(57)【要約】【課題】  需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くする。【解決手段】  消費側２の要求負荷が上昇した場合、消費側２の要求負荷上昇に合わせた負荷増加に追従するため、切換手段６は、負荷手段４への電力供給を停止すると共に、負荷手段４が消費している電力を消費側２への供給電力に付加し、負荷手段４が消費している電力が消費側２に送られて電力の増加率を高くし、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を需要側に出力する発電手段を備える一方、電力を消費する負荷手段を備え、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため負荷手段への電力供給を停止すると共に負荷手段が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備。
【請求項２】
電力を需要側に出力する火力発電手段を備える一方、火力発電手段の排ガスが空気極に送られる燃料電池を設け、電力の消費により水を電気分解して水素を得ると共に得られた水素が燃料電池の燃料極に送られる水電解装置を設け、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため水電解装置への電力供給を停止すると共に水電解装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備。
【請求項３】
請求項２において、水素成分を含有する燃料を改質して水素を得る燃料改質手段を備え、燃料電池には燃料改質手段で得られた水素が燃料極に送られることを特徴とする発電設備。
【請求項４】
電力を需要側に出力する火力発電手段を備える一方、火力発電手段の排ガスが空気極に送られる燃料電池を設け、水素成分を含有する燃料を電力の消費により改質して水素を得ると共に得られた水素が燃料電池の燃料極に送られる燃料改質装置を設け、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため燃料改質装置への電力供給を停止すると共に燃料改質装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備。
【請求項５】
請求項４において、電力の消費による燃料の改質は、電力の消費により燃料を加熱するヒータであることを特徴とする発電設備。
【請求項６】
請求項２〜５の何れかにおいて、燃料電池は溶融炭酸塩形燃料電池であることを特徴とする発電設備。
【請求項７】
請求項６において、溶融炭酸塩形燃料電池の排ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収処理手段を設けたことを特徴とする発電設備。
【請求項８】
請求項２〜５の何れかにおいて、燃料電池は固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする発電設備。
【請求項９】
電力を需要側に出力する火力発電手段を備える一方、電力の消費により水を電気分解して水素消費側に供給される水素を得る水電解装置を備え、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため水電解装置への電力供給を停止すると共に水電解装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備。
【請求項１０】
請求項９において、水素消費側は、水電解装置で得られた水素を膨張して駆動力を得る水素タービンであることを特徴とする発電設備。
【請求項１１】
発電手段で電力を得ると同時に負荷手段で電力を消費し、需要側の要求負荷の増加に応じて負荷手段で消費していた電力を需要側に供給することで負荷変化率を高くしたことを特徴とする発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くできる発電設備及び発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昼間の電力需要に対して夜間の電力需要は少なく、昼夜の電力需要の格差は大きなものとなっている。電力は貯蔵することができないため、需要に合った発電をする必要があり、発電所の出力変化（負荷変化率）は早い（高い）方が望ましい。一般に電力会社では、火力、水力、原子力等の発電所を所有しており、水力、原子力をベースの電力源として火力（石炭や天然ガスを燃料）発電所の運転の負荷を変動させて需要に応じた発電を実施している。
【０００３】
火力発電所の負荷変化率は、水力発電所や原子力発電所に比べて高いものの、１分間に数％程度であるのが現状である。従って、電力需要がピークになる時刻を予め認識してピーク時刻に合わせて出力を上げる場合、長時間を要しているのが現状である。
【０００４】
一方、高温形燃料電池として、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）が知られている。ＭＣＦＣは、例えば、ニッケル多孔質体の燃料極（アノード）と、例えば、酸化ニッケル多孔質体の空気極（カソード）との間に、電解質（炭酸塩）が挟まれて構成されている。そして、天然ガス等の燃料や水の電気分解で得られた水素（Ｈ２）をアノードに供給すると共に、アノードで生成された二酸化炭素（ＣＯ２）及び空気（Ｏ２）をカソードに供給することで、Ｈ２とＯ２の電気化学反応により発電が行われる。ＭＣＦＣは高温で作動するため高効率で、ＣＯ２を回収分離できるため環境への影響が少ない等の特徴を有している。このため、近年は、水力、火力、原子力に続く発電システムとして注目されてきている。
