JPH08111223A - 非常用電力供給システム - Google Patents

非常用電力供給システム

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JPH08111223A
JPH08111223A JP6270507A JP27050794A JPH08111223A JP H08111223 A JPH08111223 A JP H08111223A JP 6270507 A JP6270507 A JP 6270507A JP 27050794 A JP27050794 A JP 27050794A JP H08111223 A JPH08111223 A JP H08111223A
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JP
Japan
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hydrogen
power supply
storage alloy
hydrogen storage
fuel cell
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JP6270507A
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English (en)
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Takahiro Yonezaki
孝広 米崎
Koichi Nishimura
康一 西村
Teruhiko Imoto
輝彦 井本
Ikuro Yonezu
育郎 米津
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/065—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by dissolution of metals or alloys; by dehydriding metallic substances
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • 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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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

(57)【要約】 【目的】 停電発生時に、対象機器に非常用電力を供給
すると共に、対象機器の熱暴走を防止することが出来る
効率的な非常用電力供給システムを提供する。 【構成】 本発明の非常用電力供給システムは、水素吸
蔵合金タンク１と燃料電池２を開閉弁11を介して接続
し、停電発生時には、制御装置８によって開閉弁11を開
き、燃料電池２に水素を供給する。燃料電池２の発生電
力は電気系統24を経て対象機器に供給する。又、水素吸
蔵合金タンク１の水素放出時の冷熱は伝熱系統32を経て
対象機器に供給し、これによって対象機器の熱暴走を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、商用電源からの電力供
給によって動作する対象機器に対し、商用電源の停電時
に非常用の電力を供給するシステムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、水素吸蔵合金の水素貯蔵機能
や熱エネルギー変換機能等を利用した各種の水素吸蔵合
金応用システム、例えばヒートポンプ、水素貯蔵システ
ム、燃料電池システム等の開発が進められている。
【０００３】ヒートポンプは、水素吸蔵合金が水素を吸
収する際の発熱と水素を放出する際の吸熱を直接に利用
して、効率的な冷暖房システムを構成するためのもので
ある。又、燃料電池システムは、例えばりん酸型、或い
はアルカリ型燃料電池の水素極として水素吸蔵合金を利
用したもので、４０％を越える高い発電効率が得られ
る。
【０００４】ところで、図３の如く通信機室(12)、事務
室(13)及び電力室(14)を具えたビルディングにおいて
は、通信機室(12)に設置された交換機(５)や空調機(15)
の電力を通常は商用電源によって賄っている。この様な
通信用電源システムにおいては、停電が発生した場合の
非常用電源装置として、従来は、例えば電力室に非常用
発電機を設置することが行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非常用電源装置においては、停電発生時に供給出来る電
