JP2016066613A - Fuel battery system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel battery system that averages activation power of a fuel battery and reduces rated output power of an inverter for a power storage battery.SOLUTION: A fuel battery system (1) has a fuel battery (20), a heater (18) for heating the inside of a housing in which the fuel battery (20) is mounted, a system voltage detector (16) for detecting blackout of a power system, a power storage battery (11), and a controller (14) which is configured to start actuation of the fuel battery (20) by using power of the power storage battery (11) when the system voltage detector 16 detects blackout during no power generation of the fuel battery (20), and make the heater (18) inoperative even when the temperature decreases to be equal to or lower than a predetermined temperature at which the heater (18) is made operative under non-blackout while the fuel battery is actuated.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池システム、特に、系統停電時の自立起動時において、燃料電池システムの起動電力を低減する技術に関する。   The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a technique for reducing the starting power of the fuel cell system at the time of self-sustained starting at the time of a system power failure.

燃料電池システムは、高効率な小規模発電が可能である。燃料電池システムは、電力を消費する場所の近くで発電を行うため、発電所からの送電ロスがなく、かつ、発電の際に発生する熱を排熱回収し、貯湯タンクに蓄えて熱エネルギーとして利用する。このため、燃料電池システムは、高いエネルギー利用効率を実現する発電システムとして商用化段階に入っている。   The fuel cell system is capable of highly efficient small-scale power generation. Since the fuel cell system generates electricity near the place where it consumes power, there is no transmission loss from the power station, and the heat generated during power generation is recovered as exhaust heat and stored in a hot water storage tank as thermal energy. Use. For this reason, the fuel cell system has entered the commercialization stage as a power generation system that realizes high energy utilization efficiency.

上述したように、燃料電池システムの高いエネルギー効率を支える要素の１つは、発電する際に発生する熱を水で冷却し、その冷却水を循環させて熱交換器で排熱回収し、貯湯ユニット（貯湯タンク）に貯えて、お風呂または床暖房等の、家庭内で使用するお湯として利用することである。   As described above, one of the elements that support the high energy efficiency of the fuel cell system is that the heat generated during power generation is cooled with water, the cooling water is circulated, and exhaust heat is recovered with a heat exchanger. It is stored in a unit (hot water storage tank) and used as hot water used in the home, such as bath or floor heating.

よって、燃料電池システムは、排熱回収したお湯を貯える貯湯タンクとセットで用いられることがほとんどであり、従来の給湯暖房機およびヒートポンプ給湯器と同様に、屋外に設置される場合がほとんどである。   Therefore, the fuel cell system is mostly used as a set with a hot water storage tank for storing the hot water recovered from the exhaust heat, and is often installed outdoors like conventional hot water heaters and heat pump water heaters. .

従って、燃料電池システムにおいて、冬季に燃料電池システムが設置されている環境の外気温が低下した場合には、排熱回収の水経路が凍結し、水循環経路に使われている部品が凍結破損する虞がある。このため、外気温が低下した状態になっても水経路が凍結しない燃料電池システムが求められる。そのため、燃料電池システムの内部には、冬季に水経路が破壊しないための、凍結予防ヒータが搭載されている場合が多い。   Therefore, in the fuel cell system, when the outside temperature of the environment where the fuel cell system is installed decreases in winter, the water path for exhaust heat recovery freezes and the parts used in the water circulation path freeze and break. There is a fear. For this reason, there is a need for a fuel cell system in which the water path does not freeze even when the outside air temperature decreases. For this reason, a freeze prevention heater is often installed inside the fuel cell system so that the water path is not destroyed in the winter.

一方、燃料電池は、ガスの供給が継続されている状態であれば、発電中に停電が発生しても、系統電線路から燃料電池システムを遮断することにより、系統経路から独立した自立負荷への電力の供給が可能である。よって、災害時等のバックアップ電源としての役割も期待されている。   On the other hand, if the fuel cell is in a state where the gas supply is continued, even if a power failure occurs during power generation, the fuel cell system is disconnected from the system power line to an independent load independent from the system path. Can be supplied. Therefore, a role as a backup power source in the event of a disaster is also expected.

また、燃料電池システムが停止中に停電が発生した場合であっても、蓄電池等のバックアップ電源からの電力供給を受けることで、燃料電池システムを発電させることができる。よって、同じように、系統経路から独立した自立負荷への電力の供給が可能となる。   Moreover, even when a power failure occurs while the fuel cell system is stopped, the fuel cell system can generate power by receiving power supply from a backup power source such as a storage battery. Therefore, similarly, it is possible to supply power to a self-supporting load independent of the system path.

このように、燃料電池システムは、停電時であっても、系統から独立した自立負荷への電力の供給が可能である。よって、非常時にも、照明の点灯、モバイル機器の使用、および、燃料電池システムの構成機器である貯湯ユニットからのお湯の利用等が可能となる（例えば特許文献１を参照）。   In this way, the fuel cell system can supply power to a self-supporting load independent of the system even during a power failure. Accordingly, lighting, use of mobile devices, use of hot water from a hot water storage unit that is a constituent device of the fuel cell system, and the like are possible even in an emergency (see, for example, Patent Document 1).

また、停電時のバックアップ電源を用いた起動方法においては、改質器の加熱するヒータを作動させずに、バーナの熱のみで加熱することにより、自立起動時の消費電力を低減する方法が考えられている（例えば特許文献２を参照）。   In addition, in the start-up method using a backup power source in the event of a power failure, a method of reducing power consumption during self-sustained start-up by heating only with the heat of the burner without operating the heater that heats the reformer is considered. (See, for example, Patent Document 2).

特開２０１４−１４３３４３号公報JP 2014-143343 A 特開２０１２−３８５５９号公報JP 2012-38559 A

しかしながら、上述した従来の構成では、改質器の加熱するヒータの作動を停止するだけでは、冬季外気温が低くなり、燃料電池システム内の水経路の凍結破壊を防止するための動作が働いた場合に、蓄電池の電池容量の低下を早めたり、蓄電池用インバータの出力容量が不足したりする可能性がある。そのため、外気温が低い状態も想定したシステムを実現しようとすると、蓄電池用の容量を大きくしたり、蓄電池用インバータの出力容量を大きくしたりする必要があり、システムが高価になるという課題がある。   However, in the conventional configuration described above, simply stopping the operation of the heater that heats the reformer lowered the winter outdoor temperature, and the operation to prevent freezing destruction of the water path in the fuel cell system worked. In some cases, the battery capacity of the storage battery may be reduced, or the output capacity of the storage battery inverter may be insufficient. Therefore, if it is going to realize the system which assumed the state where outside temperature is low, it is necessary to enlarge the capacity for storage batteries or to increase the output capacity of the inverter for storage batteries, and there is a problem that the system becomes expensive .

