(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置が出力する電力を入力する電力入力部と、
前記電力を用いて第１水素ガスを製造する水素製造部と、
前記第１水素ガスを輸送する第１輸送管が接続するとともに内部に水素吸蔵材料が収容されている少なくとも２つ以上のタンクと、
複数の前記タンクに接続する第２輸送管を介して前記水素吸蔵材料から放出される第２水素ガスが輸送される燃料電池と、
複数のうちいずれか一つのタンクにおける前記第１水素ガス及び前記第２水素ガスの両方の輸送を閉止した状態で、このタンクの内部を減圧する減圧ポンプと、
減圧された前記タンクの内部に第３水素ガスを輸送する第３輸送管と、
前記第３水素ガスの輸送量を計測する計測部と、を備えることを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記第３水素ガスの輸送量に基づいて前記水素吸蔵材料の吸蔵能力の劣化度を表示する機能を有することを特徴とする電力供給システム。
【請求項３】
請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記計測部は、
前記第３水素ガスの流量を計測する流量計と、前記流量の計測値を時間積分する積分器と、を備えることを特徴とする電力供給システム。
【請求項４】
請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記診断対象となるタンクの内容積は、他のタンクの内容積の８分の１以下であることを特徴とする電力供給システム。
【請求項５】
請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記第３輸送管は、複数の前記タンクの全てに対して分岐接続されており、
前記減圧ポンプも、複数の前記タンクの全てに対して分岐接続されていることを特徴とする電力供給システム。
【請求項６】
請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記第３輸送管は、複数の前記タンクのうちいずれか一つに対して着脱自在に接続され、
前記減圧ポンプも、複数の前記タンクのうちいずれか一つに対して着脱自在に接続されることを特徴とする電力供給システム。
【請求項７】
発電装置が出力する電力を入力部に入力するステップと、
前記電力を用いて水素製造部で第１水素ガスを製造するステップと、
内部に水素吸蔵材料が収容されている少なくとも２つ以上のタンクに接続する第１輸送管に対し、前記第１水素ガスを輸送するステップと、
前記水素吸蔵材料から放出される第２水素ガスを、複数の前記タンクに接続する第２輸送管を介して、燃料電池に輸送するステップと、
複数のうちいずれか一つのタンクにおける前記第１水素ガス及び前記第２水素ガスの両方の輸送を閉止した状態で、このタンクの内部を減圧ポンプで減圧するステップと、
減圧された前記タンクの内部に第３水素ガスを第３輸送管で輸送するステップと、
前記第３水素ガスの輸送量を計測部で計測するステップと、を含むことを特徴とする電力供給方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電力供給方法において、
前記第３水素ガスの前記輸送量の計測値に基づいて交換決定した前記水素吸蔵材料を前記タンクから取り出して解析するステップを、さらに含むことを特徴とする電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、余剰電力を蓄積し必要時に供給する電力供給技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光や風力などの再生可能エネルギーを利用して発電する場合、電力の出力は気象条件等の影響を受けて大きく変動する。このため、電力の供給が需要を上回る場合は、余剰電力を蓄積するシステムが不可欠である。
電力エネルギーの蓄積技術の中で、余剰電力を用いて水素を製造・貯蔵し、電力需要に応じて燃料電池により水素を化学反応させて電気エネルギーを再生する技術が有力視されている。そのような技術を採用した電力供給システムは、大規模、かつ長期の電力蓄積に適している。【０００３】
一方において水素の貯蔵技術として、水素ガスを圧縮して貯蔵する方法や、水素を液体にして貯蔵する方法や、アンモニアやケミカルハイドライドに貯蔵する方法や、水素吸蔵合金に吸着させる方法などが存在する。このうち水素吸蔵合金を用いる貯蔵技術は、体積密度が高くコンパクトな水素吸蔵が可能であり、常温・常圧近傍において水素ガスの吸蔵・放出が可逆的に可能であるため有望視されている。【０００４】
