JP4148623B2

JP4148623B2 - Cogeneration system

Info

Publication number: JP4148623B2
Application number: JP2000010738A
Authority: JP
Inventors: 治夫菊田; 彰人早野; 秀則粟田; 静邦矢田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: JP2001202973A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部に電力を出力する燃料電池発電部と、その燃料電池発電部の出力電力のうちの余剰分を蓄えると共に、外部の電力負荷に対して前記燃料電池発電部の出力電力が不足するときにはその不足分を補うように、蓄えている電力を外部に出力する蓄電部とが設けられた燃料電池利用の電源装置を用いたコージェネレーションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素と酸素との電気化学反応により発電する燃料電池発電部は、電力出力を調節する場合、単位時間当たりの出力調節可能量が比較的小さい。
そこで、このような燃料電池発電部を利用した燃料電池利用の電源装置（以下、単に電源装置と称する場合がある）は、外部の電力負荷に対して燃料電池発電部の出力電力が余るときは、その余剰分を蓄電部に蓄え、一方、外部の電力負荷に対して燃料電池発電部の出力電力が不足するときは、その不足分を蓄電部にて蓄えている電力にて補うようにして、燃料電池発電部は、出力調整幅を狭くして作動させるように構成してある。
従来、蓄電部は、化学作用により電力を蓄える二次電池を設けて構成していた（例えば、特開平１１−１０２７１７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、短時間での負荷変動に対応するためには、蓄電部の蓄電容量を大きくする必要がある。
従来では、蓄電部の蓄電容量を大きくするには、二次電池セル数を増やすことになる。又、蓄電部の寿命を延ばすためにも、二次電池セル数を増やして、１セル当たりにかかる負荷を小さくすることが考えられる。
しかしながら、二次電池セル数を増やすことは、二次電池のコストが高くなり、延いては、電源装置の価格が高くなる。
【０００４】
又、二次電池は内部抵抗か大きいので、単位時間当たりの放電可能量及び蓄電可能量が小さいので、電力負荷が急激に変動した場合には、その変動に対応できない場合があり、改善が望まれていた。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストアップを抑制しながら短時間での電力出力の増大及び耐久性の向上を図り得ると共に、電力負荷の急激な変動に対応し得る燃料電池利用の電源装置を用いたコージェネレーションシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の燃料電池利用の電源装置を用いたコージェネレーションシステムの特徴構成は、前記蓄電部が、二次電池とキャパシタとを併設して構成され、前記燃料電池利用の電源装置に、原燃料から燃料ガスを生成して、生成した燃料ガスを前記燃料電池発電部に供給する燃料ガス生成部が設けられ、前記原燃料を燃料として作動する空調装置として、前記原燃料を燃料とするエンジンにて圧縮機が駆動されるエンジンヒートポンプを備えたエンジンヒートポンプ式エアコン、又は、前記原燃料を燃焼させるバーナを希吸収液再生用の熱源とするように構成した吸収ヒートポンプを備えた吸収式冷温水機が設けられていることにある。
請求項１に記載の特徴構成によれば、蓄電部が二次電池とキャパシタとを併設して構成されているので、燃料電池発電部の余剰電力が、二次電池とキャパシタとにより蓄えられることとなり、コストの高い二次電池セルの設置数を抑制しながら、蓄電部の蓄電容量を大きくすることができる。
又、キャパシタは、二次電池よりも内部抵抗が小さいため、単位時間当たりの放電可能量及び蓄電可能量が二次電池よりも大きいので、電力負荷が急激に変動しても、その変動に対応して、キャパシタに蓄電されたり、キャパシタから電力が出力されたりする。
又、二次電池にて分担する蓄電容量が小さくなって、１セル当たりにかかる負荷が小さくなると共に、二次電池の急激な負荷の変動を抑制することができるので、蓄電部の耐久性を向上することができる。
従って、コストアップを抑制しながら短時間での電力出力の増大及び耐久性の向上を図り得ると共に、電力負荷の急激な変動に対応し得る燃料電池利用の電源装置を提供することができるようになった。
【０００７】
ちなみに、蓄電部をキャパシタのみにて構成することが想定される。しかしながら、キャパシタは、１個当たりの蓄電容量が二次電池セル１個当たりの蓄電容量に比べて小さいので、蓄電部として所定の蓄電容量を確保するためには、極めて多数のキャパシタを設ける必要があるため、電源装置が大型化し、実用的なものではない。
