JPH10205700A - 遠隔地からの太陽光発電電力による大量電解水素ガスの加圧送出供給設備 - Google Patents

遠隔地からの太陽光発電電力による大量電解水素ガスの加圧送出供給設備

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JPH10205700A
JPH10205700A JP9009947A JP994797A JPH10205700A JP H10205700 A JPH10205700 A JP H10205700A JP 9009947 A JP9009947 A JP 9009947A JP 994797 A JP994797 A JP 994797A JP H10205700 A JPH10205700 A JP H10205700A
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JP
Japan
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pressurized
pressure
hydrogen gas
demand
tank
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JP9009947A
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English (en)
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Takayoshi Asaumi
隆義 浅海
Yukio Yanagisawa
幸雄 柳沢
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
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CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】遠隔地からの太陽光発電電力による大量電解水
素ガスの加圧送出供給設備に於いて、水素ガス貯蔵のた
めのタンクの設置を不用化し、更に水素ガスの加圧エネ
ルギーコストを大幅に低減することを可能にする。 【解決手段】太陽光発電装置、上記発電装置から供給さ
れる電力を利用し大規模の水電解を加圧下で行う耐圧仕
様の加圧電解槽、及び上記加圧電解槽での大規模水電解
により発生する大量の水素ガスを遠隔の需要地まで輸送
するための長距離パイプラインとを備え、上記加圧電解
槽での加圧下水電解により水素ガスを長距離パイプライ
ンを通じ需要地に向けて加圧送出供給することが出来る
と共に大量の水素ガスを上記パイプライン内に加圧下に
貯蔵できる構成になっていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽光発電による電
気エネルギーを利用し大規模に水電解して得られた大量
の水素ガスを遠隔の需要地に加圧送出供給するための設
備に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、地球環境をよくするために、大量
排出のCO2を砂漠の太陽エネルギーを利用してメタノ
ール化する計画が推進され、砂漠の太陽エネルギーによ
る大規模電解水素ガスを、メタノール合成を行う沿海部
の需要地へ加圧送出供給するための設備が検討されてい
る。
【0003】図2はこれまで検討されてきた従来設備の
全体を示す概略説明図であり、この従来設備によれば、
砂漠に設置された太陽光発電装置1′で発電された電力
の供給により電解槽2′で発生した電解水素ガスを砂漠
側に設置の貯蔵タンク3′…にて低圧で一旦貯蔵し、そ
の後、回転式圧縮機4a′及び容積型圧縮機4b′の作
動をして必要圧力まで加圧しつつ長距離パイプライン
5′を通じメタノール合成を行う遠隔(例えば砂漠から
100〜300km或いはそれ以上離れた沿海部)の需
要地9′側に設置の高圧貯蔵タンク6′…にて高圧で貯
蔵し、その後、配管7′及び補圧機8′を経て需要地
9′へ供給するような構成になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】太陽光発電装置1′
は、日射時間のみ稼働し、この電気エネルギーで電解し
た水素ガスを遠隔の需要地に供給する場合、需要地では
水素ガスを24時間連続供給することが必要なため、昼
間約8時間の稼働で、24時間分の水素ガスの生産を行
い且つ稼働時間外例えば16時間分の水素ガスを貯蔵し
なければばならない。
【0005】而して、貯蔵タンク3′及び6′の設置個
数は16時間分の水素ガスの貯蔵のため膨大な数とな
り、その設備費は計り知れぬ額となり、このようなタン
ク貯蔵様式は実現性に乏しい。
【0006】また圧縮機4a′及び4b′の作動による
圧縮様式は加圧エネルギーコストが高くつく上、設備費
面でも負担増となる。
【0007】本発明は、貯蔵タンク設備並びに圧縮機の
設置が不用で設備費を大幅に削減でき且つまた水素ガス
の加圧エネルギーコストも大幅に低減できるこの種設備
を提供することを目的としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、太陽光発電装
置、上記発電装置から供給される電力を利用し大規模の
水電解を加圧下で行う耐圧仕様の加圧電解槽、及び上記
加圧電解槽での大規模水電解により発生する大量の水素
ガスを遠隔の需要地まで輸送するための長距離パイプラ
イン、とを備え、上記加圧電解槽での加圧下水電解によ
り水素ガスを長距離パイプラインを通じ需要地へ加圧送
出供給することが出来る構成になっている、ことを特徴
とする遠隔地からの太陽光発電電力による大量電解水素
