JP3383985B2 - 燃料電池発電設備 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料の有する化学エネル
ギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー部門
で用いる燃料電池で構成された発電設備に関するもの
で、複数の燃料電池からの給電を可能とするために複数
の燃料電池を並列運転させるように制御するようにした
燃料電池発電設備に関するものである。
ギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー部門
で用いる燃料電池で構成された発電設備に関するもの
で、複数の燃料電池からの給電を可能とするために複数
の燃料電池を並列運転させるように制御するようにした
燃料電池発電設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数の燃料電池を用いて構成され
る発電設備で複数の燃料電池を並列運転制御するように
したものはないが、複数の交流発電機を用いて構成され
る発電設備の場合には、これら交流発電機の並列運転を
自動的に行わせるようにしたものはある。
る発電設備で複数の燃料電池を並列運転制御するように
したものはないが、複数の交流発電機を用いて構成され
る発電設備の場合には、これら交流発電機の並列運転を
自動的に行わせるようにしたものはある。
【０００３】この場合、複数の交流発電機のうち、１つ
の交流発電機を運転中に、他の交流発電機を投入して複
数の交流発電機を並列運転するものであるが、このとき
は、投入する側の交流発電機の電圧と母線の電圧を同一
電圧となるよう電圧調整器で調整し、ガバナにて周波数
及び位相を合わせ、ブレーカーを投入する等の操作を行
うか、又はガバナを調整しての負荷移行、負荷平衡の操
作を行うようにしてある。
の交流発電機を運転中に、他の交流発電機を投入して複
数の交流発電機を並列運転するものであるが、このとき
は、投入する側の交流発電機の電圧と母線の電圧を同一
電圧となるよう電圧調整器で調整し、ガバナにて周波数
及び位相を合わせ、ブレーカーを投入する等の操作を行
うか、又はガバナを調整しての負荷移行、負荷平衡の操
作を行うようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、従来の発電設備の並列運転制御では、交流発電機
を制御して交流電源の並列運転を行っているものであっ
て、燃料電池により発電される直流電源の並列運転を制
御するものはないのが実状であり、強いて行おうとすれ
ば、直流電源を交流に変換し、交流電源の並列運転とし
て直流を交流に変換するインバータで制御するという方
法が考えられる。しかし、この方法は、インバータが設
けられるため、コスト的にも、又、寸法や重量的にも大
きくなる問題がある。
うに、従来の発電設備の並列運転制御では、交流発電機
を制御して交流電源の並列運転を行っているものであっ
て、燃料電池により発電される直流電源の並列運転を制
御するものはないのが実状であり、強いて行おうとすれ
ば、直流電源を交流に変換し、交流電源の並列運転とし
て直流を交流に変換するインバータで制御するという方
法が考えられる。しかし、この方法は、インバータが設
けられるため、コスト的にも、又、寸法や重量的にも大
きくなる問題がある。
【０００５】そこで、本発明は、燃料電池で発電される
直流電源のまま並列運転を行うように自動的に制御でき
るようにした燃料電池発電設備を提供しようとするもの
である。
直流電源のまま並列運転を行うように自動的に制御でき
るようにした燃料電池発電設備を提供しようとするもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでなるセルをセパレータを介し積層して
スタックとしてある燃料電池を複数設置し、各燃料電池
で発電して負荷へ給電できるようにし、上記各燃料電池
のカソードに供給される酸化ガスの供給ラインの途中及
び各燃料電池のアノードに供給される燃料ガスの供給ラ
インの途中に、それぞれ流量調節弁を設け、且つ１つの
燃料電池で発電して負荷に給電している運転に別の燃料
電池を投入するときの該投入する燃料電池の電流、電圧
と、負荷側の電圧を検出して監視し且つ投入しようとす
る側の燃料電池の電圧と負荷側の電圧とを比較して差が
あるときに該投入しようとする側の燃料電池の電圧を負
荷側の電圧に合わせるよう指令を流量調節弁に与えるよ
うにする制御器を設け、該制御器からの指令により、投
