CN1989645B - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池系统，具有：发电室、配设于该发电室内的多个燃料电池、用于向燃料电池供给燃料气体的燃料气体供给装置、用于向燃料电池供给含氧气体的含氧气体供给装置、用于将该燃料电池的直流输出变换成交流的电力变换装置、控制从该燃料电池输出向该电量变换装置的电量的电量控制装置、及控制供给向该燃料电池的燃料气体流量及供给向该燃料电池的含氧气体流量的发电控制装置。燃料电池所固有的燃料气体缓冲量为将燃料气体流量的增加量设定为最大时的燃料气体流量增加到所需量的需要增加的最大时间内所需要的燃料气体量以上。发电控制装置基于燃料电池的电流值设定燃料气体流量及含氧气体流量。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及具备用于控制燃料电池的输出电量的电力控制装置和用于控制向燃料电池供给的燃料气体流量及含氧气体流量的发电控制装置的燃料电池系统。
背景技术
众所周知，可以由富氢的燃料气体和空气使含氧气体进行电极反应而发电的燃料电池系统已被提案并开始实用。这样的燃料电池系统的典型例包括：发电室、配设于该发电室内的多个燃料电池、用于向燃料电池供给燃料气体的燃料气体供给装置、用于向燃料电池供给含氧气体的含氧气体供给装置、用于将燃料电池的直流输出变换成交流的电力变换装置。电力变换装置与如商用电源的系统电源连接，向一般家庭的如电气设备的负载供给交流电力。燃料电池系统还具备：用于通过负载的变动来适宜控制从燃料电池向电力变换装置输出的电量的电量控制装置、及通过控制供给向燃料电池的燃料气体流量及含氧气体流量来控制燃料电池的发电的发电控制装置。期望根据负载的变动适宜控制燃料电池的发电量，因此，使电量控制装置和发电控制装置相互联合。
在负载增大，随之燃料电池的输出电量增大时，输出电量通过增大指令瞬时增大，时间延迟为毫秒单位。另一方面，就供给向燃料电池的燃料气体而言，对如城市气体那样被改质燃料气体实施所要求的改质，且需要将其改质为富氢的燃料气体等，因此，燃料气体的流量即使接受到增大指令也不会瞬时增大，而伴随秒单位的时间延迟增大。因此，在输出电量的增大率大时，燃料电池中的燃料气体不足，从而可能产生被称为燃料枯竭的现象。当产生了燃料枯竭现象时，不能得到所需要的电力输出，而且会使燃料电池劣化。
为避免上述的燃料枯竭现象的发生，在特开平7-14598号公报中公开的燃料电池系统中，在负载增大时，与之对应，燃料气体流量及含氧气体流量直接增大，但输出电量的增大会适宜延迟。另外，在特开平7-57753号公报中公开的燃料电池系统中，将负载增大时的输出电量的增大速度控制在规定值以下，由此避免燃料枯竭现象的产生。
但是，避免现有的燃料电池系统中如上所述的燃料枯竭现象产生的方式存在如下问题。由于输出电量的增大延迟、或将输出电量的增大速度设为规定值以下，因此，相对于负载变动的追随速度较迟缓。在负载变动幅度大时，不能适宜跟上负载变动，而发电也不减少，因而有效发电率相当低下。另外，必须使电量控制装置进行的输出电量的控制和发电控制装置进行的燃料气体流量及含氧气体流量的控制适宜相关联，且需要将这些控制统一执行。因此，在改变应附带燃料电池系统的负载时，或对单一的负载追加配设燃料电池系统时等，需要大幅度改变整个控制方式。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，提供一种新的且改良的燃料电池系统，其不会产生燃料枯竭现象，且能够根据负载的变动充分迅速地适宜控制输出电量和燃料气体流量及含氧气体流量。
本发明的其它目的在于，提供一种新的且改良的燃料电池系统，在改变应附带燃料电池系统的负载时、或对单一的负载追加配设燃料电池系统时，都不需要大幅改变控制方式，从而能够充分且容易的应对。