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、停電時における燃料電池システムの自立起動時において、蓄電池等の停電時のバックアップ用電源の電力消費を抑えるとともに、燃料電池の起動時の消費電力のピーク電力をおさえることで、燃料電池の起動電力を平均化し、蓄電池用のインバータの定格出力電力を低出力化するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and suppresses power consumption of a backup power source at the time of a power failure such as a storage battery at the time of self-sustained startup of a fuel cell system at the time of a power failure, and at the time of startup of the fuel cell. By suppressing the peak power consumption, the starting power of the fuel cell is averaged, and the rated output power of the inverter for the storage battery is reduced.

また、改質器の起動方法を、通常時と停電時とで変えることなく、通常時と同じ起動スピードで発電状態まで起動させることで、停電時の起動であっても、利用者に、短時間で電力を供給することのできるシステムを実現するものである。   In addition, the start-up method of the reformer is not changed between a normal time and a power failure, and is started up to a power generation state at the same start speed as a normal time. A system that can supply power in time is realized.

本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池が収められた筐体内を加熱するヒータと、電力系統の停電を検出する系統電圧検出部と、蓄電池と、燃料電池が非発電中に、系統電圧検出部にて停電が検出されると、蓄電池の電力を用いて燃料電池の起動を開始し、その起動中は、非停電時においてヒータを作動させる所定温度以下となってもヒータを作動させない制御を行うように構成された制御部と、を備えている。   The fuel cell system of the present invention includes a fuel cell, a heater that heats the inside of the housing in which the fuel cell is stored, a system voltage detection unit that detects a power failure in the power system, a storage battery, and the fuel cell during non-power generation. When a power failure is detected by the system voltage detector, the fuel cell starts using the power of the storage battery. During the startup, the heater operates even when the temperature falls below a predetermined temperature that activates the heater during a non-power failure. And a control unit configured to perform control not to be performed.

このように、本発明の燃料電池システムは、燃料電池が非発電中に停電した場合、燃料電池内部の水経路を昇温するヒータへの通電を行わないように動作させることにより、燃料電池の起動とは直接関係のない動作は行わないことで、燃料電池システムを起動させるための電力源である蓄電池等の容量を小さくすることができる。   As described above, the fuel cell system according to the present invention operates so as not to energize the heater that raises the temperature of the water path inside the fuel cell when the power failure occurs while the fuel cell is not generating power. By not performing an operation not directly related to activation, the capacity of a storage battery or the like, which is a power source for activating the fuel cell system, can be reduced.

また、ヒータへの通電を行わないことで、起動中のピーク電力をおさえることが可能で、蓄電池用のインバータの定格出力の能力を小容量化することができる。   Further, by not energizing the heater, it is possible to suppress the peak power during startup, and the capacity of the rated output of the inverter for the storage battery can be reduced.

このように、本発明によれば、蓄電池の容量、および、インバータの定格出力の能力を小容量化することができるので、停電時に自立起動可能な燃料電池システムを、安価に実現することが可能となる。   Thus, according to the present invention, the capacity of the storage battery and the capacity of the rated output of the inverter can be reduced, so that a fuel cell system capable of starting independently during a power failure can be realized at low cost. It becomes.

図１は、本発明の第１の実施の形態における燃料電池システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第１の実施の形態における、停電が発生した場合に、燃料電池システムが、内部の水経路の凍結破壊を防止するためにヒータに通電する場合の処理を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a process when the fuel cell system energizes the heater in order to prevent the internal water path from being frozen and broken when a power failure occurs in the first embodiment of the present invention. is there. 図３は、本発明の第１の実施の形態において、停電が発生した場合に、燃料電池システムが、内部の水経路の凍結破壊を防止するためのヒータに通電をしない場合の処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a process when the fuel cell system does not energize the heater for preventing freezing destruction of the internal water path when a power failure occurs in the first embodiment of the present invention. It is. 図４は、本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システムの他の構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システムのさらに他の構成例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing still another configuration example of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システムのさらにまた他の構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing still another configuration example of the fuel cell system according to the first embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第２の実施の形態における、停電が発生した時、お湯を供給するためのバックアップ熱源機２１に、停電時の起動中には電力を供給しない場合の処理を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a process when power is not supplied to the backup heat source unit 21 for supplying hot water when a power failure occurs in the second embodiment of the present invention during startup at the time of the power failure. It is.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell system 1 according to the first embodiment of the present invention.

なお、図１においては、本発明を説明するために必要な構成要素のみが示されており、それ以外の構成要素については省略されている。   In FIG. 1, only the components necessary for explaining the present invention are shown, and the other components are omitted.

図１に示されるように、本実施の形態に係る燃料電池システム１は、燃料電池２０が収められた筐体内を加熱するヒータ１８と、制御部１４とを備えている。制御部１４は、燃料電池２０が非発電中に系統電圧検出部１６にて停電が検出されると、蓄電池１１の電力を用いて燃料電池２０の起動を開始し、その起動中は、非停電時であればヒータ１８を作動させる所定温度以下となっても、ヒータ１８を作動させない制御を行うように構成されている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 according to the present embodiment includes a heater 18 that heats the inside of a casing in which the fuel cell 20 is housed, and a control unit 14. When a power failure is detected by the system voltage detection unit 16 while the fuel cell 20 is not generating power, the control unit 14 uses the power of the storage battery 11 to start the fuel cell 20 and during the startup, the control unit 14 Even if the temperature is lower than a predetermined temperature at which the heater 18 is operated, control is performed so that the heater 18 is not operated.

燃料電池システム１は、さらに、燃料電池システム１の発電部本体としての燃料電池２０と、燃料電池２０で発電された直流電力を交流電力に変換する燃料電池用インバータ１９と、燃料電池システム１内のアクチュエータおよびセンサ、ならびに、制御部１４の電源であるＡＣ／ＤＣコンバータ１３とを備えている。   The fuel cell system 1 further includes a fuel cell 20 as a power generation unit body of the fuel cell system 1, a fuel cell inverter 19 that converts DC power generated by the fuel cell 20 into AC power, Actuators and sensors, and an AC / DC converter 13 as a power source for the control unit 14.

燃料電池システム１は、さらに、燃料電池システム１の筐体内の温度を計測する温度計測部１５と、温度計測部１５の計測結果に基づき、ヒータ１８への通電を供給、または遮断する制御を行うように構成されたヒータ制御部１７とを備えている。   The fuel cell system 1 further controls the temperature measurement unit 15 that measures the temperature inside the housing of the fuel cell system 1 and the control to supply or cut off the energization to the heater 18 based on the measurement result of the temperature measurement unit 15. And a heater control unit 17 configured as described above.

系統電源６は、負荷遮断部２，３，４，５を介して、燃料電池システム１に接続されている。   The system power supply 6 is connected to the fuel cell system 1 via load interrupting units 2, 3, 4, and 5.