ところで、水素吸蔵合金は、水素ガスの吸蔵・放出を繰り返すことにより、水素吸蔵能力が劣化していくことが知られている。
このために、変動の大きい再生可能エネルギー等に由来する余剰電力の蓄積・供給を日常的に繰り返す電力供給システムでは、水素吸蔵合金における水素の吸蔵・放出の繰り返し頻度が高く、経年使用に伴う電力供給能力の低下が避けられない。【０００５】
このことは、商用電源停止時のＢＣＰ（Business continuing plan）用の非常用電源としての用途も想定されている電力供給システムにとって不都合なことである。
すなわち、商用電源が停止して非常用電源としての稼働をいざ開始した後で、電力供給システムの電力供給が予定供給量に到達する以前に停止し、そのときになって初めて水素吸蔵能の劣化の進行に気付くような事態は回避しなければならない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEA, Technology Roadmap: Hydrogen and Fuel Cells 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現時点において、水素ガスの吸蔵・放出を繰り返す水素吸蔵合金の劣化度を、その使用を停止することなくリアルタイムで診断する方法は確立されていない。水素吸蔵合金の劣化度をリアルタイムで診断することができない主な要因は、次に述べる二次電池やガスボンベのように、貯蔵能力に直接的に関連して使用しながらでも容易に監視できるパラメータが発見されていないためである。【０００８】
二次電池の劣化度は、電極の劣化状態が進行すると放電電圧が低下する現象に関連付けることができるため、充放電にともなう電圧変化を上述の監視パラメータとすることができる。また、ガスボンベのガス残量は、圧縮充填されたガスのガス圧力に比例するために、このガス圧力を上述の監視パラメータとすることができる。【０００９】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、システム全体としての運用を停止させることなく、水素吸蔵能力の劣化度を診断することができる電力供給技術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】
実施形態に係る電力供給システムにおいて、発電装置が出力する電力を入力する電力入力部と、前記電力を用いて第１水素ガスを製造する水素製造部と、前記第１水素ガスを輸送する第１輸送管が接続するとともに内部に水素吸蔵材料が収容されている少なくとも２つ以上のタンクと、複数の前記タンクに接続する第２輸送管を介して前記水素吸蔵材料から放出される第２水素ガスが輸送される燃料電池と、複数のうちいずれか一つのタンクにおける前記第１水素ガス及び前記第２水素ガスの両方の輸送を閉止した状態で、このタンクの内部を減圧する減圧ポンプと、減圧された前記タンクの内部に第３水素ガスを輸送する第３輸送管と、前記第３水素ガスの輸送量を計測する計測部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態により、システム全体としての運用を停止させることなく、水素吸蔵能力の劣化度を診断することができる電力供給技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る電力供給システムを示す全体図。
【図２】第１実施形態に係る電力供給システムの水素吸蔵部を示す構成図。
【図３】水素吸蔵材料の一般的な水素圧−組成−等温線図（ＰＣＴ線図）。
【図４】第２実施形態に係る電力供給システムの水素吸蔵部を示す構成図。
【図５】第２実施形態に係る電力供給システムの水素吸蔵部の変形例を示す構成図。
【図６】第３実施形態に係る電力供給システムの水素吸蔵部を示す構成図。
【図７】実施形態に係る電力供給方法を説明するフローチャート。
【図８】水素吸蔵材料の劣化度診断モードのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように実施形態に係る電力供給システム１０は、発電装置１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）が出力する電力を入力する電力入力部１２と、入力した電力を用いて第１水素ガスを製造する水素製造部１５と、製造した第１水素ガスを輸送する第１輸送管２１が接続するとともに内部に水素吸蔵材料２５が収容されている少なくとも２つ以上（図示は３つ）のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）と、これら複数のタンク２４に接続する第２輸送管２２を介して水素吸蔵材料２５から放出される第２水素ガスが輸送される燃料電池１６と、複数のうちいずれか一つのタンク２４における第１水素ガス及び第２水素ガスの両方の輸送を閉止した状態でこのタンク２４の内部を減圧する減圧ポンプ２６と、減圧されたタンク２４の内部に第３水素ガスを輸送する第３輸送管２３と、この第３水素ガスの輸送量を計測する計測部３０と、を備えている。
