WO2016075770A1 - Electric power supply system - Google Patents
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Abstract
According to one embodiment of the present invention, an electric power supply system is provided with at least one water electrolysis unit that electrolyzes water, and that is configured so as to be replaceable or so that the number of water electrolysis units can be increased or decreased. The electric power supply system is provided with at least one hydrogen storage unit that stores hydrogen generated by the water electrolysis unit, and that is configured so as to be replaceable or so that the number of hydrogen storage units can be increased or decreased. The electric power supply system is provided with at least one hydrogen power generation unit that generates power using the stored hydrogen, and that is configured so as to be replaceable or so that the number of hydrogen power generation units can be increased or decreased.
Description
本発明の実施形態は、電力供給システムに関する。
Embodiments of the present invention relate to a power supply system.
二酸化炭素（ＣＯ２）排出量削減のため、太陽光や風力などによる再生可能エネルギー発電の導入が世界的に進んでいる。しかしながら、再生可能エネルギーは出力の変動が大きく、導入の拡大に際しては出力安定化システムや電力系統の強化が不可欠である。再生可能エネルギーを供給可能なエリアの中で、需要と供給のギャップを吸収できない場合には、既存の電力系統との電力授受が必要になるが、この場合はできるだけ急激な変動を避けるなど、電力系統への負荷軽減が重要である。一般に電力貯蔵にはＮＡＳ電池またはニッケル電池などが用いられているが、長期間、大容量にエネルギーを変換及び貯蔵するために、水素による電力貯蔵が期待されている。
In order to reduce carbon dioxide (CO2) emissions, the introduction of renewable energy power generation such as solar and wind power is progressing worldwide. However, renewable energy has a large output fluctuation, and in order to expand the introduction, it is essential to strengthen the output stabilization system and power system. If the gap between demand and supply cannot be absorbed in an area where renewable energy can be supplied, it will be necessary to exchange power with the existing power system. It is important to reduce the load on the grid. Generally, NAS batteries or nickel batteries are used for power storage, but power storage by hydrogen is expected in order to convert and store energy in a large capacity for a long period of time.
また、再生可能エネルギーによる発電に適した地域と、エネルギー需要の大きい地域は必ずしも近接していない。電気としてエネルギーを伝達するには、送変電設備が必要になるが、エネルギーを水素に変換して輸送及び貯蔵することができれば、既存のグリッドを介さずに、必要な場所へエネルギーの移送が可能になる。これまで、エネルギーを必要とされるところへ水素を運ぶ方法として、移動式の水素燃料補給ステーションが提案されている。
Also, areas suitable for power generation using renewable energy and areas with large energy demand are not necessarily close to each other. In order to transfer energy as electricity, a power transmission / transformation facility is required. If energy can be converted into hydrogen and transported and stored, energy can be transferred to the required location without going through the existing grid. become. So far, mobile hydrogen refueling stations have been proposed as a way to transport hydrogen to where energy is needed.
しかしながら、イベントや災害時の緊急対応など、一時的な電力需要の変化に応じて、水素を用いた発電量を変更することができないという問題があった。
However, there is a problem that the amount of power generation using hydrogen cannot be changed according to a temporary change in power demand, such as an emergency response in an event or a disaster.
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、一時的な電力需要の変化に応じて水素を用いた発電量を変更することが可能な電力供給システムを提供することである。
The problem to be solved by the embodiment of the present invention is to provide a power supply system capable of changing the amount of power generation using hydrogen in response to a temporary change in power demand.
一の実施形態によれば、電力供給システムは、水を電気分解し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水電解ユニットを備える。電力供給システムは、前記水電解ユニットにより生成された水素を貯蔵し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素貯蔵ユニットを備える。電力供給システムは、前記貯蔵された水素を用いて発電し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素発電ユニットを備える。
According to one embodiment, the power supply system includes at least one water electrolysis unit configured to electrolyze water and to replace or increase or decrease the number. The power supply system includes at least one hydrogen storage unit configured to store hydrogen generated by the water electrolysis unit and to replace or increase or decrease the number. The power supply system includes at least one hydrogen power generation unit configured to generate electricity using the stored hydrogen and to replace or increase or decrease the number.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態では、水を電気分解する水電解ユニット、水電解ユニットで得られた水素を貯蔵する水素貯蔵ユニット、及び貯蔵された水素を用いて発電する水素発電ユニットが置換または個数が増減可能に構成されている。これにより、一時的な電力需要の変化に応じて、水素を用いた発電量を変更することができる。
In this embodiment, a water electrolysis unit that electrolyzes water, a hydrogen storage unit that stores hydrogen obtained by the water electrolysis unit, and a hydrogen power generation unit that generates electricity using stored hydrogen can be replaced or the number of units can be increased or decreased. It is configured. Thereby, the electric power generation amount using hydrogen can be changed according to the temporary change of electric power demand.
まず、図１を用いて、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成を示す図である。図１に示すように、電力供給システム１０は、電力供給ユニット１１、水素供給ユニット１２、再生可能エネルギー発電ユニット１３、蓄電ユニット１４、水電解部１５０、水供給ユニット１６、水素貯蔵部１７０、酸素貯蔵ユニット１８、水素発電部１９０、水回収ユニット２０、蓄熱ユニットとしての蓄熱・熱交換ユニット２１、外部電力系統接続ユニット２２、水素補給ユニット２３、管理ユニット２４、及び酸素供給ユニット２５を備える。
First, the configuration of the power supply system 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the power supply system 10 includes a power supply unit 11, a hydrogen supply unit 12, a renewable energy power generation unit 13, a power storage unit 14, a water electrolysis unit 150, a water supply unit 16, a hydrogen storage unit 170, oxygen A storage unit 18, a hydrogen power generation unit 190, a water recovery unit 20, a heat storage / heat exchange unit 21 as a heat storage unit, an external power system connection unit 22, a hydrogen supply unit 23, a management unit 24, and an oxygen supply unit 25 are provided.
電力供給ユニット１１は、蓄電ユニット１４に蓄電された電力、外部電力系統接続ユニット２２から供給された電力または再生可能エネルギー発電ユニット１３から供給された電力、または水素発電部１９０から供給された電力を供給対象（例えば、電気自動車３１など）に供給する。
The power supply unit 11 uses the power stored in the power storage unit 14, the power supplied from the external power system connection unit 22, the power supplied from the renewable energy power generation unit 13, or the power supplied from the hydrogen power generation unit 190. Supply to supply object (for example, electric vehicle 31 etc.).
水素供給ユニット１２は、水素供給ユニット１２は、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２から当該電力供給システムの外部へ水素を供給する。具体的には、水素供給ユニット１２は、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２に貯蔵されている水素または水素を含む媒体を、供給対象（例えば、燃料電池自動車３１など）に供給する。すなわち水素供給ユニット１２は、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２に貯蔵された水素の一部を直接供給対象（例えば、燃料電池自動車など）に供給する。
The hydrogen supply unit 12 supplies hydrogen from the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 to the outside of the power supply system. Specifically, the hydrogen supply unit 12 supplies hydrogen or a medium containing hydrogen stored in the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 to a supply target (for example, the fuel cell vehicle 31). That is, the hydrogen supply unit 12 directly supplies a part of the hydrogen stored in the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 to a supply target (for example, a fuel cell vehicle).
再生可能エネルギー発電ユニット１３は、太陽光、太陽熱、風力、地熱などの再生可能エネルギーのうち少なくとも一つの再生可能エネルギーを利用して発電する。この他、再生可能エネルギーとして潮力などを用いてもよい。再生可能エネルギー発電ユニット１３で得られた電力は、電力供給ユニット１１での消費分及び蓄電ユニット１４への蓄電に必要な分を除いて、水電解ユニット１５にて水の電気分解に用いられ、水素及び酸素が製造される。
The renewable energy power generation unit 13 generates power using at least one renewable energy among renewable energy such as sunlight, solar heat, wind power, and geothermal heat. In addition, tidal power or the like may be used as renewable energy. The electric power obtained by the renewable energy power generation unit 13 is used for the electrolysis of water in the water electrolysis unit 15 except for the amount consumed by the power supply unit 11 and the amount necessary for power storage in the power storage unit 14. Hydrogen and oxygen are produced.
蓄電ユニット１４は、再生可能エネルギー発電ユニット１３により発電された電力の一部を蓄える。
The power storage unit 14 stores a part of the power generated by the renewable energy power generation unit 13.
水電解部１５０は、一例として、水を電気分解し、置換または個数が増減可能なように構成された水電解ユニット１５－１及び１５－２を備える。本実施形態では、水素製造能力を高めるために、水電解ユニット１５－２が増設されている。なお、更に水素製造能力を高めるために、水電解ユニットを増設可能である。一方、水素製造能力を抑えるために、水電解ユニット１５－１または１５－２を抜き取ることも可能である。更に、例えば、水電解ユニット１５－１の機能に支障がある場合、本来の機能を水電解ユニット１５－２に委ね、水電解ユニット１５－１を取り外す、あるいは更なる代替となる水素貯蔵ユニット（図示せず）に交換することも可能である。すなわち、電力供給システム１０は、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水電解ユニットを備える。
The water electrolysis unit 150 includes, for example, water electrolysis units 15-1 and 15-2 configured to electrolyze water and to replace or increase or decrease the number. In this embodiment, a water electrolysis unit 15-2 is added to increase the hydrogen production capacity. In order to further increase the hydrogen production capacity, a water electrolysis unit can be added. On the other hand, in order to suppress the hydrogen production capacity, the water electrolysis unit 15-1 or 15-2 can be extracted. Further, for example, when the function of the water electrolysis unit 15-1 is hindered, the original function is entrusted to the water electrolysis unit 15-2, the water electrolysis unit 15-1 is removed, or a hydrogen storage unit (a further alternative) It is also possible to replace it (not shown). In other words, the power supply system 10 includes at least one water electrolysis unit configured to be replaced or to increase or decrease the number.
水電解ユニット１５－１及び１５－２には、例えばアルカリ電解装置や固体高分子膜型セルによる電解装置、更には固体酸化物形セルを利用した電解装置などが適用可能である。水電解ユニット１５は、水供給ユニット１６により供給された水を、蓄電ユニット１４により蓄電された電力によって電気分解して水素及び酸素を製造する。そして、水電解ユニット１５で製造された水素は水素貯蔵ユニット１７に、酸素は酸素貯蔵ユニット１８に備蓄される。
For the water electrolysis units 15-1 and 15-2, for example, an alkaline electrolysis device, an electrolysis device using a solid polymer membrane cell, or an electrolysis device using a solid oxide cell can be applied. The water electrolysis unit 15 electrolyzes the water supplied by the water supply unit 16 with the electric power stored by the power storage unit 14 to produce hydrogen and oxygen. The hydrogen produced by the water electrolysis unit 15 is stored in the hydrogen storage unit 17 and the oxygen is stored in the oxygen storage unit 18.