また、燃料電池システム１は、系統電源６が停電しているときに、燃料電池システム１を起動するための電力源となる蓄電池１１と、蓄電池１１の直流電力を交流電力に変換するための蓄電池用インバータ１０と、停電時と非停電時とで、燃料電池２０の起動電力を、系統側と蓄電池側とに切替える切替部３１とを備えている。   The fuel cell system 1 includes a storage battery 11 serving as a power source for starting the fuel cell system 1 when the system power supply 6 is interrupted, and a storage battery for converting the DC power of the storage battery 11 into AC power. Inverter 10 and a switching unit 31 that switches the starting power of the fuel cell 20 between the system side and the storage battery side during a power failure and during a non-power failure.

さらに、燃料電池システム１は、同じく、停電時と非停電時とで、バックアップ熱源機２１、貯湯ユニット２２、および自立出力コンセント２３それぞれへの電力を供給または遮断を切替えるための、切替部３３、切替部３４、および切替部３５を備えている。   Further, the fuel cell system 1 similarly has a switching unit 33 for switching between supplying and shutting off power to the backup heat source unit 21, the hot water storage unit 22, and the self-sustained output outlet 23 during a power failure and during a non-power failure. A switching unit 34 and a switching unit 35 are provided.

図１において、制御部１４は、燃料電池システム１内のセンサの計測結果に基づいて、弁、ポンプおよびファンのアクチュエータを動作させ、燃料電池システム１の起動、発電、および停止の一連の動作を制御するマイクロコンピュータを有している。制御部１４は、メモリに記憶されたプログラムを実行することによって、後述する処理を行う。   In FIG. 1, the control unit 14 operates a valve, a pump, and a fan actuator based on the measurement result of the sensor in the fuel cell system 1 to perform a series of operations of starting, generating, and stopping the fuel cell system 1. It has a microcomputer to control. The control part 14 performs the process mentioned later by executing the program memorize | stored in memory.

系統電圧検出部１６は、系統電源６が停電した場合に、系統電源６の供給が遮断したことを検出し、燃料電池システム１に報知するものである。検出には様々な手法があるが、例えば、フォトカプラまたはフォトトライアックといった光半導体を用いて、系統電圧が印加されているときのみ光半導体がパルスを出力し、それをマイクロコンピュータが検出する手法がある。   The system voltage detection unit 16 detects that the supply of the system power supply 6 has been interrupted and notifies the fuel cell system 1 when the system power supply 6 fails. There are various methods for detection. For example, using an optical semiconductor such as a photocoupler or phototriac, the optical semiconductor outputs a pulse only when a system voltage is applied, and the microcomputer detects it. is there.

温度計測部１５は、燃料電池システム１の筐体内の温度を計測するためのサーミスタまたは熱電対である。   The temperature measuring unit 15 is a thermistor or a thermocouple for measuring the temperature in the housing of the fuel cell system 1.

ヒータ１８は、燃料電池システム１内部の水経路の凍結破壊を防止するためのヒータである。温度計測部１５の計測結果に基づき、制御部１４が燃料電池システム１の筐体内の温度を計測し、計測結果が所定の温度以下の場合は、燃料電池システム１内部の水経路が、ヒータ１８により暖められて凍結破壊が防止される。   The heater 18 is a heater for preventing freezing destruction of the water path inside the fuel cell system 1. Based on the measurement result of the temperature measurement unit 15, the control unit 14 measures the temperature in the casing of the fuel cell system 1. If the measurement result is equal to or lower than a predetermined temperature, the water path inside the fuel cell system 1 is connected to the heater 18. To prevent freezing destruction.

ヒータ制御部１７は、ヒータ１８の通電の供給、または遮断を制御するための駆動回路である。   The heater control unit 17 is a drive circuit for controlling supply or interruption of energization of the heater 18.

燃料電池用インバータ１９は、燃料電池システム１内部の発電部本体である燃料電池２０が発電状態になった後、発電された直流電力を、家庭内の負荷で使用できるように交流電力に変換するインバータである。   The fuel cell inverter 19 converts the generated DC power into AC power so that it can be used by a load in the home after the fuel cell 20 which is the main body of the power generation unit inside the fuel cell system 1 is in a power generation state. It is an inverter.

蓄電池１１は、系統電源６が、災害または設備の不具合等で停電している状態において、燃料電池２０を起動するための、リチウムイオン電池等の蓄電池である。   The storage battery 11 is a storage battery such as a lithium ion battery for starting the fuel cell 20 in a state where the system power supply 6 is in a power failure due to a disaster or a malfunction of equipment.

また、本実施の形態の燃料電池システム１の構成要素として、図１では記載していないが、太陽光発電装置等が併設されている場合には、停電時は、それらの別の発電装置からエネルギー供給を受けながら、燃料電池システム１を起動させる構成も考えられる。   Moreover, although not described in FIG. 1 as a constituent element of the fuel cell system 1 of the present embodiment, when a solar power generation device or the like is also provided, from the other power generation device during a power failure A configuration is also conceivable in which the fuel cell system 1 is activated while receiving energy.

貯湯ユニット２２は、燃料電池システム１で起動時および発電時等に発生した熱を回収し、お湯として貯湯タンクに貯える。   The hot water storage unit 22 collects heat generated when the fuel cell system 1 is started up and during power generation, and stores it as hot water in a hot water storage tank.

バックアップ熱源機２１は、貯湯ユニット２２の貯湯タンクにお湯が貯えられておらず、利用者がお湯を使用したいときに、お湯を生成する。   The backup heat source unit 21 generates hot water when hot water is not stored in the hot water storage tank of the hot water storage unit 22 and the user wants to use the hot water.

自立出力コンセント２３は、系統電源６が停電している場合に、燃料電池システム１が発電した電力を利用者に供給するためのコンセントである。自立出力コンセント２３に自立負荷２４を接続することにより、停電中であっても、家庭内の負荷を使用することができる。   The independent output outlet 23 is an outlet for supplying the user with the electric power generated by the fuel cell system 1 when the system power supply 6 has a power failure. By connecting the self-supporting load 24 to the self-supporting output outlet 23, the load in the home can be used even during a power failure.

切替部３１は、燃料電池２０を起動するための電力を、系統側と蓄電池１１側とで切替えるためのリレー、またはスイッチ等の切替え部品である。通常時は、切替部３１の接点をａ側とし、燃料電池２０の起動電力の供給先を系統側にする。停電時には、切替部３１の接点をｂ側とし、燃料電池２０の起動電力の供給先を蓄電池１１側に切替える。   The switching unit 31 is a switching component such as a relay or a switch for switching the power for starting the fuel cell 20 between the system side and the storage battery 11 side. In normal times, the contact point of the switching unit 31 is set to the a side, and the starting power supply destination of the fuel cell 20 is set to the system side. At the time of a power failure, the contact point of the switching unit 31 is set to the b side, and the supply destination of the starting power of the fuel cell 20 is switched to the storage battery 11 side.