【００１４】
実施形態にかかる電力供給システム１０に採用される発電装置１１としては、風力、太陽光、波力等、自然力で定常的に補充される再生可能エネルギーを利用して発電するもののうち、気象条件等による出力変動が顕著であるものが対象となる。そのほかに、工場や焼却場等のプラントや一般家庭に設置されている自家発電装置１１ｃも対象となる。この場合、自家消費しきれない電力が余剰電力として蓄積の対象となる。
【００１５】
電力入力部１２には、さまざまな種類の発電装置１１のうち同種のものが複数接続される場合の他に、異種のものが組み合わせて接続される場合もある。
また発電装置１１が出力した電力は、電力入力部１２に入力され二次電池１７に一旦貯蔵されたのちに、送電部１８で直流から交流に変換等して需要家１９に供給することもできる。
また水素製造部１５で消費される電力は、電力入力部１２から直接供給される場合もあるし、二次電池１７を介して間接的に供給される場合もある。
【００１６】
水素製造部１５は、電力により水を電気分解して酸素と第１水素ガスとを生成する原理に基づく汎用品が適用されるが、水素の生成原理に特に限定はない。
また燃料電池１６も、水素吸蔵部２０から放出された第２水素ガスと酸素とを電気化学反応させて発電する原理に基づく汎用品が適用されるが、発電原理に特に限定はない。
燃料電池１６が出力した電力は、送電部１８で直流から交流に変換等した後に、需要家１９に供給される。
【００１７】
図２に示すように水素吸蔵部２０には、第１輸送管２１と、タンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）と、第２輸送管２２と、第３輸送管２３と、計測部３０が配置されている。
第１輸送管２１は、基端が水素製造部１５における第１水素ガスの出口に接続され、先端が分岐して複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）の入口に接続されている。そして、この第１輸送管２１の分岐のそれぞれには、第１開閉弁４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）が設けられている。
【００１８】
第２輸送管２２は、基端が分岐して複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）における第２水素ガスの出口に接続され、先端が燃料電池１６の入口に接続されている。そして、この第２輸送管２２の分岐のそれぞれには、第２開閉弁４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）が設けられている。
そして、第２開閉弁４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）を閉止して第１開閉弁４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）を開放することにより、タンク２４は、水素製造部１５から輸送された第１水素ガスを吸着させることができる。
そして、第１開閉弁４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）を閉止して第２開閉弁４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）を開放することにより、タンク２４は、第２水素ガスを放出させて燃料電池１６に輸送することができる。
【００１９】
第１実施形態における第３輸送管２３は、基端が高純度の水素を充填した水素ボンベ３３の出口に接続され、先端が分岐して複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）の全てに接続されている。そして、この第３輸送管２３の分岐のそれぞれには、第３開閉弁４３（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）が設けられている。なお第３輸送管２３の分岐は、図示するように対応する第１輸送管２１の分岐に接続される場合の他に、対応するタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）に直接接続される場合もある。
【００２０】
