JP2018186010A - Power generator, control device, and control program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generator, a control device and a control program which are advantageous for enhancing power generation efficiency.SOLUTION: A power generator 1 includes: a first power generation part 24A including a fuel cell; a second power generation part 24B including a fuel cell; and a control part 10. Based on the difference between a temperature in the vicinity of the first power generation part 24A and a temperature in the vicinity of the second power generation part 24B, the control part 10 performs at least one of adjustment of a flow rate of gas supplied to the first power generation part 24A and a flow rate of gas supplied to the second power generation part 24B.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、発電装置、制御装置、および制御プログラムに関する。より詳細には、本開示は、燃料電池を含む発電部を備える発電装置、燃料電池を含む発電部の制御装置、および、このような装置に実行させる制御プログラムに関する。   The present disclosure relates to a power generation device, a control device, and a control program. More specifically, the present disclosure relates to a power generation device including a power generation unit including a fuel cell, a control device for the power generation unit including a fuel cell, and a control program executed by such a device.

例えば固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell(以下、SOFCと記す))のような燃料電池を備える発電システムでは、一般的に、燃料電池モジュールのセルスタックが発電する際の温度を制御する。また、セルスタックが1つのみならず、複数のセルスタックを備える発電システムもある。このように、セルスタックを複数備える発電システムにおいては、発電効率およびセルスタックの耐久性などの観点から、各セルスタックの温度の差が大きくならないように温度を制御することが望ましい。   For example, in a power generation system including a fuel cell such as a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as SOFC), a temperature at which a cell stack of a fuel cell module generates power is generally controlled. . Some power generation systems include not only one cell stack but also a plurality of cell stacks. Thus, in a power generation system including a plurality of cell stacks, it is desirable to control the temperature so that the temperature difference between the cell stacks does not increase from the viewpoint of power generation efficiency, durability of the cell stack, and the like.

特開2016−170999号公報JP 2006-170999 A

特許文献1に記載の発電装置は、複数のセルスタック間の温度の差が広がりにくくするために、各セルスタックの温度を変化させるための措置として、それぞれのセルスタックに抵抗変化部を接続している。このように専用の部材を別途追加せずとも、各セルスタックの温度の差が大きくならないように温度を制御できれば、有利である。   In the power generation device described in Patent Document 1, in order to make it difficult for a temperature difference between a plurality of cell stacks to spread, a resistance change unit is connected to each cell stack as a measure for changing the temperature of each cell stack. ing. Thus, it is advantageous if the temperature can be controlled so that the temperature difference between the cell stacks does not increase without adding a dedicated member separately.

本開示の目的は、発電効率を高める有利な発電装置、制御装置、および制御プログラムを提供することにある。   An object of the present disclosure is to provide an advantageous power generation device, control device, and control program that increase power generation efficiency.

本開示の第1の観点に係る発電装置は、燃料電池を含む第1発電部と、燃料電池を含む第2発電部と、制御部と、を備える。
前記制御部は、前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差に基づいて、前記第1発電部に供給されるガスの流量および前記第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う。
A power generation device according to a first aspect of the present disclosure includes a first power generation unit including a fuel cell, a second power generation unit including a fuel cell, and a control unit.
The control unit is supplied to the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the second power generation unit based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit. Adjust at least one of the gas flow rates.

本開示の第2の観点に係る燃料電池を含む発電部の制御装置は、燃料電池を含む第1の発電部および燃料電池を含む第2の発電部を制御する。
前記制御装置は、前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差に基づいて、前記第1発電部に供給されるガスの流量および前記第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う。
A control device for a power generation unit including a fuel cell according to a second aspect of the present disclosure controls a first power generation unit including a fuel cell and a second power generation unit including a fuel cell.
The control device is supplied to the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the second power generation unit based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit. Adjust at least one of the gas flow rates.

本開示の第3の観点に係る制御プログラムは、燃料電池を含む第1の発電部および燃料電池を含む第2の発電部を制御する制御装置に実行させる。
前記制御プログラムは、前記制御装置に、前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差に基づいて、前記第1発電部に供給されるガスの流量および前記第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行うステップを実行させる。
A control program according to a third aspect of the present disclosure is executed by a control device that controls a first power generation unit including a fuel cell and a second power generation unit including a fuel cell.
The control program causes the control device to determine the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the second based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit. The step of adjusting at least one of the flow rates of the gas supplied to the power generation unit is executed.

本開示によれば、発電効率を高める有利な発電装置、制御装置、および制御プログラムを提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide an advantageous power generation device, control device, and control program that increase power generation efficiency.

第1実施形態に係る発電装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing roughly the composition of the power generator concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る発電装置の一部をより詳細に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows a part of electric power generating apparatus which concerns on 1st Embodiment in detail. 第1実施形態に係る発電装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power generating apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る発電装置の一部を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows a part of electric power generating apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る発電装置の一部を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows a part of electric power generating apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る発電装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power generating apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第1実施形態に係る発電装置の構成の変形例を概略的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing roughly the modification of the composition of the power generator concerning a 1st embodiment.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本開示の実施形態に係る発電装置の構成を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. First, a configuration of a power generation device according to an embodiment of the present disclosure will be described.

(第1実施形態)
図1は、本開示の第1実施形態に係る発電装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。また、図2は、第1実施形態に係る発電装置の構成の一部を、より詳細に示す機能ブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram schematically illustrating the configuration of the power generation device according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a functional block diagram showing a part of the configuration of the power generation device according to the first embodiment in more detail.

図1に示すように、本開示の第1実施形態に係る発電装置(発電ユニット)1は、貯湯タンク60と、負荷100と、商用電源(grid)200に接続される。また、図1に示すように、発電装置1は、外部からガスおよび空気が供給されることにより発電し、発電した電力を負荷100等に供給する。   As shown in FIG. 1, the power generation device (power generation unit) 1 according to the first embodiment of the present disclosure is connected to a hot water storage tank 60, a load 100, and a commercial power supply (grid) 200. As shown in FIG. 1, the power generation apparatus 1 generates power by supplying gas and air from the outside, and supplies the generated power to a load 100 and the like.

図1に示すように、発電装置1は、制御部10と、記憶部12と、燃料電池モジュール20と、供給部30と、インバータ40と、排熱回収処理部50と、循環水処理部52と、を備える。   As shown in FIG. 1, the power generation apparatus 1 includes a control unit 10, a storage unit 12, a fuel cell module 20, a supply unit 30, an inverter 40, an exhaust heat recovery processing unit 50, and a circulating water processing unit 52. And comprising.

発電装置1は、以下にさらに詳細に述べられるように、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供するために、制御部10として少なくとも1つのプロセッサを含む。種々の実施形態によれば、少なくとも1つのプロセッサは、単一の集積回路(IC)として、または複数の通信可能に接続された集積回路ICおよび/またはディスクリート回路(discrete circuits)として実行されてもよい。少なくとも1つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って実行されることが可能である。   The power generator 1 includes at least one processor as the controller 10 to provide control and processing capabilities for performing various functions, as will be described in further detail below. According to various embodiments, at least one processor may be implemented as a single integrated circuit (IC) or as a plurality of communicatively connected integrated circuits ICs and / or discrete circuits. Good. The at least one processor can be implemented according to various known techniques.

ある実施形態において、プロセッサは、1以上のデータ計算手続または処理を実行するために構成された、1以上の回路またはユニットを含む。例えば、プロセッサは、1以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらのデバイスもしくは構成の任意の組み合わせ、または他の既知のデバイスもしくは構成の組み合わせを含むことにより、以下に説明する機能を実行してもよい。   In certain embodiments, the processor includes one or more circuits or units configured to perform one or more data computation procedures or processes. For example, a processor may be one or more processors, controllers, microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors, programmable logic devices, field programmable gate arrays, or any of these devices or configurations The functions described below may be performed by including combinations or combinations of other known devices or configurations.

制御部10は、記憶部12と、燃料電池モジュール20と、供給部30とに接続され、これらの各機能部をはじめとして発電装置1の全体を制御および管理する。制御部10は、記憶部12に記憶されているプログラムを取得して、このプログラムを実行することにより、発電装置1の各部に係る種々の機能を実現する。制御部10から他の機能部に制御信号または各種の情報などを送信する場合、制御部と他の機能部とは、有線または無線により接続されていればよい。制御部10が行う本実施形態に特徴的な制御については、さらに後述する。また、本実施形態において、制御部10は、燃料電池モジュール20に含まれるセルスタックの稼働時間(例えば発電時間)を計測するなど、所定の時間を計測することができるものとする。   The control unit 10 is connected to the storage unit 12, the fuel cell module 20, and the supply unit 30, and controls and manages the entire power generation apparatus 1 including these functional units. The control unit 10 obtains a program stored in the storage unit 12 and executes this program, thereby realizing various functions related to each unit of the power generation device 1. When transmitting a control signal or various types of information from the control unit 10 to other functional units, the control unit and the other functional units may be connected by wire or wirelessly. Control characteristic of this embodiment performed by the control unit 10 will be further described later. In the present embodiment, the control unit 10 is capable of measuring a predetermined time such as measuring the operating time (for example, power generation time) of the cell stack included in the fuel cell module 20.

記憶部12は、制御部10から取得した情報を記憶する。また記憶部12は、制御部10によって実行されるプログラム等を記憶する。その他、記憶部12は、例えば制御部10による演算結果などの各種データも記憶する。さらに、記憶部12は、制御部10が動作する際のワークメモリ等も含むことができるものとして、以下説明する。記憶部12は、例えば半導体メモリまたは磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。例えば、記憶部12は、光ディスクのような光学記憶装置としてもよいし、光磁気ディスクなどとしてもよい。   The storage unit 12 stores information acquired from the control unit 10. The storage unit 12 stores a program executed by the control unit 10. In addition, the memory | storage part 12 memorize | stores various data, such as a calculation result by the control part 10, for example. Further, the storage unit 12 will be described below as including a work memory when the control unit 10 operates. The storage unit 12 can be configured by, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk, but is not limited thereto, and can be any storage device. For example, the storage unit 12 may be an optical storage device such as an optical disk or a magneto-optical disk.

図1に示す燃料電池モジュール20は、図2により詳細に示すように、改質器22と、セルスタック24とを備えている。図2は、図1に示した発電装置1において、制御部10、燃料電池モジュール20、およびガス供給部32のみを示し、その他の機能部は省略している。図2に示すように、本実施形態において、燃料電池モジュール20は、2つの改質器22Aおよび22Bと、2つのセルスタック24Aおよび24Bとを備えている。以下、改質器22Aと改質器22Bとを特に区別しない場合、単に、改質器22のように総称する。同様に、以下、セルスタック24Aとセルスタック24Bとを特に区別しない場合、単に、セルスタック24のように総称する。   The fuel cell module 20 shown in FIG. 1 includes a reformer 22 and a cell stack 24, as shown in more detail in FIG. FIG. 2 shows only the control unit 10, the fuel cell module 20, and the gas supply unit 32 in the power generation device 1 shown in FIG. 1, and other functional units are omitted. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the fuel cell module 20 includes two reformers 22A and 22B and two cell stacks 24A and 24B. Hereinafter, when there is no particular distinction between the reformer 22A and the reformer 22B, they are simply named as the reformer 22. Similarly, hereinafter, the cell stack 24 </ b> A and the cell stack 24 </ b> B are collectively referred to simply as the cell stack 24 unless particularly distinguished from each other.

燃料電池モジュール20のセルスタック24は、供給部30から供給されるガス(燃料ガス)などを用いて発電し、発電した直流電力をインバータ40に出力する。燃料電池モジュール20は、ホットモジュールとも呼ばれる。燃料電池モジュール20において、セルスタック24は、発電に伴い発熱する。本開示において、実際に発電を行う燃料電池を含むセルスタック24を、適宜、「発電部」と記す。また、本開示において、「発電部」とは、発電を行う各種の機能部としてもよい。例えば、「発電部」として、セルスタックの他に、単体のセル、または燃料電池モジュールなどとしてもよい。本実施形態において、セルスタック24Aを第1発電部とし、セルスタック24Bを第2発電部とする。すなわち、本実施形態に係る発電装置1は、燃料電池を含む第1発電部(セルスタック24A)と、燃料電池を含む第2発電部(セルスタック24B)と、を備える。   The cell stack 24 of the fuel cell module 20 generates power using gas (fuel gas) supplied from the supply unit 30 and outputs the generated DC power to the inverter 40. The fuel cell module 20 is also called a hot module. In the fuel cell module 20, the cell stack 24 generates heat with power generation. In the present disclosure, the cell stack 24 including a fuel cell that actually generates power is appropriately referred to as a “power generation unit”. In the present disclosure, the “power generation unit” may be various functional units that generate power. For example, the “power generation unit” may be a single cell or a fuel cell module in addition to the cell stack. In the present embodiment, the cell stack 24A is a first power generation unit, and the cell stack 24B is a second power generation unit. That is, the power generation apparatus 1 according to the present embodiment includes a first power generation unit (cell stack 24A) including a fuel cell and a second power generation unit (cell stack 24B) including a fuel cell.

