JP2006073316A - 燃料電池コジェネレーションシステムとその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 固体酸化物燃料電池(SOFC)や溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)の様な高温作動型の燃料電池(1)と、燃料電池(1)の排気系(Lh)に介装され燃料電池排熱を熱需要側へ供給する熱回収手段(例えば、熱交換器15)と、燃料電池(1)の運転状態を監視する運転状態監視手段(17)と、制御手段(8)とを含み、該制御手段(8)は、熱需要に変動して燃料電池(1)の発電出力及び/又は燃料電池(1)の排気ガス温度を変動させる制御を行う様に構成されている。
【選択図】 図1
Description
したがって、排ガスに熱交換器を通して給湯や蒸気供給、暖房などに用いる場合、排ガス温度が高すぎて余剰の蒸気やお湯を発生したり、逆に排ガス温度が低すぎる場合には、十分な量の蒸気や暖房エネルギーを供給出来ない場合がある。
電主熱従運転時(利用可能な排熱は少なくても、出来るだけ発電出力を得たい時;Aケース)の(1)発電出力、(2)利用可能な排熱エネルギー、(3)熱自立と燃料改質に要するエネルギーの割合、及び
熱主電従運転時(発電出力は少なくても、出来るだけ温水や蒸気の供給量を増やしたい時;Bケース)の(1)発電出力、(2)利用可能な排熱エネルギー、(3)熱自立と燃料改質に要するエネルギーの割合、
について説明する。
(1) 発電出力(定格出力発電)の割合は40〜50、
(2) 利用可能な排熱エネルギーの割合は20〜30、
(3) 熱自立と燃料改質に要するエネルギーの割合は30〜40
である。
一方、熱主電従運転時(ケースB)の場合
(1) 発電出力(定格の25〜50%の発電出力)の割合は20〜30、
(2) 利用可能な排熱エネルギーの割合は40、
(3) 熱自立と燃料改質に要するエネルギーの割合は30〜40
である。
一般家庭においては1日を通して熱電比が変えられないので、燃料電池の出力も一定である。そして、18時から21時過ぎまでは、燃料電池の発電出力が電力需要に対して不足するため、外部電力に頼る(買電する)ことになる。
この様な需要パターンを考慮すれば、一般家庭で燃料電池を使用する場合には、図18で示す様に、18時から23時までは排熱回収が主で発電が従となる熱主電従運転を行い、それ以外の時間帯(23時から翌日の18時まで)では、発電が主で排熱回収が従となる電主熱従運転を行うことが好ましい。
即ち、病院や老人福祉施設等では、昼間(8時前後から18時前後までの間)は電主熱従運転とし、夜間(18時から翌朝の8時前後まで)は熱主電従運転とすることが好ましい。
したがって、高温作動型燃料電池1とマイクロガスタービンTCの協調運転制御が難しく、熱電比も同様に複雑な制御が必要となる。
更に、タービン(の圧縮機)の運転制御には補機動力を必要とするため、省エネ性が損なわれる。
そして、燃料電池とマイクロガスタービンとのハイブリッドシステムであるため、上述(例えば、特許文献1の様な上述した技術)と同様に、多量の熱を必要とする用途(熱主電従用途)には不向きである。
或いは、空気流量変化に伴い、燃料電池の熱自立バランスが崩れたり、低流量時には酸化剤枯れで電池が破損する恐れがある。
燃料電池(1)への燃料供給量を一定にして、発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を減少させ、燃料電池(1)のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を増加させる制御を行うか、
発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を維持しつつ、燃料電池(1)への燃料供給量を増加させて、燃料電池(1)のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる制御を行うか、
燃料電池(1)への燃料供給量を増加させ、(燃料電池1の自立運転が維持される範囲内で)発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を減少させて、燃料電池(1)のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる制御を行うか、或いは、
燃料電池(1)のオフガス燃焼部(1a)に設けられた空気(酸化剤)供給手段(21)及び空気供給量(酸化剤供給量)制御手段(酸化剤バルブ22)を介して(燃料電池1オフガス燃焼部1aに)供給される空気(酸化剤)量を調節してオフガス燃焼部(1a)の燃焼状態を希薄燃焼或いはストイキ燃焼に変化させる制御を行い、
係る制御を行った後に、前記熱回収手段(15)により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、
燃料電池(1)の発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を維持或いは減少させると共に、燃料電池(1)の発電出力を電気加熱手段(電気ヒータ19)に提供(供給)することにより排気を加熱する制御を行うか、