第１実施形態における減圧ポンプ２６は、複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）の全てに対して分岐接続されている。そして、この減圧ポンプ２６の分岐のそれぞれには、第４開閉弁４４（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）が設けられている。なお減圧ポンプ２６の分岐は、図示するように対応する第２輸送管２２の分岐に接続される場合の他に、対応するタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）に直接接続される場合もある。
【００２１】
このような接続関係を有する減圧ポンプ２６は、複数のうちいずれか一つ診断対象として選択されたタンク２４のみに接続する第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２を閉止させた状態で、このタンク２４の内部を減圧する。
この過程において、診断対象として選択されなかったタンク２４に接続する第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２は、第１水素ガスの吸着及び第２水素ガスの放出のいずれか一方が継続するよう設定できる。
【００２２】
第３輸送管２３には、水素ボンベ３３から放出される第３水素ガスの輸送量を計測する計測部３０が設けられている。この計測部３０は、第３輸送管２３を流れる第３水素ガスの圧力Ｐを調整するレギュレータ３１と、その流量（ｍ3／ｍｉｎ）を計測する流量計３２と、この流量の計測値を時間積分する積分器（図示略）と、を有している。なお計測部３０の構成は、タンク２４に収容された第３水素ガスの輸送量（総質量又は総分子数）と線形関係を有する計測値が取得できるものであれば、特に限定はない。
【００２３】
減圧されたタンク２４に接続する第３開閉弁４３を開放すると、その内部に第３水素ガスが輸送されることになる。このタンク２４に新たに輸送された第３水素ガスの輸送量は、計測部３０の計測値に基づいて導くことができる。
【００２４】
熱交換器５１には、温度調整器５２で設定した温度に調整された熱媒体（水）が循環する配管が設けられている。この熱交換器５１の配管は、タンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）のそれぞれを貫通し、収容されている水素吸蔵材料２５を設定温度に調整する。
タンク２４の内部における熱交換器５１の配管は、外周面にフィンが形成されることにより水素吸蔵材料２５との接触面積を大きくして、熱伝達を効率的に行わせる。なお、熱交換器５１の配管を循環する熱媒体（水）は、水素吸蔵材料２５に直接接触しないように構成されている。
タンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）のそれぞれには、収容されている水素吸蔵材料２５の温度を測定する温度計Ｔと、内部のガス圧力を測定する圧力計Ｐとが設けられている。
【００２５】
水素吸蔵材料２５としては、安定な水素化物を作りやすい発熱型金属と、水素と親和力を持たない吸熱型金属とを混合して合金化した水素吸蔵合金が好適に用いられる。
この水素吸蔵合金Ｍは、次式に従い気固相反応により水素を可逆的に吸蔵・放出する。
２Ｍ＋ｘＨ2  →  ２ＭＨX  ＋Ｑ（発熱）    （１）
２ＭＨX  →  ２Ｍ＋ｘＨ2−Ｑ（吸熱）    （２）
【００２６】
気体の水素（分子状水素）Ｈ2は、水素吸蔵合金Ｍに吸着された後、その表面で原子状水素に瞬時に乖離し、この原子状水素は合金内に侵入する。侵入した水素は、その量が多くなると、結晶格子内の安定した位置におちつき動きが鈍くなる。この状態になると、内部エネルギーが外部放出されて発熱し、安定化して金属水素化物ＭＨ2になる。
この金属水素化物ＭＨXは、適度に加熱すると気体の水素（分子状水素）Ｈ2を放出する。このように、水素吸蔵合金Ｍは、常温・常圧の環境下、温度条件や圧力条件を操作することで可逆的に水素を吸蔵・放出することが可能であり、反応速度も高速である。
【００２７】
なお、水素吸蔵材料２５としては、水素吸蔵合金に限定されるものではなく、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイトナノファイバー、芳香族炭化水素、アルカリ金属ホウ素水素化物等、可逆的に水素を吸蔵・放出することが可能な材料であれば適宜採用される。
【００２８】
図３は、一般的な水素吸蔵材料の水素圧−組成−等温線図（ＰＣＴ線図）である。
