JP2000285941A - 燃料電池の運転制御装置 - Google Patents
燃料電池の運転制御装置Info
- Publication number
- JP2000285941A JP2000285941A JP11093121A JP9312199A JP2000285941A JP 2000285941 A JP2000285941 A JP 2000285941A JP 11093121 A JP11093121 A JP 11093121A JP 9312199 A JP9312199 A JP 9312199A JP 2000285941 A JP2000285941 A JP 2000285941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- power consumption
- electric power
- operation control
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池を経済的に安定運転させることがで
きる、燃料電池の運転制御装置を提供する。 【解決手段】 燃料と空気中の酸素とを反応させて電力
を発生させる燃料電池スタック３を備え、この燃料電池
スタック３で発生した電力を負荷４７に供給する電力供
給手段４５を備えた燃料電池の運転制御装置において、
負荷４７の消費電力を記憶する手段５１と、この記憶さ
れた消費電力に基づいて最適消費電力を予測する手段５
１と、この予測された最適消費電力を目標消費電力とし
て燃料電池を運転制御する手段５１とを備えたものであ
る。
きる、燃料電池の運転制御装置を提供する。 【解決手段】 燃料と空気中の酸素とを反応させて電力
を発生させる燃料電池スタック３を備え、この燃料電池
スタック３で発生した電力を負荷４７に供給する電力供
給手段４５を備えた燃料電池の運転制御装置において、
負荷４７の消費電力を記憶する手段５１と、この記憶さ
れた消費電力に基づいて最適消費電力を予測する手段５
１と、この予測された最適消費電力を目標消費電力とし
て燃料電池を運転制御する手段５１とを備えたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料と空気中の酸
素とを反応させて電力を発生させる燃料電池スタックを
備えた燃料電池の運転制御装置に関する。
素とを反応させて電力を発生させる燃料電池スタックを
備えた燃料電池の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、改質器で生成された水素燃料と
空気中の酸素とを反応させて電力を発生させる燃料電池
スタックを備え、この燃料電池スタックで発生した電力
を負荷に供給する電力供給手段を備えた燃料電池が知ら
れている。
空気中の酸素とを反応させて電力を発生させる燃料電池
スタックを備え、この燃料電池スタックで発生した電力
を負荷に供給する電力供給手段を備えた燃料電池が知ら
れている。
【０００３】この種の従来の燃料電池での発電量の変更
は、改質器の温度制御を要することから、急激な負荷変
動に対応できるようになっておらず、現状では、商用電
力との系統連系（逆潮流有り）運転が行われている。
は、改質器の温度制御を要することから、急激な負荷変
動に対応できるようになっておらず、現状では、商用電
力との系統連系（逆潮流有り）運転が行われている。
【０００４】すなわち、一時的に発生する不足電力を商
用電力でまかない、時間をかけて燃料電池の発電量を制
御するか、負荷とは無関係に、必要基礎電力を設定して
おいて、一定発電量でオン・オフ運転するか等が行われ
ている。
用電力でまかない、時間をかけて燃料電池の発電量を制
御するか、負荷とは無関係に、必要基礎電力を設定して
おいて、一定発電量でオン・オフ運転するか等が行われ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一定発
電量でオン・オフ運転する場合、起動停止により、改質
器の触媒および器本体がヒートショックで劣化し、燃料
電池の安定運転が困難になると共に、燃料電池の寿命が
短くなるという問題がある。
電量でオン・オフ運転する場合、起動停止により、改質
器の触媒および器本体がヒートショックで劣化し、燃料
電池の安定運転が困難になると共に、燃料電池の寿命が
短くなるという問題がある。
【０００６】また、従来の構成では、商用電力との系統
連系運転が行われる場合、燃料電池の発電量が負荷より
も大きい時、商用電力に逆潮流を行い、電力会社に電力
を売ることになるが、現在では、電力会社への電力の売
電価格よりも、燃料電池の発電単価が高くなり、経済的
でないという問題がある。
連系運転が行われる場合、燃料電池の発電量が負荷より
も大きい時、商用電力に逆潮流を行い、電力会社に電力
を売ることになるが、現在では、電力会社への電力の売
電価格よりも、燃料電池の発電単価が高くなり、経済的
でないという問題がある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、燃料電池を経済
的に安定運転させることができる、燃料電池の運転制御
装置を提供することにある。
的に安定運転させることができる、燃料電池の運転制御
装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
燃料と空気中の酸素とを反応させて電力を発生させる燃
