JP6042385B2 - Stand-alone energy supply facility equipped with solar hydrogen fuel supply and electric vehicle charger - Google Patents
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Description
本発明は、太陽光エネルギーを利用して生成させた自動車用水素燃料と、同じく太陽光エネルギーを電気変換して発生させた電気自動車用の電気エネルギーを供給することのできる独立型のエネルギー供給施設に関するものである。 The present invention is an independent energy supply facility capable of supplying hydrogen fuel for automobiles generated using solar energy and electric energy for electric vehicles generated by converting solar energy into electricity. It is about.
本発明は、太陽光を効率良くエネルギー変換して生成した自動車用水素燃料と、太陽光エネルギーを電気変換して発生させた電気自動車用の電力を同一施設で供給することのできる独立型のエネルギースタンドに関するものであり、本発明における構成の特徴は、エネルギー供給施設の屋上や屋根部等に複数の太陽光追尾装置を備える集光パネルを設置して、該集光パネルを形成する集光グリッドにより太陽光が集光グリッドに長時間にわたって入射するように形成して太陽エネルギーを有効利用することのできるエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention is a stand-alone energy that can supply hydrogen fuel for automobiles generated by efficiently converting sunlight into energy and electric power for electric vehicles generated by converting solar energy into the same facility. The present invention relates to a stand, and the feature of the configuration in the present invention is that a condensing grid that forms a condensing panel by installing a condensing panel having a plurality of solar tracking devices on the roof or roof of an energy supply facility Thus, an energy supply facility capable of effectively utilizing solar energy by forming so that sunlight enters the condensing grid for a long time is provided.
また、本発明は、太陽光エネルギーを電気変換しやすい可視光と、熱変換しやすい赤外線に集光パネルのグリッド内で分けて夫々集光させ、前記可視光は集光セルにて電気に変換して蓄電池に蓄電し、赤外線は熱として取り出して集光熱ボイラーに導入して中温水蒸気を発生させる構成を有している。 In addition, the present invention divides sunlight energy into visible light that easily converts electricity and infrared rays that are easily converted into heat in the grid of the light collecting panel, and condenses the light, and converts the visible light into electricity in a light collecting cell. Then, it is stored in a storage battery, and infrared rays are extracted as heat and introduced into a condensing heat boiler to generate intermediate temperature water vapor.
而して、本発明のエネルギー供給施設は、前記太陽光エネルギーの可視光を集光セルにて電気変換して蓄電池に電力を蓄電することにより、該電力を電気自動車用の電気エネルギーとして供給することのできる独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。また、太陽光エネルギーの赤外線は、集光セルにて集光して光ファイバーを介して集光熱ボイラーに導入して中温水蒸気を発生させ、該中温水蒸気を中温水蒸気電解装置に供給して水素を発生させ、この水素を高圧にして水素タンクに貯蔵することにより水素を動力燃料として使用する水素燃料自動車に供給することのできる独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 Thus, the energy supply facility of the present invention supplies the electric power as electric energy for the electric vehicle by electrically converting the visible light of the solar energy in the condensing cell and storing the electric power in the storage battery. It provides a stand-alone energy supply facility. In addition, infrared rays of solar energy are condensed in a condensing cell and introduced into a condensing heat boiler via an optical fiber to generate intermediate temperature steam, and the intermediate temperature steam is supplied to an intermediate temperature steam electrolyzer to generate hydrogen. The hydrogen is stored in a hydrogen tank at a high pressure, thereby providing a stand-alone energy supply facility that can supply hydrogen to a hydrogen fuel vehicle that uses it as power fuel.
太陽光エネルギーを効率良く利用するために太陽光の追尾装置を備えた採光システムや太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池システム等の開発等が数多くなされている。 In order to use solar energy efficiently, a lot of developments such as a daylighting system including a solar tracking device and a solar cell system for converting solar energy into electric energy have been made.
例えば太陽光を採光として利用するために太陽光の追尾装置を備えた採光装置の一例として、特開2013−104261号公報(以下、特許文献1と称する)がある。特許文献1の発明は、建物の屋上や屋根に設置されるトップライトと呼ばれる太陽光の採光装置において、トップライトを構成するドーム内に太陽光の追尾システムを備えた反射ミラーを設けて太陽光を追尾し太陽光に正対する効率的な採光装置を提供するものである。 For example, as an example of a daylighting apparatus provided with a solar light tracking device in order to use sunlight as daylighting, there is JP 2013-104261 A (hereinafter referred to as Patent Document 1). The invention of Patent Document 1 is a sunlight lighting device called a toplight installed on the roof or roof of a building. A sunlight reflecting device provided with a sunlight tracking system is provided in a dome constituting the toplight. An efficient daylighting device that tracks the sun and directly faces sunlight is provided.
また、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池システムの一例として、特開平11−97729号公報(以下、特許文献2と称する)がある。特許文献2の発明は、どのような向きのモジュール設置場所においても南向きと同様な発電特性を発揮する手段を提供するというものであり、集光系と太陽電池セルを有する複数個の集光セルで太陽電池モジュールを構成し、集光セルを構成する集光系の光軸がモジュールの主表面の法線方向と異なる向きをもつ集光セルが少なくとも1つ存在するように構成したり、集光セル同士を可動可能に構成して、太陽光に正対する時間を長くすることが可能で、発電効率や設置面積効率を高めることができる太陽電池モジュールを提供するものである。 Moreover, as an example of a solar cell system that converts sunlight energy into electric energy, there is JP-A-11-97729 (hereinafter referred to as Patent Document 2). The invention of Patent Document 2 provides means for exhibiting power generation characteristics similar to those in the south direction at any module installation location, and a plurality of light condensing units each having a condensing system and solar cells. The solar cell module is configured with cells, and the optical axis of the condensing system constituting the condensing cell is configured such that there is at least one condensing cell having a direction different from the normal direction of the main surface of the module, It is possible to provide a solar cell module in which the concentrating cells can be moved so that the time for directly facing sunlight can be increased, and the power generation efficiency and the installation area efficiency can be increased.
更に、太陽光エネルギー等を用いて水素を生成し、該水素を動力燃料として使用する水素自動車に供給する水素供給スタンドの従来例として、特開2002−249031号公報(以下、特許文献3と称する)がある。特許文献3の発明は、太陽熱温水器のような形状を有している太陽光水分解パネルに上水を純水化して供給し、該太陽光水分解パネルにて生成された酸素と水素並びに水蒸気とを含む生成ガスから水素を分離する水素分離器から構成されており、該水素分離器により分離した水素は、他の細菌型燃料改質装置や燃料電池装置による水素生成装置からの水素と共に高圧水素タンクに貯蔵され水素ガス充填機を介して水素燃料電池自動車に供給される水素供給スタンドを提供するものである。 Furthermore, as a conventional example of a hydrogen supply station that generates solar energy using solar energy and supplies it to a hydrogen vehicle that uses the hydrogen as a motive fuel, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-249031 (hereinafter referred to as Patent Document 3). ) The invention of Patent Document 3 supplies purified water to a solar water splitting panel having a shape like a solar water heater, supplies oxygen and hydrogen generated in the solar water splitting panel, and It consists of a hydrogen separator that separates hydrogen from the product gas containing water vapor, and the hydrogen separated by the hydrogen separator is combined with hydrogen from hydrogen generators by other bacterial fuel reformers and fuel cell devices A hydrogen supply stand stored in a high-pressure hydrogen tank and supplied to a hydrogen fuel cell vehicle through a hydrogen gas filling machine is provided.