【０００５】
火力発電所の発電設備とＭＣＦＣ等の高温形燃料電池とを併設して発電所の出力を増加させることが従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、夜間電力を利用して水電解装置により水素と酸素を製造して貯蔵し、貯蔵された水素を昼間に燃料電池に供給して発電する技術が従来から提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００６】
発電所の出力を増加させることで、負荷変化率が１分間に数％程度の発電所であっても比較的短時間でピーク電力に対応した出力を得ることができる。また、夜間電力で水素を製造して昼間に燃料電池で発電を行うことにより、昼夜の発電負荷の平準化を図ることができる。
【０００７】
しかし、従来提案されている技術は、燃料電池を併設することでベースとなる出力を上げたり、昼夜の発電負荷の差を小さくする技術である。このため、負荷変化率に関しては言及されておらず、需要側の要求負荷の増加に対して最小限の発電出力で迅速に対応できるようにはなっていない。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−６７２３９号公報
【特許文献２】特開２００２−５６８７９号公報
【特許文献３】特開２００２−５６８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くできる発電設備及び発電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、電力を需要側に出力する発電手段を備える一方、電力を消費する負荷手段を備え、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため負荷手段への電力供給を停止すると共に負荷手段が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備にある。
【００１１】
第１の態様では、需要側の要求負荷上昇に合わせて切換手段により負荷手段が消費していた電力を需要側への供給電力に付加することで、電力の増加率を高くすることができ、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【００１２】
上記課題を解決する本発明の第２の態様は、電力を需要側に出力する火力発電手段を備える一方、火力発電手段の排ガスが空気極に送られる燃料電池を設け、電力の消費により水を電気分解して水素を得ると共に得られた水素が燃料電池の燃料極に送られる水電解装置を設け、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため水電解装置への電力供給を停止すると共に水電解装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備にある。
【００１３】
第２の態様では、需要側の要求負荷上昇に合わせて切換手段により水電解装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加することで、電力の増加率を高くすることができ、更に、燃料電池で発電された電力の分の出力が得られ、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第２の態様において、水素成分を含有する燃料を改質して水素を得る燃料改質手段を備え、燃料電池には燃料改質手段で得られた水素が燃料極に送られることを特徴とする発電設備にある。
【００１５】
第３の態様では、水電解装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加した際に、燃料改質手段で得られた水素により燃料電池を作動させることができる。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の第４の態様は、電力を需要側に出力する火力発電手段を備える一方、火力発電手段の排ガスが空気極に送られる燃料電池を設け、水素成分を含有する燃料を電力の消費により改質して水素を得ると共に得られた水素が燃料電池の燃料極に送られる燃料改質装置を設け、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため燃料改質装置への電力供給を停止すると共に燃料改質装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備にある。
【００１７】
第４の態様では、需要側の要求負荷上昇に合わせて切換手段により燃料改質装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加することで、電力の増加率を高くすることができ、更に、燃料電池で発電された電力の分の出力が得られ、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、電力の消費による燃料の改質は、電力の消費により燃料を加熱するヒータであることを特徴とする発電設備にある。
