(57)【要約】【課題】燃料電池の排熱を有効に利用することのできるエネルギー供給システムを提供する。【解決手段】車両に燃料を供給する燃料供給手段と、車両を洗車するする洗車手段とを有するサービスステーションに電力及び熱を供給するエネルギー供給システムであって、サービスステーションの電力負荷に供給する電力を発電する燃料電池と、燃料電池が発電に伴い排出する熱を温水として蓄積する貯湯槽と、貯湯槽が蓄積した温水を洗車手段に供給する温水供給手段とを備えるエネルギー供給システムを提供する。【選択図】図１
2005255013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に燃料を供給する燃料供給手段が設けられたサービスステーションであって、
前記車両を洗車するする洗車手段と、
前記サービスステーションの電力負荷に供給する電力を発電する燃料電池と、
前記燃料電池が前記発電に伴い排出する熱を温水として蓄積する貯湯槽と、
前記貯湯槽が蓄積した温水を前記洗車手段に供給する配管と
を備えるサービスステーション。
【請求項２】
前記サービスステーションは、前記サービスステーションの敷地内において、前記洗車手段とは異なる領域に設けられた建物を更に備え、
前記燃料電池は、前記建物の屋根の上に設けられる
請求項１に記載のサービスステーション。
【請求項３】
前記燃料電池には、前記燃料電池と熱交換を行うための冷水が供給され、熱交換を行った温水を排出し、
前記貯湯槽は、前記洗車手段の近傍に設けられ、前記燃料電池が排出した前記温水を蓄積し、前記温水を前記洗車手段にのみ提供する
請求項２に記載のサービスステーション。
【請求項４】
前記貯湯槽から前記洗車手段に供給される温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した前記温度に基づいて、前記洗車手段における洗車時間を制御する制御手段と
を更に備える
請求項１に記載のサービスステーション。
【請求項５】
前記制御手段は、前記温度に基づいて、前記洗車手段が前記車両を乾燥させる時間を制御する
請求項４に記載のサービスステーション。
【請求項６】
前記洗車手段は、前記貯湯槽から供給される温水に冷水を混合して洗車を行う装置であって、
前記サービスステーションは、
前記貯湯槽から前記洗車手段に供給される温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した前記温度に基づいて、前記洗車手段が前記温水に混合する前記冷水の量を制御する制御手段と
を更に備える
請求項１に記載のサービスステーション。
【請求項７】
前記制御手段は、前記洗車手段が洗車を開始してから、予め定められた時間経過してから、前記洗車手段が前記車両の乾燥を開始するまで、前記温水に混合する前記冷水の量を略零にする
請求項６に記載のサービスステーション。
【請求項８】
前記洗車手段は、所定の位置に敷設された走行レールを往復移動して前記車両を洗車する移動洗車装置であって、
前記サービスステーションは、
前記貯湯槽から前記洗車手段に供給される温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した前記温度に基づいて、前記移動洗車装置の移動速度を制御する制御手段と
を更に備える
請求項１に記載のサービスステーション。
【請求項９】
車両に燃料を供給する燃料供給手段と、前記車両を洗車する洗車手段とを有するサービスステーションに電力及び熱を供給するエネルギー供給システムであって、
前記サービスステーションの電力負荷に供給する電力を発電する燃料電池と、
前記燃料電池が前記発電に伴い排出する熱を温水として蓄積する貯湯槽と、
前記貯湯槽が蓄積した温水を前記洗車手段に供給する温水供給手段と
を備えるエネルギー供給システム。
【請求項１０】
前記サービスステーションは、前記サービスステーションの敷地内において、前記洗車手段とは異なる領域に設けられた建物を更に有しており、
前記燃料電池は、前記建物の屋根の上に設けられる
請求項９に記載の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、燃料電池を用いて電力及び熱のエネルギーを供給するエネルギー供給システム、及び当該エネルギー供給システムを有するサービスステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を用いたコージェネレーションシステム等は、燃料電池の発電時に生じる排熱を有効利用することにより、高エネルギー効率での稼働を実現するものである。しかし通常は、電力需要に対して熱需要の方が小さいため、燃料電池の排熱を使い切ることができない。従来、このような場合、余剰の排熱を捨てて燃料電池を稼働させるか、又は燃料電池を停止させている。前者の場合、余剰の排熱を使用していないため、エネルギー効率が低下してしまい、後者の場合、電力を安定して供給することができない問題が生じてしまう。
【０００３】