而して上記特許文献1は、太陽光の利用の形態として、太陽光の追尾装置を設けて太陽光を直接照明等に利用するものであり、太陽光を集光したり屈折させて太陽光の日照時間を効率良く採光するものであるが、太陽光の日照時間を効率良く採光しても、決して太陽光エネルギー自体を効率良く活用しているとはいえないものである。 Thus, in the above-mentioned Patent Document 1, as a form of utilization of sunlight, a sunlight tracking device is provided and sunlight is directly used for illumination or the like. However, it cannot be said that the solar energy itself is efficiently utilized even if the sunshine hours of sunlight are efficiently lit.
また、特許文献2は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して利用する太陽電池発電等に関するものである。太陽光エネルギーの利用の形態として、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して利用する太陽電池発電等に関するものが圧倒的に多い。然しながら、太陽光エネルギーは、紫外線、可視光、赤外線等、波長の異なった光で構成されており、太陽電池は、太陽光エネルギーの内、その一部である可視光のみを変換して利用するものが大部分であり、それ以外の紫外線領域の光や赤外線の光については発電等では、十分に利用されていないのが実情である。然も、波長の短い紫外線領域の光は、エネルギーが高く、太陽発電セルの劣化を早めると云う問題があり、また、可視光よりも波長の長い赤外線領域の光は、太陽発電セルの温度を上昇させるとともに、太陽発電セルの出力低下を招いてしまう欠点がある。 Patent Document 2 relates to solar cell power generation that uses solar energy converted into electric energy. As a form of use of solar energy, there are overwhelmingly many things related to solar cell power generation that converts solar energy into electric energy and uses it. However, solar energy is composed of light of different wavelengths, such as ultraviolet rays, visible light, infrared rays, etc., and solar cells convert only the visible light that is part of the solar energy and use it. In fact, the majority of the light is in the ultraviolet region and infrared light other than that is not fully utilized in power generation or the like. However, there is a problem that light in the ultraviolet region with a short wavelength has high energy and accelerates the deterioration of the solar power cell, and light in the infrared region with a wavelength longer than visible light has a problem with the temperature of the solar power cell. As well as increasing, there is a drawback that the output of the solar power generation cell is reduced.
更に、特許文献3は、太陽光エネルギーを利用して純水から水素を生成する太陽光水分解装置等により水素燃料電池自動車に供給される水素供給スタンドを夫々開示している。然しながら、特許文献3の発明は、水素生成手法の選択を将来より安価に水素を供給できるとする細菌型燃料改質装置や太陽光分解装置、そして燃料電池装置を並べたものであり設備がプラントのように大がかりなものになると云う欠点を有しており、また、風力発電等の大がかりな設備による電力や送電ロスをしてしまう外部からの供給電力を使用しての水素の生成を行う等、設備投資費用対水素生成コストは、効率の良い安価な水素を提供できるものではないと云う欠点を有している。 Further, Patent Document 3 discloses a hydrogen supply stand that is supplied to a hydrogen fuel cell vehicle by a solar water splitting device that generates hydrogen from pure water using solar energy. However, the invention of Patent Document 3 is an arrangement of a bacterial fuel reforming device, a solar decomposition device, and a fuel cell device that can supply hydrogen at a lower cost than in the future. In addition, there is a disadvantage that it becomes a large scale as in the above, and the generation of hydrogen using electric power from a large facility such as wind power generation or power supplied from the outside that causes transmission loss, etc. The capital investment cost versus the hydrogen generation cost has a disadvantage that it cannot provide efficient and inexpensive hydrogen.
斯くして、本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、太陽光エネルギーを熱変換しやすい赤外線と、電気変換しやすい可視光に集光パネルの集光グリッド内で分けて夫々集光させ、太陽光エネルギーの赤外線は、熱として取り出すことにより集光熱ボイラー装置に蓄積した後、中温水蒸気電解装置に導入して水素を生成し、生成された水素は加圧して水素タンクに貯蔵され、該水素を動力燃料として使用する水素自動車に供給でき、また、太陽光エネルギーの可視光は集光セルにて電気に変換して蓄電池に電力を蓄電して電気自動車用の電力として供給できる太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設に関するものである。 Thus, the present invention has been made in view of the above-described points, and is divided into infrared rays that easily convert solar energy into heat and visible light that easily converts into electricity in a light collecting grid of the light collecting panel. The infrared rays of solar energy are accumulated in the condenser heat boiler device by taking out as heat, and then introduced into the intermediate temperature steam electrolyzer to generate hydrogen, and the generated hydrogen is pressurized and stored in the hydrogen tank , Which can be supplied to a hydrogen vehicle using the hydrogen as a motive fuel, and the visible light of solar energy can be converted into electricity in a condensing cell, and the electric power can be stored in a storage battery and supplied as electric power for an electric vehicle. The present invention relates to a stand-alone energy supply facility equipped with a hydrogen fuel supplier for vehicles and a charger for electric vehicles using light.
本発明は、独立型のエネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルを設置し、該太陽光エネルギーを熱変換しやすい赤外線と電気変換しやすい可視光に集光パネルの集光グリッド内で分けて夫々集光させ、太陽光エネルギーの赤外線は、熱として取り出すことにより集光熱ボイラー装置に蓄積した後、中温水蒸気電解装置に導入して水素を生成し、生成された水素は加圧して水素タンクに貯蔵され、該水素を動力燃料として使用する水素自動車に供給でき、また、太陽光エネルギーの可視光は集光セルにて電気に変換して蓄電池に電力を蓄電して電気自動車用の電力として供給できる太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention installs a solar energy condensing panel equipped with a solar tracking device on the roof or roof portion of an independent energy supply facility, and converts the solar energy into infrared rays that are easily converted into heat. Easy visible light is collected in the condensing grid of the condensing panel, and the infrared rays of solar energy are extracted as heat, accumulated in the condensing heat boiler device, and then introduced into the intermediate temperature steam electrolyzer. The generated hydrogen is pressurized and stored in a hydrogen tank, can be supplied to a hydrogen vehicle that uses the hydrogen as power fuel, and the visible light of solar energy is converted into electricity by a light collecting cell. A stand-alone energy supply facility equipped with an automobile hydrogen fuel supplier and an electric vehicle charger that uses sunlight to store electricity in a storage battery and supply it as electric vehicle electricity It is intended to provide.
本発明は、太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供することにより、次世代の水素自動車や電気自動車用のエネルギー供給スタンドを確立するものであり、従来型のエネルギー供給スタンドの如くガソリンやLPGガス、そして水素ガス等の危険物を製造工場からタンクローリーにより夫々の供給スタンドまで運搬する必要がなく、安全で安価な水素燃料と電気自動車用の電力を供給可能なエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention provides an energy supply stand for next-generation hydrogen vehicles and electric vehicles by providing a stand-alone energy supply facility including a hydrogen fuel supplier for vehicles and a charger for electric vehicles using sunlight. There is no need to transport dangerous materials such as gasoline, LPG gas, and hydrogen gas from the manufacturing plant to each supply station by tank lorries like conventional energy supply stations. An energy supply facility capable of supplying electric power for an electric vehicle is provided.
