JP2024071845A - Fuel Cell Systems - Google Patents
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Abstract
【課題】出力電圧を過剰に制限することなく、燃料電池を適切に運転制御する。【解決手段】燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池の出力電圧が下限電圧を下回らないよう燃料電池を運転制御する制御部と、燃料電池の温度に相関する温度を検出する温度センサと、温度センサにより検出される温度が高いほど高くなる傾向に下限電圧を設定する設定部と、を備える。【選択図】図3[Problem] To appropriately control the operation of a fuel cell without excessively restricting the output voltage. [Solution] A fuel cell system includes a fuel cell, a control unit that controls the operation of the fuel cell so that the output voltage of the fuel cell does not fall below a lower limit voltage, a temperature sensor that detects a temperature that correlates with the temperature of the fuel cell, and a setting unit that sets the lower limit voltage so that it tends to increase as the temperature detected by the temperature sensor increases. [Selected Figure] Figure 3
Description
本明細書は、燃料電池システムについて開示する。 This specification discloses a fuel cell system.
従来、この種の燃料電池システムとしては、複数個の固体酸化物形燃料電池スタック(SOFCスタック)を備える燃料電池システム(SOFCシステム)において、予め各固体酸化物形燃料電池スタックごとに電流-電圧特性を温度の関数として実測し、その測定データを基に、各固体酸化物形燃料電池スタックごとの電圧下限値を設定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。SOFCシステムの運転中の温度は、SOFCスタックごとに異なるため、SOFCスタックごとに電流-電圧特性を温度の関数として実測して電圧下限値を設定することにより各SOFCスタックの出力特性を予測し、その出力特性を基に各SOFCスタックへ供給する燃料量および空気量を各スタックごとに独立して制御する。 A conventional fuel cell system of this type is a fuel cell system (SOFC system) that includes multiple solid oxide fuel cell stacks (SOFC stacks), in which the current-voltage characteristics of each solid oxide fuel cell stack are measured in advance as a function of temperature, and a lower voltage limit is set for each solid oxide fuel cell stack based on the measurement data (see, for example, Patent Document 1). Because the temperature during operation of the SOFC system differs for each SOFC stack, the current-voltage characteristics of each SOFC stack are measured as a function of temperature and a lower voltage limit is set, thereby predicting the output characteristics of each SOFC stack, and the amount of fuel and air supplied to each SOFC stack is independently controlled for each stack based on the output characteristics.
上述した燃料電池システムでは、複数のSOFCスタックを備えるものにおいて、スタックごとに運転中の温度が異なることについては記載されているものの、運転中に燃料電池スタックの温度が変化するような状況については何ら考慮されていない。こうした状況下においては、スタックの故障を防止するため、最悪条件で下限電圧を設定する必要があるため、多くの場面でスタック電圧を過剰に制限してしまう。 In the above-mentioned fuel cell system, which includes multiple SOFC stacks, although it is described that the temperature of each stack during operation differs, no consideration is given to situations in which the temperature of the fuel cell stack changes during operation. In such a situation, in order to prevent stack failure, it is necessary to set a minimum voltage limit under the worst-case conditions, which ends up excessively restricting the stack voltage in many situations.
本開示の燃料電池システムは、出力電圧を過剰に制限することなく、燃料電池を適切に運転制御することができる燃料電池システムを提供することを主目的とする。 The primary objective of the fuel cell system disclosed herein is to provide a fuel cell system that can appropriately control the operation of a fuel cell without excessively restricting the output voltage.