改質器22は、供給部30から供給されるガスおよび改質水を用いて、水素および/または一酸化炭素を生成する。セルスタック24は、改質器22で生成された水素および/または一酸化炭素と、空気中の酸素とを反応させることにより、発電する。すなわち、本実施形態において、燃料電池のセルスタック24は、電気化学反応により発電する。なお、改質器としては、前述の水蒸気改質を行う改質器を例示しているが、他の改質器として、酸素を含む空気等を用いて水素を生成する部分酸化改質(Partial Oxidation(POX))を行う改質器等であってもよい。   The reformer 22 generates hydrogen and / or carbon monoxide using the gas and reformed water supplied from the supply unit 30. The cell stack 24 generates electricity by reacting hydrogen and / or carbon monoxide generated in the reformer 22 with oxygen in the air. That is, in the present embodiment, the cell stack 24 of the fuel cell generates power by an electrochemical reaction. As the reformer, the reformer that performs the above-described steam reforming is illustrated, but as another reformer, partial oxidation reforming (partial reforming) that generates hydrogen using air containing oxygen or the like. A reformer or the like that performs Oxidation (POX) may be used.

図2に示すように、改質器22Aおよび改質器22Bは、それぞれ別個にガス供給部32から燃料ガスを供給される。また、図2に示すように、改質器22Aはセルスタック24Aに接続され、改質器22Bはセルスタック24Bに接続される。これらの接続により、改質器22Aおよび改質器22Bは、それぞれセルスタック24Aおよびセルスタック24Bに、水素および/または一酸化炭素を供給することができる。   As shown in FIG. 2, the reformer 22 </ b> A and the reformer 22 </ b> B are separately supplied with fuel gas from the gas supply unit 32. As shown in FIG. 2, the reformer 22A is connected to the cell stack 24A, and the reformer 22B is connected to the cell stack 24B. With these connections, the reformer 22A and the reformer 22B can supply hydrogen and / or carbon monoxide to the cell stack 24A and the cell stack 24B, respectively.

以下、セルスタック24は、SOFC(固体酸化物型燃料電池)であるとして説明する。しかしながら、本実施形態に係るセルスタック24はSOFCに限定されない。本実施形態に係るセルスタック24は、例えば固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell(PEFC))、りん酸形燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell(PAFC))、および溶融炭酸塩形燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell(MCFC))などのような燃料電池で構成してもよい。本実施形態に係る発電装置1は、図2に示すように、2つのセルスタック24Aおよび24Bを備えている。しかしながら、後述するように、他の実施形態において、セルスタック24は、例えば単体で700W程度の発電ができるものを4つ備えてもよい。この場合、燃料電池モジュール20は、全体として3kW程度の電力を出力することができる。   Hereinafter, the cell stack 24 will be described as an SOFC (solid oxide fuel cell). However, the cell stack 24 according to the present embodiment is not limited to the SOFC. The cell stack 24 according to the present embodiment includes, for example, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), and a molten carbonate fuel cell (PAFC). A fuel cell such as Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) may be used. The power generation device 1 according to the present embodiment includes two cell stacks 24A and 24B as shown in FIG. However, as will be described later, in other embodiments, the cell stack 24 may include, for example, four cells that can generate power of about 700 W alone. In this case, the fuel cell module 20 can output about 3 kW of electric power as a whole.

本実施形態に係る燃料電池モジュール20およびセルスタック24は、上述のような構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。本実施形態において、発電装置1は、ガスを利用して発電を行う発電部を2つ以上備えていればよい。また、例えば、発電装置1は、発電部として、セルスタック24ではなく、単に、燃料電池のセル1つのみを備えるものも想定できる。また、本実施形態に係る発電部は、例えばPEFCのように、モジュールのない燃料電池としてもよい。   The fuel cell module 20 and the cell stack 24 according to the present embodiment are not limited to the above-described configuration, and various configurations can be employed. In this embodiment, the electric power generating apparatus 1 should just be provided with two or more electric power generation parts which generate electric power using gas. In addition, for example, the power generation apparatus 1 can be assumed to have only one fuel cell instead of the cell stack 24 as a power generation unit. Further, the power generation unit according to the present embodiment may be a fuel cell without a module, such as PEFC.

図1に示すように、供給部30は、ガス供給部32と、空気供給部34と、改質水供給部36とを備える。すなわち、供給部30は、セルスタック24にガス、空気、および改質水を供給する。   As shown in FIG. 1, the supply unit 30 includes a gas supply unit 32, an air supply unit 34, and a reforming water supply unit 36. That is, the supply unit 30 supplies gas, air, and reformed water to the cell stack 24.

図1に示すガス供給部32は、図2により詳細に示すように、流量計92と、ガスポンプ94とを備えている。図2に示すように、本実施形態において、ガス供給部32は、2つの流量計92Aおよび92Bと、2つのガスポンプ94Aおよび94Bとを備えている。以下、流量計92Aと流量計92Bとを特に区別しない場合、単に、流量計92のように総称する。同様に、以下、ガスポンプ94Aとガスポンプ94Bとを特に区別しない場合、単に、ガスポンプ94のように総称する。   The gas supply unit 32 shown in FIG. 1 includes a flow meter 92 and a gas pump 94, as shown in more detail in FIG. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the gas supply unit 32 includes two flow meters 92A and 92B and two gas pumps 94A and 94B. Hereinafter, when the flow meter 92A and the flow meter 92B are not particularly distinguished, they are simply named as the flow meter 92. Similarly, hereinafter, when the gas pump 94A and the gas pump 94B are not particularly distinguished, they are simply named as the gas pump 94.

ガス供給部32は、燃料電池モジュール20のセルスタック24にガスを供給する。このとき、ガス供給部32は、制御部10からの制御信号に基づいて、セルスタック24に供給するガスの量を制御する。本実施形態において、ガス供給部32は、例えばガスラインによって構成することができる。またガス供給部32は、ガスの脱硫処理を行ってもよいし、ガスを予備的に加熱してもよい。ガスを加熱する熱源として、セルスタック24の排熱が利用されてもよい。ガスは、例えば、都市ガス、またはLPG等であるが、これらに限定されない。例えば、ガスは、燃料電池に応じて、天然ガスまたは石炭ガスなどとしてもよい。本実施形態において、ガス供給部32は、セルスタック24が発電する際の電気化学反応に用いられる燃料ガスを供給する。   The gas supply unit 32 supplies gas to the cell stack 24 of the fuel cell module 20. At this time, the gas supply unit 32 controls the amount of gas supplied to the cell stack 24 based on a control signal from the control unit 10. In this embodiment, the gas supply part 32 can be comprised by a gas line, for example. Moreover, the gas supply part 32 may perform the desulfurization process of gas, and may heat gas preliminarily. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for heating the gas. The gas is, for example, city gas or LPG, but is not limited thereto. For example, the gas may be natural gas or coal gas depending on the fuel cell. In the present embodiment, the gas supply unit 32 supplies a fuel gas used for an electrochemical reaction when the cell stack 24 generates power.

図2に示すように、ガス供給部32に供給されるガスは、1つの供給源から2つの経路に分岐されて、それぞれ流量計92Aおよび流量計92Bに供給される。また、図2に示すように、流量計92Aはガスポンプ94Aに接続され、流量計92Bはガスポンプ94Bに接続される。これらの接続により、ガスポンプ94Aおよびガスポンプ94Bは、それぞれ流量計92Aおよび流量計92Bを経たガスを、それぞれ改質器22Aおよび改質器22Bに供給することができる。図2に示す例においては、1つの供給源から2つの経路に分岐されたガスが、それぞれ流量計92Aおよび92Bに供給されている。しかしながら、例えば流量計92Aおよび92Bには、それぞれ別個の供給源からガスが供給されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 2, the gas supplied to the gas supply unit 32 is branched from one supply source into two paths and supplied to the flow meter 92A and the flow meter 92B, respectively. As shown in FIG. 2, the flow meter 92A is connected to the gas pump 94A, and the flow meter 92B is connected to the gas pump 94B. With these connections, the gas pump 94A and the gas pump 94B can supply the gas having passed through the flow meter 92A and the flow meter 92B, respectively, to the reformer 22A and the reformer 22B. In the example shown in FIG. 2, gas branched into two paths from one supply source is supplied to the flow meters 92A and 92B, respectively. However, for example, the flow meters 92A and 92B may be supplied with gas from separate sources.

流量計92Aおよび92Bは、それぞれを経て流れるガスの流量を測定する。ここで、流量計92Aおよび92Bがそれぞれ計測するガスの流量とは、例えば、単位時間あたりにガスが流量計92Aまたは92Bを経て移動する量とすることができる。流量計92Aおよび92Bは、ガスの流量を計測できるものであれば、任意のものを採用することができる。   Flow meters 92A and 92B measure the flow rate of the gas flowing through each. Here, the flow rate of the gas measured by the flow meters 92A and 92B can be, for example, the amount that the gas moves through the flow meters 92A or 92B per unit time. As the flow meters 92A and 92B, any one can be adopted as long as it can measure the gas flow rate.

ガスポンプ94Aおよび94Bは、それぞれ流量計92Aおよび92Bを経たガスを、燃料電池モジュール20の改質器22Aおよび改質器22Bにそれぞれ送出する。ガスポンプ94Aおよび94Bは、改質器22Aおよび22Bにガスを送出できるものであれば、任意のものを採用することができる。   The gas pumps 94A and 94B send the gas having passed through the flow meters 92A and 92B to the reformer 22A and the reformer 22B of the fuel cell module 20, respectively. As the gas pumps 94A and 94B, any one can be adopted as long as it can send gas to the reformers 22A and 22B.

図2に示すように、ガス供給部32は、制御部10と有線または無線により通信可能に接続される。流量計92Aおよび流量計92Bがそれぞれ計測したガスの流量の情報は、制御部10に送信される。これにより、制御部10は、流量計92Aおよび流量計92Bがそれぞれ計測したガスの流量を把握することができる。また、制御部10は、ガス供給部32と通信可能に接続されることにより、ガスポンプ94Aおよび94Bがそれぞれ改質器22Aおよび22Bに送出するガスの流量を調整(増減)することができる。したがって、本実施形態において、制御部10は、セルスタック24Aに供給されるガスの流量およびセルスタック24Bに供給されるガスの流量を調整することができる。   As shown in FIG. 2, the gas supply unit 32 is connected to the control unit 10 so as to be communicable by wire or wirelessly. Information on the gas flow rates measured by the flow meter 92A and the flow meter 92B is transmitted to the control unit 10. Thereby, the control part 10 can grasp | ascertain the flow volume of the gas which the flowmeter 92A and the flowmeter 92B each measured. Further, the control unit 10 can adjust (increase / decrease) the flow rate of the gas sent from the gas pumps 94A and 94B to the reformers 22A and 22B, respectively, by being communicably connected to the gas supply unit 32. Therefore, in the present embodiment, the control unit 10 can adjust the flow rate of the gas supplied to the cell stack 24A and the flow rate of the gas supplied to the cell stack 24B.

本実施形態に係る発電装置において、ガス供給部32は、図2に示すような構成に限定されるものではない。例えば、図2に示すガス供給部32においては、流量計92は、ガスポンプ94によって送出される前のガスの流量を測定している。しかしながら、ガス供給部32において、流量計92は、ガスポンプ94によって送出された後のガスの流量を測定してもよい。   In the power generator according to the present embodiment, the gas supply unit 32 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, in the gas supply unit 32 shown in FIG. 2, the flow meter 92 measures the flow rate of the gas before being sent out by the gas pump 94. However, in the gas supply unit 32, the flow meter 92 may measure the flow rate of the gas after being sent out by the gas pump 94.

図1に示すように、空気供給部34は、燃料電池モジュール20のセルスタック24に空気を供給する。このとき、空気供給部34は、制御部10からの制御信号に基づいて、セルスタック24に供給する空気の量を制御する。本実施形態において、空気供給部34は、例えば空気ラインによって構成することができる。また空気供給部34は、外部から取り込んだ空気を予備的に加熱して、セルスタック24に供給してもよい。空気を加熱する熱源として、セルスタック24の排熱が利用されてもよい。本実施形態において、空気供給部34は、セルスタック24が発電する際の電気化学反応に用いられる空気を供給する。   As shown in FIG. 1, the air supply unit 34 supplies air to the cell stack 24 of the fuel cell module 20. At this time, the air supply unit 34 controls the amount of air supplied to the cell stack 24 based on a control signal from the control unit 10. In this embodiment, the air supply part 34 can be comprised by an air line, for example. The air supply unit 34 may preliminarily heat the air taken from the outside and supply the air to the cell stack 24. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for heating the air. In the present embodiment, the air supply unit 34 supplies air used for an electrochemical reaction when the cell stack 24 generates power.