本発明は、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルを設置し、該太陽光エネルギーを熱変換しやすい赤外線と電気変換しやすい可視光に集光パネルの集光グリッド内で分けて夫々集光し、該太陽光エネルギーのうち赤外線は熱として取り出すことにより集光熱ボイラー装置に蓄積したのち中温水蒸気電解装置に導入して水素を生成し、該生成された水素は加圧して水素タンクに貯蔵され自動車用水素燃料供給器を介して水素を動力燃料として使用する水素自動車に供給でき、また、前記太陽光エネルギーの可視光は集光セルにて電気に変換して蓄電池に電力を蓄電して電気自動車用充電器を介して電気自動車用の電力として供給できることを特徴とする太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention installs a solar energy condensing panel equipped with a solar tracking device on the roof or roof of an energy supply facility, and infrared light that easily converts heat of the solar energy and visible light that easily converts electricity. In the condensing grid of the condensing panel, the light is condensed and collected , and the infrared rays of the solar energy are extracted as heat, accumulated in the condensing heat boiler device, and then introduced into the intermediate temperature steam electrolyzer to generate hydrogen. The generated hydrogen is pressurized and stored in a hydrogen tank, and can be supplied to a hydrogen vehicle using hydrogen as power fuel via a hydrogen fuel supplier for vehicles, and the visible light of the solar energy is a concentrating cell. Water for automobiles using sunlight, which can be converted into electricity and stored in a storage battery and supplied as electric vehicle power via an electric vehicle charger There is provided a self-contained energy supply facilities having a fuel supply unit and an electric charger for an automobile.
また、本発明は、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルを設置し、該夫々の集光パネルを構成する複数個の集光グリッドは夫々の筐体の上部入射光側に太陽光を集光するフレネルレンズを設置し、該フレネルレンズを介して集光された太陽光は前記筐体の中間部にフレネルレンズの設置面に対して45度の傾斜面を有して設置された可視光反射フィルターにて可視光のみを反射させて補助用プリズムレンズを介して集光セルに入射して電気に変換され、該変換された電気はシステム制御装置を介してリード線にて蓄電器に蓄電され、該蓄電器に蓄電された電力は給電制御盤と電気自動車充電器を介して電気自動車用の電力として供給可能であり、また、前記可視光反射フィルターを通過した赤外線は可視光反射フィルターの下部に前記フレネルレンズの設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラーにて赤外線を反射集光して補正用集光レンズを介して光ファイバー導入口に集光され、該夫々の光ファイバー導入口にて集光された光は集光熱ボイラーの熱交換伝導パイプに照射され、該熱交換伝導パイプ内を循環する水を加熱して水蒸気を発生させ、該水蒸気を水蒸気加熱装置を介して中温水蒸気に変換して中温水蒸気電解装置に導入して水素と酸素を生成し、該生成された水素を水素タンク内に貯蔵し、該水素タンクの水素は二次増圧装置を介して水素燃料供給器にて水素燃料自動車に供給可能とした太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention also provides a solar energy condensing panel provided with a solar tracking device on the roof or roof portion of an energy supply facility, and a plurality of condensing grids constituting the respective condensing panels. Installs a Fresnel lens that collects sunlight on the upper incident light side of each housing, and the sunlight collected through the Fresnel lens is located at the middle of the housing with respect to the Fresnel lens installation surface. Only the visible light is reflected by a visible light reflection filter installed with an inclined surface of 45 degrees, is incident on the condensing cell via the auxiliary prism lens, and is converted into electricity. Is stored in a capacitor with a lead wire via a system controller, and the power stored in the capacitor can be supplied as electric vehicle power via a power supply control panel and an electric vehicle charger, and the visible Light reflection filter The infrared rays that have passed through are reflected and condensed by an infrared reflecting mirror installed at a lower angle of the visible light reflection filter with an inclination angle of 45 degrees with respect to the installation surface of the Fresnel lens. The light collected at the optical fiber introduction port is irradiated to the heat exchange conduction pipe of the condensing heat boiler, and the water circulating in the heat exchange conduction pipe is heated. Steam is generated, the steam is converted into intermediate temperature steam through a steam heating device and introduced into an intermediate temperature steam electrolysis device to generate hydrogen and oxygen, and the generated hydrogen is stored in a hydrogen tank, Hydrogen in the tank can be supplied to hydrogen-fueled vehicles with a hydrogen fuel supply device through a secondary pressure booster. Solar-powered vehicle hydrogen fuel supply device and electric vehicle charger are equipped with independent energy. There is provided a feeding facility.
更に、本発明において、前記集光パネルは、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に複数台設置され、該集光パネルは太陽光に対して角度調整や回転機構を具備して、該角度調整機構や回転機構を太陽光追尾装置にて回動操作することにより太陽光を効率良く集光でき、また、夫々の集光パネルは集光パネル支持枠内において二つ以上に折り畳み可能に構成され夜間や日没時及び台風等気象条件の悪い時には折り畳みまたは折り畳んで屋内に収納可能にした太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 Further, in the present invention, a plurality of the light collecting panels are installed on the roof or roof portion in the energy supply facility, and the light collecting panels are provided with an angle adjustment or rotation mechanism with respect to sunlight, and the angle adjustment. Sunlight can be efficiently collected by rotating the mechanism and rotating mechanism with a solar light tracking device, and each condensing panel can be folded into two or more in the condensing panel support frame. A stand-alone energy supply facility equipped with an automobile hydrogen fuel supplier and electric vehicle charger that uses sunlight that can be folded or folded and stored indoors during nighttime, sunset, or typhoon weather conditions. It is to provide.
そして、本発明において、前記集光パネルの集光グリッド内で可視光反射フィルターを通過した赤外線は、可視光反射フィルターの下部に前記フレネルレンズの設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラーにて赤外線を反射集光して補正用集光レンズを介して光ファイバー導入口に集光され、該夫々の光ファイバー導入口にて集光された光は集光熱ボイラーの熱交換伝導パイプに照射され、該熱交換伝導パイプ内を循環する水を加熱して水蒸気を発生させ水蒸気を水蒸気加熱装置を介して中温水蒸気に加熱し、該中温水蒸気を電解質の一方側に多孔質カソードを設け反対側に多孔質アノードを設けた電解セル内に連続的に供給しながら前記多孔質カソードと多孔質アノードの両電極間に電圧を印加して電気分解を行い、該電気分解にて水素と酸素を生成し、該生成された水素を水素タンク内に貯蔵し、該水素タンクの水素は二次増圧装置を介して水素燃料供給器にて水素燃料自動車に供給可能とする太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 In the present invention, the infrared light that has passed through the visible light reflection filter in the light collection grid of the light collection panel has an inclination angle of 45 degrees with respect to the installation surface of the Fresnel lens below the visible light reflection filter. Infrared light is reflected and collected by the infrared reflecting mirrors installed and collected through the correcting condensing lens and collected at the optical fiber inlet, and the light collected at the respective optical fiber inlets is collected by the condenser heat boiler. Irradiated to the heat exchange conduction pipe, the water circulating in the heat exchange conduction pipe is heated to generate water vapor, and the water vapor is heated to a medium temperature water vapor through a water vapor heating device, and the medium temperature water vapor is perforated on one side of the electrolyte. Electrolysis is performed by applying a voltage between both the porous cathode and the porous anode while continuously supplying it into an electrolytic cell provided with a porous cathode and a porous anode on the opposite side. Hydrogen and oxygen are generated by the electrolysis, and the generated hydrogen is stored in a hydrogen tank, and the hydrogen in the hydrogen tank is supplied to a hydrogen fuel vehicle by a hydrogen fuel supplier via a secondary pressure intensifier. The present invention provides a stand-alone energy supply facility equipped with an automobile hydrogen fuel supplier and an electric vehicle charger using solar power.
また、本発明において、前記独立型のエネルギー供給施設内の蓄電器に蓄電される電力容量のアップには前記中温水蒸気電解装置により生成され水素タンクや酸素タンクに貯蔵した水素や酸素をエネルギー供給施設内に燃料電池に供給することにより発電して、前記蓄電器に蓄電することを特徴とする太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 Further, in the present invention, in order to increase the power capacity stored in the battery in the independent energy supply facility, hydrogen and oxygen generated by the intermediate temperature steam electrolysis device and stored in the hydrogen tank or oxygen tank are stored in the energy supply facility. Providing a stand-alone energy supply facility equipped with an automotive hydrogen fuel supplier and an electric vehicle charger using sunlight, which generates electricity by supplying it to a fuel cell and stores it in the electricity storage device To do.
