JP2007257972A - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007257972A JP2007257972A JP2006080015A JP2006080015A JP2007257972A JP 2007257972 A JP2007257972 A JP 2007257972A JP 2006080015 A JP2006080015 A JP 2006080015A JP 2006080015 A JP2006080015 A JP 2006080015A JP 2007257972 A JP2007257972 A JP 2007257972A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- fuel
- power generation
- fuel gas
- gas
- 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.)
- Pending
Links
Images
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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、酸化ガス及び燃料ガスの反応により発電する燃料電池を備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell that generates electric power by a reaction between an oxidizing gas and a fuel gas.
近年、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギ源とした燃料電池システムが注目されている。このような燃料電池システムにおいて、燃料ガスとしての水素と排熱と電力とを複数の設備(コンビニエンスストア、一般家庭、発電所及び水素ステーション等)で共有する技術がある(例えば特許文献1参照)。この技術では、水素は水素、排熱は排熱、電力は電力で、それぞれ別々に共有するようになっている。
上記した技術の場合、特に排熱を設備間で共有する場合のエネルギーの損失が大きく、全体としてエネルギーを十分に有効利用できていない。 In the case of the above-described technology, energy loss is particularly large when waste heat is shared between facilities, and the energy cannot be effectively utilized as a whole.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、全体のエネルギー利用効率を向上させることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a fuel cell system capable of improving the overall energy utilization efficiency.
前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池と、該燃料電池の排熱を利用して該燃料電池に供給される燃料ガスを生成する改質器と、を有する発電設備を複数備え、前記各発電設備において前記改質器で生成された燃料ガスのうち前記燃料電池の発電に要する燃料ガスに対する余剰燃料ガスを、前記発電設備間あるいは前記発電設備と他の設備との間で共有する。 In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention supplies a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas, and supplies the fuel cell using exhaust heat of the fuel cell. A plurality of power generation equipment having a reformer that generates fuel gas, and surplus fuel gas with respect to the fuel gas required for power generation of the fuel cell among the fuel gas generated by the reformer in each power generation equipment, Sharing between the power generation facilities or between the power generation facility and other facilities.
また、本発明に係る燃料電池システム内のガス共有方法は、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって発電する燃料電池と、該燃料電池の排熱を利用して該燃料電池に供給される燃料ガスを生成する改質器と、を有する発電設備を複数備えた燃料電池システム内のガス共有方法であって、前記各発電設備において前記改質器で生成された燃料ガスのうち前記燃料電池の発電に要する燃料ガスに対する余剰燃料ガスを、前記発電設備間あるいは前記発電設備と他の設備との間で共有する。 Further, the gas sharing method in the fuel cell system according to the present invention is supplied to the fuel cell using the fuel cell that generates power by the electrochemical reaction between the fuel gas and the oxidizing gas, and the exhaust heat of the fuel cell. A gas sharing method in a fuel cell system comprising a plurality of power generation equipment having a reformer that generates fuel gas, wherein the fuel cell is a fuel gas generated by the reformer in each power generation equipment. The surplus fuel gas for the fuel gas required for power generation is shared between the power generation facilities or between the power generation facilities and other facilities.
以上の構成によれば、発電設備間あるいは発電設備と他の設備との間(以下、単に「設備間」という。)で共有することによるエネルギー損失が大きい燃料電池の排熱については、同一発電設備内の改質器による燃料ガスの生成に用いることで、その損失を小さく抑えることができ、効率良く利用できることになる。そして、このようにして各発電設備において排熱を効率良く利用して改質器で生成した、設備間での共有でも損失が生じにくい燃料ガスについて、その余剰燃料ガスを設備間で共有する。 According to the above configuration, the same power generation is applied to the exhaust heat of a fuel cell having a large energy loss due to sharing between power generation facilities or between a power generation facility and another facility (hereinafter simply referred to as “between facilities”). By using it for the production | generation of the fuel gas by the reformer in an installation, the loss can be restrained small and it can utilize efficiently. Then, the surplus fuel gas is shared between the facilities for the fuel gas that is generated by the reformer by efficiently using the exhaust heat in each power generation facility in this way and is less likely to be lost even between the facilities.
前記燃料電池としては、例えば固体酸化物型燃料電池の採用が可能である。 For example, a solid oxide fuel cell can be used as the fuel cell.