燃料電池(1)のオフガス燃焼部(1a)に設けられた燃料供給手段(23)及び燃料供給量制御手段(燃料バルブ24)を介して(回収された熱量が熱需要に対して不足している熱量に相当する量の)燃料をオフガス燃焼部(1a)に供給する制御を行うか、或いは
(回収された熱量が熱需要に対して不足する熱量に相当する)燃料を燃料電池(1)の排気系(Lh)に介装された加熱手段(例えば、追い焚きバーナ25)に供給し、排気を加熱する制御を行う
様に構成されているのが好ましい(請求項12:図16)。
燃料電池(1)への燃料供給量を一定にして、発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を減少させ、燃料電池(1)のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を増加させるか、
発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を維持しつつ、燃料電池(1)への燃料供給量を増加させて、燃料電池(1)のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させるか、
燃料電池(1)への燃料供給量を増加し、(燃料1の自立運転が維持される範囲内で)発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を減少させて、燃料電池(1)のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させるか、或いは、
空気(酸化剤)供給手段(23)及び空気供給量(酸化剤供給量)制御手段(酸化剤バルブ24)を介して燃料電池のオフガス燃焼部(1a)に供給される空気(酸化剤)量を調節してオフガス燃焼部(1a)の燃焼状態を希薄燃焼或いはストイキ燃焼に変化させる工程(S103)と、
該工程の後に、前記熱回収手段(15)により回収された熱量が熱需要を下回ったか否かを判定する工程(S105)と、前記熱回収手段(15)により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、
燃料電池(1)の発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を維持或いは減少させると共に、燃料電池(1)の発電出力を電気加熱手段(電気ヒータ19)に提供(供給)することにより排気を加熱するか、
燃料電池(1)のオフガス燃焼部(1a)に設けられた燃料供給手段(23)及び燃料供給量制御手段(燃料バルブ24)を介して(回収された熱量が熱需要に対して不足している熱量に相当する量の)燃料をオフガス燃焼部(1a)に供給するか、或いは、
(回収された熱量が熱需要に対して不足する熱量に相当する)燃料を燃料電池(1)の排気系(Lh)に介装された加熱手段(例えば、追い焚きバーナ25)に供給し、排気を加熱する工程(S106)、
とを含んでいる(請求項23:図16)。
尚、燃料電池1にも直接燃料電池1内の各部の温度を計測するための燃料電池システム温度計測器2が設置されている。
第2実施形態は、図1の装置における制御方法、すなわち、燃料供給量を一定にし、電流密度及び/又は燃料利用率を低減して熱需要の増加に対処する(排熱回収量を制御する)制御方法に関する実施形態である。
詳細には、第2実施形態は、電力と熱の需要量の内、熱需要の比率が高まった際に、燃料電池の燃料供給量を一定にしたまま、電流密度及び/又は燃料利用率を減少させることで、発電量は減少するが、オフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合が増加することで、排ガス温度が上昇し、排熱回収量を増大させる制御である。
そして、オフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合が増加すれば、当然、排熱量も増加して、排熱回収量も増加させることが出来る。
第3実施形態は、図1の装置における第2実施形態とは異なる制御方法、すなわち、電流密度及び/または燃料利用率を増加させて、電力需要の増加に対処する制御方法に関する実施形態である。
詳細には、電力需要比率が高まった際に、燃料電池の燃料供給量を一定としたまま、電流密度及び/又は燃料利用率を増加させることで発電出力を増加させる一方、オフガス燃焼する燃料ガスの割合を減少させて排熱回収量を減少させる制御である。
先ず、図3のステップS11において、コントロールユニット8は熱需要情報の入力信号ラインLi3及び電力需要情報の入力信号ラインLi4からの情報に基づいて熱需要及び電力需要を計測する。
図4及び図5の第4実施形態は、電気が余っている状態において、熱需要に対して排熱回収量が不足する場合には、燃料電池で発生した電力で、排熱系に介装された、たとえば電気ヒータを作動させて排ガスを加熱し、不足の熱需要を充足させる実施形態である。
すなわち、第4実施形態では、電気ヒータ19に投入する電力は燃料電池1で発電した電力が用いられる。
