(57)【要約】【課題】設置箇所の制約が少なく、かつ、自動で効率良く水素を製造することが可能な水素製造システム、水素供給ステーション及び水素製造方法を提供する。【解決手段】水素供給ステーション１は、水素を製造する水素製造システム１０を備える。水素製造システム１０は、太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置２０と、電気事業者２の系統電源から供給される電力を受電する受電装置３０と、太陽光発電装置２０により発電された電力又は受電装置３０により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置５０と、太陽光発電装置２０における発電量に基づいて、太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続される第１の接続態様と、受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続される第２の接続態様とを切り替え可能に構成された電力切替装置４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置と、
系統電源から供給される電力を受電する受電装置と、
前記太陽光発電装置により発電された電力又は前記受電装置により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置と、
前記太陽光発電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続される第１の接続態様と、前記受電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続される第２の接続態様とを切り替え可能に構成された電力切替装置と
を備え、
前記電力切替装置は、前記太陽光発電装置における発電量に基づいて、前記第１の接続態様と前記第２の接続態様とを切り替えるよう構成されている
ことを特徴とする水素製造システム。
【請求項２】
請求項１に記載の水素製造システムであって、
前記電力切替装置は、前記太陽光発電装置における発電量が予め定められた設定切替電力値を上回る際に、前記第１の接続態様となるよう前記太陽光発電装置と前記水素製造装置とを電気的に接続し、前記太陽光発電装置における発電量が前記設定切替電力値以下である際に、前記第２の接続態様となるよう前記受電装置と前記水素製造装置とを電気的に接続するよう構成されている
ことを特徴とする水素製造システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水素製造システムであって、
前記水素製造装置は、水を電気分解して水素と酸素を発生させる水電解手段と、前記水電解手段を制御する水電解制御手段と、電力を貯蓄した補助電池とを備え、
前記水電解制御手段は、前記太陽光発電装置から供給される電力が予め定められた設定必要電力値を下回る際に、前記水電解手段に供給される電力が前記設定必要電力値以上となるよう前記補助電池から電力を補給するよう構成されている
ことを特徴とする水素製造システム。
【請求項４】
請求項３に記載の水素製造システムであって、
前記水素製造装置は、前記水電解手段内の水量が予め定めた設定水量以上となるよう水を補給する水補給手段を更に備える
ことを特徴とする水素製造システム。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の水素製造システムと、
前記水素製造システムの前記水素製造装置により製造された水素を貯蓄する水素蓄積手段と、
前記水素蓄積手段に貯蓄された水素を供給対象に供給する水素供給手段と
を備えることを特徴とする水素供給ステーション。
【請求項６】
請求項５に記載の水素供給ステーションであって、
前記水素製造装置は、前記水素蓄積手段の空き容量に基づいて、水素の製造量を制御するよう構成されている
ことを特徴とする水素供給ステーション。
【請求項７】
太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置と、系統電源から供給される電力を受電する受電装置と、前記太陽光発電装置により発電された電力又は前記受電装置により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置とを備える水素製造システムを用いて水素を製造する水素製造方法であって、
前記太陽光発電装置における発電量に基づいて、前記太陽光発電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続され、前記太陽光発電装置により発電された電力が前記水素製造装置に供給される第１の接続態様と、前記受電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続され、前記受電装置により受電された電力が前記水素製造装置に供給される第２の接続態様とを切り替える