改質水供給部36は、水蒸気を生成して燃料電池モジュール20のセルスタック24に供給する。このとき、改質水供給部36は、制御部10からの制御信号に基づいて、セルスタック24に供給する水蒸気の量を制御する。本実施形態において、改質水供給部36は、例えば改質水ラインによって構成することができる。改質水供給部36は、セルスタック24の排気から回収された水を原料として水蒸気を生成してもよい。水蒸気を生成する熱源として、セルスタック24の排熱が利用されてもよい。   The reforming water supply unit 36 generates water vapor and supplies it to the cell stack 24 of the fuel cell module 20. At this time, the reforming water supply unit 36 controls the amount of water vapor supplied to the cell stack 24 based on a control signal from the control unit 10. In the present embodiment, the reforming water supply unit 36 can be configured by, for example, a reforming water line. The reforming water supply unit 36 may generate water vapor using water recovered from the exhaust gas of the cell stack 24 as a raw material. The exhaust heat of the cell stack 24 may be used as a heat source for generating water vapor.

インバータ40は、燃料電池モジュール20に接続される。インバータ40は、セルスタック24が発電した直流電力を、交流電力に変換する。インバータ40から出力される直流電力は、分電盤などを介して、負荷100に供給される。負荷100は、分電盤などを介して、インバータ40から出力された電力を受電する。図1において、負荷100は、1つのみの部材として図示してあるが、負荷を構成する任意の個数の各種電気機器とすることができる。また、負荷100は、分電盤などを介して、商用電源200から受電することもできる。図1において、インバータ40と制御部10との接続は図示していないが、インバータ40と制御部10とを接続してもよい。この接続により、制御部10は、インバータ40による交流電力の出力を制御することができる。   The inverter 40 is connected to the fuel cell module 20. The inverter 40 converts the DC power generated by the cell stack 24 into AC power. The DC power output from the inverter 40 is supplied to the load 100 via a distribution board or the like. The load 100 receives the power output from the inverter 40 via a distribution board or the like. In FIG. 1, the load 100 is illustrated as a single member, but can be an arbitrary number of various electrical devices constituting the load. The load 100 can also receive power from the commercial power supply 200 via a distribution board or the like. In FIG. 1, the connection between the inverter 40 and the control unit 10 is not shown, but the inverter 40 and the control unit 10 may be connected. With this connection, the control unit 10 can control the output of AC power by the inverter 40.

排熱回収処理部50は、セルスタック24の発電により生じる排気から、排熱を回収する。排熱回収処理部50は、例えば熱交換器等で構成することができる。排熱回収処理部50は、循環水処理部52および貯湯タンク60に接続される。   The exhaust heat recovery processing unit 50 recovers exhaust heat from the exhaust generated by the power generation of the cell stack 24. The exhaust heat recovery processing unit 50 can be configured with, for example, a heat exchanger. The exhaust heat recovery processing unit 50 is connected to the circulating water processing unit 52 and the hot water storage tank 60.

循環水処理部52は、貯湯タンク60から排熱回収処理部50へ水を循環させる。排熱回収処理部50に供給された水は、排熱回収処理部50で回収された熱によって加熱され、貯湯タンク60に戻る。排熱回収処理部50は、排熱を回収した排気を外部に排出する。また、上述のように、排熱回収処理部50で回収された熱は、ガス、空気、または改質水の加熱などに用いることができる。   The circulating water processing unit 52 circulates water from the hot water storage tank 60 to the exhaust heat recovery processing unit 50. The water supplied to the exhaust heat recovery processing unit 50 is heated by the heat recovered by the exhaust heat recovery processing unit 50 and returns to the hot water storage tank 60. The exhaust heat recovery processing unit 50 exhausts the exhaust from which the exhaust heat has been recovered to the outside. Further, as described above, the heat recovered by the exhaust heat recovery processing unit 50 can be used for heating gas, air, or reformed water.

貯湯タンク60は、排熱回収処理部50および循環水処理部52に接続される。貯湯タンク60は、燃料電池モジュール20のセルスタック24などから回収された排熱を利用して生成された湯を、貯えることができる。   The hot water storage tank 60 is connected to the exhaust heat recovery processing unit 50 and the circulating water processing unit 52. The hot water storage tank 60 can store hot water generated using the exhaust heat recovered from the cell stack 24 of the fuel cell module 20 or the like.

図1に示すように、発電装置1は、セルスタック24が発電する電流の総量を検出する電流センサ70を備えている。電流センサ70は、図1に示すように、燃料電池モジュール20からインバータ40に向けて出力される直流の電流を検出する位置に設置することができる。しかしながら、電流センサ70は、セルスタック24が発電する電流を検出可能な位置であれば、他の位置に設置してもよい。電流センサ70は、例えばCT(Current Transformer)などにより構成することができる。しかしながら、電流センサ70は、CTに限定されず、電流を測定できる部材であれば、任意のものを採用することができる。例えば、電流センサ70は、ホール素子方式、ロゴスキー方式、またはゼロフラックス方式など原理に基づくものとしてもよい。電流センサ70は、制御部10に接続される。電流センサ70は、検出した電流に基づく信号を制御部10に送信する。この信号を受信することで、制御部10は、セルスタック24が発電する電流を把握することができる。   As shown in FIG. 1, the power generation device 1 includes a current sensor 70 that detects the total amount of current generated by the cell stack 24. As shown in FIG. 1, the current sensor 70 can be installed at a position for detecting a direct current output from the fuel cell module 20 toward the inverter 40. However, the current sensor 70 may be installed at other positions as long as the current generated by the cell stack 24 can be detected. The current sensor 70 can be configured by, for example, a CT (Current Transformer). However, the current sensor 70 is not limited to CT, and any member can be employed as long as it is a member that can measure current. For example, the current sensor 70 may be based on a principle such as a Hall element method, a Rogowski method, or a zero flux method. The current sensor 70 is connected to the control unit 10. The current sensor 70 transmits a signal based on the detected current to the control unit 10. By receiving this signal, the control unit 10 can grasp the current generated by the cell stack 24.

本実施形態において、制御部10は、セルスタック24の温度を制御する。また、本実施形態において、制御部10は、改質器22およびセルスタック24を含めた燃料電池モジュール20の系全体などの温度を制御してもよい。このような、セルスタック24の温度制御によって、セルスタック24の発電効率は変化し得る。制御部10によるセルスタック24の温度制御については、さらに後述する。   In the present embodiment, the control unit 10 controls the temperature of the cell stack 24. In the present embodiment, the control unit 10 may control the temperature of the entire system of the fuel cell module 20 including the reformer 22 and the cell stack 24. Such power control of the cell stack 24 can change the power generation efficiency of the cell stack 24. The temperature control of the cell stack 24 by the control unit 10 will be further described later.

また、図2に示すように、発電装置1は、セルスタック24近傍の温度を検出する温度センサ80を備えている。図2に示すように、本実施形態において、燃料電池モジュール20は、2つの温度センサ80Aおよび80Bを備えている。図2に示すように、温度センサ80Aはセルスタック24A近傍に設置され、温度センサ80Bはセルスタック24B近傍に設置される。以下、温度センサ80Aと温度センサ80Bとを特に区別しない場合、単に、温度センサ80のように総称する。   As shown in FIG. 2, the power generation device 1 includes a temperature sensor 80 that detects the temperature in the vicinity of the cell stack 24. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the fuel cell module 20 includes two temperature sensors 80A and 80B. As shown in FIG. 2, the temperature sensor 80A is installed near the cell stack 24A, and the temperature sensor 80B is installed near the cell stack 24B. Hereinafter, when the temperature sensor 80A and the temperature sensor 80B are not particularly distinguished, they are simply named as the temperature sensor 80.

温度センサ80は、図2に示すように、セルスタック24近傍の温度を検出する位置に設置することができる。ここで、温度センサ80が温度を検出するセルスタック24近傍とは、発電装置1においてセルスタック24の温度制御を行うための基準となる温度の測定に好適な位置、例えばセルスタック24が発生する熱が適度に伝導する位置とすることができる。例えば、温度センサ80が温度を検出するセルスタック24近傍とは、発電するセルスタック24の中心の温度としてもよい。また、本実施形態において、温度センサ80が温度を検出するセルスタック24近傍とは、セルスタック24そのものが存在する位置であってもよい。また、温度センサ80が温度を検出するセルスタック24近傍とは、例えばセルスタック24の全体、またはセルスタック24内部の一部(例えばセル)などであってもよい。   As shown in FIG. 2, the temperature sensor 80 can be installed at a position for detecting the temperature in the vicinity of the cell stack 24. Here, the vicinity of the cell stack 24 where the temperature sensor 80 detects the temperature is a position suitable for measuring a temperature serving as a reference for controlling the temperature of the cell stack 24 in the power generation apparatus 1, for example, the cell stack 24 is generated. It can be a position where heat is conducted appropriately. For example, the vicinity of the cell stack 24 where the temperature sensor 80 detects the temperature may be the temperature at the center of the cell stack 24 that generates power. In the present embodiment, the vicinity of the cell stack 24 where the temperature sensor 80 detects the temperature may be a position where the cell stack 24 itself exists. Further, the vicinity of the cell stack 24 where the temperature sensor 80 detects the temperature may be, for example, the entire cell stack 24 or a part of the cell stack 24 (for example, a cell).

温度センサ80は、例えば熱電対などにより構成することができる。この場合、例えば、セルスタック24に空気を導入する導入板の中に、熱電対が挿入されるようにしてもよい。一方、温度センサ80は、当該温度センサ80を構成する素材によっては、過度の高熱を計測できない場合も想定される。このような場合、温度センサ80は、例えばセルスタック24から離れているが、セルスタック24が発生する熱が伝導する位置における温度を検出してもよい。温度センサ80がセルスタック24から離れている場合、温度センサ80が温度を検出するセルスタック24近傍とは、例えばセルスタック24上方の燃焼部に位置してもよい。また、温度センサ80がセルスタック24から離れている場合、温度センサ80が温度を検出するセルスタック24近傍とは、前記燃焼部上方から少し離れていても、セルスタック24付近の温度を十分に測定できる位置であればよい。   The temperature sensor 80 can be constituted by, for example, a thermocouple. In this case, for example, a thermocouple may be inserted into an introduction plate that introduces air into the cell stack 24. On the other hand, the temperature sensor 80 is assumed to be unable to measure excessively high heat depending on the material constituting the temperature sensor 80. In such a case, the temperature sensor 80 is separated from the cell stack 24, for example, but may detect the temperature at a position where the heat generated by the cell stack 24 is conducted. When the temperature sensor 80 is away from the cell stack 24, the vicinity of the cell stack 24 where the temperature sensor 80 detects the temperature may be located, for example, in the combustion section above the cell stack 24. Further, when the temperature sensor 80 is away from the cell stack 24, the temperature near the cell stack 24 where the temperature sensor 80 detects the temperature is sufficiently high even if the temperature sensor 80 is slightly away from above the combustion part. Any position that can be measured is acceptable.

温度センサ80は、熱電対に限定されず、温度を測定できる部材であれば、任意のものを採用することができる。例えば、温度センサ80は、サーミスタまたは白金測温抵抗体としてもよい。温度センサ80は、制御部10に接続される。このため、図2に示すように、燃料電池モジュール20は、制御部10と有線または無線により通信可能に接続される。温度センサ80は、検出した温度に基づく信号を制御部10に送信する。この信号を受信することで、制御部10は、セルスタック24近傍の温度を把握することができる。   The temperature sensor 80 is not limited to a thermocouple, and any member can be adopted as long as it is a member capable of measuring temperature. For example, the temperature sensor 80 may be a thermistor or a platinum resistance temperature detector. The temperature sensor 80 is connected to the control unit 10. For this reason, as shown in FIG. 2, the fuel cell module 20 is connected to the control unit 10 so as to be communicable by wire or wirelessly. The temperature sensor 80 transmits a signal based on the detected temperature to the control unit 10. By receiving this signal, the control unit 10 can grasp the temperature near the cell stack 24.

次に、本実施形態に係る発電装置1の動作を説明する。   Next, operation | movement of the electric power generating apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated.

図2に示したように、例えば2つのセルスタック24Aおよび24Bのような複数のセルスタックを用いて発電を行う場合、複数のセルスタックの間で、それぞれの温度が異なることがある。すなわち、複数のセルスタックを用いて発電を行うと、セルスタックの間に温度差が生じることがある。セルスタックの間に温度差が生じると、温度の低い方のセルスタックにおいて電解質のイオン伝導性が小さくなるため、当該セルスタックの内部抵抗が大きくなってしまう。一般的に、セルスタックの内部抵抗が小さい方が、セルスタック内部の電流は流れ易くなる。このため、内部抵抗が小さいセルスタックは、エネルギーが熱ではなく電気として放出され易くなり、発電効率を向上させることができる。また、このように発電効率を向上させることにより、セルスタックの耐久性も向上する。   As shown in FIG. 2, for example, when power generation is performed using a plurality of cell stacks such as the two cell stacks 24 </ b> A and 24 </ b> B, the temperatures may be different among the plurality of cell stacks. That is, when power generation is performed using a plurality of cell stacks, a temperature difference may occur between the cell stacks. When a temperature difference is generated between the cell stacks, the ionic conductivity of the electrolyte is reduced in the cell stack having the lower temperature, so that the internal resistance of the cell stack is increased. In general, the smaller the internal resistance of the cell stack, the easier the current in the cell stack flows. For this reason, in the cell stack having a small internal resistance, energy is easily released as electricity instead of heat, and power generation efficiency can be improved. Further, by improving the power generation efficiency in this way, the durability of the cell stack is also improved.