【００１９】
第５の態様では、ヒータによる加熱で燃料の改質が行える。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第２〜５の態様の何れかにおいて、燃料電池は溶融炭酸塩形燃料電池であることを特徴とする発電設備にある。
【００２１】
第６の態様では、溶融炭酸塩形燃料電池により発電を行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、溶融炭酸塩形燃料電池の排ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収処理手段を設けたことを特徴とする発電設備にある。
【００２３】
第７の態様では、溶融炭酸塩形燃料電池の排ガスから二酸化炭素を回収して環境に二酸化炭素を放出しない発電設備とすることができる。
【００２４】
本発明の第８の態様は、第２〜５の態様の何れかにおいて、燃料電池は固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする発電設備にある。
【００２５】
第８の態様では、固体酸化物形燃料電池により高温の排気ガスを得て発電を行うことができる。
【００２６】
上記課題を解決する本発明の第９の態様は、電力を需要側に出力する火力発電手段を備える一方、電力の消費により水を電気分解して水素消費側に供給される水素を得る水電解装置を備え、需要側の要求負荷上昇に合わせた負荷増加状況に追従するため水電解装置への電力供給を停止すると共に水電解装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加する切換手段を備えたことを特徴とする発電設備にある。
【００２７】
第９の態様では、需要側の要求負荷上昇に合わせて切換手段により燃料改質装置が消費していた電力を需要側への供給電力に付加することで、電力の増加率を高くすることができ、更に、燃料電池で発電された電力の分の出力が得られ、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【００２８】
本発明の第１０の態様は、第９の態様において、水素消費側は、水電解装置で得られた水素を膨張して駆動力を得る水素タービンであることを特徴とする発電設備にある。
【００２９】
第１０の態様では、水素タービンの駆動により電力を得ることが可能となる。
【００３０】
上記課題を解決する本発明の第１１の態様は、発電手段で電力を得ると同時に負荷手段で電力を消費し、需要側の要求負荷の増加に応じて負荷手段で消費していた電力を需要側に供給することで負荷変化率を高くしたことを特徴とする発電方法にある。
【００３１】
第１１の態様では、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くできる発電方法となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くできる発電設備及び発電方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１には本発明の発電設備の概略構成を表す概念を示してある。
【００３４】
本発明の発電設備１には、電力を需要側である消費側２に出力する発電手段としての火力発電設備３（例えば、石炭焚き）が備えられ、火力発電設備３に隣接して電力を消費する負荷手段４が備えられている。火力発電設備３で発電された電力５は、切換手段６によって負荷手段４及び消費側２に供給される。
【００３５】
切換手段６は、通常時には負荷手段４及び消費側２に電力を供給するようになっている。消費側２の要求負荷が上昇した場合、消費側２の要求負荷上昇に合わせた負荷増加に追従するため、切換手段６は、負荷手段４への電力供給を停止すると共に、負荷手段４が消費している電力を消費側２への供給電力に付加するようになっている。
【００３６】
このため、負荷手段４が消費している電力が消費側２に送られて電力の増加率を高くすることができ、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【００３７】
図２乃至図４に基づいて本発明の第１実施形態例を具体的に説明する。
【００３８】
図２には本発明の第１実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統、図３には発電設備の出力状況の概要、図４には要求出力と時刻との関係を示してある。
【００３９】
図２に示すように、第１実施形態例の発電設備１１には、火力発電手段としての火力発電設備１２（例えば、石炭炊き）が備えられ、また、燃料電池としての溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）１３が備えられている。火力発電設備１２の排ガスの一部が脱硫手段１４で脱硫され、ＭＣＦＣ１３の空気極（カソード）に送られる。脱硫手段１４に送られた残りの排ガスは煙突１５から大気に放出される。
【００４０】
一方、電力の消費により水を電気分解して水素（Ｈ２）を得る負荷手段としての水電解装置１６が設けられると共に、水素成分を含有する燃料である液化天然ガス（ＬＮＧ）を改質して水素（Ｈ２）を得る燃料改質手段１７が設けられている。水電解装置１６で得られたＨ２及び燃料改質手段１７で得られたＨ２はＭＣＦＣ１３の燃料極（アノード）に送られ、電気化学反応により電力が得られる。
