JP2012038559A - Fuel cell system and starting method of fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system and starting method of fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012038559A JP2012038559A JP2010177406A JP2010177406A JP2012038559A JP 2012038559 A JP2012038559 A JP 2012038559A JP 2010177406 A JP2010177406 A JP 2010177406A JP 2010177406 A JP2010177406 A JP 2010177406A JP 2012038559 A JP2012038559 A JP 2012038559A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- fuel cell
- starting
- power supply
- hydrogen production
- 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.)
- Granted
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
Abstract
Description
本発明は、燃料電池システム及びその起動方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell system and a startup method thereof.
従来の燃料電池システムとしては、バーナを用いて燃料を改質して水素含有ガスを生成する改質部を有する水素製造装置と、水素含有ガスを用いて発電を行うスタックと、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような燃料電池システムは、水素製造装置を加熱する電気ヒータを有しており、起動時において、バーナを作動させると共に系統電源の電力を用いて電気ヒータを作動させることにより水素製造装置を昇温することが図られている。 A conventional fuel cell system includes a hydrogen production apparatus having a reforming unit that reforms fuel using a burner to generate a hydrogen-containing gas, and a stack that generates power using the hydrogen-containing gas. Is known (see, for example, Patent Document 1). Such a fuel cell system has an electric heater that heats the hydrogen production apparatus. At startup, the fuel cell system is operated by operating the burner and operating the electric heater using the power of the system power supply. It is intended to warm up.
ところで、上述したような燃料電池システムでは、系統電源が遮断されたいわゆる停電状態のときに自立起動させる(系統電源を用いずにシステムを起動させる)場合、自立起動用電源(蓄電池等)を別途用いて、発電させるために必要な補記類を動作させる必要がある。しかし、このような自立起動時には、自立起動用電源の残量に余裕があるとは限らず、また、その容量は限られたものであることから、起動時の消費電力を低減することが望まれる。 By the way, in the fuel cell system as described above, when the system power supply is cut off in a so-called power failure state (when the system is started up without using the system power supply), a power supply for self-startup (such as a storage battery) is separately provided. It is necessary to operate supplementary notes necessary for generating electricity. However, at the time of such independent startup, the remaining amount of the independent startup power supply is not always enough, and the capacity is limited, so it is desirable to reduce the power consumption at startup. It is.
そこで、本発明は、自立起動時において消費電力を低減することができる燃料電池システム及び燃料電池システムの起動方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the starting method of the fuel cell system and fuel cell system which can reduce power consumption at the time of self-sustained starting.
本発明に係る燃料電池システムは、原燃料を改質して水素含有ガスを生成する水素製造装置と、水素製造装置を加熱するバーナと、水素含有ガスを用いて発電を行うスタックと、水素製造装置を加熱する電気ヒータと、を備え、水素製造装置は、系統電源から電力供給を受けて起動する場合には、電気ヒータを作動させて昇温すると共に、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、電気ヒータを作動させずにバーナを作動させて昇温することを特徴とする。 A fuel cell system according to the present invention includes a hydrogen production apparatus that reforms raw fuel to produce a hydrogen-containing gas, a burner that heats the hydrogen production apparatus, a stack that generates power using the hydrogen-containing gas, and hydrogen production An electric heater that heats the apparatus, and when the hydrogen production apparatus is started by receiving power supply from the system power supply, the electric heater is operated to raise the temperature and receive power supply from the self-starting power supply. When starting up, the temperature is raised by operating the burner without operating the electric heater.
この本発明の燃料電池システムでは、自立起動時、つまり、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合、電気ヒータを作動させずにバーナを作動させることで水素製造装置が昇温する。よって、本発明によれば、自立起動時において、少ない電力でシステムを起動することができ、起動時の消費電力を低減することが可能となる。 In the fuel cell system of the present invention, when the fuel cell system is activated independently, that is, when activated by receiving power from the power supply for independent activation, the temperature of the hydrogen production apparatus is increased by operating the burner without operating the electric heater. Therefore, according to the present invention, it is possible to start up the system with less power at the time of independent start-up, and it is possible to reduce the power consumption at start-up.