本发明者进行了刻意探讨，其结果发现，使燃料电池所固有的燃料气体缓冲量为将燃料其它流量的增加量设为最大时的燃料气体流量增加到所需要量所要的需要增加的最大时间内所需的燃料气体量以上，若基于燃料电池的电流值设定燃料气体流量及含氧其它流量，则即使将燃料电池的输出电量迅速对应负载的变动而进行控制，也能够避免燃料枯竭现象的产生，由此能够实现上述的主要目的。本说明书中使用的表现“燃料电池所固有的燃料气体缓冲”是指通常状态下燃料电池的结构本身造成的燃料电池(例如电极支承基板上形成的气体通路内等)中存在的燃料气体量。特别是在燃料电池为固体电解质型电池时，其不会产生问题而能够将所述燃 料气体缓冲量设为足够大的量。
即，根据本发明，为实现上述主要目的，本发明提供一种燃料电池系统，具有：发电室、配设于该发电室内的多个燃料电池、用于向该燃料电池供给燃料气体的燃料气体供给装置、用于向该燃料电池供给含氧气体的含氧气体供给装置、用于将该燃料电池的直流输出变换成交流的电力变换装置、控制从该燃料电池输出向该电量变换装置的电量的电量控制装置、及控制供给向该燃料电池的燃料气体流量及供给向该燃料电池的含氧气体流量的发电控制装置，在该燃料电池中通过电极反应进行发电，其中，
该燃料电池包括具有气体通路的电极支承基板、作为内侧电极层的燃料极层、固体电解质层、作为外侧电极层的氧极层以及内部连接器，该燃料电池所固有的燃料气体缓冲量为将燃料气体流量的增加量设定为最大时的燃料气体流量增加到所需量的需要增加的最大时间内所需要的燃料气体量以上，该发电控制装置基于燃料电池的电流值设定燃料气体流量及含氧气体流量，该电量控制装置不依赖于由该发电控制装置向该燃料电池供给的燃料气体流量的控制、及向该燃料电池供给的含氧气体流量的控制，而控制从该燃料电池输出的电量。
在最佳的实施例中，该燃料电池为固体电解质型电池。而且，该燃料电池供给装置具有改质装置、向该改质装置供给被改质燃料气体的被改质燃料气体供给装置、及向该改质装置供给水的水供给装置，并且，该被改质燃料气体被该改质装置改质为富氢的燃料气体，该发电控制装置控制供给向该改质装置的被改质燃料气体的流量及供给向该改质装置的水流量，由此控制燃料气体流量。优选的是，该电量控制装置不依赖于通过该发电控制装置向该燃料电池供给的燃料气体流量的控制及向该燃料电池供给的含氧气体流量的控制，而控制从该燃料电池输出的电量。在这样的情况下，发电控制装置和电量控制装置能够分别独立地构成，这样，能够实现上述的其它目的。在该电量控制装置设定的电量比该燃料电池的发电电量大规定量以上时，优选该发电控制装置将燃料气体流量设为规定的最大值。优选该发电控制装置设定的燃料气体流量为规定的最小量以上，该发电控制装置设定的含氧气体流量也为规定最小量以上。优选当该发电室内的规定部位的温度超过规定值时，该发电控制装置将含氧气体流量设定为规定最大值。优选该电量控制装置将输出向该电量变换装置的该燃料电池的直流输出电压维持在开放启动电力的一半以上。
附图说明
图1是模式表示根据本发明构成的燃料电池系统的最佳实施例的主要构成要素的简略图；
图2是表示图1的燃料电池系统的燃料电池电池组的剖面图；
图3是表示图1的燃料电池系统的正常工作状态的控制方式的流程图；
图4是表示燃料电池的电流、电压及电力的相对关系的线图。
具体实施方式
下面，参照附图对根据本发明构成的燃料电池系统的优选实施例作更详细地说明。
图1中简略地图示根据本发明构成的燃料电池系统的主要构成要素。图示的燃料电池系统可以以正方体形状包括发电室2。该发电室2优选由耐热金属板构成的外框体和配设于该外框体内面的隔热材构成。在发电室2的下部配设有箱形状的燃料贮气罐4。而且，在燃料贮气罐4上配设有燃料电池电池组6a、6b及6c。参照图1和图2进行说明时，各燃料电池电池组6a、6b及6c是通过将沿垂直方向即图1中上下方向、图2中垂直于纸面的方向细长延伸的固体电解质型燃料电池8，在图1中垂直于纸面的方向、图2中上下方向配置多个(图中为5个)而构成的。