本開示の燃料電池システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The fuel cell system disclosed herein employs the following measures to achieve the above-mentioned primary objective:
本開示の燃料電池システムは、
アノードガスとカソードガスとにより発電する燃料電池と、
前記燃料電池の出力電圧が下限電圧を下回らないよう該燃料電池を運転制御する制御部と、
前記燃料電池の温度に相関する温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出される温度が高いほど高くなる傾向に前記下限電圧を設定する設定部と、
を備えることを要旨とする。
The fuel cell system of the present disclosure comprises:
a fuel cell that generates electricity using an anode gas and a cathode gas;
a control unit that controls the operation of the fuel cell so that the output voltage of the fuel cell does not fall below a lower limit voltage;
a temperature sensor for detecting a temperature correlated with a temperature of the fuel cell;
a setting unit that sets the lower limit voltage so that the lower limit voltage increases as the temperature detected by the temperature sensor increases;
The gist of the project is to provide the following:
この本開示の燃料電池システムでは、燃料電池の出力電圧が下限電圧を下回らないよう燃料電池を運転制御するものにおいて、燃料電池の温度に相関する温度が高いほど高くなる傾向に下限電圧を設定する。これにより、出力電圧を過剰に制限することなく、燃料電池を適切に運転制御することができる。 In the fuel cell system disclosed herein, the operation of the fuel cell is controlled so that the output voltage of the fuel cell does not fall below a lower limit voltage, and the lower limit voltage is set so that it tends to increase as the temperature correlated with the temperature of the fuel cell increases. This allows the operation of the fuel cell to be appropriately controlled without excessively restricting the output voltage.
こうした本開示の燃料電池システムにおいて、前記制御部は、電気負荷に追従して発電出力が変化するように前記燃料電池を運転制御する負荷追従運転モードを有してもよい。負荷追従運転モードで燃料電池が運転制御される場合、燃料電池の温度が変化し易いため、燃料電池の温度に相関する温度に基づいて下限電圧を設定する意義がより大きなものとなる。 In such a fuel cell system of the present disclosure, the control unit may have a load following operation mode in which the operation of the fuel cell is controlled so that the power generation output changes in accordance with the electrical load. When the fuel cell is controlled in the load following operation mode, the temperature of the fuel cell is likely to change, so it becomes even more important to set the lower limit voltage based on a temperature that correlates with the temperature of the fuel cell.