また、発電に伴って生じた熱で加熱された水を貯湯水として貯留する貯湯槽をさらに備え、水素製造装置は、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、貯湯槽における貯湯水の熱量を利用して昇温することが好ましい。この場合、貯湯水の熱量を利用して水素製造装置が一層昇温することとなる。 Further, the apparatus further comprises a hot water storage tank for storing water heated by the heat generated by the power generation as hot water storage, and the hydrogen production apparatus is activated in the hot water storage tank when activated by receiving power supply from a self-starting power source. It is preferable to raise the temperature using the quantity of heat of the hot water. In this case, the temperature of the hydrogen production apparatus is further increased by using the amount of heat of the hot water storage.
このとき、貯湯槽には、貯湯水を循環させる循環流路が設けられており、水素製造装置は、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、循環流路を循環する貯湯水から熱交換器で熱を移動させることにより昇温することが好ましい。この場合、貯湯水の熱量を利用して水素製造装置を昇温するという上記作用効果を、好適に発揮させることができる。 At this time, the hot water storage tank is provided with a circulation channel for circulating the hot water, and when the hydrogen production apparatus is started by receiving power supply from a self-starting power source, the hot water storage circulating through the circulation channel is provided. It is preferable to raise the temperature by transferring heat from water using a heat exchanger. In this case, the above-mentioned effect of raising the temperature of the hydrogen production apparatus using the amount of heat of the hot water can be suitably exhibited.
また、本発明に係る燃料電池システムの起動方法は、原燃料を改質して水素含有ガスを生成する水素製造装置と、水素製造装置を加熱するバーナと、水素含有ガスを用いて発電を行うスタックと、水素製造装置を加熱する電気ヒータと、を備えた燃料電池システムの起動方法であって、系統電源から電力供給を受けて起動する場合には、電気ヒータを作動させて水素製造装置を昇温し、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、電気ヒータを作動させずにバーナを作動させて水素製造装置を昇温することを特徴とする。 The fuel cell system activation method according to the present invention performs power generation using a hydrogen production apparatus that reforms raw fuel to produce a hydrogen-containing gas, a burner that heats the hydrogen production apparatus, and a hydrogen-containing gas. A fuel cell system start-up method comprising a stack and an electric heater for heating a hydrogen production device, wherein when the electric power supply is activated from a system power supply, the electric heater is operated to operate the hydrogen production device. When the temperature is raised and the power supply is started from the power supply for self-sustained activation, the hydrogen production apparatus is heated by operating the burner without operating the electric heater.
この本発明の燃料電池システムの起動方法では、自立起動時、つまり、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合、電気ヒータを作動させずにバーナを作動させることで水素製造装置が昇温する。よって、本発明によれば、自立起動時において、少ない電力でシステムを起動することができ、起動時の消費電力を低減することが可能となる。 In the start-up method of the fuel cell system according to the present invention, at the time of self-sustained activation, that is, when the power-supply system is activated by power supply from the self-sustained start-up, the hydrogen production apparatus is raised by operating the burner without operating the electric heater. Warm up. Therefore, according to the present invention, it is possible to start up the system with less power at the time of independent start-up, and it is possible to reduce the power consumption at start-up.
また、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、発電に伴って生じた熱で加熱された水を貯湯水として貯留する貯湯槽における貯湯水の熱量を利用して、水素製造装置を昇温することが好ましい。この場合、貯湯水の熱量を利用して水素製造装置が一層昇温することとなる。 In addition, when starting by receiving power supply from a self-starting power supply, hydrogen production is performed using the amount of hot water stored in a hot water storage tank that stores hot water generated as a result of power generation as hot water. It is preferable to raise the temperature of the apparatus. In this case, the temperature of the hydrogen production apparatus is further increased by using the amount of heat of the hot water storage.