また、燃料電池の排熱を温水として利用する場合、当該温水を蓄積する貯湯槽が必要となり、当該貯湯槽を設置する場所を確保する必要がある。また燃料電池は、燃料として供給される水素と、大気中の酸素とを反応させることにより電力を生成するが、大気が汚れている場合、燃料電池のフィルターや電池スタックの劣化が生じてしまう。このため、燃料電池を設置する場所は、大気中の汚れが少ない場所に限定する必要がある。しかし、既存の施設の場合、このようなシステムを設置する場所を確保することが困難であり、また新たな施設を建設する場合であっても、貯湯槽は数百リットル程度の容量が必要であるため、このようなシステムを設置する場所を確保することが困難である。
【０００４】
関連する特許文献等は、現在認識していないため、その記載を省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したエネルギー効率低下の問題や、システム設置場所の問題等を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、車両に燃料を供給する燃料供給手段が設けられたサービスステーションであって、車両を洗車するする洗車手段と、サービスステーションの電力負荷に供給する電力を発電する燃料電池と、燃料電池が発電に伴い排出する熱を温水として蓄積する貯湯槽と、貯湯槽が蓄積した温水を洗車手段に供給する配管とを備える。
【０００７】
サービスステーションは、サービスステーションの敷地内において、洗車手段とは異なる領域に設けられた建物を更に備え、燃料電池は前記建物の屋根の上に設けられる。燃料電池には、燃料電池と熱交換を行うための冷水が供給され、熱交換を行った温水を排出し、貯湯槽は、洗車手段の近傍に設けられ、燃料電池が排出した温水を蓄積し、前記温水を洗車手段にのみ提供してもよい。
【０００８】
貯湯槽から洗車手段に供給される温水の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、洗車手段における洗車時間を制御する制御手段とを更に備えることが一層好ましい。
【０００９】
制御手段は、前記温度に基づいて、洗車手段が車両を乾燥させる時間を制御する。洗車手段は、貯湯槽から供給される温水に冷水を混合して洗車を行う装置であってもよい。この場合サービスステーションは、貯湯槽から洗車手段に供給される温水の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、洗車手段が前記温水に混合する冷水の量を制御する制御手段とを更に備えてもよい。
【００１０】
制御手段は、洗車手段が洗車を開始してから、予め定められた時間経過してから、洗車手段が車両の乾燥を開始するまで、温水に混合する冷水の量を略零にする。洗車手段は、所定の位置に敷設された走行レールを往復移動して車両を洗車する移動洗車装置であって、エネルギー供給システムは、貯湯槽から洗車手段に供給される温水の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、移動洗車装置の移動速度を制御する制御手段とを更に備える。
【００１１】
本発明の第２の形態においては、車両に燃料を供給する燃料供給手段と、車両を洗車する洗車手段とを有するサービスステーションに電力及び熱を供給するエネルギー供給システムであって、サービスステーションの電力負荷に供給する電力を発電する燃料電池と、燃料電池が発電に伴い排出する熱を温水として蓄積する貯湯槽と、貯湯槽が蓄積した温水を洗車手段に供給する温水供給手段とを備える。サービスステーションは、サービスステーションの敷地内において、洗車手段とは異なる領域に設けられた建物を更に有しており、燃料電池は、前記建物の屋根の上に設けられる。
【００１２】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上述したエネルギー効率低下の問題や、システム設置場所の問題等を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るサービスステーション１００の一例を示す図である。サービスステーション１００は、例えばガソリン、軽油等の燃料を車両に供給するガソリンスタンドである。本例においてサービスステーション１００は、予め定められた敷地内に、建物１０、燃料電池２０、貯湯槽３０、燃料供給手段４０、貯湯槽５０、及び洗車手段６０を備える。
【００１６】
建物１０は、例えば商品を販売するための建物、倉庫、又は変電施設等であってよい。燃料供給手段４０は、車両にガソリン等の燃料を供給する。また、洗車手段６０は、車両を洗車するための装置であって、例えば移動式の自動洗車装置である。貯湯槽５０は、洗車手段６０の近傍に設けられ、洗車手段６０で用いる温水を蓄積する。
【００１７】
燃料電池２０、貯湯槽３０、及び温水供給手段７０は、エネルギー供給システムを構成する。燃料電池２０は、サービスステーション１００に設けられた電力負荷に供給する電力を発電する。例えば、燃料電池２０は、建物１０における電力負荷、燃料供給手段４０、及び洗車手段６０に供給する電力を発電する。貯湯槽３０は、燃料電池２０の近傍に設けられ、燃料電池２０が発電に伴い排出する熱を温水として蓄積する。また、燃料電池２０及び貯湯槽３０は、建物１０の屋根の上に設けられることが好ましい。なお建物の屋根にはキャノピー等の天蓋も含まれる。キャノピーとは、給油のためのサービスステーションにおいて、給油設備または給油のための駐車スペースの上部に設けられた天蓋である。
