JPH0491641A - エネルギーシステム - Google Patents
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- JPH0491641A JPH0491641A JP2208875A JP20887590A JPH0491641A JP H0491641 A JPH0491641 A JP H0491641A JP 2208875 A JP2208875 A JP 2208875A JP 20887590 A JP20887590 A JP 20887590A JP H0491641 A JPH0491641 A JP H0491641A
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- 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
- 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】
（イタ産業上の利用分野
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を
、エネルギー消費地に輸送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を
、エネルギー消費地に輸送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しい。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しい。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、１５Ｎｏ、 ５などに述べられ
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Ｓｔ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、１５Ｎｏ、 ５などに述べられ
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Ｓｔ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リアルタイムのも
のであり、また提案の後者はエネルギー蓄積を前提とし
た概念を示したに過ぎず、具体的な構成については殆ど
触れられていない。
のであり、また提案の後者はエネルギー蓄積を前提とし
た概念を示したに過ぎず、具体的な構成については殆ど
触れられていない。
（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ものであって
、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とも
に、その水素吸蔵合金を海上輸送手段を用いて電力消費
地の近傍にまで運搬し、該電力消費地の近傍でその水素
吸蔵合金が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５１７を力を発生５するへ際１・上記
水素吸蔵合金としては３０℃における平衡水素圧力がｌ
気圧以下である材料を用いようとするものである。
、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とも
に、その水素吸蔵合金を海上輸送手段を用いて電力消費
地の近傍にまで運搬し、該電力消費地の近傍でその水素
吸蔵合金が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５１７を力を発生５するへ際１・上記
水素吸蔵合金としては３０℃における平衡水素圧力がｌ
気圧以下である材料を用いようとするものである。
（ホ）作用
本発明によれば、水素の海上輸送の安全性が確保され、
昨今問題となっているエネルギー間組を抜本的に解決す
ることができる。
昨今問題となっているエネルギー間組を抜本的に解決す
ることができる。
（へ）実施例
第１図は本発明エネルギーシステムの概念図を示してお
り、■は自然エネルギーの収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ｉ〜数
１１００ｋ平方のオーダの大面積に渡って配置されてい
る。
り、■は自然エネルギーの収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ｉ〜数
１１００ｋ平方のオーダの大面積に渡って配置されてい
る。
２はこの太陽電池１にて発電された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
．５Ｖ程度の低電圧を供給する必要があり、通常、その
単セルを１０〜２０セル程度を直列に接続してたものを
必要個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。
気分解する水分解装置で、水分解のための単セルには１
．５Ｖ程度の低電圧を供給する必要があり、通常、その
単セルを１０〜２０セル程度を直列に接続してたものを
必要個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。
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、ＬａＮｉ５で代表される希土類−Ｎｉ系合金
