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公開番号2025095508
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211551
出願日2023-12-14
発明の名称容量策定支援装置、容量策定支援方法、及びプログラム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20250619BHJP(計算;計数)
要約【課題】水電解システムの導入を検討中のユーザに対し、同ユーザのシステム導入可否に関する意思決定を支援する。
【解決手段】水電解システムに係る容量の策定を支援する容量策定支援装置10であって、水電解システムの導入予定地域における発電時系列データ、及び所定のパラメータを含む情報の登録を受け付けるMMI110と、前記登録された情報に基づいて、発電総容量に対する水電解容量の比率である複数段にわたる設備容量比毎の水電解消費電力データ及び水電解消費不可電力データを生成する前処理部120と、前処理部120の処理結果、及び前記登録された所定のパラメータに基づいて所定の問題に関する数式を生成する問題生成部131と、問題生成部131により生成された数式を用いて推奨容量を算出する推奨容量算出部132と、を備えて構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水電解システムに係る容量の策定を支援する容量策定支援装置であって、
前記水電解システムの導入予定地域における発電時系列データ、及び所定のパラメータを含む情報の登録を受け付けるＭＭＩと、
前記登録された情報に基づいて、発電総容量に対する水電解容量の比率である複数段にわたる設備容量比毎の水電解消費電力データ及び水電解消費不可電力データを生成する前処理部と、
前記前処理部の処理結果、及び前記登録された所定のパラメータに基づいて所定の問題に関する数式を生成する問題生成部と、
前記問題生成部により生成された数式を用いて推奨容量を算出する推奨容量算出部と、
を備えて構成されることを特徴とする容量策定支援装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の容量策定支援装置であって、
前記水電解システムは、水電解装置及び蓄電池を備え、
前記前処理部は、前記登録された情報に基づいて前記設備容量比毎の蓄電容量上限データをさらに生成し、
前記推奨容量算出部は、前記問題生成部により生成された数式を用いて推奨水電解容量及び推奨蓄電容量をそれぞれ算出する
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の容量策定支援装置であって、
前記ＭＭＩは、前記所定のパラメータとして、前記水電解装置及び前記蓄電池の各々の性能の登録を受け付ける
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の容量策定支援装置であって、
前記前処理部は、前記登録された所定のパラメータのうち水電解装置の性能を用いて、水電解効率の経時変化を推定する水電解劣化推定部を備える
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項５】
請求項４に記載の容量策定支援装置であって、
前記前処理部は、前記登録された所定のパラメータのうち蓄電池の性能を用いて、蓄電容量維持率の経時変化を推定する蓄電劣化推定部をさらに備える
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項６】
請求項５に記載の容量策定支援装置であって、
前記前処理部は、
前記登録された発電時系列データ及び前記水電解装置の性能を用いて、前記設備容量比毎に、水電解による消費可能電力の上下限を分析する設備容量比分析部と、
前記登録された発電時系列データ、及び、前記設備容量比分析部の分析結果である設備容量比毎の水電解消費可能電力上下限に基づいて、前記設備容量比毎の水電解消費電力及び水電解消費不可電力を分析する消費電力分析部と、
をさらに備える
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項７】
請求項６に記載の容量策定支援装置であって、
前記前処理部は、前記消費電力分析部の処理結果である前記設備容量比毎の水電解消費不可電力、及び、前記登録された所定のパラメータを用いて、前記設備容量比毎の蓄電容量上限を分析する蓄電容量上限分析部をさらに備える
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項８】
請求項７に記載の容量策定支援装置であって、
前記問題生成部は、前記消費電力分析部の分析結果である前記設備容量比毎の水電解消費電力及び水電解消費不可電力、並びに、前記蓄電容量上限分析部の分析結果である前記設備容量比毎の蓄電容量上限に基づいて、前記設備容量比毎に、蓄電容量を変数をとして目的関数及び制約式を生成する
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項９】