ことを特徴とする水素製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光エネルギーを用いて水素を製造する水素製造システム、水素供給ステーション及び水素製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の燃料には、ガソリンや軽油等の石油系燃料が使用されるのが一般的である。しかしながら、石油系燃料を使用する自動車は、大気汚染の原因となる二酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素、一酸化炭素及び浮遊粒子状物質等を排出するものであることから、健康被害や地球温暖化等を引き起こすおそれがあるという問題がある。
【０００３】
そこで、近年、クリーンエネルギーとして水素を使用する水素自動車が注目されている。水素自動車は、水素と酸素の化学反応によって発電した電気エネルギーを使ってモーターを駆動することで走行することから、走行時に二酸化炭素や有害物質等が排出されないという利点を有している。
【０００４】
このような水素自動車へ水素を供給する方式としては、水素ステーション内で水素を製造して供給するオンサイト型の供給方式と、水素ステーションと離れた場所で製造した水素を専用の液化水素ローリー車又は高圧容器搭載車により水素ステーションまで運搬し、水素ステーションに設置された貯槽に貯蔵して供給するオフサイト型の供給方式と、水素が充填された高圧容器を搭載した高圧容器搭載車を水素ステーション替わりに活用する移動型の供給方式とがある（特許文献１）。
【０００５】
これら水素の供給方式のうち、オフサイト型の供給方式及び移動型の供給方式は、液化水素ローリー車や高圧容器搭載車等の移動手段により水素を運搬する必要があることから、水素の運搬自体にエネルギー、労力及び時間を要すると共に、移動手段から二酸化炭素や有害物質等が排出されるおそれがあるという問題がある。このため、水素自動車への水素の供給方式の中では、オンサイト型の供給方式が最も効率的であるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７３０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、オンサイト型の供給方式では、各水素ステーション内に水素発生装置、圧縮機、蓄圧器（水素蓄積手段）及び充填器（水素供給手段）等で構成される大型の燃料充填装置を設置する必要があることから、膨大な費用と敷地が必要となり、設置が容易ではないという問題がある。特に、従来の水素発生装置は、ガソリン等の危険物を数百度以上の反応温度で改質して水素を発生させるものであることから、設備規模が大きくならざるを得ないと共に、監視者の常駐が必要となる。このため、現在のガソリンステーションと比較して、水素ステーションの設置数は少なく、水素自動車での走行中に燃料切れが発生すると、直ちには燃料補給ができないことが多いという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置箇所の制約が少なく、かつ、自動で効率良く水素を製造することが可能な水素製造システム、水素供給ステーション及び水素製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る水素製造システムは、太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置と、系統電源から供給される電力を受電する受電装置と、前記太陽光発電装置により発電された電力又は前記受電装置により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置と、前記太陽光発電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続される第１の接続態様と、前記受電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続される第２の接続態様とを切り替え可能に構成された電力切替装置とを備え、前記電力切替装置は、前記太陽光発電装置における発電量に基づいて、前記第１の接続態様と前記第２の接続態様とを切り替えるよう構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る水素製造システムにおいて、前記電力切替装置は、前記太陽光発電装置における発電量が予め定められた設定切替電力値を上回る際に、前記第１の接続態様となるよう前記太陽光発電装置と前記水素製造装置とを電気的に接続し、前記太陽光発電装置における発電量が前記設定切替電力値以下である際に、前記第２の接続態様となるよう前記受電装置と前記水素製造装置とを電気的に接続するよう構成されることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る水素製造システムにおいて、前記水素製造装置は、水を電気分解して水素と酸素を発生させる水電解手段と、前記水電解手段を制御する水電解制御手段と、電力を貯蓄した補助電池とを備え、前記水電解制御手段は、前記太陽光発電装置から供給される電力が予め定められた設定必要電力値を下回る際に、前記水電解手段に供給される電力が前記設定必要電力値以上となるよう前記補助電池から電力を補給するよう構成されることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係る水素製造システムにおいて、前記水素製造装置は、前記水電解手段内の水量が予め定めた設定水量以上となるよう水を補給する水補給手段を更に備えることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る水素供給ステーションは、上述した水素製造システムと、前記水素製造システムの前記水素製造装置により製造された水素を貯蓄する水素蓄積手段と、前記水素蓄積手段に貯蓄された水素を供給対象に供給する水素供給手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る水素供給ステーションにおいて、前記水素製造装置は、前記水素蓄積手段の空き容量に基づいて、水素の製造量を制御するよう構成されることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る水素製造方法は、太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置と、系統電源から供給される電力を受電する受電装置と、前記太陽光発電装置により発電された電力又は前記受電装置により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置とを備える水素製造システムを用いて水素を製造する水素製造方法であって、前記太陽光発電装置における発電量に基づいて、前記太陽光発電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続され、前記太陽光発電装置により発電された電力が前記水素製造装置に供給される第１の接続態様と、前記受電装置と前記水素製造装置とが電気的に接続され、前記受電装置により受電された電力が前記水素製造装置に供給される第２の接続態様とを切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、設置箇所の制約が少なく、かつ、自動で効率良く水素を製造することが可能な水素製造システム、水素供給ステーション及び水素製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る水素供給ステーションの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る水素供給ステーションを用いて行う水素製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】晴天時における太陽光発電装置の発電量の推移を示すグラフである。
【図４】雨天時における太陽光発電装置の発電量の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係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。
【００１９】
本実施形態に係る水素供給ステーション１は、図１に示すように、太陽光エネルギーを用いて水素を製造する水素製造システム１０と、水素製造システム１０により製造された水素を貯蓄する水素蓄積手段６０と、水素蓄積手段６０に貯蓄された水素を供給対象に供給する水素供給手段７０と、水素製造システム１０において発生した酸素を大気中に放出する酸素放出手段８０とを備えている。
【００２０】
水素製造システム１０は、太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置２０と、電気事業者２の系統電源（商用電源）から供給される電力を受電する受電装置３０と、電力を用いて水素を製造する水素製造装置５０と、太陽光発電装置２０における発電量に基づいて、太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続される第１の接続態様と、受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続される第２の接続態様とを切り替え可能に構成された電力切替装置４０とを備えている。
【００２１】
太陽光発電装置２０は、太陽光エネルギーを直流電力に変換する太陽光パネル２２と、太陽光パネル２２から供給された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナー（ＰＣＳ）２４とを備えている。なお、本実施形態に係る水素製造システム１０において、太陽光発電装置２０は、太陽光エネルギーに基づいて発電可能な種々の公知の発電装置を用いることが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
受電装置３０は、電気事業者２の系統電源から交流電力を受電し、所定の電圧に変電可能に構成されている。なお、本実施形態に係る水素製造システム１０において、受電装置３０は、種々の公知の受電装置を用いることが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
