特許ウォッチ

公開番号2024157744
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072286
出願日2023-04-26
発明の名称水素蓄電システム
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20241031BHJP(計算;計数)
要約【課題】水素蓄電により貯蔵される水素のコストを低減して、ユーザが使用できる電力のコストをより低減する。
【解決手段】水素蓄電システムは、再生可能エネルギ電力を用いて水素を製造し、製造した水素を水素貯蔵タンクに貯蔵する水素製造・貯蔵システムと、水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を消費して電力を発生する燃料電池システムと、を備える。この水素蓄電システムは、再生可能エネルギ電力の購入価格である電力購入価格を取得し、水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を電力換算した価格である貯蔵水素電力価格を算出し、電力購入価格と貯蔵水素電力価格とに基づいて水素製造・貯蔵システムと燃料電池システムとを運転制御する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
再生可能エネルギ電力を用いて水素を製造し、製造した水素を水素貯蔵タンクに貯蔵する水素製造・貯蔵システムと、前記水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を消費して電力を発生する燃料電池システムと、を備える水素蓄電システムであって、
前記再生可能エネルギ電力の購入価格である電力購入価格を取得する取得部と、
前記水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を電力換算した価格である貯蔵水素電力価格を算出する算出部と、
前記電力購入価格と前記貯蔵水素電力価格とに基づいて前記水素製造・貯蔵システムと前記燃料電池システムとを運転制御する運転制御部と、
を備える水素蓄電システム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水素蓄電システムであって、
前記算出部は、前記水素製造・貯蔵システムにより新たに水素が製造・貯蔵されたときの前記電力購入価格と前記水素蓄電システムの変換効率とに基づいて、前記水素貯蔵タンクに貯蔵される水素の電力換算した価格を平均化することにより前記貯蔵水素電力価格を算出する、
水素蓄電システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水素蓄電システムであって、
前記運転制御部は、前記電力購入価格が前記貯蔵水素電力価格に対して所定以上低い場合には、前記水素製造・貯蔵システムの運転を前記燃料電池システムの運転よりも優先して行なう充電制御モードを実行し、前記電力購入価格が前記貯蔵水素電力価格に対して所定以上高い場合には、前記燃料電池システムの運転を前記水素製造・貯蔵システムの運転よりも優先して行なう放電制御モードを実行する、
水素蓄電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の水素蓄電システムであって、
前記取得部は、所定のタイミングで所定期間先の前記電力購入価格を取得し、
前記運転制御部は、取得した前記所定期間先の電力購入価格に基づいて前記貯蔵水素タンクの状態を先読みし、前記貯蔵水素タンクの貯蔵量が上限量以上である先読み結果が得られた場合には、前記電力購入価格が前記貯蔵水素電力価格に対して所定以上高い場合でなくても、前記放電制御モードを実行し、または、前記貯蔵水素タンクの貯蔵量が下限量以下である先読み結果が得られた場合には、前記電力購入価格が前記貯蔵水素電力価格に対して所定以上低い場合でなくても、前記充電制御モードを実行する、
水素蓄電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、水素蓄電システムについて開示する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、再生エネルギ電力を用いて水電解システムにより水素を製造して水素貯蔵タンクに貯蔵しておき、電力が必要な場合に、貯蔵した水素を用いて燃料電池システムにより発電する水素蓄電システムが知られている。例えば、特許文献１には、水素製造・貯蔵システムと燃料電池システムを備える電源システムにおいて、再生可能エネルギによる発電電力を予測すると共に、需要電力（消費電力）を予測し、両者の予測結果に基づく余剰電力の予測値に基づいて水素製造・貯蔵システムの運転計画と燃料電池システムの運転計画とを策定するものが開示されている。再生可能エネルギによる発電電力の予測は、天気予報や日射量の予測値、過去の実績等に基づいて将来の所定の期間における所定の時間帯毎に行なわれ、需要電力の予測は、天気予報や過去の実績等に基づいて将来の所定の期間における所定の時間帯毎に行なわれる。そして、水素製造・貯蔵システムの運転計画では、将来の所定の期間における所定の時間帯毎の水素の製造および貯蔵量が定められ、燃料電池システムの運転計画では、将来の所定の期間における所定の時間帯毎の燃料電池システムの発電電力が定められる。また、電源システムは、余剰電力の実際値と予測値との乖離が所定の範囲を超える場合には、各計画値の調整も行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－５４０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した水素蓄電システムでは、自己所有あるいは自己管轄の太陽光発電システムによる再生可能エネルギ発電電力の余剰電力を用いた水素の製造・貯蔵を想定しており、天気予報や日射量の予測値、過去の実績等から太陽光発電システムの発電量を予測している。しかし、再生可能エネルギ電力（再エネ電力）を外部から購入すると共に購入した再エネ電力により水電解システムで水素を製造して貯蔵し、電力需要に応じて貯蔵した水素を用いて燃料電池により電力を製造（発電）する場合、昼間に安価な再エネ電力が利用可能であっても、水素を貯蔵するタンクの容量は有限なため、水素の貯蔵ができない場合がある。また、高価な再エネ電力を利用して水素を製造した場合、夜間であっても貯蔵した水素を電力に変換した方が他で調達可能な再エネ電力を利用するよりも高価になることも考えられる。
【０００５】
本開示の水素蓄電システムは、再生可能エネルギ電力を購入して水素蓄電を行なうものにおいて、水素蓄電により貯蔵される水素のコストを低減して、ユーザが使用できる電力のコストをより低減することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の水素蓄電システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示の水素蓄電システムは、
再生可能エネルギ電力を用いて水素を製造し、製造した水素を水素貯蔵タンクに貯蔵する水素製造・貯蔵システムと、前記水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を消費して電力を発生する燃料電池システムと、を備える水素蓄電システムであって、
前記再生可能エネルギ電力の購入価格である電力購入価格を取得する取得部と、
前記水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を電力換算した価格である貯蔵水素電力価格を算出する算出部と、
前記電力購入価格と前記貯蔵水素電力価格とに基づいて前記水素製造・貯蔵システムと前記燃料電池システムとを運転制御する運転制御部と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本開示の水素蓄電システムでは、再生可能エネルギ電力の購入価格（電力購入価格）と水素貯蔵タンクに貯蔵されている水素を電力換算した価格（貯蔵水素電力価格）とに基づいて水素製造・貯蔵システムと燃料電池システムとを運転制御することとしている。これにより、より安価な再生可能エネルギ電力の利用により、水素貯蔵タンクに貯蔵される水素のコストを低減することができる。この結果、水素貯蔵タンクに貯蔵される水素を用いて発電することで、ユーザが使用できる電力のコストをより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
水素蓄電システムの概略構成図である。
水素蓄電の流れを説明する説明図である。
運転制御処理の一例を示すフローチャートである。
貯蔵水素電力価格更新処理の一例を示すフローチャートである。
水素貯蔵タンクの水素貯蔵量とＪＰＥＸ再エネ電力スポット市場価格と運転モードの時間変化の様子を示す説明図である。
翌日のＪＰＥＸ再エネ電力スポット市場価格により水素貯蔵タンクの空き状態を先読みして運転モードを設定する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許