JPH04165931A - 水力発電所の電力貯蔵方法 - Google Patents
水力発電所の電力貯蔵方法Info
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- JPH04165931A JPH04165931A JP2292794A JP29279490A JPH04165931A JP H04165931 A JPH04165931 A JP H04165931A JP 2292794 A JP2292794 A JP 2292794A JP 29279490 A JP29279490 A JP 29279490A JP H04165931 A JPH04165931 A JP H04165931A
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
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- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、水力発電所の電力貯蔵方法に関する。
Ｂ１発明の概要
本発明は、水力発電所の電力貯蔵方法において、発電機
の発電電力で水を電気分解して水素を製造し、この水素
を燃料電池の燃料とする電力貯蔵方法により、 水力発電所の既設価を有効利用しながら環境問題等にも
対処できるようにしたものである。
の発電電力で水を電気分解して水素を製造し、この水素
を燃料電池の燃料とする電力貯蔵方法により、 水力発電所の既設価を有効利用しながら環境問題等にも
対処できるようにしたものである。
Ｃ１従来の技術
電力需要は着実に増加していく傾向にあり、電源の開発
が進められているが、出力硬直性の高い原子力発電や大
型新鋭火力発電等のベース電源の増設に伴い電力系統全
体としての電源硬直化が進行している。
が進められているが、出力硬直性の高い原子力発電や大
型新鋭火力発電等のベース電源の増設に伴い電力系統全
体としての電源硬直化が進行している。
このため、急激な負荷変動に対する負荷追従運転が困難
になる問題が生じてきており、電力貯蔵システムの導入
が検討されている。電力貯蔵システムには、負荷平準化
手段として揚水発電が既に開発されている。また、新型
二次電池や超電導マグネットエネルギー貯蔵システム（
ＳＭＥＳ）等の新型電力貯蔵システムは、大きな出力変
化率すなわち優れた入出力即応性を有し、負荷平準化手
段に加えて急激な負荷変動に対する追従運転手段として
期待されている。
になる問題が生じてきており、電力貯蔵システムの導入
が検討されている。電力貯蔵システムには、負荷平準化
手段として揚水発電が既に開発されている。また、新型
二次電池や超電導マグネットエネルギー貯蔵システム（
ＳＭＥＳ）等の新型電力貯蔵システムは、大きな出力変
化率すなわち優れた入出力即応性を有し、負荷平準化手
段に加えて急激な負荷変動に対する追従運転手段として
期待されている。
Ｄ１発明が解決しようとする課題
従来の電力貯蔵システムは、負荷平準化のための揚水発
電が主体であり、規模的には全発電量の１０％程度に達
している。しかし、揚水発電は地理的な条件と利用可能
な水量が基本となり、要求される容量を満足することは
不可能な状態にある。
電が主体であり、規模的には全発電量の１０％程度に達
している。しかし、揚水発電は地理的な条件と利用可能
な水量が基本となり、要求される容量を満足することは
不可能な状態にある。
その上、最近では地域環境問題も含めて大型化が期待さ
れる海水揚水発電も建設地点が限定されてきている。
れる海水揚水発電も建設地点が限定されてきている。
上記問題点を解決すべく電力貯蔵電池がパイロットプラ
ントとして実施されているが、ＩＯＭＷ程度で余りにも
小規模である。最終的にはピーク負荷に対応できる火力
発電所（石油）のＤＳＳ運転と起動停止可能なガスター
ビンで解決されている。しかしながら、この方式は石油
消費に依存しており、炭酸ガス（Ｃｏ□）発生の原因か
ら地球温暖化に直結する。
ントとして実施されているが、ＩＯＭＷ程度で余りにも
小規模である。最終的にはピーク負荷に対応できる火力
発電所（石油）のＤＳＳ運転と起動停止可能なガスター
ビンで解決されている。しかしながら、この方式は石油
消費に依存しており、炭酸ガス（Ｃｏ□）発生の原因か
ら地球温暖化に直結する。
この発電方式を多少とも円滑にする技術として、前述の
超電導マグネットエネルギー貯蔵システムや圧縮空気貯
蔵システム（ＣＡＥＳ）では地下空胴や炭鉱の廃坑を利
用するパイロットプラントが実施されている。しかし、
これら電力貯蔵方式の建設単価は、 圧縮空気 （２５〜５０ＭＷ） ５７５ ドル／Ｋ
Ｗ揚水発電 （５００〜１５００ＭＷ） １０００ ド
ル／ＫＷ蓄電池 （ＩＯＭＷ） ６３５ ドル
／ＫＷ超電導マグネッ）（１００ＯＭＷ）
９７５ ドル／ＫＷとなり、現在利用されている化
石燃料の価格（１０〜１１円／ Ｋ ｗ ｈ ）と建設
費（１３１０ドル／ＫＷ）に較べて必ずしも経済的とは
言えない。その上、電力消費地から隔たりがあるため送
電線及び変電所の建設費（３，６ドル／ＫＷ）を必要と
し、分散型エネルギ一方式の発電方法が要望される。
超電導マグネットエネルギー貯蔵システムや圧縮空気貯
蔵システム（ＣＡＥＳ）では地下空胴や炭鉱の廃坑を利
用するパイロットプラントが実施されている。しかし、
これら電力貯蔵方式の建設単価は、 圧縮空気 （２５〜５０ＭＷ） ５７５ ドル／Ｋ
Ｗ揚水発電 （５００〜１５００ＭＷ） １０００ ド
ル／ＫＷ蓄電池 （ＩＯＭＷ） ６３５ ドル
／ＫＷ超電導マグネッ）（１００ＯＭＷ）
９７５ ドル／ＫＷとなり、現在利用されている化