切替部３３は、バックアップ熱源機２１への電源供給の供給、または遮断を切替えるためのリレー、またはスイッチ等の切替え部品である。   The switching unit 33 is a switching part such as a relay or a switch for switching between supply and interruption of power supply to the backup heat source unit 21.

切替部３４は、貯湯ユニット２２への電源供給の供給、または遮断を切替えるためのリレー、またはスイッチ等の切替え部品である。   The switching unit 34 is a switching part such as a relay or a switch for switching the supply of power to the hot water storage unit 22 or the cutoff.

切替部３５は、自立出力コンセント２３への電源供給の供給、または遮断を切替えるためのリレー、またはスイッチ等の切替え部品である。   The switching unit 35 is a switching component such as a relay or a switch for switching supply or interruption of power supply to the independent output outlet 23.

次に、本発明の第１の実施の形態の動作について、図１から図３を用いて説明する。   Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図２は、本発明の第１の実施の形態における、停電が発生した場合に、燃料電池システム１が、内部の水経路の凍結破壊を防止するためにヒータ１８に通電する場合の処理を示すフローチャートである。   FIG. 2 shows a process when the fuel cell system 1 energizes the heater 18 in order to prevent the internal water path from being frozen and broken when a power failure occurs in the first embodiment of the present invention. It is a flowchart.

図２に示されるように、まず、燃料電池システム１が接続される系統電源６が、災害発生または設備のトラブル等で停電する（Ｓ１）。   As shown in FIG. 2, first, the system power supply 6 to which the fuel cell system 1 is connected is subjected to a power failure due to a disaster or a facility trouble (S1).

停電が発生すると、燃料電池システム１内部の系統電圧検出部１６において、系統電源６のＡＣ２００Ｖが印加されていた状態から、電圧の印加が遮断されたことが検出される。この変化を、系統電圧検出部１６であるフォトカプラ等が信号の変化として制御部１４に送信する（Ｓ２）。   When a power failure occurs, the system voltage detection unit 16 in the fuel cell system 1 detects that the application of voltage has been cut off from the state in which AC 200 V of the system power supply 6 is applied. This change is transmitted to the control unit 14 by the photocoupler or the like as the system voltage detection unit 16 as a signal change (S2).

例えば、系統電圧検出部１６がフォトカプラの場合、通常時は、系統電圧の周波数に適合した（例えば５０Ｈｚ）周期のパルスを出力し、停電している場合は、パルスの出力が停止するような回路構成をとることができる。   For example, when the system voltage detection unit 16 is a photocoupler, a pulse having a cycle suitable for the frequency of the system voltage (for example, 50 Hz) is output in a normal state, and the output of the pulse is stopped when a power failure occurs. A circuit configuration can be taken.

制御部１４は、系統電圧検出部１６からの信号の変化を検出すると、系統が停電したと認識し、停電時の非常用電源として燃料電池システム１を起動させるべく、燃料電池システム１の電力供給源を蓄電池１１に切り替える。具体的には、切替部３１を蓄電池用インバータ１０側に切替えて（Ｓ３）、その後、燃料電池２０の起動を開始する（Ｓ４）。   When the control unit 14 detects a change in the signal from the system voltage detection unit 16, the control unit 14 recognizes that the system has failed and supplies power to the fuel cell system 1 in order to start the fuel cell system 1 as an emergency power source in the event of a power failure. The source is switched to the storage battery 11. Specifically, the switching unit 31 is switched to the storage battery inverter 10 side (S3), and then the fuel cell 20 is started (S4).

改質器が昇温され、燃料電池システム１が、改質反応可能な温度になるまで起動される（Ｓ５）。それとともに、温度計測部１５により燃料電池システム１内の温度が計測される（Ｓ６）。   The reformer is heated up and the fuel cell system 1 is started up to a temperature at which the reforming reaction is possible (S5). At the same time, the temperature in the fuel cell system 1 is measured by the temperature measuring unit 15 (S6).

燃料電池システム１内の温度が所定の温度以下である場合（Ｓ７，Ｙ）には、燃料電池システム１内の水経路の凍結破壊を防止するため、ヒータ１８が通電される（Ｓ９）。燃料電池システム１内の温度が所定の温度以下でない場合（Ｓ７，Ｎ）には、ヒータ１８への通電が遮断される（Ｓ８）。   When the temperature in the fuel cell system 1 is equal to or lower than the predetermined temperature (S7, Y), the heater 18 is energized to prevent freezing and breaking of the water path in the fuel cell system 1 (S9). When the temperature in the fuel cell system 1 is not below the predetermined temperature (S7, N), the energization to the heater 18 is cut off (S8).

その後、改質器の温度が改質反応可能な温度になるまで上昇すると、燃料電池２０にアノードガスが供給され、発電が開始される（Ｓ１０）。   Thereafter, when the temperature of the reformer rises to a temperature at which reforming reaction is possible, anode gas is supplied to the fuel cell 20 and power generation is started (S10).

停電中には、燃料電池システム１が発電しても、系統電源６側に電力を出力することはできないので、切替部３５を接続して、自立出力コンセント２３に電力を供給する（Ｓ１１）。   During a power failure, even if the fuel cell system 1 generates power, power cannot be output to the system power supply 6 side. Therefore, the switching unit 35 is connected and power is supplied to the independent output outlet 23 (S11).

このように、停電中であっても、蓄電池１１から電力を供給することにより、燃料電池システム１を発電状態にし、以降、ガスの供給を受け続けることができる状態が継続すれば、利用者に長時間電力を供給することができる。   Thus, even during a power outage, by supplying power from the storage battery 11, the fuel cell system 1 is brought into a power generation state, and after that, a state in which the supply of gas can continue to be received continues. Power can be supplied for a long time.

しかしながら、本構成は、冬季に、燃料電池システム１内部の水経路の凍結破壊を防止するためのヒータ１８への通電までを想定したシステム構成となっている。この場合、燃料電池システム１の規模、および設置環境等にもよるが、例えば、数百Ｗの凍結防止のヒータ１８の動作までを想定すると、蓄電池１１の容量、および、蓄電池用インバータ１０の出力容量は、例えば燃料電池システム１の起動に５００Ｗｈ程度を必要とする場合、いずれも、２０％から４０％程度、大型化させる必要がある。   However, this configuration is a system configuration that assumes energization of the heater 18 for preventing freezing and breaking of the water path inside the fuel cell system 1 in winter. In this case, depending on the scale of the fuel cell system 1 and the installation environment, for example, assuming the operation of the freeze prevention heater 18 of several hundred watts, the capacity of the storage battery 11 and the output of the storage battery inverter 10 are assumed. For example, when the capacity of the fuel cell system 1 requires about 500 Wh, for example, it is necessary to increase the capacity by about 20% to 40%.