本発明は、上記太陽光エネルギーを利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供することにより、次世代の水素燃料自動車や電気自動車用のエネルギー供給スタンドを確立するものであり、従来型のエネルギー供給スタンドの如くガソリンやLPGガス、そして水素ガス等の危険物を製造工場からタンクローリーにより夫々の供給スタンドまで運搬する必要がなく、安全で安価な水素燃料と電気自動車用の電力を供給可能なエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention provides an energy source for a next-generation hydrogen fueled vehicle and an electric vehicle by providing a stand-alone energy supply facility provided with the hydrogen fuel supplier for an automobile and the charger for an electric vehicle using the solar energy. Establishing supply stations, unlike conventional energy supply stations, it is not necessary to transport dangerous materials such as gasoline, LPG gas, and hydrogen gas from the manufacturing plant to each supply station by tank lorries. An energy supply facility capable of supplying power for hydrogen fuel and electric vehicles is provided.
また、本発明は、太陽光エネルギーを最大限有効利用することにより水素燃料自動車用の水素燃料、及び電気自動車用のクリーンエネルギーを同時に供給できる独立型のエネルギー供給施設を提供することが可能である。 In addition, the present invention can provide a stand-alone energy supply facility that can simultaneously supply hydrogen fuel for hydrogen-fueled vehicles and clean energy for electric vehicles by making the most effective use of solar energy. .
そして、本発明は、太陽光エネルギーを電気変換しやすい可視光と熱変換しやすい赤外線に集光グリッド内で分けて夫々集光させ、可視光は集光セルにて電気変換して蓄電池に蓄電し、赤外線は熱として取り出して集光熱ボイラー装置にて水蒸気に変換することにより、効率良く水素を発生できる中温水蒸気電解装置にて水素と酸素を生成して、このうち水素は水素燃料自動車用燃料と燃料電池の燃料に、酸素は燃料電池の燃料に使用することにより、太陽光エネルギーを幅広く活用することが可能である。 And this invention divides | segments sunlight energy into visible light which is easy to convert electrically, and infrared rays which are easy to convert heat in a condensing grid, respectively, and condenses visible light electrically in a condensing cell and stores it in a storage battery. Infrared light is taken out as heat and converted into water vapor with a condensing heat boiler device to produce hydrogen and oxygen with a medium temperature steam electrolyzer that can efficiently generate hydrogen, of which hydrogen is a fuel for hydrogen fueled automobiles By using oxygen as fuel for fuel cells and fuel for fuel cells, solar energy can be widely used.
本発明は、独立型のエネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルを設置し、該太陽光エネルギーを熱変換しやすい赤外線と電気変換しやすい可視光に集光パネルの集光グリッド内で分けて夫々集光させ、太陽光エネルギーの赤外線は、熱として取り出すことにより集光熱ボイラー装置に蓄積した後、中温水蒸気電解装置に導入して水素を生成し、生成された水素は加圧して水素タンクに貯蔵され、該水素を動力燃料として使用する水素自動車に供給でき、また、太陽光エネルギーの可視光は集光セルにて電気に変換して蓄電池に電力を蓄電して電気自動車用の電力として供給できる太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention installs a solar energy condensing panel equipped with a solar tracking device on the roof or roof portion of an independent energy supply facility, and converts the solar energy into infrared rays that are easily converted into heat. Easy visible light is collected in the condensing grid of the condensing panel, and the infrared rays of solar energy are extracted as heat, accumulated in the condensing heat boiler device, and then introduced into the intermediate temperature steam electrolyzer. The generated hydrogen is pressurized and stored in a hydrogen tank, can be supplied to a hydrogen vehicle that uses the hydrogen as power fuel, and the visible light of solar energy is converted into electricity by a light collecting cell. A stand-alone energy supply facility equipped with an automobile hydrogen fuel supplier and an electric vehicle charger that uses sunlight to store electricity in a storage battery and supply it as electric vehicle electricity It is intended to provide.
本発明は、太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供することにより、次世代の水素自動車や電気自動車用のエネルギー供給スタンドを確立するものであり、従来型のエネルギー供給スタンドの如くガソリンやLPGガス、そして水素ガス等の危険物を製造工場からタンクローリーにより夫々の供給スタンドまで運搬する必要がなく、安全で安価な水素燃料と電気自動車用の電力を供給可能なエネルギー供給施設を提供するものである。 The present invention provides an energy supply stand for next-generation hydrogen vehicles and electric vehicles by providing a stand-alone energy supply facility including a hydrogen fuel supplier for vehicles and a charger for electric vehicles using sunlight. There is no need to transport dangerous materials such as gasoline, LPG gas, and hydrogen gas from the manufacturing plant to each supply station by tank lorries like conventional energy supply stations. An energy supply facility capable of supplying electric power for an electric vehicle is provided.
斯くして、本発明の構成は、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルを設置し、該太陽光エネルギーを熱変換しやすい赤外線と電気変換しやすい可視光に集光パネルの集光グリッド内で分けて夫々集光し、該太陽光エネルギーのうち赤外線は熱として取り出すことにより集光熱ボイラー装置に蓄積したのち中温水蒸気電解装置に導入して水素を生成し、該生成された水素は加圧して水素タンクに貯蔵され自動車用水素燃料供給器を介して水素を動力燃料として使用する水素自動車に供給でき、また、前記太陽光エネルギーの可視光は集光セルにて電気に変換して蓄電池に電力を蓄電して電気自動車用充電器を介して電気自動車用の電力として供給できる太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設であることが好ましい。 Thus, the configuration of the present invention includes a solar energy condensing panel provided with a solar tracking device on the roof or roof portion in an energy supply facility, and infrared light that easily converts the solar energy into heat. Visible light that is easily converted into electricity is collected separately in the condensing grid of the condensing panel , and infrared rays of the solar energy are extracted as heat, accumulated in a condensing heat boiler device, and then introduced into a medium temperature steam electrolyzer Thus, the generated hydrogen is pressurized and stored in a hydrogen tank, and can be supplied to a hydrogen vehicle using hydrogen as power fuel through a hydrogen fuel supplier for the vehicle. Visible light is converted into electricity in a condensing cell, electric power is stored in a storage battery, and water for automobiles using sunlight that can be supplied as electric vehicle power via an electric vehicle charger It is preferably independent of the energy supply facilities having a fuel supply unit and an electric charger for an automobile.