入しようとする側の燃料電池への酸化ガス供給量、燃料
ガス供給量を調整させ電圧差をなくして並列運転に移行
できるようにした構成とする。
決するために、電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでなるセルをセパレータを介し積層して
スタックとしてある燃料電池を複数設置し、各燃料電池
で発電して負荷へ給電できるようにし、上記各燃料電池
のカソードに供給される酸化ガスの供給ラインの途中及
び各燃料電池のアノードに供給される燃料ガスの供給ラ
インの途中に、それぞれ流量調節弁を設け、且つ１つの
燃料電池で発電して負荷に給電している運転に別の燃料
電池を投入するときの該投入する燃料電池の電流、電圧
と、負荷側の電圧を検出して監視し且つ投入しようとす
る側の燃料電池の電圧と負荷側の電圧とを比較して差が
あるときに該投入しようとする側の燃料電池の電圧を負
荷側の電圧に合わせるよう指令を流量調節弁に与えるよ
うにする制御器を設け、該制御器からの指令により、投
入しようとする側の燃料電池への酸化ガス供給量、燃料
ガス供給量を調整させ電圧差をなくして並列運転に移行
できるようにした構成とする。
【０００７】又、各燃料電池の各電流取出端子に接続し
たケーブルに、可変抵抗器を切換器を介し接続して、投
入しようとする側の燃料電池の投入前に負荷側に負荷が
かかっていないときに該投入しようとする側の燃料電池
を可変抵抗器に切換器にて接続できるようにすると共
に、上記可変抵抗器を負荷側に遮断器を介して接続する
ようにし、更に、上記可変抵抗器を制御器で調節して上
記投入しようとする側の燃料電池の電圧を負荷側に合わ
せられるよう該制御器と可変抵抗器を接続した構成とす
る。
たケーブルに、可変抵抗器を切換器を介し接続して、投
入しようとする側の燃料電池の投入前に負荷側に負荷が
かかっていないときに該投入しようとする側の燃料電池
を可変抵抗器に切換器にて接続できるようにすると共
に、上記可変抵抗器を負荷側に遮断器を介して接続する
ようにし、更に、上記可変抵抗器を制御器で調節して上
記投入しようとする側の燃料電池の電圧を負荷側に合わ
せられるよう該制御器と可変抵抗器を接続した構成とす
る。
【０００８】
【作用】１つの燃料電池で発電して負荷へ給電している
状態から別の燃料電池を投入して燃料電池の並列運転に
移行するときは、投入側の燃料電池の電圧と負荷側の電
圧との差がなくなるように上記投入側の燃料電池への燃
料ガスと酸化ガスの供給量をコントロールしてやると、
上記の電圧差がなくなる。電圧差がなくなると、投入側
の燃料電池と負荷側とを接続することにより、負荷の一
部が投入側の燃料電池に移行することになる。
状態から別の燃料電池を投入して燃料電池の並列運転に
移行するときは、投入側の燃料電池の電圧と負荷側の電
圧との差がなくなるように上記投入側の燃料電池への燃
料ガスと酸化ガスの供給量をコントロールしてやると、
上記の電圧差がなくなる。電圧差がなくなると、投入側
の燃料電池と負荷側とを接続することにより、負荷の一
部が投入側の燃料電池に移行することになる。
【０００９】投入側の燃料電池を投入前で負荷側に負荷
がかかっていない状態のときは、可変抵抗器と投入側の
燃料電池とを接続し、該可変抵抗器の抵抗を変えて負荷
を投入側燃料電池に持たせながら可変抵抗器と流量調節
弁を制御器にて調整し、燃料電池の電圧を負荷側に合わ
せるようにする。
がかかっていない状態のときは、可変抵抗器と投入側の
燃料電池とを接続し、該可変抵抗器の抵抗を変えて負荷
を投入側燃料電池に持たせながら可変抵抗器と流量調節
弁を制御器にて調整し、燃料電池の電圧を負荷側に合わ
せるようにする。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１は本発明の一実施例を示すもので、２
台の燃料電池ＦＣ１とＦＣ２を並列運転させる場合を例
示する。
台の燃料電池ＦＣ１とＦＣ２を並列運転させる場合を例
示する。
【００１２】燃料電池ＦＣ１とＦＣ２は、電解質板１を
カソード２とアノード３の両電極で両面から挟み、カソ
ード２側に酸化ガス（空気）Ａを供給すると共にアノー
ド３側に燃料ガスＦＧを供給するようにしたものを１セ
ルとして、各セルをセパレータを介し積層してスタック
としてある。
カソード２とアノード３の両電極で両面から挟み、カソ
ード２側に酸化ガス（空気）Ａを供給すると共にアノー
ド３側に燃料ガスＦＧを供給するようにしたものを１セ
ルとして、各セルをセパレータを介し積層してスタック
としてある。
【００１３】上記燃料電池ＦＣ１とＦＣ２を用いて構成