電力切替装置４０は、太陽光発電装置２０のパワーコンディショナー２４と、受電装置３０と、水素製造装置５０の後述する水電解制御手段５４と電気的に接続されており、パワーコンディショナー２４から供給された交流電力と、受電装置３０から供給された交流電力とを自動で選択的に切り替えて水電解制御手段５４に伝送するよう構成されている。
【００２４】
具体的には、電力切替装置４０は、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定切替電力値を上回る際に、太陽光発電装置２０により発電された電力が水素製造装置５０に供給される状態（第１の電力供給状態）となるよう、太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とを電気的に接続するよう構成されている。また、電力切替装置４０は、太陽光発電装置２０における発電量が設定切替電力値以下である際に、受電装置３０により受電された電力が水素製造装置５０に供給される状態（第２の電力供給状態）となるよう、受電装置３０と水素製造装置５０とを電気的に接続するよう構成されている。なお、設定切替電力値は、水素供給ステーション１の規模等に応じて適宜設定することができる。
【００２５】
水素製造装置５０は、水を電気分解して水素と酸素を発生させる水電解手段５２と、水電解手段５２を制御する水電解制御手段５４と、電力を貯蓄した補助電池５６と、水電解手段５２内の水量が予め定めた設定水量以上となるよう水を補給する水補給手段５８とを備えている。
【００２６】
水電解制御手段５４は、電力切替装置４０と、水電解手段５２と、補助電池５６と電気的に接続されており、電力切替装置４０を介して太陽光発電装置２０又は受電装置３０から供給された交流電力を直流電力に変換して単独で、又は、補助電池５６から補給された直流電力と共に、水電解手段５２に供給するよう構成されている。
【００２７】
具体的には、水電解制御手段５４は、電力切替装置４０を介して太陽光発電装置２０又は受電装置３０から供給された交流電力を直流電力に変換し、この変換した直流電力を水電解手段５２に供給するよう構成されている。また、水電解制御手段５４は、電力切替装置４０を介して太陽光発電装置２０から供給される電力が予め定められた設定必要電力値を下回る際に、水電解手段５２に供給される電力が設定必要電力値以上となるよう補助電池５６から直流電力を補給するよう構成されている。なお、設定必要電力値は、設定切替電力値よりも高い電力値とすることが可能であるが、これに限定されず、水素供給ステーション１の規模等に応じて適宜設定することができる。
【００２８】
また、水電解制御手段５４は、電力切替装置４０を介して太陽光発電装置２０から供給される電力が予め定められた設定必要電力値を上回る際に、余剰電力を補助電池５６に供給し、補助電池５６に蓄電させるよう構成されている。
【００２９】
さらに、水電解制御手段５４は、水素蓄積手段６０の空き容量に基づいて、水電解手段５２に供給する電力量を可変制御することにより、水電解手段５２における水素の製造量を制御するよう構成されている。
【００３０】
水電解手段５２は、水電解制御手段５４と電気的に接続されると共に、水補給手段５８、水素蓄積手段６０及び酸素放出手段８０と物理的に接続されている。水電解手段５２は、水電解制御手段５４から供給された直流電力を用いて水素を製造するよう構成されている。具体的には、水電解手段５２は、電解液と、電解質と、電解質を挟むように設けられた反応促進用の電極触媒と、外部電力を供給する集電体等を保持した電気分解セルを有しており、この電極触媒により水が電気分解されることで、水素及び酸素を発生させるよう構成されている。この水電解手段５２は、水電解制御手段５４から供給される直流電力の増減に伴い、水素の製造量が増減するよう構成されている。なお、本実施形態に係る水素製造装置５０において、水電解手段５２は、種々の公知の水電解手段を用いることが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
補助電池５６は、充放電可能に構成された二次電池であり、電力切替装置４０及び水電解制御手段５４を介して太陽光発電装置２０から水電解手段５２に供給される電力が設定必要電力値未満である場合に、不足電力分を補うよう構成されている。また、補助電池５６は、電力切替装置４０及び水電解制御手段５４を介して太陽光発電装置２０又は受電装置３０から水電解手段５２に供給される電力が設定必要電力値を上回る場合に、太陽光発電装置２０又は受電装置３０から供給される電力の一部（余剰電力）を蓄電するよう構成されている。なお、本実施形態に係る水素製造装置５０において、補助電池５６は、種々の公知の二次電池を用いることが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
水補給手段５８は、純水を貯蓄する水タンク（図示せず）と、水タンク内の純水を水電解手段５２に向けて流動させる配管、ポンプ及びフィルター等からなる流動回路（図示せず）とを備えている。この水補給手段５８は、水電解手段５２の貯水容器（図示せず）に設けられた水量センサーや水位センサー等の種々の検知手段による検出値に基づいて、水電解手段５２内の水量が予め定めた設定水量以上となるよう純水を自動で補給可能に構成されている。なお、水補給手段５８は、純水を製造して水タンクに供給する純水製造手段（図示せず）と、水電解手段５２から排出された純水を水タンクに帰還させる帰還路（図示せず）とを更に備えるとしても良い。これら純水製造手段及び帰還路は、種々の公知の構成を採用することができるため、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