力には制限があるから、重要度に応じて、交換機には電
力を供給するとしても、空調機等の重要度の低い機器に
は、電力を供給する余裕が無い場合が多い。この様な場
合、空調機が停止すると、交換機の温度が上昇して、そ
の中枢部であるマイクロコンピュータ等の電子部品が暴
走して、交換機の動作に異常が生じる問題があった。
【０００６】本発明の目的は、停電発生時に対象機器に
非常用電力を供給すると共に、対象機器の熱暴走を防止
することが出来る効率的な非常用電力供給システムを提
供することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る非常用電力供
給システムは、対象機器の非常用電源として、水素吸蔵
合金から放出される水素の供給を受けて発電する燃料電
池を用いると共に、水素吸蔵合金が水素を放出する際の
冷熱によって、対象機器を冷却するものである。
【０００８】具体的には、本発明の非常用電力供給シス
テムは、水素を吸蔵した水素吸蔵合金タンク(１)と、水
素吸蔵合金タンク(１)と開閉弁(11)を介して連結され、
水素吸蔵合金タンク(１)から放出される水素の供給を受
けて発電する燃料電池(２)と、商用電源(６)からの電力
又は燃料電池(２)が発生する電力の何れか一方を切換え
可能に対象機器へ供給するための電気系統(24)と、水素
吸蔵合金タンク(１)が水素を放出する際の冷熱を対象機
器へ供給するための伝熱系統(32)と、商用電源(６)の停
電を検知して、前記開閉弁(11)を開くと共に、前記電気
系統(24)を商用電源(６)側から燃料電池(２)側へ切り換
える制御装置(８)とを具えている。
【０００９】
【作用】商用電源(６)に停電が発生すると、制御装置
(８)がこれを検知して、開閉弁(11)を開くと共に、電気
系統(24)を商用電源(６)側から燃料電池(２)側へ切り換
える。この結果、水素吸蔵合金タンク(１)に吸蔵されて
いる水素が開閉弁(11)を通過して、燃料電池(２)へ供給
される。これによって燃料電池(２)が発電を開始し、そ
の発生電力が電気系統(24)を経て対象機器へ供給され
る。又、水素吸蔵合金タンク(１)内の水素吸蔵合金が水
素を放出する際の冷熱は、伝熱系統(32)を経て対象機器
へ供給される。これによって、対象機器の熱暴走が防止
される。
【００１０】
【発明の効果】本発明に係る非常用電力供給システムに
よれば、水素吸蔵合金が放出する水素は燃料電池の発電
に利用されると同時に、水素吸蔵合金が水素を放出する
際の冷熱は対象機器の冷却に利用される。即ち、水素吸
蔵合金が発揮する２つの能力が同時に無駄なく利用され
て、非常用電力の供給と対象機器の熱暴走防止が極めて
効率的に行なわれる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。図１は、本発明に係る非常用電力供給シス
テムの概略構成を表わしている。電力を供給すべき対象
機器は通信用の交換機(５)であって、通常は商用電源
(６)からの交流電源が供給されて、２４時間稼動する。
【００１２】図示の如く、水素吸蔵合金タンク(１)と燃
料電池(２)とは開閉弁(11)を介して互いに配管接続され
ている。更に、停電発生時に燃料電池(２)が発生する電
力は、先ずバックアップ用バッテリ(３)の充電に供され
る。そして、バックアップ用バッテリ(３)の直流電力は
インバータ(４)にて交流電力に変換された後、連結器
(７)を介して交換機(５)へ供給される構成となってい
る。尚、燃料電池(２)としては、排熱が少なくコンパク
トなりん酸型(ＰＥＭ)を採用することが望ましい。
【００１３】又、水素吸蔵合金タンク(１)には送風機
(９)が連結されており、更にダクト等の伝熱系統(32)を
介して交換機(５)と連結されている。停電発生時には、
水素吸蔵合金タンク(１)から発生する冷熱が、送風機
(９)によって伝熱系統(32)へ冷風として送り出され、こ
の冷風によって交換機(５)が冷却される。
【００１４】送風機(９)の起動停止、開閉弁(11)の開閉
及び連結器(７)の切換えは制御装置(８)によって制御さ
れている。制御装置(８)は商用電源(６)の停電を周知の
方法で検知することによって、図２に示す所定の制御手
続きを実行するものである。
【００１５】即ち、停電が発生すると、図２のステップ
Ｓ１にて連結器(７)を商用電源(６)側からインバータ
(４)側へ切り換える。これによって、ステップＳ２のバ
ックアップ用バッテリ(３)からの電力供給が開始され
る。次に、ステップＳ３にて開閉弁(11)を開く。これに
よって、ステップＳ４の燃料電池(２)の発電が開始され
る。続いてステップＳ５にて、送風機(９)を起動し、水
素吸蔵合金タンク(１)から発生する冷風を交換機(５)へ
供給する。
【００１６】その後、ステップＳ６にて停電の復旧が検
知されると、ステップＳ７にて、連結器(７)をインバー