した発電設備において、各燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２のア
ノード３の入口側には燃料ガス供給ライン４を接続する
と共に、カソード２の入口側には酸化ガス供給ライン５
を接続して、燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２のアノード３には
燃料ガスＦＧが供給され、カソード２には酸化ガスＡが
供給されるようにし、各燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２ごとに
カソード２側での反応とアノード３側での反応によって
発電が行われるようにし、且つ上記各燃料電池ＦＣ１，
ＦＣ２のカソード２への酸化ガス供給ライン５の途中に
流量調節弁１３，１４を、又、アノード３への燃料ガス
供給ライン４の途中に流量調節弁１５，１６をそれぞれ
設ける。又、負荷６を遮断器７を介して接続させた母線
８に対し、上記燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２の電流取出端子
に接続したケーブル９を遮断器１０，１１を介して接続
し、更に、上記母線８側の電圧Ｖｃと、燃料電池ＦＣ
１，ＦＣ２で発電された直流電圧Ｖａ，Ｖｂと電流Ｉ
ａ，Ｉｂから電力を検出して監視する制御器１２を設け
て、該制御器１２を上記流量調節弁１３，１４，１５，
１６に接続し、上記電力を検出して母線８側の電圧Ｖｃ
と燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２の電圧Ｖａ又はＶｂとの差
があるときに、燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２の電圧Ｖａ又
はＶｂを母線８側の電圧Ｖｃに合わせるように制御器１
２からの指令を上記流量調節弁１３，１５又は１４，１
６に与えて燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２の各カソード２へ
の酸化ガス供給量、各アノードへの燃料ガス供給量を調
整させるようにする。
した発電設備において、各燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２のア
ノード３の入口側には燃料ガス供給ライン４を接続する
と共に、カソード２の入口側には酸化ガス供給ライン５
を接続して、燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２のアノード３には
燃料ガスＦＧが供給され、カソード２には酸化ガスＡが
供給されるようにし、各燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２ごとに
カソード２側での反応とアノード３側での反応によって
発電が行われるようにし、且つ上記各燃料電池ＦＣ１，
ＦＣ２のカソード２への酸化ガス供給ライン５の途中に
流量調節弁１３，１４を、又、アノード３への燃料ガス
供給ライン４の途中に流量調節弁１５，１６をそれぞれ
設ける。又、負荷６を遮断器７を介して接続させた母線
８に対し、上記燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２の電流取出端子
に接続したケーブル９を遮断器１０，１１を介して接続
し、更に、上記母線８側の電圧Ｖｃと、燃料電池ＦＣ
１，ＦＣ２で発電された直流電圧Ｖａ，Ｖｂと電流Ｉ
ａ，Ｉｂから電力を検出して監視する制御器１２を設け
て、該制御器１２を上記流量調節弁１３，１４，１５，
１６に接続し、上記電力を検出して母線８側の電圧Ｖｃ
と燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２の電圧Ｖａ又はＶｂとの差
があるときに、燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２の電圧Ｖａ又
はＶｂを母線８側の電圧Ｖｃに合わせるように制御器１
２からの指令を上記流量調節弁１３，１５又は１４，１
６に与えて燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２の各カソード２へ
の酸化ガス供給量、各アノードへの燃料ガス供給量を調
整させるようにする。
【００１４】今、一方の燃料電池ＦＣ１が運転されてい
て、該燃料電池ＦＣ１で発電されて負荷６へ給電されて
おり、且つ負荷がかかっている状態において、他方の燃