このとき、貯湯槽には、貯湯水を循環させる循環流路が設けられており、自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、循環流路を循環する貯湯水から熱交換器で熱を移動させることにより、水素製造装置を昇温することが好ましい。この場合、貯湯水の熱量を利用して水素製造装置を昇温するという上記作用効果を、好適に発揮させることができる。 At this time, the hot water storage tank is provided with a circulation channel for circulating the hot water, and when the hot water tank is started by receiving power supply from a self-starting power source, the hot water is circulated from the hot water circulating through the circulation channel. It is preferable to raise the temperature of the hydrogen production apparatus by transferring heat. In this case, the above-mentioned effect of raising the temperature of the hydrogen production apparatus using the amount of heat of the hot water can be suitably exhibited.
本発明によれば、自立起動時において消費電力を低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce power consumption at the time of self-starting.
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図1は、実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、燃料電池システム1は、例えば家庭用の電力供給源として用いられるものであり、システム本体2と貯湯槽3とを備えている。システム本体2は、原料供給装置10、Fuel Processor System(FPS:水素製造装置)20、燃料供給装置30、酸素含有ガス供給装置40、燃料電池(スタック)50、システム制御部60、Power Conditioning System(PCS)70、カソードガス供給装置80及び余剰電力ヒータ90を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the
原料供給装置10は、FPS20において処理される原料(原燃料)を供給するためのものである。原料としては、炭素及び水素を含んでなる化合物(例えば、メタン及びプロパン等の炭化水素類、メタノール及びエタノール等のアルコール類、ジメチルエーテル等のエーテル類)が挙げられる。中でも、入手容易性の観点からは、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、メタン、天然ガス、都市ガス、LPG(液化石油ガス)、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油等が好ましく、特に、取扱い性にも優れた灯油が一層好ましい。
The raw
FPS20は、原料供給装置10から供給される原料を処理して水素含有ガスを生成するものである。ここでのFPS20は、改質部21、シフト部22、選択酸化部23、電気ヒータ24及び熱交換器25を含んで構成されている。
FPS20 processes the raw material supplied from the raw
改質部21は、改質触媒を用いて原料供給装置10から供給される原料を改質し、水素含有ガスである改質ガスを生成する部位である。改質触媒は、担体と、該担体に担持される金属とを含んで構成されている。担体の構成材料としては、例えば酸化アルミニウム(アルミナ)及び二酸化ジルコニウム(ジルコニア)が挙げられる。担持される金属としては、例えばニッケル、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、レニウム、及びコバルトが挙げられる。なお、改質手法としては、水蒸気改質及び自己熱交換改質等が挙げられる。
The reforming
改質部21には、バーナ21aが設けられている。バーナ21aは、改質部21における改質に要する熱を供給するためのものであり、燃料供給装置30から供給される燃料及び酸素含有ガス供給装置40から供給される酸素含有ガスを用いて燃焼を行うことにより熱を発生する構造を有している。
The
シフト部22は、改質部21から供給される改質ガスに含まれる一酸化炭素を、シフト触媒を用いて除去する部位である。シフト触媒は、Fe−Crの混合酸化物、Zn−Cuの混合酸化物、白金、ルテニウム、イリジウム等の貴金属を含有する触媒で構成される。なお、シフト部22を経た改質ガス中の一酸化炭素濃度は、例えば10000ppm以下とされる。