そこで、本実施形態においては、2つのセルスタック24A近傍および24B近傍の間の温度差が所定以上になる場合、その温度差が小さくなるように制御を行う。このような制御について、以下、さらに説明する。   Therefore, in the present embodiment, when the temperature difference between the vicinity of the two cell stacks 24A and 24B is equal to or greater than a predetermined value, control is performed so that the temperature difference is reduced. Such control will be further described below.

図3は、第1実施形態に係る発電装置1の動作を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the power generation device 1 according to the first embodiment.

図3に示す動作が開始する時点で、発電装置1において、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bは、すでに運転を開始しており、それぞれ発電を行っているものとする。したがって、図3に示す動作が開始する時点で、制御部10は、ガス供給部32がセルスタック24Aおよび24Bにそれぞれ燃料ガスを供給するように制御している。同様に、図3に示す動作が開始する時点で、制御部10は、空気供給部34がセルスタック24Aおよび24Bにそれぞれ空気を供給するように制御している。また、図3に示す動作が開始する時点で、制御部10は、改質水供給部36がセルスタック24Aおよび24Bにそれぞれ改質水を供給するように制御している。発電装置1において、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bが運転を開始して発電する動作は、一般的なSOFCの発電ユニットと同様に行うことができる。したがって、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bが運転を開始して発電を行う動作について、より詳細な説明は省略する。   At the time when the operation shown in FIG. 3 starts, it is assumed that in the power generation device 1, the cell stack 24A and the cell stack 24B have already started operation and are generating power. Therefore, when the operation shown in FIG. 3 starts, the control unit 10 controls the gas supply unit 32 to supply the fuel gas to the cell stacks 24A and 24B, respectively. Similarly, when the operation shown in FIG. 3 starts, the control unit 10 controls the air supply unit 34 to supply air to the cell stacks 24A and 24B, respectively. Further, when the operation shown in FIG. 3 starts, the control unit 10 controls the reforming water supply unit 36 to supply the reforming water to the cell stacks 24A and 24B, respectively. In the power generation apparatus 1, the operation of the cell stack 24A and the cell stack 24B to start operation and generate power can be performed in the same manner as a general SOFC power generation unit. Therefore, a more detailed description of the operation in which the cell stack 24A and the cell stack 24B start operation and generate electric power will be omitted.

図3に示す処理が開始すると、制御部10は、セルスタック24A近傍およびセルスタック24B近傍(各発電部近傍)の温度をそれぞれ取得するように制御する(ステップS11)。具体的には、ステップS11において、温度センサ80Aが、セルスタック24A近傍の温度を検出する。また、温度センサ80Bが、セルスタック24B近傍の温度を検出する。したがって、制御部10は、温度センサ80Aおよび温度センサ80Bから、それぞれセルスタック24A近傍の温度およびセルスタック24B近傍の温度を取得することができる。   When the process shown in FIG. 3 starts, the control unit 10 performs control so as to obtain temperatures in the vicinity of the cell stack 24A and in the vicinity of the cell stack 24B (near each power generation unit) (step S11). Specifically, in step S11, the temperature sensor 80A detects the temperature near the cell stack 24A. Further, the temperature sensor 80B detects the temperature near the cell stack 24B. Therefore, the control unit 10 can acquire the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B from the temperature sensor 80A and the temperature sensor 80B, respectively.

ステップS11において温度を取得したら、制御部10は、取得したセルスタック24A近傍の温度と、取得したセルスタック24B近傍の温度との差が所定の温度差(例えば25℃)以上であるか否か判定する(ステップS12)。ステップS12の処理を実行するために、セルスタック24の発電効率および耐久性などの諸条件を考慮して、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度と所定の温度差を、予め設定しておくのが好適である。すなわち、制御部10は、セルスタック24の発電効率および耐久性などが良好な状態を保てる範囲で、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差を設定する。図3に示す例では、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差が25℃未満であれば、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bの発電効率および耐久性などが良好な状態をある程度保てるものとしている。本実施形態において、上述した温度差は、例として25℃として以下説明するが、セルスタックの特性または仕様などに応じて、所望の温度差とすることができる。このようにして予め設定された所定の温度差は、例えば記憶部12に記憶しておくことができる。   If the temperature is acquired in step S11, the control unit 10 determines whether or not the difference between the acquired temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the acquired temperature in the vicinity of the cell stack 24B is equal to or greater than a predetermined temperature difference (for example, 25 ° C.). Determination is made (step S12). In order to execute the process of step S12, in consideration of various conditions such as the power generation efficiency and durability of the cell stack 24, the temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the temperature in the vicinity of the cell stack 24B are set in advance. It is preferable to keep it. That is, the control unit 10 sets the difference between the temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the temperature in the vicinity of the cell stack 24B as long as the power generation efficiency and durability of the cell stack 24 can be maintained in a good state. In the example shown in FIG. 3, if the difference between the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B is less than 25 ° C., the power generation efficiency and durability of the cell stack 24A and the cell stack 24B are good. It can be kept to some extent. In the present embodiment, the temperature difference described above will be described below as an example of 25 ° C., but can be a desired temperature difference according to the characteristics or specifications of the cell stack. The predetermined temperature difference set in advance in this way can be stored in, for example, the storage unit 12.

ステップS12においてセルスタック24近傍の温度差が25℃以上でないと判定された場合、制御部10は、ステップS11に戻って処理を続行する。ステップS11において、制御部10は、セルスタック24A近傍およびセルスタック24B近傍(各発電部近傍)の温度をそれぞれ取得するように制御する。   When it determines with the temperature difference of the cell stack 24 vicinity not being 25 degreeC or more in step S12, the control part 10 returns to step S11 and continues a process. In step S11, the control unit 10 performs control so as to obtain temperatures in the vicinity of the cell stack 24A and in the vicinity of the cell stack 24B (near each power generation unit).

一方、ステップS12においてセルスタック24近傍の温度差が25℃以上であると判定されたら、制御部10は、燃料ガスの流量の調整を行う(ステップS13)。ステップS13において行う燃料ガスの流量の調整とは、制御部10が、ガス供給部32を制御して、セルスタック24Aに供給される燃料ガスの流量およびセルスタック24Bに供給される燃料ガスの流量の少なくとも一方を調整することである。具体的には、ステップS13において、制御部10は、ガスポンプ94Aおよびガスポンプ94Bの少なくとも一方を制御して、ガスポンプ94Aおよび/またはガスポンプ94Bが送出する燃料ガスの流量を調整する。ガスポンプ94Aはセルスタック24Aに燃料ガスを供給し、ガスポンプ94Bはセルスタック24Bに燃料ガスを供給する。このため、制御部10は、セルスタック24Aに供給される燃料ガスの流量およびセルスタック24Bに供給される燃料ガスの流量の少なくとも一方を調整することができる。   On the other hand, when it is determined in step S12 that the temperature difference in the vicinity of the cell stack 24 is 25 ° C. or more, the control unit 10 adjusts the flow rate of the fuel gas (step S13). The adjustment of the flow rate of the fuel gas performed in step S13 means that the control unit 10 controls the gas supply unit 32 to flow the fuel gas supplied to the cell stack 24A and the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24B. Adjusting at least one of the above. Specifically, in step S13, the control unit 10 controls at least one of the gas pump 94A and the gas pump 94B to adjust the flow rate of the fuel gas sent from the gas pump 94A and / or the gas pump 94B. The gas pump 94A supplies fuel gas to the cell stack 24A, and the gas pump 94B supplies fuel gas to the cell stack 24B. For this reason, the control unit 10 can adjust at least one of the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24A and the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24B.

このような燃料ガスの流量の調整により、本実施形態に係る発電装置1は、セルスタック24A近傍の温度およびセルスタック24B近傍の温度の少なくとも一方を変化させる。例えば、制御部10は、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bのうち、低温側のセルスタック近傍の温度を、高温側のセルスタック近傍の温度に近付けるように制御することができる。   By adjusting the flow rate of the fuel gas as described above, the power generation device 1 according to the present embodiment changes at least one of the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B. For example, the control unit 10 can control the temperature in the vicinity of the cell stack on the low temperature side of the cell stack 24A and the cell stack 24B so as to approach the temperature in the vicinity of the cell stack on the high temperature side.

ここで、ステップS13において行う燃料ガスの流量の調整によって、セルスタック近傍の温度を変化させる原理について、さらに説明する。   Here, the principle of changing the temperature in the vicinity of the cell stack by adjusting the flow rate of the fuel gas performed in step S13 will be further described.

発電装置1において、燃料電池(セルスタック24)に供給される燃料ガスのうち、セルスタック24の発電に利用される燃料ガスの割合を、以下、適宜「燃料利用率」と記す。本実施形態において、制御部10は、例えば燃料利用率を変化させることにより、燃料ガスの流量の調整を行うことができる。セルスタック24に供給される燃料ガスのうち、セルスタック24の発電に利用されない燃料ガスには、例えばセルスタック24において燃焼される燃料ガスが含まれる。ここで、例えば、セルスタック24が発電する電力は一定として、燃料利用率を下げることは、セルスタック24において発電に利用される燃料ガスの量は変えずに、燃焼に利用されるガスを増やすことを意味する。この場合、セルスタック24近傍の温度は上がることになる。したがって、発電装置1は、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差が25℃以上ある場合、セルスタック24のうち低温側の燃料利用率を下げることで、そのセルスタック24近傍の温度を上げることができる。   In the power generation apparatus 1, the ratio of the fuel gas used for power generation of the cell stack 24 among the fuel gas supplied to the fuel cell (cell stack 24) is hereinafter referred to as “fuel utilization rate” as appropriate. In the present embodiment, the control unit 10 can adjust the flow rate of the fuel gas, for example, by changing the fuel utilization rate. Of the fuel gas supplied to the cell stack 24, the fuel gas that is not used for the power generation of the cell stack 24 includes, for example, the fuel gas burned in the cell stack 24. Here, for example, assuming that the power generated by the cell stack 24 is constant, reducing the fuel utilization rate increases the gas used for combustion without changing the amount of fuel gas used for power generation in the cell stack 24. Means that. In this case, the temperature near the cell stack 24 increases. Therefore, when the difference between the temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the temperature in the vicinity of the cell stack 24B is 25 ° C. or more, the power generation device 1 reduces the fuel utilization rate on the low temperature side of the cell stack 24 to thereby reduce the cell stack 24 The temperature in the vicinity can be raised.

図3に示す例においては、例えばステップS12において2つのセルスタック24近傍の温度差が25℃以上である場合、制御部10は、低温側のセルスタック24の燃料利用率を例えば1%下げるなどの制御を行う。具体的には、ステップS11においてセルスタック24Aの方がセルスタック25Bよりも25℃以上低温である場合、ステップS13において、制御部10は、セルスタック24Aの燃料利用率を1%下げるように制御する。一方、ステップS11においてセルスタック24Bの方がセルスタック24Aよりも25℃以上低温である場合、ステップS13において、制御部10は、セルスタック24Bの燃料利用率を1%下げるように制御する。これにより、時間の経過とともに、低温側のセルスタック24近傍の温度は、高温側のセルスタック24近傍の温度に徐々に近づく。   In the example shown in FIG. 3, for example, when the temperature difference between the two cell stacks 24 is 25 ° C. or more in step S <b> 12, the control unit 10 decreases the fuel utilization rate of the low temperature side cell stack 24 by 1%, for example. Control. Specifically, when the cell stack 24A is at a temperature 25 ° C. or more lower than the cell stack 25B in step S11, in step S13, the control unit 10 controls to reduce the fuel utilization rate of the cell stack 24A by 1%. To do. On the other hand, when the cell stack 24B is at a temperature lower by 25 ° C. or more than the cell stack 24A in step S11, the control unit 10 controls the fuel utilization rate of the cell stack 24B to be reduced by 1% in step S13. Thereby, the temperature near the cell stack 24 on the low temperature side gradually approaches the temperature near the cell stack 24 on the high temperature side as time passes.

ステップS13においてガスの流量を調整したら、制御部10は、セルスタック24A近傍およびセルスタック24B近傍(各発電部近傍)の温度をそれぞれ取得するように制御する(ステップS14)。ステップS14において制御部10が行う処理は、上述したステップS11と同様とすることができる。   After adjusting the gas flow rate in step S13, the control unit 10 performs control so as to obtain temperatures in the vicinity of the cell stack 24A and in the vicinity of the cell stack 24B (near each power generation unit) (step S14). The processing performed by the control unit 10 in step S14 can be the same as step S11 described above.