料電池ＦＣ２を投入し、燃料電池ＦＣ１とＦＣ２の並列
運転を行う場合には、次のような制御を自動的に行わせ
る。
て、該燃料電池ＦＣ１で発電されて負荷６へ給電されて
おり、且つ負荷がかかっている状態において、他方の燃
料電池ＦＣ２を投入し、燃料電池ＦＣ１とＦＣ２の並列
運転を行う場合には、次のような制御を自動的に行わせ
る。
【００１５】先ず、投入しようとする側の燃料電池ＦＣ
２の電流Ｉｂと電圧Ｖｂから燃料電池ＦＣ２の電力を制
御器１２で検出すると共に、母線８側の電圧Ｖｃを検出
し、上記燃料電池ＦＣ２の電圧Ｖｂと母線８側の電圧Ｖ
ｃとを比較し、両者に差があると、流量調節弁１４と１
６を調節して燃料電池ＦＣ２のカソード２への酸化ガス
供給量及びアノード３への燃料ガス供給量をそれぞれ調
節して電圧差がないようにする。この際、燃料電池ＦＣ
２を投入したときになるべく該燃料電池ＦＣ２に負荷が
かからないようにするために、燃料電池ＦＣ２への酸化
ガスの供給量、燃料ガスの供給量を減らしておき、上記
電圧Ｖｂと母線側電圧Ｖｃの差がＶｂ＜Ｖｃとなるよう
にしておく。
２の電流Ｉｂと電圧Ｖｂから燃料電池ＦＣ２の電力を制
御器１２で検出すると共に、母線８側の電圧Ｖｃを検出
し、上記燃料電池ＦＣ２の電圧Ｖｂと母線８側の電圧Ｖ
ｃとを比較し、両者に差があると、流量調節弁１４と１
６を調節して燃料電池ＦＣ２のカソード２への酸化ガス
供給量及びアノード３への燃料ガス供給量をそれぞれ調
節して電圧差がないようにする。この際、燃料電池ＦＣ
２を投入したときになるべく該燃料電池ＦＣ２に負荷が
かからないようにするために、燃料電池ＦＣ２への酸化
ガスの供給量、燃料ガスの供給量を減らしておき、上記
電圧Ｖｂと母線側電圧Ｖｃの差がＶｂ＜Ｖｃとなるよう
にしておく。
【００１６】上記のように電圧ＶｂとＶｃの電圧差（Ｖ
ｂ＜Ｖｃ）があると、制御器１２からの指令により流量
調節弁１４と１６を調節して酸化ガスの供給量と燃料ガ
スの供給量を増やし、燃料利用率を下げ、電圧Ｖｂを上
げて母線８側の電圧Ｖｃに合わせるようにする。電圧Ｖ
ｂとＶｃの電圧差がなくなって来ると、遮断器１１を入
れて燃料電池ＦＣ２の投入を行う。該燃料電池ＦＣ２の
投入により、これまで燃料電池ＦＣ１で受けていた負荷
の一部が燃料電池ＦＣ２にかかることになり、該燃料電
池ＦＣ２にかかった負荷の分だけ、燃料電池ＦＣ１の負
荷が減少し、電圧Ｖａが上がり、母線８側の電圧Ｖｃも
上がる。これによって、図２に示すように、母線８側の
電圧はＶ1 となり、燃料電池ＦＣ１の負荷電流はＩａ1
、燃料電池ＦＣ２の負荷電流はＩｂ1 となり安定す
る。このように、投入する側の燃料電池ＦＣ２への燃料
ガス及び酸化ガスの供給量を出来るだけ少なくし、該燃
料電池ＦＣ２のＶ−Ｉ特性を下げておけば、投入後の燃
料電池ＦＣ２の負荷が低くてすみ、投入後の電圧Ｖ1 と
投入前の母線の電圧Ｖｃとの差が小さくなる。その後、
流量調節弁１３，１５を調節して燃料電池ＦＣ１への燃
料ガスの供給量、酸化ガスの供給量をそれぞれ減少し、
逆に燃料電池ＦＣ２への燃料ガスの供給量及び酸化ガス
の供給量を増加させるように制御させ、最終的に、図２
に◎印で示す位置の母線８側電圧Ｖｃと負荷電流Ｉｃ／
２になるようにする。これにより燃料電池ＦＣ１とＦＣ
２の並列運転が行われる。図２中、イは燃料電池ＦＣ１
のＶ−Ｉ特性曲線、ロは燃料電池ＦＣ２のＶ−Ｉ特性曲
線である。
ｂ＜Ｖｃ）があると、制御器１２からの指令により流量
調節弁１４と１６を調節して酸化ガスの供給量と燃料ガ
スの供給量を増やし、燃料利用率を下げ、電圧Ｖｂを上
げて母線８側の電圧Ｖｃに合わせるようにする。電圧Ｖ
ｂとＶｃの電圧差がなくなって来ると、遮断器１１を入
れて燃料電池ＦＣ２の投入を行う。該燃料電池ＦＣ２の
投入により、これまで燃料電池ＦＣ１で受けていた負荷
の一部が燃料電池ＦＣ２にかかることになり、該燃料電
池ＦＣ２にかかった負荷の分だけ、燃料電池ＦＣ１の負
荷が減少し、電圧Ｖａが上がり、母線８側の電圧Ｖｃも
上がる。これによって、図２に示すように、母線８側の
電圧はＶ1 となり、燃料電池ＦＣ１の負荷電流はＩａ1
、燃料電池ＦＣ２の負荷電流はＩｂ1 となり安定す
る。このように、投入する側の燃料電池ＦＣ２への燃料
ガス及び酸化ガスの供給量を出来るだけ少なくし、該燃
料電池ＦＣ２のＶ−Ｉ特性を下げておけば、投入後の燃
料電池ＦＣ２の負荷が低くてすみ、投入後の電圧Ｖ1 と
投入前の母線の電圧Ｖｃとの差が小さくなる。その後、
流量調節弁１３，１５を調節して燃料電池ＦＣ１への燃
料ガスの供給量、酸化ガスの供給量をそれぞれ減少し、
逆に燃料電池ＦＣ２への燃料ガスの供給量及び酸化ガス