The
選択酸化部23は、シフト部22から供給される改質ガスに含まれる一酸化炭素を、選択酸化触媒を用いて除去する部位である。選択酸化触媒は、担体と、該担体に担持される金属とを含んで構成されている。担体の構成材料としては、例えば酸化アルミニウム(アルミナ)及び二酸化ジルコニウム(ジルコニア)が挙げられる。担持される金属としては、例えば白金及びルテニウムが挙げられる。なお、選択酸化部23を経た改質ガス中の一酸化炭素濃度は、例えば100ppm以下とされる。
The
電気ヒータ24は、FPS20を加熱して昇温させるものであり、ここでは、少なくとも改質部21を昇温させる。この電気ヒータ24は、PCS70に接続されており、該PCS70から電力が供給されて作動される。電気ヒータ24としては、例えばシーズヒータ等が用いられる。
The
熱交換器25は、後述の循環流路3aを介して貯湯槽3から導入された貯湯水との間で熱交換を行うものである。この熱交換器25は、燃料電池の発電時において、発電に伴って生じた熱を回収する熱回収系を構成する。つまり、燃料電池の発電時の熱交換器25は、循環流路3aを流通する貯湯水へ熱を移動させて該貯湯水を加熱する。
The
燃料供給装置30は、バーナ21aで燃焼される燃料を供給するためのものである。燃料としては、原料供給装置10により供給される原料と同様のものが挙げられるが、エネルギーを有効利用する観点から、定常駆動時等には、燃料電池50から排出される水素含有ガス(いわゆるオフガス)を用いることが好ましい。
The
酸素含有ガス供給装置40は、バーナ21aでの燃料の燃焼に使用される酸素含有ガスを該バーナ21aに供給するためのものである。酸素含有ガス供給装置40としては、例えばポンプ、ファン、及びブロワが挙げられる。本実施形態における酸素含有ガス供給装置40は、PCS70に接続されており、該PCS70を介して酸素含有ガスが供給されるように構成されている。酸素含有ガスとしては、例えば純酸素ガス、酸素富化空気、及び空気が挙げられるが、中でも取扱容易性及びコストの観点から空気が好ましい。
The oxygen-containing
燃料電池50は、アノード51及びカソード52を有しており、アノードガスとしての水素含有ガス中の水素と、カソードガスとしての酸素含有ガス中の酸素とを用いて電力を発生させるものである。水素含有ガスとしては、上述の改質ガス等が挙げられる。酸素含有ガスとしては、例えば純酸素ガス、酸素富化空気、及び空気が挙げられるが、中でも取扱容易性及びコストの観点から空気が好ましい。
The
アノード51は、電気化学的酸化反応が起きる状態にある電極であり、FPS20から改質ガスが供給されるように構成されている。カソード52は、電気化学的還元反応が起きる状態にある電極であり、後述のカソードガス供給装置80を介して空気が供給されるように構成されている。なお、本実施形態における燃料電池50は、固体高分子形燃料電池(PEFC)を採用して説明しているが、これには限られず、例えば固体酸化物形燃料電池(SOFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)、及び溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)等を採用してもよい。
The
システム制御部60は、燃料電池システム1の駆動を制御する駆動制御部としての機能を有するものである。例えば電子制御を行うデバイス(例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び入出力インターフェイスを含んで構成されたデバイス)が挙げられる。本実施形態におけるシステム制御部60は、PCS70、原料供給装置10、燃料供給装置30、酸素含有ガス供給装置40、及びカソードガス供給装置80等の補機類(以下、単に「補機類」と称す)と電気的に接続されている。
The
PCS70は、燃料電池50で発生した電力の調整を行う電力調整機構としての役割を担うものであり、電圧変換器71及び直交変換器72を有している。電圧変換器71は、燃料電池50から出力された直流電力の電圧を変換するものであり、例えばDC/DCコンバータが挙げられる。直交変換器72は、電圧変換器71により変圧された電力を直流から交流へ変換するものであり、例えばDC/ACコンバータ及びインバータが挙げられる。
The
PCS70は、燃料電池システム1から供給される電力を外部電力負荷EIに供給する他、燃料電池システム1内部に設けられた原料供給装置10、酸素含有ガス供給装置40、貯湯水循環用のポンプP、FPS昇温用のヒータ24、バーナ21a等、燃料電池システム1の運転に必要な補機類に電力を供給する。
The
このPCS70は、外部電力負荷EI及び外部電力系統(系統電源)CEに対して電気的に接続されている。なお、外部電力負荷EIは、燃料電池システム1から供給される電力を消費するものである。また、PCS70は、補機類に電気的に接続されており、当該補機類に電力を供給する。PCS70には、蓄電池等の自立起動用電源100が電気的に接続されている。
The
