特許 7455677 水素貯蔵システム

(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】

(24)【登録日】2024-03-15

(45)【発行日】2024-03-26

(54)【発明の名称】水素貯蔵システム

(51)【国際特許分類】

   F17C 13/02 20060101AFI20240318BHJP

   F17C 13/04 20060101ALI20240318BHJP

   H02J 15/00 20060101ALI20240318BHJP

【ＦＩ】

F17C13/02 301Z

F17C13/04 301Z

H02J15/00 G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020099349

(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公開番号】P2021193305

(43)【公開日】2021-12-23

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅田 隆利

(72)【発明者】

【氏名】高木 雄市

(72)【発明者】

【氏名】長田 憲和

【審査官】小原 一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７３９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１４９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０７３３８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１７２６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２１０９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１７８４３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０９１８５６９８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１７Ｃ １３／０２ － １３／０４

Ｈ０２Ｊ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素を貯蔵する水素貯蔵システムであって、
前記水素製造装置から第１制御バルブと第１流量計と介して供給される水素を貯蔵する第１水素貯蔵部と、
前記水素製造装置から第２制御バルブと第２流量計と介して供給される水素を貯蔵する第２水素貯蔵部と、
前記再生可能エネルギー発電装置において発電され、前記水素製造装置に出力された電力量に基づいて、前記第１制御バルブおよび前記第２制御バルブの動作を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記水素製造装置から前記第１水素貯蔵部および前記第２水素貯蔵部に水素を供給しているときに、前記再生可能エネルギー発電装置から前記水素製造装置に電力が出力された電力量が所定値以下になった場合には、前記第１制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第２制御バルブを開状態に保持する、
水素貯蔵システム。

【請求項2】

再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素を貯蔵する水素貯蔵システムであって、
前記水素製造装置から第１制御バルブと第１流量計と介して供給される水素を貯蔵する第１水素貯蔵部と、
前記水素製造装置から第２制御バルブと第２流量計と介して供給される水素を貯蔵する第２水素貯蔵部と、
前記再生可能エネルギー発電装置において発電され、前記水素製造装置に出力された電力量に基づいて、前記第１制御バルブおよび前記第２制御バルブの動作を制御する制御部と
を有し、
前記第２流量計は、前記第１流量計よりも測定下限値が低く、
前記制御部は、前記水素製造装置から前記第２水素貯蔵部に水素を供給せずに前記第１水素貯蔵部に水素を供給しているときに、前記再生可能エネルギー発電装置から前記水素製造装置に電力が出力された電力量が所定値以下になった場合には、前記第１制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第２制御バルブを閉状態から開状態にする、
水素貯蔵システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１制御バルブを閉状態にした後に、前記第２水素貯蔵部の水素貯蔵量が所定量を超えた場合、前記第２制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第１制御バルブを閉状態から開状態にする、
請求項１または２に記載の水素貯蔵システム。

【請求項4】

前記第１流量計と前記第１水素貯蔵部との間において水素が流れる第１水素流路と、前記第２流量計と前記第２水素貯蔵部との間において水素が流れる第２水素流路との間に圧力調整流路が介在しており、
前記圧力調整流路には、圧力調整弁が設置されている、
請求項１から３のいずれかに記載の水素貯蔵システム。

【請求項5】

前記第１水素流路の圧力を測定する第１圧力計、および、前記第２水素流路の圧力を測定する第２圧力計が設けられており、
前記制御部は、前記第１圧力計で測定された圧力値と前記第２圧力計で測定された圧力値とが異なる場合には、前記圧力調整弁を開状態にし、前記第１圧力計で測定された圧力値と前記第２圧力計で測定された圧力値とが同じ場合には、前記圧力調整弁を閉状態にする、
請求項４に記載の水素貯蔵システム。