の供給量を増加させるように制御させ、最終的に、図２
に◎印で示す位置の母線８側電圧Ｖｃと負荷電流Ｉｃ／
２になるようにする。これにより燃料電池ＦＣ１とＦＣ
２の並列運転が行われる。図２中、イは燃料電池ＦＣ１
のＶ−Ｉ特性曲線、ロは燃料電池ＦＣ２のＶ−Ｉ特性曲
線である。
【００１７】なお、２台の燃料電池ＦＣ１とＦＣ２の並
列運転の状態から１台の燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２のみ
の運転に移行する場合は、運転を停止しようとする側の
燃料電池への燃料ガスの供給量及び酸化ガスの供給量を
徐々に減らして行くと同時に、残す側の燃料電池への燃
料ガスの供給量及び酸化ガスの供給量を増やして行っ
て、該残す側の燃料電池に負荷をすべて受けさせるよう
に移行させる。移行が終了すると、遮断器１０又は１１
を制御器１２により断つように操作させるようにする。
列運転の状態から１台の燃料電池ＦＣ１又はＦＣ２のみ
の運転に移行する場合は、運転を停止しようとする側の
燃料電池への燃料ガスの供給量及び酸化ガスの供給量を
徐々に減らして行くと同時に、残す側の燃料電池への燃
料ガスの供給量及び酸化ガスの供給量を増やして行っ
て、該残す側の燃料電池に負荷をすべて受けさせるよう
に移行させる。移行が終了すると、遮断器１０又は１１
を制御器１２により断つように操作させるようにする。
【００１８】次に、図３は本発明の他の実施例を示すも
ので、各燃料電池ＦＣ１とＦＣ２の各電流取出端子に接
続したケーブル９に、可変抵抗器１７を選択用切換器１
８の操作で接続させるようにし、且つ上記可変抵抗器１
７を負荷６側の母線８に遮断器１９を介して接続し、更
に、上記可変抵抗器１７と制御器１２とを接続した構成
を、図１の装置に備えたものである。
ので、各燃料電池ＦＣ１とＦＣ２の各電流取出端子に接
続したケーブル９に、可変抵抗器１７を選択用切換器１
８の操作で接続させるようにし、且つ上記可変抵抗器１
７を負荷６側の母線８に遮断器１９を介して接続し、更
に、上記可変抵抗器１７と制御器１２とを接続した構成
を、図１の装置に備えたものである。
【００１９】今、図１の場合と同様に、燃料電池ＦＣ１
を投入して運転中に、投入側の燃料電池ＦＣ２を投入し
て通常の並列運転に入る場合に、投入側の燃料電池ＦＣ
２の投入前で負荷がかかっていない状態のときには、こ
の実施例を適用し、投入側の燃料電池ＦＣ２の電圧を制
御してから投入させるようにする。すなわち、投入側の
燃料電池ＦＣ２の投入に際して、選択用切換器１８を投
入側の燃料電池ＦＣ２側に入れることによって該投入側
の燃料電池ＦＣ２の回路に可変抵抗器１７を組み入れた
後、遮断器１９を入れる。
を投入して運転中に、投入側の燃料電池ＦＣ２を投入し
て通常の並列運転に入る場合に、投入側の燃料電池ＦＣ
２の投入前で負荷がかかっていない状態のときには、こ
の実施例を適用し、投入側の燃料電池ＦＣ２の電圧を制
御してから投入させるようにする。すなわち、投入側の
燃料電池ＦＣ２の投入に際して、選択用切換器１８を投
入側の燃料電池ＦＣ２側に入れることによって該投入側
の燃料電池ＦＣ２の回路に可変抵抗器１７を組み入れた
後、遮断器１９を入れる。
【００２０】次いで、可変抵抗器１７の抵抗を変えて負
荷を投入側の燃料電池ＦＣ２に持たせながら制御器１２
にて上記可変抵抗器１７と流量調節弁１４，１５を調節
して、燃料電池ＦＣ２のカソード２への酸化ガス供給量
及びアノード３への燃料ガス供給量をそれぞれ調節する
ことにより燃料電池ＦＣ２の電圧を制御して母線８側に
合わせ、母線８側の電圧と燃料電池ＦＣ２の電圧の電圧
差が或る一定の値以内に入ったときに、投入側の燃料電
池ＦＣ２のケーブル９上の遮断器１１を入れて該燃料電
池ＦＣ２を投入する。
荷を投入側の燃料電池ＦＣ２に持たせながら制御器１２
にて上記可変抵抗器１７と流量調節弁１４，１５を調節
して、燃料電池ＦＣ２のカソード２への酸化ガス供給量
及びアノード３への燃料ガス供給量をそれぞれ調節する
ことにより燃料電池ＦＣ２の電圧を制御して母線８側に
合わせ、母線８側の電圧と燃料電池ＦＣ２の電圧の電圧
差が或る一定の値以内に入ったときに、投入側の燃料電
池ＦＣ２のケーブル９上の遮断器１１を入れて該燃料電
池ＦＣ２を投入する。
【００２１】次に、選択用切換器１８を切って可変抵抗
器１７と燃料電池ＦＣ２との接続を断ち、通常の並列運
転状態となるようにする。
器１７と燃料電池ＦＣ２との接続を断ち、通常の並列運
転状態となるようにする。
【００２２】通常の並列運転においては、負荷のバラン