【０００８】
また、請求項１に記載の特徴構成によれば、燃料ガス生成部に原燃料を供給すると、燃料ガス生成部にて、原燃料から、水素ガスを含有する燃料ガスが生成されると共に、生成された燃料ガスが燃料電池発電部に供給されて、燃料電池発電部が作動する。
原燃料としては、メタン、プロパン、ブタン等のガス原燃料や、ガソリン、メタノール等の液体原燃料があるが、これらの原燃料は、純水素ガス等の水素含有ガスに比べて、入手が容易であると共に、低価格である。
従って、コストアップを抑制しながら短時間での電力出力の増大及び耐久性の向上を図り得ること、並びに、電力負荷の急激な変動に対応し得ることに加えて、運転維持管理を簡素化し得ると共にランニングコストを低減し得る燃料電池利用の電源装置を提供することができるようになった。
【０００９】
さらに、請求項１に記載の特徴構成によれば、原燃料から燃料ガスを生成し、その燃料ガスにて燃料電池発電部を作動させて、電力負荷に対して電力を供給することができ、原燃料にて空調装置を作動させて、空調対象箇所を空調することができる。
原燃料を燃料として作動する空調装置としては、例えば、圧縮機がエンジンにて駆動されるエンジンヒートポンプを備えたエンジンヒートポンプ式エアコンが有るが、このように、原燃料を燃料として作動する空調装置は、圧縮機が電気モータにて駆動されるモータヒートポンプを備えたモータヒートポンプ式エアコンに比べて、消費電力が少ない。
従って、コストアップを抑制しながら短時間での電力出力の増大及び耐久性の向上を図り得ること、電力負荷の急激な変動に対応し得ること、運転維持管理を簡素化し得ること、並びに、ランニングコストを低減し得ることに加えて、消費電力を低減し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【００１０】
消費電力が少なくなることにより、燃料電池発電部の発電容量及び蓄電部の蓄電容量を小さくすることができるので、コージェネレーションシステムの価格を低減することができる。
又、商用電源を併用する場合は、送電ロスが大きい商用電源に対する電力消費量を少なくすることができるので、エネルギー効率を向上することができる。
【００１１】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載のコージェネレーションシステムの特徴構成は、前記燃料電池発電部の排熱を熱媒に回収する排熱回収部が設けられていることにある。
請求項２に記載の特徴構成によれば、燃料電池発電部の排熱を回収した熱媒により、熱を出力することができる。
つまり、燃料電池発電部における水素と酸素の電気化学反応は発熱反応であることから、その反応熱を熱媒にて回収して、給湯や暖房等に利用するのである。
従って、請求項１に記載の特徴構成により得られる効果に加えて、熱利用範囲を更に拡大し得るという効果を奏するコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１に基づいて、燃料電池利用の電源装置ＰＳ（以下、単に電源装置と称する場合がある）について説明する。
電源装置ＰＳは、互いに電気的に並列接続された燃料電池発電部１及び蓄電部ＥＳと、それら燃料電池発電部１及び蓄電部ＥＳからの出力直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ２等を備えて構成して、燃料電池発電部１からの出力直流電力をインバータ２により交流電力に変換して外部に出力すると共に、外部の電力負荷に対して燃料電池発電部１の出力電力が余るときには、その余った直流電力を蓄電部ＥＳに蓄え、外部の電力負荷に対して燃料電池発電部１の出力電力が不足するときには、その不足分を補うように、蓄電部ＥＳに蓄えられている直流電力をインバータ２により交流電力に変換して外部に出力するように構成してある。
【００１３】
更に、電源装置ＰＳには、原燃料から水素ガスを含有する燃料ガスを生成して、生成した燃料ガスを燃料電池発電部１に供給する燃料ガス生成部ＧＳ、燃料電池発電部１に酸素含有ガスとして空気を供給するブロア２１、燃料電池発電部１に供給する冷却水を燃料電池発電部１から排出された酸素極側排ガスにて予熱する熱交換器２２、前記冷却水を燃料電池発電部１から排出された燃料極側排ガスにて予熱する熱交換器２３を設けてある。
【００１４】
電源装置ＰＳの出力ラインは分電盤３に接続して、電源装置ＰＳからの出力電力を分電盤３を介して外部の電力負荷に供給する。尚、電源装置ＰＳは、連系装置１８にて、商用電源４と系統連系させてあり、外部の電力負荷に対して電源装置ＰＳの出力電力が不足するときは、その不足分を商用電源４にて補うようにしてある。
【００１５】
本発明においては、蓄電部ＥＳは、二次電池５とキャパシタモジュール６とを併設して構成してある。
【００１６】