料電池スタックを備え、この燃料電池スタックで発生し
た電力を負荷に供給する電力供給手段を備えた燃料電池
の運転制御装置において、負荷の消費電力を記憶する手
段と、この記憶された消費電力に基づいて最適消費電力
を予測する手段と、この予測された最適消費電力を目標
消費電力として燃料電池を運転制御する手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
燃料と空気中の酸素とを反応させて電力を発生させる燃
料電池スタックを備え、この燃料電池スタックで発生し
た電力を負荷に供給する電力供給手段を備えた燃料電池
の運転制御装置において、負荷の消費電力を記憶する手
段と、この記憶された消費電力に基づいて最適消費電力
を予測する手段と、この予測された最適消費電力を目標
消費電力として燃料電池を運転制御する手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
【０００９】請求項２記載の発明は、燃料と空気中の酸
素とを反応させて電力を発生させる燃料電池スタックを
備え、この燃料電池スタックで発生した電力を負荷に供
給する電力供給手段を備えた燃料電池の運転制御装置に
おいて、負荷の消費電力を所定期間連続して記憶する手
段と、この記憶データを複数のブロックに分割し、各ブ
ロックに含まれるデータのうちの、最小の消費電力を最
適消費電力と予測する手段と、この予測された最適消費
電力を目標消費電力として燃料電池を運転制御する手段
とを備えたことを特徴とするものである。
素とを反応させて電力を発生させる燃料電池スタックを
備え、この燃料電池スタックで発生した電力を負荷に供
給する電力供給手段を備えた燃料電池の運転制御装置に
おいて、負荷の消費電力を所定期間連続して記憶する手
段と、この記憶データを複数のブロックに分割し、各ブ
ロックに含まれるデータのうちの、最小の消費電力を最
適消費電力と予測する手段と、この予測された最適消費
電力を目標消費電力として燃料電池を運転制御する手段
とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１１】図１において、１は燃料電池の外装ケース
を示している。この外装ケース１内には、燃料と空気中
の酸素とを反応させて電力を発生させる固体高分子形の
燃料電池スタック３が設けられている。
を示している。この外装ケース１内には、燃料と空気中
の酸素とを反応させて電力を発生させる固体高分子形の
燃料電池スタック３が設けられている。
【００１２】この燃料電池スタック３には、燃料供給系
１０と空気供給系２０とが接続されている。燃料供給系
１０は、燃料源１１からの燃料を改質して水素燃料を発
生させる改質器１３を備え、この改質器１３は燃料供給
管路１２を介して燃料電池スタック３の燃料供給側に接
続されている。
１０と空気供給系２０とが接続されている。燃料供給系
１０は、燃料源１１からの燃料を改質して水素燃料を発
生させる改質器１３を備え、この改質器１３は燃料供給
管路１２を介して燃料電池スタック３の燃料供給側に接
続されている。
【００１３】空気供給系２０は空気ファン２１を備え、
この空気ファン２１は空気供給管路２２を介して燃料電
池スタック３の空気供給側に接続されている。
この空気ファン２１は空気供給管路２２を介して燃料電
池スタック３の空気供給側に接続されている。
【００１４】また、固体高分子形の燃料電池スタック３
の排気側には、燃料排気管路３０と空気排出管路４０と
が接続されている。
の排気側には、燃料排気管路３０と空気排出管路４０と
が接続されている。
【００１５】燃料電池スタック３は、図２に示すよう
に、ガスセパレータ３ａと、リブ付き基板３ｂと、水素
極（アノード）３ｃと、電解質３ｄと、酸素極（カソー
ド）３ｅと、リブ付き基板３ｆとを組み合わせてセル１
００を構成し、各セル１００を積層することにより構成
されている。
に、ガスセパレータ３ａと、リブ付き基板３ｂと、水素
極（アノード）３ｃと、電解質３ｄと、酸素極（カソー
ド）３ｅと、リブ付き基板３ｆとを組み合わせてセル１
００を構成し、各セル１００を積層することにより構成
されている。
【００１６】そして、水素が矢印Ｘ１で示すように水素
極（アノード）３ｃに供給され、酸素が矢印Ｘ２で示す
ように酸素極（カソード）３ｅに供給され、図３に示す
ように、この酸素と水素間で反応し、電子イオンが水素
極３ｃから酸素極３ｅに流れてその結果、電力が出力さ
れる。
極（アノード）３ｃに供給され、酸素が矢印Ｘ２で示す
ように酸素極（カソード）３ｅに供給され、図３に示す
ように、この酸素と水素間で反応し、電子イオンが水素
極３ｃから酸素極３ｅに流れてその結果、電力が出力さ
れる。
【００１７】この発生した電力は、図１に示すように、
電力供給手段４５を介して所定の電圧に変換されて、負
荷４７に供給される。
電力供給手段４５を介して所定の電圧に変換されて、負
荷４７に供給される。
【００１８】この実施形態では、コントローラ（運転制
御部）５１が設けられ、このコントローラ５１は、改質
器１３および空気ファン２１に接続されて、燃料電池の
運転制御時に、それぞれを制御して、燃料電池スタック
３への燃料量および空気量を制御するように構成され
る。
御部）５１が設けられ、このコントローラ５１は、改質
器１３および空気ファン２１に接続されて、燃料電池の
運転制御時に、それぞれを制御して、燃料電池スタック
３への燃料量および空気量を制御するように構成され
る。
【００１９】このコントローラ５１は、負荷４７の消費
