JPH0491640A - エネルギーシステム - Google Patents
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- JPH0491640A JPH0491640A JP2208874A JP20887490A JPH0491640A JP H0491640 A JPH0491640 A JP H0491640A JP 2208874 A JP2208874 A JP 2208874A JP 20887490 A JP20887490 A JP 20887490A JP H0491640 A JPH0491640 A JP H0491640A
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- hydrogen
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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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
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-
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、風力、水力、地熱、潮汐、温度差、太陽熱、
太陽光などの自然エネルギーに基づいて発電した電力に
て水素を発生させ、その水素を一旦水素吸蔵会金に貯蔵
すると共に、必要に応じてその貯蔵水素を燃料電池に供
給して発電するエネルギーシステムに関する。
太陽光などの自然エネルギーに基づいて発電した電力に
て水素を発生させ、その水素を一旦水素吸蔵会金に貯蔵
すると共に、必要に応じてその貯蔵水素を燃料電池に供
給して発電するエネルギーシステムに関する。
（ロ）従来の技術
化石エネルギーの枯渇と共に、温暖化、酸性雨の発生な
どの地球環境の危機が叫ばれ始めて久−い。そのような
観点から風力、水力、地熱、潮汐、温度差、太陽熱、太
陽光などの無公害の自然エネルギーに着目したエネルギ
ーシステムの開発が試みられているが、そのトータル的
な進展状況は遅々としたものと云わざるを得ない状態に
ある。
どの地球環境の危機が叫ばれ始めて久−い。そのような
観点から風力、水力、地熱、潮汐、温度差、太陽熱、太
陽光などの無公害の自然エネルギーに着目したエネルギ
ーシステムの開発が試みられているが、そのトータル的
な進展状況は遅々としたものと云わざるを得ない状態に
ある。
そのような状況下においても、太陽光を直接電気エネル
ギーに変換する太陽電池に関する技術開発は比較的進ん
でおり、その変換効率だけを見ても一時期の２倍以上を
記録している。そして例えば、 「エコノミストＪ ’８９．８．１５．２２合併号、成
るいは「太陽エネルギーＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＪＳＥ
ＳＪ ’８９ Ｖｏｌ、１５＼ｏ、５なビに述べられて
いるように、太陽電池を赤道近辺の砂漠地域に配置し、
その太陽電池で発電した電力を超電導ケーブルを用いて
エネルギー消費地へ送電しようとする雄大な提案が為さ
れている。
ギーに変換する太陽電池に関する技術開発は比較的進ん
でおり、その変換効率だけを見ても一時期の２倍以上を
記録している。そして例えば、 「エコノミストＪ ’８９．８．１５．２２合併号、成
るいは「太陽エネルギーＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＪＳＥ
ＳＪ ’８９ Ｖｏｌ、１５＼ｏ、５なビに述べられて
いるように、太陽電池を赤道近辺の砂漠地域に配置し、
その太陽電池で発電した電力を超電導ケーブルを用いて
エネルギー消費地へ送電しようとする雄大な提案が為さ
れている。
一方、太陽電池で発電した電力を用いて水を電気分解し
て水素と酸素とを発生させ、その水素をエネルギー源と
しようとする提案も例えば、特開昭５４−１２７８９０
号、特開昭５５−１１６６０１号公報などに示されてい
る。
て水素と酸素とを発生させ、その水素をエネルギー源と
しようとする提案も例えば、特開昭５４−１２７８９０
号、特開昭５５−１１６６０１号公報などに示されてい
る。
（ハ）発明が解決しようとする課題
ところが前者の提案は発電と消費とがＩＪアルタイムの
ものであり、また提案の後者はエネルギー蓄積を前提と
したものであるが、単なる概念を示しているに過ぎない
。
ものであり、また提案の後者はエネルギー蓄積を前提と
したものであるが、単なる概念を示しているに過ぎない
。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明はこのような課題に鑑みて為されたちのであって
