JP2003155587A - Gas generation system - Google Patents
Gas generation systemInfo
- Publication number
- JP2003155587A JP2003155587A JP2001356340A JP2001356340A JP2003155587A JP 2003155587 A JP2003155587 A JP 2003155587A JP 2001356340 A JP2001356340 A JP 2001356340A JP 2001356340 A JP2001356340 A JP 2001356340A JP 2003155587 A JP2003155587 A JP 2003155587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- generator
- load
- gas
- supplied
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水の電気分解を用
いて水素ガス及び酸素ガスを製造するガス発生システム
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas generating system for producing hydrogen gas and oxygen gas by using electrolysis of water.
【０００２】[0002]
【従来の技術】クリーンなシステムとして注目されてい
る燃料電池や、水素エンジンには、水素ガスあるいは酸
素ガスが必要である。水の電気分解（以下、「水電解」
と記す）により水素ガス及び酸素ガスを製造する水電解
装置としてのガス発生装置（固体高分子電解質膜を用い
た装置）は、比較的容易に無公害で水素ガス及び酸素ガ
スを製造することが可能である。ガス発生装置と何らか
の発電設備を組み合わせることにより、ガス発生システ
ムとすることが出来る。2. Description of the Related Art Hydrogen gas or oxygen gas is required for fuel cells and hydrogen engines, which are attracting attention as clean systems. Electrolysis of water (hereinafter "water electrolysis")
A gas generator (device using a solid polymer electrolyte membrane) as a water electrolysis device for producing hydrogen gas and oxygen gas by means of ()) can produce hydrogen gas and oxygen gas relatively easily and without pollution. It is possible. A gas generation system can be obtained by combining a gas generation device and some kind of power generation equipment.
【０００３】しかし、従来の技術での水電解用の電源
は、電力会社の系統電力を用いる場合が多い。この電力
を用いて水電解で水素ガス及び酸素ガスを製造し、それ
らのガスを用いて燃料電池で発電した場合、全体として
のシステム効率は低くなる。夜間電力などの低コストな
電力を用いる方法もあるが、その場合には使用時間が深
夜だけに限定され、利便性の面で問題がある。低コスト
で高い効率の電力の供給源が望まれる。また、時間の制
約が少ない電力の供給源が望まれる。However, the power source for water electrolysis in the conventional technology often uses the system power of the power company. When hydrogen gas and oxygen gas are produced by water electrolysis using this electric power and power is generated by the fuel cell using these gases, the overall system efficiency becomes low. There is also a method of using low-cost electric power such as night-time electric power, but in that case, the use time is limited only to midnight, which is a problem in terms of convenience. A low cost, high efficiency power source is desired. In addition, a power supply source with less time constraints is desired.
【０００４】一方、交流発電機のような回転機器を有す
る発電機において、発電効率は、その運転条件（回転数
など）により変動する。そして、発電効率は、ある運転
条件において最高となる。しかし、発電機に接続された
負荷の状態は一定ではないため、負荷の必要とする電力
は変動する。それに伴い、発電機は、その運転条件を変
動させ、電力の変動に対応する必要がある。従って、常
に最高の効率で運転することは不可能である。負荷の状
態が変化しても、最高効率で運転することができるシス
テムが望まれる。On the other hand, in a generator having rotating equipment such as an AC generator, the power generation efficiency varies depending on its operating conditions (rotational speed etc.). And the power generation efficiency becomes the highest under a certain operating condition. However, since the state of the load connected to the generator is not constant, the electric power required by the load fluctuates. Along with this, the generator needs to change its operating condition to cope with the change in electric power. Therefore, it is not always possible to operate at maximum efficiency. It is desirable to have a system that can operate at maximum efficiency even when the load condition changes.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、発電設備と水電解装置との組み合わせにより、発電
設備の効率向上と水電解装置の電力コストの低減が可能
なガス発生システムを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a gas generation system which can improve the efficiency of power generation equipment and reduce the power cost of the water electrolysis equipment by combining the power generation equipment and the water electrolysis equipment. It is to be.
【０００６】また、本発明の他の目的は、深夜の時間帯
以外でも、低コストで水電解を実施することが可能なガ
ス発生システムを提供することである。Another object of the present invention is to provide a gas generation system capable of carrying out water electrolysis at a low cost even outside the midnight hours.
