JP2012238424A - 燃料電池発電システムおよび燃料電池発電システムにおける電気ヒータへの電力投入方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 逆潮流防止用のヒータを自立運転時の模擬負荷として使用することができる、自立運転可能な燃料電池システムおよび燃料電池発電システムにおける電気ヒータへの電力投入方法を提供することである。
【解決手段】 本実施形態は、逆潮流防止ヒータ12に投入される電力を燃料電池1の直流出力電力と系統連係インバータ3の交流出力電力との間で切り換えるスイッチ30を有する。スイッチ30は、制御装置20からの制御信号に基づいて切り換え制御される。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施の形態に係る燃料電池発電システムの構成を示す図である。
停止中及び、系統連系中の動作は同一なので省略する。
=200(W)
このときの電圧は制御していないが、以下の式より100Vとなる。
=200/2
=100(V)
電流設定値を可変することにより、逆潮流防止ヒータでの消費電力を任意に変更することが可能であり、省エネルギーの観点から望ましい、最低出力運転時と同等の運転状態とすることが可能である。
以下、第2の実施の形態に係る燃料電池発電システムについて説明する。
次に、第2の実施の形態の他の燃料電池発電システムについて説明する。
Claims (13)
- 燃料ガスと酸化剤ガスの電気化学反応により直流電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池から発生した直流電力を交流電力に変換して、電力系統へ連系して交流電力を出力するインバータと、
燃料電池発電システムの排熱を回収して熱として蓄える貯湯槽と、
前記貯湯槽に接続された排熱回収ラインと、
前記排熱回収ラインに接続された電気ヒータと、
前記電気ヒータに投入する電力を、前記燃料電池の出力側の直流電力と、前記インバータの出力側の交流電力との間で切り換える切り換えスイッチと、
前記切り換えスイッチに切り換え制御信号を出力する制御装置と
を具備し、
前記切り換えスイッチは、前記制御装置から出力された切り換え制御信号に基づいて、前記電気ヒータに投入する電力を、前記燃料電池の出力側の直流電力と、前記インバータの出力側の交流電力との間で切り換えることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 前記制御装置は、さらに、
前記燃料電池が停止中であるか否かの判断を行なう判断手段と、
前記燃料電池が停止中であると判断された場合に、前記切り換えスイッチを前記燃料電池出力側に切り換えるための切り換え制御信号を前記切り換えスイッチに出力する手段と
を具備することを特徴とする請求項1記載の燃料電池発電システム。 - 前記制御装置は、さらに、
前記燃料電池が発電中であるか否かの判断を行なう判断手段と、
前記燃料電池が発電中であると判断された場合に、前記切り換えスイッチを前記インバータの出力側の交流電力に切り換えるための切り換え制御信号を前記切り換えスイッチに出力する手段と
を具備することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の燃料電池発電システム。 - 前記電力系統との接続点の電流を計測する受電点電流センサーと、
前記インバータと前記切り換えスイッチとの間に接続され、前記インバータの前記切り換えスイッチへ入力される交流電力を調整する電力調整器とをさらに具備し、
前記制御装置は、
前記受電点電流センサーによって計測された電流に基づいて逆潮流を検出する検出する手段と、
発電中に前記逆潮流が検出された場合に、前記検出された逆潮流発生量に相当する電力消費量が前記逆潮流防止ヒータに投入されるように、前記電力調整器を制御する手段と
をさらに具備する請求項3に記載の燃料電池発電システム。 - 前記インバータと前記電力系統との間に接続され、前記インバータを前記電力系統から遮断する連係リレーをさらに具備し、
前記制御装置は、
前記商用電力系統の電圧信号に基づいて系統異常を検出する手段と、
発電中に前記系統異常が検出された場合に、前記連係リレーを制御して前記インバータを前記電力系統から遮断し、前記インバータを電圧制御モード又は電流制御モードで制御する手段と
をさらに具備する請求項3に記載の燃料電池発電システム。 - 燃料ガスと酸化剤ガスの電気化学反応により直流電力を発生する燃料電池と、
前記燃料電池から発生した直流電力を交流電力に変換して、電力系統へ連系して交流電力を出力するインバータと、
燃料電池発電システムの排熱を回収して熱として蓄える貯湯槽と、
前記貯湯槽に接続された排熱回収ラインと、
前記排熱回収ラインに接続された電気ヒータと、
前記電気ヒータに投入する電力を、前記燃料電池の出力側の直流電力と、前記インバータの出力側の交流電力との間で切り換える切り換えスイッチと、
前記切り換えスイッチに切り換え制御信号を出力する制御装置と
を具備する燃料電池発電システムにおける電気ヒータへの電力投入方法において、
前記制御装置が、
前記燃料電池が停止中であるか否かの判断を行ない、