、自然エネルギーに基づいて発電した電力で水を電気分
解して水素を発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共に
、その水素吸蔵合金から水素を放出させてその放出水素
を燃料として燃料電池を作動させて電力、並びに熱を発
生させる際に、水を分解する場所から水素吸蔵合金へ水
素を輸送するパイプの径を、その水素吸蔵合金から燃料
電池へ水素を輸送するパイプの径より太く設定したもの
である。
、自然エネルギーに基づいて発電した電力で水を電気分
解して水素を発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共に
、その水素吸蔵合金から水素を放出させてその放出水素
を燃料として燃料電池を作動させて電力、並びに熱を発
生させる際に、水を分解する場所から水素吸蔵合金へ水
素を輸送するパイプの径を、その水素吸蔵合金から燃料
電池へ水素を輸送するパイプの径より太く設定したもの
である。
（ホ）作用
本発明によれば、自然エネルギーに基づいて得られた水
素の水素吸蔵合金に対する輸送、並びに水素吸蔵合金か
ら燃Ｎｔ池への水素の輸送がスムーズに無駄なく行われ
る。
素の水素吸蔵合金に対する輸送、並びに水素吸蔵合金か
ら燃Ｎｔ池への水素の輸送がスムーズに無駄なく行われ
る。
（ヘノ実施例
第１図は本発明エネルギーシステムの概念図であって、
ｌは自然エネルギーのれ集手段として最も一般的な太陽
電池であって、赤道近辺の砂漠地域などに数ｂ〜数１Ｏ
ＯｋｌＴ１平方のオーダの大面積に渡って配置されてい
る。
ｌは自然エネルギーのれ集手段として最も一般的な太陽
電池であって、赤道近辺の砂漠地域などに数ｂ〜数１Ｏ
ＯｋｌＴ１平方のオーダの大面積に渡って配置されてい
る。
２はこの太ｌｌ＃電池１にて発電された直流電力によっ
て水を電気分解する水分解装置で、水分解のための単セ
ルには１．５〜′程度の低電圧を供給する必要があり、
連木、その単セルを１０〜２０セル程度を直列に接続し
てたものを必要ＩＩＩ数並置する構成が採られている。
て水を電気分解する水分解装置で、水分解のための単セ
ルには１．５〜′程度の低電圧を供給する必要があり、
連木、その単セルを１０〜２０セル程度を直列に接続し
てたものを必要ＩＩＩ数並置する構成が採られている。
尚、この水分解装置としては、ナフィオンなどのイオン
交換膜を用いるＳＰＥ法や、ジルコニアなどの固体電解
質を用いる方法などが、電力効率、即ち電気−水素変換
効率の点などからこの種システムのような大量の水分解
に適している。
交換膜を用いるＳＰＥ法や、ジルコニアなどの固体電解
質を用いる方法などが、電力効率、即ち電気−水素変換
効率の点などからこの種システムのような大量の水分解
に適している。
３はこの水分解装置２から得られる水素を貯える水素貯
蔵装置で、ＬａＮｉ、で代表される希土類−Ｎｉ系合金
、Ｍｇ−Ｎｉ系合金、Ｆ ｅ −Ｔ ｉ系合金、Ｚｒ−
Ｍｎ系合金などの水素吸蔵合金から成っており、この水
分解装置２から水素貯蔵装置３への水素の輸送が行われ
るメインパイプ４の径は太く構成さｔ？、ている。
蔵装置で、ＬａＮｉ、で代表される希土類−Ｎｉ系合金
、Ｍｇ−Ｎｉ系合金、Ｆ ｅ −Ｔ ｉ系合金、Ｚｒ−
Ｍｎ系合金などの水素吸蔵合金から成っており、この水
分解装置２から水素貯蔵装置３への水素の輸送が行われ
るメインパイプ４の径は太く構成さｔ？、ている。
５．５ ・・は住宅、工場などのエネルギー消費地で、
各消費地５．５・・・にはそれぞれのエネルギー消費量
に見１った燃料電池発電所６．６・を持っており、この
各発電所６．６ ・・に対する燃料は上記水素貯蔵装置
３からサブパイプ７．７・を介して供給される。尚、こ
のサブパイプ７．７ ・の径は上記メインパイプ４より
細く設定されている。
各消費地５．５・・・にはそれぞれのエネルギー消費量
に見１った燃料電池発電所６．６・を持っており、この
各発電所６．６ ・・に対する燃料は上記水素貯蔵装置
３からサブパイプ７．７・を介して供給される。尚、こ
のサブパイプ７．７ ・の径は上記メインパイプ４より
細く設定されている。
而して太陽光を受けて太陽電池ｌにて発電された電力は
水分解装置２に供給されて水を電気分解し、水素と酸素
とを発生する。そのうち水素は大径のメインパイプ４を
介して水素貯蔵装置３に輸送されて水素吸蔵合金に貯蔵
される。
水分解装置２に供給されて水を電気分解し、水素と酸素
とを発生する。そのうち水素は大径のメインパイプ４を
介して水素貯蔵装置３に輸送されて水素吸蔵合金に貯蔵
される。
このように水素貯蔵装置５．５ ・・に貯えられた水素
は適宜細径のサブパイプ７．７ ・・を介してエネルギ
ー消費地５．５・・近傍の燃料電池発電所６．６・・に
輸送され、該発電所６．６・・・はその輸送されてくる
水素を燃料として発電動作を行い、発ｉｔ力を各消費地