ステップS14において温度を取得したら、制御部10は、取得したセルスタック24A近傍の温度と、取得したセルスタック24B近傍の温度との差が所定の温度差(例えば5℃)以下であるか否か判定する(ステップS15)。ステップS13において燃料ガスの流量の調整を行っているため、低温側のセルスタック24近傍の温度は、徐々に高温側のセルスタック24近傍の温度に近くなる。   If the temperature is acquired in step S14, the control unit 10 determines whether or not the difference between the acquired temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the acquired temperature in the vicinity of the cell stack 24B is equal to or less than a predetermined temperature difference (for example, 5 ° C.). Determination is made (step S15). Since the flow rate of the fuel gas is adjusted in step S13, the temperature in the vicinity of the low temperature side cell stack 24 gradually approaches the temperature in the vicinity of the high temperature side cell stack 24.

ステップS15の処理を実行するために、ステップS12の場合と同様に、セルスタック24の発電効率および耐久性などの諸条件を考慮して、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度と所定の温度差を、予め設定しておくのが好適である。図3に示す例では、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差が5℃以下になれば、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度とは、ほぼ同じとしている。本実施形態において、上述した温度差は、例として5℃として以下説明するが、セルスタックの特性または仕様などに応じて、所望の温度差とすることができる。このようにして予め設定された所定の温度差は、例えば記憶部12に記憶しておくことができる。   In order to execute the process of step S15, similarly to the case of step S12, the temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the temperature in the vicinity of the cell stack 24B are considered in consideration of various conditions such as the power generation efficiency and durability of the cell stack 24. It is preferable to set a predetermined temperature difference in advance. In the example shown in FIG. 3, if the difference between the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B is 5 ° C. or less, the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B are almost the same. Yes. In the present embodiment, the temperature difference described above is described below as an example of 5 ° C., but can be set to a desired temperature difference according to the characteristics or specifications of the cell stack. The predetermined temperature difference set in advance in this way can be stored in, for example, the storage unit 12.

ステップS15においてセルスタック24近傍の温度差が5℃以下でないと判定された場合、制御部10は、ステップS14に戻って処理を続行する。ステップS14において、制御部10は、セルスタック24A近傍およびセルスタック24B近傍(各発電部近傍)の温度をそれぞれ取得するように制御する。   When it is determined in step S15 that the temperature difference in the vicinity of the cell stack 24 is not 5 ° C. or less, the control unit 10 returns to step S14 and continues the process. In step S14, the control unit 10 performs control so as to obtain temperatures in the vicinity of the cell stack 24A and in the vicinity of the cell stack 24B (near each power generation unit).

一方、ステップS15においてセルスタック24近傍の温度差が5℃以下であると判定されたら、制御部10は、燃料ガスの流量を、ステップS13において調整した前の状態に戻す(ステップS16)。ステップS13において、制御部10は、ガス供給部32を制御して、セルスタック24Aに供給される燃料ガスの流量およびセルスタック24Bに供給される燃料ガスの流量の少なくとも一方を調整した。したがって、ステップS16において、制御部10は、ガスの流量を調整したセルスタック24を、調整前の状態に戻す。具体的には、ステップS16において、制御部10は、ガスポンプ94Aおよびガスポンプ94Bの少なくとも一方を制御して、ガスポンプ94Aおよび/またはガスポンプ94Bが送出する燃料ガスの流量を調整前の状態に戻す。このように、制御部10は、第1発電部(セルスタック24A)近傍の温度とび第2発電部(セルスタック24B)近傍の温度との差が所定の閾値(例えば5℃)以下になったら、ガスの流量の調整を開始する前の状態に戻してもよい。   On the other hand, if it is determined in step S15 that the temperature difference in the vicinity of the cell stack 24 is 5 ° C. or less, the control unit 10 returns the flow rate of the fuel gas to the state before the adjustment in step S13 (step S16). In step S13, the control unit 10 controls the gas supply unit 32 to adjust at least one of the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24A and the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24B. Therefore, in step S <b> 16, the control unit 10 returns the cell stack 24 whose gas flow rate has been adjusted to the state before adjustment. Specifically, in step S16, the control unit 10 controls at least one of the gas pump 94A and the gas pump 94B to return the flow rate of the fuel gas sent from the gas pump 94A and / or the gas pump 94B to the state before adjustment. As described above, the control unit 10 determines that the difference between the temperature in the vicinity of the first power generation unit (cell stack 24A) and the temperature in the vicinity of the second power generation unit (cell stack 24B) is equal to or less than a predetermined threshold (for example, 5 ° C.). The state before starting the adjustment of the gas flow rate may be restored.

例えばステップS13において低温側のセルスタック24の燃料利用率を1%下げた場合、制御部10は、当該セルスタック24の燃料利用率を1%上げる。セルスタック24が発電する電力は一定として、燃料利用率を上げることは、セルスタック24において発電に利用される燃料ガスの量は変えずに、燃焼に利用されるガスを減らすことを意味する。   For example, when the fuel usage rate of the low temperature side cell stack 24 is decreased by 1% in step S13, the control unit 10 increases the fuel usage rate of the cell stack 24 by 1%. Increasing the fuel utilization rate while the power generated by the cell stack 24 is constant means that the gas used for combustion is reduced without changing the amount of fuel gas used for power generation in the cell stack 24.

ステップS16においてガスの流量を調整前に戻したら、制御部10は、図3に示す動作を終了する。以降、発電装置1が動作を継続する場合は、制御部10は、図3に示す動作を繰り返し行うのが好適である。   When the gas flow rate is returned to before adjustment in step S16, the control unit 10 ends the operation shown in FIG. Thereafter, when the power generation apparatus 1 continues to operate, it is preferable that the control unit 10 repeatedly performs the operation illustrated in FIG.

このように、本実施形態に係る発電装置1において、制御部10は、第1発電部(セルスタック24A)に供給されるガスの流量、および第2発電部(セルスタック24B)に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う。ここで、制御部10は、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差に基づいて、上述したガスの流量の調整を行う。本実施形態においては、流量の調整を行うガスとは、例えば水素などの燃料ガスすることができる。また、制御部10は、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差が所定の閾値(例えば25℃)以上になったら、ガスの流量の調整を開始してもよい。一方、制御部10は、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差が所定の閾値(例えば5℃)以下になったら、ガスの流量の調整を開始する前の状態に戻してもよい。   Thus, in the power generation device 1 according to the present embodiment, the control unit 10 is supplied to the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit (cell stack 24A) and to the second power generation unit (cell stack 24B). At least one of the gas flow rates is adjusted. Here, the control unit 10 adjusts the gas flow rate described above based on the difference between the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B. In the present embodiment, the gas for adjusting the flow rate can be a fuel gas such as hydrogen. Further, the control unit 10 may start adjusting the gas flow rate when the difference between the temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the temperature in the vicinity of the cell stack 24B reaches or exceeds a predetermined threshold (for example, 25 ° C.). On the other hand, when the difference between the temperature in the vicinity of the cell stack 24A and the temperature in the vicinity of the cell stack 24B becomes equal to or less than a predetermined threshold (for example, 5 ° C.), the control unit 10 returns to the state before starting the adjustment of the gas flow rate. May be.

以上説明したように、本実施形態に係る発電装置1によれば、セルスタック24に供給する燃料ガスの流量を調整することにより、2つのセルスタック24近傍の温度差が所定以上に開くことを抑制する。このため、本実施形態に係る発電装置1によれば、いずれかのセルスタック24の内部抵抗が大きくなることは抑制される。また、本実施形態に係る発電装置1によれば、セルスタック24の耐久性を向上させることができる。さらに、本実施形態に係る発電装置1によれば、燃料ガスの流量を調整することによりセルスタック24近傍の温度を変化させるため、温度制御を行うための機能部を追加する必要はない。したがって、本実施形態に係る発電装置1は、発電効率を有利に高めることができる。   As described above, according to the power generation device 1 according to the present embodiment, by adjusting the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24, the temperature difference in the vicinity of the two cell stacks 24 opens more than a predetermined value. Suppress. For this reason, according to the electric power generating apparatus 1 which concerns on this embodiment, it is suppressed that the internal resistance of any cell stack 24 becomes large. Moreover, according to the electric power generating apparatus 1 which concerns on this embodiment, durability of the cell stack 24 can be improved. Furthermore, according to the power generation device 1 according to the present embodiment, since the temperature in the vicinity of the cell stack 24 is changed by adjusting the flow rate of the fuel gas, it is not necessary to add a functional unit for performing temperature control. Therefore, the power generation device 1 according to the present embodiment can advantageously increase the power generation efficiency.

上述した実施形態においては、例として、制御部10は、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bのうち、低温側のセルスタック近傍の温度を、高温側のセルスタック近傍の温度に近付けるように制御した。しかしながら、本実施形態は、このような制御に限定されない。   In the embodiment described above, as an example, the control unit 10 controls the temperature in the vicinity of the low-temperature side cell stack in the cell stack 24A and the cell stack 24B to approach the temperature in the vicinity of the high-temperature side cell stack. However, the present embodiment is not limited to such control.

例えば、制御部10は、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bのうち、高温側のセルスタック近傍の温度を、低温側のセルスタック24近傍の温度に近付けるように制御してもよい。この場合、高温側のセルスタック24近傍の温度を下げるために、高温側のセルスタック24の燃料利用率を上げることになる。高温側のセルスタック24の燃料利用率を上げるとは、セルスタック24に供給される燃料ガスのうち発電に利用されず燃焼に利用される燃料ガスを減らす、すなわち燃料ガス全体の供給を減らすことを意味する。燃料ガスの供給を減らす場合、必要な量の燃料ガスを供給しないと、発電するスタックが劣化する原因になり得ることに留意すべきである。   For example, the control unit 10 may control the temperature in the vicinity of the high temperature side cell stack of the cell stack 24A and the cell stack 24B so as to approach the temperature in the vicinity of the low temperature side cell stack 24. In this case, in order to lower the temperature in the vicinity of the high temperature side cell stack 24, the fuel utilization rate of the high temperature side cell stack 24 is increased. To increase the fuel utilization rate of the cell stack 24 on the high temperature side is to reduce the fuel gas used for combustion that is not used for power generation among the fuel gas supplied to the cell stack 24, that is, to reduce the supply of the entire fuel gas. Means. When reducing the supply of fuel gas, it should be noted that failure to supply the required amount of fuel gas can cause the stack to generate power to deteriorate.

また、例えば、制御部10は、低温側のセルスタック24近傍の温度を高温側のセルスタック24の温度に近付けるとともに、高温側のセルスタック24近傍の温度を低温側のセルスタック24近傍の温度に近付けるように制御してもよい。   Further, for example, the control unit 10 brings the temperature in the vicinity of the low temperature side cell stack 24 close to the temperature of the high temperature side cell stack 24, and sets the temperature in the vicinity of the high temperature side cell stack 24 to the temperature in the vicinity of the low temperature side cell stack 24. You may control so that it may approach.

また、上述した実施形態においては、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bの2つの発電部を備える構成について説明した。しかしながら、本実施形態は、このような制御に限定されず、3つ以上の発電部を備えてもよい。この場合、各発電部(セルスタック24)が、それぞれ対応するガスポンプ94から燃料ガスを供給される構成としてもよい。また、この場合、各セルスタック24近傍のうち、最も高温なものの近傍と最も低温なものの近傍との差が例えば25℃のような所定の温度差以上になったら、ガスの流量の調整を行ってもよい。さらに、各セルスタック24近傍のうち、最も高温なものと最も低温なものとの差が例えば5℃のような所定の温度差以下になったら、ガスの流量の調整を開始する前の状態に戻してもよい。   In the above-described embodiment, the configuration including the two power generation units of the cell stack 24A and the cell stack 24B has been described. However, this embodiment is not limited to such control, and may include three or more power generation units. In this case, each power generation unit (cell stack 24) may be configured to be supplied with fuel gas from the corresponding gas pump 94. Further, in this case, when the difference between the vicinity of the highest temperature and the vicinity of the lowest temperature in the vicinity of each cell stack 24 is equal to or greater than a predetermined temperature difference such as 25 ° C., the gas flow rate is adjusted. May be. Further, when the difference between the highest temperature and the lowest temperature in the vicinity of each cell stack 24 is equal to or less than a predetermined temperature difference such as 5 ° C., the state before the gas flow rate adjustment is started. You may return.

(第2実施形態)
次に、本開示の第2実施形態に係る発電装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the power generation device according to the second embodiment of the present disclosure will be described.