ガスの加圧送出供給設備に係る。
【0009】本発明設備によれば、上記パイプラインの
加圧電解槽側と需要地側とに、それぞれクッションタン
クを設置することができる。
【0010】また、需要地側のクッションタンクと需要
地とを配管により接続し、該配管上に非常時に作動する
補圧機を設置することができる。
【0011】また、太陽光発電装置を砂漠地帯に設置
し、沿海部にある需要地との間に100〜300km或
いはそれ以上の長さのパイプラインを敷設することがで
きる。
【0012】また、加圧電解槽は一日の日射時間内に、
需要地で消費される24時間分の水素ガスを製造できる
規模を備え、日射時間内に製造された水素ガスの内、日
射時間外の時間帯に消費される分をパイプライン内に加
圧下水電解を利用して一時的に加圧下に貯蔵することに
より、貯蔵タンク並びに圧縮機の設置なしに、需要地へ
24時間継続して水素ガスを供給できる構成としてもよ
い。
【0013】また、加圧電解槽での水電解を需要地への
供給圧力付近の加圧下で行うことにより、パイプライン
内に水素ガスを需要地への供給圧力付近の加圧下で貯蔵
することができ、供給圧力としては、例えば50〜10
0kg/cm2Gを例示できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を添
付図面に基づき説明すると次の通りである。図1は本発
明設備の全体を概略的に示し、本発明設備によれば、太
陽光発電装置1により発電された電力は加圧電解槽2に
供給され、該電解槽2に於いて需要地9で必要とされる
供給圧力付近での加圧下で水電解が行われ、生成した水
素ガスは設備の円滑な稼働に必要な最低容量のクッショ
ンタンク3から長距離パイプライン5、需要地9付近に
設置のクッションタンク6、配管7及び補圧機8を順次
経た後、需要地9に供給されるような構成になってい
る。尚、図中、4はバルブであり、設備の運転技術上及
び設備保護の観点等から備えられたものである。
【0015】本発明設備の最も特徴とするところは、電
解槽2での水電解を、需要地9で必要とされる供給圧力
付近、例えば50〜100kg/cm2G程度の加圧下
で行い、該電解槽2を含めて水素ガスの送出供給系内を
耐圧仕様となし、該系内全体に水素ガスを上記供給圧力
付近の加圧下で貯蔵できるような構成にした点にある。
【0016】而して、本発明によれば系内、主として長
距離パイプライン5内に大量の水素ガスを貯蔵すること
が可能となり、該パイプライン5が貯蔵タンクの働きを
なし、図2に示す従来設備に見られるような大量の貯蔵
タンク3′…及び6′…の設置が必要でなくなる。パイ
プライン5は水素ガスの貯蔵タンクとして利用するため
に、長距離例えば少なくとも100〜300km程度の
長さを有していることが望ましい。
【0017】更に、系内の加圧には加圧電解槽2内で発
生する水素ガスをそのまま利用出来るので、従来設備に
見られるような圧縮機4a′及び4b′の設置は不用と
なる。また圧縮様式が等温圧縮に近い圧縮様式となるの
で、従来の圧縮機4a′及び4b′による圧縮様式に比
べ圧縮に要するエネルギーを20〜25%程度削減で
き、加圧エネルギーコストを大幅に低減できる。
【0018】以下に本発明を更に詳しく説明する。
【0019】本発明設備に於いては、加圧電解槽2を含
めて水素ガスの供給系内全体が例えば50〜100kg
/cm2Gの加圧状態に保持され、この加圧エネルギー
としては加圧電解槽2で発生する水素ガスが利用され
る。即ち、加圧電解槽2では従来設備と同様に、例えば
昼間8時間内に需要地9へ供給する24時間分の水素ガ
スが水電解により製造されるので、系内圧力は日の出
(稼働開始)から日の入り(稼働停止)にかけての過剰
生産により徐々に昇圧して行き、例えば日の出時には5
0kg/cm2G(最低圧力)迄低下していたのが、日
の入り時には100kg/cm2G(最高圧力)近くま
で昇圧されることになる。最高圧力に達した後は、これ
より以降は稼働停止時間帯に入るので需要地9での消費
のみが継続し、従って系内圧力は徐々に低下して行き、
日の出直前即ち稼働開始直前で最低圧力の50kg/c
2G程度迄降下し、これ以降は日の出による稼働開始
と共に上昇に転じ、日の入り時には再び最高圧力に達
し、以下これを繰り返す。
【0020】系内圧力を、需要地9での供給圧力(例え
ば50〜100kg/cm2G)に保持する場合には、
補圧機8の設置は特に必要としないが、曇天等により日
射時間が短くなると系内圧力が一時期最低圧力ひいては
供給圧力以下に低下する恐れがあるので、補圧機8を設
置しておけばこのような場合に便利である。
【0021】因みに、本発明設備に於いては、加圧電解
槽2は耐圧仕様であり圧力容器から構成されるが、従来
設備の貯蔵タンク3′及び6′と比較するとその設備費
は遙かに少なく、殆ど無視できる。
【0022】本発明設備に於いては、設備の円滑な稼働
を目的として、加圧電解層2側と需要地9側とに、クッ
ションタンク3及び6が設置される。これらタンク3及
び6は単なるクッションタンクであり、1基ずつ設置す
れば充分であり、貯蔵を目的とする従来設備に於けるタ
ンク3′及び6′と比較すると設備費の負担ははるかに
小さく殆ど無視できる。
【0023】従来設備と本発明設備との水素ガスの貯蔵
能力に付き検討すると次の通りである。
【0024】従来設備に於いては、水素ガスは、主とし
て需要地9′側に設置の高圧貯蔵タンク6′に貯蔵さ
れ、該タンク6′としては例えば中又は高圧の球型タン
クが使用される。例えば67万Nm3/hの水素ガスの
連続供給を行う設備の於いて、24時間分(約16.0
00.000Nm3)を次の3ケースの圧力下で貯蔵す
る球型タンクの概型と数量を示すと次表の通りである。