水供給ユニット１６は、電気分解用の水（精製水）を水電解ユニット１５へ供給する。
The water supply unit 16 supplies water for electrolysis (purified water) to the water electrolysis unit 15.
水供給ユニット１６には外部から精製水を補給する。
The purified water is supplied to the water supply unit 16 from the outside.
水素貯蔵部１７０は、水電解ユニット１５－１及び１５－２により生成された水素を貯蔵する水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２を備える。本実施形態では、水素貯蔵能力を高めるために、水素貯蔵ユニット１７－２が増設されている。なお、更に水素貯蔵能力を高めるために、水素貯蔵ユニットを増設可能である。一方、水素貯蔵能力を抑えるために、水素貯蔵ユニットを抜き取ることも可能である。また、更に、例えば、水素貯蔵ユニット１７－１の機能に支障がある場合、本来の機能を水素貯蔵ユニット１７－２に委ね、水素貯蔵ユニット１７－１を取り外す、あるいは更なる代替となる水素貯蔵ユニット（図示せず）に交換することも可能である。すなわち、電力供給システム１０は、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素貯蔵ユニットを備える。
The hydrogen storage unit 170 includes hydrogen storage units 17-1 and 17-2 that store hydrogen generated by the water electrolysis units 15-1 and 15-2. In the present embodiment, a hydrogen storage unit 17-2 is added to increase the hydrogen storage capacity. In order to further increase the hydrogen storage capacity, a hydrogen storage unit can be added. On the other hand, in order to suppress the hydrogen storage capacity, it is possible to extract the hydrogen storage unit. Further, for example, when the function of the hydrogen storage unit 17-1 is hindered, the original function is entrusted to the hydrogen storage unit 17-2, the hydrogen storage unit 17-1 is removed, or a hydrogen storage as a further alternative It is also possible to replace it with a unit (not shown). In other words, the power supply system 10 includes at least one hydrogen storage unit configured to be replaceable or increase / decrease in number.
貯蔵された水素は、一部は直接水素供給ユニット１２より燃料電池自動車などに供給される。また、電力供給ユニット１１における需要が再生可能エネルギー発電ユニット１３からの供給を上回る場合には、水素発電ユニット１９に供給され発電により不足分の電力を補償する。
A part of the stored hydrogen is directly supplied from a hydrogen supply unit 12 to a fuel cell vehicle or the like. Moreover, when the demand in the power supply unit 11 exceeds the supply from the renewable energy power generation unit 13, the shortage of electric power supplied to the hydrogen power generation unit 19 is compensated by power generation.
酸素貯蔵ユニット１８は、水電解ユニット１５－１及び１５－２にて水素と同時に発生する酸素を蓄える。酸素貯蔵ユニット１８に蓄積した酸素は、医療や養殖など外部用途に用いてもよく、再び水素と共に水素発電ユニット１９での発電に用いてもよい。
The oxygen storage unit 18 stores oxygen generated simultaneously with hydrogen in the water electrolysis units 15-1 and 15-2. The oxygen accumulated in the oxygen storage unit 18 may be used for external purposes such as medical treatment and aquaculture, and may be used again for power generation in the hydrogen power generation unit 19 together with hydrogen.
水素発電部１９０は、貯蔵された水素を用いて発電する水素発電ユニット１９－１及び１９－２を備える。本実施形態では、発電能力を高めるために、水素発電ユニット１９－２が増設されている。なお、更に発電能力を高めるために、水素発電ユニットを増設可能である。一方、発電能力を抑えるために、水素発電ユニットを抜き取ることも可能である。また、更に、例えば、水素発電ユニット１９－１の機能に支障がある場合、本来の機能を水素発電ユニット１９－２に委ね、水素発電ユニット１９－１を取り外す、あるいは更なる代替となる水素発電ユニット（図示せず）に交換することも可能である。すなわち、電力供給システム１０は、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素発電ユニットを備える。水素発電ユニット１９－１及び１９－２としては、固体高分子形や固体酸化物形等の各種燃料電池の他に、内燃機関による発電機なども適用が可能である。
The hydrogen power generation unit 190 includes hydrogen power generation units 19-1 and 19-2 that generate electricity using stored hydrogen. In the present embodiment, a hydrogen power generation unit 19-2 is added to increase the power generation capacity. In order to further increase the power generation capacity, a hydrogen power generation unit can be added. On the other hand, in order to suppress the power generation capacity, the hydrogen power generation unit can be extracted. Further, for example, when the function of the hydrogen power generation unit 19-1 is hindered, the original function is entrusted to the hydrogen power generation unit 19-2, the hydrogen power generation unit 19-1 is removed, or a hydrogen power generation as a further alternative It is also possible to replace it with a unit (not shown). That is, the power supply system 10 includes at least one hydrogen power generation unit configured to be replaceable or increase / decrease in number. As the hydrogen power generation units 19-1 and 19-2, in addition to various fuel cells such as a solid polymer type and a solid oxide type, a generator by an internal combustion engine can be applied.
水回収ユニット２０は、発電時に発生する水を回収する。そして、水回収ユニット２０にて回収された水は、再び水供給ユニット１６に還流される。運転中に供給水の水量が不足する場合は、必要に応じて外部から精製水を補給してもよい。
The water recovery unit 20 recovers water generated during power generation. Then, the water recovered by the water recovery unit 20 is returned to the water supply unit 16 again. If the amount of supplied water is insufficient during operation, purified water may be replenished from the outside as necessary.
蓄熱熱交換ユニット２１は、発電時に発生する熱及び水素製造時に吸収される熱の管理を行う。例えば、蓄熱熱交換ユニット２１は、システム内のエネルギー効率を高めるために、再生可能エネルギー発電ユニット１３による発電時に発生する熱、及び水素発電ユニット１９－１及び１９－２で発電時に発生する熱を回収する。回収された熱は、吸熱反応を行う水電解ユニット１５－１及び１５－２における水の電気分解反応や、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２からの水素供給に活用される。
The heat storage heat exchange unit 21 manages heat generated during power generation and heat absorbed during hydrogen production. For example, the heat storage heat exchange unit 21 generates heat generated during power generation by the renewable energy power generation unit 13 and heat generated during power generation by the hydrogen power generation units 19-1 and 19-2 in order to increase energy efficiency in the system. to recover. The recovered heat is utilized for water electrolysis reaction in the water electrolysis units 15-1 and 15-2 that perform endothermic reaction and hydrogen supply from the hydrogen storage units 17-1 and 17-2.
具体的には、蓄熱・熱交換ユニット２１は、再生可能エネルギー発電ユニット１３及び水素発電ユニット１９が発電時に発生する熱を蓄える蓄熱槽（不図示）と、この蓄熱槽２１に蓄えられた熱を水電解ユニット１５－１及び１５－２と水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２に供給する供給機構（不図示）とを備える。
Specifically, the heat storage / heat exchange unit 21 includes a heat storage tank (not shown) that stores heat generated by the renewable energy power generation unit 13 and the hydrogen power generation unit 19 during power generation, and heat stored in the heat storage tank 21. A water electrolysis unit 15-1 and 15-2 and a supply mechanism (not shown) for supplying the hydrogen storage unit 17-1 and 17-2 are provided.
外部電力系統接続ユニット２２は、外部電力系統との電力授受を管理する。例えば、外部電力系統接続ユニット２２は、外部の電力系統と接続され、再生可能エネルギー発電ユニット１３で得られた電力が電力供給システム１０内の需要（すなわち電気自動車、燃料電池自動車へのエネルギー補給量と水素貯蔵量の和）を上回った場合、外部電力系統に電力を提供する。一方、電力供給システム１０から供給する電力の需要が再生可能エネルギー発電ユニット１３及び水素発電ユニット１９から供給可能な電力量を上回った場合、外部電力系統接続ユニット２２は、外部電力系統から必要な電力量を導入する。
The external power system connection unit 22 manages power exchange with the external power system. For example, the external power system connection unit 22 is connected to an external power system, and the power obtained by the renewable energy power generation unit 13 is used in the demand in the power supply system 10 (that is, the amount of energy supplemented to the electric vehicle and the fuel cell vehicle). If it exceeds the sum of the amount of hydrogen and the amount of hydrogen stored), power will be provided to the external power system. On the other hand, when the demand for power supplied from the power supply system 10 exceeds the amount of power that can be supplied from the renewable energy power generation unit 13 and the hydrogen power generation unit 19, the external power system connection unit 22 Introduce quantity.
水素補給ユニット２３は、当該電力供給システムの外部（例えば、水素タンクを搭載したトラック３２）から水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２へ水素を補給する。具体的には、水素補給ユニット２３は、水素の貯蔵量が不足する場合あるいは電力供給システム１０外から水素や水素吸蔵媒体が供給される場合、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２へ供給する。
The hydrogen supply unit 23 supplies hydrogen to the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 from outside the power supply system (for example, the truck 32 equipped with a hydrogen tank). Specifically, the hydrogen supply unit 23 supplies the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 when the hydrogen storage amount is insufficient or when hydrogen or a hydrogen storage medium is supplied from outside the power supply system 10. .
管理ユニット２４は、電気、水素及び熱の収支を管理する。具体的には、管理ユニット２４は、これらのユニットにおける発電量や蓄熱量、水素の貯蔵量、各ラインにおける電流値やガス流量、水流量などをモニターし、最適な運用がなされるように各入出力の調整を行う。管理ユニット２４は、電気自動車や燃料電池自動車へのエネルギー供給量や頻度の予測を基に、日または週単位で運用予定をプログラムし、実際の使用状況との差分を調整することで、高効率でシステムを運用することができる。更に、外部電力系統から導入する電力量を最小とし、当該電力供給システム１０から外部電力系統に供給する送電量を最大とすると、再生可能エネルギー発電ユニットを有する当該電力供給システム１０の自立性を最大限に生かし、運用費や環境負荷の抑制が可能である。
The management unit 24 manages the balance of electricity, hydrogen and heat. Specifically, the management unit 24 monitors the power generation amount, the heat storage amount, the hydrogen storage amount, the current value, the gas flow rate, the water flow rate, etc. in each line so that each unit can be operated optimally. Adjust input and output. The management unit 24 programs the operation schedule on a daily or weekly basis based on the prediction of the energy supply amount and frequency to the electric vehicle and the fuel cell vehicle, and adjusts the difference from the actual usage status to achieve high efficiency. Can operate the system. Further, when the amount of power introduced from the external power system is minimized and the amount of power supplied from the power supply system 10 to the external power system is maximized, the power supply system 10 having a renewable energy power generation unit is maximized in autonomy. It is possible to reduce operating costs and environmental load by making the best use of them.
