特許 6139594 海流発電を利用した水素エネルギー供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139594

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】海流発電を利用した水素エネルギー供給システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/00 20160101AFI20170522BHJP

   B63B 35/00 20060101ALI20170522BHJP

   B63B 35/44 20060101ALI20170522BHJP

   C01B 3/00 20060101ALI20170522BHJP

   C01B 3/02 20060101ALI20170522BHJP

   F03B 13/10 20060101ALI20170522BHJP

   F03B 13/26 20060101ALI20170522BHJP

   H01M 8/0606 20160101ALI20170522BHJP

   C02F 1/48 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/00 Z

   B63B35/00 T

   B63B35/44 C

   C01B3/00 Z

   C01B3/02 H

   F03B13/10

   F03B13/26

   H01M8/06 R

   C02F1/48 A

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-85385(P2015-85385)

(22)【出願日】2015年4月17日

(65)【公開番号】特開2016-39130(P2016-39130A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2015年4月17日

(31)【優先権主張番号】特願2014-160737(P2014-160737)

(32)【優先日】2014年8月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】598030238

【氏名又は名称】日本システム企画株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080528

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 冨士男

(74)【代理人】

【識別番号】100073601

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 和男

(72)【発明者】

【氏名】熊野 活行

【審査官】 ▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４８５０１９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６８６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１０８７６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第３９５２４７７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭５０−１０４２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３０３４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４２０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４４２２７８９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特許第４６５９９１７（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／００

Ｂ６３Ｂ ３５／００

Ｂ６３Ｂ ３５／４４

Ｃ０１Ｂ ３／００

Ｃ０１Ｂ ３／０２

Ｆ０３Ｂ １３／１０

Ｆ０３Ｂ １３／２６

Ｈ０１Ｍ ８／０６

Ｃ０２Ｆ １／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

海流のある海域の海中に配置されるとともに、１０台以上の第１浮体により海中に浮かぶように支持され、かつ、アンカーを介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する１０台以上の水車羽根型発電装置と、
前記海域の海面に浮かべ、アンカーを介して海底に繋留されるとともに、電解質溶液である海水の液体部分を活性化する液体活性化装置と、前記１０台以上の水車羽根型発電装置からの発電電力を利用し、前記液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を取り込んで海水の電気分解を行って水素ガスを生成する前記１０台以上の水車羽根型発電装置と同数又はそれより少ない数の電解手段を備える海水電気分解装置と、各海水電気分解装置により生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、液体水素を貯留する液体水素タンクと、を配置した第２浮体と、
前記液体水素タンクに貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶と、
前記水素運搬船舶から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンクと、
前記陸上液体水素タンクから供給される液体水素を収容する小型ボンベと、
この小型ボンベを需要者側宛に陸上運搬する水素運搬車両と、
を含み、
前記海水電気分解装置を構成する液体活性化装置は、黒体放射焼結体と、前記黒体放射焼結体より放射される電磁波を一定の波長に収束させつつ通過させる磁石を用いた電磁波収束体と、を具備する液体活性体と、前記黒体放射焼結体を外側、電磁波収束体を内側とし、電磁波収束体の内側に前記電磁波による液体の活性化領域を形成するように一体化させた組立体と、を備え、前記液体の活性化領域内で電解質溶液である海水の液体部分を活性化するように構成し、
前記海水電気分解装置を構成する電解手段は、マイナス電極としてチタン電極を、プラス電極として白金電極を使用し、液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を入れる電解用容器と、可変直流電圧を前記マイナス電極、プラス電極に印加する可変電圧直流電圧源と、前記マイナス電極であるチタン電極に紫外線を照射し、チタン電極の外面に酸化チタン層を形成する紫外線照射源と、
を備えることを特徴とする海流発電を利用した水素エネルギー供給システム。

【請求項2】

前記第２浮体の表面積の１０倍以上の面積の海中に設置した１０台以上の水車羽根型発電装置を配置した１０台以上の前記第１浮体と、前記液体活性化装置及び水車羽根型発電装置と同数或は周波数の調整が不要となる数の電解手段を備える海水電気分解装置と、生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、前記液体水素を集め貯留する液体水素タンクと、を配置した第２浮体とを一組として、海流のある海域に単数或は複数組配置したことを特徴とする請求項１記載の海流発電を利用した水素エネルギー供給システム。

【請求項3】

海流のある海域の海面に浮かべ、アンカーを介して海底に繋留された浮体と、
前記浮体により吊り下げられて海中に配置されるとともに、海流を利用して発電する水車羽根型発電装置と、
海流のある海域の海中に配置されるとともに、１０台以上の第１浮体により海中に浮かぶように支持され、かつ、アンカーを介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する１０台以上の水車羽根型発電装置と、
前記浮体上に各々配置した、電解質溶液である海水の液体部分を活性化する液体活性化装置と、前記水車羽根型発電装置、及び、前記１０台以上の第１浮体により支持された１０台以上の水車羽根型発電装置からの各発電電力を利用し、前記液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を取り込んで海水の電気分解を行って水素ガスを生成する水車羽根型発電装置の総数と同数又はそれより少ない数の電解手段を備える海水電気分解装置と、生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、液体水素を貯留する液体水素タンクと、
前記液体水素タンクに貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶と、
前記水素運搬船舶から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンクと、
前記陸上液体水素タンクから供給される液体水素を収容する小型ボンベと、
この小型ボンベを需要者宛に陸上運搬する水素運搬車両と、
を含み、
前記海水電気分解装置を構成する液体活性化装置は、黒体放射焼結体と、前記黒体放射焼結体より放射される電磁波を一定の波長に収束させつつ通過させる磁石を用いた電磁波収束体と、を具備する液体活性体と、前記黒体放射焼結体を外側、電磁波収束体を内側とし、電磁波収束体の内側に前記電磁波による液体の活性化領域を形成するように一体化させた組立体と、を備え、前記液体の活性化領域内で電解質溶液である海水の液体部分を活性化するように構成し、
前記海水電気分解装置を構成する電解手段は、マイナス電極としてチタン電極を、プラス電極として白金電極を使用し、液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を入れる電解用容器と、可変直流電圧を前記マイナス電極、プラス電極に印加する可変電圧直流電圧源と、前記マイナス電極であるチタン電極に紫外線を照射し、チタン電極の外面に酸化チタン層を形成する紫外線照射源と、
を備えることを特徴とする海流発電を利用した水素エネルギー供給システム。