先ず、ステップS21において、コントロールユニット8は熱需要情報の入力信号ラインLi3及び電力需要情報の入力信号ラインLi4からの情報に基づいて熱需要及び電力需要を計測する。
第2実施形態〜第4実施形態は燃料供給量を一定にして熱電比を変えているのに対して、第5実施形態〜第8実施形態では、燃料供給量を変動させて、排熱回収量を制御している。
なお、第5実施形態の場合、電気需要は必ずしも増加していない。
発電出力を維持しつつ、燃料供給量を増加させれば、オフガス燃焼する燃料ガスの量が増加し排ガス温度は上がり、その結果、排熱回収量を増加させることが出来る。
第6実施形態は、熱需要比率が低下した際に、燃料電池の電流密度及び/又は燃料利用率を一定にしたままで、燃料供給量を減少させることで、発電出力を維持しつつオフガス燃焼する燃料ガスの量を増大させて排ガス温度を下げ、その結果、排熱回収量を減少させる実施形態である。なお、第6実施形態の場合、電気需要は必ずしも変動しているとは限らない。
発電出力を維持しつつ、燃料供給量を減少させれば、オフガス燃焼する燃料ガスの量が減少し排ガス温度は下がり、その結果、排熱回収量を減少させることが出来る。
第5実施形態では出力(電流密度及び/または燃料利用率)は一定だが、図1及び図8の第7実施形態では、熱需要が高まった際に、燃料電池の燃料供給量を増加させつつ、燃料電池で酸化剤枯れが起きない範囲で出力(電流密度及び/または燃料利用率)を減少させ、発電出力を低下させつつオフガス燃焼割合を増加させて排熱回収量を増大させる制御である。
電流密度及び/又は燃料利用率を減少させることにより、発電出力は低下し、オフガス燃焼割合が増加する。そして、オフガス燃焼割合の増加とともに排熱回収量は増大する。
第6実施形態では出力(電流密度及び/または燃料利用率)は一定だが、図1及び図9の第8実施形態では、熱需要が低下した際に、燃料電池の燃料供給量を減少させつつ、燃料電池で燃料枯れが起きない範囲で出力(電流密度及び/または燃料利用率)を増加させ、発電出力を増加させつつオフガス燃焼割合を減少させて排熱回収量を減少させる制御である。
電流密度及び/又は燃料利用率を増加させることにより、発電出力は増加し、オフガス燃焼割合が減少する。そして、オフガス燃焼割合の減少とともに排熱回収量は減少する。
オフガスは燃料電池1の発電反応に寄与しなかった燃料ガスで、燃料電池下流側のオフガス燃焼部に生じる。そして、オフガスが燃えることにより、排ガスの温度がさらに上昇する。
従って、オフガスの量を変動させてやれば、排熱回収量が調整出来る。
一方、酸化剤流量を減少させれば燃焼状態はストイキ燃焼側に移行し、高い排気温度となり、排熱回収量は増加する。
すなわち、オフガス燃焼部1aにおけるオフガス燃焼を希薄燃焼にするか、ストイキ燃焼にするかにより、排熱回収量を調整することが出来る。
先ず、ステップS71では、コントロールユニット8は第2、第3、第5〜第8実施形態の制御中であるか否かを判断して、第2、第3、第5〜第8実施形態の制御中である場合は(ステップS71のYES)、ステップS72に進み、第2、第3、第5〜第8実施形態の制御中ではない場合は(ステップS71のNO)、ステップS75に進む。
オフガス燃焼部1aに供給する酸化剤(空気)の量を増加させることによって、オフガス燃焼部1aでは希薄燃焼となり、排ガス温度が下がるため、排ガスラインに介装された熱交換器15で得られる回収熱量は減少する。
オフガス燃焼部1aに供給する酸化剤(空気)の量を減少させることによって、オフガス燃焼部1aではストイキ燃焼となり、排ガス温度が上昇するため、排ガスラインに介装された熱交換器15で得られる回収熱量は増加する。
図12及び図13の第10実施形態は、熱回収量が熱需要を下回る場合に、オフガス燃焼部に不足熱需要に相当する燃料を供給することで排熱回収量を増大させて不足分を補う実施形態である。
すなわち、オフガス燃焼部1aにおけるオフガス燃焼を希薄燃焼にするか、ストイキ燃焼にするかにより、排熱回収量を調整することが出来る。
先ず、ステップS81において、コントロールユニット8は熱回収量が熱需要を下回っているか否かを判断して、下回っている場合は(ステップS81のYES)、ステップS82に進み、下回っていない場合は(ステップS81のNO)、ステップS86まで進む。
排熱回収量が熱需要を上回ってきたら(ステップS84のYES)、ステップS85に進み、未だ、上回っていなければ(ステップS84のNO)、ステップS84のループを繰り返す。
図14及び図15の第11実施形態は、図14の構成で示すように、燃料電池1の排ガス流路Lhにおける熱交換器15上流部(図示の例)、又は熱交換器15内部に追い焚きバーナ25を介装している。
先ず、ステップS91において、コントロールユニット8は熱回収量が熱需要を下回っているか否かを判断して、下回っている場合は(ステップS91のYES)、ステップS92に進み、下回っていない場合は(ステップS91のNO)、ステップS96まで進む。
排熱回収量が熱需要を上回ってきたら(ステップS94のYES)、ステップS95に進み、未だ、上回っていなければ(ステップS94のNO)、ステップS94のループを繰り返す。