カソードガス供給装置80は、燃料電池50のカソード52にカソードガスを供給するためのものである。本実施形態におけるカソードガス供給装置80は、接続長さを小さくして消費電力(電力ロス)を低減し、効率低下を抑制するという観点から、燃料電池50と電圧変換器71との間から電力が供給されるように構成されていてもよく、電圧変換器71と直交変換器72との間、或いは、直交変換器72と外部電力負荷EIとの間から電力が供給されるように構成されていてもよい。
The cathode
余剰電力ヒータ90は、燃料電池50で生じた電力のうち、燃料電池システム1内部の補機類及び外部電力負荷EIで消費しきれない余剰分の電力を利用して、貯湯槽3から導入された貯湯水を加熱するためのものである。この余剰電力ヒータ90は、PCS70に電気的に接続されている。
The
貯湯槽3は、発電に伴って生じた熱で加熱された水を貯湯水として貯留するものである。この貯湯槽3には、システム本体2内にて貯湯水を循環させる循環流路3aが設けられている。循環流路3aは、熱交換器25に接続されており、これにより、循環流路3aを流通する貯湯水は、熱交換器25において熱が授受されることとなる。また、循環流路3aには、循環流路3aにより貯湯水が循環するよう該貯湯水を圧送するポンプPが設けられている。
The hot
以上のように構成された燃料電池システム1では、外部電力系統CEを利用する通常起動時(つまり、外部電力系統CEから電力供給を受けて起動する場合)において、まず、外部電力系統CEから補機類にPCS70を介して電力が供給され、起動状態とされる。このとき、外部電力系統CEからの電力は、図示しないAC/DCコンバータによって交流から直流に変換したうえで補機類に供給される。
In the
続いて、バーナ21aが作動されると共に電気ヒータ24が作動され、FPS20が昇温する。具体的には、燃料供給装置30を介してバーナ21aに燃料が供給されると共に、酸素含有ガス供給装置40を介してバーナ21aに酸素含有ガスが供給され、バーナ21aの燃焼が開始される。これと共に、電気ヒータ24に電力が供給されて発熱される。これにより、改質部21の改質触媒、シフト部22のシフト触媒、及び選択酸化部23の選択酸化触媒のうちの少なくとも1つが所定温度まで昇温する。
Subsequently, the
そしてその後、燃料電池システム1では、発電運転が行われる。すなわち、原料供給装置10を介して改質部21に原料が供給されて改質され、この改質部21で水素含有ガス(改質ガス)が生成される。生成された改質ガスは、シフト部22及び選択酸化部23を介して一酸化炭素が所定濃度まで低減され、燃料電池50のアノード51に供給される。
Thereafter, in the
続いて、燃料電池50では、FPS20から供給された改質ガス(水素)、及びカソードガス供給装置80から供給された酸素含有ガス(酸素)が用いられて発電が行われる。その後、発電された電力は、PCS70に供給され、電圧変換器71によって変圧された上で直交変換器72によって直流から交流に変換され、外部電力負荷EIに供給されて消費される。なお、電圧変換器71によって変圧された直流電力は、その一部が余剰電力ヒータ90にも供給される。
Subsequently, in the
このような発電運転に併せ、ポンプPが作動され、貯湯槽3内に貯留された貯留水が循環流路3aによって循環される。具体的には、貯留水は、システム本体2に導入され、熱交換器25によって熱交換されて加熱された後、貯湯槽3に戻される。これにより、貯留水は、例えば65℃の温水として家庭用の給湯に使用可能とされる。
In conjunction with such a power generation operation, the pump P is operated, and the stored water stored in the hot
次に、本実施形態の燃料電池システム1を自立起動させる場合について、外部電力系統CEからの電力の供給が遮断されたいわゆる停電状態の場合を例示して説明する。
Next, the case where the
燃料電池システム1では、停電状態の場合、図2(a)に示すように、まず、補機類に自立起動用電源100がPCS20に電気的に接続される。自立起動用電源100は、発電機や蓄電池を用いることができる。蓄電池の場合は、燃料電池システム1に内蔵していてもよいし、燃料電池システム1外部から接続してもよい。続いて、燃料供給装置30、酸素含有ガス供給装置40、カソードガス供給装置80等の補機に自立起動用電源100から電力が供給され、起動状態とされる。このとき、システム制御部60により、自立起動用電源100からの電力が電気ヒータ24に供給されないよう制御する。
In the
続いて、電気ヒータ24を作動させずにバーナ21aのみが作動され、FPS20が昇温する。具体的には、燃料供給装置30を介してバーナ21aに燃料が供給されると共に、酸素含有ガス供給装置40を介してバーナ21aに酸素含有ガスが供給され、バーナ21aにおける燃焼が開始される。これにより、改質部21の改質触媒、シフト部22のシフト触媒、及び選択酸化部23の選択酸化触媒の少なくとも1つが、貯湯水温度まで昇温することとなる。起動の工程を経て燃料電池50が発電を開始した後には、補機類への電力供給源を自立起動用電源100から燃料電池50に切り替えて燃料電池システム1の運転を継続することができる。