電力を所定期間連続して記憶する手段５３を備えてい
る。
電力を所定期間連続して記憶する手段５３を備えてい
る。
【００２０】図４は、一般住宅における８月のある１日
（２４時間）の、消費電力の推移を示している。この実
施形態では、図１に示すコントローラ５１の手段５３
が、負荷４７の１日の消費電力を連続して記憶する。
（２４時間）の、消費電力の推移を示している。この実
施形態では、図１に示すコントローラ５１の手段５３
が、負荷４７の１日の消費電力を連続して記憶する。
【００２１】この記憶データは、手段５５によって複数
のブロックに分割される。図４に従えば、午前１時〜３
時、午前４時〜６時、午前７時〜９時、…のように、３
時間毎のブロックに分割される。
のブロックに分割される。図４に従えば、午前１時〜３
時、午前４時〜６時、午前７時〜９時、…のように、３
時間毎のブロックに分割される。
【００２２】ついで、手段５７が、各ブロックに含まれ
るデータのうちの、最小の消費電力を例えば、翌日の同
時間帯の運転時における最適消費電力であると予測す
る。図４に示す例に従えば、例えば、翌日の午前１時〜
３時の運転時には最小のＡ点の消費電力が最適消費電力
と予測され、同じく午前４時〜６時の運転時には最小の
Ｂ点の消費電力が最適消費電力と予測され、同じく午前
７時〜９時の運転時には最小のＣ点の消費電力が最適消
費電力と予測される。なお、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点はそれぞ
れの時間帯での最小の消費電力を示している。
るデータのうちの、最小の消費電力を例えば、翌日の同
時間帯の運転時における最適消費電力であると予測す
る。図４に示す例に従えば、例えば、翌日の午前１時〜
３時の運転時には最小のＡ点の消費電力が最適消費電力
と予測され、同じく午前４時〜６時の運転時には最小の
Ｂ点の消費電力が最適消費電力と予測され、同じく午前
７時〜９時の運転時には最小のＣ点の消費電力が最適消
費電力と予測される。なお、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点はそれぞ
れの時間帯での最小の消費電力を示している。
【００２３】そして、図１に示す手段５９が、この予測
された最適消費電力を目標消費電力として、翌日の燃料
電池を運転制御する。
された最適消費電力を目標消費電力として、翌日の燃料
電池を運転制御する。
【００２４】なお、この実施形態では、燃料電池の最大
出力が１ＫＷであるので、１９時以降は、その最大出力
で運転制御される。
出力が１ＫＷであるので、１９時以降は、その最大出力
で運転制御される。
【００２５】これによれば、制御の時間帯が３時間毎の
ブロックに分割され、その時間帯の最小消費電力を目標
消費電力として翌日に運転制御するので、第一に、燃料
電池で発生する電力が、負荷４７よりも大きくなること
が少なく、燃料電池側の電力余剰が起こりにくいので、
経済的であり、燃料電池の燃料消費量を低減できる。な
お、一般に、商用電力との系統連系（逆潮流有り）運転
が行われており、一時的に発生する電力不足は、商用電
力によってまかなわれる。
ブロックに分割され、その時間帯の最小消費電力を目標
消費電力として翌日に運転制御するので、第一に、燃料
電池で発生する電力が、負荷４７よりも大きくなること
が少なく、燃料電池側の電力余剰が起こりにくいので、
経済的であり、燃料電池の燃料消費量を低減できる。な
お、一般に、商用電力との系統連系（逆潮流有り）運転
が行われており、一時的に発生する電力不足は、商用電
力によってまかなわれる。
【００２６】第二に、３時間毎のブロックに分割されて
いるので、改質器１３の温度制御を要するとしても、燃
料電池での発電量の変更時間を十分にとることができ、
この発電量の変更制御を容易に行うことができる。
いるので、改質器１３の温度制御を要するとしても、燃
料電池での発電量の変更時間を十分にとることができ、
この発電量の変更制御を容易に行うことができる。
【００２７】なお、この実施形態では、例えば１０分間
で、燃料電池の発電量を５００Ｗ程度変更することがで
きるように構成されている。
で、燃料電池の発電量を５００Ｗ程度変更することがで
きるように構成されている。
【００２８】以上の実施形態では、１日の電力消費量を
学習し、この学習結果に従って、翌日の同時間帯の消費
電力を予測し、この予測値を目標値として、燃料電池の
運転を制御する手順を説明したが、これに限定されるも
のでないことは明らかである。例えば、１ヶ月単位、季
節単位、或いは１年単位等で学習し、翌月、翌年の同時
間帯の消費電力を予測し、この予測値を目標値として、
燃料電池の運転を制御する等が可能であることはいうま
でもない。
学習し、この学習結果に従って、翌日の同時間帯の消費
電力を予測し、この予測値を目標値として、燃料電池の
運転を制御する手順を説明したが、これに限定されるも
のでないことは明らかである。例えば、１ヶ月単位、季
節単位、或いは１年単位等で学習し、翌月、翌年の同時
間帯の消費電力を予測し、この予測値を目標値として、
燃料電池の運転を制御する等が可能であることはいうま
でもない。
【００２９】以上、一実施形態に基づいて本発明を説明
したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明
らかである。
したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明