このように水素吸蔵材料の水素雰囲気を低圧から高圧に移行させると、低圧領域では吸蔵量に変化はないが、ある分圧点から急激に吸蔵量が増加し、高圧領域において再び一定値に収束する。次に水素吸蔵材料の水素雰囲気を高圧から低圧に移行させると、高圧領域では吸蔵量に変化はないが、ある分圧点から急激に放出量が増加し、低圧領域において再び一定値に収束する。
水素の吸蔵量及び放出量が急激に増加する各々の分圧点は、図示するように圧力差を有し、水素吸蔵材料における水素の吸蔵・放出はヒステリシス特性を有する。
【００２９】
そして、ヒステリシスループの低圧領域と高圧領域における水素吸蔵量の差が有効水素移動量Ｎとなる。経年使用に伴い、ヒステリシスループのサイクル数が増すと、低圧領域と高圧領域における水素吸蔵量の差が縮まっていき水素吸蔵能の劣化が進行する（Ｎ→Ｎ’）。ここで有効水素移動量Ｎは、計測部３０で計測される第３水素ガスの輸送量に相当するものである。よって、水素吸蔵能の劣化の進行にともない、計測部３０で計測される第３水素ガスの輸送量が低下する。そして、この輸送量を記録していくことにより、評価対象としたタンク内の水素吸蔵材料２５の劣化度を定量的に評価することができる。
なお、製造直後の未劣化の水素吸蔵材料２５に対して計測部３０で計測した第３水素ガスの輸送量は、初期値として登録しておくとよい。この登録された初期値は、他のタンク内の同じ仕様の水素吸蔵材料２５の劣化度を評価する際の基準値とすることができる。
【００３０】
監視制御部１４は、上述した電力供給システム１０の構成要素に対し、オペレータ又は自動制御による操作信号を送信したり、設置されている温度計Ｔや圧力計Ｐの検出信号を受信したりする。なお、発電装置１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の電力を直接需要家１９に供給するか、もしくは水素に変換して蓄積するかについては、需要家１９の電力需要に基づいて決定される。
【００３１】
監視制御部１４は、水素吸着モード、水素放出モード及び劣化度診断モードの相互の切替に必要な、開閉弁の設定、熱交換器５１の温度調節及び減圧ポンプの起動等を、自動又は手動により実行する。そして劣化度診断モードにおいて、計測された第３水素ガスの輸送量に基づいて、水素吸蔵材料の吸蔵能力を定量的に表示する。具体的には、ディスプレイにおいて吸蔵能力の大きさに対応した色や数値で表示する。
【００３２】
これにより初期状態からの劣化の程度を視覚的に認識することができ、長期的なメンテナンス計画を立案して効率的な電力貯蔵システムの運用を行うことができる。
なお、監視制御部１４は、電力供給システム１０の他の構成要素と同じ施設に設置される場合もあるが、離れた位置に設置されて他の構成要素を遠隔操作・監視することもできる。
【００３３】
図７のフローチャートに基づいて実施形態に係る電力供給方法を説明する（適宜、図１参照）。しかるべき部門から下された需要家１９の電力需要予測に基づいて（Ｓ１１）、電力供給システム１０から需要家１９に対して、電力を供給するか否かの判定がなされる（Ｓ１２）。電力を供給しないとの判定がなされた場合は（Ｓ１２ ＮＯ）、電力供給システム１０は、発電装置１１の出力電力の蓄積を行うため水素吸着モードに入る（Ｓ１３）。
【００３４】
この水素吸着モード（Ｓ１３）では、電力入力部１２に入力した発電装置１１の出力電力は、水素製造部１５に導かれ第１水素ガスを製造する。そして、第１輸送管２１に設置された第１開閉弁４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）は開放され、第２輸送管２２に設置された第２開閉弁４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）は閉止される。
なお、第３輸送管２３に設置された第３開閉弁４３（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）及び減圧ポンプ２６の開閉弁４４（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）は、劣化度診断モード（Ｓ３０）以外では常に閉止されている。
【００３５】
このようにして水素吸着モードでは、水素製造部１５で製造された第１水素ガスが、タンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）内の水素吸蔵材料２５に吸蔵される。なお、この吸蔵反応は、反応式（１）に示すように発熱反応であるために、熱交換器５１により除熱が行われる。
【００３６】
次に、電力供給システム１０から需要家１９に対して電力を供給するとの判定がなされた場合は（Ｓ１２ ＹＥＳ）、さらに発電装置１１の発電量と電力供給システム１０からの供給予定量との大小関係を判定する（Ｓ１４）。
