JP7182589B2 - 水素供給システム - Google Patents
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Description
まず、本実施形態に係る水素供給システムについて、図1を参照しながら説明する。水素供給システムは、水素輸送用のカードル4を用いて燃料電池車両であるFCフォークリフト5に水素を供給するためのシステムである。この水素供給システムは、管理装置1と、水素充填装置2と、輸送車両3と、カードル4と、事業所で運用されるFCフォークリフト5と、を有している。
次に、管理装置(管理手段)1について説明する。管理装置1は、管理センタに設けられている。管理装置1は、制御部11と、通信部12と、記憶部13と、を備えている。制御部11は、具体的には、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等からなるプロセッサと、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等からなるメモリ(主記憶部)と、を備えている(いずれも図示省略)。
次に、水素充填装置(充填手段)2について説明する。水素充填装置2は、輸送車両3が輸送するカードル4に水素を充填するための装置であり、水素充填施設に設けられている。この水素充填施設は、例えば石油精製や廃プラスチック生成により副生水素を発生させる水素発生源である。水素充填装置2は、図示しない圧縮機を備えており、水素充填施設で発生した水素を圧縮した後、輸送車両3によって回収および輸送されたカードル4に水素を充填する。
輸送車両(輸送手段)3は、例えば一般的なトラック等の汎用車両であり、水素充填施設と事業所との間でカードル4を輸送する。輸送車両3は、水素充填施設で水素が充填された水素充填済みのカードル4を、事業所に輸送する。そして、輸送車両3は、事業所内に配置されたカードル4であって、水素貯蔵量が低下したカードル4を回収し、水素充填施設に輸送する。
カードル4は、事業所において、FCフォークリフト5に水素を供給するためのものである。このカードル4は、事業所内の所定の場所に置かれており、水素の充填が必要となった際に、FCフォークリフト5が上記場所に赴いて水素の充填を行う。なお、カードル4からFCフォークリフト5への水素の充填は、当該FCフォークリフト5の運転手が直接行う。また、カードル4からFCフォークリフト5への水素の充填は、数分(例えば3分程度)で完了する。
(1)最大水素貯蔵圧力(最大貯蔵圧力):40MPa超え
(2)水素貯蔵量:好ましくは300N・m3未満
(3)容器容量:200L/本
(4)容器重量:0.7t/本
(5)本数:3本
FCフォークリフト5は、事業所内で運用される産業用の燃料電池車両であり、非公道を走行する。図1では図示を省略したが、FCフォークリフト5は、水素タンク(燃料タンク)と、通信手段と、を備えている。通信手段は、水素タンクの水素の残量データを、ネットワークNWを介して管理装置1に定期的に送信する。
次に、水素供給システムによる水素供給方法について、図2を参照しながら説明する。まず水素充填装置2は、カードル4に水素を充填する(ステップS1)。続いて、図示しない積載手段(例えばフォークリフト)を利用して、輸送車両3の荷台に水素充填済みのカードル4を積載する(ステップS2)。
R(T):事業所で利用可能なT時間後の水素の残量
αi(t):残量予測部111が定期的に受信した、i番目のカードル4の水素残量補正比
Ci:i番目のカードル4の水素貯蓄量
FCi:i番目のFCフォークリフト5の水素貯蓄量
βi(t):残量予測部111が定期的に受信した、i番目のFCフォークリフト5の水素残量補正比
Xi:i番目のFCフォークリフト5の単位時間当たりの消費水素量
Ci:一番目のカードル4の水素貯蓄量=10kg
FC1:一番目のFCフォークリフト5の水素貯蓄量=1kg
FC2:二番目のFCフォークリフト5の水素貯蓄量=1kg
β1(t):残量予測部111が時間tに受信した、一番目のFCフォークリフト5の水素残量補正比=0.2
β2(t):残量予測部111が時間tに受信した、二番目のFCフォークリフト5の水素残量補正比=0.5
X1:一番目のFCフォークリフト5の一時間当たりの消費水素量=0.2kg/h
X2:二番目のFCフォークリフト5の一時間当たりの消費水素量=0.4kg/h
R(1)=0.8×10kg-{1kg(1-0.2)+0.2kg}-1kg{1kg(1-0.5)+0.4kg}=8kg-1kg-0.9kg=6.1kg
11 制御部
111 残量予測部
112 輸送タイミング算出部
12 通信部
13 記憶部
2 水素充填装置
3 輸送車両
4 カードル
41 水素貯蔵容器
5 FCフォークリフト
NW ネットワーク
Claims (7)
- 水素輸送用のカードルを用いて燃料電池車両に水素を供給する水素供給システムであって、
水素充填施設に設けられ、前記カードルに水素を充填する充填手段と、
水素充填済みのカードルを、前記燃料電池車両を運用する事業所に輸送する輸送タイミングを算出する管理手段と、
水素充填済みのカードルを、前記輸送タイミングに従って前記事業所に輸送する輸送手段と、
前記事業所に輸送された水素充填済みのカードルを、前記事業所内であって、前記燃料電池車両がアクセスして水素を補給可能な場所に配置する配置手段と、
前記事業所に配置されたカードルの水素の残量データと、前記事業所で運用されている前記燃料電池車両の水素の残量データとを取得する残量データ取得手段と、
を備え、
前記管理手段は、
前記カードルおよび前記燃料電池車両の前記残量データと、前記カードルおよび前記燃料電池車両の水素残量補正比と、前記燃料電池車両の単位時間当たりの消費水素量とに基づいて、前記事業所で利用可能な将来の水素の残量を予測し、
予測した水素の残量に基づいて、前記輸送タイミングを算出することを特徴とする水素供給システム。 - 前記カードルは、前記燃料電池車両に対して水素を供給するためのディスペンサ手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の水素供給システム。
- 前記輸送手段は、前記事業所内に配置されたカードルであって、水素貯蔵量が低下したカードルを回収し、前記水素充填施設に輸送し、
前記充填手段は、前記水素充填施設に輸送されたカードルに水素を充填することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水素供給システム。 - 前記輸送手段は、水素貯蔵量が低下したカードルを回収する際に、水素充填済みの別のカードルを前記事業所に輸送することを特徴とする請求項3に記載の水素供給システム。
- 前記カードルは、複数の水素貯蔵容器を備え、
前記水素貯蔵容器は、鋼製ライナーおよび炭素繊維強化プラスチックから構成された複合構造容器であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の水素供給システム。 - 前記水素貯蔵容器に用いられる前記炭素繊維強化プラスチックは、縦弾性率230GPa以上であることを特徴とする請求項5に記載の水素供給システム。
- 前記水素貯蔵容器の最大水素貯蔵圧力は、40MPa超えであることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の水素供給システム。
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