酸素供給ユニット２５は、酸素貯蔵ユニット１８で蓄えられた酸素または酸素を含む媒体を、当該電力供給システム１０の外部へ供給する。
The oxygen supply unit 25 supplies oxygen stored in the oxygen storage unit 18 or a medium containing oxygen to the outside of the power supply system 10.
このように構成することにより、再生可能エネルギー発電ユニット１３から得られる電力を、水電解ユニット１５－１及び１５－２にて水素に変換して水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２に蓄えておく。そして、必要に応じて燃料電池などの水素発電ユニット１９－１及び１９－２で水素を再び電力に変換する。これにより、再生可能エネルギーによる電力の余剰を水素に変換して吸収し、電力不足時には水素を再び電力に変換することができるので、再生可能エネルギーを効率的に利用することができる。
With this configuration, the electric power obtained from the renewable energy power generation unit 13 is converted into hydrogen by the water electrolysis units 15-1 and 15-2 and stored in the hydrogen storage units 17-1 and 17-2. deep. Then, if necessary, hydrogen is converted again into electric power by the hydrogen power generation units 19-1 and 19-2 such as a fuel cell. As a result, surplus power from renewable energy can be converted into hydrogen and absorbed, and hydrogen can be converted back into power when power is insufficient, so that renewable energy can be used efficiently.
更に、管理ユニット２４により水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２への水素貯蔵が十分と判断された場合、外部電力系統接続ユニット２２は、再生可能エネルギー発電ユニット１３から入力される電力の余剰分を、外部電力系統に送って売電する。
Furthermore, when the management unit 24 determines that the hydrogen storage in the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 is sufficient, the external power system connection unit 22 can supply the surplus power input from the renewable energy power generation unit 13. Is sold to the external power system.
また、再生可能エネルギー発電ユニット１３や、水素発電ユニット１９－１及び１９－２で稼動時に発生する熱は、蓄熱熱交換ユニット２１内の蓄熱槽にて一旦保管したのち、水電解ユニット１５－１及び１５－２における水の電気分解や、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２における水素の放出など、熱を必要とする反応に供給することで、電力供給システム１０全体の効率を更に高めることができる。
Further, the heat generated during the operation of the renewable energy power generation unit 13 and the hydrogen power generation units 19-1 and 19-2 is temporarily stored in the heat storage tank in the heat storage heat exchange unit 21, and then the water electrolysis unit 15-1 And 15-2 to further increase the efficiency of the entire power supply system 10 by supplying it to reactions that require heat, such as electrolysis of water in the hydrogen storage units 17-1 and 17-2. Can do.
蓄熱槽に蓄えた熱量については、必要に応じて温水として取り出してもよい。逆に、電力供給システム１０内で必要とされる熱量が蓄熱分よりも多い場合、蓄えた水素の一部を燃焼してもよいし、電流による加熱を行って補ってもよい。
The amount of heat stored in the heat storage tank may be taken out as hot water as necessary. Conversely, if the amount of heat required in the power supply system 10 is greater than the amount of heat stored, a part of the stored hydrogen may be combusted or may be supplemented by heating with electric current.
更に、実際の運用に際しては、管理ユニット２４は、天候や自動車の利用状況などに関する過去実績及び将来予測に基づき、電力供給システム１０への受電量や、電力供給システム１０から供給する電力量及び水素貯蔵量の時間変化を定量的に予測してもよい。管理ユニット２４は、この予測結果に基づき、電力供給システム１０内の各ユニットの動作と、外部電力系統からの電力授受量を決定してもよい。具体的には例えば、管理ユニット２４は、この予測結果と実際の状況変化との差分を利用して、各ユニットを管理及び運用してもよい。これにより、電力供給システム１０全体を効率よく運用することができる。なお、管理ユニット２４は、上述した処理をプログラムを実行することにより行っても良い。
Further, in actual operation, the management unit 24 receives the amount of power received from the power supply system 10, the amount of power supplied from the power supply system 10, and hydrogen based on past results and future predictions regarding the weather, vehicle usage, and the like. You may estimate the time change of storage amount quantitatively. The management unit 24 may determine the operation of each unit in the power supply system 10 and the amount of power exchanged from the external power system based on the prediction result. Specifically, for example, the management unit 24 may manage and operate each unit using the difference between the prediction result and the actual situation change. Thereby, the whole electric power supply system 10 can be operated efficiently. Note that the management unit 24 may perform the above-described processing by executing a program.
運用コストを最小限に抑えるためには、外部電源系統からの受電量を最小限に抑え、電力供給システム１０から外部電源系統への送電量を最大とすることが好ましい。
In order to minimize the operating cost, it is preferable to minimize the amount of power received from the external power system and maximize the amount of power transmitted from the power supply system 10 to the external power system.
本実施形態における電力供給システム１０は、原則的には外部電力系統からの電力供給なしで自立運転が可能である。しかし、再生可能エネルギー発電ユニット１３からの受電がない局面で、事故や災害などのトラブルで外部電力系統との接続遮断が必要となった場合に備えて、電力供給システム１０は、ユニットを運用するための電力を、貯蔵する水素による発電および付設する蓄電ユニット１４からの給電から得るように切り替える機構を設けてもよい。これにより、緊急時にもシステムの自立運用が可能になる。
In principle, the power supply system 10 in the present embodiment can be operated independently without supplying power from an external power system. However, the power supply system 10 operates the unit in preparation for the case where it is necessary to cut off the connection with the external power system due to a trouble such as an accident or a disaster in a situation where no power is received from the renewable energy power generation unit 13. There may be provided a mechanism for switching power to be obtained from power generation using stored hydrogen and power feeding from the attached power storage unit 14. As a result, the system can be operated independently even in an emergency.
更に、水素を外部から供給する水素供給ユニット２３を有することにより、再生可能エネルギー発電ユニット２２からの受電がなく外部電力系統との接続が遮断されたままの場合にも、水素および電力双方の外部への供給を継続して行うことができる。
Furthermore, by having a hydrogen supply unit 23 for supplying hydrogen from the outside, both the hydrogen and power can be externally supplied even when there is no power reception from the renewable energy power generation unit 22 and the connection to the external power system is cut off. Can continue to be supplied.
図２は、本実施形態における水素の流れを示す概略図である。図２に示すように、水電解ユニット１５－１及び１５－２に水（Ｈ２Ｏ）と電流が供給され、水素が生成される。生成された水素は、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２へ供給されて貯蔵される。貯蔵された水素は、水素発電ユニット１９－１及び１９－２に供給され、電流と水が生成される。そして、生成された水が排出され、電流が出力される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the flow of hydrogen in the present embodiment. As shown in FIG. 2, water (H 2 O) and current are supplied to the water electrolysis units 15-1 and 15-2 to generate hydrogen. The generated hydrogen is supplied to and stored in the hydrogen storage units 17-1 and 17-2. The stored hydrogen is supplied to the hydrogen power generation units 19-1 and 19-2, and current and water are generated. And the produced | generated water is discharged | emitted and an electric current is output.
図３は、水電解ユニット１５－１がトラックＡＴに搭載された例を示す斜視図である。図３に示すように、水電解ユニット１５－１が備える電解部Ｅ１が架台ＭＴに固定されて、トラックＡＴの荷台に設置されている。ここで、電解部Ｅ１は、水が流入する第１の流入口（不図示）と水素が排出される第１の排出口（不図示）とを有し、流入する水を電気分解する。また、この第１の流入口に接続され、流入する水の量を調整する第１の弁Ｂ１１が設けられ、第１の排出口に接続され、排出される水素の量を調整する第２の弁Ｂ１２が設けられている。また、外部電力系統接続ユニット２２から供給される電流が入力される陽極端子Ｔ１１と陰極端子Ｔ１２とを有する。
FIG. 3 is a perspective view showing an example in which the water electrolysis unit 15-1 is mounted on the truck AT. As shown in FIG. 3, the electrolysis part E1 provided in the water electrolysis unit 15-1 is fixed to the gantry MT and installed on the loading platform of the truck AT. Here, the electrolysis unit E1 has a first inlet (not shown) through which water flows in and a first outlet (not shown) through which hydrogen is discharged, and electrolyzes the flowing water. Further, a first valve B11 connected to the first inflow port and adjusting the amount of inflowing water is provided, connected to the first discharge port, and adjusted to adjust the amount of discharged hydrogen. A valve B12 is provided. Moreover, it has the anode terminal T11 and the cathode terminal T12 into which the electric current supplied from the external electric power grid | system connection unit 22 is input.
このように、水電解ユニット１５－１及び１５－２は、コンテナまたはトラックの荷台に搭載可能な第１の架台に固定可能である。同様に、水素貯蔵ユニット１７－１及び１７－２は、コンテナまたはトラックの荷台に搭載可能な第２の架台に固定可能である。同様に、水素発電ユニット１９－１及び１９－２は、コンテナまたはトラックの荷台に搭載可能な第１の架台に固定可能である。
As described above, the water electrolysis units 15-1 and 15-2 can be fixed to the first frame that can be mounted on the container or truck bed. Similarly, the hydrogen storage units 17-1 and 17-2 can be fixed to a second frame that can be mounted on a container or truck bed. Similarly, the hydrogen power generation units 19-1 and 19-2 can be fixed to a first frame that can be mounted on a container or a truck bed.
このように、各構成要素をトラックやコンテナに積載可能な架台に固定することによって、トラックや船で簡易に電力が必要な場所へ運び、電力供給システムを構築することができる。これにより、一時的な電力需要に対応することができる。
In this way, by fixing each component to a platform that can be loaded on a truck or container, the truck or ship can be easily transported to a place where power is required, and a power supply system can be constructed. Thereby, it can respond to temporary electric power demand.
図４は、図３のトラックＡＴ側面の拡大図である。図４に示すように、トラックＡＴの側面にスイッチＳＷが設けられ、スイッチＳＷの操作によって開閉可能な扉がトラックＡＴの側面に設けられている。図４では、一例として、観音開きで扉が開閉可能である。このように、この扉を開くことにより、トラックＡＴ内の第１の弁Ｂ１１及び陽極端子Ｔ１１と陰極端子Ｔ１２にアクセス可能である。
FIG. 4 is an enlarged view of the side surface of the truck AT in FIG. As shown in FIG. 4, a switch SW is provided on the side surface of the track AT, and a door that can be opened and closed by operating the switch SW is provided on the side surface of the track AT. In FIG. 4, as an example, the door can be opened and closed with double doors. Thus, by opening this door, it is possible to access the first valve B11, the anode terminal T11, and the cathode terminal T12 in the truck AT.