また、本発明は、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルを設置し、該夫々の集光パネルを構成する複数個の集光グリッドは夫々の筐体の上部入射光側に太陽光を集光するフレネルレンズを設置し、該フレネルレンズを介して集光された太陽光は前記筐体の中間部にフレネルレンズの設置面に対して45度の傾斜面を有して設置された可視光反射フィルターにて可視光のみを反射させて補助用プリズムレンズを介して集光セルに入射して電気に変換され、該変換された電気はシステム制御装置を介してリード線にて蓄電器に蓄電され、該蓄電器に蓄電された電力は給電制御盤と電気自動車充電器を介して電気自動車用の電力として供給可能であり、また、前記可視光反射フィルターを通過した赤外線は可視光反射フィルターの下部に前記フレネルレンズの設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラーにて赤外線を反射集光して補正用集光レンズを介して光ファイバー導入口に集光され、該夫々の光ファイバー導入口にて集光された光は集光熱ボイラーの熱交換伝導パイプに照射され、該熱交換伝導パイプ内を循環する水を加熱して水蒸気を発生させ、該水蒸気を水蒸気加熱装置を介して中温水蒸気に変換して中温水蒸気電解装置に導入して水素と酸素を生成し、該生成された水素を水素タンク内に貯蔵し、該水素タンクの水素は二次増圧装置を介して水素燃料供給器にて水素燃料自動車に供給可能とした太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設であることが好ましい。 The present invention also provides a solar energy condensing panel provided with a solar tracking device on the roof or roof portion of an energy supply facility, and a plurality of condensing grids constituting the respective condensing panels. Installs a Fresnel lens that collects sunlight on the upper incident light side of each housing, and the sunlight collected through the Fresnel lens is located at the middle of the housing with respect to the Fresnel lens installation surface. Only the visible light is reflected by a visible light reflection filter installed with an inclined surface of 45 degrees, is incident on the condensing cell via the auxiliary prism lens, and is converted into electricity. Is stored in a capacitor with a lead wire via a system controller, and the power stored in the capacitor can be supplied as electric vehicle power via a power supply control panel and an electric vehicle charger, and the visible Light reflection filter The infrared rays that have passed through are reflected and condensed by an infrared reflecting mirror installed at a lower angle of the visible light reflection filter with an inclination angle of 45 degrees with respect to the installation surface of the Fresnel lens. The light collected at the optical fiber introduction port is irradiated to the heat exchange conduction pipe of the condensing heat boiler, and the water circulating in the heat exchange conduction pipe is heated. Steam is generated, the steam is converted into intermediate temperature steam through a steam heating device and introduced into an intermediate temperature steam electrolysis device to generate hydrogen and oxygen, and the generated hydrogen is stored in a hydrogen tank, Hydrogen in the tank can be supplied to hydrogen-fueled vehicles with a hydrogen fuel supply device through a secondary pressure booster. Solar-powered vehicle hydrogen fuel supply device and electric vehicle charger are equipped with independent energy. It is preferable that the feeding facility.
更に、本発明において、前記集光パネルは、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に複数台設置され、該集光パネルは太陽光に対して角度調整や回転機構を具備して、該角度調整機構や回転機構を太陽光追尾装置にて回動操作することにより太陽光を効率良く集光でき、また、夫々の集光パネルは集光パネル支持枠内において二つ以上に折り畳み可能に構成され夜間や日没時及び台風等気象条件の悪い時には折り畳みまたは折り畳んで屋内に収納可能にした太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設であることが好ましい。 Further, in the present invention, a plurality of the light collecting panels are installed on the roof or roof portion in the energy supply facility, and the light collecting panels are provided with an angle adjustment or rotation mechanism with respect to sunlight, and the angle adjustment. Sunlight can be efficiently collected by rotating the mechanism and rotating mechanism with a solar light tracking device, and each condensing panel can be folded into two or more in the condensing panel support frame. It is a stand-alone energy supply facility equipped with a hydrogen fuel supply vehicle for automobiles and a charger for electric vehicles that use solar light that can be folded or folded and stored indoors at night, at sunset, or during typhoons. Preferably there is.
そして、本発明において、前記集光パネルの集光グリッド内で可視光反射フィルターを通過した赤外線は、可視光反射フィルターの下部に前記フレネルレンズの設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラーにて赤外線を反射集光して補正用集光レンズを介して光ファイバー導入口に集光され、該夫々の光ファイバー導入口にて集光された光は集光熱ボイラーの熱交換伝導パイプに照射され、該熱交換伝導パイプ内を循環する水を加熱して水蒸気を発生させ水蒸気を水蒸気加熱装置を介して中温水蒸気に加熱し、該中温水蒸気を電解質の一方側に多孔質カソードを設け反対側に多孔質アノードを設けた電解セル内に連続的に供給しながら前記多孔質カソードと多孔質アノードの両電極間に電圧を印加して電気分解を行い、該電気分解にて水素と酸素を生成し、該生成された水素を水素タンク内に貯蔵し、該水素タンクの水素は二次増圧装置を介して水素燃料供給器にて水素燃料自動車に供給可能であることが好ましい。 In the present invention, the infrared light that has passed through the visible light reflection filter in the light collection grid of the light collection panel has an inclination angle of 45 degrees with respect to the installation surface of the Fresnel lens below the visible light reflection filter. Infrared light is reflected and collected by the infrared reflecting mirrors installed and collected through the correcting condensing lens and collected at the optical fiber inlet, and the light collected at the respective optical fiber inlets is collected by the condenser heat boiler. Irradiated to the heat exchange conduction pipe, the water circulating in the heat exchange conduction pipe is heated to generate water vapor, and the water vapor is heated to a medium temperature water vapor through a water vapor heating device, and the medium temperature water vapor is perforated on one side of the electrolyte. Electrolysis is performed by applying a voltage between both the porous cathode and the porous anode while continuously supplying it into an electrolytic cell provided with a porous cathode and a porous anode on the opposite side. Hydrogen and oxygen are generated by the electrolysis, and the generated hydrogen is stored in a hydrogen tank, and the hydrogen in the hydrogen tank is supplied to a hydrogen fuel vehicle by a hydrogen fuel supplier via a secondary pressure intensifier. Preferably it is possible.
また、本発明において、前記独立型のエネルギー供給施設内の蓄電器に蓄電される電力容量のアップには前記中温水蒸気電解装置により生成され水素タンクや酸素タンクに貯蔵した水素や酸素をエネルギー供給施設内に燃料電池に供給することにより発電して、前記蓄電器に蓄電する構成であることが好ましい。 Further, in the present invention, in order to increase the power capacity stored in the battery in the independent energy supply facility, hydrogen and oxygen generated by the intermediate temperature steam electrolysis device and stored in the hydrogen tank or oxygen tank are stored in the energy supply facility. It is preferable that the fuel cell be configured to generate electricity by being supplied to the fuel cell and store in the capacitor.
而して、本発明は、上記太陽光エネルギーを利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供することにより、次世代の水素燃料自動車や電気自動車用のエネルギー供給スタンドを確立するものであり、従来型のエネルギー供給スタンドの如くガソリンやLPGガス、そして水素ガス等の危険物を製造工場からタンクローリーにより夫々の供給スタンドまで運搬する必要がなく、安全で安価な水素燃料と電気自動車用の電力を供給可能なエネルギー供給施設を提供するものである。 Thus, the present invention provides a next-generation hydrogen fueled vehicle and an electric vehicle by providing a stand-alone energy supply facility equipped with the above-described hydrogen fuel supplier for vehicles and a charger for electric vehicles using solar energy. Establishing an energy supply stand for automobiles, there is no need to transport dangerous materials such as gasoline, LPG gas, and hydrogen gas from a manufacturing plant to each supply stand by a tank lorry like a conventional energy supply stand. An energy supply facility capable of supplying safe and inexpensive hydrogen fuel and electric power for electric vehicles is provided.
また、本発明は、太陽光エネルギーを最大限有効利用することにより水素燃料自動車用の水素燃料、及び電気自動車用のクリーンエネルギーを同時に供給できる独立型のエネルギー供給施設を提供することが可能である。 In addition, the present invention can provide a stand-alone energy supply facility that can simultaneously supply hydrogen fuel for hydrogen-fueled vehicles and clean energy for electric vehicles by making the most effective use of solar energy. .