スは流量調節弁１３，１４，１５，１６のみを調節する
ことにより行うようにする。
スは流量調節弁１３，１４，１５，１６のみを調節する
ことにより行うようにする。
【００２３】又、上記２台の燃料電池ＦＣ１，ＦＣ２に
よる並列運転の状態から１台の燃料電池ＦＣ１又はＦＣ
２のみの運転に移行する場合は、流量調節弁１３，１
４，１５，１６の調節と可変抵抗器１７の調節を併せて
行うようにする。これにより残す側の燃料電池への負荷
量をより増すことができる。
よる並列運転の状態から１台の燃料電池ＦＣ１又はＦＣ
２のみの運転に移行する場合は、流量調節弁１３，１
４，１５，１６の調節と可変抵抗器１７の調節を併せて
行うようにする。これにより残す側の燃料電池への負荷
量をより増すことができる。
【００２４】上記図３に示す実施例の場合には、並列運
転に入る際に、上記した切換器１８を入れて燃料電池Ｆ
Ｃ２と可変抵抗器１７とを接続した後、遮断器１９を入
れる操作に代えて、遮断器１９を入れたすぐ後に、遮断
器１１を入れ、一時的な並列運転の後、遮断器１１を断
にするようにしてもよい。
転に入る際に、上記した切換器１８を入れて燃料電池Ｆ
Ｃ２と可変抵抗器１７とを接続した後、遮断器１９を入
れる操作に代えて、遮断器１９を入れたすぐ後に、遮断
器１１を入れ、一時的な並列運転の後、遮断器１１を断
にするようにしてもよい。
【００２５】なお、上記各実施例では２台の燃料電池Ｆ
Ｃ１，ＦＣ２を並列運転させる場合を示したが、２台以
上でもよいこと、又、図３に示す可変抵抗器１７は投
入、解列時のみ必要となるものであるため、各燃料電池
ＦＣ１，ＦＣ２に１個設置する必要はなく、システム全
体で１個あればよく、投入、解列する燃料電池に切換器
１８等で接続できるようになっていればよいこと、等は
勿論である。
Ｃ１，ＦＣ２を並列運転させる場合を示したが、２台以
上でもよいこと、又、図３に示す可変抵抗器１７は投
入、解列時のみ必要となるものであるため、各燃料電池
ＦＣ１，ＦＣ２に１個設置する必要はなく、システム全
体で１個あればよく、投入、解列する燃料電池に切換器
１８等で接続できるようになっていればよいこと、等は
勿論である。
【００２６】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の燃料電池発電
設備によれば、電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでなるセルをセパレータを介し積層して
スタックとしてある燃料電池を複数設置し、各燃料電池
で発電して負荷へ給電できるようにし、上記各燃料電池
のカソードに供給される酸化ガスの供給ラインの途中及
び各燃料電池のアノードに供給される燃料ガスの供給ラ
インの途中に、それぞれ流量調節弁を設け、且つ１つの
燃料電池で発電して負荷に給電している運転に別の燃料
電池を投入するときの該投入する燃料電池の電流、電圧
と、負荷側の電圧を検出して監視し且つ投入しようとす
る側の燃料電池の電圧と負荷側の電圧とを比較して差が
あるときに該投入しようとする側の燃料電池の電圧を負
荷側の電圧に合わせるよう指令を流量調節弁に与えるよ
うにする制御器を設け、該制御器からの指令により、投
入しようとする側の燃料電池への酸化ガス供給量、燃料
ガス供給量を調整させ電圧差をなくして並列運転に移行
できるようにした構成としてあるので、複数の燃料電池
の並列運転の操作で必要な流量調節弁のコントロールを
自動的に行うことができて容易に並列運転を行うことが
でき、しかも、自動制御により信頼性が向上すると共に
保守点検も容易になる、等の優れた効果を奏し得られ、
又、各燃料電池の各電流取出端子に接続したケーブル
に、可変抵抗器を切換器を介し接続して、投入しようと
する側の燃料電池の投入前に負荷側に負荷がかかってい
ないときに該投入しようとする側の燃料電池を可変抵抗
器に切換器にて接続できるようにすると共に、上記可変
抵抗器を負荷側に遮断器を介して接続するようにし、更
に、上記可変抵抗器を制御器で調節して上記投入しよう
とする側の燃料電池の電圧を負荷側に合わせられるよう
該制御器と可変抵抗器を接続した構成とすることによ
り、負荷がかかっていない状態のときにも投入側の燃料
電池の電圧を制御できて並列運転状態とすることができ
る、という優れた効果も奏し得る。
設備によれば、電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでなるセルをセパレータを介し積層して
スタックとしてある燃料電池を複数設置し、各燃料電池
で発電して負荷へ給電できるようにし、上記各燃料電池