タ(４)側から商用電源(６)側へ切り換えて、商用電源
(６)からの電力供給に復帰する。次にステップＳ８にて
開閉弁(11)を閉じ、ステップＳ９にて燃料電池(２)の発
電を停止する。続いて、ステップＳ１０にて送風機(９)
を停止した後、通常運転モードの制御ルーチンへ戻る。
【００１７】図３は、通信機室(12)、事務室(13)及び電
力室(14)を有するビルディングにおける電力供給システ
ムを表わしている。通信機室(12)には、交換機(５)が設
置されると共に、室内を一定温度に保つための空調機(1
5)が設置されている。又、電力室(14)には、水素吸蔵合
金タンク(１)、燃料電池(２)、受電盤(21)、及び連系装
置(19)(20)が設置されている。
【００１８】燃料電池(２)が発生する非常用の電力は、
電力室(14)内の受電盤(21)、連系装置(19)(20)、事務室
(13)内の交流系(17)及び直流系(18)、更に通信機室(12)
内の分岐架(16)を経て、交換機(５)へ供給される。
【００１９】図４は、上記電力供給システムの更に詳細
な機器構成を示している。水素吸蔵合金タンク(１)の側
部には送風機(９)が設置され、水素吸蔵合金タンク(１)
は水素配管(33)及び開閉弁(11)を経て燃料電池(２)へ接
続されている。又、水素吸蔵合金タンク(１)は、隔壁(2
5)を貫通して伸びるダクト(10)を経て、交換機(５)へ連
結されている。
【００２０】商用電源からの電力は受電盤(21)にて受電
され、連結器(７)及び分電盤(22)を経て交換機(５)へ供
給される。一方、停電発生時に燃料電池(２)が発生する
非常用電力はバックアップ用バッテリ(３)を経てインバ
ータ(４)へ供給され、これによって交流電力に変換され
た後、連結器(７)及び分電盤(22)を経て交換機(５)へ供
給されるのである。
【００２１】受電盤(21)、バックアップ用バッテリ
(３)、燃料電池(２)、及び開閉弁(11)には制御系統(34)
を経て、前記制御装置(８)を構成する制御盤(23)と接続
されている。
【００２２】図６は、上記非常用電力供給システムの動
作例を表わしている。停電が発生すると、その時点Ｔに
て、上記開閉弁(11)が開いて水素吸蔵合金タンク(１)か
ら水素が放出される結果、タンク内の水素ガス圧力は１
ａｔｍ近くまで急激に低下し、その後、１ａｔｍよりも
僅かに高い圧力を維持する。又、合金温度は一旦、約５
℃の低下を生じた後、徐々に上昇する。そして、水素吸
蔵合金タンク(１)から発生する水素が燃料電池(２)に供
給されることによって、非常用の電力が発生する。
【００２３】上記非常用電力供給システムにおいては、
例えば、交換機の消費電力を１ＫＷとした場合、下記の
如く水素吸蔵合金タンク(１)の必要容量が試算される。
停電発生時に１時間だけ交換機へ１ＫＷの電力を供給す
る場合、燃料電池の水素消費量は約１２ml／W・minであ
るので、水素の総量は、約３０mol(at 25℃)、即ち約６
０ｇとなる。ここで、水素吸蔵合金の水素放出可能量を
１.５wt％と仮定すると、水素吸蔵合金の必要量は４０
００ｇとなる。
【００２４】更に水素吸蔵合金の密度を８ｇ／cm3、充
填率を５０％とすると、水素吸蔵合金タンクの容量は１
０００cm3となる。又、水素吸蔵合金が水素を放出する
際の吸熱量は約７Kcal／molH2であるから、水素吸蔵合
金タンクからの冷熱により、交換機に対して、２１０Kc
al／hrの冷却能力が得られることになる。
【００２５】交換機の熱容量を７Kcalとし、交換機は、
その発生する熱量８６０Kcalの内、半分を強制対流(空
調)によって除去し、残り半分を自然放熱で除去する様
に設計されているものとする。従来のシステムにおいて
停電時に空調が止った場合、交換機の温度上昇Δｔは約
６０℃／hrとなり、初期温度が４０℃のとき、１時間後
の交換機の温度は１００℃に達する。
【００２６】これに対し、本発明の水素吸蔵合金による
冷却が行なわれた場合、前述の如く水素吸蔵合金タンク
の冷却能力は２１０Kcal／hrであるから、交換機の温度
上昇Δｔは約３０℃／hrとなり、初期温度が４０℃のと
き、１時間後の交換機の温度は７０℃に抑えられる。
【００２７】図５は、実線によって従来における交換機
の温度上昇の様子を表わし、破線によって本発明におけ
る交換機の温度上昇の様子を表わして、両者を比較した
ものである。従来では、停電発生時点Ｔから約１時間経
過後に、交換機の温度は熱暴走温度Ｔｅを越えているの
に対し、本発明のシステムでは、１時間を経過しても交
換機の温度は約７０℃であって、熱暴走温度には達して
いない。
【００２８】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【００２９】例えば図７に示す様に、水素吸蔵合金タン