【請求項4】

前記水車羽根型発電装置、海水電気分解装置、水素液化装置及び液体水素タンクを備えた前記浮体と、前記１０台以上の水車羽根型発電装置を配置した第１浮体とを、海流のある海域に１０箇所以上分散配置したことを特徴とする請求項３記載の海流発電を利用した水素エネルギー供給システム。

【請求項5】

海流のある海域の海面に浮かべ、アンカーを介して海底に繋留された浮体と、
海流のある海域の海中に配置されるとともに、複数の第１浮体により海中に浮かぶように支持され、かつ、アンカーを介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する直流発電機を備える１０台以上の前記水車羽根型発電装置と、
１０台以上の前記水車羽根型発電装置の各直流発電機が並列接続されて各直流発電機による発電電力を前記浮体に送電する電力ケーブルと、
前記浮体上に配置した、電解質溶液である海水の液体部分を活性化する液体活性化装置と、前記電力ケーブルからの発電電力を利用し、前記液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を取り込んで海水の電気分解を行って水素ガスを生成する電解手段を備える海水電気分解装置と、生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、液体水素を貯留する液体水素タンクと、
前記液体水素タンクに貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶と、
前記水素運搬船舶から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンクと、
前記陸上液体水素タンクから供給される液体水素を収容する小型ボンベと、
この小型ボンベを需要者宛に陸上運搬する水素運搬車両と、
を含み、
前記海水電気分解装置を構成する液体活性化装置は、黒体放射焼結体と、前記黒体放射焼結体より放射される電磁波を一定の波長に収束させつつ通過させる磁石を用いた電磁波収束体と、を具備する液体活性体と、前記黒体放射焼結体を外側、電磁波収束体を内側とし、電磁波収束体の内側に前記電磁波による液体の活性化領域を形成するように一体化させた組立体と、を備え、前記液体の活性化領域内で電解質溶液である海水の液体部分を活性化するように構成し、
前記海水電気分解装置を構成する電解手段は、マイナス電極としてチタン電極を、プラス電極として白金電極を使用し、液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を入れる電解用容器と、可変直流電圧を前記マイナス電極、プラス電極に印加する可変電圧直流電圧源と、前記マイナス電極であるチタン電極に紫外線を照射し、チタン電極の外面に酸化チタン層を形成する紫外線照射源と、
を備えることを特徴とする海流発電を利用した水素エネルギー供給システム。

【請求項6】

前記１０台以上の前記水車羽根型発電装置は、複数個ずつグループ化され、前記電力ケーブルはグループ数に対応する本数配置されて各々前記浮体に発電電力を送電し、前記浮体には前記グループ数と同数又はそれより少ない数に対応する数の前記海水電気分解装置を備えることを特徴とする請求項５に記載の海流発電を利用した水素エネルギー供給システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、海流発電を利用した水素エネルギー供給システムに関し、詳しくは、海流を利用して発電し、発電した電気エネルギーにより海水を電気分解して水素エネルギーを生成し、更に液体水素として需要者側に供給するようにした海流発電を利用した新規、かつ、画期的な水素エネルギー供給システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

地球上に注ぐ太陽エネルギーの約７０％は海上に降り注ぎ、その太陽エネルギーは主として海流の運動エネルギーに変換されて存在している。

【0003】

このような海流の運動エネルギーを利用した発電を行う場合、発電エネルギーは海流の流速の３乗に比例するため、その発電場所としては海流の流速が最も速い場所を選定することが必要となる。

【0004】

すなわち、その発電場所としては、陸地の近辺ではなく遠く離れた海域となることが多い。

【0005】

このような海域で発電した電気エネルギーを陸地まで送電するためには、長距離の送電系統が必要となり、その建設コストも高く、また、長距離の送電を行うことは電気エネルギーの送電損失も多大となる。

【0006】

すなわち、陸地から遠く離れた海域において、数多く（例えば１００台〜１万台等）の発電機により発電した電力を長距離送電する場合、必ず各発電機で発生した電力を周波数変換装置を用いて周波数が同一となるように調整してから送電する必要が有り、また、送電損失を最小とするため高電圧（１万ボルト〜１０万ボルト）に昇圧して新たに送電線を敷設して送電することが必要であった。

【0007】

なお、送電損失は、送電電圧を上げれば上げるほど低下することが知られている。例えば、送電電圧を１００Ｖから１０００Ｖに１０倍上げれば送電損失は１／１００になることが知られている。

【0008】

しかし、上述したような方式を採用する場合、周波数の調整時の損失、長距離送電による送電損失、夜間時において消費されず捨て去れることによる損失等、無視することができない各種の電力損失が生じてしまう。

【0009】

また、発電した電気エネルギーを蓄電設備に貯めることも考えられるが、この場合も蓄電池として大容量のものが必要であり、高額な費用を投じることが必須となり経済的ではない。

【0010】

特許文献１には、潮流等自然エネルギーを利用して発電し、その発電電力を利用して移動可能な海水電解水素製造装置により海水から水素ガスを生成し、水素液化装置にて液化して液体水素として液体水素貯蔵タンクに貯蔵し、更に、液体水素を輸送タンカにて需要者向けに供給するように構成した移動可能な水素製造プラントが提案されている（特許文献１：図３）。