ステップS96では、コントロールユニット8は制御を終了するか否かを判断しており、終了するのであれば(ステップS96のYES)、そのまま制御は終了する。一方、未だ終了しないのであれば(ステップS96のNO)、ステップS91に戻り、再びステップS91以降を繰り返す。
図16の第12実施形態は、第4実施形態、第10実施形態及び第11実施形態の一つ以上を含むコジェネレーションシステムにおいて、熱需要比率が高まった際に、はじめは燃料電池側では、第4実施形態、第10実施形態及び第11実施形態以外の一つ以上の制御方法を用いて熱供給割合を増大させ、それでも熱需要を補いきれない場合に、第4実施形態、第10実施形態及び第11実施形態以外の一つ以上のシステム構成及び制御方法を利用することで、不足分の熱需要を賄う実施形態である。
尚、第4実施形態は発電出力を一部消費するタイプであり、第10、第11実施形態は外部からエネルギー(燃料)を供給するタイプである。
以下、図16に基づいて第12実施形態の制御方法を説明する。
2・・・燃料電池運転状況判定手段/電池監視装置
3・・・電流密度制御手段/パワーコンディショナー
4・・・燃料供給系統
5・・・燃料供給量制御手段/燃料調整バルブ
6・・・酸化剤供給系統
7・・・酸化剤供給量制御手段/酸化剤調整バルブ
8・・・燃料電池制御手段/コントロールユニット
9・・・DC/DCコンバータ
11・・・双方向インバータ
12・・・電力需要
15・・・熱交換器
17・・・排ガス温度センサ
19・・・電気ヒータ
21・・・オフガス燃焼部用空気供給ライン
22・・・酸化剤バルブ/空気調整バルブ
23・・・オフガス燃焼部用燃料供給ライン
24・・・燃料バルブ/流量調整弁
25・・・追い焚きバーナ
Li・・・入力信号ライン
Lo・・・制御信号ライン
Le・・・出力電力ライン
Claims (23)
- 燃料電池と、該燃料電池の発電出力を制御する発電出力調整手段と、燃料電池に供給する燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段と、燃料電池に供給する酸化剤供給量を制御する酸化剤供給量制御手段と、燃料電池の排気系に介装され燃料電池排熱を熱需要側へ供給する熱回収手段と、燃料電池の運転状態を監視する運転状態監視手段と、制御手段とを含み、該制御手段は、熱需要の変化に応じて、燃料電池の発電出力、燃料及び/又は酸化剤の供給量、燃料電池の排気ガス温度の少なくとも1つを変動させる制御を行う様に構成されていることを特徴とする燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、燃料電池への燃料供給量を一定にして、発電出力を減少させ、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を増加させる制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、熱需要に対する電力需要の比率が増加した場合に、燃料電池への燃料供給量を一定にして、発電出力を増加させ、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を減少させる制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 燃料電池の排気系に介装された前記熱回収手段よりも燃料電池側の領域又は当該熱回収手段内部に加熱手段を介装し、前記制御手段は、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、燃料電池の発電出力を加熱手段に提供することにより排気を加熱する制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、発電出力を維持しつつ、燃料電池への燃料供給量を増加させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、電力需要に対する熱需要の比率が減少した場合に、発電出力を維持しつつ、燃料電池への燃料供給量を減少させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を減少させる制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、燃料電池への燃料供給量を増加させ、発電出力を減少させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、電力需要に対する熱需要の比率が減少した場合に、燃料電池への燃料供給量を減少させ、発電出力を増加させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を減少させる制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 