５．５ ・に給電すると同時に、この発電動作に伴って
発生する熱もそのエネルギー消費地５．５・・に供給さ
れ、利用される。
は適宜細径のサブパイプ７．７ ・・を介してエネルギ
ー消費地５．５・・近傍の燃料電池発電所６．６・・に
輸送され、該発電所６．６・・・はその輸送されてくる
水素を燃料として発電動作を行い、発ｉｔ力を各消費地
５．５ ・に給電すると同時に、この発電動作に伴って
発生する熱もそのエネルギー消費地５．５・・に供給さ
れ、利用される。
第２図は本発明システムの他の実施例を示しており、第
１図の構成と異なるところは、水素貯蔵装置３から燃料
電池発電所６．６・ に水素を細径のサブパイプ７．７
・・・を介して水素を供給する際に、燃料電池発電所６
．６ ・・に近接した個所に水素貯蔵装置３と同様に水
素吸蔵合金から構成された水素貯蔵部８．８ ・・を介
在させてたところにある。この水素貯蔵部６．６・・を
介在させることによって各燃料電池発電所６．６ に
安定した水素供給が行えるようになる。
１図の構成と異なるところは、水素貯蔵装置３から燃料
電池発電所６．６・ に水素を細径のサブパイプ７．７
・・・を介して水素を供給する際に、燃料電池発電所６
．６ ・・に近接した個所に水素貯蔵装置３と同様に水
素吸蔵合金から構成された水素貯蔵部８．８ ・・を介
在させてたところにある。この水素貯蔵部６．６・・を
介在させることによって各燃料電池発電所６．６ に
安定した水素供給が行えるようになる。
ここで本発明に係るエネルギーシステムに関する具体例
を、標準的な原子力発電所である１００万ＫＷ規模の電
力を供給することのできるシステムの場合について説明
する。最終的に１００万ＫＷの総電力を燃料電池発電所
６から発電させるためには太陽電池１としては、変換効
率を１５％とすると、面積８．２７．ｘ １０ ’ｍ”
が必要である。
を、標準的な原子力発電所である１００万ＫＷ規模の電
力を供給することのできるシステムの場合について説明
する。最終的に１００万ＫＷの総電力を燃料電池発電所
６から発電させるためには太陽電池１としては、変換効
率を１５％とすると、面積８．２７．ｘ １０ ’ｍ”
が必要である。
この太陽電池１で発電された電力で水電解装置２を用い
て水を電気分解すると、その時の変換効率を９０％に仮
定すると、１日当り１．９４Ｘ１０”！の水素が得られ
る。この水素を水素貯蔵装置３に供給するメインパイプ
４の直径は５ｍで、その時の輸送圧力は２ ｋｇ 、ｙ
′ａｍ ”、ガス流速は４ ｍ 、、’ ５である。こ
の規模の容量の水素を貯蔵するには水素貯蔵装置３とし
て、３ｗｔ％の水素吸蔵合金を用いるとすると、１日当
り約４万トン必要となる。
て水を電気分解すると、その時の変換効率を９０％に仮
定すると、１日当り１．９４Ｘ１０”！の水素が得られ
る。この水素を水素貯蔵装置３に供給するメインパイプ
４の直径は５ｍで、その時の輸送圧力は２ ｋｇ 、ｙ
′ａｍ ”、ガス流速は４ ｍ 、、’ ５である。こ
の規模の容量の水素を貯蔵するには水素貯蔵装置３とし
て、３ｗｔ％の水素吸蔵合金を用いるとすると、１日当
り約４万トン必要となる。
また水素貯蔵装置３から燃料電池発を所６まで水素を輸
送するサブパイプ７としては、その発電所７の規模によ
るが、例えば１０万ＫＷの発電をすると仮定すると、そ
の時のサブパイプ７の直径は１．５ｍで、その時の輸送
圧力は” ” ｋｇ／’Ｃｍ ’、ガス流速は３．１ｍ
／Ｓであった。尚、本発明においてはエネルギー消費地
５．５・ の近傍にその消費地の電力消費量に見合った
規模の燃料電池発電所を設けているので、燃料電池発電
所の発電電力のみならず、その発電の際に生じる熱をも
消費地で利用することができ、トータル的なエネルギー
効率を向上せしめることができる点であろう。即ち、燃
料電池の発電機としての効率はせいぜい５０〜６０％で
あるが、発電熱をも含めたエネルギー利用効率は８０％
にも達することが期待できる。
送するサブパイプ７としては、その発電所７の規模によ
るが、例えば１０万ＫＷの発電をすると仮定すると、そ
の時のサブパイプ７の直径は１．５ｍで、その時の輸送
圧力は” ” ｋｇ／’Ｃｍ ’、ガス流速は３．１ｍ
／Ｓであった。尚、本発明においてはエネルギー消費地
５．５・ の近傍にその消費地の電力消費量に見合った
規模の燃料電池発電所を設けているので、燃料電池発電
所の発電電力のみならず、その発電の際に生じる熱をも
消費地で利用することができ、トータル的なエネルギー
効率を向上せしめることができる点であろう。即ち、燃
料電池の発電機としての効率はせいぜい５０〜６０％で
あるが、発電熱をも含めたエネルギー利用効率は８０％
にも達することが期待できる。
尚、以上の説明においては太陽エネルギーを直接電力に
変換する太陽電池を採用した場合について詳述したが、
風力発電、水力発電、地熱発電、潮汐発電、海水の温度
差発電、太陽熱発電など、太陽から供給されるエネルギ