二次電池５は、複数の二次電池セル５Ｃを直列接続した二次電池セルモジュール５Ｍにて構成してある。
【００１７】
キャパシタモジュール６は、複数のキャパシタ６Ｃを直列接続して構成してある。
【００１８】
蓄電部ＥＳについて説明を加える。
蓄電部ＥＳは、燃料電池発電部１、二次電池５及びキャパシタモジュール６を並列接続した状態で、インバータ２に接続するように構成してある。
燃料電池発電部１とインバータ２とは、燃料電池発電部１からインバータ２への電流流れ方向に沿って並ぶ充電器７、スイッチ８及び電流逆流防止用のダイオード９を介して接続する。
二次電池５は、充電器７とスイッチ８との間に対して、燃料電池発電部１から二次電池５への電流流れ方向に並ぶスイッチ１０及び電流逆流防止用のダイオード１１を介して接続すると共に、ダイオード９とインバー２との間に対して、二次電池５からインバータ２への電流流れ方向に並ぶ電流逆流防止用のダイオード１２及びスイッチ１３を介して接続してある。
キャパシタモジュール６は、ダイオード９とインバータ２との間に対して、互いに並列接続したブレーカ１４及び抵抗器１５を介して接続してある。
【００１９】
充電器７により、燃料電池発電部１からの出力電流が設定値になるように制御される。前記設定値は、燃料電池発電部１の出力調節が可能な範囲で変更設定され、燃料電池発電部１は、その出力調節が可能な範囲で、出力が調節されることになる。尚、燃料電池発電部１の出力の調節は、燃料ガス量の供給量の調節により行う。
３個のスイッチ８，１０，１３は、通常はオン状態であるが、例えば、燃料電池発電部１からの出力電圧が過大となったときに、オフ状態に切り換え操作され、インバータ２や二次電池５やキャパシタモジュール６に過電圧が印加されるのを防止するために用いられる。
ブレーカ１４は、通常はオン状態であるが、電源装置ＰＳの起動時にオフ操作され、キャパシタモジュール６を充電するときに過電流が流れるのを防止するために用いられる。
【００２０】
ちなみに、二次電池５は、蓄電容量の大きいリチウムイオン二次電池にて構成するのが好ましい。又、キャパシタ６Ｃとしては、電気二重層キャパシタを用いるのが、内部抵抗を小さくすると共に蓄電容量を大きくする上で好ましい。
【００２１】
キャパシタモジュール６は、二次電池５に比べて内部抵抗が低いので、二次電池５に比べて、単位時間当たりの放電可能量が大きく、又、キャパシタモジュール６は、化学反応に基づく二次電池に比べて、単位時間当たりの蓄電可能量が大きい。
従って、電力負荷が急激に増大すると、その急激な増大に対応するように、キャパシタモジュール６から電力が出力されるので、電力負荷の急激な増大に対応することができる。
一方、電力負荷が急激に減少して、余剰電力が急激に増大しても、電力負荷の急激な減少に対応して、余剰電力がキャパシタモジュール６に蓄電されるので、電力負荷の急激な減少に対応することができる。
【００２２】
尚、図１中の１６は、過電流が流れるのを防止するブレーカである。
【００２３】
この実施形態においては、燃料電池発電部１は、電解質に固体高分子膜を用いた固体高分子型のものを用いている。
図３に示すように、燃料電池発電部１は、複数の燃料電池セル１Ｃを電気的に直列接続する状態で積層し、積層方向の両端部に、電力取り出し用の集電部５６、端板５７を設けて構成してある。
図３ないし図５に示すように、燃料電池セル１Ｃは、固体高分子膜５１の一方の面に酸素極５２を備え、他方の面に燃料極５３を備え、並びに、酸素極５２側に導電性を有する酸素極側セパレータ５４を備え、燃料極５３側に導電性を有する燃料極側セパレータ５５を備えて構成してある。
酸素極側セパレータ５４は、酸素極５２側の面に、酸素含有ガスを通流させる酸素含有ガス流路を形成する酸素含有ガス通流溝５４ｓを形成し、酸素極５２側とは反対側の面に、冷却水を通流させる冷却水流路を形成する冷却水通流溝５４ｗを形成して構成してある。
燃料極側セパレータ５５は、燃料極５３側の面に、燃料ガスを通流させる燃料ガス流路を形成する燃料ガス通流溝５５ｆを形成し、燃料極５３側とは反対側の面に、冷却水を通流させる冷却水流路を形成する冷却水通流溝５５ｗを形成して構成してある。
そして、複数の燃料電池セル１Ｃを、隣接するもの同士で酸素極側セパレータ５４と燃料極側セパレータ５５とを密着させる状態で積層する。
更に、複数の燃料電池セル１Ｃを積層した状態で、隣接する燃料電池セル１Ｃ同士において、酸素含有ガス通流溝５４ｓにて形成される酸素含有ガス流路の始端部同士、終端部同士、燃料ガス通流溝５５ｆにて形成される燃料ガス流路の始端部同士、終端部同士、冷却水通流溝５４ｗ及び冷却水通流溝５５ｗにて形成される冷却水流路の始端部同士、終端部同士が夫々、連通されるべく、酸素極側セパレータ５４には６個の孔５４ｈを、燃料極側セパレータ５５には６個の孔５５ｈを、固体高分子膜５１には６個の孔５１ｈを夫々形成してある。
【００２４】