【0011】

しかしながら、特許文献１の水素製造プラントの場合、移動可能な船台の下に発電装置を設置し、その船台上に液体水素製造プラントを置くことにより、その船台を含めた全体の製造コストに対し、設置できる発電機数は少なく、その発電量は小さく、又、その発電を利用した海水の電気分解装置及び液体水素の製造貯蔵に必要な床面積等はあり余ることとなる。それにより、水素ガスの生成コスト、更には、液体水素の供給コストの高価格化は免れなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００３−７２６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明が解決しようとする問題点は、海流を利用して海上の気候変動に影響を受けずに、水中で簡略構成の多量の発電設備で安価に発電した電気エネルギーを利用して海水を効率よく水素エネルギーに変換して活用でき、発電電力の周波数変換や、送電損失の問題もなく、全体として経済性に極めて優れるような海流発電を利用した水素エネルギー供給システムが従来存在しない点である。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係る新規、かつ、画期的な海流発電を利用した水素エネルギー供給システムは、海流のある海域の海中に配置されるとともに、１０台以上の第１浮体により海中に浮かぶように支持され、かつ、アンカーを介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する１０台以上の水車羽根型発電装置と、前記海域の海面に浮かべ、アンカーを介して海底に繋留されるとともに、電解質溶液である海水の液体部分を活性化する液体活性化装置と、前記１０台以上の水車羽根型発電装置からの発電電力を利用し、前記液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を取り込んで海水の電気分解を行って水素ガスを生成する前記１０台以上の水車羽根型発電装置と同数又はそれより少ない数の電解手段を備える海水電気分解装置と、各海水電気分解装置により生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、液体水素を貯留する液体水素タンクと、を配置した第２浮体と、前記液体水素タンクに貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶と、前記水素運搬船舶から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンクと、前記陸上液体水素タンクから供給される液体水素を収容する小型ボンベと、この小型ボンベを需要者側宛に陸上運搬する水素運搬車両と、を含み、前記海水電気分解装置を構成する液体活性化装置は、黒体放射焼結体と、前記黒体放射焼結体より放射される電磁波を一定の波長に収束させつつ通過させる磁石を用いた電磁波収束体と、を具備する液体活性体と、前記黒体放射焼結体を外側、電磁波収束体を内側とし、電磁波収束体の内側に前記電磁波による液体の活性化領域を形成するように一体化させた組立体と、を備え、前記液体の活性化領域内で電解質溶液である海水の液体部分を活性化するように構成し、前記海水電気分解装置を構成する電解手段は、マイナス電極としてチタン電極を、プラス電極として白金電極を使用し、液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を入れる電解用容器と、可変直流電圧を前記マイナス電極、プラス電極に印加する可変電圧直流電圧源と、前記マイナス電極であるチタン電極に紫外線を照射し、チタン電極の外面に酸化チタン層を形成する紫外線照射源と、を備える構成としたことを最も主要な特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

請求項１記載の発明によれば、海流を利用して簡略構成の発電設備である水車羽根型発電装置により発電した電気エネルギーを利用し、海水電気分解装置における流体活性化装置、電解手段により海水の電気分解を促進しつつ効率よく水素エネルギーに変換し更に液体水素として需要者側に届け、有効に活用することができ、また、１０台以上の水車羽根型発電装置と同数の電解手段を備える海水電気分解装置を設けることで、個々に異なる水車羽根型発電装置の発電電力の周波数の違いを調整する必要も無く、送電損失の問題もなく、更に、１０台以上の水車羽根型発電装置のうちのいずれかが故障しても１基分の電解手段を停止するだけで済むのでその影響を最小限に抑えることができ、全体として経済性に極めて優れる海流発電を利用した水素エネルギー供給システムを実現し提供することができる。

【0016】

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、第２浮体の表面積の１０倍以上の面積の海中に設置した１０台以上の水車羽根型発電装置を配置した１０台以上の前記第１浮体と、水車羽根型発電装置と同数或は周波数の調整が不要となる数の前記電解手段を備える海水電気分解装置と、生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、前記液体水素を集め貯留する液体水素タンクと、を配置した第２浮体とを一組として、海流の流速が大きい海域に単数或は複数組配置した構成としているので、多くの需要者側の需要に応じて、燃料電池による発電用水素エネルギー源や燃料電池自動車用の水素エネルギー源を大量に供給することが可能となる。例えば、水車羽根型発電装置５００基で１ヶ所の電気分解による水素製造及びその液化容器詰保管の工場を第２浮体上で（又は近接した島の陸上で）行うことにより、全体のシステムコストを大幅に安価にすることができる。

【0017】

請求項３記載の発明によれば、１基の浮体により１基の水車羽根型発電装置を支持し、１０台以上の第１浮体により１０台以上の水車羽根型発電装置を支持するとともに、前記浮体上に水車羽根型発電装置の総数と同数又はそれより少ない数の海水電気分解装置と、生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、液体水素を貯留する液体水素タンクとを配置した構成の基に、請求項１記載の発明と同様な効果を発揮する海流発電を利用した水素エネルギー供給システムを実現し提供することができる。

【0018】

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様な構成を採用するとともに、前記水車羽根型発電装置、海水電気分解装置、水素液化装置及び液体水素タンクを備えた前記浮体と、前記１０台以上の水車羽根型発電装置を配置した第１浮体とを、海流のある海域に１０箇所以上分散配置した構成の基に、多くの需要者側の需要に応じて、燃料電池による発電用水素エネルギー源や燃料電池自動車用の水素エネルギー源を大量に供給することが可能な海流発電を利用した水素エネルギー供給システムを実現し提供することができる。

【0019】

請求項５、６記載の発明によれば、請求項１、２記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、少数の水車羽根型発電装置が故障やメンテナンスのため停止したような場合でも、残余の水車羽根型発電装置により発電電力を送電することができ水素エネルギーの生成に支障をきたすことはなく、システム運用の円滑化に寄与することができ、更に、システム構成の大幅な簡略化を実現することも可能な海流発電を利用した水素エネルギー供給システムを実現し提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は本発明の実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムの全体構成を示す概略説明図である。

【図2】図２は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける水車羽根型発電装置の概略断面図である。

【図3】図３は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける水車羽根型発電装置の概略正面図である。

【図4】図４は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける水車羽根型発電装置のドラム体の側面図である。

【図5】図５は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける水車羽根型発電装置のドラム体の概略断面図である。

【図6】図６は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける水車羽根型発電装置の羽根を示し、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は正面図である。

【図7】図７は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける海水電気分解装置の液体活性化装置、複数構成の電解手段の概念的構成を示す概略説明図である。

【図8】図８は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける別の複数構成の電解手段の構成例を示す概略説明図である。

【図9】図９は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける別の複数構成の電解手段による水素の収集態様を示す概略説明図である。

【図10】図１０は本実施例に係る海水電気分解装置を構成する液体活性化装置を示す概略平面図である。

【図11】図１１は図１０のＡ−Ａ線断面図である。

【図12】図１２は本実施例に係る海水電気分解装置を構成する液体活性化装置における液体活性化装置の電磁波収束体を示す概略正面図である。

【図13】図１３は本実施例に係る海水電気分解装置を構成する液体活性化装置における液体活性化装置の電磁波収束体を示す概略平面図である。

【図14】図１４は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムにおける水素エネルギー供給処理の流れを示すフローチャートである。

【図15】図１５は本発明の実施例の変形例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムの全体構成を示す概略説明図である。

【図16】図１６は本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムを海域に分散配置した状態を示す概略説明図である。