、Ｍｇ Ｎ’＋系合金、Ｆ ｅ −Ｔ ｉ系合金、Ｚ
ｒ−Ｍｎ系合金などの水素吸蔵合金から成っている。
蔵装置で、ＬａＮｉ５で代表される希土類−Ｎｉ系合金
、Ｍｇ Ｎ’＋系合金、Ｆ ｅ −Ｔ ｉ系合金、Ｚ
ｒ−Ｍｎ系合金などの水素吸蔵合金から成っている。
４はエネルギー消費地５近傍に設けられた燃料電池発電
所で、水素貯蔵装置３から放出される水素を燃料として
発電動作を行う。この燃料電池発電所４で発電された電
力はエネルギー消費地５に直送されると共に、その発電
の際に生じる熱エネルギーも消費地５に送られ利用され
る。
所で、水素貯蔵装置３から放出される水素を燃料として
発電動作を行う。この燃料電池発電所４で発電された電
力はエネルギー消費地５に直送されると共に、その発電
の際に生じる熱エネルギーも消費地５に送られ利用され
る。
ここでこの燃料電池発電所４の規模の一例を示す。約１
００戸の住宅からなるマンションに必要な電力量とされ
ている２ ４００ＫＷｈ （２００ＫＷ×１２時間）を
燃料ｔａ発電所４が発電するとした場合、燃料電池と電
力調整用のインバータとコントロールパネルとを含めた
発電部の大きさは、幅は２〜３ｍ、奥行き３〜４ｍ、高
さ約２ｍであり、またその時必要とする水素量は約８０
０ｍ２ この水素量を貯蔵するための水素流貯蔵装置３
を構成する水素吸蔵合金の量としては４トン程度が必要
て゛あろう。
００戸の住宅からなるマンションに必要な電力量とされ
ている２ ４００ＫＷｈ （２００ＫＷ×１２時間）を
燃料ｔａ発電所４が発電するとした場合、燃料電池と電
力調整用のインバータとコントロールパネルとを含めた
発電部の大きさは、幅は２〜３ｍ、奥行き３〜４ｍ、高
さ約２ｍであり、またその時必要とする水素量は約８０
０ｍ２ この水素量を貯蔵するための水素流貯蔵装置３
を構成する水素吸蔵合金の量としては４トン程度が必要
て゛あろう。
このようにエネルギー消費地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を池発電所を設ける方式
のメリ・／トは、発ｉｔ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５
０〜６０％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。
力消費量に見合った規模の燃料を池発電所を設ける方式
のメリ・／トは、発ｉｔ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５
０〜６０％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。
上記したように太陽電池１の発電効率は赤道近辺の低緯
度地帯に設置した場合が高いことは良く知られており、
特に砂漠地帯においては日照日時が多いので設置個所と
しては最適である。一方、エネルギー消費地５は一般に
高緯度地帯に偏在しており、太陽電池１を設置する個所
と、燃料電池発電所４とは数１１００ｋ、成るいは１０
００ｋ［１１以上離れていることも稀ではない。
度地帯に設置した場合が高いことは良く知られており、
特に砂漠地帯においては日照日時が多いので設置個所と
しては最適である。一方、エネルギー消費地５は一般に
高緯度地帯に偏在しており、太陽電池１を設置する個所
と、燃料電池発電所４とは数１１００ｋ、成るいは１０
００ｋ［１１以上離れていることも稀ではない。
従って太陽電池ｌ設置個所で水電解して得た水素をエネ
ルギー消費地５までパイプラインを用いて輸送すること
も技術的には可能であるが、輸送距離が長くなると輸送
効率の点から見ると水電解によって得られた水素を一旦
水素ａＢ（蔵合金に貯蔵せしめ、その水素吸蔵合金を船
舶を用いて海上輸送する方が優れている。
ルギー消費地５までパイプラインを用いて輸送すること
も技術的には可能であるが、輸送距離が長くなると輸送
効率の点から見ると水電解によって得られた水素を一旦
水素ａＢ（蔵合金に貯蔵せしめ、その水素吸蔵合金を船
舶を用いて海上輸送する方が優れている。
このような理由から本発明においては水素を吸収した水
素吸蔵合金からなる水素貯蔵装置３は船舶によって海上
輸送されるのであるが、その輸送中に船舶が何らかの事
故などに遭遇して水素を吸収した水素吸蔵合金が海中に
放出された場合においてもその安全性を確保する必要が
ある。
素吸蔵合金からなる水素貯蔵装置３は船舶によって海上
輸送されるのであるが、その輸送中に船舶が何らかの事
故などに遭遇して水素を吸収した水素吸蔵合金が海中に
放出された場合においてもその安全性を確保する必要が
ある。
そのために本発明においては水素貯蔵装置３を構成して
いる水素吸蔵合金としては、３０”Ｃにおける平衡水素
圧力が１気圧以下の材料が用いられている。平衡水素圧
力が１気圧以下とは、第２図に示すｖａｎ’ｔ Ｈｏｆ
ｆ図の斜線領域にある合金のことで、具体的には３０℃
以下の温度では水素吸蔵合金から］気圧の圧力下で水素
が放出、即ち拡散しないことを意味する。
いる水素吸蔵合金としては、３０”Ｃにおける平衡水素
圧力が１気圧以下の材料が用いられている。平衡水素圧
力が１気圧以下とは、第２図に示すｖａｎ’ｔ Ｈｏｆ
ｆ図の斜線領域にある合金のことで、具体的には３０℃
以下の温度では水素吸蔵合金から］気圧の圧力下で水素
が放出、即ち拡散しないことを意味する。
即ち、海水の温度は赤道直下において６３０’Ｃ以上に
