本文へジャンプ

成果報告書詳細
管理番号20160000000788
タイトル平成27年度成果報告書 水素社会構築技術開発事業 水素エネルギーシステム技術開発 非常用電源機能を有する再生可能エネルギー出力変動補償用電力・水素複合エネルギー貯蔵システムの研究開発
公開日2017/4/8
報告書年度2015 - 2015
委託先名岩谷産業株式会社
プロジェクト番号P14026
部署名新エネルギー部
和文要約本調査は、大容量性・高耐久性を兼ね備え、変動する再生可能エネルギー出力に対して高精度な変動補償を可能とし、非常用電源としても活用できる、電力・水素複合エネルギー貯蔵システムの構築を
目指して実施したものである。今回は、特に浄水場等への適用を想定し、これまでに構築してきた基盤技術に基づいて、目標とするシステム構築に適した各構成機器の連係方法や制御方法について検討を行った。

まず、提案する電力・水素複合エネルギー貯蔵システムに対する浄水場のニーズを調査し、提案システムを浄水場に適用する場合の有効性や活用方法について検討した。その結果、提案システムに対して、
1) CO2排出量(化石燃料由来の電力使用量)の削減、2) 非常用電源として3日分のエネルギー確保、3) 通常時も買電せず自前の発電設備で所内負荷に電力供給、4) 燃料電池自動車用水素ステーションとして活用、
5) ろ過砂洗浄の昼間の実施、等のニーズがあることが明らかとなった。また、既存の非常用電源(灯油燃料自家発電機)に対して、提案システムが、1) 緊急時の安定した燃料確保、
2) 非常用電源の信頼性向上(非常時の動作不良の回避)、3) 非常時に自家発が起動するまでの時間短縮化、4) 大電力を要する水ろ過用砂洗浄の昼間の実施、5) 浄水場で使用するエネルギーのCO2排出量削減
(化石燃料由来の電力使用量の削減)、6) 非常用電源システムの通常時の有効活用、において有効であることがわかった。
 
東北大学によって、太陽光発電出力変動のうちの短周期成分の変動補償用エネルギー貯蔵装置である超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)、電気二重層キャパシタ(EDLC)、Liイオン電池の入出力特性など
提案システムに適した短周期変動補償用エネルギー貯蔵装置について検討された。一方で岩谷産業としては20kW太陽光発電設備の電力を用いた電気分解装置(EL)によって生成された水素の貯蔵方法や液化水素及び
水素ガスの供給形態、ELやボイルオフガス(BOG)由来水素発生量と燃料電池による水素消費量のバランス、実需規模や実証規模での設備レイアウトについて検討した。
 
また、以上の結果を踏まえ、20kW太陽光発電設備を用いた実証試験用システムを設計し、提案システムの有効性や太陽光発電出力の変動補償制御方法の妥当性を検証するためのシステム構成・制御方法・
運転方法について検討した。その結果、実証規模においては20本組水素カードル2基、30m3バッファータンクを導入することが最適であると結論づけた。
英文要約This study has been conducted to actualize the Electricity-Hydrogen combined energy storage system which can work as backup power and have high accurate management capability of
renewable energy. Especially, we studied the way about control and link of facilities to install in water purifying plant. We surveyed plant’s needs of the Electricity-Hydrogen combined
energy storage system and discussed effectivity and use. As a result, we revealed the needs was 1) reduction of CO2 emission amount, 2) keeping 3 days energy as backup power, 3) self-sufficient
by using their own power generating facility on a daily, 4) using as H2 refueling station, 5) filter sand cleaning in the daytime. And we revealed this system had good effect for
1) keeping back up fuel stably, 2) reliability as backup power system, 3) speeding up of starting the facilities in case of emergency, 4) clearing the filter sand in the daytime needs large
amount of power, 5) reduction of CO2 emission amount, 6) dairy use of backup power system.

TOHOKU UIVERSITY studied energy storage system for short wave changing which could be consisted of SMES or EDLC or Li ion battery. On the other hand, IWATANI corporation studied way
of supply of hydrogen, storage, balance of BOG and hydrogen from EL and consumption by FC, ray out of hydrogen facilities in case of actual demand and experimental demand.
Based on the above results, we designed the experimental system utilized 20kW photovoltaic facility and discussed system component, control technique, operating procedure which is for
verifying fluctuation compensation validity and approaching system effectivity.

As a result, we concluded it is suitable for installing 2 set of 20 pcs hydrogen curdle and 30m3 buffer tank.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る