JP7046010B2 - 自律ハイブリッドステーションによる装置の電気的供給方法 - Google Patents
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Description
-カソードにおいて:O2+4H++4e-→2H2O
制御モジュールによるステップの実装を備え、そのステップが、
a)装置によって消費される電力および間欠電源によって供給される電力に応じてシステムの電力バランスを判定するステップと、
b)安全期間中に前記電力バランスの安定性を表すデータを受信するステップと、
c)
・前記電力バランスが第1の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合に前記電気化学ユニットを起動し、
・前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合に前記燃料電池を起動する
ように、燃料電池および電気化学ユニットを制御するステップとを備える、ことを特徴とする方法により、これらの欠点を克服することを提案する。
・前記ステップ(c)は、前記電気的貯蔵手段によって蓄えられたエネルギーの量が前記安全期間中に前記装置に供給するのに不十分である場合、前記電力バランスが第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さい場合であっても燃料電池を起動し且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示すように燃料電池を制御することを含み、
・前記ステップ(c)は、前記電力バランスが第2の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合、燃料電池を停止させるように燃料電池を制御することを含み、
・前記ステップ(c)は、前記電力バランスが第1の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合、電気化学ユニットを停止させるように電気化学ユニットを制御することを含み、
・前記ステップ(c)は、前記電気的貯蔵手段によって貯蔵されたエネルギーの量が前記安全期間中に装置および電気化学ユニットに供給するのに不十分である場合、前記電力バランスが第1の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示す場合であっても、電気化学ユニットを停止させるように電気化学ユニットを制御することを含み、
・前記安全期間は、燃料電池または電気化学ユニットが損傷を受けるのを防止するために、燃料電池または電気化学ユニットの連続運転の最小推奨期間であり、
・前記安全期間は、1分から10分の間であり、
・電気化学ユニットは、少なくとも1つの電解槽から構成されており、
・電気化学ユニットおよび燃料電池は、単一の可逆装置であり、
・前記燃料は、二水素であり、
・電気的貯蔵手段は、少なくとも1つのバッテリおよび/または少なくとも1つのスーパーコンデンサおよび/または少なくとも1つのフライホイールから構成されており、
・第1の閾値は、電気化学ユニットの動作に必要な電力に略対応し、第2の閾値は、略ゼロである。
-システムによって供給される装置によって消費される電力および間欠電源によって供給される電力に応じてシステムの電力バランスを判定するモジュールと、
-安全期間中に前記電力バランスの安定性を表すデータを受信するモジュールと、
-前記電力バランスが第1の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのそ
の後の減少傾向を示さない場合、電気化学ユニットを起動するモジュールと、
-前記電力バランスが第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合、燃料電池を起動するモジュールと、
を実装するように構成されているシステムに関する。
図2は、装置2に供給する本方法を実装するためのシステム1の好ましい実施形態を表している。
本方法は、PC(t)として示される装置2によって消費された電力およびPF(t)として示される間欠電源10によって供給される電力に応じて、ΔP(t)として示されるシステム1の電力バランスを判定するステップ(a)によって開始する。
-安定的である(すなわち、略一定であり、ΔP(t0)≒ΔP(t0+tSEC)を意味する)、
-下向きに不安定である(すなわち、ΔP(t0)>ΔP(t0+tSEC))、または
-上向きに不安定である(すなわち、ΔP(t0)<ΔP(t0+tSEC))。
ステップ(c)において、モジュール30は、装置2に最適に供給するように、電力バランスおよびその推定された安定性に応じて、燃料電池12および電気化学ユニット13(およびシステム1の他の要素)を制御する。
第2の態様によれば、本発明は、本発明の第1の態様にかかる方法を実装するシステム1に関する。
-システム1によって供給される装置2によって消費される電力および間欠電源10によって供給される電力に応じてシステム1の電力バランスを判定するモジュールと、
-安全期間中に前記電力バランスの安定性を表すデータを受信するモジュールと、
-前記電力バランスが第1の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合、電気化学ユニット13を起動するモジュールと、
-前記電力バランスが第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合(有利には、前記電気的貯蔵手段11によって貯蔵されたエネルギーの量が前記安全期間中に装置2に供給するのに不十分である場合、前記電力バランスが第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合にのみ)、燃料電池12を起動するモジュールと、
を実装するように構成されている。
-前記電力バランスが第2の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合、燃料電池12を動作停止するモジュールと、