石燃料の価格（１０〜１１円／ Ｋ ｗ ｈ ）と建設
費（１３１０ドル／ＫＷ）に較べて必ずしも経済的とは
言えない。その上、電力消費地から隔たりがあるため送
電線及び変電所の建設費（３，６ドル／ＫＷ）を必要と
し、分散型エネルギ一方式の発電方法が要望される。
本発明の目的は、分散型エネルギ一方式になる水力発電
所の既設価を有効利用しながら地球規模の環境問題等に
も対処できる電力貯蔵方法を提供することにある。
所の既設価を有効利用しながら地球規模の環境問題等に
も対処できる電力貯蔵方法を提供することにある。
Ｅ９課題を解決するための手段
本発明は、前記目的を達成するため、電力需要＝４−
のボトム時間帯に発電機の発電電力を電源として水の電
気分解で水素を製造し、電力需要のピーク時間帯に前記
水素を燃料とする燃料電池から発電電力を得ることを特
徴とする。
気分解で水素を製造し、電力需要のピーク時間帯に前記
水素を燃料とする燃料電池から発電電力を得ることを特
徴とする。
Ｆ０作用
電力需要のボトム時間帯の余剰電力を水素にエネルギー
変換して貯蔵し、電力需要のピーク時に水素を燃料とす
る燃料電池によって発電電力へのエネルギー逆変換をす
る。
変換して貯蔵し、電力需要のピーク時に水素を燃料とす
る燃料電池によって発電電力へのエネルギー逆変換をす
る。
Ｇ、実施例
第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図である
。上水槽ダム１から水圧管路２を通した圧力水により水
車３が駆動され、水車３に結合される発電機４から発電
出力を得て送電される。水車３よりの放水は放水路５で
河川に導水される。
。上水槽ダム１から水圧管路２を通した圧力水により水
車３が駆動され、水車３に結合される発電機４から発電
出力を得て送電される。水車３よりの放水は放水路５で
河川に導水される。
このような基本構成になる既設の流れ込み式水力発電所
において、電力需要のボトム時間帯に発電所放水により
発生する電力を水素にエネルギー変換して貯蔵する。高
温電気分解槽６は発電機４からの発電電力によって水の
電気分解により水素を製造する。この水素製造は電力需
要のボトム時間帯に発電所放流水を利用する。水素ガス
タンク７は電気分解槽６で製造した水素ガスを貯蔵する
。
において、電力需要のボトム時間帯に発電所放水により
発生する電力を水素にエネルギー変換して貯蔵する。高
温電気分解槽６は発電機４からの発電電力によって水の
電気分解により水素を製造する。この水素製造は電力需
要のボトム時間帯に発電所放流水を利用する。水素ガス
タンク７は電気分解槽６で製造した水素ガスを貯蔵する
。
燃料電池（ＭＣＦＣ）８は水素ガスタンク７からの水素
が燃料として供給され、電力需要のピーク時に運転され
、発電機４の出力と協動してピーク時の需要に対応する
。燃料電池８の運転で発生する炭素溶隔塩形の高温廃熱
ガスを電気分解槽６の高温加熱に利用する。大型水素ガ
スタンク９は、上水槽ダム１の水面上に設備され、水素
ガスタンク７の容量を越える水素ガス製造骨をタンク７
から転送されて貯蔵する。
が燃料として供給され、電力需要のピーク時に運転され
、発電機４の出力と協動してピーク時の需要に対応する
。燃料電池８の運転で発生する炭素溶隔塩形の高温廃熱
ガスを電気分解槽６の高温加熱に利用する。大型水素ガ
スタンク９は、上水槽ダム１の水面上に設備され、水素
ガスタンク７の容量を越える水素ガス製造骨をタンク７
から転送されて貯蔵する。
上述のシステム構成になる本実施例では、第２図に運用
例を示すように、日単位の電力需要をピーク時とボトム
時に分け、ボトム時の２０時から翌日の９時までは発電
機４の発電電力を水素製造に利用し、水素ガスをタンク
７及び９に貯蔵する。
例を示すように、日単位の電力需要をピーク時とボトム
時に分け、ボトム時の２０時から翌日の９時までは発電
機４の発電電力を水素製造に利用し、水素ガスをタンク
７及び９に貯蔵する。
このボトム時間は原子力発電や大型火力発電の増設によ
って拡大傾向にあり、特に新年やゴールデンウィークに
は顕著になり、この期間を水素の製造、貯蔵に利用する
。次に、電力需要のピーク時には発電機４の発電と燃料
電池８の発電を併用して電力需要のピークに対応する。
って拡大傾向にあり、特に新年やゴールデンウィークに
は顕著になり、この期間を水素の製造、貯蔵に利用する
。次に、電力需要のピーク時には発電機４の発電と燃料
電池８の発電を併用して電力需要のピークに対応する。
このとき、燃料電池８に必要とする水素は水素ガスタン
ク７及び大型水素ガスタンク９からの転送によってまか
なう。
ク７及び大型水素ガスタンク９からの転送によってまか
なう。
このような運用により、第２図中の斜線で示す水素製造
とピーク発電により、原子力や火力発電設備の電力硬直
化を防ぎ負荷の平準化を得ることができる。この負荷の
平準化は発電所容量として発電機４のほかに燃料電池８
を併用し、ピーク時の水力発電所出力としては２倍以上
に増強でき、平準化効果を高める。また、ピーク発電は
既設の送電設備を利用するため建設費を高めることはな
い。
とピーク発電により、原子力や火力発電設備の電力硬直
化を防ぎ負荷の平準化を得ることができる。この負荷の
平準化は発電所容量として発電機４のほかに燃料電池８
を併用し、ピーク時の水力発電所出力としては２倍以上
に増強でき、平準化効果を高める。また、ピーク発電は
既設の送電設備を利用するため建設費を高めることはな
い。
また、電力貯蔵は水素を媒体とするため、以下のような
利点がある。
利点がある。
（１）水素製造に必要な大容量電力と水を容易に確保で
きる。
きる。
（２）燃料電池による発電に利用するクリーンエネルギ