本発明によれば、全体のエネルギー利用効率を向上させることができる。 According to the present invention, the overall energy utilization efficiency can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。 Hereinafter, a fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る燃料電池システム1は、家庭や業務場所(例えば、コンビニエンスストア、銭湯、理容店、レストラン等)である複数の設置場所2,2,…にそれぞれ個別の発電設備3を備えて構成されている。
The
各発電設備3,3,…は、それぞれ、メタン等の炭化水素系燃料からなる原燃料を貯留する原燃料貯留設備5と、この原燃料貯留設備5に配管6を介して接続されこの原燃料貯留設備5からの原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質する改質器7と、改質器7に配管8を介して接続されこの改質器7から供給される燃料ガスと酸化ガスである空気との電気化学反応によって発電する定置型の燃料電池9とを有している。
Each of the
そして、各発電設備3,3,…において、燃料電池9は、それぞれ同じ設置場所2に設けられて電力を消費する電気機器類(電力消費装置)10の要求電力に応じて発電する、あるいは、要求電力とは無関係に定格で発電する。
And in each of the
ここで、燃料電池9は、定置型として用いられる発電効率が高い固体酸化物型燃料電池(SOFC)である。この燃料電池9は、作動温度が例えば700℃〜1000℃と高温であるため、発電時に比較的高温となり発熱量が多い。このため、燃料電池9が発生する熱を同じ設置場所2に設けられた給湯機器等の排熱使用機器類11で使用するとともに(図1矢印A参照)、燃料電池9に改質器7を付設して、排熱使用機器類11で使用しない残りの排熱を全面的に改質器7の改質反応の促進に利用するようになっている(図1矢印B参照)。
Here, the
そして、上記のような複数の各発電設備3,3,…の改質器7と燃料電池9とを結ぶ配管8からは、それぞれ分岐配管14が分岐しており、これら分岐配管14,14,…が複数の各発電設備3,3,…同士を結ぶ共用配管15に接続されている。
A
また、複数の各発電設備3,3,…において、それぞれ配管8における分岐配管14の分岐位置には、改質器7からの燃料ガスを燃料電池9と分岐配管14とに適宜分配する分配器17が設けられている。さらに、各発電設備3,3,…においては、燃料電池9及び電気機器類10の状態に応じて分配器17を制御する制御装置18が設けられている。
Further, in each of the plurality of
上記した共用配管15には、上記した複数の発電設備3,3,…に加えて、燃料ガスステーション(他の設備)20が配管21を介して接続されている。
In addition to the plurality of
この燃料ガスステーション20は、配管21に接続されるとともに燃料ガスを貯留するガスタンク22と、ガスタンク22に貯留している燃料ガスを、燃料電池の発電で電動モータを駆動して走行する燃料電池走行車両や燃料ガスを燃焼させる内燃機関の駆動力で走行する燃料ガス走行車両等の車両23の車載タンク23aに供給するガス供給装置24とを有している。
The
そして、各発電設備3,3,…においては、それぞれ、制御装置18が、原燃料貯留設備5に貯留された原燃料を改質器7で改質させて燃料ガスを生成し、この燃料ガスを用いて燃料電池9に、同じ設置場所2に設けられた電気機器類10の要求電力に応じて、あるいは、定格で発電させることになるが、その際に発生する燃料電池9の排熱を、必要により同じ設置場所2に設けられた排熱使用機器類11が使用し、残りの排熱は、付設された改質器7による改質反応つまり燃料ガスの生成を促進するために用いることになる。
In each of the
このとき、改質器7で生成された燃料ガスに対して、同じ発電設備3の燃料電池9による要求電力の発電に要する燃料ガスが少ない場合があり、このような場合であっても、改質器7では排熱使用機器類11に使用する以外の燃料電池9の排熱を全面的に改質反応に利用して燃料ガスを最大限生成し続ける。
At this time, the fuel gas generated by the reformer 7 may require less fuel gas to generate the required power by the
そして、制御装置18が、分配器17を制御して、改質後の燃料ガスのうち、燃料電池9による要求電力の発電に要する燃料ガスだけを燃料電池9に送り、残りの余剰燃料ガスを、分岐配管14から共用配管15に送って、例えば近隣の燃料ガスステーション20のガスタンク22に貯留させることになる。つまり、余剰燃料ガスを発電設備3と他の設備である燃料ガスステーション20との間で共有する。
Then, the
すると、燃料ガスステーション20から燃料ガスの供給を受ける車両23が、上記した余剰燃料ガスを含む燃料ガスの供給を受けることになる。つまり、発電設備3における余剰燃料ガスが、燃料ガスステーション20を介して、複数の車両23にも共有されることになる。
Then, the
また、例えば、他の発電設備3において、原燃料貯留設備5内の原燃料が不足すること等によって、燃料電池9に供給される発電用の燃料ガスが不足している場合に、この発電設備3の分配器17を制御することでこの発電設備3に共用配管15及び分岐配管14を介して余剰燃料ガスを供給することになる。
In addition, for example, when the power generation fuel gas supplied to the
以上に述べた本実施形態に係る燃料電池システム1によれば、複数の各発電設備3,3,…において、設備間で共有することによるエネルギー損失が大きい燃料電池9の排熱については、同一設備内の改質器7による燃料ガスの生成に用いることで、その損失を小さく抑えることができ、効率良く利用できることになる。
According to the
このように燃料電池9の発電時に発生する排熱を改質反応に必要なエネルギーとして利用すると、燃料ガスの改質効率は利用しない場合の60%に対して100%近くまで上昇することになる。そして、このようにして各発電設備3,3,…において排熱を効率良く利用して改質器7で生成した、設備間での共有でも損失が生じにくい燃料ガスについて、その余剰燃料ガスを、発電設備3,3,…及び燃料ガスステーション20を含む複数の設備間で共有する。
As described above, when the exhaust heat generated at the time of power generation of the
したがって、全体のエネルギー利用効率を向上させることができる。つまり、炭化水素系燃料を出発原燃料とするエネルギーフローの中で効率の高いシステムとなり、一時エネルギー消費削減及び二酸化炭素発生量削減に繋がることになる。 Therefore, the overall energy utilization efficiency can be improved. That is, it becomes a highly efficient system in the energy flow using hydrocarbon fuel as the starting raw fuel, which leads to reduction of temporary energy consumption and reduction of carbon dioxide generation.