図３は、本発明の第１の実施の形態において、停電が発生した場合に、燃料電池システム１が、内部の水経路の凍結破壊を防止するためのヒータ１８に通電をしない場合の処理を示すフローチャートである。   FIG. 3 shows a process when the fuel cell system 1 does not energize the heater 18 for preventing freezing and breaking of the internal water path when a power failure occurs in the first embodiment of the present invention. It is a flowchart to show.

フローチャートとしては、図２に示した、水経路の凍結破壊を防止するためのヒータ１８に通電する場合のフローチャートとほぼ同じである。具体的には、ステップＳ６〜Ｓ９がなく、ステップＳ３とステップＳ４との間にステップＡ１が入り、ステップＳ１１の代わりに、ステップＡ２が入っている。   The flowchart is substantially the same as the flowchart shown in FIG. 2 when the heater 18 for energizing the water path is prevented from being frozen and broken. Specifically, there are no steps S6 to S9, step A1 is inserted between step S3 and step S4, and step A2 is inserted instead of step S11.

停電が発生し（Ｓ１）、系統電圧検出部１６が停電を検出し（Ｓ２）、切替部３１が蓄電池用インバータ１０側に切替えられた後（Ｓ３）、制御部１４は、ヒータ１８への通電を無効化する（Ａ１）。   After a power failure occurs (S1), the system voltage detection unit 16 detects the power failure (S2), and the switching unit 31 is switched to the storage battery inverter 10 side (S3), the control unit 14 energizes the heater 18. Is invalidated (A1).

具体的には、温度計測部１５が凍結破壊を防止するための所定の温度以下になっても、制御部１４は、ヒータ１８への通電を遮断したままとする。   Specifically, even when the temperature measurement unit 15 falls below a predetermined temperature for preventing freeze breakage, the control unit 14 keeps the power supply to the heater 18 cut off.

凍結を防止するための対策としては、ヒータ１８による昇温以外にも、水経路に断熱材を巻いたり、水経路をポンプで循環させる等の手段がある。約１時間程度の燃料電池２０の起動時間であれば、ヒータ１８への通電がなくても、水経路の凍結破壊を防止することができる。   Measures for preventing freezing include means such as winding a heat insulating material around the water path or circulating the water path with a pump in addition to the temperature rise by the heater 18. If the start-up time of the fuel cell 20 is about 1 hour, freezing and breaking of the water path can be prevented without energizing the heater 18.

よって、起動時にはヒータ１８への通電を無効化し、燃料電池２０が発電状態になったところで、切替部３５が接続されて、自立負荷２４に電力が供給され、外気温の状況に応じてヒータ１８の通電を再開する（Ａ２）。これにより、凍結破壊しないように構成することが可能である。   Therefore, at the time of start-up, the energization to the heater 18 is invalidated, and when the fuel cell 20 is in a power generation state, the switching unit 35 is connected and power is supplied to the self-supporting load 24. Is resumed (A2). Thus, it is possible to configure so as not to be frozen and broken.

このように、燃料電池２０が非発電中に停電した場合に、燃料電池システム１内部の水経路を昇温するヒータ１８への通電を行わないように動作させる。これにより、燃料電池２０の起動とは直接関係のない動作は行わないことで、燃料電池２０の凍結破壊を防止しつつ、燃料電池システム１を起動させるための電力源である蓄電池１１等の容量を小さくすることができる。   In this way, when the power failure occurs while the fuel cell 20 is not generating electricity, the heater 18 that raises the temperature of the water path inside the fuel cell system 1 is operated so as not to be energized. Accordingly, the capacity of the storage battery 11 or the like, which is a power source for starting the fuel cell system 1, while preventing freezing destruction of the fuel cell 20 by not performing an operation not directly related to the start of the fuel cell 20. Can be reduced.

また、ヒータ１８への通電を行わないことで、起動中のピーク電力をおさえることが可能であり、蓄電池１１用のインバータの定格出力の能力を小容量化することができる。   Further, by not energizing the heater 18, it is possible to suppress the peak power during startup, and the capacity of the rated output of the inverter for the storage battery 11 can be reduced.

このように、蓄電池１１の容量、および、蓄電池用インバータ１０の定格出力の能力を小容量化することができるので、停電時に自立起動可能な燃料電池システム１を、安価に実現することが可能となる。   Thus, since the capacity | capacitance of the storage battery 11 and the capacity | capacitance of the rated output of the inverter 10 for storage batteries can be reduced, it is possible to implement | achieve the fuel cell system 1 which can be started independently at the time of a power failure at low cost. Become.

なお、図１に示された、本発明の第１の実施の形態における燃料電池システム１の構成図は、本発明を実施するための構成の一例である。   The configuration diagram of the fuel cell system 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is an example of the configuration for carrying out the present invention.

図４は、本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システム１の他の構成例を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the fuel cell system 1 according to the first embodiment of the present invention.

図４に示された構成は、図１の構成と比較して、蓄電池用インバータ１０が存在せず、切替部３１の代わりに切替部５１を有する構成である。   The configuration shown in FIG. 4 is a configuration in which the storage battery inverter 10 does not exist and a switching unit 51 is provided instead of the switching unit 31 as compared with the configuration of FIG.

例えば、図４に示されるように、燃料電池システム１の本体の発電部である燃料電池２０と、停電時起動用の蓄電池１１とを、切替部５１を介して並列に接続しておく。そして、停電時には、切替部５１を蓄電池１１側に切替えて、燃料電池用インバータ１９を停電時起動用インバータとして使用するような構成とする。このような構成によれば、蓄電池用インバータ１０が不要となるため、さらに安価な、停電時の自立起動対応の燃料電池システム１を提供することが出来る。   For example, as shown in FIG. 4, a fuel cell 20 that is a power generation unit of the main body of the fuel cell system 1 and a storage battery 11 for power failure start are connected in parallel via a switching unit 51. And at the time of a power failure, it is set as the structure which switches the switch part 51 to the storage battery 11 side, and uses the inverter 19 for fuel cells as an inverter for starting at the time of a power failure. According to such a configuration, since the storage battery inverter 10 is not required, it is possible to provide a fuel cell system 1 that is more inexpensive and can be activated independently during a power failure.

図５は、本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システム１のさらに他の構成例を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing still another configuration example of the fuel cell system 1 according to the first embodiment of the present invention.

図５に示されるように、蓄電池１１、蓄電池用インバータ１０、切替部３１、および、制御部１４からの信号を受信する通信部６３等が、蓄電池ユニット３２として構成されている。このような構成によれば、自立発電機能を有しない燃料電池システム１を設置した後に、後から蓄電池ユニット３２を接続することが可能な構成とすることができ、燃料電池システム１を導入後に、停電時の自立起動対応なシステムに変更することが可能となる。   As illustrated in FIG. 5, the storage battery 11, the storage battery inverter 10, the switching unit 31, and the communication unit 63 that receives a signal from the control unit 14 are configured as the storage battery unit 32. According to such a configuration, after installing the fuel cell system 1 that does not have a self-sustaining power generation function, the storage battery unit 32 can be connected later, and after the fuel cell system 1 is introduced, It is possible to change to a system that can be activated independently during a power failure.