【請求項6】

前記第２水素貯蔵部を加熱するヒータが設けられており、
前記制御部は、前記第２水素貯蔵部から前記第１水素貯蔵部へ水素を移動させる際には、前記圧力調整弁を開状態にすると共に、前記ヒータを用いて前記第２水素貯蔵部を加熱することで前記第２水素貯蔵部が貯蔵している水素の圧力を高める、
請求項４または５に記載の水素貯蔵システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、水素貯蔵システムに関する。

【背景技術】

【0002】

水素貯蔵システムは、水素ガスを貯蔵する水素貯蔵部として、たとえば、金属材料や炭素繊維などを用いて形成されたガスタンクを備えている。水素貯蔵システムは、たとえば、再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素が水素貯蔵部に供給されて貯蔵される。ここでは、水素製造装置から水素が流量計を介して水素貯蔵部に供給される。水素貯蔵システムは、水素ガスを多量に貯蔵するために、たとえば、複数の水素貯蔵部が並列して配置されており、その複数の水素貯蔵部のそれぞれにおいて水素が均一に貯蔵される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６１１４７７７号

【文献】特開２００５－５４９４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

再生可能エネルギー発電装置は、太陽光や風力などの再生可能エネルギーを用いて電力を発電するため、発電によって出力される電力が大きく変動する。これに伴って、水素製造装置で製造される水素の製造量も大きく変動する。このため、水素製造装置から流量計を介して水素貯蔵部に供給される水素の流量が、流量計の測定下限値よりも低くなる可能性がある。その結果、水素貯蔵部で貯蔵される水素の貯蔵量が不正確になる場合がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素を水素貯蔵部において正確に貯蔵可能な水素貯蔵システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施系形態の水素貯蔵システムは、再生可能エネルギー発電装置から出力された電力を用いて水素製造装置が製造した水素を貯蔵する水素貯蔵システムであって、第１水素貯蔵部と第２水素貯蔵部と制御部とを有する。第１水素貯蔵部は、水素製造装置から第１制御バルブと第１流量計と介して供給される水素を貯蔵する。第２水素貯蔵部は、水素製造装置から第２制御バルブと第２流量計と介して供給される水素を貯蔵する。制御部は、再生可能エネルギー発電装置において発電され、水素製造装置に出力された電力量に基づいて、第１制御バルブおよび第２制御バルブの動作を制御する。ここでは、制御部は、水素製造装置から第１水素貯蔵部および第２水素貯蔵部に水素を供給しているときに、再生可能エネルギー発電装置から水素製造装置に電力が出力された電力量が所定値以下になった場合には、第１制御バルブを開状態から閉状態にし、前記第２制御バルブを開状態に保持する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図2】図２は、実施形態に係る水素貯蔵システムにおいて、制御部７０による制御動作を示すフロー図である。

【図3】図３は、第２実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図4】図４は、第２実施形態の変形例に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図5】図５は、第３実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図6】図６は、第３実施形態の変形例に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図7】図７は、第４実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜第１実施形態＞
［Ａ］構成
図１は、第１実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0009】

図１に示すように、本実施形態の水素貯蔵システムは、再生可能エネルギー発電装置１０、水タンク２０、水素製造装置３０、水素タンク５１(第１水素貯蔵部）、水素タンク５２（第２水素貯蔵部）、および、制御部７０を備えている。水素貯蔵システムを構成する各部について順次説明する。

【0010】

［Ａ－１］再生可能エネルギー発電装置１０
水素貯蔵システムにおいて、再生可能エネルギー発電装置１０は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う装置であって、図１に示すように、電力Ｅ１０を出力するように構成されている。ここでは、再生可能エネルギー発電装置１０は、たとえば、太陽光発電（ＰＶ）装置であって、太陽電池（図示省略）を含み、太陽光を太陽電池で受光し、太陽電池において光電変換を行うことによって、発電を行う。再生可能エネルギー発電装置１０が発電した電力Ｅ１０は、水素製造装置３０に出力される。