なお、上記した発電設備3としては、例えば集合住宅等において各住戸に対する発電を一箇所で集中して行う集中型の発電設備も含まれることになり、この場合も、集中型の発電設備に大型の燃料電池9及び大型の改質器7を設置し、発電の排熱で改質器7で改質を行い、余った燃料ガスを燃料ガスステーション20等の他の設備に送ることになる。
The above-described
また、上記実施形態では、原燃料供給源として原燃料貯留設備5を例に挙げているが、このような貯留設備に限らず、例えば都市ガス等のパイプラインを使用することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the raw
1…燃料電池システム、3…発電設備(他の設備)、7…改質器、9…燃料電池、10…電気機器類(電力消費装置)、20…燃料ガスステーション(設備)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記各発電設備において前記改質器で生成された燃料ガスのうち前記燃料電池の発電に要する燃料ガスに対する余剰燃料ガスを、前記発電設備間あるいは前記発電設備と他の設備との間で共有する燃料電池システム。 A plurality of power generation facilities having a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas, and a reformer that generates fuel gas to be supplied to the fuel cell using exhaust heat of the fuel cell Prepared,
Of the fuel gas generated by the reformer in each power generation facility, surplus fuel gas for the fuel gas required for power generation of the fuel cell is shared between the power generation facilities or between the power generation facility and other facilities. Fuel cell system.
前記各発電設備において前記改質器で生成された燃料ガスのうち前記燃料電池の発電に要する燃料ガスに対する余剰燃料ガスを、前記発電設備間あるいは前記発電設備と他の設備との間で共有する燃料電池システム内のガス共有方法。
A plurality of power generation facilities having a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidizing gas, and a reformer that generates fuel gas to be supplied to the fuel cell using exhaust heat of the fuel cell A gas sharing method in a fuel cell system comprising:
Of the fuel gas generated by the reformer in each power generation facility, surplus fuel gas for the fuel gas required for power generation of the fuel cell is shared between the power generation facilities or between the power generation facility and other facilities. Gas sharing method in a fuel cell system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006080015A JP2007257972A (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006080015A JP2007257972A (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Fuel cell system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007257972A true JP2007257972A (en) | 2007-10-04 |
Family
ID=38631993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006080015A Pending JP2007257972A (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Fuel cell system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007257972A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH117972A (en) * | 1997-06-16 | 1999-01-12 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel-cell power generator |
JP2004006281A (en) * | 2002-03-29 | 2004-01-08 | Kri Inc | Energy formation device and energy carrier system |
-
2006
- 2006-03-23 JP JP2006080015A patent/JP2007257972A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH117972A (en) * | 1997-06-16 | 1999-01-12 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel-cell power generator |
JP2004006281A (en) * | 2002-03-29 | 2004-01-08 | Kri Inc | Energy formation device and energy carrier system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6861577B2 (en) | Fuel cell system and how it operates | |
JP2009077457A (en) | Operation system of distributed type power supply and its operation method | |
KR102193347B1 (en) | Apparatus and method for managing intelligence combined hydrogen station | |
JP2004355838A (en) | Hydrogen/power supply system | |
McPhail et al. | The yellow pages of SOFC technology | |
JP2019090084A (en) | Low carbon energy system and low carbon energy network system | |
JP2007265732A (en) | Supply system of electricity and hydrogen | |
JP2008262727A (en) | Phosphoric acid type fuel cell power-generating device | |
US20200313205A1 (en) | Fuel cell system including heat exchanger using anode gas or anode off-gas | |
JP5127395B2 (en) | Fuel cell power generation system | |
JP2021068532A (en) | Energy management system | |
JP2016515190A (en) | Heating equipment and method of operating heating equipment | |
JP2012009424A (en) | Fuel cell system | |
JP6557337B2 (en) | Energy generating system comprising a fuel cell and a rechargeable battery, and a method for realizing such a system | |
CN101026238A (en) | System for supplying energy to a plurality of building units | |
WO2019220797A1 (en) | Electrochemical apparatus and hydrogen system | |
US20080145724A1 (en) | Method and apparatus for generating and managing energy | |
JP2007257972A (en) | Fuel cell system | |
KR101122567B1 (en) | The electric power generator with both fuel-cell and gas fuel engine | |
JP2007179886A (en) | Fuel cell system for coping with emergency | |
JP5932690B2 (en) | Cogeneration equipment | |
JP2006073415A (en) | Fuel cell system | |
JP2013157189A (en) | Energy management device | |
JP2011096600A (en) | Fuel cell system, and operation method thereof | |
JP4307060B2 (en) | Fuel cell device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090304 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111124 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120403 |