請求項８に記載の容量策定支援装置であって、
前記推奨容量算出部は、数理最適化計算の手法を用いて、前記目的関数を達成し、かつ前記制約式に従う条件を満たす蓄電容量を前記設備容量比毎に算出し、当該算出した複数段にわたる前記設備容量比毎の蓄電容量に基づいて前記推奨容量を算出する
ことを特徴とする容量策定支援装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の容量策定支援装置であって、
前記推奨容量算出部は、前記算出した複数段にわたる前記設備容量比毎の蓄電容量の組合せセットのなかから、前記目的関数が最も優れた設備容量比及び蓄電容量の組合せを抽出し、当該抽出した組合せに基づいて、前記推奨容量を算出する
ことを特徴とする容量策定支援装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水電解容量の策定を支援する容量策定支援技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、脱炭素社会の実現に向けての取り組みが進展している。水素は利用時にＣＯ２を排出しないエネルギー媒体であるため、将来発電用途以外の、産業用、輸送用、家庭用等への展開が期待されている。
特に、水電解による再生可能エネルギー（以下、「再エネ」と省略する場合がある。）由来のグリーン水素は化石燃料由来の水素よりも環境価値が高く、グリーン水素のニーズが高まっている。
【０００３】
また、電力系統に直接連系する大型の蓄電池、水素製造を行う水電解装置を含むシステムを通じて、余剰再エネの吸収や調整力の供出に活用することが期待されている。
一方で、水電解による再エネ由来のグリーン水素は、化石燃料由来水素に比べ、再エネ電力の価格及び水電解コストが高いために経済性が乏しく、価格競争力に欠けるのが現状である。そこで、如何にしてグリーン水素を低コストで製造するかが課題となっている。
【０００４】
非特許文献１には、太陽光発電を用いた水素製造における水電解設備の容量削減による低コスト化を分析することが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
西美奈，外2名，“太陽光発電を用いたＰｏｗｅｒｔｏＧａｓにおける水電解設備の容量削減による低コスト化の分析”，［online］，Journal of Japan Society of Energy and Resources, Vol. 42, No. 2，［令和5年11月20日検索］，インターネット＜URL：https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjser/42/2/42_86/_pdf/-char/ja＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
グリーン水素の製造単価を低減する方策としては、再エネ電力の価格低減の他、適切な水電解システムの構築によるアプローチが有効である。水電解システムの導入には膨大な投資が必要である。そのため、水電解システムの導入が遅々として進展しないのが現状である。
【０００７】
水電解システムに興味をもつユーザが同システムの導入を検討するにあたり、例えば、導入時点からどれだけ経過すればどれほどのコスト的なメリットが得られるか、どの程度の規模（容量）のシステムを導入すれば経済的かといった、経済性に関する情報が有効な判断材料となる。
ただし、水電解の効率は一定ではなく、かつ、負荷容量の相違などをはじめとする運転条件などに応じて異なってくる。そのため、水電解システムの導入による経済性を高い精度で予測するには、水電解システムの劣化を定量的に考慮することが求められる。
【０００８】
本発明は、こうした要請に応えるためになされたものであり、水電解システムの導入を検討中のユーザに対し、同ユーザのシステム導入可否に関する意思決定を支援することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る容量策定支援装置は、
水電解システムに係る容量の策定を支援する容量策定支援装置であって、
前記水電解システムの導入予定地域における発電時系列データ、及び所定のパラメータを含む情報の登録を受け付けるＭＭＩと、
前記登録された情報に基づいて、発電総容量に対する水電解容量の比率である複数段にわたる設備容量比毎の水電解消費電力データ及び水電解消費不可電力データを生成する前処理部と、
前記前処理部の処理結果、及び前記登録された所定のパラメータに基づいて所定の問題に関する数式を生成する問題生成部と、
前記問題生成部により生成された数式を用いて推奨容量を算出する推奨容量算出部と、
を備えて構成されることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水電解システムの導入を検討中のユーザに対し、同ユーザのシステム導入可否に関する意思決定を支援することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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