【００４１】
ＭＣＦＣ１３の排気側には二酸化炭素回収処理手段（ＣＯ２回収処理手段）１８が備えられ、反応を終えた排気ガス中の二酸化炭素（ＣＯ２）が回収される。このため、環境にＣＯ２を放出しない発電設備１１とすることができる。
【００４２】
発電設備１１では、火力発電設備１２でＸ（ＭＷ）の電力が発電され、ＭＣＦＣ１３でＹ（ＭＷ）の電力が発電され、Ｘ＋Ｙ（ＭＷ）の電力１９が得られる。電力１９は、切換手段２０によって水電解装置１６及び消費側２１に供給される。
【００４３】
ＭＣＦＣ１３と水電解装置１６及び燃料改質手段１７における出力の状況は、図３に示すように、燃料改質手段１７からのＨ２での運転の場合、ｘ（ＭＷ）の出力が得られ、電力の消費により水を電気分解する水電解装置１６で得られたＨ２での運転の場合、-ｙ（ＭＷ）の電力消費となる。尚、ｙ（ＭＷ）は、水電解装置１６で実際に消費される電力からＭＣＦＣ１３で出力される電力のｘ（ＭＷ）を減じた値である。
【００４４】
切換手段２０は、通常時には水電解装置１６及び消費側２１に電力を供給するようになっている。つまり、発電設備１１で発電される電力は、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、ＭＣＦＣ１３で得られるＹ（ＭＷ）、即ち、水電解装置１６で消費される電力を減じた値である電力ｘ（ＭＷ）が消費側２１に出力される。
【００４５】
消費側２１の要求負荷が上昇した場合、消費側２１の要求負荷上昇に合わせた負荷増加に追従するため、切換手段２０は、水電解装置１６への電力の供給を停止すると共に、水電解装置１６が消費している電力を消費側２１への給電電力に付加する。つまり、消費側２１には、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、水電解装置１６が消費していたｙ＋ｘ（ＭＷ）と、水電解装置１６が運転されていたときにＭＣＦＣ１３で得られるｘ（ＭＷ）とを合わせた出力の電力が供給される。
【００４６】
このため、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と電力ｘ（ＭＷ）との合計の電力であった出力が、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と電力ｙ＋ｘ（ＭＷ）と電力ｘ（ＭＷ）との合計の出力となり、消費側２１の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高く（例えば、数％から十数％に上昇）することができる。
【００４７】
図４に一点鎖線で示すように、負荷変化率が数％であったときに、ａ（ＭＷ）での運転の際に時刻ｔ３での消費側２１の要求負荷のＡ（ＭＷ）を満足させる場合、時刻ｔ１から出力を上げる必要がある。これに対して、図４に実線で示すように、本実施形態例のように負荷変化率が十数％であったときに、ａ（ＭＷ）での運転の際に時刻ｔ３での消費側２１の要求負荷のＡ（ＭＷ）を満足させる場合、時刻ｔ１よりも遅い時刻ｔ２から出力を上げることで対処できる。従って、短時間での要求負荷に対する対応が可能になる。因みに、負荷変化率が数％であったときに、時刻ｔ２から出力を上げることで対処するには、図４中二点鎖線で示すように、予めａ（ＭＷ）よりも高い出力ｂ（ＭＷ）での運転が必要であり、発電動力が余計に必要となってしまう。
【００４８】
図５に基づいて本発明の第２実施形態例を具体的に説明する。
【００４９】
図５には本発明の第２実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統を示してある。尚、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００５０】
図５に示すように、第２実施形態例の発電設備２５には、火力発電手段としての火力発電設備１２（例えば、石炭焚き）が備えられ、また、燃料電池としての溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）１３が備えられている。火力発電設備１２の排ガスの一部が脱硫手段１４で脱硫され、ＭＣＦＣ１３の空気極（カソード）に送られる。脱硫手段１４に送られた残りの排ガスは煙突１５から大気に放出される。
【００５１】
一方、水素成分を含有する燃料である液化天然ガス（ＬＮＧ）を改質して水素（Ｈ２）を得る電気式燃料改質手段２６が設けられている。電気式燃料改質手段２６と燃料改質手段１７は加熱用の電気ヒータ２７が設けられ、電力の消費により電気ヒータ２７が作動して電気式燃料改質手段２６が加熱されることによりＬＮＧが改質されて水素Ｈ２が得られる。つまり、電気式燃料改質手段２６及び電気ヒータ２７によって燃料改質装置が構成されている。また、電気式燃料改質手段２６には、図示しない改質用の蒸気等の熱源が別途供給され、電気ヒータ２７の加熱を改質の補助として使用することもできる。
【００５２】
電気式燃料改質手段２６で得られたＨ２はＭＣＦＣ１３の燃料極（アノード）に送られ、電気化学反応により電力が得られる。ＭＣＦＣ１３の排気側には二酸化炭素回収処理手段（ＣＯ２回収処理手段）１８が備えられ、反応を終えた排気ガス中の二酸化炭素（ＣＯ２）が回収される。このため、環境にＣＯ２を放出しない発電設備２５とすることができる。
【００５３】