また、図示されていないが、もう一方の側面にも、スイッチＳＷの操作によって開閉可能な扉が設けられている。そして、この扉を開くことにより、トラックＡＴ内の第２の弁Ｂ１２にアクセス可能である。このように、トラックＡＴの側面に開閉可能な扉を設けておくことにより、水電解ユニットが搭載されたトラックを横に並べた場合に、水電解ユニット間での配管の接続を容易にすることができる。
Although not shown, a door that can be opened and closed by operating the switch SW is provided on the other side. The second valve B12 in the truck AT can be accessed by opening this door. In this way, by providing a door that can be opened and closed on the side surface of the truck AT, it is easy to connect the pipes between the water electrolysis units when the trucks equipped with the water electrolysis units are arranged side by side. Can do.
続いて、水電解部１５０の構成について説明する。図５は、水電解部１５０の構成の一例を示す図である。図５に示すように、水電解部１５０は、水電解ユニット１５－１と、水電解ユニット１５－２と、水電解ユニット１５－１と水電解ユニット１５－２とを接続するコネクタＣ１１、Ｃ１２及びＣ１３とを備える。
Subsequently, the configuration of the water electrolysis unit 150 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the water electrolysis unit 150. As shown in FIG. 5, the water electrolysis unit 150 includes a water electrolysis unit 15-1, a water electrolysis unit 15-2, and connectors C11 and C12 that connect the water electrolysis unit 15-1 and the water electrolysis unit 15-2. And C13.
水電解ユニット１５－１は、水が流入する第１の流入口ＩＮ１１と水素が排出される第１の排出口ＯＴ１１とを有し、流入する水を電気分解する電解部Ｅ１を備える。更に、水電解ユニット１５－１は、第１の流入口ＩＮ１１に接続され、水電解ユニット１５－２へ供給する水の量を調整する第１の弁Ｂ１１を備える。更に、水電解ユニット１５－１は、第１の排出口ＯＴ１１に接続され、排出される水素の量を調整する第２の弁Ｂ１２を備える。更に、水電解ユニット１５－１は、電解部Ｅ１の酸素排出口Ｐ１１と接続され、酸素の排出量を調節する酸素調節弁Ｂ１３を備える。更に、水電解ユニット１５－１は、蓄電ユニット１４または外部電力系統接続ユニット２２から供給される電圧が入力される陽極端子Ｔ１１と陰極端子Ｔ１２を備える。
The water electrolysis unit 15-1 includes a first inflow port IN11 through which water flows in and a first discharge port OT11 through which hydrogen is discharged, and includes an electrolysis unit E1 that electrolyzes the inflowing water. Further, the water electrolysis unit 15-1 includes a first valve B11 that is connected to the first inflow port IN11 and adjusts the amount of water supplied to the water electrolysis unit 15-2. Furthermore, the water electrolysis unit 15-1 includes a second valve B12 that is connected to the first discharge port OT11 and adjusts the amount of discharged hydrogen. Further, the water electrolysis unit 15-1 includes an oxygen control valve B13 that is connected to the oxygen discharge port P11 of the electrolysis unit E1 and adjusts the oxygen discharge amount. Further, the water electrolysis unit 15-1 includes an anode terminal T11 and a cathode terminal T12 to which a voltage supplied from the power storage unit 14 or the external power system connection unit 22 is input.
同様に、水電解ユニット１５－２は、水が流入する第１の流入口ＩＮ１２と水素が排出される第１の排出口ＯＴ１２とを有し、流入する水を電気分解する電解部Ｅ２を備える。更に、水電解ユニット１５－２は、第１の流入口ＩＮ１２に接続され、電解部Ｅ２へ供給する水の量を調整する第１の弁Ｂ１４を備える。更に、水電解ユニット１５－２は、第１の排出口ＯＴ１２に接続され、排出される水素の量を調整する第２の弁Ｂ１５を備える。更に、水電解ユニット１５－２は、電解部Ｅ２の酸素排出口Ｐ１２と接続され、酸素の排出量を調節する酸素調節弁Ｂ１６を備える。更に、水電解ユニット１５－２は、蓄電ユニット１４または外部電力系統接続ユニット２２から供給される電圧が入力される陽極端子Ｔ２１と陰極端子Ｔ２２を備える。
Similarly, the water electrolysis unit 15-2 includes a first inflow port IN12 through which water flows in and a first discharge port OT12 through which hydrogen is discharged, and includes an electrolysis unit E2 that electrolyzes the inflowing water. . Furthermore, the water electrolysis unit 15-2 includes a first valve B14 that is connected to the first inflow port IN12 and adjusts the amount of water supplied to the electrolysis unit E2. Further, the water electrolysis unit 15-2 includes a second valve B15 that is connected to the first discharge port OT12 and adjusts the amount of discharged hydrogen. Furthermore, the water electrolysis unit 15-2 includes an oxygen control valve B16 that is connected to the oxygen discharge port P12 of the electrolysis unit E2 and adjusts the oxygen discharge amount. Further, the water electrolysis unit 15-2 includes an anode terminal T21 and a cathode terminal T22 to which a voltage supplied from the power storage unit 14 or the external power system connection unit 22 is input.
第１の弁Ｂ１１と第１の弁Ｂ１４とは、コネクタＣ１１を介して接続されている。これにより、水供給ユニット１６から第１の弁Ｂ１１、コネクタＣ１１及び第１の弁Ｂ１４を介して電解部Ｅ２に水が供給される。
The first valve B11 and the first valve B14 are connected via a connector C11. As a result, water is supplied from the water supply unit 16 to the electrolysis unit E2 via the first valve B11, the connector C11, and the first valve B14.
同様に、第２の弁Ｂ１２と第２の弁Ｂ１５とは、コネクタＣ１２を介して接続されている。これにより、電解部Ｅ２から排出された水素が、第２の弁Ｂ１５、コネクタＣ１２及び第２の弁Ｂ１２を介して水素貯蔵部１７０へ排出される。
Similarly, the second valve B12 and the second valve B15 are connected via a connector C12. As a result, the hydrogen discharged from the electrolysis unit E2 is discharged to the hydrogen storage unit 170 via the second valve B15, the connector C12, and the second valve B12.
同様に、酸素調節弁Ｂ１３と酸素調節弁Ｂ１６とは、コネクタＣ１３を介して接続されている。これにより、電解部Ｅ２から排出された酸素が、酸素調節弁Ｂ１６、コネクタＣ１３及び酸素調節弁Ｂ１３を介して酸素貯蔵ユニット１８へ排出される。
Similarly, the oxygen control valve B13 and the oxygen control valve B16 are connected via a connector C13. Thereby, the oxygen discharged from the electrolysis unit E2 is discharged to the oxygen storage unit 18 through the oxygen control valve B16, the connector C13, and the oxygen control valve B13.
このように、電力供給システム１０は、水電解ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの水電解ユニット１５－１は他の水電解ユニット１５－２との間で、第１の弁（Ｂ１１及びＢ１４）同士及び第２の弁（Ｂ１２及びＢ１５）同士が接続されている。
As described above, when the power supply system 10 includes a plurality of water electrolysis units, one of the water electrolysis units 15-1 is connected to the other water electrolysis unit 15-2 with the first valve (B11 and B14). ) And the second valves (B12 and B15) are connected to each other.
このように構成することで、水電解ユニット１５－２を増設するときには、水電解ユニット１５－１内の第１の弁Ｂ１１、第２の弁Ｂ１２及び酸素調節弁Ｂ１３を閉じた状態、且つ水電解ユニット１５－２内の第１の弁Ｂ１４、第２の弁Ｂ１５、酸素調節弁Ｂ１６を閉じた状態で、作業員がコネクタＣ１１、コネクタＣ１２及びコネクタＣ１３を用いて配管を接続する。そして、配管を接続後、作業員が上記各弁を開く。これにより、第１の弁Ｂ１１及び第１の弁Ｂ１４を介して電解部Ｅ２に水が供給される。また、電解部Ｅ２による水の電気分解により得られた水素が、第２の弁Ｂ１５及び第２の弁Ｂ１２を介して水素貯蔵部１７０へ排出される。また、電解部Ｅ２による水の電気分解により得られた酸素が、酸素調節弁Ｂ１６及び酸素調節弁Ｂ１３を介して酸素貯蔵ユニット１８へ排出される。このようにして、水電解ユニット１５－２を増設することができる。また、同様の方法で、水電解ユニット１５－２の置換または抜き取りを行うことができる。
With this configuration, when the water electrolysis unit 15-2 is added, the first valve B11, the second valve B12, and the oxygen control valve B13 in the water electrolysis unit 15-1 are closed, With the first valve B14, the second valve B15, and the oxygen control valve B16 in the electrolysis unit 15-2 closed, an operator connects the piping using the connector C11, the connector C12, and the connector C13. And after connecting piping, a worker opens said each valve. Thereby, water is supplied to the electrolysis part E2 via the first valve B11 and the first valve B14. In addition, hydrogen obtained by electrolysis of water by the electrolysis unit E2 is discharged to the hydrogen storage unit 170 through the second valve B15 and the second valve B12. In addition, oxygen obtained by electrolysis of water by the electrolysis unit E2 is discharged to the oxygen storage unit 18 through the oxygen control valve B16 and the oxygen control valve B13. In this way, the water electrolysis unit 15-2 can be added. Further, the water electrolysis unit 15-2 can be replaced or removed by the same method.
なお、図５では、水電解ユニットが並列に接続されている例について説明したが、水電解ユニットが直列に接続されていてもよい。
In addition, although FIG. 5 demonstrated the example in which the water electrolysis unit was connected in parallel, the water electrolysis unit may be connected in series.
続いて、水素貯蔵部１７０の構成について説明する。図６は、水素貯蔵ユニットが直列に接続された場合の水素貯蔵部１７０の構成の一例を示す図である。図６に示すように、水素貯蔵部１７０は、水電解部１５０から流入する水素の流量を調節する水素調節弁Ｂ２０、コネクタＣ２１、水素貯蔵ユニット１７－１、コネクタＣ２２、水素貯蔵ユニット１７－２、コネクタＣ２３、及び水素発電部１９０へ排出する水素の流量を調節する水素調節弁Ｂ３３を備える。
Subsequently, the configuration of the hydrogen storage unit 170 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the hydrogen storage unit 170 when the hydrogen storage units are connected in series. As shown in FIG. 6, the hydrogen storage unit 170 includes a hydrogen control valve B20 that adjusts the flow rate of hydrogen flowing from the water electrolysis unit 150, a connector C21, a hydrogen storage unit 17-1, a connector C22, and a hydrogen storage unit 17-2. , A connector C23, and a hydrogen control valve B33 for adjusting the flow rate of hydrogen discharged to the hydrogen power generation unit 190.