【0011】

［Ａ－２］水タンク２０
水素貯蔵システムにおいて、水タンク２０は、図１に示すように、貯蔵した水Ｗ２０を水素製造装置３０へ供給するように構成されている。

【0012】

［Ａ－３］水素製造装置３０
水素貯蔵システムにおいて、水素製造装置３０は、図１に示すように、再生可能エネルギー発電装置１０から出力された電力Ｅ１０を用いて、水素Ｈ３０を製造するように構成されている。ここでは、水素製造装置３０は、たとえば、水タンク２０から供給された水Ｗ２０を電気分解することによって、水素Ｈ３０を生成する。水素製造装置３０において製造された水素Ｈ３０は、水素タンク５１および水素タンク５２に供給される。

【0013】

［Ａ－４］水素タンク５１（第１水素貯蔵部），水素タンク５２（第２水素貯蔵部）
水素貯蔵システムにおいて、水素タンク５１および水素タンク５２は、図１に示すように、水素製造装置３０から供給された水素Ｈ３０を貯蔵するように構成されている。水素タンク５１および水素タンク５２は、並列に配置されている。

【0014】

水素タンク５１（第１水素貯蔵部）は、制御バルブＶ３１（第１制御バルブ）と流量計Ｍ３１（第１流量計）とを介して水素製造装置３０から供給される水素Ｈ３０を貯蔵する。水素タンク５２（第２水素貯蔵部）は、制御バルブＶ３２（第２制御バルブ）と流量計Ｍ３２（第２流量計）とを介して水素製造装置３０から供給される水素Ｈ３０を貯蔵する。

【0015】

本実施形態では、流量計Ｍ３１および流量計Ｍ３２は、同機種であって、流量の測定下限値が互いに同じである。

【0016】

［Ａ－５］制御部７０
水素貯蔵システムにおいて、制御部７０は、図１に示すように、水素貯蔵システムを構成する各部を制御するように構成されている。図示を省略しているが、制御部７０は、演算器（図示省略）とメモリ装置（図示省略）とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。

【0017】

制御部７０は、各部の状態について計測機器（図示省略）が計測して得たデータが入力データ信号ＳＧ７１として入力される。そして、制御部７０は、その入力された入力データ信号ＳＧ７１に基づいて制御信号ＣＴＬ７１を水素貯蔵システムの各部に出力することによって、各部の動作を制御する。

【0018】

本実施形態では、制御部７０は、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力された電力Ｅ１０の発電電力量のデータが、入力データ信号ＳＧ７１として入力される。そして、制御部７０は、その入力データ信号ＳＧ７１に基づいて制御信号ＳＧ７２を出力することで、制御バルブＶ３１および制御バルブＶ３２の動作を制御する。

【0019】

［Ｂ］動作
図２は、実施形態に係る水素貯蔵システムにおいて、制御部７０による制御動作を示すフロー図である。ここでは、水素製造装置３０から水素タンク５１および水素タンク５２に水素Ｈ３０を供給している際の制御の一例に関して説明する。

【0020】

まず、図２に示すように、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値以下であるか否かの判断を行う（ＳＴ１１）。

【0021】

ここでは、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値以下であるか否かを、制御部７０が入力データ信号ＳＧ７１に基づいて判断する。

【0022】

本実施形態では、水素製造装置３０から水素タンク５１および水素タンク５２に流れる水素Ｈ３０の流量が流量計Ｍ３１および流量計Ｍ３２の測定下限値以上になる場合には、制御部７０は、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値を超えていると判断する。これに対して、水素製造装置３０から水素タンク５１および水素タンク５２に流れる水素Ｈ３０の流量が流量計Ｍ３１および流量計Ｍ３２の測定下限値未満になる場合には、制御部７０は、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値以下であると判断する。