発電設備２５では、火力発電設備１２でＸ（ＭＷ）の電力が発電され、ＭＣＦＣ１３でＹ（ＭＷ）の電力が発電の電力が発電され、Ｘ＋Ｙ（ＭＷ）の電力１９が得られる。電力１９は、切換手段２０によって電気ヒータ２７及び消費側２１に供給される。
【００５４】
切換手段２０は、通常時には電気ヒータ２７及び消費側２１に電力を供給するようになっている。つまり、発電設備１１で発電される電力は、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、ＭＣＦＣ１３で得られるＹ（ＭＷ）、即ち、電気ヒータ２７で消費される電力を減じた電力が消費側２１に出力される。
【００５５】
消費側２１の要求負荷が上昇した場合、消費側２１の要求負荷上昇に合わせた負荷増加に追従するため、切換手段２０は、電気ヒータ２７への電力の供給を停止すると共に、電気ヒータ２７が消費している電力を消費側２１への給電電力に付加する。つまり、消費側２１には、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、電気ヒータ２７が消費していた電力と、電気ヒータ２７が運転されていたときにＭＣＦＣ１３で得られるＹ（ＭＷ）とを合わせた出力の電力が供給される。
【００５６】
このため、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と電力Ｙ（ＭＷ）との合計の電力であった出力が、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、電気ヒータ２７が消費していた電力と、電力Ｙ（ＭＷ）との合計の出力となり、消費側２１の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高く（例えば、数％から十数％に上昇）することができる。
【００５７】
図６に基づいて本発明の第３実施形態例を具体的に説明する。
【００５８】
図６には本発明の第３実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統を示してある。第３実施形態例の発電設備は、第１実施形態例の発電設備におけるＭＣＦＣに代えて固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を適用した例を示してある。このため、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００５９】
図６に示すように、第３実施形態例の発電設備３１には、火力発電手段としての火力発電設備１２（例えば、石炭焚き）が備えられ、また、燃料電池としての固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）３２が備えられている。火力発電設備１２の排ガスの一部が脱硫手段１４で脱硫され、ＳＯＦＣ３２の空気極（カソード）に送られる。脱硫手段１４に送られた残りの排ガスは煙突１５から大気に放出される。
【００６０】
一方、電力の消費により水を電気分解して水素（Ｈ２）を得る負荷手段としての水電解装置１６が設けられると共に、水素成分を含有する燃料である液化天然ガス（ＬＮＧ）を改質して水素（Ｈ２）を得る燃料改質手段１７が設けられている。水電解装置１６で得られたＨ２及び燃料改質手段１７で得られたＨ２はＳＯＦＣ３２の燃料極（アノード）に送られ、電気化学反応により電力が得られる。ＳＯＦＣ３２で反応を終えた高温の排ガスは、例えば、燃焼されてガスタービンに送られたり、熱回収される等してエネルギーが回収される。
【００６１】
発電設備３１では、火力発電設備１２でＸ（ＭＷ）の電力が発電され、ＳＯＦＣ３２でＺ（ＭＷ）の電力が発電され、Ｘ＋Ｚ（ＭＷ）の電力３３が得られる。電力３３は、切換手段２０によって水電解装置１６及び消費側２１に供給される。電力３３は、切換手段２０によって水電解装置１６及び消費側２１に供給される。
【００６２】
切換手段２０は、通常時には水電解装置１６及び消費側２１に電力を供給するようになっている。つまり、発電設備３１で発電される電力は、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、ＳＯＦＣ３２で得られるＺ（ＭＷ）即ち、水電解装置１６で消費される電力を減じた電力が消費側２１に出力される。
【００６３】
消費側２１の要求負荷が上昇した場合、消費側２１の要求負荷上昇に合わせた負荷増加に追従するため、切換手段２０は、水電解装置１６への電力の供給を停止すると共に、水電解装置１６が消費している電力を消費側２１への給電電力に付加する。つまり、消費側２１には、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、水電解装置１６が消費していた電力と、水電解装置１６が運転されていたときにＳＯＦＣ３２で得られるＺ（ＭＷ）とを合わせた出力の電力が供給される。
【００６４】
このため、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）とＳＯＦＣ３２で得られるＺ（ＭＷ）との合計の電力であった出力が、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）と、電力Ｚ（ＭＷ）と、水電解装置１６が消費していた電力との合計の出力となり、消費側２１の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高く（例えば、数％から十数％に上昇）することができる。