のカソードに供給される酸化ガスの供給ラインの途中及
び各燃料電池のアノードに供給される燃料ガスの供給ラ
インの途中に、それぞれ流量調節弁を設け、且つ１つの
燃料電池で発電して負荷に給電している運転に別の燃料
電池を投入するときの該投入する燃料電池の電流、電圧
と、負荷側の電圧を検出して監視し且つ投入しようとす
る側の燃料電池の電圧と負荷側の電圧とを比較して差が
あるときに該投入しようとする側の燃料電池の電圧を負
荷側の電圧に合わせるよう指令を流量調節弁に与えるよ
うにする制御器を設け、該制御器からの指令により、投
入しようとする側の燃料電池への酸化ガス供給量、燃料
ガス供給量を調整させ電圧差をなくして並列運転に移行
できるようにした構成としてあるので、複数の燃料電池
の並列運転の操作で必要な流量調節弁のコントロールを
自動的に行うことができて容易に並列運転を行うことが
でき、しかも、自動制御により信頼性が向上すると共に
保守点検も容易になる、等の優れた効果を奏し得られ、
又、各燃料電池の各電流取出端子に接続したケーブル
に、可変抵抗器を切換器を介し接続して、投入しようと
する側の燃料電池の投入前に負荷側に負荷がかかってい
ないときに該投入しようとする側の燃料電池を可変抵抗
器に切換器にて接続できるようにすると共に、上記可変
抵抗器を負荷側に遮断器を介して接続するようにし、更
に、上記可変抵抗器を制御器で調節して上記投入しよう
とする側の燃料電池の電圧を負荷側に合わせられるよう
該制御器と可変抵抗器を接続した構成とすることによ
り、負荷がかかっていない状態のときにも投入側の燃料
電池の電圧を制御できて並列運転状態とすることができ
る、という優れた効果も奏し得る。
【図１】本発明の一実施例を示す概要図である。
【図２】燃料電池の電圧−電流曲線を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す概要図である。
ＦＣ１，ＦＣ２ 燃料電池
２ カソード
３ アノード
４ 燃料ガス供給ライン
５ 酸化ガス供給ライン
６ 負荷
８ 母線
１０，１１ 遮断器
１２ 制御器
１３，１４，１５，１６ 流量調節弁
１７ 可変抵抗器
１８ 切換器
１９ 遮断器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 8/04
Claims (2)
- 【請求項１】 電解質板をカソードとアノードの両電極
で両面から挟んでなるセルをセパレータを介し積層して
スタックとしてある燃料電池を複数設置し、各燃料電池
で発電して負荷へ給電できるようにし、上記各燃料電池
のカソードに供給される酸化ガスの供給ラインの途中及
び各燃料電池のアノードに供給される燃料ガスの供給ラ
インの途中に、それぞれ流量調節弁を設け、且つ１つの
燃料電池で発電して負荷に給電している運転に別の燃料
電池を投入するときの該投入する燃料電池の電流、電圧
と、負荷側の電圧を検出して監視し且つ投入しようとす
る側の燃料電池の電圧と負荷側の電圧とを比較して差が
あるときに該投入しようとする側の燃料電池の電圧を負
荷側の電圧に合わせるよう指令を流量調節弁に与えるよ
うにする制御器を設け、該制御器からの指令により、投
入しようとする側の燃料電池への酸化ガス供給量、燃料
ガス供給量を調整させ電圧差をなくして並列運転に移行
できるようにしたことを特徴とする燃料電池発電設備。 - 【請求項２】 各燃料電池の各電流取出端子に接続した
ケーブルに、可変抵抗器を切換器を介し接続して、投入
しようとする側の燃料電池の投入前に負荷側に負荷がか
かっていないときに該投入しようとする側の燃料電池を
可変抵抗器に切換器にて接続できるようにすると共に、
上記可変抵抗器を負荷側に遮断器を介して接続するよう
にし、更に、上記可変抵抗器を制御器で調節して上記投
入しようとする側の燃料電池の電圧を負荷側に合わせら
れるよう該制御器と可変抵抗器を接続した請求項１記載
の燃料電池発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12293092A JP3383985B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 燃料電池発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12293092A JP3383985B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 燃料電池発電設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299109A JPH05299109A (ja) | 1993-11-12 |