【００１８】
温水供給手段７０は、貯湯槽３０が蓄積した温水を洗車手段６０に供給する。本例において温水供給手段７０は、貯湯槽３０が蓄積した温水を、貯湯槽５０を介して洗車手段６０に供給する。温水供給手段７０は、例えば貯湯槽３０と貯湯槽５０とを繋ぐ配管である。サービスステーション１００の敷地の地下には、ガソリン等の燃料を蓄積するための施設が埋設されているため、温水供給手段７０は、サービスステーション１００の敷地の地上に設けられることが好ましい。
【００１９】
また、貯湯槽３０が蓄積した温水を、他の熱需要に供給する手段を更に備えていてもよい。例えば、貯湯槽３０が蓄積した温水を、建物１０内における暖房、給湯等に供給する手段を備えていてよく、サービスステーション１００の洗浄装置等に供給する手段を備えていてもよい。また、寒冷地のサービスステーション１００においては、施設の融雪装置に供給する手段を更に備えていてもよい。
【００２０】
本例におけるサービスステーション１００によれば、燃料電池２０の排熱による温水を、洗車手段６０に用いているため、燃料電池２０が生成するエネルギーを有効に利用することができる。また、洗車手段６０が冷水によって洗車をする場合に比べ、より効率良く洗車を行うことができる。また、洗車手段６０は多量の温水を消費するため、燃料電池２０の排熱に余剰を生じさせずに利用することができる。
【００２１】
また、燃料電池２０及び貯湯槽３０を屋根の上に配置することにより、高い位置から低い位置に温水を移動させることになり、温水を移動させるためのエネルギー消費を低減させることができる。また、燃料電池２０が洗車手段６０から離れ、且つ高い位置に設けられるため、洗車手段６０が使用する洗剤等が大気中に飛散することによる、燃料電池２０のフィルタ等の劣化を低減することができる。
【００２２】
また、燃料電池２０及び貯湯槽３０を設けるためのスペースを、敷地内に新たに確保する必要が無いため、サービスステーション１００の領域を有効に利用することができる。また、既存のサービスステーション１００に対しても、本例におけるエネルギー供給システムを容易に設けることができる。
【００２３】
図２は、エネルギー供給システム８０、洗車手段６０、及び貯湯槽５０の構成の一例を示すブロック図である。エネルギー供給システム８０は、前述したように燃料電池２０、貯湯槽３０、及び温水供給手段７０を有する。
【００２４】
貯湯槽３０は、槽の下部に外部から冷水が供給され、燃料電池２０に当該冷水を供給する。燃料電池２０は、貯湯槽３０から受け取った冷水と熱交換を行い、温水を貯湯槽３０の槽の上部に供給して貯湯槽３０に温水を蓄積する。また、燃料電池２０は、発電するための燃料が供給されるが、サービスステーション１００に蓄積されたガソリン又は軽油を燃料として受け取ってもよい。この場合、燃料電池２０は、ガソリン又は軽油を水素に改質する改質器を有する。
【００２５】
貯湯槽３０は、温水供給手段７０を介して貯湯槽５０又は建物１０における熱負荷等に温水を供給する。そして、貯湯槽５０は、蓄積した温水を洗車手段６０に供給する。このような構成により、燃料電池２０の排熱を有効に利用することができる。また、燃料電池２０から貯湯槽３０に供給される温水量が少ない場合であっても、貯湯槽３０に供給される冷水を用いて洗車を行うことができる。
【００２６】
図３は、エネルギー供給システム８０、及び洗車手段６０の構成の他の例を示すブロック図である。本例におけるエネルギー供給システム８０は、燃料電池２０近傍に設けられた貯湯槽と、洗車手段６０近傍に設けられた貯湯槽とを共用にすることにより、エネルギー供給システム８０の設置スペースを低減する。
【００２７】
本例におけるエネルギー供給システム８０は、燃料電池２０、温水供給手段７０、貯湯槽５０、温度検出手段６２、制御手段６６、冷水供給手段７２、及びバルブ６４を有する。燃料電池２０には、燃料電池２０と熱交換を行うための冷水が外部から供給され、熱交換を行った温水を排出する。貯湯槽５０は、洗車手段６０の近傍に設けられ、燃料電池２０が排出した温水を温水供給手段７０を介して受け取る。また、貯湯槽５０は、蓄積した温水を洗車手段６０のみに提供する。このような構成により、燃料電池２０の近傍に設けるべき貯湯槽を、洗車手段６０の近傍に設けるべき貯湯槽と共用にすることができる。
【００２８】
また、貯湯槽５０等における放熱により、貯湯槽５０から洗車手段６０に供給される温水の温度は必ずしも一定とはならない。洗車手段６０において使用される温水の温度に応じて車両の汚れの落ち具合等が変化する。本例においては、貯湯槽５０から供給される温水に基づいて制御を行うことにより、効率よく洗車を行う。
【００２９】