図６は、本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システム１のさらにまた他の構成例を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing still another configuration example of the fuel cell system 1 according to the first embodiment of the present invention.

図６に示される構成においては、図５の構成と比較して、蓄電池ユニット３２が、切替部７１をさらに備えている。   In the configuration shown in FIG. 6, the storage battery unit 32 further includes a switching unit 71 as compared to the configuration in FIG. 5.

図６に示されるように、本構成では、太陽光電力システム６１が切替部７１を介して蓄電池用インバータ１０と並列に接続されている。燃料電池２０が停電している状態では、系統電源６以外から電力供給を受けて燃料電池システム１を起動することができればよい。本構成では、蓄電池１１、および蓄電池用インバータ１０の代わりに、太陽光電力システム６１から電力供給を受けたり、蓄電池１１と太陽光電力システム６１とを切替えることができるような構成とする。これにより、さらに蓄電池１１の電池容量の消費を低減できるシステムが実現できる。   As shown in FIG. 6, in this configuration, the solar power system 61 is connected in parallel with the storage battery inverter 10 via the switching unit 71. In the state where the fuel cell 20 is in a power failure, it is sufficient that the fuel cell system 1 can be activated by receiving power supply from other than the system power supply 6. In this configuration, instead of the storage battery 11 and the storage battery inverter 10, power is supplied from the solar power system 61, or the storage battery 11 and the solar power system 61 can be switched. Thereby, the system which can further reduce consumption of the battery capacity of storage battery 11 is realizable.

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第２の実施の形態においては、第１の実施の形態の構成において、貯湯タンクにお湯が貯えられていない場合にお湯を供給するためのバックアップ熱源機２１に、停電時の起動中には電力を供給しない制御が行われる。その他の構成、および動作は第１の実施の形態と同じである。   In the second embodiment, in the configuration of the first embodiment, power is supplied to the backup heat source unit 21 for supplying hot water when hot water is not stored in the hot water storage tank. The control that does not supply is performed. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

そこで、以下の説明では、第２の実施の形態の構成、および動作について、第１の実施の形態との相違点を中心に述べ、その他の構成、および動作については第１の実施の形態と同じものとする。   Therefore, in the following description, the configuration and operation of the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment, and other configurations and operations will be the same as those of the first embodiment. Same thing.

図７は、本発明の第２の実施の形態における、停電が発生した時、お湯を供給するためのバックアップ熱源機２１に、停電時の起動中には電力を供給しない場合の処理を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing a process when power is not supplied to the backup heat source unit 21 for supplying hot water when a power failure occurs in the second embodiment of the present invention during startup at the time of the power failure. It is.

フローチャートとしては、図２に示した、水経路の凍結破壊を防止するためのヒータ１８に通電する場合のフローチャートとほぼ同じである。具体的には、ステップＳ６〜Ｓ９がなく、ステップＳ３とステップＳ４との間にステップＢ１が入り、ステップＳ１１の代わりに、ステップＢ２が入っている。   The flowchart is substantially the same as the flowchart shown in FIG. 2 when the heater 18 for energizing the water path is prevented from being frozen and broken. Specifically, there are no steps S6 to S9, step B1 is inserted between step S3 and step S4, and step B2 is inserted instead of step S11.

停電が発生し（Ｓ１）、系統電圧検出部１６が停電を検出し（Ｓ２）、切替部３１が蓄電池用インバータ１０側に切替えられた後（Ｓ３）、制御部１４は、切替部３３を遮断して、バックアップ熱源機２１への通電が遮断される（Ｂ１）。   After a power failure occurs (S1), the system voltage detection unit 16 detects the power failure (S2), and the switching unit 31 is switched to the storage battery inverter 10 side (S3), the control unit 14 shuts off the switching unit 33. Then, the power supply to the backup heat source unit 21 is cut off (B1).

停電中、燃料電池システム１が起動するまでの間、バックアップ熱源機２１の使用は不可能になるが、貯湯タンクにお湯が貯えられている状況であれば、利用者はお湯を使うことが可能であるため、利用者の利便性を著しく損ねることはない。   During the power outage, the backup heat source unit 21 cannot be used until the fuel cell system 1 is started. However, if hot water is stored in the hot water storage tank, the user can use the hot water. Therefore, the convenience for the user is not significantly impaired.

また、燃料電池２０が発電状態になれば（Ｓ１０）、切替部３３および切替部３５を接続して、自立負荷に電力供給可能な状態にしつつ、バックアップ熱源機２１も電力供給可能な状態に戻す（Ｂ２）。このような処理を行うことで、利用者は、停電時で、貯湯タンクにお湯が貯まっていない状態であっても、使用したいときにお湯を利用することができる。   Further, when the fuel cell 20 is in a power generation state (S10), the switching unit 33 and the switching unit 35 are connected so that power can be supplied to the self-supporting load, and the backup heat source unit 21 is also returned to a state where power can be supplied. (B2). By performing such processing, the user can use hot water when he / she wants to use it even when hot water is not stored in the hot water storage tank at the time of a power failure.

このように、燃料電池２０が非発電中に停電した場合、バックアップ熱源機２１への通電を行わないように動作させることにより、燃料電池２０の起動とは直接関係のない動作は行わないことで、燃料電池システム１を起動させるための電力源である蓄電池１１等の容量を小さくすることができる。   Thus, when the power failure occurs while the fuel cell 20 is not generating electricity, the operation that is not directly related to the start-up of the fuel cell 20 is not performed by operating the backup heat source device 21 so that it is not energized. The capacity of the storage battery 11 or the like that is a power source for starting the fuel cell system 1 can be reduced.

また、ヒータ１８への通電を行わないことで、起動中のピーク電力をおさえることが可能となり、蓄電池用インバータ１０の定格出力の能力を小容量化することができる。   Further, by not energizing the heater 18, it becomes possible to suppress the peak power during startup, and the capacity of the rated output of the storage battery inverter 10 can be reduced.

蓄電池１１の容量、および、インバータの定格出力の能力を小容量化することができるので、停電時に自立起動可能な燃料電池システム１を、安価に実現することが可能となる。   Since the capacity | capacitance of the storage battery 11 and the capacity | capacitance of the rated output of an inverter can be reduced, it becomes possible to implement | achieve the fuel cell system 1 which can be started independently at the time of a power failure at low cost.

なお、第１の実施の形態で述べた、ヒータ１８への通電を行わない制御と第２の実施の形態の制御とを組合わせることで、さらに、蓄電池１１と蓄電池用インバータ１０の容量を小型化できるので、組合わせたシステムを構成しても発明の効果は変わらない。   In addition, the capacity of the storage battery 11 and the storage battery inverter 10 can be further reduced by combining the control that does not energize the heater 18 described in the first embodiment and the control of the second embodiment. Therefore, even if the combined system is configured, the effect of the invention is not changed.