水素貯蔵ユニット１７－１は、水素が流入する第２の流入口ＩＮ２１と水素が排出される第２の排出口ＯＴ２１とを有し、水電解ユニット１５－１及び１５－２で得られた水素を貯蔵する貯蔵タンクＳＴ１を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７－１は、第２の流入口ＩＮ２１に接続され、流入する水素の量を調整する第３の弁Ｂ２１を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７－１は、第２の排出口ＯＴ２１に接続され、排出される水素の量を調整する第４の弁Ｂ２２を備える。
The hydrogen storage unit 17-1 has a second inlet IN21 into which hydrogen flows in and a second outlet OT21 through which hydrogen is discharged, and the hydrogen obtained in the water electrolysis units 15-1 and 15-2. Is provided with a storage tank ST1. Further, the hydrogen storage unit 17-1 includes a third valve B21 that is connected to the second inflow port IN21 and adjusts the amount of inflowing hydrogen. Furthermore, the hydrogen storage unit 17-1 includes a fourth valve B22 that is connected to the second exhaust port OT21 and adjusts the amount of discharged hydrogen.
同様に、水素貯蔵ユニット１７－２は、水素が流入する第２の流入口ＩＮ２２と水素が排出される第２の排出口ＯＴ２２とを有し、水電解ユニット１５－１及び１５－２で得られた水素を貯蔵する貯蔵タンクＳＴ２を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７－２は、第２の流入口ＩＮ２２に接続され、流入する水素の量を調整する第３の弁Ｂ３１を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７－２は、第２の排出口ＯＴ２２に接続され、排出される水素の量を調整する第４の弁Ｂ３２を備える。
Similarly, the hydrogen storage unit 17-2 has a second inlet IN22 into which hydrogen flows in and a second outlet OT22 through which hydrogen is discharged, and is obtained by the water electrolysis units 15-1 and 15-2. A storage tank ST2 for storing the generated hydrogen. Furthermore, the hydrogen storage unit 17-2 includes a third valve B31 that is connected to the second inflow port IN22 and adjusts the amount of inflowing hydrogen. Furthermore, the hydrogen storage unit 17-2 includes a fourth valve B32 that is connected to the second exhaust port OT22 and adjusts the amount of discharged hydrogen.
コネクタＣ２１は、水素調節弁Ｂ２０と第３の弁Ｂ２１とを接続する。これにより、水素調節弁Ｂ２０、コネクタＣ２１及び第３の弁Ｂ２１を介して、貯蔵タンクＳＴ１に水素が供給される。
Connector C21 connects hydrogen control valve B20 and third valve B21. Thereby, hydrogen is supplied to storage tank ST1 via hydrogen control valve B20, connector C21, and 3rd valve B21.
コネクタＣ２２は、第４の弁Ｂ２２と第３の弁Ｂ３１とを接続する。これにより、第４の弁Ｂ２２、コネクタＣ２２及び第３の弁Ｂ３１を介して、貯蔵タンクＳＴ１から貯蔵タンクＳＴ２に水素が供給される。
The connector C22 connects the fourth valve B22 and the third valve B31. Accordingly, hydrogen is supplied from the storage tank ST1 to the storage tank ST2 via the fourth valve B22, the connector C22, and the third valve B31.
コネクタＣ２３は、第４の弁Ｂ３２と水素調節弁Ｂ３３とを接続する。これにより、第４の弁Ｂ３２、コネクタＣ２３及び水素調節弁Ｂ３３を介して、水素が水素発電部１９０へ供給される。
The connector C23 connects the fourth valve B32 and the hydrogen control valve B33. Accordingly, hydrogen is supplied to the hydrogen power generation unit 190 via the fourth valve B32, the connector C23, and the hydrogen control valve B33.
このように、水素貯蔵ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの水素貯蔵ユニット１７－１は他の水素貯蔵ユニット１７－２との間で、第３の弁Ｂ３１と第４の弁Ｂ２２とが接続されている。
As described above, when a plurality of hydrogen storage units are provided, one of the hydrogen storage units 17-1 and the other hydrogen storage unit 17-2 are connected to the third valve B31 and the fourth valve B22. Has been.
このように構成することで、水素貯蔵ユニット１７－２を増設する前には、第４の弁Ｂ２２が水素調節弁Ｂ３３に接続されることにより、貯蔵タンクＳＴ１から水素が水素発電部１９０へ供給される。そして、水素貯蔵ユニット１７－２を増設する際には、第４の弁Ｂ２２、第３の弁Ｂ３１、第４の弁３２及び水素調節弁Ｂ３３を閉じた状態で、作業員が第４の弁Ｂ２２をコネクタＣ２２を介して第３の弁Ｂ３１に接続させ、第４の弁Ｂ３２をコネクタＣ２３を介して水素調節弁Ｂ３３に接続させる。そして、これらの接続後に、作業員が第４の弁Ｂ２２及び第３の弁Ｂ３１を開くことにより、貯蔵タンクＳＴ１から貯蔵タンクＳＴ２へ水素を供給することができる。また、並行して第４の弁３２及び水素調節弁Ｂ３３を開くことにより、貯蔵タンクＳＴ２から水素発電部１９０へ水素を供給することができる。このようにして、水素貯蔵ユニット１７－２を増設することができる。また、同様の方法で、水素貯蔵ユニット１７－２の置換または抜き取りを行うことができる。
With this configuration, before the hydrogen storage unit 17-2 is added, the fourth valve B22 is connected to the hydrogen control valve B33, so that hydrogen is supplied from the storage tank ST1 to the hydrogen power generation unit 190. Is done. When the hydrogen storage unit 17-2 is to be added, the worker closes the fourth valve B22, the third valve B31, the fourth valve 32, and the hydrogen control valve B33, B22 is connected to the third valve B31 via the connector C22, and the fourth valve B32 is connected to the hydrogen regulating valve B33 via the connector C23. After these connections, the operator can supply hydrogen from the storage tank ST1 to the storage tank ST2 by opening the fourth valve B22 and the third valve B31. Further, by opening the fourth valve 32 and the hydrogen control valve B33 in parallel, hydrogen can be supplied from the storage tank ST2 to the hydrogen power generation unit 190. In this way, the hydrogen storage unit 17-2 can be added. Further, replacement or extraction of the hydrogen storage unit 17-2 can be performed by the same method.
なお、図６では、水素貯蔵ユニットが直列に接続されている例について説明したが、図７に示すように、水素貯蔵ユニットが並列に接続されていてもよい。水素貯蔵ユニットが並列に接続されている場合の水素貯蔵部１７０ｂの構成について、図７を用いて説明する。図７は、水素貯蔵ユニットが並列に接続された場合の水素貯蔵部１７０ｂの構成の一例を示す図である。
In addition, although FIG. 6 demonstrated the example in which the hydrogen storage unit was connected in series, as shown in FIG. 7, the hydrogen storage unit may be connected in parallel. The configuration of the hydrogen storage unit 170b when the hydrogen storage units are connected in parallel will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the hydrogen storage unit 170b when the hydrogen storage units are connected in parallel.
図７に示すように、水素貯蔵部１７０ｂは、水素貯蔵ユニット１７ｂ－１、水素貯蔵ユニット１７ｂ－２、及び水素貯蔵ユニット１７ｂ－１と水素貯蔵ユニット１７ｂ－２とを接続するコネクタＣ３１及びＣ３２を備える。
As shown in FIG. 7, the hydrogen storage unit 170b includes a hydrogen storage unit 17b-1, a hydrogen storage unit 17b-2, and connectors C31 and C32 that connect the hydrogen storage unit 17b-1 and the hydrogen storage unit 17b-2. Prepare.
水素貯蔵ユニット１７ｂ－１は、水素が流入する第２の流入口ＩＮ３１と水素が排出される第２の排出口ＯＴ３１とを有し、水電解ユニットで得られた水素を貯蔵する貯蔵タンクＳＴ１１を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７ｂ－１は、第２の流入口ＩＮ３１に接続され、水素貯蔵ユニット１７ｂ－２へ排出される水素の量を調整する第３の弁Ｂ４１を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７ｂ－１は、第２の排出口ＯＴ３１に接続され、排出される水素の量を調整する第４の弁Ｂ４２を備える。
The hydrogen storage unit 17b-1 has a second inlet IN31 through which hydrogen flows in and a second outlet OT31 through which hydrogen is discharged, and has a storage tank ST11 for storing hydrogen obtained by the water electrolysis unit. Prepare. Further, the hydrogen storage unit 17b-1 includes a third valve B41 that is connected to the second inflow port IN31 and adjusts the amount of hydrogen discharged to the hydrogen storage unit 17b-2. Further, the hydrogen storage unit 17b-1 includes a fourth valve B42 that is connected to the second exhaust port OT31 and adjusts the amount of discharged hydrogen.
同様に、水素貯蔵ユニット１７ｂ－２は、水素が流入する第２の流入口ＩＮ３２と水素が排出される第２の排出口ＯＴ３２とを有し、水電解ユニットで得られた水素を貯蔵する貯蔵タンクＳＴ１２を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７ｂ－２は、第２の流入口ＩＮ３２に接続され、水素貯蔵タンクＳＴ１２へ供給する水素の量を調整する第３の弁Ｂ４３を備える。更に、水素貯蔵ユニット１７ｂ－２は、第２の排出口ＯＴ３２に接続され、排出される水素の量を調整する第４の弁Ｂ４４を備える。
Similarly, the hydrogen storage unit 17b-2 has a second inlet IN32 through which hydrogen flows in and a second outlet OT32 through which hydrogen is discharged, and stores hydrogen obtained by the water electrolysis unit. A tank ST12 is provided. Further, the hydrogen storage unit 17b-2 includes a third valve B43 that is connected to the second inlet IN32 and adjusts the amount of hydrogen supplied to the hydrogen storage tank ST12. Further, the hydrogen storage unit 17b-2 includes a fourth valve B44 that is connected to the second exhaust port OT32 and adjusts the amount of discharged hydrogen.
コネクタＣ３１は、第３の弁Ｂ４１と第３の弁Ｂ４３とを接続する。これにより、第３の弁Ｂ４１、コネクタＣ３１及び第３の弁Ｂ４３を介して、水素が貯蔵タンクＳＴ１２に供給される。また、コネクタＣ３２は、第４の弁Ｂ４２と第４の弁Ｂ４４とを接続する。これにより、第４の弁Ｂ４４、コネクタＣ３２及び第４の弁Ｂ４２を介して、水素が貯蔵タンクＳＴ１２から水素発電部１９０へ排出される。
The connector C31 connects the third valve B41 and the third valve B43. Accordingly, hydrogen is supplied to the storage tank ST12 via the third valve B41, the connector C31, and the third valve B43. The connector C32 connects the fourth valve B42 and the fourth valve B44. Accordingly, hydrogen is discharged from the storage tank ST12 to the hydrogen power generation unit 190 through the fourth valve B44, the connector C32, and the fourth valve B42.