水素蓄積手段６０は、水素製造装置５０により製造された水素を貯蔵可能に構成されている。このような水素蓄積手段６０としては、例えば、水素を高圧（例えば３５ＭＰａ程度）に圧縮して専用の高圧水素タンクに貯蔵する方式の蓄積手段や、水素が吸着可能な合金に水素を吸蔵して貯蔵する方式の蓄積手段や、水素を極低温（−２５３℃）にし、液化状態で専用の遮熱タンクに貯蔵する方式の蓄積手段や、水素を化学反応させて液体のメチルシクロヘキサン（ＭＣＨ）とし、専用タンクに貯蔵する方式の蓄積手段等を好適に用いることができるが、これらに限定されるものではなく、種々の公知の蓄積手段を用いることが可能である。
【００３４】
水素供給手段７０は、例えば水素を燃料とする水素自動車等の水素供給対象に対して、水素蓄積手段６０において蓄積された水素を供給することが可能に構成されている。このような水素供給手段７０としては、例えば水素供給対象に形成された水素供給口と連結可能なノズル型充填器等を好適に用いることができるが、これに限定されず、種々の構成を採用することができる。
【００３５】
酸素放出手段８０は、水電解手段５２における電気分解により発生した酸素を水素製造装置５０の外部（例えば大気中）に放出するよう構成されている。酸素放出手段８０は、水電解制御手段５４の制御により、酸素の排出量が自動で制御されることが好ましい。また、酸素放出手段８０は、水電解手段５２における電気分解により発生した酸素に対して所定の処理を施し、希釈化乃至無害化した後に大気中に放出するよう構成されることが好ましい。
【００３６】
本実施形態に係る水素供給ステーション１は、種々の用途に採用することができる。例えば、水素を燃料とする水素電池車に水素を供給するオンサイト型の水素ステーションであるとしても良い。また、例えば震災等によって電気事業者２の系統電源（商用電源）から供給される電力が不足した場合に、蓄積した水素を用いて各種装置（例えば、デジタル印刷機や輪転印刷機等）に電力を供給する非常用電源として用いることも可能である。
【００３７】
次に、本実施形態に係る水素供給ステーション１を用いて行う水素製造方法の一例について、図２並びに必要に応じて図３及び図４を用いて説明する。本実施形態に係る水素製造方法は、概略的には、太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置２０と、電気事業者２の系統電源から供給される電力を受電する受電装置３０と、太陽光発電装置２０により発電された電力又は受電装置３０により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置５０とを備える水素製造システム１を用いて水素を製造する水素製造方法であり、太陽光発電装置２０における発電量に基づいて、太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続され、太陽光発電装置２０により発電された電力が水素製造装置５０に供給される第１の接続態様と、受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続され、受電装置３０により受電された電力が水素製造装置５０に供給される第２の接続態様とを切り替えるというものである。
【００３８】
具体的には、まず、太陽光パネル２２によって、太陽光エネルギーを利用して直流電力が発電される（Ｓ１）。次に、太陽光パネル２２において発電された直流電力がパワーコンディショナー２４によって交流電力に変換される（Ｓ２）。そして、この変換された交流電力が電力切替装置４０に供給される。
【００３９】
電力切替装置４０では、パワーコンディショナー２４から供給された交流電力、すなわち、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定切替電力値Ｔｈ以下であるか否かが判断される（Ｓ３）。なお、図３は、晴天時における太陽光発電装置２０の発電量の推移を示すグラフであり、図４は、雨天時における太陽光発電装置２０の発電量の推移を示すグラフである。図３及び図４では、理解を容易にするため、設定切替電力値Ｔｈを６０ｋＷｈに設定しているが、これに限定されず、設定切替電力値Ｔｈは適宜設定することができる。
【００４０】