一端側の端板５７には、その端部の燃料電池セル１Ｃの酸素含有ガス流路の始端部に連通する酸素含有ガス供給部ｓｉ、燃料ガス流路の始端部に連通する燃料ガス供給部ｆｉ、冷却水流路の始端部に連通する冷却水供給部ｗｉを設け、並びに他端側の端板５７には、その端部の燃料電池セル１Ｃの酸素含有ガス流路の終端部に連通する酸素極側排ガス排出部ｓｅ、燃料ガス流路の終端部に連通する燃料極側排ガス排出部ｆｅ、冷却水流路の終端部に連通する冷却水排出部ｗｅを設けてある。
【００２５】
そして、図３ないし図５において、空気の流れを実線矢印にて、燃料ガスの流れを二点鎖線矢印にて、冷却水の流れを一点鎖線矢印にて示すように、酸素含有ガス供給部ｓｉに酸素含有ガスとして例えば空気を、燃料ガス供給部ｆｉに水素ガスを含有する燃料ガスを、冷却水供給部ｗｉに冷却水を夫々供給すると、各燃料電池セル１Ｃの酸素含有ガス流路を空気が通流し、燃料ガス流路を燃料ガスが通流し、冷却水流路を冷却水が通流し、並びに、各燃料電池セル１Ｃの酸素含有ガス流路を通流した酸素極側排ガスが酸素極側排ガス排出部ｓｅから、燃料ガス流路を通流した燃料極側排ガスが燃料極側排ガス排出部ｆｅから、冷却水流路を通流した冷却水が冷却水排出部ｗｅから夫々外部に排出される。
各燃料電池セル１Ｃにおいては、酸素含有ガス中の酸素と燃料ガス中の水素との電気化学反応（発熱反応）により発電され、その電気化学反応の反応熱は、冷却水に吸熱される。つまり、燃料電池発電部１の排熱は、冷却水通流溝５４ｗ及び冷却水通流溝５５ｗにて形成される冷却水流路を通流する熱媒としての冷却水に回収するように構成してあり、冷却水通流溝５４ｗ及び冷却水通流溝５５ｗは、排熱回収部として機能する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、燃料ガス生成部ＧＳは、天然ガス等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器２４と、供給される水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成器２５と、脱硫器２４で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成器２５で生成された水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスに改質処理する改質器２６と、その改質器２６から排出される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成器２７と、その変成器２７から排出される変成処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化器２８を備えて構成して、一酸化炭素ガス含有量の少ない燃料ガスを生成するように構成してある。
改質器２６における改質反応は吸熱反応であることから、改質器２６には、反応熱を与えるためのバーナ２６ｂを設けてあり、水蒸気生成器２５は、そのバーナ２６の排熱を用いて、水を加熱して水蒸気を生成するように構成してある。
【００２７】
尚、メタンガスを主成分とする天然ガスが原燃料ガスである場合は、改質器２６においては、メタンガスと水蒸気とを下記の反応式にて改質反応させて、水素ガスと一酸化炭素ガスを含む改質処理ガスを生成する。
【００２８】
【化１】
ＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ₂
【００２９】
変成器２７においては、改質処理ガス中の一酸化炭素ガスと水蒸気とを、下記の反応式にて変成反応させて、一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスに変成処理する。
【００３０】
【化２】
ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂
【００３１】
都市ガス管等のガス供給源に接続されたガス供給路２９を脱硫器２４に接続し、水道管等の給水源に接続された給水路３０を水蒸気生成器２５及び燃料電池発電部１の冷却水供給部ｗｉ夫々に接続し、ブロア２１からの空気を酸素含有ガス供給部ｓｉに供給し、選択酸化器２８からの燃料ガスを燃料ガス供給部ｆｉに供給する。
酸素極側排ガス排出路３１を酸素極側排ガス排出部ｓｅに接続し、燃料極側排ガス排出部ｆｅから排出された燃料極側排ガスを改質器２６のバーナ２６ｂに燃焼用として供給すべく、燃料極側排ガス排出部ｆｅとバーナ２６ｂとを燃料極側排ガス排出路３２にて接続し、並びに、冷却水排出路３３を冷却水排出部ｗｅに接続してある。
【００３２】
熱交換器２２は、酸素極側排ガス排出路３１を通流する酸素極側排ガスと給水路３０を通流する冷却水とを熱交換させるように設け、熱交換器２３は、燃料極側排ガス排出路３２を通流する燃料極側排ガスと給水路３０を通流する冷却水とを熱交換させるように設けてある。