以上述べたように、実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池が収められた筐体内を加熱するヒータと、電力系統の停電を検出する系統電圧検出部と、蓄電池を備えている。そして、燃料電池が非発電中に、系統電圧検出部にて停電が検出されると、蓄電池の電力を用いて燃料電池の起動を開始し、その起動中は、非停電時においてヒータを作動させる所定温度以下となってもヒータを作動させない制御部を備えている。   As described above, the fuel cell system according to the embodiment includes a fuel cell, a heater that heats the inside of the casing in which the fuel cell is stored, a system voltage detection unit that detects a power failure in the power system, and a storage battery. Yes. When a power failure is detected by the system voltage detection unit while the fuel cell is not generating power, the fuel cell is started using the power of the storage battery, and the heater is activated during the non-power failure. A control unit that does not operate the heater even when the temperature is lower than the predetermined temperature is provided.

このような構成によれば、燃料電池が非発電中に停電した場合、燃料電池内部の水経路を昇温するヒータへの通電を行わないように動作させる。これにより、燃料電池の起動とは直接関係のない動作は行わないことで、燃料電池システムを起動させるための電力源である蓄電池等の容量を小さくすることができる。   According to such a configuration, when a power failure occurs during non-power generation of the fuel cell, the heater is operated so as not to energize the heater that raises the temperature of the water path inside the fuel cell. Thereby, since the operation not directly related to the start of the fuel cell is not performed, the capacity of the storage battery or the like, which is a power source for starting the fuel cell system, can be reduced.

また、ヒータへの通電を行わないことで、起動中のピーク電力をおさえることが可能で、蓄電池用のインバータの定格出力の能力を小容量化することができる。   Further, by not energizing the heater, it is possible to suppress the peak power during startup, and the capacity of the rated output of the inverter for the storage battery can be reduced.

このように、蓄電池の容量、および、インバータの定格出力の能力を小容量化することができるので、停電時に自立起動可能な燃料電池システムを、安価に実現することが可能となる。   Thus, since the capacity of the storage battery and the capacity of the rated output of the inverter can be reduced, it is possible to realize a fuel cell system that can be activated independently during a power failure at low cost.

また、貯湯ユニットと、貯湯ユニットに貯えられているお湯の量、または温度が低い場合に、お湯を生成するバックアップ熱源機と、をさらに備えた構成であってもよい。さらに、制御部は、燃料電池が非発電中に、系統電圧検出部にて停電が検出されると、蓄電池の電力を用いて燃料電池の起動を開始し、その起動中は、バックアップ熱源機への電力供給を遮断する制御を行うように構成されていてもよい。   Moreover, the structure further provided with the hot water storage unit and the backup heat source machine which produces | generates hot water when the quantity or the temperature of the hot water stored in the hot water storage unit is low may be sufficient. In addition, when the power failure is detected by the system voltage detection unit while the fuel cell is not generating electricity, the control unit starts the fuel cell using the power of the storage battery, and during the startup, the control unit starts the backup heat source machine. It may be configured to perform control to cut off the power supply.

このような構成によれば、さらに、燃料電池が非発電中に停電した場合、貯湯ユニットに貯えられているお湯の量または温度が低い場合に、お湯を生成するバックアップ熱源機への通電を行わないように動作させる。これにより、燃料電池の起動とは直接関係のない動作は行わないことで、燃料電池システムを起動させるための電力源である蓄電池等の容量を小さくすることができる。   According to such a configuration, when a power failure occurs during non-power generation of the fuel cell, or when the amount or temperature of hot water stored in the hot water storage unit is low, power is supplied to the backup heat source machine that generates hot water. Operate so that there is no. Thereby, since the operation not directly related to the start of the fuel cell is not performed, the capacity of the storage battery or the like, which is a power source for starting the fuel cell system, can be reduced.

また、バックアップ熱源機への通電を行わないことで、起動中のピーク電力をおさえることが可能で、蓄電池用のインバータの定格出力の能力を小容量化することができる。   Further, by not energizing the backup heat source unit, it is possible to suppress the peak power during startup, and the capacity of the rated output of the inverter for the storage battery can be reduced.

また、実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池と、貯湯ユニットと、貯湯ユニットに貯えられているお湯の量、または温度が低い場合に、お湯を生成するバックアップ熱源機と、電力系統の停電を検出する系統電圧検出部と、蓄電池とを備えている。そして、燃料電池が非発電中に、系統電圧検出部にて停電が検出されると、蓄電池の電力を用いて燃料電池の起動を開始し、その起動中は、バックアップ熱源機への電力供給を遮断する制御を行うように構成された制御部と、を備えている。   In addition, the fuel cell system according to the embodiment includes a fuel cell, a hot water storage unit, a backup heat source device that generates hot water when the amount of hot water stored in the hot water storage unit is low, or a power failure of the power system. And a storage battery. When a power failure is detected by the system voltage detector while the fuel cell is not generating electricity, the fuel cell is started using the power of the storage battery, and during the startup, power is supplied to the backup heat source unit. And a control unit configured to perform control for blocking.

このような構成によると、燃料電池が非発電中に停電した場合、貯湯ユニットに貯えられているお湯の量または温度が低い場合に、お湯を生成するバックアップ熱源機への通電を行わないように動作させる。これにより、燃料電池の起動とは直接関係のない動作は行わないことで、燃料電池システムを起動させるための電力源である蓄電池等の容量を小さくすることができる。   According to such a configuration, when a power failure occurs while the fuel cell is not generating electricity, when the amount or temperature of hot water stored in the hot water storage unit is low, power is not supplied to the backup heat source device that generates hot water. Make it work. Thereby, since the operation not directly related to the start of the fuel cell is not performed, the capacity of the storage battery or the like, which is a power source for starting the fuel cell system, can be reduced.

また、バックアップ熱源機への通電を行わないことで、起動中のピーク電力をおさえることが可能で、蓄電池用のインバータの定格出力の能力を小容量化することができる。   Further, by not energizing the backup heat source unit, it is possible to suppress the peak power during startup, and the capacity of the rated output of the inverter for the storage battery can be reduced.

このように、蓄電池の容量、および、インバータの定格出力の能力を小容量化することができるので、停電時に自立起動可能な燃料電池システムを、安価に実現することが可能となる。   Thus, since the capacity of the storage battery and the capacity of the rated output of the inverter can be reduced, it is possible to realize a fuel cell system that can be activated independently during a power failure at low cost.

また、停電中は貯湯タンクに貯えられているお湯を利用することができるので、燃料電池システムが発電するまでの間であっても、利用者はお湯を利用することが可能である。   Moreover, since the hot water stored in the hot water storage tank can be used during a power failure, the user can use the hot water even before the fuel cell system generates power.