らかである。
【００３０】
【発明の効果】本発明では、負荷の消費電力を記憶する
手段と、この記憶された消費電力に基づいて最適消費電
力を予測する手段と、この予測された最適消費電力を目
標消費電力として燃料電池を運転制御する手段とを備え
ているので、燃料電池を経済的に安定運転させることが
できる。
手段と、この記憶された消費電力に基づいて最適消費電
力を予測する手段と、この予測された最適消費電力を目
標消費電力として燃料電池を運転制御する手段とを備え
ているので、燃料電池を経済的に安定運転させることが
できる。
【図１】本発明による燃料電池の概略構成図である。
【図２】燃料電池スタックの概略構成図である。
【図３】燃料電池の原理説明図である。
【図４】負荷の消費電力の推移を示す図である。
３ 燃料電池スタック １３ 改質器 ２１ 空気ファン ４５ 電力供給手段 ４７ 負荷 ５１ コントローラ
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料と空気中の酸素とを反応させて電力
を発生させる燃料電池スタックを備え、この燃料電池ス
タックで発生した電力を負荷に供給する電力供給手段を
備えた燃料電池の運転制御装置において、 前記負荷の消費電力を記憶する手段と、 この記憶された消費電力に基づいて最適消費電力を予測
する手段と、 この予測された最適消費電力を目標消費電力として前記
燃料電池を運転制御する手段とを備えたことを特徴とす
る燃料電池の運転制御装置。 - 【請求項２】 燃料と空気中の酸素とを反応させて電力
を発生させる燃料電池スタックを備え、この燃料電池ス
タックで発生した電力を負荷に供給する電力供給手段を
備えた燃料電池の運転制御装置において、 前記負荷の消費電力を所定期間連続して記憶する手段
と、 この記憶データを複数のブロックに分割し、各ブロック
に含まれるデータのうちの、最小の消費電力を最適消費
電力と予測する手段と、 この予測された最適消費電力を目標消費電力として前記
燃料電池を運転制御する手段とを備えたことを特徴とす
る燃料電池の運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093121A JP2000285941A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 燃料電池の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11093121A JP2000285941A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 燃料電池の運転制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000285941A true JP2000285941A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14073700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11093121A Withdrawn JP2000285941A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 燃料電池の運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000285941A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002184441A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置 |
| WO2002103830A1 (fr) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil de cogeneration, procede de cogeneration, programme et support de donnees associes |
| EP1511109A2 (en) | 2003-08-28 | 2005-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel-cell power generation system and control method therefor |
| JP2005093120A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の制御装置及び制御方法 |
| JP2016006577A (ja) * | 2014-06-20 | 2016-01-14 | キヤノンマーケティングジャパン株式会社 | 情報処理装置、その制御方法、及びプログラム、並びに、情報処理システム、その制御方法、及びプログラム |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11093121A patent/JP2000285941A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002184441A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置 |