本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 The form for implementing this disclosure will be explained with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の燃料電池システム10の概略構成図である。本実施形態の燃料電池システム10は、図1に示すように、アノードガス中の水素とカソードガス中の酸素との電気化学反応により発電する燃料電池スタック21を含む発電モジュール20と、発電モジュール20にアノードガスの原料となる原燃料ガス(例えば天然ガスやLPガス)を供給する原燃料ガス供給装置30と、発電モジュール20に原燃料ガスからアノードガスへの改質(水蒸気改質)に必要な改質水を供給する改質水供給装置40と、発電モジュール20(燃料電池スタック21)にカソードガスとしてのエアを供給するエア供給装置50と、発電モジュール20において発生した排熱を回収する排熱回収装置60と、システム全体をコントロールする制御装置100と、を備える。
Figure 1 is a schematic diagram of a
発電モジュール20は、燃料電池スタック21や、気化器22、改質器23、燃焼器24、熱交換器26を含み、これらは、断熱性を有するモジュールケース29に収容されている。
The
燃料電池スタック21は、図1に示すように、本実施形態では、複数の平板型の単セルが板厚方向に積層されてなる平板型の固体酸化物形燃料電池スタックとして構成される。各単セルSは、酸化ジルコニウム等の電解質と、当該電解質を挟持するアノード(電極)およびカソード(電極)とをそれぞれ有する。各単セルSのアノードには、アノードガス配管71を介して改質器23が接続されている。また、各単セルSのカソードには、カソードガス配管72を介してエア供給装置20(エア供給管51)が接続されている。燃料電池スタック21の近傍には、温度センサ111が設置されている。温度センサ111は、燃料電池スタック21の温度に相関する温度(スタック相関温度Tst)を検出する。なお、温度センサ111は、後述するカソードオフガス配管74に設置されてもよい。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
発電モジュール20の気化器22および改質器23は、モジュールケース29内の燃料電池スタック21の上方に配設される。また、燃料電池スタック21と気化器22および改質器23との間には、燃料電池スタック21の作動や、気化器22および改質器23での反応に必要な熱を発生させる燃焼器24が配設される。なお、改質器23と燃焼器24とは単一のユニットにより形成されてもよい。
The
気化器22は、燃焼器24からの熱により原燃料ガス供給装置30からの原燃料ガスと改質水供給装置40からの改質水とを加熱し、原燃料ガスを予熱すると共に改質水を蒸発させて水蒸気を生成する。気化器22により予熱された原燃料ガスは、水蒸気と混合され、その混合ガスは、当該気化器22から改質器23に流入する。
The
改質器23は、その内部に充填された例えばRu系またはNi系の改質触媒を有し、燃焼器24からの熱の存在下で、改質触媒による気化器22からの混合ガスの反応(水蒸気改質反応)によって水素ガスと一酸化炭素とを生成する。更に、改質器23は、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気との反応(一酸化炭素シフト反応)によって水素ガスと二酸化炭素とを生成する。これにより、改質器23によって、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の原燃料ガス等を含むアノードガスが生成されることになる。改質器23により生成されたアノードガスは、アノードガス配管71を通って各単セルSのアノードに供給される。
The
また、カソードガスとしてのエアは、カソードガス配管72を介して各単セルSのカソードに供給される。各単セルSのカソードでは、酸化物イオン(O2-)が生成され、当該酸化物イオンが電解質を透過してアノードで水素や一酸化炭素と反応することにより電気エネルギが得られる。
In addition, air as a cathode gas is supplied to the cathode of each unit cell S via a
各単セルSにおいて電気化学反応(発電)に使用されなかったアノードガス(以下、「アノードオフガス」という)は、アノードオフガス配管73を通って燃焼器24に供給され、各単セルSにおいて電気化学反応(発電)に使用されなかったカソードガス(以下、「カソードオフガス」という)は、カソードオフガス配管74を通って燃焼器24に供給される。アノードオフガスは、水素や一酸化炭素等の燃料成分を含む可燃性ガスであり、燃焼器24において、酸素を含むカソードオフガスと混合される。そして、混合ガスが燃焼することにより、燃料電池スタック21の作動や、気化器22での原燃料ガスの予熱や水蒸気の生成、改質器23での水蒸気改質反応等に必要な熱が発生することになる。燃焼器24には、燃焼器24内に導入されたアノードオフガスおよびカソードオフガスの混合ガスに点火するための点火装置25が設置されている。
The anode gas (hereinafter referred to as "anode off-gas") that was not used in the electrochemical reaction (power generation) in each unit cell S is supplied to the
