JP2007200786A - 燃料電池発電装置及び制御プログラム並びに制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池スタック3及び燃料改質器4を含む燃料電池モジュール2と、燃料ガス供給手段と、空気供給手段と、水蒸気供給手段と、制御手段とを備える燃料電池発電装置において、空気供給手段を、熱交換器20を通した温空気を供給する第1の空気供給系と、熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系の2系統とし、第1の空気供給系と第2の空気供給系とを燃料電池モジュール2内で連結して燃料電池スタック3に接続する。また制御手段では、温空気及び冷空気の合計流量を変えずにそれらの混合比率を変える第1の制御と、温空気又は冷空気の一方の流量を変えずに他方の流量のみを変える第2の制御を行う。
【選択図】図1
Description
燃料極: H2 + O2− → H2O + 2e−
全体 : H2 + 1/2O2 → H2O
2 燃料電池モジュール
3 燃料電池スタック
4 燃料改質器
5 制御部
6a、6b 空気ブロア
7 燃料ガスブロア
8 水移送ポンプ
9 純水タンク
10 水蒸気発生器
11 空気極層
12 固体電解質層
13 燃料極層
14 発電セル
15、16 端板
17 セパレータ
18 空気極集電体
19 燃料極集電体
20 熱交換器
Claims (10)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により電力を発生させる燃料電池スタックを含む燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスとして空気を供給する空気供給手段と、少なくとも前記空気供給手段を制御する制御手段と、を少なくとも備える燃料電池発電装置において、
前記空気供給手段は、熱交換器を通して温めた温空気を供給する第1の空気供給系と熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系とを含み、前記第1の空気供給系と前記第2の空気供給系とは、前記燃料電池モジュール内で連結して前記燃料電池スタックに接続されることを特徴とする燃料電池発電装置。 - 炭化水素系の燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により電力を発生させる燃料電池スタック及び前記燃料ガスを改質する燃料改質器を含む燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスとして空気を供給する空気供給手段と、前記燃料ガスの供給経路に水蒸気を導入する水蒸気供給手段と、少なくとも前記空気供給手段を制御する制御手段と、を少なくとも備える燃料電池発電装置において、
前記空気供給手段は、熱交換器を通して温めた温空気を供給する第1の空気供給系と熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系とを含み、前記第1の空気供給系と前記第2の空気供給系とは、前記燃料電池モジュール内で連結して前記燃料電池スタックに接続されることを特徴とする燃料電池発電装置。 - 前記燃料電池発電装置に前記燃料電池スタックの温度を測定する手段を備え、
前記制御手段では、前記燃料電池スタックの温度が変化した場合に、前記温空気及び前記冷空気の合計流量を変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気と前記冷空気の混合比率を変える第1の制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池発電装置。 - 前記制御手段は、前記第1の制御では前記燃料電池スタックの温度を制御できない場合に、前記温空気又は前記冷空気の一方の流量は変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気又は前記冷空気の他方の流量のみを変える第2の制御を行うことを特徴とする請求項3記載の燃料電池発電装置。
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により電力を発生させる燃料電池スタックを含む燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスとして空気を供給する空気供給手段と、前記燃料電池スタックの温度を測定する手段と、を少なくとも備え、前記空気供給手段は、熱交換器を通して温めた温空気を供給する第1の空気供給系と熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系とを含み、前記第1の空気供給系と前記第2の空気供給系とは、前記燃料電池モジュール内で連結して前記燃料電池スタックに接続されてなる燃料電池発電装置を制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記燃料電池スタックの温度が変化した場合に、前記温空気及び前記冷空気の合計流量を変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気と前記冷空気の混合比率を変える第1の制御を行う制御手段、として機能させることを特徴とする制御プログラム。 - 炭化水素系の燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により電力を発生させる燃料電池スタック及び前記燃料ガスを改質する燃料改質器を含む燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスとして空気を供給する空気供給手段と、前記燃料ガスの供給経路に水蒸気を導入する水蒸気供給手段と、前記燃料電池スタックの温度を測定する手段と、を少なくとも備え、前記空気供給手段は、熱交換器を通して温めた温空気を供給する第1の空気供給系と熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系とを含み、前記第1の空気供給系と前記第2の空気供給系とは、前記燃料電池モジュール内で連結して前記燃料電池スタックに接続されてなる燃料電池発電装置を制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記燃料電池スタックの温度が変化した場合に、前記温空気及び前記冷空気の合計流量を変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気と前記冷空気の混合比率を変える第1の制御を行う制御手段、として機能させることを特徴とする制御プログラム。 - 前記制御手段は、前記第1の制御では前記燃料電池スタックの温度を制御できない場合に、前記温空気又は前記冷空気の一方の流量は変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気又は前記冷空気の他方の流量のみを変える第2の制御を行うことを特徴とする請求項5又は6に記載の制御プログラム。
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により電力を発生させる燃料電池スタックを含む燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスとして空気を供給する空気供給手段と、前記燃料電池スタックの温度を測定する手段と、を少なくとも備え、前記空気供給手段は、熱交換器を通して温めた温空気を供給する第1の空気供給系と熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系とを含み、前記第1の空気供給系と前記第2の空気供給系とは、前記燃料電池モジュール内で連結して前記燃料電池スタックに接続されてなる燃料電池発電装置の制御方法であって、
前記燃料電池発電装置の定格運転時に、前記燃料電池スタックの温度を監視するステップと、
前記燃料電池スタックの温度が変化した場合に、前記温空気及び前記冷空気の合計流量を変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気と前記冷空気の混合比率を変える第1の制御ステップと、を少なくとも有することを特徴とする燃料電池発電装置の制御方法。 - 炭化水素系の燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により電力を発生させる燃料電池スタック及び前記燃料ガスを改質する燃料改質器を含む燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスとして空気を供給する空気供給手段と、前記燃料ガスの供給経路に水蒸気を導入する水蒸気供給手段と、前記燃料電池スタックの温度を測定する手段と、を少なくとも備え、前記空気供給手段は、熱交換器を通して温めた温空気を供給する第1の空気供給系と熱交換器を通さない冷空気を供給する第2の空気供給系とを含み、前記第1の空気供給系と前記第2の空気供給系とは、前記燃料電池モジュール内で連結して前記燃料電池スタックに接続されてなる燃料電池発電装置の制御方法であって、
前記燃料電池発電装置の定格運転時に、前記燃料電池スタックの温度を監視するステップと、
前記燃料電池スタックの温度が変化した場合に、前記温空気及び前記冷空気の合計流量を変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気と前記冷空気の混合比率を変える第1の制御ステップと、を少なくとも有することを特徴とする燃料電池発電装置の制御方法。 - 更に、
前記第1の制御では前記燃料電池スタックの温度を制御できない場合に、前記温空気又は前記冷空気の一方の流量は変えずに、少なくとも前記燃料電池スタックの温度の変化量に基づいて、前記温空気又は前記冷空気の他方の流量のみを変える第2の制御ステップを有することを特徴とする請求項8又は9に記載の燃料電池発電装置の制御方法。
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