特許ウォッチ

公開番号2025139769
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038789
出願日2024-03-13
発明の名称電力系統システム
出願人株式会社明電舎,株式会社フジタ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20250919BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力系統システムにおいて、蓄電池と水素システム間の電力変換効率を上げる。
【解決手段】DCバス5に第1電力変換器DC/DC1が接続される。第1電力変換器DC/DC1には蓄電部(蓄電池)3が接続される。さらに、蓄電部(蓄電池)3に対して充放電を行う水素システムが設けられる。水素システムは、電力を水素に分解する水電解装置ECと、水素を蓄える水素タンク4と、水素を電力に変換する燃料電池FCと、を備える。水素システムは、第2電力変換器DC/DC2を介して、第1電力変換器DC/DC1と蓄電部(蓄電池)3の接続点に接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ＤＣバスと、
前記ＤＣバスに接続された第１電力変換器と、
前記第１電力変換器に接続された蓄電部と、
前記第１電力変換器と前記蓄電部の接続点に接続された第２電力変換器と、
電力を水素に分解する水電解装置と前記水素を蓄える水素タンクと前記水素を電力に変換する燃料電池とを有する水素システムと、を備え、
前記第２電力変換器は前記水素システムに接続され、
前記水素システムは前記蓄電部に対して充放電を行うことを特徴とする電力系統システム。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記第１電力変換器と前記蓄電部の接続点と前記燃料電池との間に接続された第３電力変換器を備え、
前記第２電力変換器は前記水電解装置に接続されたことを特徴とする請求項１記載の電力系統システム。
【請求項３】
前記第２電力変換器と前記水電解装置との間に接続された第１スイッチと、
前記第２電力変換器と前記燃料電池との間に接続された第２スイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力系統システム。
【請求項４】
前記第２電力変換器と前記水電解装置との間に接続された第１スイッチと、
前記第２電力変換器と前記燃料電池との間に接続された第１ダイオードと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力系統システム。
【請求項５】
前記第１ダイオードに対して並列に接続された第２スイッチを備えたことを特徴とする請求項４記載の電力系統システム。
【請求項６】
前記第１スイッチと前記水電解装置との間に接続された第２ダイオードと、
前記第２ダイオードに対して並列に接続された第３スイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項５記載の電力系統システム。
【請求項７】
前記第２電力変換器と前記水電解装置との間に接続された第１スイッチと、
前記第１スイッチと前記水電解装置との間に接続された第２ダイオードと、
前記第２ダイオードに対して並列に接続された第３スイッチと、
前記第２電力変換器と前記燃料電池との間に接続された第２スイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力系統システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＤＣバスと蓄電部と水素システムを備えた電力系統システムに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電力エネルギーの環境対応として太陽光発電や風力発電等の自然エネルギー発電の増加が見込まれる。季節変動など不安定な自然エネルギー由来の発電に対して長期的なエネルギー需給バランス（電力安定化）を取るためには大容量のエネルギー蓄積要素が必要である。
【０００３】
エネルギー蓄積要素の現在の主力として目されている蓄電池は高応答であるがエネルギー蓄積量（容量）が設置時に決まってしまう。また、年間を通して安定させるための容量を設定すると蓄電池の利用率が上がらない。
【０００４】
そこで、タンクの交換や補充などが行える水素に着目する。水素を利用したエネルギー蓄積要素を加えることで、蓄電池への投資を抑え、かつ季節変動などへの長期変動に耐えられるシステムを構築できる。
【０００５】
水電解による水素生成（以降、水電解装置ＥＣと称する）と燃料電池による発電（以後、燃料電池ＦＣと称する）による電力エネルギーの出し入れが可能な水素システムによって、長期的なエネルギー需給バランスを取れるようになる。
【０００６】
しかしながら水素システムにも利点・欠点があり、蓄電池、水素システムを整理すると以下となる。
【０００７】
（蓄電池）
利点：高応答に電力の出し入れが可能で、需要や発電の急峻な変動にも対応可能である。
欠点：設置時にエネルギー蓄積量（蓄電容量）が決定されてしまう。
【０００８】
（水素システム）
利点：水素タンクの補充などでエネルギー蓄積量（蓄電容量）は理論的には無限大である。
欠点：液体や気体を扱うため、急峻な電力変動に不向きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第６９２３２３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記蓄電池、水素システムの利点・欠点を相互に補う電力系統システムを図１に示す。図１（ａ）は直流負荷への供給構成例を示し、図１（ｂ）は交流負荷への供給構成例を示す。現在の電力系統システムは系統電源１や負荷との接続に多少の差異はあるものの、概ねＤＣバス５を介して図１の構成を取っている。特許文献１にこの構成が開示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許