燃焼器24において混合ガスの燃焼により生成された燃焼排ガスは、改質器23、熱交換器26、気化器22を順に通過し、それぞれ、水蒸気改質に必要な熱、カソードガス(エア)の昇温に必要な熱、水蒸気の生成に必要な熱を供給した後、燃焼排ガス配管75を通って凝縮器62に供給される。なお、燃焼排ガス配管75の出口付近には、燃焼排ガスに含まれる未燃燃料を燃焼させるための燃焼触媒28(酸化触媒)が設けられている。凝縮器62へ供給された燃焼排ガスは、凝縮器62により冷却させられて燃焼排ガス中に含まれる水蒸気の少なくとも一部が除去された後、大気中に排出される。
The combustion exhaust gas generated by the combustion of the mixed gas in the
原燃料ガス供給装置30は、原燃料ガスを供給する原燃料供給源1と気化器22とを接続する原燃料ガス供給管31と、当該原燃料ガス供給管31に対して上流から順に並ぶように設置された開閉弁(2連弁)32,33、流量センサ39、ガスポンプ34および脱硫器35を有する。原燃料ガスは、ガスポンプ34を作動させることで、原燃料供給源1から脱硫器35を介して気化器22へと圧送(供給)される。流量センサ39は、原燃料ガス供給管31を流れる原燃料ガスの単位時間当りの流量(ガス流量Fg)を検出する。
The raw fuel
改質水供給装置40は、改質水を貯留する改質水タンク42と、改質水タンク42と気化器22とを接続する改質水供給管41と、改質水供給管41に設置された改質水ポンプ43と、を有する。改質水タンク42内の改質水は、改質水ポンプ43を作動させることで、当該改質水ポンプ43により気化器22へと圧送(供給)される。
The reforming
エア供給装置50は、モジュールケース29内に設置されたカソードガス配管72に接続されるエア供給管51と、エア供給管51の入口に設置されたエアフィルタ52と、エア供給管51に設置されたエアポンプ53および流量センサ54と、を有する。流量センサ54は、エア供給管51を流れるエアの単位時間当りの流量(エア流量Fa)を検出する。エアポンプ53を作動させることで、カソードガスとしてのエアは、エアフィルタ52を介してエア供給管51に吸引され、カソードガス配管72を通って燃料電池スタック21(カソード)へと圧送(供給)される。カソードガス配管72には、熱交換器26が設置されており、熱交換器26に流入したエアは、燃焼器24から排出された高温の燃焼排ガスとの熱交換により必要な温度まで昇温させられた後、燃料電池スタック21のカソードに供給される。
The
排熱回収装置60は、湯水を貯留する貯湯タンク61と、燃料電池スタック21からアノードオフガス配管73を流れるアノードオフガスと湯水とを熱交換してアノードオフガス中に含まれる水蒸気を凝縮させる凝縮器62と、貯湯タンク61と凝縮器62とに接続された循環配管63と、循環配管63に組み込まれた循環ポンプ64と、を有する。貯湯タンク61内に貯留されている湯水は、循環ポンプ64を作動させることで、凝縮器62へと導入され、凝縮器62でアノードオフガスとの熱交換によって昇温させられた後、貯湯タンク61へと返送される。
The exhaust
また、凝縮器62における燃焼排ガス側の通路出口には、凝縮水配管44と燃焼排ガス配管76とが接続されており、燃焼排ガス中の水蒸気が貯湯タンク61からの湯水との熱交換により凝縮することにより得られた凝縮水は、凝縮水配管44を通って改質水タンク42内に導入される。なお、改質水タンク42には、凝縮水配管44を通過した凝縮水を精製する図示しない水精製器が設置されている。また、上述したように、凝縮器62において水蒸気が除去された燃焼排ガスは、燃焼排ガス配管76を通って大気中に排出される。
The condensed
燃料電池スタック21の出力端子には、パワーコンディショナ80の入力端子が接続され、当該パワーコンディショナ80の出力端子は、図示しないリレーを介して電力系統2から負荷4への電力ライン3に接続されている。パワーコンディショナ80は、燃料電池スタック21から出力された直流電力を所定電圧(例えば、DC250V~300V)の直流電力に変換するDC/DCコンバータや、変換された直流電力を電力系統と連系可能な電圧(例えば、AC200V)の交流電力に変換するインバータを有する。これにより、燃料電池スタック21からの直流電力を交流電力に変換して家電製品等の負荷4に供給することが可能となる。なお、燃料電池スタック21の出力端子には、燃料電池スタック21を流れる電流を検出する電流センサ113が取り付けられ、燃料電池スタック21の出力端子間には、燃料電池スタック21の端子間電圧を検出する電圧センサ114が取り付けられている。
The input terminal of the
パワーコンディショナ80には電源基板81が接続されている。電源基板81は、燃料電池スタック21からの直流電力や電力系統2からの交流電源を低圧の直流電力に変換して、ガスポンプ34や改質水ポンプ43、エアポンプ53、循環ポンプ64の各駆動回路、流量センサ39,54や温度センサ111、電流センサ113、電圧センサ114等のセンサ類、制御装置100へ供給する。また、パワーコンディショナ80や電源基板81等が配置される補機室には、当該パワーコンディショナ80や電源基板81を冷却するための図示しない冷却ファンや換気ファンが配置されている。冷却ファンは、パワーコンディショナ80や電源基板81の発熱部に空気を送り込んで空気との熱交換により発熱部を冷却する。発熱部を冷却して昇温した空気は、換気ファンにより大気中へ排出される。