-前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合(有利には、電気的貯蔵手段11によって貯蔵されたエネルギーの量が前記安全期間中に装置2および電気化学ユニット13に供給するのに不十分である場合、前記電力バランスが第1の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合であっても)電気化学ユニット13を動作停止するモジュールと、
を実装する。
Claims (13)
- 間欠電源(10)、電気的貯蔵手段(11)、燃料電池(12)、および燃料を生成するための電気化学ユニット(13)を備えるシステム(1)による装置(2)の電力供給方法において、
制御モジュール(30)によるステップの実装を備え、そのステップが、
a)前記装置(2)によって消費される電力および前記間欠電源(10)によって供給される電力に応じて前記システム(1)の電力バランスを判定するステップと、
b)安全期間中に前記電力バランスの安定性を表すデータを受信するステップと、
c)
・前記電力バランスが第1の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合に前記電気化学ユニット(13)を起動し、
・前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合に前記燃料電池(12)を起動する
ように、前記燃料電池(12)および前記電気化学ユニット(13)を制御するステップとを備える、
ことを特徴とする方法。 - ステップ(c)が、前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さい前記第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示す場合であっても、前記電気的貯蔵手段(11)によって貯蔵されたエネルギーの量が前記安全期間中に前記装置(2)に供給するのに不十分である場合には、前記燃料電池(12)を起動するように前記燃料電池(12)を制御することを含む、請求項1に記載の方法。
- ステップ(c)が、前記電力バランスが前記第2の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合、前記燃料電池(12)を動作停止するように前記燃料電池(12)を制御することを含む、請求項1または2に記載の方法。
- ステップ(c)が、前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合、前記電気化学ユニット(13)を動作停止するように前記電気化学ユニット(13)を制御することを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(c)が、前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示す場合であっても、前記電気的貯蔵手段(11)によって貯蔵されたエネルギーの量が前記安全期間中に前記装置(2)および前記電気化学ユニット(13)に供給するのに不十分である場合には、前記電気化学ユニット(13)を動作停止するように前記電気化学ユニット(13)を制御することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記安全期間が、前記燃料電池または前記電気化学ユニット(13)が損傷を受けるのを防止するために、前記燃料電池(12)または前記電気化学ユニット(13)の連続運転の最小推奨期間である、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記安全期間が、1分から10分である、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電気化学ユニット(13)が少なくとも1つの電解槽から構成される、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電気化学ユニット(13)および前記燃料電池(12)が単一の可逆装置である、請求項8に記載の方法。
- 燃料が二水素である、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電気的貯蔵手段(11)が、少なくとも1つのバッテリおよび/または少なくとも1つのスーパーコンデンサおよび/または少なくとも1つのフライホイールから構成される、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の閾値が、前記電気化学ユニット(13)の動作に必要な電力に略対応し、前記第2の閾値が略ゼロである、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 間欠電源(10)、電気的貯蔵手段(11)、燃料電池(12)、燃料を生成するための電気化学ユニット(13)および制御モジュール(30)を備えたシステム(1)であって、
-前記システム(1)によって供給される装置(2)によって消費される電力および前記間欠電源(10)によって供給される電力に応じて前記システム(1)の電力バランスを判定するモジュールと、
-安全期間中に前記電力バランスの安定性を表すデータを受信するモジュールと、
-前記電力バランスが第1の閾値よりも大きく且つ前記データが前記電力バランスのその後の減少傾向を示さない場合、前記電気化学ユニット(13)を起動するモジュールと、
-前記電力バランスが前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値よりも小さく且つ前記データが前記電力バランスのその後の増加傾向を示さない場合、前記燃料電池(12)を起動するモジュールと、
を実装するように構成されているシステム(1)。
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