更に、本発明は、太陽光エネルギーを電気変換しやすい可視光と熱変換しやすい赤外線に集光グリット内で分けて夫々集光させ、可視光は集光セルにて電気変換して蓄電池に蓄電し、赤外線は熱として取り出して集光熱ボイラー装置にて水蒸気に変換することにより、効率良く水素を発生できる中温水蒸気電解装置にて水素と酸素を生成して、このうち水素は水素燃料自動車用燃料と燃料電池の燃料に、酸素は燃料電池の燃料に使用することにより、太陽光エネルギーを幅広く活用することが可能である。 Furthermore, the present invention divides sunlight energy into visible light that is easy to convert into electricity and infrared light that is easy to convert into heat within the light collecting grid, and condenses each of the visible light in a condensing cell and stores it in a storage battery. Infrared light is taken out as heat and converted into water vapor with a condensing heat boiler device to produce hydrogen and oxygen with a medium temperature steam electrolyzer that can efficiently generate hydrogen, of which hydrogen is a fuel for hydrogen fueled automobiles By using oxygen as fuel for fuel cells and fuel for fuel cells, solar energy can be widely used.
図1は、本発明の実施形態を示す説明図であり、図2は、図1における太陽光の追尾装置を説明する斜視図、図3は、図2のA−A要部を説明する断面拡大図、図4は、図1に示す集光熱ボイラーの説明図、図5は、図1に示す中温水蒸気電解装置の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view for explaining the solar light tracking device in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the main part AA in FIG. 4 is an explanatory view of the condensing heat boiler shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an explanatory view of the intermediate temperature steam electrolysis apparatus shown in FIG.
図1において1A、1Bは、太陽光に向かってパネル面を拡げた集光パネルユニット、2a、2bは、集光パネルユニット1A、1Bの全体を任意に回転でき、また集光パネルユニット1A、1Bを常に太陽光に対向するように角度調整可能な太陽光追尾装置、3a、3bは、集光パネル支持架台であり、前記集光パネルユニット1A、1Bは、エネルギー供給施設の屋上や屋根部分(図示せず)に集光パネル支持架台3a、3bを介して設置されており、エネルギー供給施設の屋上や屋根部分に設置される集光パネルユニット1A、1Bの台数は、エネルギー供給施設の規模により、複数台に増やして設置することができる。
In FIG. 1, 1A and 1B are condensing panel units whose panel surfaces are expanded toward sunlight, and 2a and 2b can arbitrarily rotate the entire
図2は、図1における太陽光の追尾装置を説明するもので、1Aは、集光パネルユニットを示し、該集光パネルユニット1Aは、矢印R方向に折り畳み可能な2枚の集光パネル1a、1bからなり、該集光パネル1a、1bは夫々集光パネル枠4内に嵌着保持されて集光パネルユニット1Aを構成している。また、前記集光パネル1a、1bは集光グリッド5a、5b、5c・・・の集合体にて構成されており、該集光グリッド5a、5b、5c・・・により構成された集光パネルユニット1A,集光パネル1a、1bは、回転可能に構成された回転板6上に載置され、該回転板6上で太陽光に対する角度調整や太陽の方位や高度を追尾可能である他(太陽光追尾装置2a、2bは図1に記載)、集光パネルユニット1Aを構成する集光パネル1a、1bは、建物の屋上や屋外に設置され夜間や日没時及び台風等気象条件の悪い時には折りたたみ又は折り畳んで屋内等に収納可能に構成している。
FIG. 2 illustrates the solar light tracking device in FIG. 1, 1A indicates a condensing panel unit, and the condensing
また、前記集光パネル枠4内に嵌着保持された集光グリッド5a、5b、5c・・・の構成は、太陽エネルギーを電気変換しやすい可視光P1と熱変換しやすい赤外線P2に集光グリッド5a、5b、5c・・内で分けて夫々集光させ、可視光P1は集光セル20にて電気に変換されリード線7にてシステム制御装置8を介して蓄電器9に接続されて蓄電され、前記赤外線P2は熱として光ファイバー10を介して取り出すことにより、集光熱ボイラー装置11(図1に示す)に導入可能である。
Further, the configuration of the
次に、集光パネルユニット1A、集光パネル1a、1bの構成について図3において説明する。図3において、集光グリッド5a、5b、5c・・・は中空形状の筐体12a、12b、12c・・・を形成し、該筐体12a、12b、12c・・・の側壁13、及び底部14にはアルミカバー材15が貼着されている。そして、筐体12a、12b、12c・・・の上部入射光側16には太陽光を集光するフレネルレンズ17を設置し、前記筐体12a、12b、12c・・・の中間部にはフレネルレンズ17の設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された可視光のみを反射可能な可視光反射フィルター18を設け、該可視光反射フィルター18に対向する前記筐体12a、12b、12c・・・の側壁13には補正用プリズムレンズ19を介して集光セル20を設置し、該集光セル20はセル制御基板20cを介して夫々リード線7にて蓄電器6(図1に示す)に接続されている。
Next, the configuration of the light
斯して、上記集光パネル1a、1bの動作は、前記集光パネル1a、1bを構成する集光グリッド5a、5b、5c・・・にて、夫々中空形状の筐体12a、12b、12c・・・を形成し、該筐体12a、12b、12c・・・の上部入射光側16に太陽光を集光するフレネルレンズ17を設置し、該フレネルレンズ17を介して集光された太陽光は前記筐体12a、12b、12c・・・の中間部に前記フレネルレンズ17の設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された可視光P1のみを反射可能な可視光反射フィルター18にて反射した後、補正用プリズムレンズ19を介して集光セル20に入射して電気に変換され、該変換された電気は夫々リード線7にてシステム制御装置8(図1及び図2に示す)に接続されており、システム制御された電力を蓄電器6に蓄電される。
Therefore, the operation of the
図1は、前記蓄電器6に蓄電された電力の利用方法を示すものであり、蓄電器6に蓄電された電力は、インバーター21を有する給電制御装置22を介して、電気自動車充電器23に導入され、該導入された電力は、エネルギー供給施設内の床面等に埋設された電磁誘導方式の固定式充電器24により電気自動車25に供給される。
FIG. 1 shows a method of using the electric power stored in the electric storage device 6, and the electric power stored in the electric storage device 6 is introduced into an
また、図3により太陽光エネルギーの赤外線P2を集光して熱として取り出す構成は、前記筐体12a、12b、12c・・・内の可視光反射フィルター18の底部14にフレネルレンズ17の設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラー27を設け、該赤外線反射ミラー27に対向する前記筐体12a、12b、12c・・・の側壁13には補正用集光レンズ28を介して光ファイバー導入口29を設置し、該光ファイバー導入口29を有する光ファイバー10、10a、10b、10c・・・は、図1に示す如く集光熱ボイラー装置11に接続されており、前記集光グリッド5a、5b、5c・・・を構成する中空形状の筐体12a、12b、12c・・・は左右及び上下方向に複数個配列して集光パネル枠4内に嵌着保持されてパネル形状板を構成している。
3, the configuration in which the infrared rays P2 of solar energy are collected and taken out as heat is the installation surface of the
斯くして、図4において集光熱ボイラー装置11の構造を説明する。図4において、集光熱ボイラー装置11は、熱電変換器30を備え、該熱電変換器30は外部導入水管31から給水を受け、この水32を断熱保持材33で覆われた熱電変換器30内の熱交換伝導パイプ34内に供給することができる。そして、前記熱電変換器30には外径部35に前記補正用集光レンズ28を介して集光された赤外線P2が光ファイバー10a、10b、10c、10d等にて配置されており、該光ファイバー10a、10b、10c、10d等にて配置された赤外線P2は夫々集光された状態にて熱変換されており、夫々集光された状態の赤外線P2は前記光ファイバー10a、10b、10c、10d等の照射口36a、36b、36c・・・より熱電変換器30内に内蔵された熱交換伝導パイプ34に照射され、該熱交換伝導パイプ34の内部を循環する水32を加熱して水蒸気37を発生させる。