上昇することはなく、たとえ水素吸蔵合金を満載した輸
送船が難破して水素吸蔵合金が海中に投げ出されても、
その水素吸蔵合金からは水素は拡散されず、水素と酸素
との化合による発熱やその他の環境破壊の恐れは一切発
生しない。
上昇することはなく、たとえ水素吸蔵合金を満載した輸
送船が難破して水素吸蔵合金が海中に投げ出されても、
その水素吸蔵合金からは水素は拡散されず、水素と酸素
との化合による発熱やその他の環境破壊の恐れは一切発
生しない。
このような３０℃における平衡水′Ｘ圧力が１気圧以下
の水素吸蔵合金としては、第２図に示されているような
材料であるＣ ａ ＮＩ Ｓ Ｈ＊、Ｐ ｄＨｏ、 、
、Ｍ ｇ １ Ｎ ＋ Ｈ１、Ｚ ｒＭ ｎ ｓ Ｈｒ
などが該当する。
の水素吸蔵合金としては、第２図に示されているような
材料であるＣ ａ ＮＩ Ｓ Ｈ＊、Ｐ ｄＨｏ、 、
、Ｍ ｇ １ Ｎ ＋ Ｈ１、Ｚ ｒＭ ｎ ｓ Ｈｒ
などが該当する。
また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ＦＡ電池を採用した場合について記述したが
、風力発電、水力発電、地熱発電、；朝汐発電、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ＦＡ電池を採用した場合について記述したが
、風力発電、水力発電、地熱発電、；朝汐発電、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ともに、その水素ｇ
＆蔵金合金海上輸送手段を用いて電力消費地の近傍にま
で運搬し、該電力消費地の近傍で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
作動させて電力を発生させるに際し、上記水素吸蔵合金
として３０℃における平衡水素圧力が１気圧以下である
材料を用いているので、水素を吸収した水素吸蔵合金の
海上輸送の安全性を確保することができるとともに、ク
リーンな自然エネルギーに基づいて発電された電力が無
駄なく利用され、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ともに、その水素ｇ
＆蔵金合金海上輸送手段を用いて電力消費地の近傍にま
で運搬し、該電力消費地の近傍で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
作動させて電力を発生させるに際し、上記水素吸蔵合金
として３０℃における平衡水素圧力が１気圧以下である
材料を用いているので、水素を吸収した水素吸蔵合金の
海上輸送の安全性を確保することができるとともに、ク
リーンな自然エネルギーに基づいて発電された電力が無
駄なく利用され、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
水素吸蔵合金のｖａｎ’ｔ Ｈｏｆｆ図である。 １ 太陽電池、２ 水電解装置、 ３ 水素貯蔵装置、４・・燃料電池発電所、５ エ
ネルギー消費地。 出顆人 三洋を機株式会社 代理人 弁理士 西野卓嗣（外２名）
水素吸蔵合金のｖａｎ’ｔ Ｈｏｆｆ図である。 １ 太陽電池、２ 水電解装置、 ３ 水素貯蔵装置、４・・燃料電池発電所、５ エ
ネルギー消費地。 出顆人 三洋を機株式会社 代理人 弁理士 西野卓嗣（外２名）
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
ともに、その水素吸蔵合金を海上輸送手段を用いて電力
消費地の近傍にまで運搬し、該電力消費地の近傍でその
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を発生させるエネルギ
ーシステムにおいて、上記水素吸蔵合金としては３０℃
における平衡水素圧力が１気圧以下である材料を用いた
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 |
|---|---|---|---|
| JP2208875A JPH0491641A (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 |
|---|---|---|---|
| JP2208875A JPH0491641A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491641A true JPH0491641A (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16563567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208875A Pending JPH0491641A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | エネルギーシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491641A (ja) |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2208875A patent/JPH0491641A/ja active Pending
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