【００３３】
次に、図２に基づいて、上述のように構成した電源装置ＰＳを用いたコージェネレーションシステムについて説明する。
コージェネレーションシステムは、電源装置ＰＳと、燃料ガス生成部ＧＳに供給される原燃料と同一の原燃料を燃料とする給湯器３４と、その給湯器３４にて生成された湯を貯留する貯湯槽３５と、燃料ガス生成部ＧＳに供給される原燃料と同一の原燃料を燃料として作動する空調装置ＡＣを備えて構成してある。
【００３４】
燃料電池発電部１の排熱を回収した冷却水を貯湯槽３５に供給すべく、冷却水排出路３３を貯湯槽３５に接続してある。
貯湯槽３５から、給湯路３６を通じて、カランやシャワー等の給湯栓に給湯される。
【００３５】
空調装置ＡＣとしては、前記原燃料を燃料とするエンジンにて圧縮機が駆動されるエンジンヒートポンプを備えたエンジンヒートポンプ式エアコン３７、前記原燃料を燃料とするバーナを備えた温水熱源装置３８から温水循環路３９にて温水が循環供給される浴室暖房装置４０、温水熱源装置３８から温水循環路３９にて温水が循環供給される床暖房装置４１を設けてある。
【００３６】
エンジンヒートポンプは周知であるので、詳細な説明は省略するが、前記圧縮機の他に、冷媒流れ方向の切り換えにより、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能する室内用熱交換器、冷房運転時及び暖房運転時の夫々で室内用熱交換器とは逆の機能をする室外用熱交換器、膨張弁、アキュムレータ及び四方弁を備え、エンジンヒートポンプにおいて所定の経路で冷媒を循環させるように、それら圧縮機、四方弁、室外用熱交換器、膨張弁、室内用熱交換器及びアキュムレータを冷媒配管にて接続してある。
【００３７】
給湯器３４のバーナ、エンジンヒートポンプ式エアコン３６のエンジン及び温水熱源装置３８のバーナ夫々に燃料を供給すべく、ガス供給路２９を、給湯器３４のバーナ、エンジンヒートポンプ式エアコン３６のエンジン及び温水熱源装置３８のバーナ夫々に接続し、給湯器３４に給水すべく、給水路３０を給湯器３４に接続してある。
【００３８】
又、給湯器３４、エンジンヒートポンプ式エアコン３７、浴室暖房装置４０及び床暖房装置４１夫々に電力を供給すべく、夫々を電線１７にて分電盤３に接続してある。
尚、エンジンヒートポンプ式エアコン３７、浴室暖房装置４０及び床暖房装置４１夫々において、電力は送風機駆動用、制御用等で消費されるのみであるので、これらエンジンヒートポンプ式エアコン３７、浴室暖房装置４０及び床暖房装置４１夫々の消費電力は、圧縮機が電気モータにて駆動されるモータヒートポンプを備えたモータヒートポンプ式エアコンの消費電力に比べて少ない。
【００３９】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）二次電池５は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池等種々のものを用いることができる。
又、キャパシタ６Ｃは、電気二重層キャパシタに限定されるものではなく、電気二重層キャパシタ以外の種々のキャパシタを用いることができる。
要求される蓄電容量に応じて、複数の二次電池セルモジュール５Ｍを並列接続したり、複数のキャパシタモジュール６を並列接続したりすることができる。
【００４０】
（ロ）スイッチ８，１０，１３としては、メカ式のスイッチや半導体スイッチ等を用いることができる。
【００４２】
（ハ）燃料ガス生成部ＧＳに供給される原燃料と同一の原燃料を燃料として作動する空調装置ＡＣとして、前記原燃料を燃焼させるバーナを希吸収液再生用の熱源とするように構成した吸収ヒートポンプを備えた吸収式冷温水機を設けても良い。
吸収ヒートポンプは周知であるので詳細な説明を省略するが、冷媒液を蒸発させる蒸発器と、その蒸発器にて発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収器と、その吸収器にて生成した希吸収液を前記バーナで加熱して冷媒蒸気を発生させる再生器と、その再生器にて発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器等を備えて構成してある。
【００４３】
（ニ）燃料電池発電部１の排熱を回収した冷却水の用途は、上記の実施形態において例示した給湯用に限定されるものではなく、浴室暖房装置４０や床暖房装置４１の熱源として用いても良い。
【００４４】
（ホ）外部の電力負荷が直流電力を消費する場合は、インバータ２を省略することができる。
【００４５】
（ヘ）燃料ガス生成用の原燃料としては、上記の実施形態において例示した天然ガスに限定されるものではなく、プロパン、ブタン、メタノール、ガソリン等、種々のものを用いることができる。
【００４６】
（ト）燃料電池発電部１としては、上記の実施形態において例示した固体高分子型に限定されるものではなく、電解質としてリン酸を用いたリン酸型、電解質として固体電解質を用いた固体電解質型等、種々の型式のものを用いることができる。