各燃料电池8由电极支承基板10、作为内侧电极层的燃料极板12、固体电解质层14、作为外侧电极层的氧极层16、及内部连接器18构成。电极支承基板10是沿垂直方向细长延伸的板状片，其具有平坦的两面和半圆形状的两侧面。在电极支承基板10上形成有沿垂直方向贯通的多个(图中为4个)气体通路20。这样的各电极支承基板10通过例如耐热性优良的陶瓷粘接剂粘接在燃料贮气罐4的上面壁上。在燃料贮气罐4的上面壁上形成有沿图1中左右方向及垂直于纸面的方向以一定间隔向左右延伸的多个(图中为15个)缝隙(未图示)，使形成于各电极支承基板10上的气体通路20与各缝隙连通，因此其与燃料贮气罐4内连通。内部连接器18配置于电极支承基板10的一面(图2的燃料电池电池组6a上为上面)上。燃料电池12配设于燃料电池支承基板10的另一面(图2的燃 料电池电池组6a上为下面)及两侧面，该两端与内部连接器18的两端接合。固体电解质层14覆盖燃料极层12整体而配置，其两端与内部连接器18的两端接合。氧极层16配置于覆盖固体电解质层14的主要部分上、即电极支承基板10的上述另一面的部分上，其夹着电极支承基板10与内部连接器18相对配置。
在各燃料电池电池组6a、6b及6c的相邻的燃料电池8间配设有集电构件22，将一侧燃料电池8的内部连接器18和另一侧燃料电池8的氧极层16连接。在各燃料电池电池组6a、6b及6c上，在位于两端，即图2中的上端及下端的燃料电池8的一面及另一面也配设有集电构件22。而且，燃料电池电池组6a及6b的、图2中配设于下端的集电构件22通过导电构件24连接，燃料电池电池组6b及6c的、图2中配设于上端的集电构件22也通过导电构件24连接。另外，在燃料电池电池组6a的、图2中配设于上端的集电构件22上连接有端子构件26，在燃料电池电池组6c的、图2中配设于下端的集电构件22上也连接有端子构件26。这样，全部燃料电池8被串联电性连接，在串联连接的两端存在端子构件26。
参照图1继续进行说明，燃料电池系统还具备：用于向燃料电池电池组6a、6b及6c供给燃料气体的燃料气体供给装置28、用于向燃料电池电池组6a、6b及6c供给含氧气体的含氧气体供给装置30、及用于从发电室2内排出废气的废气排出装置32。
燃料气体供给装置28包括通过城市气体供给线或丙烷气瓶与优质的被改质燃料气体供给源34连接的供给线36，在该供给线36中配设有切断阀38及流量控制装置40。燃料气体供给装置28也包括配置于上述发电室2的上端部的改质装置42及该改质装置42中附带的气化装置44。改质装置42具有燃料气体的部分改质及水蒸气改质所需要的其本身容纳了众所周知的催化剂的改质室(未图示)。上述供给线36延伸到发电室2内，与改质装置42的入口连接。改质装置42的出口经由形成于发电室2的侧壁内的连通路(未图示)与上述燃料贮气罐4连接。在上述流量控制装置40的下游侧，在上述供给线36上经由切断阀46连接有送风装置48。燃料气体供给装置28还包括通过自来水供给线与优质的水供给源50连接的供给线52，在该供给线52上配设有切断阀54、净水装置56及流量控制装置 58。供给线52也延伸到发电室2内，与上述气化装置44的入口连接。气化装置44的出口在改质装置42的上游侧与上述供给线36连接，从而其经由供给线36与改质装置42连接。通过供给线36向改质装置42供给作为城市气体或丙烷的优质的被改质燃料气体，在改质装置中将其改质为富氢的燃料气体后供给到燃料贮气罐4，然后，将其供给到燃料电池8，更详细地说是供给到该电极支承基板10上形成的气体通路20。