ク(27)及び燃料電池(28)からなるコンパクトな無停電電
源装置(30)を構成して、これを各種の電子機器(26)に一
体に取り付け、電子機器(26)に対する電力供給と冷却を
同時に行なうことも可能である。図８は、上記電子機器
(26)の一例として、コンピュータ(29)に対して水素吸蔵
合金タンク(27)及び燃料電池(28)からなる無停電電源装
置(30)を装備したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非常用電力供給システムの構成を
示すブロック図である。
【図２】非常用電力供給システムにおける停電時の制御
手続きを表わすフローチャートである。
【図３】非常用電力供給システムの機器配置を示す斜視
図である。
【図４】更に詳細な機器構成を示す一部破断斜視図であ
る。
【図５】対象機器の温度上昇の様子を表わすグラフであ
る。
【図６】本発明の非常用電力供給システムの動作を説明
するグラフである。
【図７】他の実施例の外観を示す斜視図である。
【図８】更に具体的な実施例の外観を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
(１) 水素吸蔵合金タンク (２) 燃料電池 (３) バックアップ用バッテリ (４) インバータ (５) 交換機 (６) 商用電源 (７) 連結器 (８) 制御装置 (９) 送風機 (11) 開閉弁 (24) 電気系統 (32) 伝熱系統
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】ヒートポンプは、水素吸蔵合金が水素を吸
収する際の発熱と水素を放出する際の吸熱を直接に利用
して、効率的な冷暖房システムを構成するためのもので
ある。又、燃料電池システムは、例えばりん酸型、或い
はアルカリ型燃料電池の水素貯蔵タンクとして水素吸蔵
合金を利用したもので、４０％を越える高い発電効率が
得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対象機器の非常用電源として、水素吸蔵
    合金から放出される水素の供給を受けて発電する燃料電
    池を用いると共に、水素吸蔵合金が水素を放出する際の
    冷熱によって、対象機器を冷却することを特徴とする非
    常用電力供給システム。
  2. 【請求項２】 商用電源(６)からの電力供給によって動
    作する対象機器に対して、商用電源(６)の停電時に電力
    を供給する非常用電力供給システムにおいて、 水素を吸蔵した水素吸蔵合金タンク(１)と、 水素吸蔵合金タンク(１)と開閉弁(11)を介して連結さ
    れ、水素吸蔵合金タンク(１)から放出される水素の供給
    を受けて発電する燃料電池(２)と、 商用電源(６)からの電力又は燃料電池(２)が発生する電
    力の何れか一方を、切換え可能に対象機器へ供給するた
    めの電気系統(24)と、 水素吸蔵合金タンク(１)が水素を放出する際の冷熱を対
    象機器へ供給するための伝熱系統(32)と、 商用電源(６)の停電を検知して、前記開閉弁(11)を開く
    と共に、前記電気系統(24)を商用電源(６)側から燃料電
    池(２)側へ切り換える制御装置(８)とを具えたことを特
    徴とする非常用電力供給システム。
JP6270507A 1994-10-07 1994-10-07 非常用電力供給システム Pending JPH08111223A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044551A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Toyota Motor Corp 冷却システムと冷却システムを備える移動体
JP2005174564A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Hitachi Ltd 燃料電池用高分子電解質膜／電極接合体、それを用いた燃料電池、その燃料電池を搭載した電子機器
KR100774464B1 (ko) * 2005-12-05 2007-11-08 엘지전자 주식회사 연료 전지를 포함하는 전기 공급시스템의 정전 알림 장치및 그 제어방법
JP2014175255A (ja) * 2013-03-12 2014-09-22 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池発電システム
WO2018225602A1 (ja) * 2017-06-06 2018-12-13 高砂熱学工業株式会社 蓄熱システム、および蓄熱システムの運転方法

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