Subsequently, only the
或いは、図2(b)に示すように、電気ヒータ24を作動させずにバーナ21a作動させるのに加え、貯湯水の熱量が利用されてFPS20が昇温させてもよい。具体的には、燃料供給装置30を介してバーナ21aに燃料が供給されると共に、酸素含有ガス供給装置40を介してバーナ21aに酸素含有ガスが供給され、バーナ21aにおける燃焼が開始される。加えて、PCS70によりポンプPが作動され、循環流路3aによって貯留水が循環され、熱交換器25によって貯湯水からFPS20へ熱が移動される(熱交換される)。これにより、少なくとも改質部21の改質触媒、シフト部22のシフト触媒、及び選択酸化部23の選択酸化触媒が、所定温度まで一層昇温することとなる。
Alternatively, as shown in FIG. 2B, in addition to operating the
以上、本実施形態によれば、自立起動時、つまり、外部電力系統CEを用いずに自立起動用電源100から電力供給を受けて起動する場合、電気ヒータ24を作動させずにバーナ21aを作動させることでFPS20が昇温する。よって、自立起動時において、少ない電力でシステムを起動することができ、起動時の消費電力を低減することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態では、上述したように、自立起動時において、貯湯槽3に貯留される貯湯水を熱交換器25に循環させてもよい。これにより、改質部21の改質触媒、シフト部22のシフト触媒、及び選択酸化部23の選択酸化触媒の少なくとも1つをさせることができる。電気ヒータ24よりも消費電力が少ない貯留水の圧送ポンプPを動作させることにより、消費電力を低減しつつ、より短時間でFPS20を昇温させることができる。
In the present embodiment, as described above, the hot water stored in the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る燃料電池システムは、実施形態に係る上記燃料電池システム1に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。例えば、上記実施形態では、電気ヒータ24としてシーズヒータ等を用いているが、電力が供給されることで発熱する電気ヒータであれば、種々のものを用いてもよい。
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the fuel cell system which concerns on this invention is not restricted to the said
1…燃料電池システム、3…貯湯槽、3a…循環流路、20…FPS(水素製造装置)、21a…バーナ、24…電気ヒータ、25…熱交換器、50…燃料電池(スタック)、100…自立起動用電源、CE…外部電力系統(系統電源)。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記水素製造装置を加熱するバーナと、
前記水素含有ガスを用いて発電を行うスタックと、
前記水素製造装置を加熱する電気ヒータと、を備え、
前記水素製造装置は、
系統電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記電気ヒータを作動させて昇温すると共に、
自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記電気ヒータを作動させずに前記バーナを作動させて昇温することを特徴とする燃料電池システム。 A hydrogen production device that reforms raw fuel to produce a hydrogen-containing gas;
A burner for heating the hydrogen production device;
A stack for generating power using the hydrogen-containing gas;
An electric heater for heating the hydrogen production device,
The hydrogen production apparatus includes:
When starting by receiving power supply from the system power supply, the electric heater is operated to raise the temperature,
In the fuel cell system, when the power supply is started from the self-starting power source, the temperature is raised by operating the burner without operating the electric heater.