【図17】図１７は本発明の実施例の別の変形例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムの全体構成を示す概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明は、海流を利用して簡略構成の発電設備で発電した電気エネルギーを利用して海水を効率よく水素エネルギーに変換して活用でき、発電電力の周波数変換や、送電損失の問題もなく、全体として経済性に極めて優れる海流発電を利用した新規、かつ、画期的な水素エネルギー供給システムを提供するという目的を、海流のある海域の海中に配置されるとともに、１０台以上の第１浮体により海中に浮かぶように支持され、かつ、アンカーを介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する１０台以上の水車羽根型発電装置と、前記海域の海面に浮かべ、アンカーを介して海底に繋留されるとともに、電解質溶液である海水の液体部分を活性化する液体活性化装置と、前記１０台以上の水車羽根型発電装置からの発電電力を利用し、前記液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を取り込んで海水の電気分解を行って水素ガスを生成する前記１０台以上の水車羽根型発電装置と同数又はそれより少ない数の電解手段を備える海水電気分解装置と、各海水電気分解装置により生成した水素ガスを液体水素に変換する水素液化装置と、液体水素を貯留する液体水素タンクと、を配置した第２浮体と、前記液体水素タンクに貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶と、前記水素運搬船舶から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンクと、前記陸上液体水素タンクから供給される液体水素を収容する小型ボンベと、この小型ボンベを需要者側宛に陸上運搬する水素運搬車両と、を含み、前記海水電気分解装置を構成する液体活性化装置は、黒体放射焼結体と、前記黒体放射焼結体より放射される電磁波を一定の波長に収束させつつ通過させる磁石を用いた電磁波収束体と、を具備する液体活性体と、前記黒体放射焼結体を外側、電磁波収束体を内側とし、電磁波収束体の内側に前記電磁波による液体の活性化領域を形成するように一体化させた組立体と、を備え、前記液体の活性化領域内で電解質溶液である海水の液体部分を活性化するように構成し、前記海水電気分解装置を構成する電解手段は、マイナス電極としてチタン電極を、プラス電極として白金電極を使用し、液体活性化装置から送られてくる液体部分が活性化された海水を入れる電解用容器と、可変直流電圧を前記マイナス電極、プラス電極に印加する可変電圧直流電圧源と、前記マイナス電極であるチタン電極に紫外線を照射し、チタン電極の外面に酸化チタン層を形成する紫外線照射源と、を備える構成により実現した。

【実施例】

【0026】

以下、本発明の実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システムについて図面を参照して詳細に説明する。

【0027】

本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１は、図１に示すように、海流のある海域ＷＥの海中に配置されるとともに、複数（例えば１０台以上）の第１浮体（フロート）５２により海中に浮かぶように支持され、かつ、錐体５３と繋留ロープ５４とからなるアンカー５５を介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する複数（例えば１０台以上）の水車羽根型発電装置５６と、前記海域ＷＥの海面に浮かべ、例えば錐体５３と繋留ロープ５４とからなるアンカー５７を介して海底に繋留される例えば１基の第２浮体（メガフロート）５８と、第２浮体５８上に配置した前記各水車羽根型発電装置５６から電力ケーブル５９を経て送電される発電電力を利用し、海水Ｗを取り込んで海水Ｗの電気分解を行い、水素ガスを生成する前記水車羽根型発電装置５６と同数で一対一に対応する電界手段８１（又は周波数の調整が不要となる数の電界手段８１）を備える海水電気分解装置６０と、生成した水素ガスを例えば−２５３℃の低温条件下で液体水素に変換する水素液化装置６１と、液体水素を貯留する液体水素タンク６２と、前記液体水素タンク６２に貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶７１と、前記水素運搬船舶７１が接岸する陸地内部配置され、前記水素運搬船舶７１から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンク７２と、前記陸上液体水素タンク７２から供給される液体水素を収容する小型ボンベ７３と、この小型ボンベ７３を工場、一般家庭等の各種の需要者７５宛に陸上運搬する水素運搬車両７４と、を含む構成としている。

【0028】

本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１においては、前記第１浮体５２、アンカー５５、水車羽根型発電装置５６を一組として、図１に示すように、前記海域ＷＥの海中に複数組（図１には４組のみ示す）配置している。この場合の配置組数は、特に限定するものではない。
なお、図１には水車羽根型発電装置５６の数を４個図示しているが、実際には水車羽根型発電装置５６の数を１０個以上として実施し、各浮体の設置数もそれに応じて増加させることができる。

【0029】

例えば、海中で水車羽根型発電装置５６が安定化するように存在する多数の第１浮体５２により、水車羽根型発電装置５６が上方に引っ張られ、海中に浮かぶように支持され、かつ、アンカー５５を介して海底に繋留されて、第１浮体５２とアンカー５５により、水車羽根型発電装置（回転羽根と発電部）設置部が上下に引っ張られ安定化する状態で、例えば広範囲な１Ｋメートル四方の海域ＷＥにＮ組（Ｎは正の整数）、例えば５００組配置する例等を挙げることができる。

【0030】

また、前記第２浮体５８には、例えば床面積（横）１００Ｍ×（長さ）２００Ｍの寸法を有する広面積に構成している。
前記海水電気分解装置６０は、後述するように海水Ｗの取り込み口６３と、電気分解処理後の海水Ｗの排水口６４とを備えている。

【0031】

次に、前記水車羽根型発電装置５６について、図２乃至図６を参照して説明する。

【0032】

前記水車羽根型発電装置５６は、四角筒状の筐体１内に、外周が１２面体に形成された回転体としてのドラム体２と、このドラム体２の両側面にそれぞれ固定されたドラム体２の一部を構成する側板３とを配置するとともに、前記筐体１上に発電機３０を固定配置している。

【0033】

前記側板３の外径は、ドラム体２の外径より大きく形成されている。側板３は回転軸４に固定具５で固定されている。側板３のドラム体２より上方に突出した部分には１２面体にそれぞれ対応して軸受６が固定されている。

【0034】

前記ドラム体２には、図２、図６（ａ）、（ｂ）に示すような羽根１０が取付けられている。羽根１０は、短い長さのストッパ部１１と、このストッパ部１１より立ち上がった流体受け部１２とからなり、支軸１３に固定具１４により固定されている。