この判定で発電量＞供給予定量の関係が得られた場合は（Ｓ１４ ＮＯ）、電力供給システム１０の供給電力を、発電装置１１の出力電力でダイレクトに賄うとともに（Ｓ１５）、余剰電力を水素吸着モードで利用する（Ｓ１３）。
そして、発電量＜供給予定量の関係が判定で得られた場合は（Ｓ１４ ＹＥＳ）、電力供給システム１０は、ダイレクト供給モード（Ｓ１５）を維持するとともに、タンク２４から水素の放出を行う水素放出モードに入る（Ｓ１６）。
【００３７】
この水素放出モード（Ｓ１６）では、第１輸送管２１に設置された第１開閉弁４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）は閉止され、第２輸送管２２に設置された第２開閉弁４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）は開放される。
このようにして水素放出モードでは、タンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）内の水素吸蔵材料２５に吸蔵された第２水素ガスが、気相に放出される。なお、この放出反応は、反応式（２）に示すように吸熱反応であるために、熱交換器５１により加熱が行われる。
水素吸蔵材料２５から放出される第２水素ガスは、第２輸送管を介して輸送され、燃料電池１６の発電に利用される。
【００３８】
一方において、タンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）内の水素吸蔵材料２５の劣化診断を実行する時期が予め策定されている。そして、いずれかのタンク２４の診断時期が到来したところで（Ｓ２１ ＹＥＳ）、水素吸蔵材料２５の劣化度診断モード（Ｓ３０）に入る。
図８に示すように、この診断モード（Ｓ３０）では、診断対象となるタンク２４に接続される第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２はともに閉止される（Ｓ３１）。
なおここで、診断対象外のタンク２４は、図８の制御フローの対象外であるために、水素吸着モード（Ｓ１３）、ダイレクト供給モード（Ｓ１５）及び水素放出モード（Ｓ１６）のうち少なくとも一つが継続されている。
【００３９】
そして診断対象となるタンク２４に接続される減圧ポンプ２６の開閉弁４４を開放して、内部を減圧する（Ｓ３２）。これにより、水素吸蔵材料２５に吸蔵されていた水素ガスは減圧ポンプ２６を介して外部に放出される（図３参照）。
次に減圧ポンプ２６の内部が十分に減圧されたところで、減圧ポンプ２６の開閉弁４４を閉止して、水素ボンベ３３に接続する第３開閉弁４３を開放する（Ｓ３３）。これにより、高純度の水素ガスがタンク２４の内部に輸送され、水素吸蔵材料２５に吸蔵される（図３参照）。
【００４０】
水素ボンベ３３から診断対象タンク２４への水素ガスの輸送が停止したところで、水素ガスの輸送量が計測される（Ｓ３４）。この輸送量は、有効水素移動量（図３参照）に対応するものであり、初期値Ｎに対して今回の計測値Ｎ’が小さいほど、水素吸蔵材料２５の劣化度が高い値で導出される（Ｓ３５）。
【００４１】
図７に戻って説明を続ける。
水素吸蔵材料２５の劣化度に基づいて、診断対象タンク２４内の水素吸蔵材料２５を交換するか否かについて判定される（Ｓ２２）。この判定に従う対応をとることにより、診断モードが解除される（Ｓ２３，Ｓ２４）。
診断モードが解除されることによって、診断対象であったタンク２４に接続する第１開閉弁４１及び第２開閉弁４２の設定は、他のタンクのものと同じ設定に変更され、上述した（Ｓ１１）から（Ｓ１６）のフロー及び（Ｓ２１）から（Ｓ２４）のフローが、電力供給システム１０の運用が終了するまで繰り返される（Ｓ１７，ＥＮＤ）。
【００４２】
（第２実施形態）
次に図４を参照して本発明における第２実施形態について説明する。なお図４において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第２実施形態の電力供給システム１０は、診断対象となるタンク２４ｃの内容積は、他のタンク２４ａ，２４ｂの内容積の８分の１以下であることを特徴とする。
この小型のタンク２４ｃは、診断専用のタンクとなる。そして、第２実施形態における第３輸送管２３及び減圧ポンプ２６は、この診断対象となる小型タンク２４ｃにのみ接続される。この小型のタンク２４ｃにおける劣化診断の結果は、他のタンク２４ａ，２４ｂの劣化診断にも類推適用される。
【００４３】
図５は、第２実施形態の変形例である。すなわち、図４は、小型のタンク２４ｃが他のタンク２４ａ，２４ｂに対して並列接続しているのに対し、図５は、小型のタンク２４ｃが他のタンク２４ａ，２４ｂに対して直列接続している違いがある。