【００４７】
（チ）燃料ガス生成部ＧＳの構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、要求される燃料ガス中の一酸化炭素濃度のレベルに応じて、選択酸化器２８を省略したり、変成器２７及び選択酸化器２８を省略したりすることができる。
又、水蒸気改質反応により燃料を水素含有ガスに改質処理する上記の改質器２６に代えて、燃料を部分酸化反応にて水素含有ガスに改質する改質器を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料電池利用の電源装置の系統図
【図２】コージェネレーションシステムの系統図
【図３】燃料電池発電部の全体概略構成を示す図
【図４】燃料電池発電部の燃料電池セルを示す分解斜視図
【図５】燃料電池発電部の要部を示す分解斜視図
【符号の説明】
１燃料電池発電部
５二次電池
６Ｃキャパシタ
５４ｗ排熱回収部
５５ｗ排熱回収部
ＡＣ空調装置
ＥＳ蓄電部
ＧＳ燃料ガス生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention stores a surplus of the output power of a fuel cell power generation unit that outputs power to the outside and the fuel cell power generation unit, and the output power of the fuel cell power generation unit is insufficient with respect to an external power load as it will compensate for the shortfall when, regarding cogeneration system and power storage unit using the power supplies of the fuel cell use which is provided for outputting stored in that power to the external.
[0002]
[Prior art]
In the fuel cell power generation unit that generates power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, when the power output is adjusted, the output adjustable amount per unit time is relatively small.
Thus, a fuel cell-based power supply device using such a fuel cell power generation unit (hereinafter sometimes simply referred to as a power supply device) is used when the output power of the fuel cell power generation unit is excessive with respect to an external power load. When the output power of the fuel cell power generation unit is insufficient with respect to the external power load, the surplus is stored in the power storage unit. The fuel cell power generation unit is configured to operate with a narrow output adjustment range.
Conventionally, a power storage unit is configured by providing a secondary battery that stores electric power by a chemical action (see, for example, JP-A-11-102717).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to cope with load fluctuations in a short time, it is necessary to increase the storage capacity of the storage unit.
