JP2013143343A5

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Publication number: JP2013143343A5
Application number: JP2012004280A
Authority: JP
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2032-01-12

Description

実施形態の燃料電池発電システムは、水素と酸素とから電力を発生する燃料電池本体と、前記燃料電池本体から発生する電力を直流から交流に変換するインバータと、外部の系統もしくは前記インバータからの電力を用いてシステム内の一部を加熱するヒータと、少なくとも前記インバータと系統とを結ぶ電路の形成と遮断を行う切替手段と、前記ヒータへ供給される電力を位相制御または分周制御により調節することが可能なヒータ電力調節手段と、系統と連系する系統連系運転のほか、系統から独立した系統独立運転を行うことが可能な運転制御手段とを具備する。前記運転制御手段は、系統停電時に、前記切替手段を操作して前記インバータと系統とを結ぶ電路を遮断するとともに、前記インバータから前記ヒータへ電力を供給する電路を形成し、前記ヒータ電力調節手段を操作して前記ヒータへ供給される電力を位相制御または分周制御により調節することによって、系統独立運転を実施する。

Claims

水素と酸素とから電力を発生する燃料電池本体と、
前記燃料電池本体から発生する電力を直流から交流に変換するインバータと、
外部の系統もしくは前記インバータからの電力を用いてシステム内の一部を加熱するヒータと、
少なくとも前記インバータと系統とを結ぶ電路の形成と遮断を行う切替手段と、
前記ヒータへ供給される電力を位相制御または分周制御により調節することが可能なヒータ電力調節手段と、
系統と連系する系統連系運転のほか、系統から独立した系統独立運転を行うことが可能な運転制御手段とを具備し、
前記運転制御手段は、系統停電時に、前記切替手段を操作して前記インバータと系統とを結ぶ電路を遮断するとともに、前記インバータから前記ヒータへ電力を供給する電路を形成し、前記ヒータ電力調節手段を操作して前記ヒータへ供給される電力を位相制御または分周制御により調節することによって、系統独立運転を実施することを特徴とする燃料電池発電システム。
前記ヒータ電力調節手段は、トライアックであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電システム。
水素と酸素とから電力を発生する燃料電池本体と、
前記燃料電池本体から発生する電力を直流から交流に変換するインバータと、
外部の系統もしくは前記インバータからの電力を用いてシステム内の一部を加熱するヒータと、
少なくとも前記インバータと系統とを結ぶ電路の形成と遮断を行う切替手段と、
前記インバータよりも小規模に構成され、前記ヒータへ供給される電力を調節することが可能な小型インバータと、
系統と連系する系統連系運転のほか、系統から独立した系統独立運転を行うことが可能な運転制御手段とを具備し、
前記運転制御手段は、系統停電時に、前記切替手段を操作して前記インバータと系統とを結ぶ電路を遮断するとともに、前記インバータから前記ヒータへ電力を供給する電路を形成し、前記小型インバータを操作して前記ヒータへ供給される電力を調節することによって、系統独立運転を実施することを特徴とする燃料電池発電システム。
前記運転制御手段は、少なくとも系統独立運転中は、前記小型インバータの出力電圧が矩形波もしくは矩形状のＡＣ波を形成するように制御することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池発電システム。
前記切替手段は、系統連系運転中は前記系統もしくは前記インバータから前記ヒータへ電力を供給する第１の電路を形成し、一方、系統独立運転中は前記第１の電路を遮断し、前記インバータから前記ヒータへ電力を供給する第２の電路を形成する切替器を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料電池発電システム。
前記切替手段は、系統停電時に、前記インバータと前記系統とを結ぶ電路を複数箇所にて遮断する複数のリレーを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃料電池発電システム。
電力の供給を受ける電気機器を接続するための接続口を更に具備し、
系統独立運転中は、前記インバータから前記接続口へ電力が供給されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の燃料電池発電システム。
前記切替手段は、系統連系運転中は前記系統もしくは前記インバータから前記接続口へ電力を供給する第３の電路を形成し、一方、系統独立運転中は前記第３の電路を遮断し、前記インバータから前記接続口へ電力を供給する第４の電路を形成する切替器を含むことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池発電システム。
前記接続口と共通する電路に接続され、系統独立運転中に受電する電気機器を接続するための端子台を更に具備し、
系統独立運転中は、前記インバータから前記第４の電路を通じて前記端子台へ電力が供給されることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池発電システム。
前記インバータと前記接続口との間に接続される変圧器を更に具備し、
系統独立運転中は、前記インバータから出力される電力が前記変圧器により降圧されて前記接続口へ供給されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の燃料電池発電システム。
前記接続口と共通する電路に接続され、当該燃料電池発電システムの起動に使用する外部発電機を接続するための外部発電機接続用端子を更に具備することを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池発電システム。
前記運転制御手段は、系統連系運転中は、前記インバータの出力電圧が第１の電圧値となるように制御し、一方、系統独立運転中は、前記インバータの出力電圧が前記第１の電圧値よりも小さい第２の電圧値となるように制御し、
系統独立運転中は、前記インバータから前記第２の電圧値を有する電圧が前記接続口へ供給されることを特徴とする請求項７乃至９に記載の燃料電池発電システム。
当該燃料電池発電システムの起動に使用する外部発電機を接続するための外部発電機接続用端子を更に具備することを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池発電システム。
当該燃料電池発電システムの起動時の動作モードを設定するための操作手段を更に具備し、
前記運転制御手段は、所定の動作モードが設定されている場合、外部発電機の電力を用いて起動を実施し、系統独立運転で発電を開始することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の燃料電池発電システム。
水素と酸素とから電力を発生する燃料電池本体と、前記燃料電池本体から発生する電力を直流から交流に変換するインバータと、外部の系統もしくは前記インバータからの電力を用いてシステム内の一部を加熱するヒータと、系統と連系する系統連系運転のほか、系統から独立した系統独立運転を行うことが可能な運転制御手段とを備えた燃料電池発電システムに適用される燃料電池発電システムの運転方法であって、
系統停電時に、前記運転制御手段が、切替手段を操作して前記インバータと系統とを結ぶ電路を遮断するとともに、前記インバータから前記ヒータへ電力を供給する電路を形成し、ヒータ電力調節手段を操作して前記ヒータへ供給される電力を位相制御または分周制御により調節することによって、系統独立運転を実施することを特徴とする燃料電池発電システムの運転方法。