ーとなり、地球環境保全になる。
ーとなり、地球環境保全になる。
（３）エネルギー密度がガソリンの約２．７倍と高く、
またその低温液化により貯蔵効率が高くなる。
またその低温液化により貯蔵効率が高くなる。
（４）炭化水素を付加することによりメタノール（ＣＨ
３０Ｈ）等を製造したり、低温液化によってＬＮＧ等と
同様の運搬を可能とし、大型水力発電所では河川に水素
タンカーを導入して輸送も可能にする。
３０Ｈ）等を製造したり、低温液化によってＬＮＧ等と
同様の運搬を可能とし、大型水力発電所では河川に水素
タンカーを導入して輸送も可能にする。
（５）電力需要地に近い発電所には既設送電線を利用し
た水素発生プラントに転用できる。
た水素発生プラントに転用できる。
（６）燃料電池８による燃焼後には水（Ｎ２０）となる
ため、放水路は高級な蒸留水になるし、多少のミネラル
を付加して高級飲料水とすることができる。
ため、放水路は高級な蒸留水になるし、多少のミネラル
を付加して高級飲料水とすることができる。
（７）燃料電池との組合わせにより、その高温廃熱ガス
を高温電気分解に利用できる。
を高温電気分解に利用できる。
Ｈ３発明の効果
以上のとおり、本発明によれば、水力発電所の余剰電力
を水素にエネルギー変換し、この水素を燃料とする燃料
電池から電力へ逆変換する電力貯蔵方法とするため、ク
リーンエネルギーによる電力貯蔵になると共に水力発電
所の発電設備や送電設備を有効利用して負荷の平準化を
図ることができる。
を水素にエネルギー変換し、この水素を燃料とする燃料
電池から電力へ逆変換する電力貯蔵方法とするため、ク
リーンエネルギーによる電力貯蔵になると共に水力発電
所の発電設備や送電設備を有効利用して負荷の平準化を
図ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は実施例における運用例を示す図である。 １・・・上水槽ダム、３・・・水車、４・・・発電機、
６・・・高温電気分解槽、７・・・水素ガスタンク、８
・・・燃料電池、９・・・大型水素ガスタンク。
図は実施例における運用例を示す図である。 １・・・上水槽ダム、３・・・水車、４・・・発電機、
６・・・高温電気分解槽、７・・・水素ガスタンク、８
・・・燃料電池、９・・・大型水素ガスタンク。
Claims (1)
- （１）電力需要のボトム時間帯に発電機の発電電力を電
源として水の電気分解で水素を製造し、電力需要のピー
ク時間帯に前記水素を燃料とする燃料電池から発電電力
を得ることを特徴とする水力発電所の電力貯蔵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292794A JPH04165931A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 水力発電所の電力貯蔵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292794A JPH04165931A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 水力発電所の電力貯蔵方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04165931A true JPH04165931A (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=17786426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2292794A Pending JPH04165931A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 水力発電所の電力貯蔵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04165931A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017083A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Toshiba Eng Co Ltd | マイクロ水力・燃料電池発電システム |
| CN103397620A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-11-20 | 侯献贵 | 节水型水电站 |
| CN105322661A (zh) * | 2014-07-18 | 2016-02-10 | 国家电网公司 | 一种复合储能系统 |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP2292794A patent/JPH04165931A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017083A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Toshiba Eng Co Ltd | マイクロ水力・燃料電池発電システム |
| CN103397620A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-11-20 | 侯献贵 | 节水型水电站 |
| CN105322661A (zh) * | 2014-07-18 | 2016-02-10 | 国家电网公司 | 一种复合储能系统 |
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