【0035】

前記支軸１３の両端部は、相対向して配設された前記軸受６に回転自在に支承されている。

【0036】

前記流体受け部１２は、ストッパ部１１がドラム体２に当接して起立した時は、流体を多く受けるように、流体受け面側はＲ形状に窪んだ形状となっている。

【0037】

また、前記流体受け部１２は、図２に示すように、羽根１０が倒れた場合、倒れる側の羽根１０のストッパ部１１と流体受け部１２の下方部を覆う長さとなっている。

【0038】

図２及び図３に示すように、前記羽根１０が取付けられたドラム体２の回転軸４は、底板２０の両側に固定された側板２１に軸受２２を介して回転自在に支承されている。

【0039】

また、両方の側板２１上には天板２３が固定されている。すなわち、底板２０、側板２１及び天板２３で装置の筐体１を構成している。

【0040】

前記天板２３の前端部には、内側に傾斜して流体ガイド板２４が固定されている。

【0041】

ここで、流体ガイド板２４は、流れ方向Ａの海流を回転軸４より下方の羽根１０に導くように傾斜した長さとなっている。

【0042】

前記天板２３上には、発電機３０の入力軸３１が前記回転軸４と平行になるように発電機３０が固定されている。

【0043】

前記回転軸４の一端部及び入力軸３１には、それぞれ歯車３２、３３が固定されており、歯車３２、３３にはチェーン３４が掛け渡されて、動力伝達部を構成している。

【0044】

また、入力軸３１の途中に、ギヤを用いた増速機３５を配置し、ドラム体２の回転を増速して入力軸３１に伝達し、発電機３０のロータ（図示せず）を回転駆動するように構成している。

【0045】

すなわち、ドラム体２の回転よりも発電機３０のロータの回転が高速となるように構成している。

【0046】

具体的数値例について考察すると、海流Ｗの流速を約２ｍ／秒、ドラム体２の直径を５ｍとすると、ドラム体２の回転数は、（２ｍ×６０）／（ドラム体２の直径×３．１４）＝７．６（ｒｐｍ）となる。

【0047】

このため、増速機３５の増速率を約７倍程度として、発電機３０のロータの回転数を５０（ｒｐｍ）、発電電力１０Ｖとなるような仕様とすることが好適となる。

【0048】

この結果、３．２％〜３．８％の塩分濃度の海水Ｗを電気分解する際の電力利用効率を高めることが可能となる。

【0049】

なお、前記水車羽根型発電装置５６において、前記ストッパ部１１から流体受け部１２の直線部の角度は１０２．２７度、流体ガイド板２４は、天板２３に対する角度θは３０度〜４５度、好ましくは３５度である。

【0050】

次に、本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１における前記水車羽根型発電装置５６の海流を利用した発電時の作用及び効果について説明する。

【0051】

前記流体ガイド板２４が海水Ｗの流れ方向Ａに向くように、前記筐体１を第１浮体５２により支持して海中に配置する。

【0052】

前記流体ガイド板２４に導かれた海水Ｗ及び流体ガイド板２４の下方を流れる海水Ｗは、回転軸４より下方の各羽根１０の流体受け部１２に当たり、ドラム体２及び回転軸４は矢印Ｂ方向に回転駆動される。

【0053】

前記回転軸４の回転は、歯車３２、３３及びチェーン３４を経て前記増速機３５、入力軸３１に伝達され、発電機３０のロータが回転し、これにより、発電機３０による発電電力が前記電力ケーブル５９を経て海水電気分解装置６０に送電され、海水Ｗの電気分解の電源として利用される。

【0054】

また、前記流体受け部１２は、ストッパ部１１より長くて重いので、回転軸４より上方の各羽根１０は自重により自然に倒れる。

【0055】

すなわち、前記各羽根１０が倒れると、これらの羽根１０の流体を受ける流体受け面積が著しく小さくなるので、復動側では抵抗が軽減する。

【0056】

また、前記羽根１０が倒れた場合、流体受け部１２が次の羽根１０のストッパ部１１と流体受け部１２の下方部を覆うので、流体受け部１２がストッパ部１１に当接する。この点からも復動側では羽根１０の海水Ｗに対する抵抗は軽減される。

【0057】

前記水車羽根型発電装置５６によれば、上記効果の他に、流体ガイド板２４によって海水Ｗがドラム体２の下方側に流れるので、羽根１０を含むドラム体２の中に海水Ｗ中の泥、砂、ゴミ等が溜まらないという効果も得られる。

【0058】

また、ドラム体２は、単純な形状よりなり、更にストッパ部１１及び流体受け部１２は同一部材で製作できるので、装置の大幅なコストダウンを図ることができる。

【0059】

次に、前記海水電気分解装置６０について図７乃至図１３を参照して説明する。

【0060】

前記海水電気分解装置６０は、図７に示すように、液体活性化装置１０１と、電解質溶液である海水Ｗを電気分解する既述したように複数の電解手段８１とを具備している。

【0061】

前記液体活性化装置１０１について、図１０乃至図１３を参照して詳述する。

【0062】

前記液体活性化装置１０１は、図１０、図１１に示すように、複数種類の金属酸化物の粉体を高温で焼結させた黒体放射焼結体１２１と、複数個の磁石１２３をＮ極とＳ極を互いに交互配置に積層し、これらの積層された磁石１２３を貫通する電磁波通過穴１２５を形成して、前記黒体放射焼結体１２１より放射される電磁波を一定の波長に収束させつつ通過させる電磁波収束体１２４と、を具備する液体活性体１２０と、前記黒体放射焼結体１２１を外側、電磁波収束体１２４を内側とし、電磁波収束体１２４の内側に前記電磁波による液体の活性化領域Ｅを形成するように一体化させた組立体１２２Ａ、１２２Ｂと、を備え、前記取り込み口６３から取り込んだ海水Ｗを活性化領域Ｅ内に配置したパイプＰ内を流通させ、海水（電解質溶液）Ｗの液体部分を活性化し、後段の電解手段８１に送るように構成している。

【0063】

前記液体活性化装置１０１について更に詳述する。

【0064】

前記液体活性化装置１０１は、パイプＰの外周に２個一対の組立体１２２Ａ、１２２Ｂを配設している。

【0065】

前記組立体１２２Ａ、１２２Ｂ内には、ステンレス製のカバー１３０内に固定された複数個の液体活性体１２０を配置している。

【0066】

前記カバー１３０は、円弧状の外壁部１３１と、この外壁部１３１の両側端よりパイプＰ側に伸びた側壁部１３２と、この側壁部１３２よりパイプＰより外側に直角に伸びた固定部１３３とから形成されている。液体活性体１２０は、エポキシ樹脂１４０でカバー１３０に一体的に固定されている。