ーに基づいて発生する各種の自然現象を利用した発電手
段も同様に利用することができる。
変換する太陽電池を採用した場合について詳述したが、
風力発電、水力発電、地熱発電、潮汐発電、海水の温度
差発電、太陽熱発電など、太陽から供給されるエネルギ
ーに基づいて発生する各種の自然現象を利用した発電手
段も同様に利用することができる。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかなように、自然エネルギ
ーに基づいて発電した電力で水を電気分解して水素を発
生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共に、その水素吸蔵
合金から水素を放出させてその放出水素を燃料として燃
料電池を作動させて電力、並びに熱を発生させる際に、
水を分解する場所から水素吸蔵合金へ水素を輸送するパ
イプの径を、その水素吸蔵合金から燃料電池へ水素を輸
送するパイプの径より太く設定しているので、自然エネ
ルギーにて得られた水素を貯える水素吸蔵合金への水素
の輸送、並びにその水素吸蔵合金から燃料電池への水素
の輸送が効率よく、また無駄なく行われ、トータル的な
エネルギーの無駄が極力排除されたシステムが得られ、
化石エネルギーの枯渇問題、地球の温暖化や酸性雨の発
生などの地球環境問題を抜本的に解決することができる
。
ーに基づいて発電した電力で水を電気分解して水素を発
生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると共に、その水素吸蔵
合金から水素を放出させてその放出水素を燃料として燃
料電池を作動させて電力、並びに熱を発生させる際に、
水を分解する場所から水素吸蔵合金へ水素を輸送するパ
イプの径を、その水素吸蔵合金から燃料電池へ水素を輸
送するパイプの径より太く設定しているので、自然エネ
ルギーにて得られた水素を貯える水素吸蔵合金への水素
の輸送、並びにその水素吸蔵合金から燃料電池への水素
の輸送が効率よく、また無駄なく行われ、トータル的な
エネルギーの無駄が極力排除されたシステムが得られ、
化石エネルギーの枯渇問題、地球の温暖化や酸性雨の発
生などの地球環境問題を抜本的に解決することができる
。
第１図は本発明システムの構成を示す概念図、第２図は
同じく本発明システムの異なった実施例を示す概念図で
ある。 １・・太陽電池、 ２ 水分解装置、 ３．８ ・水素貯蔵装置、 ４．７ パイプライン、 ５ エネルギー消費地、 ６・ 燃料電池発電所。
同じく本発明システムの異なった実施例を示す概念図で
ある。 １・・太陽電池、 ２ 水分解装置、 ３．８ ・水素貯蔵装置、 ４．７ パイプライン、 ５ エネルギー消費地、 ６・ 燃料電池発電所。
Claims (2)
- （１）自然エネルギーに基づいて発電した電力で水を電
気分解して水素を発生させて水素吸蔵合金に貯蔵すると
共に、その水素吸蔵合金から水素を放出させてその放出
水素を燃料とする燃料電池を、エネルギー消費地近傍に
配置してその消費地へ供給する電力を得るエネルギーシ
ステムにおいて、水分解域から水素吸蔵合金設置域への
水素輸送パイプの径を、水素吸蔵合金設置域から燃料電
池配置域への水素輸送パイプ径より太く設定したことを
特徴とするエネルギーシステム。 - （２）上記自然エネルギーとしては風力エネルギー、水
力エネルギー、地熱エネルギー、潮汐エネルギー、温度
差エネルギー、太陽エネルギーのいずれか、若しくはそ
れらの組み合わせであることを特徴とした請求項（１）
記載のエネルギーシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208874A JPH0491640A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208874A JPH0491640A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491640A true JPH0491640A (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16563551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208874A Pending JPH0491640A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491640A (ja) |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2208874A patent/JPH0491640A/ja active Pending
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