【０００７】また、本発明の更に他の目的は、システム
全体の稼働率を上げ、システム全体の効率を向上させる
ことが可能なガス発生システムを提供することである。Still another object of the present invention is to provide a gas generation system capable of increasing the operating rate of the entire system and improving the efficiency of the entire system.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特
許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応
関係を明らかにするために付加されたものである。ただ
し、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載
されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described below by using the numbers and symbols used in the embodiments of the present invention. These numbers and signs are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the [Embodiment of the Invention]. However, those numbers and signs should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
【０００９】従って、上記課題を解決するための本発明
のガス発生システムは、供給された電力により純水を電
気分解して酸素と水素を製造する水電解装置（１）と、
負荷（３）に接続され、予め設定された出力で発電を行
なう発電機（２）と、発電機（２）が負荷（３）に供給
する電力と、水電解装置（１）に供給する電力との和
が、その出力と等しくなるように、その出力を負荷
（３）と水電解装置（１）とに分配する分流器（５）と
を具備する。Therefore, the gas generation system of the present invention for solving the above-mentioned problems includes a water electrolysis device (1) for electrolyzing pure water with supplied electric power to produce oxygen and hydrogen,
A generator (2) that is connected to a load (3) and generates power with a preset output, the power that the generator (2) supplies to the load (3), and the power that is supplied to the water electrolysis device (1). And a flow divider (5) for distributing the output to the load (3) and the water electrolysis device (1) so that the sum of the output and the output becomes equal to the output.
【００１０】また、本発明のガス発生システムは、供給
された電力により純水を電気分解して酸素と水素を製造
する水電解装置（１）と、負荷（３）に接続され、予め
設定された出力で発電を行なう発電機（２）と、発電機
（２）が負荷（３）に供給する電力が予め設定された基
準値より小さくなった時、その出力の余剰分である余剰
電力を水電解装置（１）へ供給する分流器（５）とを具
備する。The gas generation system of the present invention is connected to a water electrolysis device (1) for electrolyzing pure water with the supplied electric power to produce oxygen and hydrogen, and a load (3), and is preset. When the electric power supplied to the load (3) by the generator (2) that generates electric power with the output is smaller than the preset reference value, the surplus power that is the surplus of the output is And a flow divider (5) for supplying to the water electrolysis device (1).
【００１１】更に、本発明のガス発生システムは、発電
機（２）により発電された電力の内、負荷に供給された
電力を除いた余剰電力を用いて水電解を行ない、酸素と
水素を製造する。Further, in the gas generating system of the present invention, out of the electric power generated by the generator (2), the surplus electric power excluding the electric power supplied to the load is used for water electrolysis to produce oxygen and hydrogen. To do.
【００１２】更に、本発明のガス発生システムは、発電
機（２）は、マイクロガスタービンと、交流発電機とを
有する。Further, in the gas generating system of the present invention, the generator (2) has a micro gas turbine and an AC generator.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明であるガス発生システムに
ついて、添付の図面を用いて説明する。本実施例では、
マイクロガスタービンを有する交流発電機で発電した電
力を用いて、ガス発生装置で水電解を行ないガス製造を
行なうシステムを例に示して説明する。しかし、回転を
利用して発電を行なう他の発電設備の電力を用いてガス
製造を行なうシステムにおいても適用可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A gas generating system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment,
An example of a system for producing gas by performing water electrolysis with a gas generator using electric power generated by an AC generator having a micro gas turbine will be described. However, it is also applicable to a system for producing gas using the electric power of another power generation facility that uses rotation to generate electric power.
【００１４】本発明であるガス発生システムの実施の形
態の構成について説明する。図１は、ガス発生システム
の実施の形態における構成を示す図である。ガス発生シ
ステムは、ガス発生装置１、発電機２、負荷３、ＡＣ−
ＤＣコンバータ４、分流器５、電力計測器６、酸素貯蔵
タンク７、水素貯蔵タンク８を具備する。The configuration of the embodiment of the gas generating system according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a gas generation system. The gas generation system includes a gas generation device 1, a generator 2, a load 3, and an AC-
The DC converter 4, the shunt 5, the electric power meter 6, the oxygen storage tank 7, and the hydrogen storage tank 8 are provided.