【0067】

このような構成よりなる組立体１２２Ａ、１２２Ｂは、パイプＰの外周に配設され、固定部１３３にボルト１４１、１４２を通し、ナット１４３、１４４で締め付けることによりパイプＰに対して一体的に配置される。

【0068】

前記液体活性体１２０は、電磁波を放射する黒体放射焼結体１２１と、この黒体放射焼結体１２１より発生した電磁波を特定の波長に収束させる電磁波収束体１２４とからなっている。

【0069】

前記黒体放射焼結体１２１は、複種類の金属酸化物を粉体化し、１０００〜１４００℃で焼結処理して形成されている。

【0070】

前記金属酸化物の原料としては、次の７種の原料であるコバルト（Ｃｏｂａｌｔ）、ニッケル（Ｎｉｃｋｅｌ）、マンガン（Ｍａｎｇａｎｅｓｅ）、銅（Ｃｏｐｐｅｒ）、鉄（Ｉｒｏｎ）、ボロン（Ｂｏｒｏｎ）、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）を主成分としている。そして、これらに次のネオジウム（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）、プラセオジウム（Ｐｒａｓｅｏｄｙｍｉｕｍ）、イットリウム（Ｙｔｔｒｉｕｍ）、ランサニウム（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ）、セリウム（Ｃｅｒｉｕｍ）、サマリウム（Ｓａｍａｒｉｕｍ）、ユウロピウム（Ｅｕｒｏｐｉｕｍ）、ガドリニウム（Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ）、テルビウム（Ｔｅｒｂｉｕｍ）、ディスプロシウム（Ｄｙｓｐｒｏｓｉｕｍ）、ホルミウム（Ｈｏｌｍｉｕｍ）、エルビウム（Ｅｒｂｉｕｍ）、ツリウム（Ｔｈｕｌｉｕｍ）、イッテルビウム（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）、ルテチウム（Ｌｕｔｅｔｉｕｍ）、クロミウム（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ）の内の５種の金属酸化物を混合、すなわち計１２種の金属酸化物を混合して形成する。

【0071】

前記電磁波収束体１２４は、図１２、図１３に示すように、リング状の磁石１２３を２つに分割した分割磁石１２３ａ、１２３ｂとなっており、この分割磁石１２３ａ、１２３ｂを多層（本実施例では８層）に積層して形成されている。

【0072】

前記磁石１２３は、Ｎ極とＳ極を互いに交互に配置し、各磁石１２３は非磁性体被覆１２６で一体的に結合されている。

【0073】

これにより、電磁波収束体１２４の中央には、直径１ｍｍ以下の微細な電磁波通過穴１２５が形成されるように構成している。

【0074】

前記黒体放射焼結体１２１から放射される電磁波を電磁波通過穴１２５通過させて収束しつつ前記液体の活性化領域Ｅに導くようになっている。

【0075】

前記電磁波収束体１２４としては、上述した場合の他、図示しないが、平板磁石をＮ極とＳ極が互いに交互になるように配置した多層（例えば８層）に積層し、非磁性体被覆を用いて一体化するとともに、直径１ｍｍ以下微細な電磁波通過穴を多数貫通配置に設けた構成とすることもできる。

【0076】

次に、前記電解手段８１について説明する。
まず、一台の電解手段８１について説明すると、前記電解手段８１は、図７に示すように、マイナス電極８３としてチタン電極又は白金電極を、プラス電極８４として白金電極を使用し、上述した液体活性化装置１０１から送られてくる液体部分が活性化された海水Ｗを入れる電解用容器８２と、可変直流電圧（例えば直流０Ｖ〜５００Ｖ）を前記マイナス電極８３、プラス電極８４に印加する可変電圧直流電圧源８５と、電界電流を測定する電流計８６と、を備えている。

【0077】

更に、前記電解手段８１は、前記マイナス電極８３であるチタン電極に紫外線を照射し、チタン電極の外面に酸化チタン層８３ａを形成する紫外線照射源８７を備えている。

【0078】

そして、前記マイナス電極８３に紫外線照射源８７から紫外線を照射しつつ電解用容器８２内で液体部分が活性化された海水Ｗの電気分解を行うように構成している。

【0079】

前記マイナス電極８３としてチタン電極を用いる場合、チタン電極をガスバーナー等で加熱酸化すると、表面に酸化チタン層８３ａが形成されて、この酸化チタン層８３ａに紫外線照射源８７から紫外線を照射すると、この紫外線のエネルギー分が酸化チタン層８３ａの表面において海水Ｗの電気分解を促進し、その分、電気分解量が増加されるものである。

【0080】

電気分解時の電気エネルギー消費量（消費電力）は、（電圧）×（電流）で表されるので、海水Ｗの電気分解の開始電圧が紫外線を照射しない場合に比べ低下すると考えられる。

【0081】

このようにして、電解手段８１により海水Ｗの電気分解を行うことにより、電解用容器８２内のマイナス電極８３側でマイナス電極反応として水素ガス（Ｈ_２ガス）が生成する。

【0082】

生成した水素ガスは、集気筒８６を経て後段の水素液化装置６１に送られ、ここで低温で液化されて液体水素に変換され、更に後段の液体水素タンク７２に送られて貯留されていく。

【0083】

また、電解手段８１による電気分解処理が終了した海水Ｗは、前記排水口６４から海中に放水される。

【0084】

本実施例においては、上述した構成の海水電気分解装置６０における電解手段８１を、前記水車羽根型発電装置５６と同数Ｎ（Ｎは正の整数）で一対一に対応する数（又は各水車羽根型発電装置５６による発電電力の周波数の調整が不要となる数）備えている。例えば、前記水車羽根型発電装置５６が５００台であれば、電解手段８１も５００台、前記水車羽根型発電装置５６が１００台であれば、電解手段８１も１００台備えている。なお、図７には３台のみを図示する。