前記水素製造装置は、前記自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記貯湯槽における前記貯湯水の熱量を利用して昇温することを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。 It further comprises a hot water storage tank for storing water heated by heat generated with power generation as hot water storage water,
2. The fuel according to claim 1, wherein, when the hydrogen production apparatus is activated by receiving power supply from the self-sustained activation power source, the temperature of the hydrogen production apparatus is increased using the amount of heat of the hot water stored in the hot water storage tank. Battery system.
前記水素製造装置は、前記自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記循環流路を循環する前記貯湯水から熱交換器で熱を移動させることにより昇温することを特徴とする請求項2記載の燃料電池システム。 The hot water tank is provided with a circulation channel for circulating the hot water,
The hydrogen production apparatus, when activated by receiving power supply from the self-sustained activation power source, raises the temperature by moving heat from the hot water circulating in the circulation flow path using a heat exchanger. The fuel cell system according to claim 2.
系統電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記電気ヒータを作動させて前記水素製造装置を昇温し、
自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記電気ヒータを作動させずに前記バーナを作動させて前記水素製造装置を昇温することを特徴とする燃料電池システムの起動方法。 Hydrogen production apparatus for reforming raw fuel to produce hydrogen-containing gas, burner for heating the hydrogen production apparatus, stack for generating power using the hydrogen-containing gas, and electric heater for heating the hydrogen production apparatus A method for starting a fuel cell system comprising:
When starting by receiving power supply from a system power supply, the hydrogen heater is heated by operating the electric heater,
A method for starting a fuel cell system, wherein when starting by receiving power supply from a self-starting power source, the temperature of the hydrogen production apparatus is raised by operating the burner without operating the electric heater.
前記自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、前記循環流路を循環する前記貯湯水から熱交換器で熱を移動させることにより、前記水素製造装置を昇温することを特徴とする請求項5記載の燃料電池システムの起動方法。 The hot water tank is provided with a circulation channel for circulating the hot water,
When starting by receiving power supply from the self-starting power supply, the hydrogen production apparatus is heated by moving heat from the hot water circulating in the circulation flow path using a heat exchanger. The method for starting a fuel cell system according to claim 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010177406A JP5421875B2 (en) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Fuel cell system and method for starting fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010177406A JP5421875B2 (en) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Fuel cell system and method for starting fuel cell system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012038559A true JP2012038559A (en) | 2012-02-23 |
JP5421875B2 JP5421875B2 (en) | 2014-02-19 |
Family
ID=45850354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010177406A Expired - Fee Related JP5421875B2 (en) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Fuel cell system and method for starting fuel cell system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5421875B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014134355A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Osaka Gas Co Ltd | Cogeneration system and operation method of cogeneration system |
EP2833455A1 (en) * | 2012-03-29 | 2015-02-04 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
JPWO2012165516A1 (en) * | 2011-05-30 | 2015-02-23 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
JP2016094328A (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Hydrogen generator and method for operating the same, and fuel cell system |
JP2016141606A (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Hydrogen generator and fuel cell system |
WO2018168450A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 澤藤電機株式会社 | Transportation device equipped with fuel cell system |
EP3792218A1 (en) | 2014-03-11 | 2021-03-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydrogen generation apparatus, method for driving same, and fuel cell system |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09245825A (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell power generating device |
JP2001093550A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Toshiba Corp | Solid polymer fuel cell generator and method for operating |
JP2001185197A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | Fuel cell system |
JP2005216488A (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Operation method of fuel cell power generation device |
JP2006240952A (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fuel reforming device and fuel cell system |