このように、水素貯蔵ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの水素貯蔵ユニット１７ｂ－１は他の水素貯蔵ユニット１７ｂ－２との間で、第３の弁（Ｂ４１及びＢ４３）同士及び第４の弁（Ｂ４２及びＢ４４）同士が接続されている。
As described above, when a plurality of hydrogen storage units are provided, one of the hydrogen storage units 17b-1 and the other hydrogen storage unit 17b-2 are connected to each other between the third valves (B41 and B43) and the fourth hydrogen storage unit 17b-2. The valves (B42 and B44) are connected to each other.
このように構成することで、水素貯蔵ユニット１７－２を増設する際には、第３の弁Ｂ４１、第４の弁Ｂ４２、第３の弁Ｂ４３及び第４の弁Ｂ４４を閉じた状態で、作業員が第３の弁Ｂ４１をコネクタＣ３１を介して第３の弁Ｂ４３に接続させ、第４の弁Ｂ４２をコネクタＣ３２を介して第４の弁Ｂ４４に接続させる。そして、これらの接続後に、作業員が第３の弁Ｂ４１及び第３の弁Ｂ４３を開くことにより、水電解部１５０から貯蔵タンクＳＴ１１へ水素を供給することができる。また、並行して作業員が第４の弁Ｂ４２及び第４の弁Ｂ４４を開くことにより、貯蔵タンクＳＴ１２から水素発電部１９０へ水素を供給することができる。このようにして、水素貯蔵ユニット１７－２を増設することができる。また、同様の方法で、水素貯蔵ユニット１７－２の置換または抜き取りを行うことができる。
With this configuration, when the hydrogen storage unit 17-2 is added, the third valve B41, the fourth valve B42, the third valve B43, and the fourth valve B44 are closed, An operator connects the third valve B41 to the third valve B43 via the connector C31, and connects the fourth valve B42 to the fourth valve B44 via the connector C32. And after these connections, an operator can supply hydrogen from the water electrolysis part 150 to storage tank ST11 by opening the 3rd valve B41 and the 3rd valve B43. In parallel, the operator can supply hydrogen from the storage tank ST12 to the hydrogen power generation unit 190 by opening the fourth valve B42 and the fourth valve B44. In this way, the hydrogen storage unit 17-2 can be added. Further, replacement or extraction of the hydrogen storage unit 17-2 can be performed by the same method.
続いて、図８を用いて、水素発電部１９０の構成について説明する。図８は、水素発電部１９０の構成の一例を示す図である。図８に示すように、水素発電部１９０は、水素発電ユニット１９－１、水素発電ユニット１９－２、コネクタＣ４１、及びコネクタＣ４２を備える。
Subsequently, the configuration of the hydrogen power generation unit 190 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the hydrogen power generation unit 190. As shown in FIG. 8, the hydrogen power generation unit 190 includes a hydrogen power generation unit 19-1, a hydrogen power generation unit 19-2, a connector C41, and a connector C42.
水素発電ユニット１９－１は、水素が流入する第３の流入口ＩＮ４１と水素及び水が排出される第３の排出口ＯＴ４１とを有し、流入する水素を用いて発電する発電部ＰＧ１を備える。更に、水素発電ユニット１９－１は、第３の流入口ＩＮ４１に接続され、水素発電ユニット１９－２へ供給する水素の量を調整する第５の弁Ｂ５１を備える。更に、水素発電ユニット１９－１は、第３の排出口ＯＴ４１に接続され、水回収ユニット２０へ排出される水及び水素の量を調整する第６の弁Ｂ５２を備える。更に、水素発電ユニット１９－１は、発電して得られた電力を出力する陽極端子Ｔ３１と陰極端子Ｔ３２とを備える。
The hydrogen power generation unit 19-1 includes a third inflow port IN41 through which hydrogen flows in and a third discharge port OT41 through which hydrogen and water are discharged, and includes a power generation unit PG1 that generates power using the flowing hydrogen. . Furthermore, the hydrogen power generation unit 19-1 includes a fifth valve B51 that is connected to the third inlet IN41 and adjusts the amount of hydrogen supplied to the hydrogen power generation unit 19-2. Furthermore, the hydrogen power generation unit 19-1 includes a sixth valve B52 that is connected to the third outlet OT41 and adjusts the amount of water and hydrogen discharged to the water recovery unit 20. Further, the hydrogen power generation unit 19-1 includes an anode terminal T31 and a cathode terminal T32 that output electric power obtained by power generation.
水素発電ユニット１９－２は、水素が流入する第３の流入口ＩＮ４２と水素及び水が排出される第３の排出口ＯＴ４２とを有し、流入する水素を用いて発電する発電部ＰＧ２を備える。更に、水素発電ユニット１９－２は、第３の流入口ＩＮ４２に接続され、発電部ＰＧ２へ供給する水素の量を調整する第５の弁Ｂ５３を備える。更に、水素発電ユニット１９－２は、第３の排出口ＯＴ４２に接続され、排出される水及び水素の量を調整する第６の弁Ｂ５４を備える。更に、水素発電ユニット１９－２は、発電して得られた電力を出力する陽極端子Ｔ４１と陰極端子Ｔ４２とを備える。
The hydrogen power generation unit 19-2 includes a third inflow port IN42 into which hydrogen flows in and a third discharge port OT42 through which hydrogen and water are discharged, and includes a power generation unit PG2 that generates power using the inflowing hydrogen. . Further, the hydrogen power generation unit 19-2 includes a fifth valve B53 that is connected to the third inflow port IN42 and adjusts the amount of hydrogen supplied to the power generation unit PG2. Furthermore, the hydrogen power generation unit 19-2 includes a sixth valve B54 that is connected to the third outlet OT42 and adjusts the amount of water and hydrogen discharged. Further, the hydrogen power generation unit 19-2 includes an anode terminal T41 and a cathode terminal T42 that output electric power obtained by power generation.
陰極端子Ｔ３２と陽極端子Ｔ４１とが接続されている。これにより、陽極端子Ｔ３１と陰極端子Ｔ３２との間の電圧と陽極端子Ｔ４１と陰極端子Ｔ４２との間の電圧の和の電圧が、電力供給ユニット１１へ供給される。
The cathode terminal T32 and the anode terminal T41 are connected. As a result, the sum of the voltage between the anode terminal T31 and the cathode terminal T32 and the voltage between the anode terminal T41 and the cathode terminal T42 is supplied to the power supply unit 11.
このように、水素供給システム１０は、水素発電ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの水素発電ユニットの陰極端子と、他の水素発電ユニットの陽極端子が接続されている。
Thus, when the hydrogen supply system 10 includes a plurality of hydrogen power generation units, the cathode terminal of one of the hydrogen power generation units is connected to the anode terminal of another hydrogen power generation unit.
コネクタＣ４１は、第５の弁Ｂ５１と第５の弁Ｂ５３とを接続する。これにより、第５の弁Ｂ５１、コネクタＣ４１及び第５の弁Ｂ５３を介して、水素が発電部ＰＧ２に供給される。また、コネクタＣ４２は、第６の弁Ｂ５２と第６の弁Ｂ５４とを接続する。これにより、第６の弁Ｂ５４、コネクタＣ４２及び第６の弁Ｂ５２を介して、水素と水が水回収ユニット２０に排出される。
Connector C41 connects the fifth valve B51 and the fifth valve B53. Accordingly, hydrogen is supplied to the power generation unit PG2 via the fifth valve B51, the connector C41, and the fifth valve B53. The connector C42 connects the sixth valve B52 and the sixth valve B54. Thereby, hydrogen and water are discharged to the water recovery unit 20 via the sixth valve B54, the connector C42, and the sixth valve B52.
このように、水素発電ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの水素発電ユニット１９－１は他の水素発電ユニット１９－２との間で、第５の弁（Ｂ５１及びＢ５３）同士及び第６の弁（Ｂ５２及びＢ５４）同士が接続されている。
As described above, when a plurality of hydrogen power generation units are provided, one of the hydrogen power generation units 19-1 and the other hydrogen power generation unit 19-2 are connected to each other with the fifth valves (B51 and B53) and the sixth The valves (B52 and B54) are connected to each other.
このように構成することで、水素発電ユニット１９－２を増設する際には、第５の弁Ｂ５１、第６の弁Ｂ５２、第５の弁Ｂ５３及び第６の弁Ｂ５４を閉じた状態で、作業員は、第５の弁Ｂ５１をコネクタＣ４１を介して第５の弁Ｂ５３へ接続させ、第６の弁Ｂ５２をコネクタＣ４２を介して第６の弁Ｂ５４に接続させる。そして、これらの接続後に、作業員が第５の弁Ｂ５１及び第５の弁Ｂ５３を開くことにより、水素が発電部ＰＧ２に供給される。また、並行して作業員が第６の弁５２及び第６の弁Ｂ５４を開くことにより、水素と水が発電部ＰＧ２から水回収ユニット２０へ排出される。このようにして、水素発電ユニット１９－２を増設することができる。また、同様の方法で、水素発電ユニット１９－２の置換または抜き取りを実行することができる。
With this configuration, when the hydrogen power generation unit 19-2 is added, the fifth valve B51, the sixth valve B52, the fifth valve B53, and the sixth valve B54 are closed, The worker connects the fifth valve B51 to the fifth valve B53 via the connector C41, and connects the sixth valve B52 to the sixth valve B54 via the connector C42. And after these connections, when an operator opens the fifth valve B51 and the fifth valve B53, hydrogen is supplied to the power generation unit PG2. In parallel, the worker opens the sixth valve 52 and the sixth valve B54, so that hydrogen and water are discharged from the power generation unit PG2 to the water recovery unit 20. In this way, the hydrogen power generation unit 19-2 can be added. Further, replacement or extraction of the hydrogen power generation unit 19-2 can be executed in the same manner.
なお、図８では、水素発電ユニットが並列に接続されている例について説明したが、水素発電ユニットが直列に接続されていてもよい。
In addition, although the example in which the hydrogen power generation units are connected in parallel has been described in FIG. 8, the hydrogen power generation units may be connected in series.
隣接するコンテナまたはトラック間で、第１の弁及び／または第２の弁のコンテナまたはトラックにおける相対的な位置が共通してもよい。これにより、水電解ユニット間での配管の接続を容易にすることができる。
The relative position of the first valve and / or the second valve in the container or truck may be common between adjacent containers or trucks. Thereby, the connection of piping between water electrolysis units can be made easy.
同様に、隣接するコンテナまたはトラック間で、第３の弁及び／または第４の弁のコンテナまたはトラックにおける相対的な位置が共通してもよい。これにより、水素貯蔵ユニット間での配管の接続を容易にすることができる。
Similarly, the relative position of the third valve and / or the fourth valve in the container or truck may be common between adjacent containers or trucks. Thereby, the connection of piping between hydrogen storage units can be made easy.