尚、集光熱ボイラー11内に内蔵される熱電変換器30は複数台並列して設けることでより多くの集光パネルユニット1A、1B、1C・・・からの赤外線P2を効率良く熱変換できる。また、上記外部導入水管31より給水される水32は、図1において図示されているフィルター38、循環ポンプ39からなる給水タンク40への外部インフラより供給されている。
Therefore, the structure of the condensing
It should be noted that by providing a plurality of
また、発生した水蒸気37は夫々熱交換伝導パイプ34を介して断熱材41にて覆われたボイラータンク42に蓄積され、該水蒸気37は、蒸気供給口43により水蒸気加熱装置44内に導入され、水蒸気加熱装置44内に装備された電熱蒸気加熱器や高周波蒸気加熱器等からなる高温加熱器内を通過させることにより、再加熱され水蒸気の温度を中温水蒸気(約500度)に調整可能で、この中温水蒸気45を中温水蒸気電解装置46に導入して水素と酸素を生成する。
尚、上記水蒸気加熱器44の駆動電力は前記蓄電器9に蓄電した集光グリッド5a、5b、5c・・・からの電力を加熱用電源として利用する他、前記システム制御装置8よりエネルギー変換器制御装置26を介して予備一次電源47より外部インフラより導入することにより利用することも可能である。
Further, the generated
The driving power of the
次に図5において中温水蒸気電解装置46の構造を説明する。図5において、48は絶縁体から形成されたハウジング、49はハウジング内に中温水蒸気45を供給するための蒸気導入口、50は生成された水素51の取出し口、52a、52bは生成された酸素53の取出し口であり、前記絶縁体から形成されたハウジング48内部には、電解質の一方側に多孔質の電極からなるカソード54を設け、反対側に多孔質の電極からなるアノード55を設けたセラミックパイプからなる複数本の電解セル56を構成し、前記中温水蒸気45をカソード54側に連続的に供給しながら、両電極のカソード54とアノード55間に電圧を印加して電気分解をおこなうことにより、中温水蒸気45を分解して水を含む水素51と酸素53に分離させている。
Next, the structure of the intermediate
よって、水を含む水素51は、図1に示す水素ガス分離装置57を介して、水素51のみを一次増圧装置58に導入後、水素タンク59に貯蔵し、二次増圧装置60を介して水素燃料供給器61によりスタンド形式にて、水素燃料自動車62に供給するものである。
Therefore, the
また、前記中温水蒸気電解装置46にて生成された酸素53は、図1に示す酸素ガス冷却装置63を介して酸素タンク64に貯蔵され、該酸素は燃料電池車の燃料として、供給される他、本発明のエネルギー供給施設内に設置された燃料電池装置65の燃料としても使用され、該燃料電池装置65にて発電された電力は、電気配線66にて蓄電器9に蓄電される他、前記電気自動車充電器23の給電制御装置22用の電源としても利用される。
Further, the
斯くして、本発明の実施例1は、図1に示したエネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置2a、2bを備えた太陽光エネルギーの集光パネルユニット1A、1Bを設置し、該太陽光エネルギーを熱変換しやすい赤外線P2と電気変換しやすい可視光P1に集光パネルユニット1A、1Bの集光グリッド5a、5b、5c・・・内で分けて夫々集光し、該太陽光エネルギーのうち赤外線P2は熱として取り出すことにより集光熱ボイラー装置11に蓄積したのち中温水蒸気電解装置46に導入して水素を生成し、該生成された水素は加圧して水素タンク59に貯蔵され自動車用水素燃料供給器61を介して水素を動力燃料として使用する水素自動車62に供給でき、また、前記太陽光エネルギーの可視光P1は集光セル20にて電気に変換して蓄電器9に電力を蓄電して電気自動車用充電器23を介して電気自動車用の電力として供給できることを特徴とする太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設である。
Thus, in the first embodiment of the present invention, the solar energy
そして、本発明の実施例1は、上記太陽光エネルギーを利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供することにより、次世代の水素燃料自動車や電気自動車用のエネルギー供給スタンドを確立するものであり、従来型のエネルギー供給スタンドの如くガソリンやLPGガス、そして水素ガス等の危険物を製造工場からタンクローリーにより夫々の供給スタンドまで運搬する必要がなく、安全で安価な水素燃料と電気自動車用の電力を供給可能なエネルギー供給施設を提供するものである。 The first embodiment of the present invention provides a next-generation hydrogen-fueled vehicle by providing a stand-alone energy supply facility equipped with the above-described hydrogen fuel supplier for vehicles and a charger for electric vehicles using solar energy. It is necessary to transport dangerous materials such as gasoline, LPG gas, and hydrogen gas from the manufacturing plant to each supply station by tank lorry like conventional energy supply stations. It provides an energy supply facility that can supply safe and inexpensive hydrogen fuel and electric vehicle power.
また、実施例1は、太陽光エネルギーを最大限有効利用することにより水素燃料自動車用の水素燃料、及び電気自動車用のクリーンエネルギーを同時に供給できる独立型のエネルギー供給施設を提供することが可能である。 In addition, the first embodiment can provide a stand-alone energy supply facility that can simultaneously supply hydrogen fuel for hydrogen-fueled vehicles and clean energy for electric vehicles by making the most effective use of solar energy. is there.
更に、実施例1は、太陽光エネルギーを電気変換しやすい可視光と熱変換しやすい赤外線に集光グリッド内で分けて夫々集光させ、可視光は集光セルにて電気変換して蓄電池に蓄電し、赤外線は熱として取り出して集光熱ボイラー装置にて水蒸気に変換することにより、効率良く水素を発生できる中温水蒸気電解装置にて水素と酸素を生成して、このうち水素は水素燃料自動車用燃料と燃料電池の燃料に、酸素は燃料電池の燃料に使用することにより、太陽光エネルギーを幅広く活用することが可能である。 Further, in Example 1, sunlight energy is divided into visible light that is easily converted into electric power and infrared light that is easily converted into heat in a condensing grid, and the visible light is electrically converted by a condensing cell to be stored in a storage battery. Electricity is stored and infrared rays are extracted as heat and converted into water vapor using a condensing heat boiler device. Hydrogen and oxygen are produced in a medium temperature steam electrolyzer that can generate hydrogen efficiently. By using oxygen as fuel for fuel cells and fuel cells, solar energy can be widely used.
図1乃至図5は、実施例2を説明するものであり、図1は、本発明の実施形態を示す説明図であり、図2は、図1における太陽光の追尾装置を説明する斜視図、図3は、図2のA−A要部を説明する断面拡大図、図4は、図1に示す集光熱ボイラーの説明図、図5は、図1に示す中温水蒸気電解装置の説明図である。 FIG. 1 to FIG. 5 illustrate Example 2, FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a solar light tracking device in FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for explaining the main part AA of FIG. 2, FIG. 4 is an explanatory view of the condensing heat boiler shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an explanatory view of the intermediate temperature steam electrolyzer shown in FIG. It is.
