか1項に記載の蓄熱システム。 - 燃料電池装置と、
前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記燃料電池装置に水素を供給する第4の供給器とを備え、
前記制御器は、前記第1の運転モード及び前記第2の運転モードのいずれかを実行中に、停電が生じると、前記第4の供給器を制御して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記燃料電池装置に水素を供給するとともに、前記燃料電池装置を発電させる、請求項1から5のいずれか一項に記載の蓄熱システム。 - 熱源の温熱を第1のタンク内の第1の水素吸蔵合金に供給し、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から第2のタンク内の、前記第1の水素吸蔵合金と合金温度に対する解離圧の特性が異なる、第2の水素吸蔵合金に水素を移動させる第1の運転モードを実行するステップと、
外気の冷熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金に水素を移動させる第2の運転モードを実行するステップと、を備え、
前記第1の運転モードを実行するステップにおいて、前記第2の水素吸蔵合金が発生する温熱を蓄熱器に貯えるステップを備え、
前記第1の水素吸蔵合金は、少なくとも冬期において、外気温よりも高い温熱の供給を受けると、前記第2の水素吸蔵合金よりも解離圧が高くなり、外気の冷熱の供給を受けると前記第2の水素吸蔵合金よりも解離圧が低くなる、蓄熱システムの運転方法。 - 前記第1の運転モードを実行するステップにおいて、前記第1の水素吸蔵合金の解離圧が前記第2の水素吸蔵合金の解離圧より低いときに、前記第1のタンク内のから前記第2のタンクに水素を送る第1のガスポンプを動作させるステップを備える、請求項8に記載の蓄熱システムの運転方法。
- 前記第1の運転モードを実行するステップにおいて、水電解装置で生成した水素を前記第1のタンクに供給するステップを備える、請求項8または9に記載の蓄熱システムの運転方法。
- 前記第1の運転モードを実行するステップの後、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から燃料電池装置に水素を供給するとともに、前記燃料電池装置を発電させるステップを備える、請求項8から10のいずれか1項に記載の蓄熱システムの運転方法。
- 第1の水素吸蔵合金を貯える第1のタンクと、
第1の水素吸蔵合金と合金温度に対する解離圧の特性が異なる第2の水素吸蔵合金を貯える第2のタンクと、
前記第2の水素吸蔵合金が発生する温熱を貯えるための蓄熱系と、
前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金と前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金との間で水素が移動可能に構成された水素移動系と、
熱源の温熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給するための第1の熱供給系と、
外気の冷熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給するための第2の熱供給系と、
前記第1の熱供給系を介して第1の水素吸蔵合金を加熱し、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金に水素を移動させる第1の運転モードと、
前記第2の熱供給系を介して前記第1の水素吸蔵合金を冷却して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記第1のタンク内の第1の水素吸蔵合金に水素を移動させる第2の運転モードと、を実行する制御器と、
太陽光発電装置と、
前記太陽光発電装置からの電力を用いる水電解装置と、
燃料電池装置と、
前記蓄熱系として貯湯タンクと、を備え、
前記水電解装置で生成された水素は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵され、
前記燃料電池装置は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いて発電し、
前記制御器は、少なくとも冬期において、前記第1の運転モードにおける前記第2の水素吸蔵合金の温熱を前記貯湯タンクに貯えさせ、前記少なくとも冬期と異なる時期に、前記水電解装置で生成された水素が、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵されるときの温熱、及び前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いた前記燃料電池装置の発電に伴う温熱を前記貯湯タンクに貯えさせる、蓄熱システム。 - 熱源の温熱を第1のタンク内の第1の水素吸蔵合金に供給し、前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金から第2のタンク内の、前記第1の水素吸蔵合金と合金温度に対する解離圧の特性が異なる、第2の水素吸蔵合金に水素を移動させる第1の運転モードを実行するステップと、
外気の冷熱を前記第1の水素吸蔵合金に供給して、前記第2のタンク内の前記第2の水素吸蔵合金から前記第1のタンク内の前記第1の水素吸蔵合金に水素を移動させる第2の運転モードを実行するステップと、を備え、
前記第1の運転モードを実行するステップにおいて、前記第2の水素吸蔵合金が発生する温熱を蓄熱器に貯えるステップを備え、
太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置からの電力を用いる水電解装置と、燃料電池装置と、前記蓄熱器として貯湯タンクとを備え、前記水電解装置で生成された水素は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵され、前記燃料電池装置は、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いて発電し、
少なくとも冬期において、前記第1の運転モードにおける前記第2の水素吸蔵合金の温熱を前記貯湯タンクに貯えさせ、前記少なくとも冬期と異なる時期に、前記水電解装置で生成された水素が、前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方で吸蔵されるときの温熱、及び前記第1の水素吸蔵合金及び前記第2の水素吸蔵合金の少なくとも一方から供給される水素を用いた前記燃料電池装置の発電に伴う温熱を前記貯湯タンクに貯えさせる、蓄熱システムの運転方法。
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