| JP3383985B2 true JP3383985B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=14848134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12293092A Expired - Fee Related JP3383985B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 燃料電池発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383985B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2858159B1 (en) * | 2013-10-03 | 2022-12-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Regulation of a fuel cell assembly |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007123157A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toshiba Corp | 燃料電池ユニットおよび動作制御方法 |
| JP2008195598A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 水素発生装置及び燃料電池発電システム |
| US8551302B2 (en) | 2007-02-21 | 2013-10-08 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Hydrogen generating apparatus and fuel cell power generation system controlling amount of hydrogen generation |
| US7879205B2 (en) | 2007-02-21 | 2011-02-01 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Hydrogen generating apparatus, fuel cell power generation system, method of controlling hydrogen generating quantity and recorded medium recorded program performing the same |
| KR100901507B1 (ko) * | 2007-08-27 | 2009-06-08 | 삼성전기주식회사 | 수소 발생 장치 및 연료전지 발전 시스템 |
| JP5992849B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2016-09-14 | 株式会社Ｎｔｔドコモ | 燃料電池制御装置、燃料電池制御方法および燃料電池制御プログラム |
| KR102496635B1 (ko) * | 2016-11-24 | 2023-02-07 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 시스템의 공기분배장치 및 그의 제어방법 |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP12293092A patent/JP3383985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2858159B1 (en) * | 2013-10-03 | 2022-12-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Regulation of a fuel cell assembly |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05299109A (ja) | 1993-11-12 |
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