第2実施形態に係る発電装置は、第1実施形態で説明した発電装置1と部分的に同じ構成を採用することができる。したがって、第2実施形態に係る発電装置の構成について、第1実施形態に係る発電装置1と同様の内容の説明は、適宜、簡略化または省略する。   The power generator according to the second embodiment can partially adopt the same configuration as the power generator 1 described in the first embodiment. Therefore, about the structure of the electric power generating apparatus which concerns on 2nd Embodiment, description of the content similar to the electric power generating apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment is simplified or abbreviate | omitted suitably.

第2実施形態に係る発電装置は、図1に示した第1実施形態に係る発電装置1において、燃料電池モジュール20の構成を変更するものである。   The power generation apparatus according to the second embodiment is a modification of the configuration of the fuel cell module 20 in the power generation apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG.

第1実施形態に係る発電装置1において、燃料電池モジュール20は、図2に示したように、2つのセルスタック24Aおよび24Bを備えている。第2実施形態に係る発電装置においては、図4に示すように、燃料電池モジュール20’は、4つのセルスタック(24A,24B,24C,24D)を備えている。図4は、図2と同様に、図1に示した発電装置1において、制御部10、燃料電池モジュール20’、およびガス供給部32のみを示し、その他の機能部は省略している。以下、セルスタック24A,24B,24C,24Dを特に区別しない場合、単に、セルスタック24のように総称する。それぞれのセルスタック24は、例えば単体で700W程度の発電が可能な場合、燃料電池モジュール20’は、全体として3kW程度の電力を出力することができる。   In the power generation device 1 according to the first embodiment, the fuel cell module 20 includes two cell stacks 24A and 24B as shown in FIG. In the power generation apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the fuel cell module 20 'includes four cell stacks (24A, 24B, 24C, 24D). 4 shows only the control unit 10, the fuel cell module 20 ', and the gas supply unit 32 in the power generation apparatus 1 shown in FIG. 1 as in FIG. 2, and other functional units are omitted. Hereinafter, when the cell stacks 24A, 24B, 24C, and 24D are not particularly distinguished, they are simply named as the cell stack 24. For example, when each cell stack 24 can generate a power of about 700 W alone, the fuel cell module 20 ′ can output a power of about 3 kW as a whole.

図4に示すように、燃料電池モジュール20’において、改質器22Aはセルスタック24Aおよびセルスタック24Bに接続され、改質器22Bはセルスタック24Cおよびセルスタック24Dに接続される。これらの接続により、改質器22Aおよび改質器22Bは、それぞれセルスタック24A,24Bおよびセルスタック24C,24Dに、水素および/または一酸化炭素を供給することができる。   As shown in FIG. 4, in the fuel cell module 20 ', the reformer 22A is connected to the cell stack 24A and the cell stack 24B, and the reformer 22B is connected to the cell stack 24C and the cell stack 24D. With these connections, the reformer 22A and the reformer 22B can supply hydrogen and / or carbon monoxide to the cell stacks 24A and 24B and the cell stacks 24C and 24D, respectively.

また、図4に示すように、燃料電池モジュール20’においても、セルスタック24近傍の温度を検出する温度センサ80を備えている。図4に示すように、本実施形態において、燃料電池モジュール20’は、4つの温度センサ80A,80B,80C,80Dを備えている。図4に示すように、温度センサ80Aはセルスタック24A近傍に設置され、温度センサ80Bはセルスタック24B近傍に設置される。また、温度センサ80Cはセルスタック24C近傍に設置され、温度センサ80Dはセルスタック24D近傍に設置される。第2実施形態においても、「セルスタック24近傍」の意味などは、第1実施形態と同様である。   As shown in FIG. 4, the fuel cell module 20 ′ also includes a temperature sensor 80 that detects the temperature near the cell stack 24. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the fuel cell module 20 'includes four temperature sensors 80A, 80B, 80C, and 80D. As shown in FIG. 4, the temperature sensor 80A is installed near the cell stack 24A, and the temperature sensor 80B is installed near the cell stack 24B. The temperature sensor 80C is installed in the vicinity of the cell stack 24C, and the temperature sensor 80D is installed in the vicinity of the cell stack 24D. Also in the second embodiment, the meaning of “near cell stack 24” is the same as in the first embodiment.

図4に示す燃料電池モジュール20’のように、4つのセルスタック24A,24B,24C,24Dを備える場合でも、第1実施形態に係る電子機器1と同様に動作させることができる。図4に示す構成では、ガス供給部32から燃料電池モジュール20’に燃料ガスを供給するガスラインは2つの経路を有している。したがって、本実施形態では、ガスポンプ94Aによって、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bに供給されるガスの流量を調整することができる。また、本実施形態では、ガスポンプ94Bによって、セルスタック24Cおよびセルスタック24Dに供給されるガスの流量を調整することができる。   Even when the four cell stacks 24A, 24B, 24C, and 24D are provided as in the fuel cell module 20 'illustrated in FIG. 4, the operation can be performed in the same manner as the electronic device 1 according to the first embodiment. In the configuration shown in FIG. 4, the gas line that supplies the fuel gas from the gas supply unit 32 to the fuel cell module 20 ′ has two paths. Therefore, in the present embodiment, the flow rate of the gas supplied to the cell stack 24A and the cell stack 24B can be adjusted by the gas pump 94A. In the present embodiment, the flow rate of the gas supplied to the cell stack 24C and the cell stack 24D can be adjusted by the gas pump 94B.

本実施形態においては、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bを第1発電部として、またセルスタック24Bおよびセルスタック24Dを第2発電部として、第1実施形態に係る発電装置1と同様に動作させることができる。この場合、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度の平均を、第1発電部近傍の温度とすることができる。同様に、セルスタック24C近傍の温度とセルスタック24D近傍の温度の平均を、第2発電部近傍の温度とすることができる。そして、制御部10は、第1発電部近傍の温度と第2発電部近傍の温度との差に基づいて、第1発電部に供給されるガスの流量および第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う。その他の動作は、第1実施形態に係る発電装置1と同様に行うことができる。   In the present embodiment, the cell stack 24A and the cell stack 24B are used as the first power generation unit, and the cell stack 24B and the cell stack 24D are used as the second power generation unit to operate in the same manner as the power generation device 1 according to the first embodiment. Can do. In this case, the average of the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B can be set as the temperature near the first power generation unit. Similarly, the average of the temperature near the cell stack 24C and the temperature near the cell stack 24D can be set as the temperature near the second power generation unit. Then, the control unit 10 determines the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the gas supplied to the second power generation unit based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit. Adjustment of at least one of the flow rates is performed. Other operations can be performed in the same manner as the power generation device 1 according to the first embodiment.

以上説明したように、本実施形態に係る発電装置によれば、セルスタック24に供給する燃料ガスの流量を調整することにより、4つのセルスタック24近傍の温度差が所定以上に開くことを抑制する。したがって、本実施形態に係る発電装置は、第1実施形態に係る発電装置1と同様に、発電効率を有利に高めることができる。   As described above, according to the power generation device according to the present embodiment, by adjusting the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24, the temperature difference in the vicinity of the four cell stacks 24 is prevented from opening more than a predetermined value. To do. Therefore, the power generation device according to the present embodiment can advantageously increase the power generation efficiency, similarly to the power generation device 1 according to the first embodiment.

上述した実施形態では、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bを第1発電部として、またセルスタック24Bおよびセルスタック24Dを第2発電部とした。しかしながら、しかしながら、本実施形態は、このような制御に限定されない。   In the embodiment described above, the cell stack 24A and the cell stack 24B are used as the first power generation unit, and the cell stack 24B and the cell stack 24D are used as the second power generation unit. However, the present embodiment is not limited to such control.

例えば、第1発電部および第2発電部のうち一方のみが、2つのセルスタック24を備え、他方はセルスタック24を1つのみ備えるようにしてもよい。また、第1発電部および第2発電部のうち少なくとも一方は、2つより多くのセルスタック24を備えてもよい。   For example, only one of the first power generation unit and the second power generation unit may include two cell stacks 24, and the other may include only one cell stack 24. In addition, at least one of the first power generation unit and the second power generation unit may include more than two cell stacks 24.

このように、本実施形態に係る発電装置において、第1発電部および第2発電部の少なくとも一方は複数の発電部(例えばセルスタック24Aおよびセルスタック24B)を含んでもよい。この場合、制御部10は、複数の発電部近傍の温度の平均を、第1発電部近傍の温度および/または第2発電部近傍の温度として処理してもよい。   As described above, in the power generation device according to the present embodiment, at least one of the first power generation unit and the second power generation unit may include a plurality of power generation units (for example, the cell stack 24A and the cell stack 24B). In this case, the control unit 10 may process the average of the temperatures near the plurality of power generation units as the temperature near the first power generation unit and / or the temperature near the second power generation unit.

(第3実施形態)
次に、本開示の第3実施形態に係る発電装置について説明する。
(Third embodiment)
Next, a power generation device according to a third embodiment of the present disclosure will be described.

第3実施形態に係る発電装置は、第1実施形態で説明した発電装置1と部分的に同じ構成を採用することができる。したがって、第2実施形態に係る発電装置の構成について、第1実施形態に係る発電装置1と同様の内容の説明は、適宜、簡略化または省略する。   The power generator according to the third embodiment can partially adopt the same configuration as that of the power generator 1 described in the first embodiment. Therefore, about the structure of the electric power generating apparatus which concerns on 2nd Embodiment, description of the content similar to the electric power generating apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment is simplified or abbreviate | omitted suitably.

第3実施形態に係る発電装置は、図1に示した第1実施形態に係る発電装置1において、燃料電池モジュール20および空気供給部34の構成を変更するものである。   The power generator according to the third embodiment is configured to change the configuration of the fuel cell module 20 and the air supply unit 34 in the power generator 1 according to the first embodiment shown in FIG.

第1実施形態に係る発電装置1において、セルスタック24の温度を制御する際、ガス供給部32からセルスタック24に供給される燃料ガスの流量の調整を行った。具体的には、制御部10は、ガスポンプ94を制御して、ガスポンプ94がセルスタック24に向けて送出する燃料ガスの流量を調整した。第3実施形態に係る発電装置においては、セルスタック24に供給する燃料ガスの代わりに、空気供給部34からセルスタック24に供給する空気の流量を調整する。   In the power generator 1 according to the first embodiment, when the temperature of the cell stack 24 is controlled, the flow rate of the fuel gas supplied from the gas supply unit 32 to the cell stack 24 is adjusted. Specifically, the control unit 10 controls the gas pump 94 to adjust the flow rate of the fuel gas that the gas pump 94 sends toward the cell stack 24. In the power generator according to the third embodiment, the flow rate of air supplied from the air supply unit 34 to the cell stack 24 is adjusted instead of the fuel gas supplied to the cell stack 24.

図5は、本実施形態に係る発電装置において、制御部10、燃料電池モジュール20、および空気供給部34のみを示す図である。図5においては、制御部10、燃料電池モジュール20、および空気供給部34以外の機能部は図示を省略してある。図示を省略した機能部は、図1および図2において説明した第1実施形態1の場合と同様に構成することができる。なお、図5においては図2等に示したような、ガスポンプおよび流量計が記載されていないが、第3実施形態に係る発電装置には、ガスポンプおよび流量計が設けられていてもよい。   FIG. 5 is a diagram illustrating only the control unit 10, the fuel cell module 20, and the air supply unit 34 in the power generation device according to the present embodiment. In FIG. 5, functional units other than the control unit 10, the fuel cell module 20, and the air supply unit 34 are not shown. Functional units not shown can be configured in the same manner as in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 5, the gas pump and the flow meter as shown in FIG. 2 and the like are not described, but the power generation device according to the third embodiment may be provided with a gas pump and a flow meter.

図5に示すように、本実施形態において、空気供給部34は、2つの空気ブロワ96Aおよび96Bと、2つの流量計98Aおよび98Bとを備えている。以下、空気ブロワ96Aと空気ブロワ96Bとを特に区別しない場合、単に、空気ブロワ96のように総称する。同様に、以下、流量計98Aと流量計98Bとを特に区別しない場合、単に、流量計98のように総称する。   As shown in FIG. 5, in this embodiment, the air supply unit 34 includes two air blowers 96A and 96B and two flow meters 98A and 98B. Hereinafter, when the air blower 96A and the air blower 96B are not particularly distinguished, they are simply named as the air blower 96. Similarly, hereinafter, the flow meter 98A and the flow meter 98B are collectively referred to simply as the flow meter 98 unless particularly distinguished.