燃料電池のオフガス燃焼部には、空気を供給する空気供給手段と、空気の供給量を制御する空気供給量制御手段とが設けられ、前記制御手段は、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を変動させる場合に、空気供給手段及び空気供給量制御手段を介してオフガス燃焼部に供給される空気量を調節してオフガス燃焼部の燃焼状態を希薄燃焼或いはストイキ燃焼に変化させる制御を行う様に構成されている請求項2、3、5〜8の何れか1項の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 本発明の燃料電池コジェネレーションシステムにおいて、燃料電池のオフガス燃焼部には、燃料を供給する燃料供給手段と、燃料の供給量を制御する燃料供給量制御手段とが設けられ、前記制御手段は、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、前記燃料供給手段及び燃料供給量制御手段を介して燃料をオフガス燃焼部に供給する制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 燃料電池の排気系に排ガス燃焼加熱手段を介装し、該加熱手段に燃料を供給する燃料供給手段と、排ガス燃焼加熱手段に供給する燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段とを設け、前記制御手段は、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、燃料を排ガス燃焼加熱手段に供給し、排気を加熱する制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。
- 前記制御手段は、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、
燃料電池への燃料供給量を一定にして、発電出力を減少させ、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を増加させる制御を行うか、
発電出力を維持しつつ、燃料電池への燃料供給量を増加させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる制御を行うか、
燃料電池への燃料供給量を増加させ、発電出力を減少させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる制御を行うか、或いは、
燃料電池のオフガス燃焼部に設けられた空気供給手段及び空気供給量制御手段を介して供給される空気量を調節してオフガス燃焼部の燃焼状態を希薄燃焼或いはストイキ燃焼に変化させる制御を行い、
係る制御を行った後に、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、
燃料電池の発電出力を維持或いは減少させると共に、燃料電池の発電出力を電気加熱手段に提供することにより排気を加熱する制御を行うか、
燃料電池のオフガス燃焼部に設けられた燃料供給手段及び燃料供給量制御手段を介して燃料をオフガス燃焼部に供給する制御を行うか、或いは
燃料を燃料電池の排気系に介装された加熱手段に供給し、排気を加熱する制御を行う様に構成されている請求項1の燃料電池コジェネレーションシステム。 - 請求項2の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、電力需要に対する熱需要の比率が増加したか否かを判定する工程と、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、燃料電池への燃料供給量を一定にして、発電出力を減少させ、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を増加させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項3の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、熱需要に対する電力需要の比率が増加したか否かを判定する工程と、熱需要に対する電力需要の比率が増加した場合に、燃料電池への燃料供給量を一定にして、発電出力を増加させ、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を減少させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項4の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、前記熱回収手段により回収された熱量と熱需要とを比較する工程と、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、燃料電池の発電出力を加熱手段に提供することにより排気を加熱する工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項5の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、電力需要に対する熱需要の比率が増加したか否かを判定する工程と、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