【0025】 ケースNo 貯蔵圧力 貯蔵容量/基 内直径 板圧 タンク基数 (kg/cm2G) (m3) (mm) (mm) 1 20 3420 18690 38 250 2 35 640 10690 38 785 3 50 218 7470 38 1625 上表から明らかなように、従来設備に於いては需要地
9′側に膨大な数の高圧貯蔵タンク6′の設置が必要に
なり、設備費は計り知れぬ額となり、実現は難しい。
【0026】また、大型高圧タンクを製作する場合、一
般に引っ張り強さが80kg/mm2級の高抗張力鋼が
使用され、溶接及び検査の点で高度な製作・検査技術を
要することを考慮すると、貯蔵圧力は20kg/cm2
G程度、板圧は38mm以下が経済的であり、これ以上
に高圧化、大型化したタンクの設計及び製作は非現実的
である。このため従来設備では、需要地9′に於いて、
50〜100kg/cm2Gの供給圧力を必要とする場
合には、昇圧のために多大のエネルギーを必要とし、必
然的に補圧機8′の設置が必要になる。
【0027】これに対し、本発明設備によれば、水素ガ
スは主としてパイプライン5内に貯蔵され、例えば溶接
性が良好で製作技術上容易な炭素鋼(引っ張り強さ:約
41kg/mm2程度)を利用し、38mm程度の肉厚
となる内径1000mmのパイプライン5の場合、設計
圧力70kg/cm2Gに十分な耐圧力を有し、330
kmの距離に敷設されたパイプライン5中には、約1
6.000.000Nm3(30℃、70kg/cm
2G)の水素ガスを貯蔵できる。これは先に述べた従来
設備の貯蔵能力に略々匹敵し、パイプライン5による貯
蔵方式が従来設備のタンク貯蔵方式に比べ遙かに有利で
あり、十分実現性のあることが理解できる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、従来設備に於いて設備
費の面から実現性のネックになっていた貯蔵タンク及び
圧縮機の設置を省略でき、また加圧エネルギーコストを
大幅に削減でき、この種設備の実現化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明設備の全体を概略的に示す説明図であ
る。
【図2】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 太陽光発電装置 2 加圧電解槽 3 クッションタンク 4 バルブ 5 パイプライン 6 クッションタンク 7 配管 8 補圧機 9 需要地

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】太陽光発電装置、 上記発電装置から供給される電力を利用し大規模の水電
    解を加圧下で行う耐圧仕様の加圧電解槽、及び上記加圧
    電解槽での大規模水電解により発生する大量の水素ガス
    を遠隔の需要地まで輸送するための長距離パイプライ
    ン、とを備え、 上記加圧電解槽での加圧下水電解により水素ガスを長距
    離パイプラインを通じ需要地に向けて加圧送出供給する
    ことが出来る構成になっている、ことを特徴とする遠隔
    地からの太陽光発電電力による大量電解水素ガスの加圧
    送出供給設備。
  2. 【請求項2】上記パイプラインの加圧電解槽側と需要地
    側とに、それぞれクッションタンクが設置されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の加圧送出供給設備。
  3. 【請求項3】需要地側のクッションタンクと需要地とは
    配管により接続され、該配管上には非常時に作動する補
    圧機が設置されていることを特徴とする請求項2記載の
    加圧送出供給設備。
  4. 【請求項4】太陽光発電装置が砂漠地帯に設置され、需
    要地が沿海部にあり、両者の間に、長距離パイプライン
    が敷設されていることを特徴とする請求項1記載の加圧
    送出供給設備。
  5. 【請求項5】加圧電解槽は一日の日射時間内に、需要地
    で消費される24時間分の水素ガスを製造できる規模を
    備え、日射時間内に製造された水素ガスの内、日射時間
    外の時間帯に消費される分をパイプライン内に加圧下水
    電解を利用して一時的に加圧下に貯蔵することにより、
    貯蔵タンク並びに圧縮機の設置なしに、需要地へ24時
    間継続して水素ガスを供給できる構成になっていること
    を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の加圧送出
    供給設備。
  6. 【請求項6】加圧電解槽での水電解を需要地への供給圧
    力付近の加圧下で行うことにより、パイプライン内に水
    素ガスを需要地への供給圧力付近の加圧下で貯蔵するこ
    とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の加圧送
    出供給設備。
JP9009947A 1997-01-23 1997-01-23 遠隔地からの太陽光発電電力による大量電解水素ガスの加圧送出供給設備 Pending JPH10205700A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011048981A1 (ja) 2009-10-22 2011-04-28 学校法人中央大学 海洋移動型太陽光大規模発電システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011048981A1 (ja) 2009-10-22 2011-04-28 学校法人中央大学 海洋移動型太陽光大規模発電システム

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