図5に示すように、本実施形態において、空気供給部34に供給される空気は、1つの供給源から2つの経路に分岐されて、それぞれ空気ブロワ96Aおよび空気ブロワ96Bに供給される。また、図5に示すように、空気ブロワ96Aは流量計98Aに接続され、空気ブロワ96Bは流量計98Bに接続される。これらの接続により、空気ブロワ96Aおよび空気ブロワ96Bは、それぞれ流量計98Aおよび流量計98Bを経て、セルスタック24Aおよびセルスタック24Bにそれぞれ空気を供給することができる。図5に示す例においては、1つの供給源から2つの経路に分岐された空気が、それぞれ空気ブロワ96Aおよび96Bに供給されている。しかしながら、例えば空気ブロワ96Aおよび96Bには、それぞれ別個の供給源から空気が供給されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the air supplied to the air supply unit 34 is branched from one supply source into two paths and supplied to the air blower 96A and the air blower 96B, respectively. As shown in FIG. 5, the air blower 96A is connected to the flow meter 98A, and the air blower 96B is connected to the flow meter 98B. With these connections, the air blower 96A and the air blower 96B can supply air to the cell stack 24A and the cell stack 24B via the flow meter 98A and the flow meter 98B, respectively. In the example shown in FIG. 5, the air branched into two paths from one supply source is supplied to the air blowers 96A and 96B, respectively. However, for example, the air blowers 96A and 96B may be supplied with air from separate sources.

空気ブロワ96Aおよび96Bは、空気供給部34に供給された空気を、それぞれ流量計98Aおよび98Bを経て、燃料電池モジュール20のセルスタック24Aおよびセルスタック24Bにそれぞれ送出する。空気ブロワ96Aおよび96Bは、セルスタック24Aおよび24Bに空気を送出できるものであれば、任意のものを採用することができる。   The air blowers 96A and 96B send the air supplied to the air supply unit 34 to the cell stack 24A and the cell stack 24B of the fuel cell module 20 via the flow meters 98A and 98B, respectively. As the air blowers 96A and 96B, any air blowers can be adopted as long as they can send air to the cell stacks 24A and 24B.

流量計98Aおよび98Bは、それぞれを経て流れる空気の流量を測定する。ここで、流量計98Aおよび98Bがそれぞれ計測する空気の流量とは、例えば、単位時間あたりに空気が流量計98Aまたは98Bを経て移動する量とすることができる。流量計98Aおよび98Bは、空気の流量を計測できるものであれば、任意のものを採用することができる。   Flow meters 98A and 98B measure the flow rate of air flowing through each. Here, the flow rate of air measured by the flow meters 98A and 98B can be, for example, the amount of air moving through the flow meters 98A or 98B per unit time. As the flow meters 98A and 98B, any one can be adopted as long as it can measure the flow rate of air.

図5に示すように、空気供給部34は、制御部10と有線または無線により通信可能に接続される。流量計98Aおよび流量計98Bがそれぞれ計測した空気の流量の情報は、制御部10に送信される。これにより、制御部10は、流量計98Aおよび流量計98Bがそれぞれ計測した空気の流量を把握することができる。また、制御部10は、空気供給部34と通信可能に接続されることにより、空気ブロワ96Aおよび96Bがそれぞれセルスタック24Aおよび24Bに送出する空気の流量を調整(増減)することができる。したがって、本実施形態において、制御部10は、セルスタック24Aに供給される空気の流量およびセルスタック24Bに供給される空気の流量を調整することができる。   As shown in FIG. 5, the air supply unit 34 is connected to the control unit 10 so as to be communicable by wire or wirelessly. Information on the air flow rate measured by the flow meter 98A and the flow meter 98B is transmitted to the control unit 10. Thereby, the control part 10 can grasp | ascertain the flow volume of the air which the flow meter 98A and the flow meter 98B each measured. Further, the control unit 10 can adjust (increase / decrease) the flow rate of air sent from the air blowers 96A and 96B to the cell stacks 24A and 24B, respectively, by being communicably connected to the air supply unit 34. Therefore, in the present embodiment, the control unit 10 can adjust the flow rate of air supplied to the cell stack 24A and the flow rate of air supplied to the cell stack 24B.

本実施形態に係る発電装置において、空気供給部34は、図5に示すような構成に限定されるものではない。例えば、図5に示す空気供給部34においては、流量計98は、空気ブロワ96によって送出された後の空気の流量を測定している。しかしながら、空気供給部34において、流量計98は、空気ブロワ96によって送出される前の空気の流量を測定してもよい。   In the power generator according to this embodiment, the air supply unit 34 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, in the air supply unit 34 shown in FIG. 5, the flow meter 98 measures the flow rate of air after being sent out by the air blower 96. However, in the air supply unit 34, the flow meter 98 may measure the flow rate of air before being sent out by the air blower 96.

次に、第3実施形態に係る発電装置の動作を説明する。   Next, the operation of the power generator according to the third embodiment will be described.

第3実施形態に係る発電装置は、図3において説明した第1実施形態に係る発電装置1とほぼ同様に動作させることができる。したがって、以下、第3実施形態に係る発電装置において、第1実施形態に係る発電装置1とは異なる動作を主として説明する。   The power generation apparatus according to the third embodiment can be operated in substantially the same manner as the power generation apparatus 1 according to the first embodiment described in FIG. Therefore, hereinafter, operations different from those of the power generation device 1 according to the first embodiment in the power generation device according to the third embodiment will be mainly described.

第3実施形態においては、ステップS13において行うガスの流量の調整の際に、燃料ガスの流量に代えて、空気の流量を調整する。   In the third embodiment, the flow rate of air is adjusted instead of the flow rate of the fuel gas when the gas flow rate is adjusted in step S13.

以下、例として、ステップS13において、制御部10が、低温側のセルスタック24A近傍の温度を、高温側のセルスタック24B近傍の温度に近付けるように制御する場合を例として説明する。ステップS13において、低温側のセルスタック24A近傍の温度を上昇させる場合、制御部10は、セルスタック24Aに供給される空気の空気利用率を上げる。ここで、空気利用率とは、セルスタック24Aに供給される空気のうち、実際に発電に利用される空気の割合である。セルスタック24Aにおいて実際に発電に利用される空気の量は、一般的には、あまり急激に変化しない。このため、セルスタック24Aにおいて空気利用率を上げるとは、セルスタック24に供給される空気の全体量を少なくすることを意味する。セルスタック24Aに供給される空気の全体量が少なくなると、余剰の空気が減少するため、セルスタック24A近傍の温度は上がることになる。このように、ステップS13において、制御部10は、空気供給部34がセルスタック24に供給する空気を調整することにより、セルスタック24近傍の温度を制御することができる。   Hereinafter, as an example, a case will be described as an example in which the control unit 10 controls the temperature near the cell stack 24A on the low temperature side to approach the temperature near the cell stack 24B on the high temperature side in step S13. In step S13, when the temperature near the cell stack 24A on the low temperature side is increased, the control unit 10 increases the air utilization rate of the air supplied to the cell stack 24A. Here, the air utilization rate is the ratio of the air actually used for power generation out of the air supplied to the cell stack 24A. In general, the amount of air actually used for power generation in the cell stack 24A does not change so rapidly. For this reason, increasing the air utilization rate in the cell stack 24 </ b> A means reducing the total amount of air supplied to the cell stack 24. When the total amount of air supplied to the cell stack 24A decreases, excess air decreases, and the temperature in the vicinity of the cell stack 24A increases. Thus, in step S <b> 13, the control unit 10 can control the temperature near the cell stack 24 by adjusting the air supplied from the air supply unit 34 to the cell stack 24.

また、第3実施形態においては、ステップS16において行うガスの流量の調整前の状態に戻す際に、燃料ガスの流量に代えて、空気の流量を調整前の状態に戻す。例えば、上述のように、ステップS13においてセルスタック24Aに供給される空気の空気利用率を上げた場合、制御部10は、上げた分の空気利用率をステップS16において下げる。   In the third embodiment, when returning to the state before adjustment of the gas flow rate performed in step S16, the air flow rate is returned to the state before adjustment instead of the flow rate of the fuel gas. For example, as described above, when the air utilization rate of the air supplied to the cell stack 24A is increased in step S13, the control unit 10 decreases the increased air utilization rate in step S16.

このように、本実施形態に係る発電装置において、制御部10は、セルスタック24Aに供給される空気の流量およびセルスタック24Bに供給される空気の流量の少なくとも一方の調整を行ってもよい。この場合、制御部10は、セルスタック24Aまたはセルスタック24Bに供給される空気のうち、発電に利用される空気の割合を変化させることにより、空気の流量の調整を行ってもよい。   As described above, in the power generation apparatus according to the present embodiment, the control unit 10 may adjust at least one of the flow rate of air supplied to the cell stack 24A and the flow rate of air supplied to the cell stack 24B. In this case, the control unit 10 may adjust the flow rate of air by changing the ratio of air used for power generation in the air supplied to the cell stack 24A or the cell stack 24B.

以上説明したように、本実施形態に係る発電装置によれば、セルスタック24に供給する空気の流量を調整することにより、2つのセルスタック24近傍の温度差が所定以上に開くことを抑制する。したがって、本実施形態に係る発電装置は、第1実施形態に係る発電装置1と同様に、発電効率を有利に高めることができる。   As described above, according to the power generation device according to the present embodiment, the temperature difference between the two cell stacks 24 is prevented from opening more than a predetermined level by adjusting the flow rate of the air supplied to the cell stacks 24. . Therefore, the power generation device according to the present embodiment can advantageously increase the power generation efficiency, similarly to the power generation device 1 according to the first embodiment.

(第4実施形態)
次に、本開示の第4実施形態に係る発電装置について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a power generation device according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described.

第4実施形態に係る発電装置は、第1実施形態で説明した発電装置1と同じ構成を採用することができる。したがって、第4実施形態に係る発電装置の構成についての説明は省略する。以下、第1実施形態と同様の内容の説明は、適宜、簡略化または省略する。   The power generator according to the fourth embodiment can employ the same configuration as the power generator 1 described in the first embodiment. Therefore, the description about the structure of the electric power generating apparatus which concerns on 4th Embodiment is abbreviate | omitted. Hereinafter, the description of the same content as that of the first embodiment is appropriately simplified or omitted.

第4実施形態に係る発電装置は、第1実施形態で説明した発電装置1において、その制御の一部を変更するものである。第4実施形態においては、第1実施の形態における電子機器1の動作において、ガスの流量を調整した後、ガスの流量を調整する前の状態に戻すための条件を変更する。   In the power generation apparatus 1 described in the first embodiment, a part of the control of the power generation apparatus according to the fourth embodiment is changed. In 4th Embodiment, in operation | movement of the electronic device 1 in 1st Embodiment, after adjusting the flow rate of gas, the conditions for returning to the state before adjusting the flow rate of gas are changed.

図6は、第4実施形態に係る発電装置の動作を説明するフローチャートである。図6においては、図3に示した第1実施形態に係る発電装置1の処理として説明したのと同じ内容の処理は、同じステップとして示してある。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the power generation device according to the fourth embodiment. In FIG. 6, the process of the same content as having demonstrated as a process of the electric power generating apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment shown in FIG. 3 is shown as the same step.

図3に示したように、第1実施の形態においては、ステップS11において各発電部近傍の温度を取得した後、制御部10は、2つの発電部近傍の温度差が25℃以上であるか否かを判定した(ステップS12)。そして、ステップS12において温度差が25℃以上であれば、制御部10は、ガスの流量の調整を行った(ステップS13)。   As shown in FIG. 3, in the first embodiment, after acquiring the temperature near each power generation unit in step S11, the control unit 10 determines whether the temperature difference between the two power generation units is 25 ° C. or more. It was determined whether or not (step S12). And if the temperature difference is 25 degreeC or more in step S12, the control part 10 adjusted the flow volume of gas (step S13).

第4実施形態においても、ガスの流量の調整を行う条件は、2つの発電部それぞれの近傍の温度差が25℃以上になるなど、所定の温度差以上になった場合とすることができる。第4実施形態においては、ステップS12の代わりに、図6にステップS21として示すように、制御部10は、2つの発電部近傍が所定の温度差以上になった否かを判定する(ステップS21)。ステップS21において2つの発電部近傍が所定の温度差以上になっていないと判定したら、制御部10は、ステップS11に戻って各発電部近傍の温度を取得する。一方、ステップS21において所定の温度差以上になったと判定したら、制御部10は、ガスの流量の調整を行う(ステップS13)。ステップS21においては、ステップS12と同様に、所定の温度差を25℃としてもよいし、それ以外の任意の温度差としてもよい。   Also in the fourth embodiment, the condition for adjusting the gas flow rate can be a case where the temperature difference in the vicinity of each of the two power generation units is a predetermined temperature difference or more, such as 25 ° C. or more. In 4th Embodiment, instead of step S12, as shown as step S21 in FIG. 6, the control part 10 determines whether two electric power generation part vicinity became more than predetermined | prescribed temperature difference (step S21). ). When it is determined in step S21 that the vicinity of the two power generation units is not equal to or greater than the predetermined temperature difference, the control unit 10 returns to step S11 and acquires the temperature in the vicinity of each power generation unit. On the other hand, if it determines with having become more than a predetermined temperature difference in step S21, the control part 10 will adjust the flow volume of gas (step S13). In step S21, as in step S12, the predetermined temperature difference may be 25 ° C., or any other temperature difference.