A power supply board 81 is connected to the
制御装置100は、CPU101を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPU101の他に処理プログラムを記憶するROM102と、データを一時的に記憶するRAM103と、図示しない入出力ポートと、を備える。制御装置100には、流量センサ39,54や温度センサ111、電流センサ113、電圧センサ114等からの各種検出信号が入力ポートを介して入力されている。また、制御装置100からは、開閉弁32,33のソレノイドや、ガスポンプ34のポンプモータ、改質水ポンプ43のポンプモータ、エアポンプ53のポンプモータ、循環ポンプ64のポンプモータ等への各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。また、制御装置100には、無線式または有線式の通信回線を介して図示しないリモコンが接続される。制御装置100は、燃料電池システム10のユーザにより操作された当該リモコンからの信号に基づいて各種制御を実行する。
The
次に、こうして構成された本実施形態の燃料電池システム10の動作、特に発電中の動作について説明する。制御装置100のCPU101は、定格出力で運転する定格出力運転モードと負荷4の消費電力の追従する負荷追従運転モードとのいずれかにより燃料電池システム10を運転制御する。負荷追従運転モードでは、制御装置100のCPU101は、負荷電力計(図示せず)により検出される負荷4の電力量に追従するように定格出力(例えば700W)を上限に目標出力を設定する。続いて、CPU101は、スタック電圧Vstが下限電圧Vminを下回らないように、設定した目標出力に基づいて目標スタック電流Itagを設定し、設定した目標スタック電流Itagが燃料電池スタック21から出力されるように原燃料ガス、改質水およびエアの各供給量を制御すると共に、パワーコンディショナ(DC/DCコンバータおよびインバータ)80を制御する。
Next, the operation of the
原燃料ガスの供給量の制御は、燃料利用率Ufが目標利用率Uftagに一致するように目標指令Itagに応じたガス流量を目標ガス流量Fgtagに設定し、流量センサ39により検出されるガス流量Fgが設定した目標ガス流量Fgtagに一致するようにフィードバック制御によりガスポンプ34を制御することにより行なわれる。なお、燃料利用率Ufは、アノードに供給したアノードガスの量に対する発電に利用されたアノードガスの量の割合である。改質水の供給量の制御は、改質器23におけるスチームカーボン比SCが目標比SCtagに一致するように目標ガス流量Fgtagに基づいて目標改質水流量Fwtagを設定し、設定した目標改質水流量Fwtagの改質水が供給されるよう改質水ポンプ43を制御することにより行なわれる。なお、スチームカーボン比SCは、原燃料ガス中の炭化水素に含まれる炭素と水蒸気改質のために添加される水蒸気とのモル比である。エアの供給量の制御は、目標ガス流量Fgtagに対して所定の空燃比となるように目標エア流量Fatagを設定し、流量センサ54により検出されるエア流量Faが設定した目標エア流量Fatagに一致するようにフィードバック制御によりエアポンプ53を制御することにより行なわれる。
The supply amount of raw fuel gas is controlled by setting the gas flow rate according to the target command Itag to the target gas flow rate Fgtag so that the fuel utilization rate Uf coincides with the target utilization rate Uftag, and controlling the
次に、下限電圧Vminを設定する処理について更に説明する。図2は、制御装置100のCPU101により実行される下限電圧設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、発電中に所定時間毎に繰り返し実行される。
Next, the process of setting the lower limit voltage Vmin will be further described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a lower limit voltage setting process routine executed by the