【0085】

そして、一台の液体活性化装置１０１から複数の電解手段８１に活性化した海水Ｗを送る構成としている。

【0086】

次に、図８、図９を参照して海水電気分解装置６０における上述した電解手段８１とは別構成の電解手段８１Ａについて概説する。

【0087】

図８、図９に示す電解手段８１Ａは、Ｎ台の小型電気分解槽９１をユニット化したものであり、各水車羽根型発電装置５６の発電電圧を各々直流電圧に変換し、各小型電気分解槽９１内の海水Ｗ中に配置した各マイナス電極８３、各プラス電極８４に印加して、各小型電気分解槽９１内で海水Ｗの電気分解を実施し、各マイナス電極８３側でマイナス電極反応として水素ガス（Ｈ_２ガス）を生成させ、この水素ガスを各小型電気分解槽９１に配置した各集気筒９２により収集し、これらをまとめて後段の水素液化装置６１に送り、ここで低温で液化して液体水素に変換し、更に後段の液体水素タンク７２に送って貯留するように構成したものである。

【0088】

なお、図８には小型電気分解槽９１のみの配置形態を示す。また、図８、図９においては紫外線照射源８７に関しては図示省略する。

【0089】

このような複数の水車羽根型発電装置５６と同数の小型電気分解槽９１を備える電解手段８１Ａを採用することで、個々に異なる水車羽根型発電装置５６の発電電力の周波数の違いを調整する必要も無く、送電損失の問題もなく、更に、複数の水車羽根型発電装置５６のうちのいずれかが故障しても１基分の小型電気分解槽９１を停止するだけで済むのでその影響を最小限に抑えることができる。

【0090】

図１４は、本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム１の水素エネルギー供給処理の全体の流れを示すものである。

【0091】

すなわち、本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム１は、海流を利用して各水車羽根型発電装置５６により発電し、また、各水車羽根型発電装置５６と繋がっている各海水電気分解装置６０に海水Ｗを取り込んで、液体活性化装置１０１により既述したように活性化し、各電解手段８１に送る。

【0092】

そして、各水車羽根型発電装置５６からの発電電力を各々利用して、各電解手段８１によって、前記液体活性化装置１０１により活性化した海水Ｗを電気分解し、マイナス電極反応で水素ガスを生成する。

【0093】

次に、生成した水素ガスを集めて水素液化装置６１により液化し、液体水素タンク６２に貯留する。

【0094】

更に、前記液体水素タンク６２に貯留した液体水素を、水素運搬船舶７１に収容して海上運搬を行い陸地に配置した陸上液体水素タンク７２に貯留する。

【0095】

次に、前記陸上液体水素タンク７２から供給される液体水素を小型ボンベ７３に収容して、水素運搬車両７４にて陸上運搬し需要者７５宛に届ける。

【0096】

前記需要者７５としては、各種工場、店舗、一般家庭等の例を挙げることができ、届けられた液体水素は、需要者７５における例えば燃料電池による発電用水素エネルギー源や燃料電池自動車用の水素エネルギー源等として有効に利用される。

【0097】

なお、前記電解手段８１による海水Ｗの電気分解時に同時に発生する塩素ガスも有効に利用することが可能である。

【0098】

図１５は、図１に示す本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１の変形例である水素エネルギー供給システム５１Ａを示すものである。

【0099】

図１５に示す変形例の水素エネルギー供給システム５１Ａにおいて、図１に示す水素エネルギー供給システム５１の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。

【0100】

図１５に示す変形例の水素エネルギー供給システム５１Ａは、海域ＷＥに前記第２浮体５８と同様に構成した単一の浮体１５１を浮かべ、水車羽根型発電装置５６を吊り下げロープ１５２を用いて前記浮体１５１により吊り下げ支持する構成とし、かつ、図１に示す実施例と同様、複数の第１浮体５２により海中に浮かぶように支持され、かつ、錐体５３と繋留ロープ５４とからなるアンカー５５を介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する複数の水車羽根型発電装置５６を付加したことが特徴である。

【0101】

なお、図１５には４台水車羽根型発電装置５６を付加した構成を示すが、その設置個数は１００台、５００台等種々に変更でき、特に限定するものではない。
また、図１５には水車羽根型発電装置５６の数を５個図示しているが、実際には水車羽根型発電装置５６の数を１０個以上として実施し、各浮体の設置数もそれに応じて増加させることができる。

【0102】

この他の構成は図１に示す実施例に係る水素エネルギー供給システム５１の場合と同様である。

【0103】

変形例の水素エネルギー供給システム５１Ａの場合も、１台の水車羽根型発電装置５６を吊り下げロープ１５２を用いて浮体１５１により吊り下げ支持する構成を採用して、実施例に係る水素エネルギー供給システム５１の場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。

【0104】

図１６は、図１に示す本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１の各要素を、前記海域ＷＥに複数箇所（図１６には３箇所のみ示す）分散配置した例を示すものである。
なお、図１６には、夫々の水素エネルギー供給システム５１の各水車羽根型発電装置５６の数を４個ずつ図示しているが、実際には水車羽根型発電装置５６の数を１０個以上として実施し、各浮体の設置数もそれに応じて増加させることができる。

【0105】

本発明に係る分散配置する水素エネルギー供給システム５１の設置箇所は、特に限定されるものではなく、１０箇所、５０箇所、１００箇所、５００箇所、１０００箇所等、設置規模に応じて任意箇所とすることで、システム構成の拡張を図ることができる。

【0106】

このように前記水素エネルギー供給システム５１を多数分散配置することで、大量の水素エネルギーである液体水素を得て数多くの需要者７５に届け、有効に活用することが可能となる。

【0107】

変形例の水素エネルギー供給システム５１Ａを図１６に示す場合と同様に前記海域ＷＥに複数台分散配置することによっても、上述した場合と同様、システム構成の拡張、大量の水素エネルギーの供給を実現できることはいうまでもない。

【0108】

以上説明した本実施例の海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１（又は水素エネルギー供給システム５１Ａ）によれば、海流を利用して簡略構成の水車羽根型発電装置５６で発電した電気エネルギーを利用して海水Ｗを効率よく水素エネルギーに変換し、更に、液体水素として需要者７５に供給することによって、発電電力の周波数変換や、送電損失の問題もなく、全体として経済性に極めて優れるという優れた効果を発揮させることができる。

【0109】

次に、図１７を参照して本実施例に係る海流発電を利用した水素エネルギー供給システム５１の更に別の変形例である水素エネルギー供給システム５１Ｂについて説明する。

【0110】

図１７に示す別の例の水素エネルギー供給システム５１Ｂにおいて、図１に示す水素エネルギー供給システム５１の場合と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。