【００６５】
尚、第３実施形態例では、負荷手段として水電解装置１６を備えた例を挙げて説明したが、燃料改質手段１７に代えて、第２実施形態例で示した燃料改質手段２６（図５参照）及び電気ヒータ２７（図５参照）を適用することも可能である。
【００６６】
図７に基づいて本発明の第４実施形態例を具体的に説明する。
【００６７】
図７には本発明の第４実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統を示してある。第４実施形態例の発電設備は、第１実施形態例の火力発電設備に、負荷手段として水電解装置を併設し、水電解装置で得られた水素を水素タービンの駆動源とする設備となっている。このため、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００６８】
図７に示すように、第４実施形態例の発電設備３５には、火力発電手段としての火力発電設備１２（例えば、石炭焚き）が備えられ、火力発電設備１２の排ガスは煙突１５から大気に放出される。また、電力の消費により水を電気分解して水素（Ｈ２）を得る負荷手段としての水電解装置４０が設けられ、水電解装置４０で得られたＨ２を膨張することで駆動力を得る水素消費手段としての水素タービン３６が備えられている。図中３７は水素タービン３６に設けられた発電機である。つまり、水素タービン３６によっても電力を得ることができる。
【００６９】
尚、水素消費手段としては、Ｈ２を燃料とする機器や、Ｈ２を反応させて化学材料の原材料とする手段等を適用することも可能である。
【００７０】
発電設備３５では、火力発電設備１２でＸ（ＭＷ）の電力が発電され、Ｘ（ＭＷ）の電力３８が得られる。電力３８は切換手段２０によって水電解装置４０及び消費側２１に供給される。切換手段２０は、通常時には水電解装置４０及び消費側２１に電力を供給するようになっている。つまり、発電設備３５で発電される電力は、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）から、水電解装置４０で消費される電力を減じた電力が消費側２１に出力される。場合によって、水素タービン３６の駆動によって作動する発電機３７の電力が付加される。
【００７１】
消費側２１の要求負荷が上昇した場合、消費側２１の要求負荷上昇に合わせた負荷増加に追従するため、切換手段２０は、水電解装置４０への電力の供給を停止すると共に、水電解装置４０が消費している電力を消費側２１への給電電力に付加する。つまり、消費側２１には、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）が全て供給される。
【００７２】
このため、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）から水電解装置１６で消費される電力を減じた電力であった出力が、火力発電設備１２で発電されるＸ（ＭＷ）が全て出力となり、消費側２１の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【００７３】
上述した各実施形態例では、要求負荷が増加した際には、負荷手段が消費している電力が消費側に送られて電力の増加率を高くすることができ、消費側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、需要側の要求負荷の増加に迅速に対応できるように負荷変化率を高くできる発電設備及び発電方法の技術分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の発電設備の概略構成を表す概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統図である。
【図３】発電設備の出力状況の概要図である。
【図４】要求出力と時刻との関係のグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統図である。
【図６】本発明の第３実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統図である。
【図７】本発明の第４実施形態例に係る発電方法を実施する発電設備の概略系統図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，１１，２５，３１，３５  発電設備
２，２１  消費側
３，１２  火力発電設備
４  負荷手段
５，１９，３３，３８  電力
６，２０  切換手段
１３  溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）
１４  脱硫手段
１５  煙突
１６，４０  水電解装置
１７  燃料改質手段
１８  二酸化炭素回収処理手段（ＣＯ２回収処理手段）
２６  電気式燃料改質手段
２７  電気ヒータ
３２  固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）
３６  水素タービン
３７  発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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