前記燃料電池が停止中であると判断された場合に、前記切り換えスイッチを前記燃料電池出力側に切り換えるための切り換え制御信号を前記切り換えスイッチに出力することを特徴とする燃料電池発電システムにおける電気ヒータへの電力投入方法。 - 燃料電池と、
前記燃料電池の直流出力電圧を検出する電圧検出器と、
前記燃料電池の直流出力電力を交流出力電力に変換するインバータと、
前記インバータの交流出力電流を検出する電流検出器と、
電気ヒータと、
前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力と前記インバータの交流出力電力との間で切り換えるための切り換え器と、
前記電圧検出器によって検出された前記燃料電池の直流出力電圧及び前記電流検出器によって検出された前記インバータの交流出力電流の少なくとも1つに基づいて、前記切り換え器を切り換えるための制御信号を出力する制御装置とを具備し、
前記切り換え器は、前記制御装置からの制御信号に基づいて、前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力と前記インバータの交流出力電力との間で切り換えることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 前記制御装置は、さらに、
前記電圧検出器によって検出された前記燃料電池の直流出力電圧及び前記電流検出器によって検出された前記インバータの交流出力電流の少なくとも1つに基づいて、前記燃料電池が停止中か否かを判断する手段と、
前記燃料電池が停止中であると判断された場合に、前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力に切り換えるための制御信号を前記切換えスイッチに出力する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項7記載の燃料電池発電システム。 - 前記制御装置は、さらに、
前記燃料電池が起動中か否かを判断する手段と、
前記燃料電池が起動中であると判断された場合に、前記燃料電池に水素が導入されたか否かを判断する手段と、
前記燃料電池に水素が導入されたと判断された場合に、前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力に切り換えるための制御信号を前記切換えスイッチに出力する手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項8記載の燃料電池発電システム。 - 前記制御装置は、さらに、
前記燃料電池に水素が導入されていないと判断された場合に、特性回復操作を行なうか否かを判断する手段と、
特性回復操作を行なうと判断された場合には、前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力に切り換えるための制御信号を前記切換えスイッチに出力し、特性回復操作を行なわないと判断された場合には、前記電気ヒータに投入する電力を前記インバータの交流出力電力に切り換えるための制御信号を前記切換えスイッチに出力する手段と
を具備することを特徴とする請求項9記載の燃料電池発電システム。 - 前記制御装置は、さらに、
前記燃料電池が起動中ではないと判断された場合に、前記燃料電池が発電中であるか否かを判断する手段と、
前記燃料電池が発電中であると判断された場合に、前記電気ヒータに投入する電力を前記インバータの交流出力電力に切り換えるための制御信号を前記切換えスイッチに出力する手段と
を具備することを特徴とする請求項9記載の燃料電池発電システム。 - 前記電気ヒータは、可変抵抗式電気ヒータであることを特徴とする請求項7記載の燃料電池発電システム。
- 燃料電池と、
前記燃料電池の直流出力電圧を検出する電圧検出器と、
前記燃料電池の直流出力電力を交流出力電力に変換するインバータと、
前記インバータの交流出力電流を検出する電流検出器と、
電気ヒータと、
前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力と前記インバータの交流出力電力との間で切り換えるための切り換え器と、
前記電圧検出器によって検出された前記燃料電池の直流出力電圧及び前記電流検出器によって検出された前記インバータの交流出力電流の少なくとも1つに基づいて、前記切り換え器を切り換えるための制御信号を出力する制御装置とを具備し、
前記切り換え器は、前記制御装置からの制御信号に基づいて、前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力と前記インバータの交流出力電力との間で切り換える燃料電池発電システムにおける電気ヒータへの電力投入方法において、
前記制御装置が、
前記電圧検出器によって検出された前記燃料電池の直流出力電圧及び前記電流検出器によって検出された前記インバータの交流出力電流の少なくとも1つに基づいて、前記燃料電池が停止中か否かを判断し、
前記燃料電池が停止中であると判断された場合に、前記電気ヒータに投入する電力を前記燃料電池の直流出力電力に切り換えるための制御信号を前記切換えスイッチに出力することを特徴とする燃料電池発電システムにおける電気ヒータへの電力投入方法。
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