【0023】

そして、発電電力量が所定値以下であると判断した場合には、制御バルブＶ３１を閉じる（ＳＴ１２）。

【0024】

具体的には、制御部７０は、制御バルブＶ３１と制御バルブＶ３２とのうち、一方の制御バルブＶ３１を開状態から閉状態（たとえば、全開状態から全閉状態）にし、他方の制御バルブＶ３２を開状態（（たとえば、全開状態）に保持するように、制御部７０が制御信号ＳＧ７２を制御バルブＶ３１および制御バルブＶ３２に出力して動作を制御する。

【0025】

この制御によって、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０は、開状態から閉状態になった制御バルブＶ３１で流れが全て遮断され、流量計Ｍ３１を通過しないので、水素タンク５１へ流入しない。この一方で、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０は、開状態を保持する制御バルブＶ３２を通過後、流量計Ｍ３２を介して水素タンク５２へ流入する。

【0026】

［Ｃ］まとめ
このように、本実施形態では、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が低下したときには、一方の流量計Ｍ３１を水素Ｈ３０が流れずに、他方の流量計Ｍ３２を通過する水素Ｈ３０の流量が増加する。つまり、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０は、上記の制御前は、５０％ずつ、流量計Ｍ３１と流量計Ｍ３２とのそれぞれを通過していたのに対して、上記の制御後は、１００％の水素Ｈ３０が流量計Ｍ３２を通過することになる。

【0027】

その結果、本実施形態では、流量計Ｍ３２を通過する水素の流量を、容易に、流量計Ｍ３２の測定下限値以上にすることできる。したがって、本実施形態においては、再生可能エネルギー発電装置１０から出力された電力を用いて水素製造装置３０が製造した水素を、水素タンク５１および水素タンク５２において正確に貯蔵可能である。

【0028】

［Ｄ］変形例
上記のように、制御バルブＶ３１と制御バルブＶ３２とのうち、一方の制御バルブＶ３１を開状態から閉状態にし、他方の制御バルブＶ３２を開状態に保持した後には、制御部７０は、以下に示す制御を更に実行してもよい。

【0029】

具体的には、制御部７０は、一方の制御バルブＶ３１を閉状態にした後に他方の水素タンク５２の水素貯蔵量が所定量を超えた場合には、他方の制御バルブＶ３２を開状態から閉状態にし、一方の制御バルブＶ３１を閉状態から開状態にする。これにより、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０は、水素タンク５２へ流入して貯蔵される状態から、水素タンク５１へ流入して貯蔵される状態に切り替えられる。たとえば、水素Ｈ３０が水素タンク５２の最大容量まで貯蔵された場合に、上記の切り替えを行う。ここでは、流量計Ｍ３２を通過した水素Ｈ３０の流量の積分値に基づいて、制御部７０が上記の切り替えを実行する。これにより、効率的に、水素Ｈ３０の貯蔵を実行可能である。

【0030】

なお、上記実施形態では、水素タンクが２つである場合について例示したが、これに限らない。水素タンクが３つ以上であってもよい。

【0031】

また、上記実施形態では、水素貯蔵部として水素タンクを用いる場合について説明したが、これに限らない。水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵部を利用してもよい。

【0032】

＜第２実施形態＞
［Ａ］構成等
図３は、第２実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0033】

図３に示すように、本実施形態の水素貯蔵システムは、再生可能エネルギー発電装置１０、水タンク２０、水素製造装置３０、および、制御部７０を備えていると共に、２つの水素タンク５１ａ，５１ｂ(第１水素貯蔵部）と小型水素タンク５２ｂ（第２水素貯蔵部）とを備えている。本実施形態は、水素タンク５１ａ，５１ｂの他に小型水素タンク５２ｂを備えている点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合（図１参照）と同様である。このため、重複する事項については説明を省略する。

【0034】

［Ａ－１］水素タンク５１ａ，５１ｂ，小型水素タンク５２ｂ
水素貯蔵システムにおいて、水素タンク５１ａ，５１ｂおよび小型水素タンク５２ｂは、図３に示すように、水素製造装置３０から供給された水素Ｈ３０を貯蔵するように構成されている。