【００１５】本発明のガス発生システムでは、発電機２
は、最高効率で発電が可能な運転条件において、予め設
定された電力を継続的に発電する。その電力は、負荷３
により消費される。しかし、負荷３の大きさは変化する
ため、電力の一部は、余剰電力になる場合がある。そこ
で、ガス発生装置１において、その余った電力を用いて
水電解を行なうこととする。すなわち、常に一定の負荷
に成るように、ガス発生装置１が発電機２の負荷の調整
を行なう。それにより、発電機２は、常に最高効率の運
転条件で発電を継続的に行なうことができる。発電され
た電力は、負荷３とガス発生装置１とにより消費され
る。また、ガス発生装置１も低コストな電力（余剰電
力）を用いることが出来る。そして、両者を合わせた効
率も向上する。In the gas generation system of the present invention, the generator 2
Continuously generates a preset electric power under an operating condition capable of generating electric power with the highest efficiency. The power is the load 3
Consumed by. However, since the size of the load 3 changes, a part of the power may be surplus power. Therefore, in the gas generator 1, water electrolysis is performed using the surplus power. That is, the gas generator 1 adjusts the load of the generator 2 so that the load is always constant. As a result, the generator 2 can continuously generate power under the operating conditions of the highest efficiency. The generated power is consumed by the load 3 and the gas generator 1. The gas generator 1 can also use low-cost electric power (surplus electric power). And the efficiency which combined both is also improved.
【００１６】図１の各構成について、以下に説明する。
水電解装置としてのガス発生装置１は、発電機２（後
述）などから供給された電力により純水を電気分解（以
下「水電解」と記す）して水素ガスと酸素ガスを製造す
る。回転機器を用いた装置と異なり、効率は、投入され
る電力の大きさにそれほど依存しない。固体高分子電解
質を用い、負極側で水素ガス、正極側で酸素ガスを発生
する。製造した水素ガスは、水素貯蔵タンク８及び酸素
貯蔵タンク７に貯蔵される。Each structure of FIG. 1 will be described below.
The gas generation device 1 as a water electrolysis device electrolyzes pure water (hereinafter referred to as “water electrolysis”) with electric power supplied from a generator 2 (described later) or the like to produce hydrogen gas and oxygen gas. Unlike a device using a rotating machine, the efficiency does not depend so much on the input power. Using a solid polymer electrolyte, hydrogen gas is generated on the negative electrode side and oxygen gas is generated on the positive electrode side. The produced hydrogen gas is stored in the hydrogen storage tank 8 and the oxygen storage tank 7.
【００１７】酸素貯蔵タンク７は、ガス発生装置１で製
造された酸素ガスを貯蔵するタンクである。また、水素
貯蔵タンク８は、ガス発生装置１で製造された水素ガス
を貯蔵するタンクである。貯蔵された酸素ガス及び水素
ガスは、燃料電池や水素エンジン等に使用される。The oxygen storage tank 7 is a tank for storing the oxygen gas produced by the gas generator 1. The hydrogen storage tank 8 is a tank that stores the hydrogen gas produced by the gas generator 1. The stored oxygen gas and hydrogen gas are used for fuel cells, hydrogen engines, and the like.
【００１８】図２を参照して、ガス発生装置１の特性に
ついて説明する。図２は、ガス発生装置１における、電
力と電流の関係を示す。縦軸は、ガス発生装置１に投入
される電力を示す。また、横軸は、ガス発生装置１に流
れる電流を示す。製造される酸素ガス及び水素ガスの量
は、電流の大きさに比例する。図２から、投入される電
力の増加と共に、製造される酸素ガス及び水素ガスは単
調に増加する（電流が増加する）。すなわち、ガス発生
装置１は、最低電解電力Ｐｘ以上の電力を印加する限
り、供給される電力に応じて、ガスを製造できる。その
際、供給される電力によって効率は大きく影響されな
い。従って、余剰電力の調整（負荷の調整）に使用する
のに適している。The characteristics of the gas generator 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the relationship between electric power and current in the gas generator 1. The vertical axis represents the electric power supplied to the gas generator 1. The horizontal axis represents the current flowing through the gas generator 1. The amounts of oxygen gas and hydrogen gas produced are proportional to the magnitude of the electric current. From FIG. 2, the oxygen gas and the hydrogen gas produced monotonically increase (the current increases) as the electric power input increases. That is, the gas generator 1 can produce gas according to the supplied electric power as long as the electric power of the minimum electrolysis electric power Px or more is applied. In that case, the efficiency is not significantly affected by the supplied power. Therefore, it is suitable for use for adjustment of surplus power (load adjustment).