そして、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定切替電力値Ｔｈ（図示の例では６０ｋＷｈ）を上回ると判断された場合には、太陽光発電装置２０により発電された電力が水素製造装置５０に供給される状態（第１の電力供給状態）となるよう、電力切替装置４０により、太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続される（Ｓ４）。一方、太陽光発電装置２０における発電量が設定切替電力値Ｔｈ以下であると判断された場合には、受電装置３０により受電された電力が水素製造装置５０に供給される状態（第２の電力供給状態）となるよう、電力切替装置４０により、受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続される（Ｓ４´）。具体的には、図３及び図４に示すように、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定切替電力値Ｔｈ（６０ｋＷｈ）を上回る期間Ｔ２においては、電力切替装置４０により太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続され、これにより、太陽光発電装置２０により発電された電力が水素製造装置５０に供給される。一方、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定切替電力値Ｔｈ（６０ｋＷｈ）以下である期間Ｔ１及びＴ３においては、電力切替装置４０により受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続され、これにより、受電装置３０により受電された電力が水素製造装置５０に供給される。
【００４１】
太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続された場合（Ｓ４に進んだ場合）には、水素製造装置５０の水電解制御手段５４により、電力切替装置４０を介して太陽光発電装置２０から供給される電力、すなわち、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定必要電力値未満であるか否かが判断される（Ｓ５）。そして、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定必要電力値を下回ると判断された場合には、水電解制御手段５４により、水電解手段５２に供給される電力が設定必要電力値以上となるよう補助電池５６から直流電力が補給される（Ｓ６）。一方、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定必要電力値以上であると判断された場合には、補助電池５６からの電力の補給を行わない。また、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定必要電力値を上回る場合には、余剰電力が補助電池５６に蓄電される。
【００４２】
そして、水電解制御手段５４により、以上のようにして電力切替装置４０を介して太陽光発電装置２０又は受電装置３０から供給された交流電力が直流電力に変換され（Ｓ７）、必要に応じて上記のとおり補助電池５６から直流電力が補給されて、水電解手段５２に対して直流電力が供給される。これにより、太陽光発電装置２０により発電された電力又は受電装置３０により受電された電力を用いて、水電解手段５２において水素が製造される（Ｓ８）。この水素の製造工程では、水電解制御手段５４により、水素蓄積手段６０の空き容量に基づいた水素製造量の制御が実行されると共に、水補給手段５８により、水電解手段５２内の水量に基づいた純水の補給制御が実行される。
【００４３】
そして、水電解手段５２により製造された水素が水素蓄積手段６０に蓄積されると共に、水電解手段５２により発生した酸素が酸素放出手段８０によって水素製造装置５０外（例えば大気中）に放出される（Ｓ９）。以上の工程を繰り返し実行し、太陽光発電装置２０における発電量に基づいて電力の供給元を太陽光発電装置２０と受電装置３０とに適宜切り替えることにより、自動的に効率良く、継続して水素を製造し続けることができる。そして、このようにして水素蓄積手段６０に蓄積された水素を水素供給手段７０によって任意の水素供給対象に供給することができる。
【００４４】
以上説明したとおり、本実施形態に係る水素製造システム１０は、太陽光エネルギーに基づいて発電する太陽光発電装置２０と、電気事業者２の系統電源から供給される電力を受電する受電装置３０と、太陽光発電装置２０により発電された電力又は受電装置３０により受電された電力を用いて水素を製造する水素製造装置５０と、太陽光発電装置２０における発電量に基づいて、太陽光発電装置２０と水素製造装置５０とが電気的に接続される第１の接続態様と、受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続される第２の接続態様とを切り替え可能に構成された電力切替装置４０とを備えている。
【００４５】
このような水素製造システム１０によれば、設置箇所の制約が少なく、かつ、自動で効率良く水素を製造することが可能である。すなわち、本実施形態に係る水素製造システム１０は、太陽光発電を利用するものであるため、ガソリン等の危険物を用いて水素を製造する従来の水素発生装置と比較して、設置箇所の制約が少なく、また、監視員等が常駐する必要がないという利点を有する。また、太陽光発電は、図３及び図４から明らかなように、発電量が天候に左右されると共に、夜間の発電ができないものであるが、本実施形態に係る水素製造システム１０は、太陽光発電装置２０における発電量に基づいて、太陽光発電装置２０からの電力供給と、系統電源からの電力供給とを自動で切り替えるよう構成されていることから、自動（無人）で効率良く水素を継続的に製造することが可能である。