【0035】

水素タンク５１ａ，５１ｂは、制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂ（第１制御バルブ）と流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂ（第１流量計）と介して水素製造装置３０から供給される水素Ｈ３０を貯蔵するように構成されている。制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂは、互いに同種であり、流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂは、互いに同種である。

【0036】

小型水素タンク５２ｂは、制御バルブＶ３２（第２制御バルブ）と流量計Ｍ３２ｂ（第２流量計）と介して水素製造装置３０から供給される水素Ｈ３０を貯蔵する。小型水素タンク５２ｂは、水素タンク５１ａ，５１ｂよりも水素Ｈ３０を貯蔵する貯蔵容量が小さい。流量計Ｍ３２ｂは、流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂよりも測定下限値が低い。つまり、流量計Ｍ３２ｂは、流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂよりも低い流量を測定可能である。

【0037】

［Ａ－２］制御部７０
水素貯蔵システムにおいて、制御部７０は、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力された電力Ｅ１０の発電電力量のデータが、入力データ信号ＳＧ７１として入力される。そして、制御部７０は、その入力データ信号ＳＧ７１に基づいて制御信号ＳＧ７２を出力することで、制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂおよび制御バルブＶ３２の動作を制御する。

【0038】

［Ｂ］動作
本実施形態に係る水素貯蔵システムの制御部７０が実施する制御動作に関して説明する。ここでは、水素製造装置３０から水素タンク５１ａ，５１ｂに水素Ｈ３０を供給し、水素製造装置３０から小型水素タンク５２ｂには水素Ｈ３０を供給していないときの制御の一例に関して説明する。

【0039】

この場合には、まず、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値以下であるか否かの判断を行う（ＳＴ１１）。

【0040】

ここでは、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値以下であるか否かを、制御部７０が入力データ信号ＳＧ７１に基づいて判断する。

【0041】

本実施形態では、水素製造装置３０から水素タンク５１ａ，５１ｂに流れる水素Ｈ３０の流量が流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂの測定下限値以上になる場合には、制御部７０は、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値を超えていると判断する。これに対して、水素製造装置３０から水素タンク５１ａ，５１ｂに流れる水素Ｈ３０の流量が流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂの測定下限値未満になる場合には、制御部７０は、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が所定値以下であると判断する。

【0042】

そして、発電電力量が所定値以下であると判断した場合には、制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂを閉じ、制御バルブＶ３２を開ける。

【0043】

つまり、制御部７０は、制御バルブＶ３１ａ、Ｖ３１ｂを開状態から閉状態（（たとえば、全開状態から全閉状態）にし、制御バルブＶ３２については閉状態から開状態（（たとえば、全閉状態から全開状態）にするように、制御部７０が制御信号ＳＧ７２を制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂおよび制御バルブＶ３２に出力して動作を制御する。

【0044】

この制御によって、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０は、開状態から閉状態になった制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂで流れが遮断され、流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１Ｂを通過しないので、水素タンク５１ａ，５１ｂへ流入しない。この一方で、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０は、閉状態から開状態になった制御バルブＶ３２を通過後、流量計Ｍ３２ｂを介して小型水素タンク５２ｂへ流入する。

【0045】

［Ｃ］まとめ
このように、本実施形態では、再生可能エネルギー発電装置１０から水素製造装置３０に出力される電力Ｅ１０の発電電力量が低下したときには、開状態から閉状態に制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂが動作し、閉状態から開状態に制御バルブＶ３２が動作するので、水素Ｈ３０は、流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂを通過せずに、流量計Ｍ３２ｂを通過する。

【0046】

その結果、本実施形態では、流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂよりも測定下限値が低い流量計Ｍ３２ｂを水素Ｈ３０が通過する。したがって、本実施形態においては、再生可能エネルギー発電装置１０から出力された電力を用いて水素製造装置３０が製造した水素を、水素タンク５１ａ，５１ｂおよび小型水素タンク５２ｂにおいて正確に貯蔵可能である。