同様に、隣接するコンテナまたはトラック間で、第５の弁及び／または第６の弁のコンテナまたはトラックにおける相対的な位置が共通してもよい。これにより、水素発電ユニット間での配管の接続を容易にすることができる。
Similarly, the relative positions of the fifth valve and / or the sixth valve in the container or truck may be common between adjacent containers or trucks. Thereby, the connection of piping between hydrogen power generation units can be made easy.
また、隣接するコンテナまたはトラック間で、陽極端子Ｔ１１及びＴ２１と陰極端子Ｔ１２及びＴ２２のコンテナまたはトラックにおける相対的な位置が共通してもよい。これにより、水電解ユニット間での配線の接続を容易にすることができる。
Also, the relative positions of the anode terminals T11 and T21 and the cathode terminals T12 and T22 in the container or track may be common between adjacent containers or tracks. Thereby, the connection of the wiring between water electrolysis units can be made easy.
また、隣接するコンテナまたはトラック間で、陽極端子Ｔ３１及びＴ４１と陰極端子Ｔ３２及びＴ４２のコンテナまたはトラックにおける相対的な位置が共通してもよい。これにより、水素発電ユニット間での配線の接続を容易にすることができる。
Further, the relative positions of the anode terminals T31 and T41 and the cathode terminals T32 and T42 in the container or track may be common between adjacent containers or tracks. Thereby, the connection of the wiring between hydrogen power generation units can be made easy.
また、第１の弁から第６の弁のいずれか二つの弁を接続する場合のコネクタＣ１１～Ｃ４２の種類が共通であってもよい。これにより、二つの弁の接続を容易にすることができる。
Also, the types of connectors C11 to C42 may be the same when any two of the first to sixth valves are connected. Thereby, connection of two valves can be made easy.
以上、本実施形態に係る電力供給システム１０は、水を電気分解し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水電解ユニットを備える。更に電力供給システム１０は、水電解ユニットにより生成された水素を貯蔵し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素貯蔵ユニットを備える。更に電力供給システム１０は、貯蔵された水素を用いて発電し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素発電ユニットを備える。
As described above, the power supply system 10 according to the present embodiment includes at least one water electrolysis unit configured to electrolyze water and replace or increase or decrease the number. The power supply system 10 further includes at least one hydrogen storage unit configured to store hydrogen generated by the water electrolysis unit and to replace or increase or decrease the number. Furthermore, the power supply system 10 includes at least one hydrogen power generation unit configured to generate electricity using stored hydrogen and to replace or increase or decrease the number.
このようにして、水電解ユニット、水素貯蔵ユニット、及び水素発電ユニットを置換または個数が増減可能なように構成することにより、移動を容易にすることができるとともに、設置場所の需要に応じて最適な規模及び発電能力のシステムを短期間で容易に構築することができる。特に、災害時や大きなイベントなどで電力需要が大きく増加する際には、水電解ユニット、水素貯蔵ユニット、及び水素発電ユニットといった各構成ユニットを増設して直列または並列に組み合わせることにより、電力需要に柔軟に対応することができる。すなわち、非定常的な電力需要（もしくは電力や水素の貯蔵に関する需要）に応じて、水素による電力貯蔵設備の能力（具体的には、水素製造能力や発電容量、水素貯蔵量など）の調節を容易にすることができる。また、水電解ユニット、水素貯蔵ユニット、及び水素発電ユニット全体を需要のある場所へ運び、運用してもよい。
In this way, the water electrolysis unit, the hydrogen storage unit, and the hydrogen power generation unit can be replaced or the number of units can be increased / decreased, so that the movement can be facilitated and the optimum according to the demand of the installation location. A system with a large scale and power generation capacity can be easily constructed in a short period of time. In particular, when the power demand increases greatly due to a disaster or a big event, the power demand can be increased by adding each unit such as water electrolysis unit, hydrogen storage unit, and hydrogen power generation unit in series or in parallel. It can respond flexibly. In other words, depending on unsteady power demand (or demand related to power and hydrogen storage), the capacity of power storage facilities using hydrogen (specifically, hydrogen production capacity, power generation capacity, hydrogen storage capacity, etc.) is adjusted. Can be easily. Further, the water electrolysis unit, the hydrogen storage unit, and the entire hydrogen power generation unit may be transported to a place where there is a demand and operated.
また、従来、災害時や大きなイベントなどで暫定的に大きなエネルギー需要が発生する際には、水素を運ぶだけでは、災害現場やイベント現場には水素から電気を供給する設備がなく、電気を供給することができないといった問題があった。それに対し、本実施形態では、災害時や大きなイベントなどで暫定的に大きなエネルギー需要が発生する際には、エネルギーを必要とされる場所へ、水素を運ぶだけでなく、水素から電気を供給する設備を併せて運ぶことができるので、素早く効果的に様々なエネルギー需要を満たすことができる。
Conventionally, when a large energy demand is tentatively generated during a disaster or a big event, simply supplying hydrogen does not have facilities to supply electricity from hydrogen at the disaster site or event site. There was a problem that I could not do it. On the other hand, in this embodiment, when a large energy demand occurs provisionally due to a disaster or a large event, not only hydrogen is transported to a place where energy is required, but also electricity is supplied from hydrogen. Since the equipment can be carried together, various energy demands can be met quickly and effectively.
また、長期間のシステム稼働に伴う設備の劣化に対応し、構成単位機器毎の更新を容易にし、固定設備の維持費を最小化することができる。
In addition, it is possible to cope with deterioration of facilities accompanying long-term system operation, facilitate updating of each unit device, and minimize maintenance cost of fixed facilities.
また、動作不良をおこしたユニット、もしくは特性低下をおこしたユニットの抜き取りまたは交換が可能であるので、定期的なメンテナンス、突発的な動作不良への対応（修理）によるシステムのダウンタイムを最小限に抑えることができる。
In addition, because it is possible to remove or replace a malfunctioning unit or a unit with degraded characteristics, system downtime is minimized due to periodic maintenance and response to sudden malfunction (repair). Can be suppressed.
なお、管理ユニット２４は、上述した同一の機能を有する複数のユニットを、いくつかのグループに分けて、運転モードに応じて運転台数を最適に調整してもよい。これにより、不必要な機器運用を控え、システム運用効率を高く保つことができる。
The management unit 24 may divide a plurality of units having the same function described above into several groups and optimally adjust the number of operating units according to the operating mode. As a result, unnecessary device operation can be avoided and system operation efficiency can be kept high.
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
１０ 電力供給システム
１１ 電力供給ユニット
１２ 水素供給ユニット
１３ 再生可能エネルギー発電ユニット
１４ 蓄電ユニット
１５０ 水電解部
１５－１、１５－２ 水電解ユニット
１６ 水供給ユニット
１７０、１７０ｂ 水素貯蔵部
１７－１、１７－２、１７ｂ－１、１７ｂ－２ 水素貯蔵ユニット
１８ 酸素貯蔵ユニット
１９０ 水素発電部
１９－１、１９－２ 水素発電ユニット
２０ 水回収ユニット
２１ 蓄熱・熱交換ユニット
２２ 外部電力系統接続ユニット
２３ 水素補給ユニット
２４ 管理ユニット
２５ 酸素供給ユニット
ＡＴ トラック
ＭＴ 架台
ＩＮ１１、ＩＮ１２ 第１の流入口
ＯＴ１１、ＯＴ１２ 第１の排出口
Ｅ１、Ｅ２ 電解部
Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１、陽極端子
Ｔ１２、Ｔ２２、Ｔ３２、Ｔ４２ 陰極端子
Ｂ１１、Ｂ１４ 第１の弁
Ｂ１２、Ｂ１５ 第２の弁
Ｂ１３、Ｂ１６ 酸素調節弁
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ４１、Ｃ４２ コネクタ
ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ１１、ＳＴ１２ 貯蔵タンク
ＩＮ２１、ＩＮ２２ 第２の流入口
ＯＴ２１、ＯＴ２２ 第２の排出口
Ｂ２０、Ｂ３３ 水素調節弁
Ｂ２１、Ｂ３１、Ｂ４１、Ｂ４３ 第３の弁
Ｂ２２、Ｂ３２、Ｂ４２、Ｂ４４ 第４の弁
ＰＧ１、ＰＧ２ 発電部
ＩＮ４１、ＩＮ４２ 第３の流入口
ＯＴ４１、ＯＴ４２ 第３の排出口
Ｂ５１、Ｂ５３ 第５の弁
Ｂ５２、Ｂ５４ 第６の弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power supply system 11 Electric power supply unit 12 Hydrogen supply unit 13 Renewable energy power generation unit 14 Power storage unit 150 Water electrolysis part 15-1, 15-2 Water electrolysis unit 16 Water supply unit 170, 170b Hydrogen storage part 17-1, 17 -2, 17b-1, 17b-2 Hydrogen storage unit 18 Oxygen storage unit 190 Hydrogen power generation unit 19-1, 19-2 Hydrogen power generation unit 20 Water recovery unit 21 Heat storage / heat exchange unit 22 External power system connection unit 23 Hydrogen supply Unit 24 Management unit 25 Oxygen supply unit AT Track MT Mounting bases IN11, IN12 First inlet OT11, OT12 First outlet E1, E2 Electrolytic parts T11, T21, T31, T41, anode terminals T12, T22, T32, T42 Cathode terminals B11, B14 first B12, B15 Second valve B13, B16 Oxygen regulating valves C11, C12, C13, C21, C22, C23, C31, C32, C41, C42 connectors ST1, ST2, ST11, ST12 Storage tanks IN21, IN22 Second inlet OT21, OT22 Second outlet B20, B33 Hydrogen regulating valves B21, B31, B41, B43 Third valve B22, B32, B42, B44 Fourth valve PG1, PG2 Power generation unit IN41, IN42 Third inlet OT41 , OT42 Third outlet B51, B53 Fifth valve B52, B54 Sixth valve
１１ 電力供給ユニット
１２ 水素供給ユニット
１３ 再生可能エネルギー発電ユニット
１４ 蓄電ユニット
１５０ 水電解部
１５－１、１５－２ 水電解ユニット
１６ 水供給ユニット
１７０、１７０ｂ 水素貯蔵部
１７－１、１７－２、１７ｂ－１、１７ｂ－２ 水素貯蔵ユニット
１８ 酸素貯蔵ユニット
１９０ 水素発電部
１９－１、１９－２ 水素発電ユニット
２０ 水回収ユニット
２１ 蓄熱・熱交換ユニット
２２ 外部電力系統接続ユニット
２３ 水素補給ユニット
２４ 管理ユニット
２５ 酸素供給ユニット
ＡＴ トラック
ＭＴ 架台
ＩＮ１１、ＩＮ１２ 第１の流入口
ＯＴ１１、ＯＴ１２ 第１の排出口
Ｅ１、Ｅ２ 電解部
Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１、陽極端子
Ｔ１２、Ｔ２２、Ｔ３２、Ｔ４２ 陰極端子
Ｂ１１、Ｂ１４ 第１の弁
Ｂ１２、Ｂ１５ 第２の弁
Ｂ１３、Ｂ１６ 酸素調節弁
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ４１、Ｃ４２ コネクタ
ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ１１、ＳＴ１２ 貯蔵タンク
ＩＮ２１、ＩＮ２２ 第２の流入口
ＯＴ２１、ＯＴ２２ 第２の排出口
Ｂ２０、Ｂ３３ 水素調節弁
Ｂ２１、Ｂ３１、Ｂ４１、Ｂ４３ 第３の弁
Ｂ２２、Ｂ３２、Ｂ４２、Ｂ４４ 第４の弁
ＰＧ１、ＰＧ２ 発電部
ＩＮ４１、ＩＮ４２ 第３の流入口
ＯＴ４１、ＯＴ４２ 第３の排出口
Ｂ５１、Ｂ５３ 第５の弁