下限電圧設定処理ルーチンが実行されると、制御装置100のCPU101は、まず、温度センサ111からのスタック相関温度Tstや電流センサ113からのスタック電流Ist等の必要なデータを入力する(S100)。続いて、CPU101は、入力したスタック相関温度Tstとスタック電流Istとに基づいて下限電圧Vminを設定し(S110)、設定した下限電圧VminをRAM103に記憶して(S120)、本ルーチンを終了する。下限電圧Vminの設定は、本実施形態では、スタック相関温度Tstとスタック電流Istと下限電圧Vminとの関係を予め実験的に求めてマップとしてROM102に記憶しておき、スタック相関温度Tstとスタック電流Istとが与えられると、マップから対応する下限電圧Vminを設定することにより行なわれる。図3に、スタック相関温度Tstとスタック電圧(下限電圧Vmin)との関係を示し、図4に、スタック電流Istとスタック電圧(下限電圧Vmin)との関係を示す。図示するように、下限電圧Vminは、スタック相関温度Tstが高いほど高くなり、スタック電流Istが高いほど低くなるように設定される。
When the lower limit voltage setting process routine is executed, the
燃料電池システム10では、燃料電池スタック21のアノード電極(負極)の電位がアノード酸化電位以上となると、アノード電極が酸化し易くなり、燃料電池スタック21が故障するおそれがあるため、スタック電圧Vst(アノード電極とカソード電極の電位差)が下限電圧Vminを下回らないように燃料電池スタック21を運転制御することが行なわれている。アノード酸化電位は燃料電池スタック21の温度に依存するため、下限電圧Vminを一律に定めると、燃料電池スタック21の温度によっては、スタック電圧Vstが下限電圧Vminを下回らないように制御しても、アノード電極の電位がアノード酸化電位以上となり、アノード電極を酸化させてしまう。あるいは、アノード電極の酸化を抑制するために最悪条件で下限電圧Vminを設定すると、下限電圧Vminに高めの値が設定されることとなり、スタック電流Istの増加を過剰に制限してしまう。特に、本実施形態の燃料電池システム10では、負荷4が消費する電力量に追従するように負荷追従運転が行なわれるため、負荷変動が大きいと、燃料電池スタック21の温度(スタック相関温度Tst)が変化し易い。また、燃料電池システム10は、経年使用によって劣化が進むにつれて、燃料電池スタック21の温度が徐々に上昇していく。本実施形態の燃料電池システム10では、こうした状況下において、スタック相関温度Tstに基づいて下限電圧Vminを設定することで、アノード電極を酸化させたり、スタック電流Istの増加を過剰に制限したりすることなく、燃料電池スタック21を適切に運転制御することができる。
In the
スタック電圧Vstはスタック電流Istによって変化するから、本実施形態の燃料電池システム10では、スタック相関温度Tstとスタック電流Istとに基づいて下限電圧Vminを設定するものとした。なお、スタック電流Istとは無関係にスタック相関温度Tstに基づいて下限電圧Vminを設定するようにしてもよい。
Since the stack voltage Vst varies depending on the stack current Ist, in the
以上説明した本実施形態の燃料電池システム10では、スタック電圧Vstが下限電圧Vminを下回らないよう燃料電池スタック21を運転制御するものにおいて、スタック相関温度Tstが高いほど高くなる傾向に下限電圧Vminを設定する。これにより、スタック電圧を過剰に制限することなく、燃料電池スタック21を適切に運転制御することができる。
In the
実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、燃料電池スタック21が「燃料電池」に相当し、制御装置100が「制御部」に相当し、温度センサ111が「温度センサ」に相当し、下限電圧設定処理ルーチンを実行する制御装置100のCPU101が「設定部」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section on means for solving the problem will be explained. In the embodiment, the
なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column does not limit the elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column, since the embodiment is an example for specifically explaining the form for implementing the invention described in the Means for Solving the Problem column. In other words, the interpretation of the invention described in the Means for Solving the Problem column should be based on the description in that column, and the embodiment is merely a specific example of the invention described in the Means for Solving the Problem column.