| WO2002103830A1 (fr) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil de cogeneration, procede de cogeneration, programme et support de donnees associes |
| EP1398842A1 (en) * | 2001-06-18 | 2004-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cogeneration apparatus, cogeneration method, program, and medium |
| EP1398842A4 (en) * | 2001-06-18 | 2004-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | COGENERATION APPARATUS, COGENERATION METHOD, PROGRAM, AND ASSOCIATED DATA MEDIUM |
| EP1511109A2 (en) | 2003-08-28 | 2005-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel-cell power generation system and control method therefor |
| EP1511109A3 (en) * | 2003-08-28 | 2012-02-29 | Panasonic Corporation | Fuel-cell power generation system and control method therefor |
| JP2005093120A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の制御装置及び制御方法 |
| JP2016006577A (ja) * | 2014-06-20 | 2016-01-14 | キヤノンマーケティングジャパン株式会社 | 情報処理装置、その制御方法、及びプログラム、並びに、情報処理システム、その制御方法、及びプログラム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4936126B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP5841817B2 (ja) | 給電システムおよび給電システムの制御方法 | |
| CN101171150A (zh) | 燃料电池系统 | |
| JP6785320B2 (ja) | 配電網を支援するための燃料電池負荷変動 | |
| WO2006025254A1 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2004253220A (ja) | 燃料電池車両の制御装置 | |
| JP2016122625A (ja) | 燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車 | |
| JP2003243008A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP3609397B2 (ja) | 電力供給システム、集合住宅、及びプログラム | |
| US10029579B2 (en) | Power supply system | |
| JP2000285941A (ja) | 燃料電池の運転制御装置 | |
| JP4552865B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| CN116053523A (zh) | 一种氢燃料电池群组发电系统在线活化方法及装置 | |
| JP5482277B2 (ja) | 燃料電池システムおよび燃料電池の制御方法 | |
| JPH08306379A (ja) | 燃料電池発電システムおよびその運転方法 | |
| JPH06150955A (ja) | ポータブル電源 | |
| JP4263401B2 (ja) | 燃料電池発電システムおよびその制御方法 | |
| JP2003217627A (ja) | 燃料供給量制御装置、燃料供給量制御方法及び電力供給システム | |
| JP2006059685A (ja) | 燃料電池電源装置及び燃料電池電源装置の制御方法 | |
| JP2002198080A (ja) | 電力生成制御システム | |
| JP2013157189A (ja) | エネルギー管理装置 | |
| JP2004349082A (ja) | コジェネレーションシステム | |
| JP5683031B2 (ja) | 燃料電池システムおよびその運転方法 | |
| JP2002373689A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP2010287534A (ja) | 燃料電池システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050301 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20051226 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070705 |