送风装置48例如在启动时等根据需要动作(更详细地说，在发电室2内的温度充分上升，气化装置44能够实现所需要的气化的状态之前的时间动作)，将空气供给到改质装置42。在燃料电池系统的正常运转时(即，发电室2内的温度充分上升，气化装置42能够实现所需要的气化的状态时)，自来水即优质的水在通过净水装置56受到所需要的净化处理后，供给到气化装置44，在气化装置44中生成水蒸气，将这样的水蒸气供给到用于进行所谓的水蒸气改质的改质装置42。
含氧气体供给装置30包括延伸到发电室2内的供给线60。在供给线60的上游端配设有送风装置62。在供给线60上还配设有流量计及热交换装置66。当使送风装置62动作时，空气即优质的含氧气体通过供给线60进行流动，被送向发电室2，之后通过发电室2内配设的含氧气体散布装置(为图示)散布到发电室2内，这样供给到燃料电池8。
如之后进一步所言及，当通过例如使燃料气体在发电室2内燃烧而使发电室2内的温度达到所需要温度以上时，富氢的燃料气体从燃料贮气罐4被供给向燃料电池8的电极支承基板10的气体通路20内，使气体通路20上升，然后将含氧气体散布到发电室2内，由此，在各燃料电池8中，在氧极层16生成下式(1)的电极反应，且在燃料极层12生成下式(2)的电极反应，由此进行发电。然后，生成的电力通过一对端子构件26取出。
氧极：1/2O2+2e-→O2-(固体电解质)...(1)
燃料极：O2-(固体电解质)+H2→H2O+2e-...(2)
在燃料电池8的电极支承基板10的气体通路20中流动的燃料气体的未用于电极反应的燃料气体从电极支承基板10的上端流出到发电室2内，在流出的同时燃烧。将散布到发电室2内的含氧气体中的氧气，即未用于 电极反应的气体在燃烧时加以利用。发电室2内因燃烧电池8的发电及燃烧气体的燃烧而产生例如800～1000℃左右度的高温。上述废气排出装置32由从发电室2延伸出来的排出线构成，该排出线通过上述热交换装置66延伸。因此，在热交换装置66内将废气的热量传导给向发电室2供给的含氧气体。如果是所希望的那样，则也可以将废气的热量进一步用于供热系统(未图示)的水的加热。
而且，就图示的燃料电池系统中如上述那样的构成及作用而言，不能构成根据本发明构成的燃料电池系统的新特征，例如与特开2005-5213号公报中公开的燃料电池系统实质上相同即可，因此，有关它们的详细说明在特开2005-5213号公报中进行，而在本说明书中省略。
参照图1继续进行说明，在串联连接的燃料电池8(图2)上，经由电流检测装置68连接有电力变换装置70。电力检测装置68检测燃料电池8输出的支流电流值。在电力变换装置70的控制下，从燃料电池8向电力变换装置70输出直流电流，电力变换装置70将直流电流进行变换，并将该记录电流供给向例如家庭的电气机械设备即负载72。在电力变换装置70中内装有检测燃料电池8的输出电压的电压检测装置74。在图示的实施例中，在负载72上，经由系统电力检测装置76也连接有作为商用电源的优良的系统电源78。系统电力检测装置76检测从系统电源78供给向负载72的电量。
在根据本发明构成的燃料电池系统中还配设有发电控制装置80和电量控制装置82。如后面更进一步所详述，发电控制装置80基于电流检测装置68检测出的燃料电池8的输出电流值控制燃料气体相对于燃料电池8的流量，更详细地说，控制配设于被改质燃料气体的供给线36上的流量控制装置40及配设于水的供给线52上的流量控制装置58，而且，其还控制含氧气体的流量，更详细地说，还控制配设于含氧气体的供给线60上的送风装置62。
在根据本发明构成的燃料电池系统中，就燃料电池8所固有的燃料气体缓冲量而言，将燃料气体流量的增加量设为最大时、即燃料气体流量从最小量变动为最大量时的燃料气体流量设定为增加到所需量即最大量所需要的需要增加最大时间(在本发明者等试作的燃料电池系统中约为1秒) 内需要的燃料气体量是重要的(在本发明者等试作的燃料电池系统中，燃料电池8所固有的燃料气体缓冲量是与约3秒时所需要的燃料气体量对应的量)。而且，以这样的设定为前提主要条件，发电控制装置80及电量控制装置82进行的控制如下执行。图示的方式中，燃料电池8所固有的燃料气体缓冲量是全燃料电池8的电极支承基板10的气体通路20及构成燃料电池8的各种多孔材料的空隙中存在的燃料气体量。由于燃料气体中的水蒸气对发电无作用，因此，若减去水蒸气的比例α，则M×(1-α)的燃料气体有助于发电。M为燃料电池8中的气体通路20及多孔材料的空隙的全体积。若将燃料电池的利用率设为U，则投入燃料电池8并开始使用时的利用率为0，最终利用率变为U，因此，时间延迟t时的平均利用率为U/2。若参照1摩尔体积及法拉第常数换算为电荷量，则燃料气体缓冲量的电荷量为M×(1-α)×U×F(法拉第常数)/(2×22.4)。另一方面，时间延迟t时的所需电荷量为W/V×t/2。因此，只要满足M×(1-α)×U×F(法拉第常数)/(2×22.4)>W/V×t/2即可。
参照表示燃料电池系统的正常动作中的控制方式的流程图即图3进行说明时，在执行所需的启动步骤(这样的启动步骤是上述特开2005、5213号公报中，特别是其图5及图6所示那样的步骤)，结束燃料电池系统所需要的启动动作后，移至通常的动作，然后，在步骤n-1中，电量控制装置82使电力变换装置70始动，电力变换装置70将燃料电池8与负载72连接，这样，可从燃料电池8获取直流电力，将其变换成交流电力向负载72供给。其次，同时执行电量控制装置82对电力变换装置70进行的控制、发电控制装置80进行的发电控制即燃料气体流量控制及含氧气体流量控制。
说明电量控制装置82对电力变换装置70进行的控制时，在步骤n-2中，系统电力检测装置76检测从系统电源78向负载72供给的电力。其次，在步骤n-3中，内装于电力变换装置70内的电压检测装置74检测燃料电池8的输出电力，并前进到步骤n-4。在步骤n-4中，电量控制装置82基于在步骤n-2中检测到的电力及在步骤n-3中检测到的输出电压来运算燃料电池8的输出电量。更详细地说，设定燃料电池8的输出电压，使得热烈地处8的输出尽可能地大，换言之，使得来自于系统电源 78的电力尽可能地小。例如，从系统电源78供给向负载72的电力为800W，能够在燃料电池8的输出能力超出800W时，将燃料电池8的输出电力设定为700～790W。也能够有意地将燃料电池8的输出电力设为800W，使来自系统电源78的电力为0W，但由于在这样的情况下可能产生所谓的回流(电力系统电源78的流动)，因此，最好将从系统电源78向负载72供给的电力的下限设为10～100W程度。而且，优选将燃料电池8的输出电压维持在开放启动电力E(电流不流动时的电压值)的一半以上，换言之是不小于一半。对这一点作更详细说明，如图4所示，燃料电池8的电流I和电压V的关系为V＝E-IR。R是燃料电池8的内部阻抗。电流I和电力W的关系为W＝I×V＝E×I-I2×R，因此，W＝-R(I-E/2R)2+E2/4R。因此，W在I＝E/2R时成为最大值。此时的电压V为E-IR即E/2。图4中，在最大电量的左侧，电流值I增加时电量也增加，另一方面，在最大电量的右侧，电流值I增加时电量降低。在基于电流值I控制向燃料电池8的燃料气体流量及含氧气体流量时，若只将其限制在最大电量的左侧，则与右侧相比，由于电流值小，故发电效率提高。而且，若只将其限制在最大电量的左侧，则由于维持了输出电量因电压降低而上升，输出电量因电压升高而减小的关系，故也可以采用简单的控制方式来作为电量变换装置70的控制方式。在向电力变换装置70的输入电压超过E/2而成为降低线时，电力变换装置70使燃料电池8的输出电流值I变动，将输入电压维持在E/2以上。然后前进到步骤n-5，将应供给负载72的电量和燃料电池8的输出电量进行比较。而且，在应供给负载72的电量比燃料电池8的输出电力大规定量、例如200W以上时，前进到步骤n-6，电量控制装置82向发电控制装置80送出要使燃料气体流量为最大值的信号。在图示的实施例中，电量控制装置82和发电控制80的联合只限于发送这种信号。在步骤n-5中，在应供给负载72的电量和燃料电池8的输出电量之差未超过规定值时，前进到步骤n-7，判断用于停止燃料电池系统动作的停止装置(未图示)是否ON，在不为ON时返回步骤n-1。在停止装置为ON时执行所需要的停止步骤，停止燃料电池系统的动作(这样的动作停止步骤是上述特开2005-5213号公报中特别是其图9所示那样的步骤)。
其次，对发电控制装置80进行的发电控制进行说明。在步骤n-8中，电流检测装置68检测出燃料电池8的输出电流。之后前进到步骤n-9，基于燃料电池8的输出电流运算应供给燃料电池8的燃料气体流量及含氧气体流量。对燃料气体流量(L/min)的运算之一例进行说明时，
燃料气体流量＝I×n×22.4×60/(F×H×平均价数)×100
在此，I：检测电流值
n：燃料电池数
F：法拉第常数(96484.56)
H：燃料利用率(例如70％)
平均价数：例如是城市气体中的燃料的平均价数。CH4为8价，
C2H6为14价，加上这些燃料气体中的体积分率进行平均化。
加上100是由于考虑到燃料利用率，需要大量供给100/H。
在含氧气体为空气时，含氧气体流量(L/min)可通过下式进行运算。
含氧气体流量＝I×n×22.4×60/(F×A×价数×0.21)×100
在此，A：空气利用率(例如30％)
0.21：空气中所含氧气的比例
其次，在步骤n-10中，判断各运算的燃料气体流量及含氧气体流量是否为最低流量以上。当发电量过低时温度也过低，从而不能维持正常动作。因此，重要的是分别供给规定最低流量以上的燃料气体及含氧气体。在燃料气体流量及/或含氧气体流量低于最低流量时，前进到步骤n-11，将燃料气体流量及/或含氧气体流量设为规定最低流量。在步骤n-10中，在燃料气体流量及含氧气体流量为最低流量以上时，前进到步骤n-12，判断是否从电量控制装置82发送应将燃料气体流量设为最大值的信号。在发送了这样的信号时，前进到步骤n-13，将燃料气体流量设为最大值。在步骤n-12中，在不发送应将燃料气体流量设为最大值的信号时，前进到步骤n-14，判断配设于发电室2的特定部位的温度检测装置(未图示)检测到的温度是否为规定温度，例如830℃以下。在检测温度超过830℃时，前进到步骤n-15，将含氧气体流量设定为规定最大值(这是为了供给充足量的含氧气体，将发电室2内冷却)。在步骤n-14中，在检测温度为830℃以下时，前进到步骤n-16，运算对应运算的(或设定为了最 低值或最大值)燃料气体流量的水流量。考虑1摩尔水对应气体22.4L、液体18cc时，水流量(L/min)可通过例如下式运算。
水流量＝燃烧中的平均炭数×燃料气体流量×Z×18/22.4
在此，Z为燃料气体中炭量和水蒸气(H2O)量的比例，例如为2.5左右。
其次，前进到步骤n-17，设定含氧气体流量，更详细地说，设定送风装置62的动作状态，以对流量计64显示的值进行运算(设定的最低值或最大值)。在步骤n-18中，设定被改质燃料气体的流量，以能够进行运算(或设定的最低值或最大值)，更详细地说是设定流量控制装置40。然后，在步骤n-19中，设定流量控制装置58，以达到运算的水流量。之后，前进到步骤n-20，判断用于停止燃料电池系统动作的停止装置(未图示)是否ON，在不是ON的情况下，返回步骤n-8。在停止装置ON的情况下，执行所需要的停止步骤，停止燃料电池系统的动作。
根据本发明构成的燃料电池系统的如上所述的控制方式应注意如下事项。即，发电控制装置80和电量控制装置82的联合应为所需的最小限度，发电控制装置82和电量控制装置82在几乎所有的控制步骤中都分别单独地起作用。因此，例如在改变附带燃料电池系统的负载的方式的情况、或在公共的负载上配设多个燃料电池系统的情况等的控制方式的必要的变更为最小限，从而能够充分容易且廉价地实现。
以上参照附图对根据本发明构成的燃料电池系统的最佳实施例进行了详细说明，但本发明不限于这样的实施例，应理解为在不脱离本发明范围的情况下，可进行各种变更乃至修正。

Claims (7)

1.一种燃料电池系统，其具有：发电室、配设于该发电室内的多个燃料电池、用于向该燃料电池供给燃料气体的燃料气体供给装置、用于向该燃料电池供给含氧气体的含氧气体供给装置、用于将该燃料电池的直流输出变换成交流供与负载的电力变换装置、控制从该燃料电池向该电量变换装置输出的电量的电量控制装置、及控制供给向该燃料电池的燃料气体流量及供给向该燃料电池的含氧气体流量的发电控制装置，在该燃料电池中通过电极反应进行发电，该燃料电池系统的特征在于，
该燃料电池包括具有气体通路的电极支承基板、作为内侧电极层的燃料极层、固体电解质层、作为外侧电极层的氧极层以及内部连接器，该燃料电池所固有的燃料气体缓冲量为：在供与该燃料电池的燃料气体流量通过该发电控制装置从最小量设定为最大量时，实际上供与该燃料电池的燃料气体流量从最小值增加到最大值为止所需时间内所需要的燃料气体量以上，
该发电控制装置基于该燃料电池的电流值设定燃料气体流量及含氧气体流量，
应供与该负载的规定电量比该燃料电池的输出电量大规定量时，通过该发电控制装置燃料气体流量被设定为最大量，不依存于通过该发电控制装置向该燃料电池供给的燃料气体流量的控制，通过该电量控制装置从该燃料电池经该电力变换装置将该规定电量供与该负载。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，该燃料电池为固体电解质型。
3.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，该燃料气体供给装置具有：改质装置、向该改质装置供给被改质燃料气体的被改质燃料气体供给装置、及向该改质装置供给水的水供给装置，并且，该被改质燃料气体被该改质装置改质为富氢的燃料气体，该发电控制装置控制供给该改质装置的被改质燃料气体流量、及供给该改质装置的水流量，从而控制燃料气体流量。
4.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，在该电量控制装置设定的电量比该燃料电池的发电电量大规定量以上时，该发电控制装置将燃料气体流量设为规定的最大值。
5.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，该发电控制装置设定的燃料气体流量为规定的最小量以上，该发电控制装置设定的含氧气体流量也为规定的最小量以上。
6.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，当该发电室内的规定部位的温度超过规定值时，该发电控制装置将含氧气体流量设定为规定的最大值。
7.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，该电量控制装置将向该电量变换装置输出的该燃料电池的直流输出的电压维持在开放启动电力的一半以上。
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