【0047】

［Ｄ］変形例
図４は、第２実施形態の変形例に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0048】

図３では、２つの水素タンク５１ａ，５１ｂのそれぞれが、２つの制御バルブＶ３１ａ，Ｖ３１ｂのそれぞれと２つの流量計Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂのそれぞれと介して水素製造装置３０から供給される水素Ｈ３０を貯蔵するように構成されているが、これに限らない。図４に示すように、２つの水素タンク５１ａ，５１ｂのそれぞれは、１つ制御バルブＶ３１と１つの流量計Ｍ３１とを介して水素製造装置３０から供給される水素Ｈ３０を貯蔵するように構成されていてもよい。つまり、水素製造装置３０で製造された水素Ｈ３０が１つ制御バルブＶ３１と１つの流量計Ｍ３１とを順次流れた後に、２つの水素タンク５１ａ，５１ｂのそれぞれに分岐して流入するように構成されていてもよい。

【0049】

また、図３および図４において、小型水素タンク５２ｂについては、他の水素タンク５１ａ，５１ｂと容量が同等以上の水素タンクに置換してもよい。

【0050】

＜第３実施形態＞
［Ａ］構成
図５は、第３実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0051】

図５に示すように、本実施形態の水素貯蔵システムは、第１実施形態の場合（図１参照）と同様に、再生可能エネルギー発電装置１０、水タンク２０、水素製造装置３０、水素タンク５１、水素タンク５２、および、制御部７０を備えている。この他に、本実施形態の水素貯蔵システムは、圧力調整流路Ｈ４０と圧力調整弁Ｖ４０とを含む。この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については説明を省略する。

【0052】

本実施形態の水素貯蔵システムにおいて、圧力調整流路Ｈ４０は、流量計Ｍ３１と水素タンク５１との間において水素Ｈ３０が流れる水素流路Ｈ３１（第１水素流路）と、流量計Ｍ３２と水素タンク５２との間において水素Ｈ３０が流れる水素流路Ｈ３２（第２水素流路）との間に介在している。そして、圧力調整流路Ｈ４０には、圧力調整弁Ｖ４０が設置されている。

【0053】

［Ｂ］動作
本実施形態の水素貯蔵システムの動作について説明する。

【0054】

本実施形態において、圧力調整弁Ｖ４０は、通常は、閉状態であり、水素タンク５１の貯蔵量と水素タンク５２の貯蔵量とを均一にする場合に開状態にされる。

【0055】

具体的には、水素タンク５１の貯蔵量と水素タンク５２の貯蔵量とを均一にする場合には、まず、制御バルブＶ３１と制御バルブＶ３２とを全て閉じるように、制御部７０が制御を行う。

【0056】

つぎに、圧力調整弁Ｖ４０が開状態になるように、制御部７０が制御を行う。これにより、水素タンク５１と水素タンク５２とのうち、水素の貯蔵量が多く内部の圧力が高い一方から、水素の貯蔵量が少なく内部の圧力が低い他方へ向かうように、水素が圧力調整流路Ｈ４０を経由して移動する。

【0057】

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、水素タンク５１の貯蔵量と水素タンク５２の貯蔵量とを容易に均一化することができる。

【0058】

［Ｄ］変形例
図６は、第３実施形態の変形例に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0059】

図６に示すように、本変形例では、水素流路Ｈ３１の圧力を測定する圧力計Ｐ３１（第１圧力計）、および、水素流路Ｈ３２の圧力を測定する圧力計Ｐ３２（第２圧力計）が、更に設けられている。

【0060】

本変形例では、制御部７０は、圧力計Ｐ３１で測定された圧力値と圧力計Ｐ３２で測定された圧力値とが同じ場合には、圧力調整弁Ｖ４０を閉状態にする。これに対して、圧力計Ｐ３１で測定された圧力値と圧力計Ｐ３２で測定された圧力値とが異なる場合には、制御部７０は、圧力調整弁（Ｖ４０）を開状態にする。これにより、水素タンク５１と水素タンク５２とのうち水素の貯蔵量が多く内部の圧力が高い一方から、水素の貯蔵量が少なく内部の圧力が低い他方へ向かうように、水素が圧力調整流路Ｈ４０を経由して移動する。