JP2008022650A (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Univ Of Tsukuba | Self-sustained operation assist device and power supply system |
JP2010108807A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Fuel cell power generation system and operation method of the same |
-
2010
- 2010-08-06 JP JP2010177406A patent/JP5421875B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09245825A (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell power generating device |
JP2001093550A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Toshiba Corp | Solid polymer fuel cell generator and method for operating |
JP2001185197A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | Fuel cell system |
JP2005216488A (en) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Operation method of fuel cell power generation device |
JP2006240952A (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fuel reforming device and fuel cell system |
JP2008022650A (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Univ Of Tsukuba | Self-sustained operation assist device and power supply system |
JP2010108807A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Fuel cell power generation system and operation method of the same |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2012165516A1 (en) * | 2011-05-30 | 2015-02-23 | 京セラ株式会社 | Fuel cell device |
US9225047B2 (en) | 2011-05-30 | 2015-12-29 | Kyocera Corporation | Fuel cell device |
EP2833455A1 (en) * | 2012-03-29 | 2015-02-04 | Panasonic Corporation | Fuel cell system |
EP2833455A4 (en) * | 2012-03-29 | 2015-04-01 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
US9520603B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-12-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Fuel cell system |
JP2014134355A (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Osaka Gas Co Ltd | Cogeneration system and operation method of cogeneration system |
EP3792218A1 (en) | 2014-03-11 | 2021-03-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydrogen generation apparatus, method for driving same, and fuel cell system |
EP4005973A1 (en) | 2014-03-11 | 2022-06-01 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydrogen generation apparatus, method for driving same, and fuel cell system |
JP2016094328A (en) * | 2014-11-06 | 2016-05-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Hydrogen generator and method for operating the same, and fuel cell system |
JP2016141606A (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Hydrogen generator and fuel cell system |
CN110383551A (en) * | 2017-03-17 | 2019-10-25 | 泽藤电机株式会社 | Equipped with the transport device of fuel cell system |
JP2018156832A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 澤藤電機株式会社 | Transport machine with fuel cell system |
US11014809B2 (en) | 2017-03-17 | 2021-05-25 | Sawafuji Electric Co., Ltd. | Transportation device equipped with fuel cell system |
WO2018168450A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 澤藤電機株式会社 | Transportation device equipped with fuel cell system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5421875B2 (en) | 2014-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5421875B2 (en) | Fuel cell system and method for starting fuel cell system | |
US10320018B2 (en) | Dynamically responsive high efficiency CCHP system | |
EP2044644B1 (en) | Steam reforming method for fuel cells | |
US9331351B2 (en) | Solid oxide fuel cell device | |
US8741495B2 (en) | Solid oxide fuel cell device | |
JP2007311072A (en) | Fuel cell system and its operation method | |
JP2006194580A (en) | Burner for reforming device, reforming device and fuel cell system | |
JP2010251309A (en) | Solid oxide fuel cell system and cogeneration system including the same | |
JP6174578B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
JP5132143B2 (en) | Fuel cell device | |
JP5597628B2 (en) | Fuel cell device | |
JP2008217999A (en) | Operation method of high temperature type fuel cell system | |
JP2013157189A (en) | Energy management device | |
JP3992423B2 (en) | Method and apparatus for starting operation of fuel cell system | |
JP4917791B2 (en) | Fuel cell system | |
JP3939333B2 (en) | Hot water system | |
JP2011210637A (en) | Fuel cell system | |
JP5738319B2 (en) | Fuel cell system | |
WO2022113397A1 (en) | Fuel cell system | |
JP5525306B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2011210650A (en) | Fuel cell system | |
JP2015213023A (en) | Fuel cell system | |
JPH11233131A (en) | Solid high polymer type fuel cell system | |
JP5390887B2 (en) | Hydrogen production apparatus and fuel cell system | |
JP2007220575A (en) | Fuel cell power generation device, control program, and control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120927 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130530 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131024 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131122 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |