JP2023032263A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の稼働率を高めることができる燃料電池発電装置を提供する。【解決手段】燃料電池２１と、炭化水素系燃料を第１水素ガスに改質する改質機器と、前記炭化水素系燃料とは異なる供給源から供給される第２水素ガスを投入する配管２４と、前記第１水素ガスを前記燃料電池に供給するか前記第１水素ガスと前記第２水素ガスとの混合ガスを前記燃料電池に供給するかを切り替える切り替え機構１８と、を備える、燃料電池発電装置。【選択図】図１

Description

本開示は、燃料電池発電装置に関する。

再生可能エネルギーの余剰電力を蓄電し、蓄電した蓄電量を用いて放電電力として出力する蓄電池と、前記余剰電力および前記放電電力を用いて水素を製造する水素製造装置と、前記水素製造装置によって製造された水素を貯蔵する水素貯蔵装置と、前記水素貯蔵装置の水素を利用して発電し、発電した発電電力を需要家負荷に供給する燃料電池と、を備える電力供給システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１３３９３９号公報

しかしながら、再生可能エネルギーの余剰電力は、天候や季節などの環境的要因により変動しやすい。そのため、再生可能エネルギーの余剰電力の変動によって製造される水素量が不安定になると、燃料電池の稼働率が低下するおそれがある。

本開示は、燃料電池の稼働率を高めることができる燃料電池発電装置を提供する。

本開示の一態様では、
燃料電池と、
炭化水素系燃料を第１水素ガスに改質する改質機器と、
前記炭化水素系燃料とは異なる供給源から供給される第２水素ガスを投入する配管と、
前記第１水素ガスを前記燃料電池に供給するか前記第１水素ガスと前記第２水素ガスとの混合ガスを前記燃料電池に供給するかを切り替える切り替え機構と、を備える、燃料電池発電装置が提供される。

本開示の一態様によれば、燃料電池の稼働率を高めることができる。

第１実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示す図である。 燃料電池での発電電力と燃料電池発電装置に投入する燃料ガスの流量との関係例を示す図である。 燃料電池発電装置が実行する運転制御例の一部を示すフローチャートである。 燃料電池発電装置が実行する運転制御例の一部を示すフローチャートである。 余剰水素量と流量の指令値との関係例を示す図である。 燃料電池発電装置が実行する運転制御例の一部を示すフローチャートである。

以下、実施形態を説明する。

図１は、第１実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示す図である。図１に示す燃料電池発電装置１０１は、水素及び酸素を導入して電気エネルギーへ変換する装置である。燃料電池発電装置１０１は、例えば、燃料電池モジュール１０及び制御装置２０を備える。燃料電池モジュール１０は、例えば、圧力センサ１１、流量センサ１２、調節弁１３、燃料管１４、温度センサ１５、改質機器１６、水素管１７、調節弁１８、流量センサ１９、燃料電池２１、流量センサ２２、圧力センサ２３、投入管２４、空気管２５及び電流センサ２６を備える。

燃料電池２１は、水素やメタノールなどの燃料の化学エネルギーを電気化学的に電気エネルギーに変換する装置である。燃料電池２１は、水素管１７を介して供給される水素又は水素リッチなガスと、外部から空気管２５を介して供給される空気に含まれる酸素との電気化学反応によって発電する。燃料電池２１の発電により生成された発電電力は、不図示の電力変換器を介して、負荷３０に供給される。

電力変換器は、例えば、燃料電池２１の発電により得られた直流電力を交流電力に変換して負荷３０に供給するインバータである。電力変換器は、燃料電池２１の発電により得られた直流電力の電圧を、異なる電圧の直流電力に変換して負荷３０に供給するコンバータでもよい。

改質機器１６は、外部から燃料管１４を介して供給される炭化水素系燃料を水素リッチガスＧ１に改質する。水素リッチガスＧ１は、第１水素ガスの一例であり、改質ガスとも称される。燃料管１４は、例えば、既存のインフラから供給される都市ガス等の炭化水素系燃料を改質機器１６に導入する燃料系統である。改質機器１６は、炭化水素系燃料の改質反応により生成される水素リッチガスＧ１を水素管１７に出力する。改質機器１６は、燃料電池２１から排出されるオフガスに含まれる水素の燃焼熱により炭化水素系燃料を加熱することで水素リッチガスＧ１を生成してもよい。改質機器１６は、例えば、炭化水素系燃料に含まれる硫黄分を除去する脱硫器と、脱硫された炭化水素系燃料を改質反応させる改質器と、改質時に発生する一酸化炭素（ＣＯ）を除去するＣＯ除去器とを含む。

炭化水素系燃料は、都市ガスに限られず、メタンガス、プロパンガス、下水汚泥等に由来する消化ガス、食品残渣等から発生するバイオガスなどを含んでもよい。

燃料電池発電装置１０１は、炭化水素系燃料の改質用に燃料電池２１から改質機器１６に排出されるオフガスに含まれる水素の一部を希釈して外部に放出する放出機構を備えてもよい。この例では、放出機構は、制御弁３１、未燃ガス処理機３２及びブロワ３３により構成される。

燃料電池２１にて発電消費された後のオフガス中の水素は、炭化水素系燃料の改質反応を行なう改質器の燃焼用熱源として使用される。オフガス中の水素の一部は、改質器炉内温度が管理範囲となるよう、制御弁３１等により燃料電池発電装置１０１外にパージ放出される。燃料電池発電装置１０１は、オフガス中の水素の一部を、放出端においてブロワ３３等で希釈放出してもよいし、触媒燃焼器等の未燃ガス処理機３２にて燃焼処理してもよい。

投入管２４は、炭化水素系燃料の供給源とは異なる少なくとも一つの他の供給源から供給される余剰水素Ｇ２を投入する配管である。余剰水素Ｇ２は、第２水素ガスの一例である。投入管２４は、例えば、複数の供給源２７，２８，２９から供給される余剰水素Ｇ２を水素管１７に導入する燃料系統である。

供給源２７は、再生可能エネルギーの余剰電力を用いて製造された水素の余剰分を貯蔵するタンクである。供給源２８は、化学工場、製鉄所、石油化学工場等の工場から副生された水素の利用余剰分を貯蔵するタンクである。供給源２９は、その他の水素供給手段から供給された水素の余剰分を貯蔵するタンクである。

調節弁１３は、燃料管１４に設けられ、燃料管１４に流れる炭化水素系燃料の流量を調整する。調節弁１８は、投入管２４に設けられ、投入管２４に流れる余剰水素Ｇ２の流量を調整する。制御装置２０は、調節弁１３及び調節弁１８の動作を制御するコントローラであり、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である。

制御装置２０の機能は、メモリに記憶されたプログラムによって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが動作することにより実現されてもよい。制御装置２０の機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実現されてもよい。

制御装置２０は、調節弁１３及び調節弁１８の動作を制御することで、水素リッチガスＧ１を燃料電池２１に供給するか水素リッチガスＧ１と余剰水素Ｇ２との混合ガス（以下、混合ガスＧ３とも称する。）を燃料電池２１に供給するかを切り替える制御を行う。これにより、水素リッチガスＧ１と混合ガスＧ３のいずれか一方のガスが、燃料電池２１に供給可能となる。

制御装置２０が調節弁１３を開き調節弁１８を閉じると、水素リッチガスＧ１のみが燃料電池２１に供給される。例えば、制御装置２０は、余剰水素Ｇ２が不足する場合には、調節弁１３を開き調節弁１８を閉じて、水素リッチガスＧ１を燃料電池２１に供給する制御を行う。これにより、燃料電池２１は、炭化水素系燃料を用いて生成された水素リッチガスＧ１を用いて発電できるので、燃料電池２１の稼働率が向上する。

一方、制御装置２０が調節弁１３及び調節弁１８を開くと、水素リッチガスＧ１と余剰ガスＧ２が水素管１７で混合され、混合ガスＧ３が燃料電池２１に供給される。例えば、制御装置２０は、余剰水素Ｇ２の不足がない場合や、炭化水素系燃料が故障等の何らかの異常により不足する場合には、調節弁１３及び調節弁１８を開いて、混合ガスＧ３を燃料電池２１に供給する制御を行う。これにより、水素リッチガスＧ１を余剰水素Ｇ２により補うこと、または、余剰水素Ｇ２を水素リッチガスＧ１により補うことができる。よって、燃料電池２１は、混合ガスＧ３を用いて発電することで、燃料電池２１の稼働率が向上する。

このように、燃料電池発電装置１０１は、水素リッチガスＧ１を燃料電池２１に供給するか混合ガスＧ３を燃料電池２１に供給するかを切り替える切り替え機構の一例として、制御装置２０、調節弁１３及び調節弁１８を備える。燃料電池発電装置１０１は、制御装置２０、調節弁１３及び調節弁１８により構成される切り替え機構を備えることで、燃料電池２１の稼働率が向上する。

制御装置２０は、調節弁１３及び調節弁１８の動作を制御することで、燃料電池２１に供給する水素ガスを、水素リッチガスＧ１、余剰水素Ｇ２、又は混合ガスＧ３のいずれかに切り替える制御を行ってもよい。これにより、燃料電池２１に供給する水素ガスを、水素リッチガスＧ１、余剰ガスＧ２、又は混合ガスＧ３のいずれかに切り替えできる。

制御装置２０が調節弁１３を閉じ調節弁１８を開くと、余剰水素Ｇ２のみが燃料電池２１に供給される。これにより、炭化水素系燃料が不足しても、燃料電池２１は、余剰水素Ｇ２を用いて発電できるので、燃料電池２１の稼働率が向上する。

図１に示す例では、制御装置２０、調節弁１３及び調節弁１８により構成される切り替え機構は、改質機器１６と燃料電池２１との間を接続する水素管１７に余剰ガスＧ２を合流させる。これに対し、切り替え機構は、炭化水素系燃料を改質機器１６に供給する燃料管１４のうち調節弁１３と改質機器１６との間の部分に余剰ガスＧ２を合流させてもよい。これにより、切り替え機構は、水素リッチガスＧ１を燃料電池２１に供給するか混合ガスＧ３を燃料電池２１に供給するかを切り替えできる。

図２は、燃料電池での発電電力と燃料電池発電装置に投入する燃料ガスの流量との関係例を示す図である。制御装置２０は、炭化水素系燃料の改質反応により生成される水素リッチガスＧ１を用いて燃料電池発電装置１０１を起動する。制御装置２０は、燃料電池発電装置１０１が電源の投入により起動すると、水素リッチガスＧ１を燃料電池２１に供給する制御を行う。制御装置２０は、負荷３０の電力需要及び余剰水素Ｇ２の残量に応じて、改質機器１６への炭化水素系燃料の投入流量Ｑ１と水素管１７への余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２を、各々の系統に取り付けた調節弁１３，１８で調整する。

燃料電池発電装置１０１は、例えば、炭化水素系燃料によるコジェネーション運転を基本とする。制御装置２０は、改質機器１６内の改質器の温度安定化のため、炭化水素系燃料によって燃料電池発電装置１０１を起動することが好ましい。制御装置２０は、燃料電池２１の発電電力が所定の電力ＰＬを超えるまで、調節弁１３を開け調節弁１８を閉じることで、炭化系水素燃料を改質機器１６に供給し、水素リッチガスＧ１のみを燃料電池２１に供給する制御を行う。

制御装置２０は、燃料電池２１の発電電力が所定の電力ＰＬを超えると、調節弁１３を開けたまま調節弁１８を閉から開に切り替えることで、燃料電池２１に供給する水素ガスを、水素リッチガスＧ１から混合ガスＧ３に切り替える制御を行う。制御装置２０は、負荷３０の需要電力の上昇に伴って、余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２が増大するように調節弁１８の開度量を多くする。これにより、混合ガスＧ３の流量が増大し、燃料電池２１の発電電力が上昇する。

図３は、燃料電池発電装置が実行する運転制御例の一部を示すフローチャートである。制御装置２０は、発電工程において、燃料電池２１の発電電力が負荷３０の需要電力に維持されるように（ステップＳ１１）、ステップＳ１３，Ｓ１５，Ｓ１７の処理を行う。

制御装置２０は、負荷３０の需要電力と燃料電池２１の発電電力との差が零以上か否かを判定する（ステップＳ１３）。制御装置２０は、例えば、電流センサ２６（図１参照）により得られた燃料電池２１の出力電流計測値と不図示の電圧センサにより得られた燃料電池２１の出力電圧計測値とを乗算することで、燃料電池２１の出力電力Ｐの計測値を所定の周期で演算する。制御装置２０は、出力電力Ｐの前回の計測値を燃料電池２１の発電電力として取得でき、出力電力Ｐの今回の計測値を負荷３０の需要電力として取得できる。制御装置２０は、負荷３０の需要電力を表す信号を負荷３０から取得してもよい。

制御装置２０は、負荷３０の需要電力と燃料電池２１の発電電力との差が零よりも小さい場合、発電電力が需要電力よりも大きいので、炭化系水素燃料の流量を調整する調節弁１３の開度を減少させる（ステップＳ１５）。これにより、改質機器１６により生成される水素リッチガスＧ１の流量が減少するので、発電電力が低下する。

制御装置２０は、負荷３０の需要電力と燃料電池２１の発電電力との差が零以上とステップＳ１３で判定した場合、負荷３０の需要電力と燃料電池２１の発電電力との差が零か否かを判定する（ステップＳ１７）。負荷３０の需要電力と燃料電池２１の発電電力との差が略零の場合、燃料電池２１の発電電力が負荷３０の需要電力に維持されている（ステップＳ１１）。

制御装置２０は、負荷３０の需要電力と燃料電池２１の発電電力との差が略零ではないとステップＳ１７で判定した場合、需要電力が発電電力よりも大きいと判断し、需要電力が発電電力を超過した分の電力を超過電力ΔＰ（＝需要電力－発電電力）として取得する。制御装置２０は、超過電力ΔＰの取得後、余剰水素Ｇ２の残量である余剰水素量を把握する（ステップＳ１９）。

制御装置２０は、ステップＳ１９において、供給源２７，２８，２９（図１参照）から余剰水素量を取得してもよい。制御装置２０は、投入管２４のうち調節弁１８に対して供給源２７，２８，２９の部分に設けられた不図示の水素タンクに貯蔵された余剰水素Ｇ２の残量を余剰水素量として取得してもよい。

図４は、燃料電池発電装置が実行する運転制御例の一部を示すフローチャートである。制御装置２０は、ステップＳ２１において、上述の超過電力ΔＰの生成に必要な水素量ΔＶを導出する。制御装置２０は、超過電力ΔＰと必要水素量ΔＶとの関係則（マップや演算式など）に従って、超過電力ΔＰに対応する必要水素量ΔＶを導出する。制御装置２０は、ステップＳ２１において、ステップＳ１９で取得した余剰水素量（余剰水素Ｇ２の残量）が必要水素量ΔＶよりも多いか否かを判定する。

制御装置２０は、余剰水素量が必要水素量ΔＶよりも多い場合、余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２の指令値を演算する（ステップＳ２３）。一方、制御装置２０は、余剰水素量が必要水素量ΔＶよりも少ない場合、炭化水素系燃料の投入流量Ｑ１の指令値を演算する（ステップＳ３１）。

例えば、制御装置２０は、水素リッチガスＧ１のみを燃料電池２１に供給して発電する場合、下記の式１に従って、炭化水素系燃料の投入流量Ｑ１の指令値Ｆ１を算出する。

指令値Ｆ１＝燃料電池２１の１セル１アンペア当たりの炭化水素系燃料の必要流量×燃料電池２１のセル数×１／水素利用率×燃料電池２１の出力電流
・・・式１。

例えば、制御装置２０は、余剰水素Ｇ２のみを燃料電池２１に供給して発電する場合、下記の式２に従って、余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２の指令値Ｆ２を算出する。

指令値Ｆ２＝燃料電池２１の１セル１アンペア当たりの余剰水素Ｇ２の必要流量×燃料電池２１のセル数×１／水素利用率×燃料電池２１の出力電流
・・・式２。

例えば、制御装置２０は、混合ガスＧ３を燃料電池２１に供給して発電する場合、下記の式３に従って、余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２の指令値Ｆ３を算出する。

指令値Ｆ３＝燃料電池２１の１セル１アンペア当たりの余剰水素Ｇ２の必要流量×燃料電池２１のセル数×１／水素利用率×（余剰水素Ｇ２による燃料電池２１の出力電流－炭化水素系燃料による燃料電池２１の出力電流）
・・・式３。

例えば、制御装置２０は、余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２の指令値を演算する（ステップＳ２３）場合において、ステップＳ１９で取得した余剰水素量が所定量よりも多いとき、式２又は式３で算出した指令値を使用する。一方、制御装置２０は、余剰水素Ｇ２の投入流量Ｑ２の指令値を演算する（ステップＳ２３）場合において、ステップＳ１９で取得した余剰水素量が所定量よりも少ないとき、式３で算出した指令値を使用する。

制御装置２０は、余剰水素Ｇ２の流量の計測値が投入流量Ｑ２の指令値よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ２５）。制御装置２０は、余剰水素Ｇ２の流量の計測値が投入流量Ｑ２の指令値よりも少ない場合、余剰水素Ｇ２の流量を調整する調節弁１８の開度を増加させる（ステップＳ２９）。これにより、余剰水素Ｇ２の流量が増加するので、発電電力が上昇する。一方、制御装置２０は、余剰水素Ｇ２の流量の計測値が投入流量Ｑ２の指令値よりも多い場合、余剰水素Ｇ２の流量を調整する調節弁１８の開度を減少させる（ステップＳ２７）。これにより、余剰水素Ｇ２の流量が減少するので、発電電力が低下する。

例えば、制御装置２０は、炭化水素系燃料の投入流量Ｑ１の指令値を演算する（ステップＳ３１）場合において、ステップＳ１９で取得した余剰水素量が所定量よりも多いとき、式１又は式２で算出した指令値を使用する。一方、制御装置２０は、炭化水素系燃料の投入流量Ｑ１の指令値を演算する（ステップＳ３１）場合において、ステップＳ１９で取得した余剰水素量が所定量よりも少ないとき、式１で算出した指令値を使用する。

制御装置２０は、炭化水素系燃料の流量の計測値が投入流量Ｑ１の指令値よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ３３）。制御装置２０は、炭化水素系燃料の流量の計測値が投入流量Ｑ１の指令値よりも少ない場合、炭化水素系燃料の流量を調整する調節弁１３の開度を増加させる（ステップＳ３７）。これにより、炭化水素系燃料の流量が増加するので、発電電力が上昇する。一方、制御装置２０は、炭化水素系燃料の流量の計測値が投入流量Ｑ１の指令値よりも多い場合、炭化水素系燃料の流量を調整する調節弁１３の開度を減少させる（ステップＳ３５）。これにより、炭化水素系燃料の流量が減少するので、発電電力が低下する。

このように、制御装置２０は、負荷３０の需要電力及び余剰水素Ｇ２の残量に応じて、投入流量Ｑ１と投入流量Ｑ２を調整する。これにより、負荷３０の需要電力及び余剰水素Ｇ２の残量に応じた適切な水素ガスが燃料電池２１に供給されるので、燃料電池２１の稼働率がより向上する。

図５は、余剰水素量と流量の指令値との関係例を示す図である。制御装置２０は、図５に示すように、余剰水素量（余剰水素Ｇ２の残量）に応じて、炭化水素系燃料の投入流量Ｑ１と余剰水素Ｇ２の投入流量を調整してもよい。制御装置２０は、余剰水素量が増えるほど、投入流量Ｑ２の指令値を増加させる。このとき、制御装置２０は、余剰水素量が増えるほど、投入流量Ｑ１の指令値を減らしてもよい。これにより、余剰水素量の変化に伴って、水素リッチガスＧ１と余剰水素Ｇ２との混合比を適切に調整できる。

また、制御装置２０は、余剰水素量が所定量よりも多い場合、投入流量Ｑ１の指令値を零又は一定流量とし、投入流量Ｑ２の指令値を増減させてもよい（例えば、ステップＳ２７，Ｓ２９）。これにより、余剰水素量の変化に伴って、水素リッチガスＧ１と余剰水素Ｇ２との混合比を適切に調整できる。また、制御装置２０は、余剰水素量の残量が所定量よりも少ない場合、投入流量Ｑ２の指令値を零又は一定流量とし、投入流量Ｑ１を増減させてもよい（例えば、ステップＳ３５，Ｓ３７）。

また、制御装置２０は、燃料電池２１に供給される水素濃度と所定の水素濃度との偏差が所定値以下になるように投入流量Ｑ２を増減させてもよい。余剰水素Ｇ２の濃度の変動があっても、燃料電池２１に適正な濃度の水素ガスを供給できる。制御装置２０は、当該偏差が所定値以下にならない場合、投入流量Ｑ１を増減させてもよい。これにより、比較的濃度が安定な炭化水素系燃料で調整することで、燃料電池２１に適正な濃度の水素ガスを供給できる。

図６は、燃料電池発電装置が実行する運転制御例の一部を示すフローチャートである。制御装置２０は、温度センサ１５から改質器炉内温度の計測値を取得する（ステップＳ４１）。制御装置２０は、改質器炉内温度の計測値が所定の管理範囲を定める指令値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４３）。

制御装置２０は、改質器炉内温度の計測値が所定の管理範囲を定める指令値よりも大きい場合、制御弁３１の開度を増加させる（ステップＳ４５）。これにより、オフガス中の水素が外部に放出される量が増えるので、改質器炉内温度の温度が下がる。一方、制御装置２０は、改質器炉内温度の計測値が所定の管理範囲を定める指令値よりも低い場合、調節弁１８の開度を増加させる（ステップＳ４５）。これにより、余剰水素Ｇ２の投入量が増えるので、オフガス中の水素が増える。その結果、改質器炉内温度の温度が上がる。

炭化水素系燃料の水素濃度と余剰水素の濃度が異なり、オフガスに含まれる水素の濃度が高い又は量が多いと、改質器炉内温度が急上昇する場合がある。上記のように、改質器炉内温度の計測値が所定の管理範囲になるように、オフガスに含まれる水素の一部を希釈して外部に放出することで、そのような改質器炉内温度の急上昇を抑制できる。

以上、本実施形態では、炭化水素系燃料の改質反応により生成される水素リッチガスを用いた燃料電池発電装置に、外部水素投入機能が追加され、混合ガス発電が行われる。これにより、水素燃料の供給インフラが整備される黎明期でも、燃料電池発電装置の稼働率を高めることができる。例えば、水素燃料の供給インフラが十分に整わない地域でも、再生可能エネルギーの余剰電力を用いて生成される水素量が不連続となる地域でも、外部水素投入機能を備えることで、燃料電池発電装置の稼働率を高めることができる。また、化学工場、製鉄所、石油化学工場等から副生される水素の利用余剰分が不連続となる場合でも、外部水素投入機能を備えることで、燃料電池発電装置の稼働率を高めることができる。

また、余剰水素が不足する場合でも炭化水素系燃料を用いて電力給電できるため、電力給電機能の安定化、投資回収の短期化が可能となる。

また、外部の水素量に応じて、炭化水素系燃料と外部の水素の流量調整が実施されるので、無駄なくタイムリーな水素の利活用が可能となる。

以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

１０ 燃料電池モジュール
１１ 圧力センサ
１２ 流量センサ
１３ 調節弁
１４ 燃料管
１５ 温度センサ
１６ 改質機器
１７ 水素管
１８ 調節弁
１９ 流量センサ
２０ 制御装置
２１ 燃料電池
２２ 流量センサ
２３ 圧力センサ
２４ 投入管
２５ 空気管
２６ 電流センサ
２７ 供給源
２８ 供給源
２９ 供給源
３０ 負荷
３１ 制御弁
３２ 未燃ガス処理機
３３ ブロワ
１０１ 燃料電池発電装置

Claims (16)

1. 燃料電池と、
   炭化水素系燃料を第１水素ガスに改質する改質機器と、
   前記炭化水素系燃料とは異なる供給源から供給される第２水素ガスを投入する配管と、
   前記第１水素ガスを前記燃料電池に供給するか前記第１水素ガスと前記第２水素ガスとの混合ガスを前記燃料電池に供給するかを切り替える切り替え機構と、を備える、燃料電池発電装置。
2. 前記切り替え機構は、前記燃料電池に供給する水素ガスを、前記第１水素ガス、前記第２水素ガス、又は前記混合ガスのいずれかに切り替える、請求項１に記載の燃料電池発電装置。
3. 前記切り替え機構は、前記改質機器と前記燃料電池との間を接続する水素管に前記第２水素ガスを合流させる、請求項１又は２に記載の燃料電池発電装置。
4. 前記切り替え機構は、前記炭化水素系燃料を前記改質機器に供給する燃料管に前記第２水素ガスを合流させる、請求項１又は２に記載の燃料電池発電装置。
5. 前記切り替え機構は、前記燃料電池の発電電力が所定の電力を超えるまで、前記燃料電池に前記第１水素ガスを供給する、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
6. 前記切り替え機構は、前記燃料電池の発電電力が前記所定の電力を超えると、前記燃料電池に供給する水素ガスを、前記第１水素ガスから前記混合ガスに切り替える、請求項５に記載の燃料電池発電装置。
7. 前記切り替え機構は、前記炭化水素系燃料の第１投入流量と前記第２水素ガスの第２投入流量を調整する、請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
8. 前記切り替え機構は、前記第２水素ガスの残量に応じて、前記第１投入流量と前記第２投入流量を調整する、請求項７に記載の燃料電池発電装置。
9. 前記切り替え機構は、前記第２水素ガスの残量が増えるほど、前記第２投入流量を増やす、請求項８に記載の燃料電池発電装置。
10. 前記切り替え機構は、前記第２水素ガスの残量が増えるほど、前記第１投入流量を減らす、請求項９に記載の燃料電池発電装置。
11. 前記切り替え機構は、前記第２水素ガスの残量が所定量よりも多い場合、前記第１投入流量を零又は一定流量とし、前記第２投入流量を増減させる、請求項８から１０のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
12. 前記切り替え機構は、前記第２水素ガスの残量が所定量よりも少ない場合、前記第２投入流量を零又は一定流量とし、前記第１投入流量を増減させる、請求項８から１１のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
13. 前記切り替え機構は、前記燃料電池から給電される負荷の需要電力に応じて、前記第１投入流量と前記第２投入流量を調整する、請求項７から１２のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
14. 前記切り替え機構は、前記燃料電池に供給される水素濃度と所定の水素濃度との偏差が所定値以下になるように前記第２投入流量を増減させる、請求項７から１３のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
15. 前記切り替え機構は、前記偏差が前記所定値以下にならない場合、前記第１投入流量を増減させる、請求項１４に記載の燃料電池発電装置。
16. 前記炭化水素系燃料の改質用に前記燃料電池から前記改質機器に排出されるオフガスに含まれる水素の一部を希釈して外部に放出する放出機構を備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。

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