減圧診断モードに入る際は、この小型のタンク２４ｃの入口と出口とをバイパスする開閉弁４４を、閉止から開放に切り替えることで実現される。
第２実施形態の電力供給システム１０では、水素吸蔵能力の劣化評価の際の、減圧時間の短縮化を図ることができ、さらに水素ボンベ３３に充填される第３水素ガスの消費量を抑制することができる。
【００４４】
（第３実施形態）
次に図６を参照して本発明における第３実施形態について説明する。なお図６において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
第３実施形態の電力供給システム１０における第３輸送管２３は、複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）のうちいずれか一つに対して着脱自在に接続される。
そして減圧ポンプ２６も、複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）のうちいずれか一つに対して着脱自在に接続される。
【００４５】
また、計測部３０、水素ボンベ３３及び減圧ポンプ２６は、それぞれ台車５０や車両等に積載し移動してもよい。このような構成とすることで、複数のタンク２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）の水素吸蔵能力の劣化診断を、よりコンパクトなレイアウト設定で実現することができる。
【００４６】
（第４実施形態）
第４実施形態の電力供給方法では、第３水素ガスの輸送量の計測値に基づいて交換決定した水素吸蔵材料２５をタンク２４から取り出して解析する工程が追加されている。
水素吸蔵材料２５の結晶構造ならびに組成を解析することによりその劣化度合いに関するより詳しい知見を得ることができる。
【００４７】
水素吸蔵材料２５は、大気に暴露されると酸化して著しく劣化するために、タンク２４から取り出す際には、劣化を誘起するガス成分に曝露されないようにする必要がある。具体的には、グローブボックス等、大気流入を排除した環境中で水素吸蔵材料を取り出し、試料箱に封入したのち結晶構造あるいは組成の評価に資する。なお、結晶構造あるいは組成の評価はＸ線回折スペクトルの測定を用いることができる。
【００４８】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の電力供給システムによれば、水素吸蔵材料が収容されるタンクを複数化していずれか一つのタンクを診断対象とすることにより、システム全体としての運用を停止させることなく、水素吸蔵能力の劣化度を診断することが可能となる。
【００４９】
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、組み合わせ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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００５０】
１０…電力供給システム、
１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）…発電装置、１２…入力部、１４…監視制御部、１５…水素製造部、１６…燃料電池、１７…二次電池、１８…送電部、１９…需要家、１９…直接需要家、２０…水素吸蔵部、２１…第１輸送管、２２…第２輸送管、２３…第３輸送管、２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）…タンク、２５…水素吸蔵材料、２６…減圧ポンプ、３０…計測部、３１…レギュレータ、３２…流量計、３３…水素ボンベ、４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）…第１開閉弁、４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）…第２開閉弁、４３（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）…第３開閉弁、４４（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）…第４開閉弁、５０…台車、５１…熱交換器、５２…温度調整器。
【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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【図８】
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