【0111】

図１７に示す別の変形例の水素エネルギー供給システム５１Ｂは、海流のある海域ＷＥの海中に配置されるとともに、複数（例えば１０台以上）の第１浮体（フロート）５２により海中に浮かぶように支持され、かつ、錐体５３と繋留ロープ５４とからなるアンカー５５を介して海底に繋留されて、海流を利用して発電する直流発電機を備える複数（例えば１０台以上）の水車羽根型発電装置５６と、前記海域ＷＥの海面に浮かべ、例えば錐体５３と繋留ロープ５４とからなるアンカー５７を介して海底に繋留される例えば１基の第２浮体（メガフロート）５８と、第２浮体５８上に配置した前記各水車羽根型発電装置５６の各直流発電機が並列接続された電力ケーブル１６１を経て送電される発電電力を利用し、海水Ｗを取り込んで海水Ｗの電気分解を行い、水素ガスを生成する電界手段８１（又は周波数の調整が不要となる数の電界手段８１）を備える海水電気分解装置６０と、生成した水素ガスを例えば−２５３℃の低温条件下で液体水素に変換する水素液化装置６１と、液体水素を貯留する液体水素タンク６２と、を有している。

【0112】

図１７に示す別の変形例では、直流発電機を備える複数の水車羽根型発電装置５６を一方側５台、他方側５台にグループ分けし、一方側の５台の水車羽根型発電装置５６の各直流発電機を一本目の電力ケーブル１６１に対して並列接続して、この電力ケーブル１６１により第２浮体５８に送電し、同様に、他方側の５台の水車羽根型発電装置５６の各直流発電機を二本目の電力ケーブル１６１に対して並列接続して、この電力ケーブル１６１により第２浮体５８に送電する構成を示している。

【0113】

更に、前記第２浮体５８には、二本の電力ケーブル１６１からの送電電力を基に水素ガスを生成する二台の海水電気分解装置６０、６０を配置し、これら二台の海水電気分解装置６０、６０が生成する水素ガスを各々前記水素液化装置６１に送るように構成している。

【0114】

なお、複数の水車羽根型発電装置５６のグループ分けは、上述した例に限定されるものでないことはもちろんである。

【0115】

図１７に示す変形例の水素エネルギー供給システム５１Ｂは、更に、図１に示す場合と同様、前記液体水素タンク６２に貯留された液体水素を収容して陸地に向けて海上運搬する水素運搬船舶７１と、前記水素運搬船舶７１が接岸する陸地内部配置され、前記水素運搬船舶７１から供給される液体水素を貯留する陸上液体水素タンク７２と、前記陸上液体水素タンク７２から供給される液体水素を収容する小型ボンベ７３と、この小型ボンベ７３を工場、一般家庭等の各種の需要者７５宛に陸上運搬する水素運搬車両７４と、を含む構成としている。

【0116】

次に、図１７に示す別の変形例の水素エネルギー供給システム５１Ｂの作用、効果について説明する。

【0117】

前記水素エネルギー供給システム５１Ｂによれば、既述した実施例の水素エネルギー供給システム５１の場合と同様な効果を奏する。

【0118】

加えて、前記水素エネルギー供給システム５１Ｂによれば、各グループの各水車羽根型発電装置５６において、各々直流発電機を含む構成とし、各直流発電機を電力ケーブル１６１に対して並列接続しているので、海中における送電系統の簡略化を図れるとともに、グループ中の一台又は二台等の水車羽根型発電装置５６が故障したり、メンテナンスのため停止したりしたような場合でも、残余の水車羽根型発電装置５６により発電電力を支障なく第２浮体５８に送電することができ水素エネルギーの生成に支障をきたすことはなく、前記水素エネルギー供給システム５１Ｂの円滑運用に寄与することができる。

【0119】

また、各水車羽根型発電装置５６を統合して電力ケーブル１６１により発電出力を纏めて第２浮体５８に送電する構成を採用しているので、第２浮体５８上の海水電気分解装置６０の数を水車羽根型発電装置５６の数に比較し大幅に少なくすることができ、前記水素エネルギー供給システム５１Ｂのシステム構成を大幅に簡略化することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0120】

本発明に係る新規、かつ、画期的な海流発電を利用した水素エネルギー供給システムは、国土の周り全体が海に囲まれている我国において、自然エネルギーの一つである海流エネルギーを巧みに利用した水素エネルギー供給システムとして極めて広範に利用可能である。

【符号の説明】

【0121】

１ 筐体
２ ドラム体
３ 側板
４ 回転軸
５ 固定具
６ 軸受
１０ 羽根
１１ ストッパ部
１２ 流体受け部
１３ 支軸
１４ 固定具
２０ 底板
２１ 側板
２２ 軸受
２３ 天板
２４ 流体ガイド板
３０ 発電機
３１ 入力軸
３２ 歯車
３３ 歯車
３４ チェーン
３５ 増速機
５１ 水素エネルギー供給システム
５１Ａ 水素エネルギー供給システム
５１Ｂ 水素エネルギー供給システム
５２ 第１浮体
５３ 錐体
５４ 繋留ロープ
５５ アンカー
５６ 水車羽根型発電装置
５７ アンカー
５８ 第２浮体
５９ 電力ケーブル
６０ 海水電気分解装置
６１ 水素液化装置
６２ 液体水素タンク
６３ 取り込み口
６４ 排水口
７１ 水素運搬船舶
７２ 液体水素タンク
７２ 陸上液体水素タンク
７３ 小型ボンベ
７４ 水素運搬車両
７５ 需要者
８１ 電解手段
８１Ａ 電解手段
８２ 電解用容器
８３ マイナス電極
８３ａ 酸化チタン層
８４ プラス電極
８５ 可変電圧直流電圧源
８６ 電流計
８７ 紫外線照射源
８８ 集気筒
９１ 小型電気分解槽
９２ 集気筒
１０１ 液体活性化装置
１２０ 液体活性体
１２１ 黒体放射焼結体
１２２Ａ 組立体
１２２Ｂ 組立体
１２３ 磁石
１２３ａ 分割磁石
１２３ｂ 分割磁石
１２４ 電磁波収束体
１２５ 電磁波通過穴
１２６ 非磁性体被覆
１３０ カバー
１３１ 外壁部
１３２ 側壁部
１３３ 固定部
１４０ エポキシ樹脂
１４１ ボルト
１４２ ボルト
１４３ ナット
１４４ ナット
１５１ 浮体
１５２ 吊り下げロープ
１６１ 電力ケーブル
Ｅ 活性化領域
Ｐ パイプ
Ｗ 海水
ＷＥ 海域
θ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】