JP7455677B2 - 水素貯蔵システム - Google Patents
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Description
[A]構成
図1は、第1実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
水素貯蔵システムにおいて、再生可能エネルギー発電装置10は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う装置であって、図1に示すように、電力E10を出力するように構成されている。ここでは、再生可能エネルギー発電装置10は、たとえば、太陽光発電(PV)装置であって、太陽電池(図示省略)を含み、太陽光を太陽電池で受光し、太陽電池において光電変換を行うことによって、発電を行う。再生可能エネルギー発電装置10が発電した電力E10は、水素製造装置30に出力される。
水素貯蔵システムにおいて、水タンク20は、図1に示すように、貯蔵した水W20を水素製造装置30へ供給するように構成されている。
水素貯蔵システムにおいて、水素製造装置30は、図1に示すように、再生可能エネルギー発電装置10から出力された電力E10を用いて、水素H30を製造するように構成されている。ここでは、水素製造装置30は、たとえば、水タンク20から供給された水W20を電気分解することによって、水素H30を生成する。水素製造装置30において製造された水素H30は、水素タンク51および水素タンク52に供給される。
水素貯蔵システムにおいて、水素タンク51および水素タンク52は、図1に示すように、水素製造装置30から供給された水素H30を貯蔵するように構成されている。水素タンク51および水素タンク52は、並列に配置されている。
水素貯蔵システムにおいて、制御部70は、図1に示すように、水素貯蔵システムを構成する各部を制御するように構成されている。図示を省略しているが、制御部70は、演算器(図示省略)とメモリ装置(図示省略)とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。
図2は、実施形態に係る水素貯蔵システムにおいて、制御部70による制御動作を示すフロー図である。ここでは、水素製造装置30から水素タンク51および水素タンク52に水素H30を供給している際の制御の一例に関して説明する。
このように、本実施形態では、再生可能エネルギー発電装置10から水素製造装置30に出力される電力E10の発電電力量が低下したときには、一方の流量計M31を水素H30が流れずに、他方の流量計M32を通過する水素H30の流量が増加する。つまり、水素製造装置30で製造された水素H30は、上記の制御前は、50%ずつ、流量計M31と流量計M32とのそれぞれを通過していたのに対して、上記の制御後は、100%の水素H30が流量計M32を通過することになる。
上記のように、制御バルブV31と制御バルブV32とのうち、一方の制御バルブV31を開状態から閉状態にし、他方の制御バルブV32を開状態に保持した後には、制御部70は、以下に示す制御を更に実行してもよい。
[A]構成等
図3は、第2実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
水素貯蔵システムにおいて、水素タンク51a,51bおよび小型水素タンク52bは、図3に示すように、水素製造装置30から供給された水素H30を貯蔵するように構成されている。
水素貯蔵システムにおいて、制御部70は、再生可能エネルギー発電装置10から水素製造装置30に出力された電力E10の発電電力量のデータが、入力データ信号SG71として入力される。そして、制御部70は、その入力データ信号SG71に基づいて制御信号SG72を出力することで、制御バルブV31a,V31bおよび制御バルブV32の動作を制御する。
本実施形態に係る水素貯蔵システムの制御部70が実施する制御動作に関して説明する。ここでは、水素製造装置30から水素タンク51a,51bに水素H30を供給し、水素製造装置30から小型水素タンク52bには水素H30を供給していないときの制御の一例に関して説明する。
このように、本実施形態では、再生可能エネルギー発電装置10から水素製造装置30に出力される電力E10の発電電力量が低下したときには、開状態から閉状態に制御バルブV31a,V31bが動作し、閉状態から開状態に制御バルブV32が動作するので、水素H30は、流量計M31a,M31bを通過せずに、流量計M32bを通過する。
図4は、第2実施形態の変形例に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
[A]構成
図5は、第3実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
本実施形態の水素貯蔵システムの動作について説明する。
以上のように、本実施形態では、水素タンク51の貯蔵量と水素タンク52の貯蔵量とを容易に均一化することができる。
図6は、第3実施形態の変形例に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
[A]構成等
図7は、第4実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
本実施形態の水素貯蔵システムの動作について説明する。
以上のように、本実施形態では、小型水素タンク52bから水素タンク51a,51bへ容易に水素を移動可能である。
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。
Claims (6)
- 再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素を貯蔵する水素貯蔵システムであって、
前記水素製造装置から第1制御バルブと第1流量計と介して供給される水素を貯蔵する第1水素貯蔵部と、
前記水素製造装置から第2制御バルブと第2流量計と介して供給される水素を貯蔵する第2水素貯蔵部と、
前記再生可能エネルギー発電装置において発電され、前記水素製造装置に出力された電力量に基づいて、前記第1制御バルブおよび前記第2制御バルブの動作を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記水素製造装置から前記第1水素貯蔵部および前記第2水素貯蔵部に水素を供給しているときに、前記再生可能エネルギー発電装置から前記水素製造装置に電力が出力された電力量が所定値以下になった場合には、前記第1制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第2制御バルブを開状態に保持する、
水素貯蔵システム。 - 再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素を貯蔵する水素貯蔵システムであって、
前記水素製造装置から第1制御バルブと第1流量計と介して供給される水素を貯蔵する第1水素貯蔵部と、
前記水素製造装置から第2制御バルブと第2流量計と介して供給される水素を貯蔵する第2水素貯蔵部と、
前記再生可能エネルギー発電装置において発電され、前記水素製造装置に出力された電力量に基づいて、前記第1制御バルブおよび前記第2制御バルブの動作を制御する制御部と
を有し、
前記第2流量計は、前記第1流量計よりも測定下限値が低く、
前記制御部は、前記水素製造装置から前記第2水素貯蔵部に水素を供給せずに前記第1水素貯蔵部に水素を供給しているときに、前記再生可能エネルギー発電装置から前記水素製造装置に電力が出力された電力量が所定値以下になった場合には、前記第1制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第2制御バルブを閉状態から開状態にする、
水素貯蔵システム。 - 前記制御部は、前記第1制御バルブを閉状態にした後に、前記第2水素貯蔵部の水素貯蔵量が所定量を超えた場合、前記第2制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第1制御バルブを閉状態から開状態にする、
請求項1または2に記載の水素貯蔵システム。 - 前記第1流量計と前記第1水素貯蔵部との間において水素が流れる第1水素流路と、前記第2流量計と前記第2水素貯蔵部との間において水素が流れる第2水素流路との間に圧力調整流路が介在しており、
前記圧力調整流路には、圧力調整弁が設置されている、
請求項1から3のいずれかに記載の水素貯蔵システム。 - 前記第1水素流路の圧力を測定する第1圧力計、および、前記第2水素流路の圧力を測定する第2圧力計が設けられており、
前記制御部は、前記第1圧力計で測定された圧力値と前記第2圧力計で測定された圧力値とが異なる場合には、前記圧力調整弁を開状態にし、前記第1圧力計で測定された圧力値と前記第2圧力計で測定された圧力値とが同じ場合には、前記圧力調整弁を閉状態にする、
請求項4に記載の水素貯蔵システム。 - 前記第2水素貯蔵部を加熱するヒータが設けられており、
前記制御部は、前記第2水素貯蔵部から前記第1水素貯蔵部へ水素を移動させる際には、前記圧力調整弁を開状態にすると共に、前記ヒータを用いて前記第2水素貯蔵部を加熱することで前記第2水素貯蔵部が貯蔵している水素の圧力を高める、
請求項4または5に記載の水素貯蔵システム。
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