【0061】

したがって、本実施形態では、水素タンク５１の貯蔵量と水素タンク５２の貯蔵量とを容易に均一化することができる。

【0062】

＜第４実施形態＞
［Ａ］構成等
図７は、第４実施形態に係る水素貯蔵システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0063】

図７に示すように、本実施形態の水素貯蔵システムは、第２実施形態の変形例の場合（図４参照）と同様に、再生可能エネルギー発電装置１０、水タンク２０、水素製造装置３０、および、制御部７０を備えていると共に、２つの水素タンク５１ａ，５１ｂ(第１水素貯蔵部）と小型水素タンク５２ｂ（第２水素貯蔵部）とを備えている。本実施形態は、更に、圧力調整流路Ｈ４０と圧力調整弁Ｖ４０とを含むと共に、ヒータ６０を備える。この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項については説明を省略する。

【0064】

本実施形態の水素貯蔵システムにおいて、圧力調整流路Ｈ４０は、流量計Ｍ３１と水素タンク５１ａ，５１ｂとの間において水素Ｈ３０が流れる水素流路Ｈ３１（第１水素流路）と、流量計Ｍ３２ｂと小型水素タンク５２ｂとの間において水素Ｈ３０が流れる水素流路Ｈ３２（第２水素流路）との間に介在している。そして、圧力調整流路Ｈ４０には、圧力調整弁Ｖ４０が設置されている。

【0065】

ヒータ６０は、小型水素タンク５２ｂを加熱するために設けられている。

【0066】

［Ｂ］動作
本実施形態の水素貯蔵システムの動作について説明する。

【0067】

本実施形態において、圧力調整弁Ｖ４０は、通常は、閉状態である。しかし、小型水素タンク５２ｂから水素タンク５１ａ，５１ｂへ水素を移動させる際に、圧力調整弁Ｖ４０は、開状態にされる。

【0068】

具体的には、小型水素タンク５２ｂから水素タンク５１ａ，５１ｂへ水素を移動させる場合には、まず、制御バルブＶ３１と制御バルブＶ３２とを全て閉じるように、制御部７０が制御を行う。

【0069】

つぎに、圧力調整弁Ｖ４０が開状態になるように、制御部７０が制御を行う。このとき、制御部７０は、ヒータ６０を用いて小型水素タンク５２ｂを加熱することで、小型水素タンク５２ｂが貯蔵している水素の圧力を高める。これにより、小型水素タンク５２ｂから水素タンク５１ａ，５１ｂへ水素が圧力調整流路Ｈ４０を経由して移動する。

【0070】

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、小型水素タンク５２ｂから水素タンク５１ａ，５１ｂへ容易に水素を移動可能である。

【0071】

＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0072】

１０：再生可能エネルギー発電装置、２０：水タンク、３０：水素製造装置、５１：水素タンク、５１ａ，５１ｂ：水素タンク、５２：水素タンク、５２ｂ：小型水素タンク、６０：ヒータ、７０：制御部、Ｅ１０：電力、Ｈ３０：水素、Ｈ３１：水素流路、Ｈ３２：水素流路、Ｈ４０：圧力調整流路、Ｍ３１：流量計、Ｍ３１ａ，Ｍ３１ｂ：流量計、Ｍ３２：流量計、Ｍ３２ｂ：流量計、Ｐ３１：圧力計、Ｐ３２：圧力計、Ｖ３１：制御バルブ、Ｖ３１ａ，Ｖ３１ｂ：制御バルブ、Ｖ３２：制御バルブ、Ｖ３２ｂ：制御バルブ、Ｖ４０：圧力調整弁、Ｗ２０：水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】