【００４６】
また、本実施形態に係る水素製造システム１０において、水素製造装置５０は、水を電気分解して水素と酸素を発生させる水電解手段５２と、水電解手段５２を制御する水電解制御手段５４と、電力を貯蓄した補助電池５６とを備え、水電解制御手段５４は、太陽光発電装置２０から供給される電力が予め定められた設定必要電力値を下回る際に、水電解手段５２に供給される電力が設定必要電力値以上となるよう補助電池５６から電力を補給するよう構成されている。このような水素製造システム１０によれば、補助電池５６を用いない場合よりも設定切替電力値を低く設定することができるため、太陽光発電装置２０により発電された電力を効率良く用いることができる。また、本実施形態に係る水素製造システム１０は、水から水素を製造するものであるため、二酸化炭素や有害物質等の排出を無くす、又は、ガソリン等を燃料にして水素を製造する従来の水素発生装置よりも飛躍的に抑えることができる。
【００４７】
さらに、本実施形態に係る水素製造システム１０において、水素製造装置５０は、水電解手段５２内の水量が予め定めた設定水量以上となるよう水を補給する水補給手段５８を備えている。このような水素製造システム１０によれば、純水の補給を自動で行うことが可能となるため、より長期に亘って、水素の自動製造を実現することが可能となる。
【００４８】
本実施形態に係る水素製造システム１０において、水素製造装置５０は、水素蓄積手段６０の空き容量に基づいて、水素の製造量を制御するよう構成されている。このような水素製造システム１０によれば、水素の過剰な製造及び製造不足を自動（無人）で防止し、効率良く水素を製造することができる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【００５０】
例えば、上述した実施形態における説明では、水素製造装置５０が、水を電気分解して水素と酸素を発生させる水電解手段５２を備えるものとして説明したが、これに限定されず、オンサイト型の水素製造装置であれば、種々の水素製造装置を採用することができる。
【００５１】
上述した実施形態における説明では、水素製造装置５０が補助電池５６及び水補給手段５８を備えるものとして説明したが、これに限定されず、補助電池５６及び水補給手段５８を備えない構成としても良い。
【００５２】
上述した実施形態における説明では、水電解制御手段５４が、水素蓄積手段６０の空き容量に基づいて水電解手段５２における水素の製造量を制御するよう構成されるものとして説明したが、これに限定されず、水素蓄積手段６０の空き容量に基づかずに水電解手段５２における水素の製造量を制御するよう構成されても良いし、水素の製造量制御が実行されない構成としても良い。
【００５３】
上述した実施形態における説明では、電力切替装置４０から水電解制御手段５４に電力が伝送される構成のみを説明したが、これに限定されず、電力切替装置４０は、例えば、太陽光発電装置２０における発電量が予め定められた設定切替電力値を上回る際に、その余剰分の電力を電気事業者２に対して売電可能に構成されるとしても良いし、また、受電装置３０と水素製造装置５０とが電気的に接続された第２の電力供給状態において、太陽光発電装置２０において発電された電力を電気事業者２に対して売電可能に構成されるとしても良い。
【００５４】
上述した実施形態における説明では、太陽光発電装置２０における発電量が設定切替電力値以下であるか否かを基準として、電力切替装置４０によって電力の供給元の切り替えが実行されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、太陽光発電装置２０における発電量が設定切替電力値を超える場合であっても、補助電池５６からの補給電力不足等により、水電解手段５２に供給される電力が設定必要電力値未満となる場合には、電力切替装置４０によって電力の供給元の切り替えが実行されるとしても良い。この場合には、水電解制御手段５４から電力切替装置４０に対し、電力の供給元を太陽光発電装置２０から受電装置３０に切り替えるための切替信号が出力されるとしても良い。
【００５５】
上述した実施形態における説明では、水素供給ステーション１が酸素放出手段８０を備えるものとして説明したが、これに限定されず、酸素放出手段８０を備えない構成としても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１  水素供給ステーション、１０  水素製造システム、２０  太陽光発電装置、２２  太陽光パネル、２４  パワーコンディショナー、３０  受電装置、４０  電力切替装置、５０  水素製造装置、５２  水電解手段、５４  水電解制御手段、５６  補助電池、５８  水補給手段、６０  水素蓄積手段、７０  水素供給手段、８０  酸素放出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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