実施例2の構成は、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に太陽光の追尾装置を備えた太陽光エネルギーの集光パネルユニット1A、1B・・・を設置し、該夫々の集光パネルユニット1A、1B・・・を構成する複数個の集光グリッド5a、5b、5c・・・は夫々の筐体12a、12b、12・・・の上部入射光側16に太陽光を集光するフレネルレンズ17を設置し、該フレネルレンズ17を介して集光された太陽光は前記筐体12a、12b、12c・・・の中間部にフレネルレンズ17の設置面に対して45度の傾斜面を有して設置された可視光反射フィルター18にて可視光P1のみを反射させ補助用プリズムレンズ19を介して集光セル20に入射して電気に変換され、該変換された電気はシステム制御装置8を介してリード線7にて蓄電器9に蓄電され、該蓄電器9に蓄電された電力は給電制御装置22と電気自動車充電器23を介して電気自動車用25の電力として供給可能であり、また、前記可視光反射フィルター18を通過した赤外線P2は可視光反射フィルター18の下部に前記フレネルレンズ17の設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラー27にて赤外線P2を反射集光して補正用集光レンズ28を介して光ファイバー導入口29に集光し、該夫々の光ファイバー導入口29にて集光された光は集光熱ボイラー装置11の熱交換伝導パイプ34に照射され、該熱交換伝導パイプ34内を循環する水を加熱して水蒸気を発生させ、該水蒸気を水蒸気加熱装置44を介して中温水蒸気に変換して中温水蒸気電解装置46に導入して水素と酸素を生成し、該生成された水素を水素タンク59内に貯蔵し、該水素タンク59の水素は二次増圧装置60を介して水素燃料供給器61にて水素燃料自動車62に供給可能である太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設である。
In the configuration of the second embodiment, solar energy
更に、実施例2における他の実施例として、本発明の前記集光パネルユニット1A、1B・・・は、エネルギー供給施設内の屋上や屋根部分に複数台設置され、該集光パネルユニット1A、1B・・・は太陽光に対して角度調整や回転機構を具備して、該角度調整機構や回転機構を太陽光追尾装置2a、2bにて回動操作することにより太陽光を効率良く集光でき、また、夫々の集光パネルユニット1A,1B・・・は集光パネル支持枠4内において二つ以上に折り畳み可能に構成され夜間や日没時及び台風等気象条件の悪い時には折り畳みまたは折り畳んで屋内に収納可能に構成している。
Further, as another example in Example 2, a plurality of the light
そして、本発明における集光パネルユニット1A、1B・・・の集光グリッド5a、5b、5c・・・内で可視光反射フィルター18を通過した赤外線P2は、可視光反射フィルター18の下部にフレネルレンズ17の設置面に対して45度の傾斜角を有して設置された赤外線反射ミラー27にて赤外線P2を反射集光して補正用集光レンズ28を介して光ファイバー導入口29に集光され、該夫々の光ファイバー導入口29にて集光された光は集光熱ボイラー装置11の熱交換伝導パイプ34に照射され、該熱交換伝導パイプ34内を循環する水を加熱して水蒸気を発生させ水蒸気を水蒸気加熱装置44を介して中温水蒸気に加熱し、該中温水蒸気を電解質の一方側に多孔質カソード54を設け反対側に多孔質アノード55を設けた電解セル56内に連続的に供給しながら前記多孔質カソード54と多孔質アノード55の両電極間に電圧を印加して電気分解を行い、該電気分解にて水素と酸素を生成し、該生成された水素を水素タンク59内に貯蔵し、該水素タンク59の水素は二次増圧装置60を介して水素燃料供給器61にて水素燃料自動車62に供給可能できる太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設である。
The infrared rays P2 that have passed through the visible
また、本発明における実施例においては、独立型のエネルギー供給施設内の蓄電器に蓄電される電力容量のアップをはかるために、前記中温水蒸気電解装置46により生成され水素タンク59や酸素タンク64に貯蔵した水素や酸素をエネルギー供給施設内に設けた燃料電池装置65に供給することにより発電して、前記蓄電器9に蓄電する構成の太陽光を利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設をも提供することができる。
In the embodiment of the present invention, the intermediate
斯くして、本発明は、上記太陽光エネルギーを利用した自動車用水素燃料供給器と電気自動車用充電器を備えた独立型のエネルギー供給施設を提供することにより、次世代の水素燃料自動車や電気自動車用のエネルギー供給スタンドを確立するものであり、従来型のエネルギー供給スタンドの如くガソリンやLPGガス、そして水素ガス等の危険物を製造工場からタンクローリーにより夫々の供給スタンドまで運搬する必要がなく、安全で安価な水素燃料と電気自動車用の電力を供給可能なエネルギー供給施設を提供するものである。 Thus, the present invention provides a stand-alone energy supply facility equipped with the above-described hydrogen fuel supplier for automobiles and a charger for electric cars using solar energy, thereby enabling the generation of next-generation hydrogen fuel automobiles and electric vehicles. Establishing an energy supply stand for automobiles, there is no need to transport dangerous materials such as gasoline, LPG gas, and hydrogen gas from a manufacturing plant to each supply stand by a tank lorry like a conventional energy supply stand. An energy supply facility capable of supplying safe and inexpensive hydrogen fuel and electric power for electric vehicles is provided.
また、本発明は、太陽光エネルギーを最大限有効利用することにより水素燃料自動車用の水素燃料、及び電気自動車用のクリーンエネルギーを同時に供給できる独立型のエネルギー供給施設を提供することが可能である。 In addition, the present invention can provide a stand-alone energy supply facility that can simultaneously supply hydrogen fuel for hydrogen-fueled vehicles and clean energy for electric vehicles by making the most effective use of solar energy. .
更に、本発明は、太陽光エネルギーを電気変換しやすい可視光と熱変換しやすい赤外線に集光グリッド内で分けて夫々集光させ、可視光は集光セルにて電気変換して蓄電池に蓄電し、赤外線は熱として取り出して集光熱ボイラー装置にて水蒸気に変換することにより、効率良く水素を発生できる中温水蒸気電解装置にて水素と酸素を生成して、このうち水素は水素燃料自動車用燃料と燃料電池の燃料に、酸素は燃料電池の燃料に使用することにより、太陽光エネルギーを幅広く活用することが可能である。 Furthermore, the present invention divides sunlight energy into visible light that is easy to convert into electricity and infrared light that is easy to convert into heat in a condensing grid, and condenses each of the visible light in a condensing cell and stores it in a storage battery. Infrared light is taken out as heat and converted into water vapor with a condensing heat boiler device to produce hydrogen and oxygen with a medium temperature steam electrolyzer that can efficiently generate hydrogen, of which hydrogen is a fuel for hydrogen fueled automobiles By using oxygen as fuel for fuel cells and fuel for fuel cells, solar energy can be widely used.
1A、1B 集光パネルユニット
1a、1b 集光パネル
2a、2b 太陽光追尾装置
3a、3b 集光パネル支持架台
4 集光パネル枠
5a、5b、5c・・・集光グリッド
6 回転板
7 リード線
8 システム制御装置
9 蓄電器
10、10a、10b、10c・・・ 光ファイバー
11 集光熱ボイラー装置
12a、12b、12c・・・ 筐体
13 側壁
14 底部
15 アルミカバー材
16 上部入射光側
17 フレネルレンズ
18 可視光反射フィルター
19 補正用プリズムレンズ
20 集光セル
20c セル制御基板
21 インバーター
22 給電制御装置
23 電気自動車充電器
24 固定式充電器
25 電気自動車
26 エネルギー変換器制御装置
27 赤外線反射ミラー
28 補正用集光レンズ
29 光ファイバー導入口
30 熱変換器
31 外部導入管
32 水
33 断熱保持材
34 熱交換伝導パイプ
35 外径部
36a、36b、36c・・・ 照射口
37 水蒸気
38 フィルター
39 循環ポンプ
40 給水タンク
41 断熱材
42 ボイラータンク
43 蒸気供給口
44 水蒸気加熱装置
45 中温水蒸気
46 中温水蒸気電解装置
47 予備一次電源
48 ハウジング
49 中温蒸気導入口
50 水素取出し口
51 水素
52a、52b 酸素取出し口
53 酸素
54 カソード
55 アノード
56 電解セル
57 水素ガス分離装置
58 一次増圧装置
59 水素タンク
60 二次増圧装置
61 水素燃料供給器
62 水素燃料自動車
63 酸素ガス冷却装置
64 酸素タンク
65 燃料電池装置
66 電気配線
R 折り畳み方向
P1 可視光
P2 赤外線
1A, 1B
2a, 2b Sun
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