、発電出力を維持しつつ、燃料電池への燃料供給量を増加させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項6の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、電力需要に対する熱需要の比率が減少したか否かを判定する工程と、電力需要に対する熱需要の比率が減少した場合に、発電出力(例えば、電流密度及び/又は燃料利用率)を維持しつつ、燃料電池への燃料供給量を減少させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を減少させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項7の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、電力需要に対する熱需要の比率が増加したか否かを判定する工程と、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、燃料電池への燃料供給量を増加させ、発電出力を減少させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項8の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、電力需要に対する熱需要の比率が減少したか否かを判定する工程と、電力需要に対する熱需要の比率が減少した場合に、燃料電池への燃料供給量を減少させ、発電出力を増加させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を減少させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項9の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を変動させるか否かを判断する工程と、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を変動させる場合に、オフガス燃焼部に供給される空気量を調節してオフガス燃焼部の燃焼状態を希薄燃焼或いはストイキ燃焼に変化させる工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項10の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回ったか否かを判定する工程と、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、前記燃料供給手段及び燃料供給量制御手段を介して燃料をオフガス燃焼部に供給する工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項11の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、前記熱回収手段により回収された熱量と熱需要とを比較する工程と、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、燃料を排ガス燃焼加熱手段に供給し、排気を加熱する工程、とを有している燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
- 請求項12の燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法において、電力需要に対する熱需要の比率が増加したか否かを判定する工程と、電力需要に対する熱需要の比率が増加した場合に、
燃料電池への燃料供給量を一定にして、発電出力を減少させ、燃料電池のオフガス量を増加させるか、
発電出力を維持しつつ、燃料電池への燃料供給量を増加させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の割合を増加させるか、
燃料電池への燃料供給量を増加させ、発電出力を減少させて、燃料電池のオフガス燃焼部で燃焼する燃料の量を増加させるか、或いは、
空気供給手段及び空気供給量制御手段を介して燃料電池のオフガス燃焼部に供給される空気量を調節してオフガス燃焼部の燃焼状態を希薄燃焼或いはストイキ燃焼に変化させる工程と、
該工程の後に、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回ったか否かを判定する工程と、前記熱回収手段により回収された熱量が熱需要を下回った場合に、
燃料電池の発電出力を減少させると共に、燃料電池の発電出力を電気加熱手段に提供することにより、排気を加熱するか、
燃料電池のオフガス燃焼部に設けられた燃料供給手段及び燃料供給量制御手段を介して燃料をオフガス燃焼部に供給するか、或いは、
燃料を燃料電池の排気系に介装された加熱手段に供給し、排気を加熱する工程、とを含んでいる燃料電池コジェネレーションシステムの制御方法。
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