上述したように、本発明によれば、蓄電池の容量、および、インバータの定格出力の能力を小容量化することができるので、停電時に自立起動可能な燃料電池システムを、安価に実現することが可能となる。よって、本発明は、燃料電池発電装置システムの自立運転時の起動電力省電力化を始め、エンジン発電装置システム等の自立発電装置の自立運転時の蓄電池の常時間利用、および、蓄電池の容量小型化等に利用することができ、有用である。   As described above, according to the present invention, since the capacity of the storage battery and the rated output capacity of the inverter can be reduced, it is possible to realize a fuel cell system that can be activated independently during a power failure at low cost. It becomes possible. Therefore, the present invention starts the power saving of the starting power during the independent operation of the fuel cell power generation system, uses the storage battery constantly during the independent operation of the independent power generation apparatus such as the engine power generation system, and reduces the capacity of the storage battery. It can be used for conversion and is useful.

１ 燃料電池システム
２ 負荷遮断部（主幹）
３ 負荷遮断部（燃料電池システム用）
４ 負荷遮断部（一般負荷用）
５ 負荷遮断部（一般負荷）
６ 系統電源
１０ 蓄電池用インバータ
１１ 蓄電池
１３ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１４ 制御部
１５ 温度計測部
１６ 系統電圧検出部
１７ ヒータ制御部
１８ ヒータ
１９ 燃料電池用インバータ
２０ 燃料電池
２１ バックアップ熱源機
２２ 貯湯ユニット
２３ 自立出力コンセント
２４ 自立負荷
３１ 切替部
３２ 蓄電池ユニット
３３ 切替部
３４ 切替部
３５ 切替部
５１ 切替部
６１ 太陽光電力システム
７１ 切替部
６３ 通信部 1 Fuel cell system 2 Load cutoff unit (main)
3 Load interrupter (for fuel cell system)
4 Load interrupter (for general load)
5 Load interrupter (general load)
6 System Power Supply 10 Storage Battery Inverter 11 Storage Battery 13 AC / DC Converter 14 Control Unit 15 Temperature Measurement Unit 16 System Voltage Detection Unit 17 Heater Control Unit 18 Heater 19 Fuel Cell Inverter 20 Fuel Cell 21 Backup Heat Source Machine 22 Hot Water Storage Unit 23 Independent Output Outlet 24 Self-supporting load 31 Switching unit 32 Storage battery unit 33 Switching unit 34 Switching unit 35 Switching unit 51 Switching unit 61 Solar power system 71 Switching unit 63 Communication unit

Claims (3)

燃料電池と、
前記燃料電池が収められた筐体内を加熱するヒータと、
電力系統の停電を検出する系統電圧検出部と、
蓄電池と、
前記燃料電池が非発電中に、前記系統電圧検出部にて停電が検出されると、前記蓄電池の電力を用いて前記燃料電池の起動を開始し、その起動中は、非停電時において前記ヒータを作動させる所定温度以下となっても前記ヒータを作動させない制御を行うように構成された制御部と、
を備えた、燃料電池システム。 A fuel cell;
A heater for heating the inside of the casing in which the fuel cell is housed;
A system voltage detector for detecting a power failure in the power system;
A storage battery,
When a power failure is detected by the system voltage detection unit while the fuel cell is not generating electricity, the fuel cell is started using the electric power of the storage battery. A control unit configured to perform control not to operate the heater even when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature for operating
A fuel cell system comprising: 貯湯ユニットと、
前記貯湯ユニットに貯えられているお湯の量、または温度が低い場合に、前記お湯を生成するバックアップ熱源機と、をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料電池が非発電中に、前記系統電圧検出部にて停電が検出されると、前記蓄電池の電力を用いて前記燃料電池の起動を開始し、その起動中は、前記バックアップ熱源機への電力供給を遮断する制御を行うように構成された、
請求項１に記載の燃料電池システム。 A hot water storage unit,
A backup heat source machine that generates the hot water when the amount of hot water stored in the hot water storage unit or the temperature is low; and
The controller starts the fuel cell using the power of the storage battery when a power failure is detected by the system voltage detector while the fuel cell is not generating power. Constructed to perform control to cut off the power supply to the backup heat source unit,
The fuel cell system according to claim 1. 燃料電池と、
貯湯ユニットと、
前記貯湯ユニットに貯えられているお湯の量、または温度が低い場合に、前記お湯を生成するバックアップ熱源機と、
電力系統の停電を検出する系統電圧検出部と、
蓄電池と、
前記燃料電池が非発電中に、前記系統電圧検出部にて停電が検出されると、前記蓄電池の電力を用いて前記燃料電池の起動を開始し、その起動中は、前記バックアップ熱源機への電力供給を遮断する制御を行うように構成された制御部と、
を備えた、燃料電池システム。 A fuel cell;
A hot water storage unit,
A backup heat source machine that generates hot water when the amount of hot water stored in the hot water storage unit or the temperature is low;
A system voltage detector for detecting a power failure in the power system;
A storage battery,
When a power failure is detected by the grid voltage detection unit while the fuel cell is not generating power, the fuel cell is started using the power of the storage battery, and during the startup, the backup heat source machine A control unit configured to perform control to cut off the power supply;
A fuel cell system comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017096508A (en) * 2015-11-18 2017-06-01 リンナイ株式会社 Thermal device
JP6263663B1 (en) * 2017-06-27 2018-01-17 東京瓦斯株式会社 Fuel cell system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004035896A (en) * 2003-08-22 2004-02-05 National Aerospace Laboratory Of Japan Low temperature thermosensitive coating
JP2006004699A (en) * 2004-06-16 2006-01-05 Ebara Corp Emergency fuel cell power generation system
WO2012165516A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 京セラ株式会社 Fuel cell device
JP2013097942A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Noritz Corp Fuel cell power generation system
WO2013145500A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2014013096A (en) * 2012-07-03 2014-01-23 Osaka Gas Co Ltd Heat supply system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004035896A (en) * 2003-08-22 2004-02-05 National Aerospace Laboratory Of Japan Low temperature thermosensitive coating
JP2006004699A (en) * 2004-06-16 2006-01-05 Ebara Corp Emergency fuel cell power generation system
WO2012165516A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 京セラ株式会社 Fuel cell device
JP2013097942A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Noritz Corp Fuel cell power generation system
WO2013145500A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 パナソニック株式会社 Fuel cell system
JP2014013096A (en) * 2012-07-03 2014-01-23 Osaka Gas Co Ltd Heat supply system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017096508A (en) * 2015-11-18 2017-06-01 リンナイ株式会社 Thermal device
JP6263663B1 (en) * 2017-06-27 2018-01-17 東京瓦斯株式会社 Fuel cell system
JP2019009035A (en) * 2017-06-27 2019-01-17 東京瓦斯株式会社 Fuel cell system

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