【００１９】発電機２は、化学エネルギーや熱エネルギ
ーのようなエネルギーから電気エネルギーとしての電力
を生み出す。ガスタービンや蒸気タービンのような回転
機器及び関連機器（圧縮機、減速機など）を有し、その
回転を利用して発電を行なう交流発電機（誘導発電機、
同期発電機など）である。ある一定の負荷での運転で、
最大効率となる。本実施例では、マイクロガスタービン
と交流発電機とを組み合わせた発電システムである。排
熱は排熱回収ボイラにより回収される。The generator 2 produces electric power as electric energy from energy such as chemical energy and thermal energy. AC generators (induction generators) that have rotating equipment such as gas turbines and steam turbines and related equipment (compressors, speed reducers, etc.), and use the rotation to generate electricity.
Synchronous generator etc.). Driving with a certain load,
Maximum efficiency. The present embodiment is a power generation system that combines a micro gas turbine and an AC generator. Exhaust heat is recovered by the exhaust heat recovery boiler.
【００２０】発電は、予め設定された運転条件下で行な
われる。その運転条件は、発電機２の発電効率が最大と
なる条件である。その場合、発電機２は、予め設定され
た出力の電力（以下「定格出力電力」と記す）Ｐ０を発
電する。定格出力電力Ｐ０を発電する際の負荷（以下
「定格負荷」と記す）Ｒ０は、定格出力電力Ｐ０に対応
した値となる。しかし、定格出力電力Ｐ０を消費する負
荷３は、その稼動状態により大きさが変動するので、定
格負荷Ｒ０を常時満たすことは出来ない。そこで、ガス
発生装置１を不足分の負荷として用いる。すなわち、ガ
ス発生装置１の負荷ＲＣ、負荷３の負荷ＲＢを用いて
ＲＣ＝Ｒ０−ＲＢ
となるように制御する。これにより、発電機２を常に定
格負荷Ｒ０の状態で運転することができ、最高効率の発
電を常に行うことが可能となる。これを電力で見ると、
定格出力電力Ｐ０の内、負荷３が必要とする負荷用電力
ＰＢを優先的に負荷３へ供給し、余剰電力ＰＨ（＝Ｐ０
−ＰＢ）をガス発生装置１において水電解のために使用
する。定格出力電力Ｐ０の大きさは、負荷３の必要とす
る最大電力を満たす。Power generation is performed under preset operating conditions.
Be seen. The operating condition is that the power generation efficiency of the generator 2 is maximum.
That is the condition. In that case, the generator 2 is preset
Output power (hereinafter referred to as "rated output power") P0From
To charge. Rated output power P0Load when generating electricity (below
"Rated load") R0Is the rated output power P0Corresponding to
It will be the value. However, the rated output power P0Consume negative
Since the size of the load 3 varies depending on its operating state,
Rated load R0Cannot always be met. There gas
The generator 1 is used as a shortfall load. That is,
Load R of the gas generator 1C, Load of load 3BUsing
RC= R0-RB
Control so that. As a result, the generator 2 is constantly
Rated load R0It is possible to drive in the state of
It becomes possible to always perform electricity. Looking at this with electricity,
Rated output power P0Of the load power required by load 3
PBIs preferentially supplied to the load 3, and the surplus power PH(= P0
-PB) For water electrolysis in the gas generator 1
To do. Rated output power P0The size of the
Meets maximum power consumption.
【００２１】負荷３は、発電機２に接続された、電力を
消費する機器や設備である。その機器や設備の稼動状態
により、負荷の大きさが時間的に変動する。すなわち、
必要とする電力の大きさが時間的に変動する。The load 3 is a device or equipment connected to the generator 2 that consumes electric power. The magnitude of the load fluctuates with time depending on the operating state of the equipment or facility. That is,
The amount of required power varies with time.
【００２２】ＡＣ−ＤＣコンバータ４は、発電機２によ
って発電された交流電力を直流電力へ変換する。The AC-DC converter 4 converts the AC power generated by the generator 2 into DC power.
【００２３】分流器５は、発電機２によって発電された
定格出力電力Ｐ０の内、負荷３に供給する負荷用電力Ｐ
Ｂが予め設定された電力基準値ＰＳより小さくなった
時、余剰電力ＰＨをガス発生装置１へ分配する。ただ
し、電力基準値ＰＳは、ガス発生装置１の水電解に必要
な最低電解電力Ｐｘを用いて、
ＰＳ＝Ｐ０−Ｐｘ
で表される。負荷用電力ＰＢは、電力計測器６から出力
される計測結果（電力計測結果）である。また、発電機
２が負荷３に供給する負荷用電力ＰＢと、ガス発生装置
１に供給する電力との和が定格出力電力Ｐ０と等しくな
るように、定格出力電力Ｐ０を負荷３とガス発生装置１
とに分配する機能を有する。The shunt 5 uses the load power P 0 supplied to the load 3 out of the rated output power P 0 generated by the generator 2.
When B becomes smaller than the preset power reference value P S , the surplus power P H is distributed to the gas generator 1. However, the power reference value P S is represented by P S = P 0 −Px using the minimum electrolysis power Px required for water electrolysis of the gas generator 1. The load power P B is a measurement result (power measurement result) output from the power measuring device 6. Further, a load power P B supplied generator 2 to the load 3, such that the sum of the power supplied to the gas generator 1 is equal to the rated output power P 0, and the load 3 the rated output power P 0 Gas generator 1
It has the function of distributing to and.
【００２４】電力計測器６は、負荷３に供給する負荷用
電力ＰＢを、常時継続的に計測する。計測結果である電
力計測結果を常時継続的に分流器５へ出力する。The power measuring device 6 constantly measures the load power P B supplied to the load 3 continuously. The power measurement result, which is the measurement result, is constantly and continuously output to the shunt 5.
【００２５】次に、本発明であるガス発生システムの実
施の形態の動作ついて説明する。図１を参照して、発電
機２は、予め設定された運転条件で発電を行なう。そし
て、発電効率が最大の状態で定格出力電力Ｐ０を出力す
る。定格出力電力Ｐ０の内、負荷３の必要とする負荷用
電力ＰＢが、負荷３に供給される。負荷３に供給される
負荷用電力ＰＢは、電力計測器６において常時計測され
ている。そして、その電力計測結果は、分流器５に出力
されている。分流器５は、定格出力電力Ｐ０の内、負荷
３に供給する負荷用電力ＰＢが電力基準値ＰＳより小さ
くなった場合、余剰電力ＰＨ（＝Ｐ０−ＰＳ）をガス発
生装置１へ分配する。Next, the operation of the embodiment of the gas generating system of the present invention will be described. With reference to FIG. 1, the generator 2 generates power under preset operating conditions. Then, the rated output power P 0 is output in the state where the power generation efficiency is maximum. The load power P B required by the load 3 out of the rated output power P 0 is supplied to the load 3. The load power P B supplied to the load 3 is constantly measured by the power meter 6. Then, the power measurement result is output to the shunt 5. Flow divider 5, of the rated output power P 0, when the load power P B supplied to the load 3 becomes smaller than the power reference value P S, surplus power P H (= P 0 -P S ) gas generation Distribute to device 1.
【００２６】図３を参照して、電力供給について更に説
明する。ここで、図３は、供給される電力の時間変化に
ついて示す。縦軸は、電力であり、横軸は時間である。
負荷３で使用する負荷用電力ＰＢは、機器や設備の稼動
状況により時間変化があるので、例えば曲線Ｂのように
最大値を定格出力電力Ｐ ０として時間と共に変動する。
その一方で、発電機２では、定格出力電力Ｐ０で一定の
電力を発電しており、曲線Ａで示される。従って、曲線
Ａと曲線Ｂとの差の分の電力（図中Ｃで示される斜線の
領域）は、余剰電力ＰＨとなる。そこで、各時間におけ
るこの余剰電力ＰＨをガス発生装置１に投入して、酸素
ガス及び水素ガスを製造する。このとき、負荷３の負荷
ＲＢとガス発生装置１の負荷ＲＣとの和は、発電機２の
定格負荷Ｒ０になっている。Further explanation of power supply will be given with reference to FIG.
Reveal Here, FIG. 3 shows changes in the supplied power with time.
I will show you. The vertical axis represents electric power and the horizontal axis represents time.
Load power P used by load 3BIs the operation of equipment and facilities
As it changes with time depending on the situation,
Maximum output power P 0As it fluctuates over time.
On the other hand, in the generator 2, the rated output power P0At a constant
It is producing electricity and is shown by curve A. Therefore, the curve
The power corresponding to the difference between A and the curve B (in the shaded area indicated by C in the figure)
Area) is the surplus power PHBecomes So at each time
Ruko's surplus power PHIs charged into the gas generator 1, and oxygen
Produces gas and hydrogen gas. At this time, the load of load 3
RBAnd the load R of the gas generator 1CIs the sum of generator 2
Rated load R0It has become.
【００２７】ガス発生装置１に投入する電力は、既述の
Ｐｘ以上の電力を投入する。Ｐｘ以上の電力であれば、
電力の大きさの増加と共に、製造される酸素ガス及び水
素ガスの量も増加する。この場合、ガス発生装置１へ投
入される電力の大きさに伴う、ガス発生効率の変化はほ
とんど無い。The electric power supplied to the gas generator 1 is the electric power of Px or more as described above. If the power is Px or higher,
As the amount of electric power increases, the amount of oxygen gas and hydrogen gas produced also increases. In this case, there is almost no change in the gas generation efficiency with the amount of electric power supplied to the gas generator 1.
【００２８】発電機２は、最大効率の条件で運転される
ので、単位電力あたりの発電コストは最低となる。一
方、ガス発生装置１の効率は、投入される電力でほとん
ど変化しない。従って、発電機２とガス発生装置１とを
合わせたシステムを、ほぼ最大の効率で運転することが
出来る。また、発電機２で発電される電力は、負荷３及
びガス発生装置１により全て使用されるので、無駄な電
力の発生を無くすことが出来る。Since the generator 2 is operated under the condition of maximum efficiency, the power generation cost per unit power becomes the lowest. On the other hand, the efficiency of the gas generator 1 hardly changes with the supplied electric power. Therefore, the system including the generator 2 and the gas generator 1 can be operated with almost maximum efficiency. In addition, since the electric power generated by the generator 2 is entirely used by the load 3 and the gas generator 1, it is possible to eliminate the generation of useless electric power.
【００２９】ガス発生装置１は、直流電力ＰＣ’により
動作する。従って、分流器５の後のＡＣ−ＤＣコンバー
タ４により、交流電力ＰＣを直流電力ＰＣ’として、ガ
ス発生装置１へ投入する。そして、ガス発生装置１は、
供給された直流電力ＰＣ’により、純水を水電解して水
素ガスと酸素ガスを製造する。製造された酸素ガスは、
酸素貯蔵タンク７に貯蔵され、他の酸素利用設備などに
おいて使用される。また、製造された水素ガスは、水素
貯蔵タンク８に貯蔵され、他の水素利用設備などにおい
て使用される。The gas generator 1 is operated by the DC power P C '. Accordingly, the AC-DC converter 4 after the flow divider 5, the AC power P C as the DC power P C ', put into the gas generator 1. And the gas generator 1 is
Pure water is electrolyzed by the supplied DC power P C ′ to produce hydrogen gas and oxygen gas. The produced oxygen gas is
It is stored in the oxygen storage tank 7 and used in other oxygen utilization equipment. Further, the produced hydrogen gas is stored in the hydrogen storage tank 8 and used in other hydrogen utilization equipment or the like.
【００３０】なお、本実施例では、負荷３での電力の使
用を優先し、余剰電力をガス発生装置１で利用してい
る。しかし、必ずしも負荷３での電力の使用を優先する
必要は無く、ガス発生装置１の電力を優先させることも
可能である。その場合、負荷３で使用する電力ＰＢとガ
ス発生装置１で使用する電力ＰＣとの和が、定格出力の
電力と等しくなるように、電力を配分する。図４に示す
様に、分流器５とＡＣ−ＤＣコンバータ４との間にガス
用電力計測器９を追加する。そして、ガス用電力計測器
９において電力を計測し、その結果であるガス用電力計
測結果ＰＤを分流器５に出力する。分配器５は、負荷３
側へ（定格出力の電力Ｐ０−ガス用電力計測結果ＰＤ）
分の電力を分配する。ただし、負荷３側にガス発生装置
１のような電力の大きさを自由に変更可能な設備機器が
ある場合である。In this embodiment, the use of electric power in the load 3 is prioritized and the surplus electric power is used in the gas generator 1. However, it is not always necessary to give priority to the use of electric power in the load 3, and it is possible to give priority to the electric power of the gas generator 1. In that case, the power is distributed so that the sum of the power P B used by the load 3 and the power P C used by the gas generator 1 becomes equal to the rated output power. As shown in FIG. 4, a gas power measuring instrument 9 is added between the shunt 5 and the AC-DC converter 4. Then, the power measured in gas power meter 9, and outputs a gas power measurement result P D is the result to the flow divider 5. The distributor 5 has a load 3
To the side (Rated output power P 0 −Gas power measurement result P D )
Distribute the power for minutes. However, this is the case where the load 3 side has equipment such as the gas generator 1 that can freely change the magnitude of electric power.
【００３１】本発明のガス発生システムにおいては、部
分負荷運転での効率の低い発電機において、発電機にか
かる負荷をガス発生装置により調整することで、常に予
め設定された最高効率の運転条件に対応した負荷とする
ことが出来、システム全体での効率を向上することが可
能となる。すなわち、発電機を最高効率の状態で運転で
き、発電の単位電力当たりのコストを低減することが可
能となる。In the gas generating system of the present invention, in a generator with low efficiency in partial load operation, the load applied to the generator is adjusted by the gas generating device so that the preset operating conditions of maximum efficiency are always maintained. The load can be dealt with, and the efficiency of the entire system can be improved. That is, the generator can be operated in the highest efficiency state, and the cost per unit power generation can be reduced.
【００３２】また、本発明のガス発生システムにより、
通常ならば使用されない余剰の電力をガス発生装置に使
用することが出来、電力の無駄を無くすことが可能とな
る。また、発電機の動作時間中であれば、深夜の時間帯
に限らずガス発生装置を稼動することが可能となる。Further, according to the gas generating system of the present invention,
Excessive power that is not normally used can be used for the gas generator, and it is possible to eliminate waste of power. Further, during the operation time of the generator, the gas generator can be operated not only in the midnight time zone.
【００３３】本発明のガス発生システムにおいては、低
コストで酸素ガス及び水素ガスを製造することが可能と
なる。そして、それらのガスを用いた設備に対して、低
コストでガスを供給することが可能となる。In the gas generation system of the present invention, it is possible to produce oxygen gas and hydrogen gas at low cost. Then, it becomes possible to supply gas at low cost to equipment using those gases.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明により、発電設備と水電解装置と
の組み合わせにより、発電設備の効率向上と水電解装置
の電力コストの低減が可能となる。According to the present invention, by combining a power generation facility and a water electrolysis device, it is possible to improve the efficiency of the power generation facility and reduce the power cost of the water electrolysis device.
【図１】本発明のガス発生システムの実施の形態におけ
る構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration in an embodiment of a gas generation system of the present invention.
【図２】本発明のガス発生システムの実施の形態に関わ
るガス発生装置の電力と電流との関係を示すである。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the electric power and the electric current of the gas generator relating to the embodiment of the gas generating system of the present invention.
【図３】本発明のガス発生システムの実施の形態に関わ
る発電機、負荷及びガス発生装置の電力と時間との関係
を示すである。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between electric power and time of a generator, a load, and a gas generating device according to an embodiment of a gas generating system of the present invention.
【図４】本発明のガス発生システムの実施の形態におけ
る他の構成を示すである。FIG. 4 shows another configuration of the gas generating system according to the embodiment of the present invention.
【符号の説明】 １ ガス発生装置 ２ 発電機 ３ 負荷 ４ ＡＣ−ＤＣコンバータ ５ 分流器 ６ 電力計測器 ７ 酸素貯蔵タンク ８ 水素貯蔵タンク ９ ガス用電力計測器[Explanation of symbols] 1 gas generator 2 generator 3 load 4 AC-DC converter 5 shunt 6 Power meter 7 Oxygen storage tank 8 Hydrogen storage tank 9 Gas power meter
フロントページの続き (72)発明者 鷲田 伸也 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 Ｆターム(参考） 4K021 AA01 BA02 DB28 DC01 DC03 5H590 AA02 CA08 CE01 EA16 EB22 HA15 HB03 HB16 JB04 Continued front page (72) Inventor Shinya Washida 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Kansai Electric Power Co., Inc. F-term (reference) 4K021 AA01 BA02 DB28 DC01 DC03 5H590 AA02 CA08 CE01 EA16 EB22 HA15 HB03 HB16 JB04
Claims (4)
酸素と水素を製造する水電解装置と、 負荷に接続され、予め設定された出力で発電を行なう発
電機と、 前記発電機が前記負荷に供給する電力と、前記水電解装
置に供給する電力との和が前記出力と等しくなるよう
に、前記出力を前記負荷と前記水電解装置とに分配する
分流器と、 を具備する、 ガス発生システム。1. A water electrolysis device for electrolyzing pure water with the supplied electric power to produce oxygen and hydrogen, a generator connected to a load for generating power at a preset output, and the generator. A shunt that distributes the output to the load and the water electrolysis device so that the sum of the power supplied to the load and the power supplied to the water electrolysis device becomes equal to the output. Gas generation system.
酸素と水素を製造する水電解装置と、 負荷に接続され、予め設定された出力で発電を行なう発
電機と、 前記発電機が前記負荷に供給する電力が予め設定された
基準値より小さくなった時、前記出力の余剰分である余
剰電力を前記水電解装置へ供給する分流器と、 を具備する、 ガス発生システム。2. A water electrolysis apparatus for electrolyzing pure water with the supplied electric power to produce oxygen and hydrogen, a generator connected to a load for generating power with a preset output, and the generator. A gas shunt system, comprising: a shunt that supplies surplus power, which is surplus power of the output, to the water electrolysis device when power supplied to the load becomes smaller than a preset reference value.
供給された電力を除いた余剰電力を用いて水電解を行な
い、酸素と水素を製造する、 ガス発生システム。3. A gas generation system for producing oxygen and hydrogen by carrying out water electrolysis by using surplus power of the power generated by the generator, excluding the power supplied to the load.
ム。4. The gas generation system according to claim 1, wherein the generator includes a micro gas turbine and an AC generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356340A JP2003155587A (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Gas generation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356340A JP2003155587A (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Gas generation system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003155587A true JP2003155587A (en) | 2003-05-30 |
Family
ID=19167878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356340A Pending JP2003155587A (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Gas generation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003155587A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104831309A (en) * | 2014-02-12 | 2015-08-12 | 黄柏瑜 | Hydrogen production machine |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356340A patent/JP2003155587A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104831309A (en) * | 2014-02-12 | 2015-08-12 | 黄柏瑜 | Hydrogen production machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7378820B2 (en) | Electrical power generation system and method for generating electrical power | |
| JP4495001B2 (en) | Power generation system | |
| JP2023502781A (en) | Modular system for hydrogen generation and method of operation thereof | |
| JP2008527243A (en) | A power generation system having a vanadium redox battery and a DC wind power generator | |
| US8253271B2 (en) | Home power supply system | |
| Gyawali et al. | Integrating fuel cell/electrolyzer/ultracapacitor system into a stand-alone microhydro plant | |
| JP2019022381A (en) | Micro grid interconnection system, micro grid interconnection control method, and control program | |
| JP2019200839A (en) | Power generation system | |
| JP2007249341A (en) | Hydrogen production system | |
| JP4251928B2 (en) | Wind power generation water electrolysis hydrogen production system | |
| KR20090059389A (en) | The system for producing renewable energy | |
| JP2007185008A (en) | Power supply system and its control method | |
| JP2004120903A (en) | Power supply unit | |
| JP5645783B2 (en) | Power system support system | |
| CN114362259B (en) | Thermal power plant joint frequency modulation system containing solid oxide fuel cell and energy storage and control method thereof | |
| WO2016125717A1 (en) | Power supply system | |
| JP2021138563A (en) | Hydrogen production system and hydrogen production method | |
| JP2003155587A (en) | Gas generation system | |
| JP2006161123A (en) | Water-electrolysis hydrogen producing apparatus utilizing wind power generation | |
| CN115296350A (en) | Control method of new energy power supply system and power supply system | |
| JPH08306379A (en) | Fuel sell power generation system, and its operation method | |
| Patsios et al. | Control and analysis of a hybrid renewable energy-based power system | |
| Lin et al. | Operational characteristics of an integrated island energy system based on multi-energy complementarity | |
| JP2013157189A (en) | Energy management device | |
| JP2009165225A (en) | Decentralized power supply device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040712 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050531 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070330 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070626 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071018 |