Ｂ５２、Ｂ５４ 第６の弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power supply system 11 Electric power supply unit 12 Hydrogen supply unit 13 Renewable energy power generation unit 14 Power storage unit 150 Water electrolysis part 15-1, 15-2 Water electrolysis unit 16 Water supply unit 170, 170b Hydrogen storage part 17-1, 17 -2, 17b-1, 17b-2 Hydrogen storage unit 18 Oxygen storage unit 190 Hydrogen power generation unit 19-1, 19-2 Hydrogen power generation unit 20 Water recovery unit 21 Heat storage / heat exchange unit 22 External power system connection unit 23 Hydrogen supply Unit 24 Management unit 25 Oxygen supply unit AT Track MT Mounting bases IN11, IN12 First inlet OT11, OT12 First outlet E1, E2 Electrolytic parts T11, T21, T31, T41, anode terminals T12, T22, T32, T42 Cathode terminals B11, B14 first B12, B15 Second valve B13, B16 Oxygen regulating valves C11, C12, C13, C21, C22, C23, C31, C32, C41, C42 connectors ST1, ST2, ST11, ST12 Storage tanks IN21, IN22 Second inlet OT21, OT22 Second outlet B20, B33 Hydrogen regulating valves B21, B31, B41, B43 Third valve B22, B32, B42, B44 Fourth valve PG1, PG2 Power generation unit IN41, IN42 Third inlet OT41 , OT42 Third outlet B51, B53 Fifth valve B52, B54 Sixth valve
Claims (10)
- 水を電気分解し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水電解ユニットと、
前記水電解ユニットにより生成された水素を貯蔵し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素貯蔵ユニットと、
前記貯蔵された水素を用いて発電し、置換または個数が増減可能なように構成された少なくとも一つの水素発電ユニットと、
を備える電力供給システム。 At least one water electrolysis unit configured to electrolyze and replace or increase or decrease the number of water;
At least one hydrogen storage unit configured to store hydrogen generated by the water electrolysis unit, and to be able to replace or increase or decrease the number;
At least one hydrogen power generation unit configured to generate electricity using the stored hydrogen, and to replace or increase or decrease the number;
A power supply system comprising: - 前記水電解ユニットそれぞれは、
前記水が流入する第１の流入口と前記水素が排出される第１の排出口とを有し、流入する前記水を電気分解する電解部と、
前記第１の流入口に接続され、前記水の量を調整する第１の弁と、
前記第１の排出口に接続され、排出される水素の量を調整する第２の弁と、
を有し、
前記水素貯蔵ユニットそれぞれは、
前記水素が流入する第２の流入口と前記水素が排出される第２の排出口とを有し、前記水電解ユニットで得られた水素を貯蔵する貯蔵タンクと、
前記第２の流入口に接続され、前記水素の量を調整する第３の弁と、
前記第２の排出口に接続され、排出される水素の量を調整する第４の弁と、
を有し、
前記水素発電ユニットそれぞれは、
前記水素が流入する第３の流入口と水素及び水が排出される第３の排出口とを有し、流入する前記水素を用いて発電する発電部と、
前記第３の流入口に接続され、前記水素の量を調整する第５の弁と、
前記第３の排出口に接続され、排出される水及び水素の量を調整する第６の弁と、
を有し、
前記水電解ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの前記水電解ユニットは他の前記水電解ユニットとの間で、前記第１の弁同士及び前記第２の弁同士が接続されており、
前記水素貯蔵ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの前記水素貯蔵ユニットは他の前記水素貯蔵ユニットとの間で、前記第３の弁同士及び前記第４の弁同士が接続されているか、または前記第３の弁と前記第４の弁とが接続されており、
前記水素発電ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの前記水素発電ユニットは他の前記水素発電ユニットとの間で、前記第５の弁同士及び前記第６の弁同士が接続されている
請求項１に記載の電力供給システム。 Each of the water electrolysis units is
An electrolysis unit having a first inflow port through which the water flows in and a first discharge port through which the hydrogen is discharged, and electrolyzing the inflowing water;
A first valve connected to the first inlet for adjusting the amount of water;
A second valve connected to the first outlet for adjusting the amount of hydrogen discharged;
Have
Each of the hydrogen storage units
A storage tank for storing hydrogen obtained by the water electrolysis unit, having a second inlet through which the hydrogen flows in and a second outlet through which the hydrogen is discharged;
A third valve connected to the second inlet for adjusting the amount of hydrogen;
A fourth valve connected to the second outlet for adjusting the amount of hydrogen discharged;
Have
Each of the hydrogen power generation units
A power generation unit that has a third inflow port through which the hydrogen flows in and a third discharge port through which hydrogen and water are discharged, and that generates electricity using the inflowing hydrogen;
A fifth valve connected to the third inlet for adjusting the amount of the hydrogen;
A sixth valve connected to the third outlet for adjusting the amount of water and hydrogen discharged;
Have
When including a plurality of the water electrolysis units, one of the water electrolysis units is connected to the other water electrolysis unit, the first valve and the second valve are connected,
In the case of providing a plurality of the hydrogen storage units, one of the hydrogen storage units is connected to the other hydrogen storage unit, the third valve and the fourth valve are connected, or the A third valve and the fourth valve are connected;
When the plurality of hydrogen power generation units are provided, one of the hydrogen power generation units is connected to the other hydrogen power generation unit, and the fifth valve and the sixth valve are connected to each other. The power supply system described in 1. - 前記水素発電ユニットそれぞれは、
発電して得られた電力を出力する陽極端子と陰極端子とを有し、
前記水素発電ユニットを複数備える場合、そのうちの一つの前記水素発電ユニットの陰極端子と、他の前記水素発電ユニットの陽極端子が接続されている
請求項１または２に記載の電力供給システム。 Each of the hydrogen power generation units
Having an anode terminal and a cathode terminal for outputting power obtained by power generation;
3. The power supply system according to claim 1, wherein when a plurality of the hydrogen power generation units are provided, a cathode terminal of one of the hydrogen power generation units is connected to an anode terminal of another of the hydrogen power generation units. - 一つまたは複数の水電解ユニットは、コンテナまたはトラックの荷台に搭載可能な第１の架台に固定可能であり、
一つまたは複数の水素貯蔵ユニットは、コンテナまたはトラックの荷台に搭載可能な第２の架台に固定可能であり、
一つまたは複数の水素発電ユニットは、コンテナまたはトラックの荷台に搭載可能な第１の架台に固定可能である
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力供給システム。 The one or more water electrolysis units can be fixed to a first cradle that can be mounted on a container or truck bed,
One or more hydrogen storage units can be secured to a second cradle that can be mounted on a container or truck bed;
The power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the one or more hydrogen power generation units can be fixed to a first frame that can be mounted on a container or a truck bed. - 隣接する前記コンテナまたは前記トラック間で、前記第１の弁および／または前記第２の弁の前記コンテナまたは前記トラックにおける相対的な位置が共通し、
隣接する前記コンテナまたは前記トラック間で、前記第３の弁および／または前記第４の弁の前記コンテナまたは前記トラックにおける相対的な位置が共通し、
隣接する前記コンテナまたは前記トラック間で、前記第５の弁および／または前記第６の弁の前記コンテナまたは前記トラックにおける相対的な位置が共通する
請求項４に記載の電力供給システム。 The adjacent position of the first valve and / or the second valve in the container or the truck is common between the adjacent containers or the truck,
The adjacent position of the third valve and / or the fourth valve in the container or the truck is common between the adjacent containers or the truck,
The power supply system according to claim 4, wherein a relative position of the fifth valve and / or the sixth valve in the container or the truck is common between the adjacent containers or the truck. - 隣接する前記コンテナまたは前記トラック間で、前記陽極端子と前記陰極端子の前記コンテナまたは前記トラックにおける相対的な位置が共通する
請求項４または５に記載の電力供給システム。 The power supply system according to claim 4 or 5, wherein a relative position of the anode terminal and the cathode terminal in the container or the track is common between the adjacent containers or the tracks. - 前記第１の弁から前記第６の弁のいずれか二つの弁を接続する場合のコネクタの種類が共通である
請求項２から６のいずれか一項に記載の電力供給システム。 The power supply system according to any one of claims 2 to 6, wherein a connector type is common when any two of the first valve to the sixth valve are connected. - 当該電力供給システムの外部から前記水素貯蔵ユニットへ水素を補給する水素補給ユニットと、
前記水素貯蔵ユニットから当該電力供給システムの外部へ水素を供給する水素供給ユニットと、
を更に備える請求項１から７のいずれか一項に記載の電力供給システム。 A hydrogen supply unit for supplying hydrogen to the hydrogen storage unit from outside the power supply system;
A hydrogen supply unit for supplying hydrogen from the hydrogen storage unit to the outside of the power supply system;
The power supply system according to any one of claims 1 to 7, further comprising: - 前記水電解ユニットにて水素と同時に発生する酸素を蓄える酸素貯蔵ユニットと、
前記蓄えられた酸素または酸素を含む媒体を、当該電力供給システムの外部へ供給する酸素供給ユニットと、
を更に備える請求項１から８のいずれか一項に記載の電力供給システム。 An oxygen storage unit for storing oxygen generated simultaneously with hydrogen in the water electrolysis unit;
An oxygen supply unit for supplying the stored oxygen or a medium containing oxygen to the outside of the power supply system;
The power supply system according to any one of claims 1 to 8, further comprising: - 再生可能エネルギーを利用して発電する再生可能エネルギー発電ユニットと、
前記再生可能エネルギー発電ユニットによる発電時に発生する熱、及び前記水素発電ユニットによる発電時に発生する熱を回収する蓄熱熱交換ユニットと、
を更に備える請求項１から９のいずれか一項に記載の電力供給システム。 A renewable energy power generation unit that generates power using renewable energy;
A heat storage heat exchange unit that recovers heat generated during power generation by the renewable energy power generation unit and heat generated during power generation by the hydrogen power generation unit;
The power supply system according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
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