また、図3に示したように、第1実施の形態においては、ステップS14において各発電部近傍の温度を取得した後、制御部10は、2つの発電部近傍の温度差が5℃以下であるか否かを判定した(ステップS15)。そして、ステップS15において温度差が5℃以下であれば、制御部10は、ガスの流量を調整前の状態に戻した(ステップS16)。   As shown in FIG. 3, in the first embodiment, after acquiring the temperature in the vicinity of each power generation unit in step S <b> 14, the control unit 10 determines that the temperature difference between the two power generation units is 5 ° C. or less. It was determined whether or not there is (step S15). And if the temperature difference is 5 degrees C or less in step S15, the control part 10 will return the flow volume of gas to the state before adjustment (step S16).

第4実施形態においては、ガスの流量を調整前の状態に戻す条件を、2つの発電部近傍の温度の高低が逆転した場合とする。図6においては、ステップS15の代わりに、図6にステップS22として示すように、制御部10は、2つの発電部近傍の温度の高低が逆転したか否かを判定する。   In 4th Embodiment, the conditions which return the flow volume of gas to the state before adjustment are taken as the case where the high and low temperature of two power generation part vicinity reverses. In FIG. 6, instead of step S <b> 15, as shown as step S <b> 22 in FIG. 6, the control unit 10 determines whether or not the temperature levels near the two power generation units are reversed.

ステップS22において2つの発電部近傍の温度の高低が逆転していないと判定したら、制御部10は、ステップS14に戻って各発電部近傍の温度を取得する。一方、ステップS22において2つの発電部近傍の温度の高低が逆転したと判定したら、制御部10は、ガスの流量を調整前の状態に戻す(ステップS16)。   If it is determined in step S22 that the temperature levels near the two power generation units are not reversed, the control unit 10 returns to step S14 and acquires the temperatures near each power generation unit. On the other hand, when it is determined in step S22 that the temperature levels in the vicinity of the two power generation units are reversed, the control unit 10 returns the gas flow rate to the state before adjustment (step S16).

例えば、ステップS13において、制御部10が、低温側のセルスタック24A近傍の温度を、高温側のセルスタック24B近傍の温度に近付けるように制御する場合を例として説明する。この場合、ステップS22において、制御部10は、低温側であったセルスタック24A近傍の温度が、高温側であったセルスタック24B近傍の温度を超えたか否かを判定する。ステップS22において、低温側であったセルスタック24A近傍の温度が、高温側であったセルスタック24B近傍の温度を超えていないと判定した場合、制御部10は、ステップS14に戻ってセルスタック24の温度を取得する。一方、ステップS22において、低温側であったセルスタック24A近傍の温度が、高温側であったセルスタック24B近傍の温度を超えたと判定した場合、制御部10は、ステップS16に進み、ガスの流量を調整前の状態に戻す。   For example, a case will be described as an example where the control unit 10 controls the temperature in the vicinity of the low temperature side cell stack 24A to approach the temperature in the vicinity of the high temperature side cell stack 24B in step S13. In this case, in step S22, the control unit 10 determines whether or not the temperature near the cell stack 24A on the low temperature side exceeds the temperature near the cell stack 24B on the high temperature side. If it is determined in step S22 that the temperature in the vicinity of the cell stack 24A on the low temperature side does not exceed the temperature in the vicinity of the cell stack 24B on the high temperature side, the control unit 10 returns to step S14 and returns to the cell stack 24. Get the temperature. On the other hand, if it is determined in step S22 that the temperature in the vicinity of the cell stack 24A on the low temperature side has exceeded the temperature in the vicinity of the cell stack 24B on the high temperature side, the control unit 10 proceeds to step S16, Return to the state before adjustment.

このように、本実施形態に係る発電装置において、制御部10は、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との高低が逆転したら、ガス流量の調整を開始する前の状態に戻してもよい。   As described above, in the power generation device according to the present embodiment, the control unit 10 returns to the state before starting the adjustment of the gas flow rate when the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B are reversed. May be.

以上説明したように、本実施形態に係る発電装置によれば、セルスタック24に供給する燃料ガスの流量を調整することにより、2つのセルスタック24近傍の温度差が所定以上に開くことを抑制する。したがって、本実施形態に係る発電装置は、第1実施形態に係る発電装置1と同様に、発電効率を有利に高めることができる。   As described above, according to the power generation device according to the present embodiment, the temperature difference between the two cell stacks 24 is prevented from opening more than a predetermined value by adjusting the flow rate of the fuel gas supplied to the cell stack 24. To do. Therefore, the power generation device according to the present embodiment can advantageously increase the power generation efficiency, similarly to the power generation device 1 according to the first embodiment.

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. In addition, each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.

例えば、以上の開示においては、第1実施形態として、燃料電池を備える発電装置1について説明した。しかしながら、本開示の各実施形態は、燃料電池を備える発電装置に限定されるものではない。   For example, in the above disclosure, the power generation apparatus 1 including a fuel cell has been described as the first embodiment. However, each embodiment of the present disclosure is not limited to a power generation device including a fuel cell.

例えば、本開示の実施形態は、燃料電池を備えずに、燃料電池を外部から制御する、燃料電池の制御装置として実現することもできる。このような実施形態の一例を、図7に示す。図7に示すように、本実施形態に係る燃料電池の制御装置2は、例えば制御部10と、記憶部12とを含んで構成される。制御装置2は、外部の燃料電池1を制御する。すなわち、本実施形態に係る燃料電池の制御装置2は、第1発電部(セルスタック24A)に供給されるガスの流量および第2発電部(セルスタック24B)に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う。ここで、制御装置2は、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差に基づいて、上述したガスの流量の調整を行う。   For example, the embodiment of the present disclosure can be realized as a fuel cell control device that controls a fuel cell from the outside without including the fuel cell. An example of such an embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the fuel cell control device 2 according to this embodiment includes, for example, a control unit 10 and a storage unit 12. The control device 2 controls the external fuel cell 1. That is, the fuel cell control device 2 according to the present embodiment has at least the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit (cell stack 24A) and the flow rate of the gas supplied to the second power generation unit (cell stack 24B). Make one adjustment. Here, the control device 2 adjusts the gas flow rate described above based on the difference between the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B.

さらに、本開示の実施形態は、例えば、上述したような燃料電池の制御装置2に実行させる制御プログラムとして実現することもできる。すなわち、本実施形態にかかる燃料電池の制御プログラムは、制御装置2に、セルスタック24Aに供給されるガスの流量およびセルスタック24Bに供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行うステップを実行させる。ここで、上記制御プログラムは、セルスタック24A近傍の温度とセルスタック24B近傍の温度との差に基づいて、制御装置2に上記ステップを実行させる。   Furthermore, the embodiment of the present disclosure can also be realized as a control program to be executed by the fuel cell control device 2 as described above, for example. That is, the fuel cell control program according to the present embodiment executes the step of adjusting at least one of the flow rate of the gas supplied to the cell stack 24A and the flow rate of the gas supplied to the cell stack 24B to the control device 2. Let Here, the control program causes the control device 2 to execute the above steps based on the difference between the temperature near the cell stack 24A and the temperature near the cell stack 24B.

1 発電装置
2 制御装置
10 制御部
12 記憶部
20 燃料電池モジュール
22 改質器
24 セルスタック
30 供給部
32 ガス供給部
34 空気供給部
36 改質水供給部
40 インバータ
50 排熱回収処理部
52 循環水処理部
60 貯湯タンク
70 電流センサ
80 温度センサ
92 流量計
94 ガスポンプ
96 空気ブロワ
98 流量計
100 負荷
200 商用電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 Control apparatus 10 Control part 12 Memory | storage part 20 Fuel cell module 22 Reformer 24 Cell stack 30 Supply part 32 Gas supply part 34 Air supply part 36 Reformed water supply part 40 Inverter 50 Waste heat recovery process part 52 Circulation Water treatment section 60 Hot water storage tank 70 Current sensor 80 Temperature sensor 92 Flow meter 94 Gas pump 96 Air blower 98 Flow meter 100 Load 200 Commercial power supply

Claims (11)

燃料電池を含む第1発電部と、
燃料電池を含む第2発電部と、
前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差に基づいて、前記第1発電部に供給されるガスの流量および前記第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う制御部と、
を備える発電装置。
A first power generation unit including a fuel cell;
A second power generation unit including a fuel cell;
Based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit, the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the flow rate of the gas supplied to the second power generation unit A control unit that performs at least one adjustment;
A power generator comprising:
前記制御部は、前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差が所定の閾値以上になったら、前記調整を開始する、請求項1に記載の発電装置。   The power generation device according to claim 1, wherein the control unit starts the adjustment when a difference between a temperature in the vicinity of the first power generation unit and a temperature in the vicinity of the second power generation unit is equal to or greater than a predetermined threshold. 前記制御部は、前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差が所定の閾値以下になったら、前記調整を開始する前の状態に戻す、請求項1または2に記載の発電装置。   The said control part returns to the state before starting the said adjustment, when the difference of the temperature of the said 1st electric power generation part vicinity and the temperature of the said 2nd electric power generation part becomes below a predetermined threshold value. The power generator described in 1. 前記制御部は、前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との高低が逆転したら、前記調整を開始する前の状態に戻す、請求項1または2に記載の発電装置。   3. The power generation device according to claim 1, wherein the control unit returns to a state before the adjustment is started when the temperature between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit are reversed. . 前記制御部は、前記第1発電部に供給される燃料ガスの流量および前記第2発電部に供給される燃料ガスの流量の少なくとも一方の調整を行う、請求項1から4のいずれかに記載の発電装置。   5. The control unit according to claim 1, wherein the control unit adjusts at least one of a flow rate of the fuel gas supplied to the first power generation unit and a flow rate of the fuel gas supplied to the second power generation unit. Power generator. 前記制御部は、前記第1発電部または前記第2発電部に供給される燃料ガスのうち発電に利用される燃料ガスの割合を変化させることにより、前記調整を行う、請求項5に記載の発電装置。   The said control part performs the said adjustment by changing the ratio of the fuel gas utilized for electric power generation among the fuel gas supplied to the said 1st electric power generation part or the said 2nd electric power generation part. Power generation device. 前記制御部は、前記第1発電部に供給される空気の流量および前記第2発電部に供給される空気の流量の少なくとも一方の調整を行う、請求項1から4のいずれかに記載の発電装置。   The power generation according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit adjusts at least one of a flow rate of air supplied to the first power generation unit and a flow rate of air supplied to the second power generation unit. apparatus. 前記制御部は、前記第1発電部または前記第2発電部に供給される空気のうち発電に利用される空気の割合を変化させることにより、前記調整を行う、請求項7に記載の発電装置。   The power generation device according to claim 7, wherein the control unit performs the adjustment by changing a ratio of air used for power generation in air supplied to the first power generation unit or the second power generation unit. . 前記第1発電部および前記第2発電部の少なくとも一方は複数の発電部を含み、
前記制御部は、前記複数の発電部近傍の温度の平均を、前記第1発電部近傍の温度および/または前記第2発電部近傍の温度として処理する、請求項1から8に記載の発電装置。
At least one of the first power generation unit and the second power generation unit includes a plurality of power generation units,
The power generation device according to claim 1, wherein the control unit processes an average of temperatures near the plurality of power generation units as a temperature near the first power generation unit and / or a temperature near the second power generation unit. .
燃料電池を含む第1の発電部および燃料電池を含む第2の発電部を制御する制御装置であって、
前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差に基づいて、前記第1発電部に供給されるガスの流量および前記第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行う、制御装置。
A control device for controlling a first power generation unit including a fuel cell and a second power generation unit including a fuel cell,
Based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit, the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the flow rate of the gas supplied to the second power generation unit A control device that performs at least one of the adjustments.
燃料電池を含む第1の発電部および燃料電池を含む第2の発電部を制御する制御装置に、
前記第1発電部近傍の温度と前記第2発電部近傍の温度との差に基づいて、前記第1発電部に供給されるガスの流量および前記第2発電部に供給されるガスの流量の少なくとも一方の調整を行うステップを実行させる、制御プログラム。
In a control device for controlling a first power generation unit including a fuel cell and a second power generation unit including a fuel cell,
Based on the difference between the temperature near the first power generation unit and the temperature near the second power generation unit, the flow rate of the gas supplied to the first power generation unit and the flow rate of the gas supplied to the second power generation unit A control program for executing a step of performing at least one adjustment.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61214368A (en) * 1985-03-19 1986-09-24 Sanyo Electric Co Ltd Air cooling type fuel cell
JP2009266588A (en) * 2008-04-24 2009-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel battery module
JP2014116199A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell and operation method thereof
JP2016134287A (en) * 2015-01-19 2016-07-25 東京瓦斯株式会社 Fuel battery system, operation method for the same and configuration method for the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61214368A (en) * 1985-03-19 1986-09-24 Sanyo Electric Co Ltd Air cooling type fuel cell
JP2009266588A (en) * 2008-04-24 2009-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel battery module
JP2014116199A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell and operation method thereof
JP2016134287A (en) * 2015-01-19 2016-07-25 東京瓦斯株式会社 Fuel battery system, operation method for the same and configuration method for the same

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