以上、本開示を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the above describes the form for implementing this disclosure using embodiments, this disclosure is in no way limited to these embodiments, and it goes without saying that this disclosure can be implemented in various forms without departing from the spirit of this disclosure.
本開示は、燃料電池システムの製造産業に利用可能である。 This disclosure is applicable to the fuel cell system manufacturing industry.
1 原燃料供給源、2 電力系統、3 電力ライン、4 負荷、10 燃料電池システム、20 発電モジュール、21 燃料電池スタック、22 気化器、23 改質器、24 燃焼器、25 点火装置、26 熱交換器、28 燃焼触媒、29 モジュールケース、30 原燃料ガス供給装置、31 原燃料ガス供給管、32,33 開閉弁、34 ガスポンプ、35 脱硫器、39 流量センサ、40 改質水供給装置、41 改質水供給管、42 改質水タンク、43 改質水ポンプ、44 凝縮水配管、50 エア供給装置、51 エア供給管、52 エアフィルタ、53 エアポンプ、54 流量センサ、60 排熱回収装置、61 貯湯タンク、62 凝縮器、63 循環配管、64 循環ポンプ、71 アノードガス配管、72 カソードガス配管、73 燃焼排ガス配管、74 アノードオフガス配管、75 カソードオフガス配管、76 燃焼排ガス配管、80 パワーコンディショナ、81 電源基板、100 制御装置、101 CPU、102 ROM、103 RAM、111 温度センサ、113 電流センサ、114 電圧センサ。 1 raw fuel supply source, 2 power system, 3 power line, 4 load, 10 fuel cell system, 20 power generation module, 21 fuel cell stack, 22 vaporizer, 23 reformer, 24 combustor, 25 ignition device, 26 heat exchanger, 28 combustion catalyst, 29 module case, 30 raw fuel gas supply device, 31 raw fuel gas supply pipe, 32, 33 on-off valve, 34 gas pump, 35 desulfurizer, 39 flow sensor, 40 reforming water supply device, 41 reforming water supply pipe, 42 reforming water tank, 43 reforming water pump, 44 condensed water pipe, 50 air supply device, 51 air supply pipe, 52 air filter, 53 air pump, 54 flow sensor, 60 exhaust heat recovery device, 61 hot water tank, 62 condenser, 63 circulation pipe, 64 circulation pump, 71 anode gas pipe, 72 Cathode gas piping, 73 combustion exhaust gas piping, 74 anode off gas piping, 75 cathode off gas piping, 76 combustion exhaust gas piping, 80 power conditioner, 81 power supply board, 100 control device, 101 CPU, 102 ROM, 103 RAM, 111 temperature sensor, 113 current sensor, 114 voltage sensor.
Claims (2)
前記燃料電池の出力電圧が下限電圧を下回らないよう該燃料電池を運転制御する制御部と、
前記燃料電池の温度に相関する温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出される温度が高いほど高くなる傾向に前記下限電圧を設定する設定部と、
を備える燃料電池システム。 a fuel cell that generates electricity using an anode gas and a cathode gas;
a control unit that controls the operation of the fuel cell so that the output voltage of the fuel cell does not fall below a lower limit voltage;
a temperature sensor for detecting a temperature correlated with a temperature of the fuel cell;
a setting unit that sets the lower limit voltage so that the lower limit voltage increases as the temperature detected by the temperature sensor increases;
A fuel cell system comprising:
前記制御部は、電気負荷に追従して発電出力が変化するように前記燃料電池を運転制御する負荷追従運転モードを有する、
燃料電池システム。 2. The fuel cell system according to claim 1,
The control unit has a load following operation mode that controls the operation of the fuel cell so that the power generation output changes in accordance with an electrical load.
Fuel cell system.
Priority Applications (1)
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