温度検出手段６２は、貯湯槽５０から洗車手段６０に供給される温水の温度を検出する。そして、制御手段６６は、温度検出手段６２が検出した温度に基づいて、洗車手段６０における洗車時間を制御する。例えば、制御手段６６は、検出した温度に基づいて、洗車手段６０が車両に温水を噴射する時間を制御してよく、洗車手段６０が車両を乾燥させる時間を制御してもよい。一例として、洗車手段６０が使用する温水の温度が高い場合、車両の汚れを効率よく洗浄することができるため、制御手段６６は、洗車手段６０が車両に温水を噴出する時間を短くしてよい。
【００３０】
また、洗車手段６０は、貯湯槽５０から供給される温水と、外部から供給される冷水とを混合して洗車に用いてもよい。本例においては、冷水供給手段７２は、外部からの冷水を洗車手段６０に供給し、洗車手段６０は、貯湯槽５０から供給される温水と、冷水供給手段７２から供給される冷水とを混合して洗車に使用する。このような場合、制御手段６６は、温度検出手段６２が検出した温度に基づいて、洗車手段６０が温水に混合する冷水の量を制御してもよい。例えば、洗車手段６０が洗車に用いる温水が一定の温度となるように、混合する冷水の量を制御する。このような制御により、洗車時間が一定に制御される洗車手段６０において、洗車の質を一定に保つことができる。
【００３１】
また、制御手段６６は、洗車手段６０が洗車を開始してから、予め定められた時間経過してから、洗車手段６０が車両の乾燥を開始するまで、温水に混合する冷水の量を略零にしてもよい。つまり、車両の乾燥の直前に、高温の温水を用いて洗車を行うことにより、乾燥時間を低減してもよい。また、洗車手段６０が、所定の位置に敷設された走行レールを往復移動して車両を洗車する場合、制御手段６６は、検出した温度に基づいて、洗車手段６０の移動速度を制御してもよい。つまり、温水が高温である場合には、効率よく洗浄できるため、洗車手段６０の移動速度を上昇させ、温水が低温である場合には、洗車手段６０の移動速度を低下させてよい。これらの制御を行うことにより、洗車を効率よく行うことができる。
【００３２】
図４は、エネルギー供給システム８０及び洗車手段６０の動作の一例を示すフローチャートである。本例においては、図３において説明したエネルギー供給システム８０及び洗車手段６０が、一定温度の温水を用いて洗車を行う場合について説明する。まず、制御手段６６が貯湯槽５０から洗車手段６０に供給する温水の温度を検出する（Ｓ１０２）。そして検出した温度に基づいて、制御手段６６がバルブ６４を制御して、外部から洗車手段に供給される冷水の量を調整し、洗車手段６０に供給される温水の温度を予め定められた温度に調整する（Ｓ１０４）。そして洗車手段６０は、供給される温水を用いて洗車を行い（Ｓ１０６）、車両の乾燥を行う（Ｓ１０８）。Ｓ１０６及びＳ１０８は、予め定められた期間行われる。前述したように、このような動作により洗車の質を一定に保つことができる。
【００３３】
図５は、エネルギー供給システム８０及び洗車手段６０の動作の他の例を示すフローチャートである。本例においては、貯湯槽５０から供給される温水に冷水を混合させずに使用する場合について説明する。まず、制御手段６６が貯湯槽５０から洗車手段６０に供給する温水の温度を検出する（Ｓ１０２）。そして検出した温度に基づいて、制御手段６６が洗車時間を決定する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０においては、制御手段６６は、洗車手段６０が車両に温水を噴出する時間の長さを決定してよく、車両を乾燥させる時間の長さを決定してもよい。そして洗車手段６０は、制御手段６６が決定した時間、洗車（Ｓ１０６）及び車両の乾燥（Ｓ１０８）を行う。前述したように、このような動作により温水の温度に応じて効率よく洗車を行うことができる。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係るサービスステーション１００の一例を示す図である。
【図２】エネルギー供給システム８０、洗車手段６０、及び貯湯槽５０の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】エネルギー供給システム８０、及び洗車手段６０の構成の他の例を示すブロック図である。
【図４】エネルギー供給システム８０及び洗車手段６０の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】エネルギー供給システム８０及び洗車手段６０の動作の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・建物、２０・・・燃料電池、３０・・・貯湯槽、４０・・・燃料供給手段、５０・・・貯湯槽、６０・・・洗車手段、６２・・・温度検出手段、６４・・・バルブ、６６・・・制御手段、７０・・・温水供給手段、７２・・・冷水供給手段、８０・・・エネルギー供給システム、１００・・・サービスステーション
【図１】
2005255013.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005255013.tif 000005
【図４】
2005255013.tif 000006
【図５】
2005255013.tif 000007