Conventionally, in order to increase the power storage capacity of the power storage unit, the number of secondary battery cells is increased. In order to extend the life of the power storage unit, it is conceivable to increase the number of secondary battery cells and reduce the load per cell.
However, increasing the number of secondary battery cells increases the cost of the secondary battery, which in turn increases the price of the power supply device.
[0004]
In addition, since the secondary battery has a large internal resistance, the dischargeable amount and the chargeable amount per unit time are small. Therefore, if the power load fluctuates rapidly, it may not be able to cope with the fluctuation, and improvement is desired. It was rare.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to increase power output and improve durability in a short time while suppressing an increase in cost, and to abrupt fluctuations in power load. It is an object of the present invention to provide a cogeneration system using a power supply device using a fuel cell that can be used .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
[Invention of Claim 1]
The characteristic configuration of the cogeneration system using the fuel cell-based power supply device according to claim 1 is configured such that the power storage unit includes a secondary battery and a capacitor, and the fuel cell-based power supply device includes: A fuel gas generation unit that generates fuel gas from raw fuel and supplies the generated fuel gas to the fuel cell power generation unit is provided, and the raw fuel is used as fuel as an air conditioner that operates using the raw fuel as fuel. Absorption-type cold temperature provided with an engine heat pump type air conditioner equipped with an engine heat pump in which a compressor is driven by the engine, or an absorption heat pump configured so that the burner that burns the raw fuel serves as a heat source for regeneration of a rare absorbent. The water machine is provided .
According to the characteristic configuration of the first aspect, since the power storage unit is configured to include the secondary battery and the capacitor, surplus power of the fuel cell power generation unit is stored by the secondary battery and the capacitor. Thus, the power storage capacity of the power storage unit can be increased while suppressing the number of expensive secondary battery cells installed.
Capacitors have lower internal resistance than secondary batteries, so the dischargeable amount and storage capacity per unit time are larger than those of secondary batteries. As a result, electricity is stored in the capacitor or electric power is output from the capacitor.
In addition, since the storage capacity shared by the secondary battery is reduced, the load per cell is reduced, and a rapid load fluctuation of the secondary battery can be suppressed. Can be improved.
Therefore, it is possible to provide a power supply device using a fuel cell that can increase power output and improve durability in a short time while suppressing an increase in cost, and can cope with a sudden change in power load. became.
[0007]
Incidentally, it is assumed that the power storage unit is composed only of capacitors. However, since the storage capacity per capacitor is smaller than the storage capacity per secondary battery cell, it is necessary to provide a very large number of capacitors in order to secure a predetermined storage capacity as a storage unit. For this reason, the power supply device becomes large and is not practical.
[0008]
Further, according to a feature arrangement according to claim 1, when supplying the raw fuel to the fuel gas generating unit, with the fuel gas generating unit, from the raw fuel, the fuel gas containing hydrogen gas is generated, generated The fuel gas thus generated is supplied to the fuel cell power generation unit, and the fuel cell power generation unit operates.
Raw fuels include raw gas fuels such as methane, propane, and butane, and liquid raw fuels such as gasoline and methanol. These raw fuels are easier to obtain than hydrogen-containing gases such as pure hydrogen gas. And low price.
Therefore, in addition to being able to increase power output and improve durability in a short time while suppressing an increase in cost and responding to sudden fluctuations in power load, operation maintenance can be simplified. At the same time, it has become possible to provide a power supply device using a fuel cell that can reduce the running cost.
[0009]
Furthermore, according to the characteristic configuration described in claim 1 , fuel gas is generated from raw fuel, the fuel cell power generation unit is operated with the fuel gas, and power can be supplied to the power load. The air-conditioning target location can be air-conditioned by operating the air-conditioning apparatus with the raw fuel.
The air conditioning system for operating a raw fuel as the fuel, for example, the compressor although there is an engine heat pump air conditioners having an engine heat pump driven by an engine, thus, the air-conditioning operating a raw fuel as the fuel system Compared with a motor heat pump type air conditioner equipped with a motor heat pump whose compressor is driven by an electric motor, it consumes less power.
Therefore, it is possible to increase power output and improve durability in a short time while suppressing cost increase, to cope with sudden fluctuations in power load, to simplify operation maintenance management, and to run In addition to being able to reduce costs, a cogeneration system that can reduce power consumption can be provided.
[0010]
By reducing the power consumption, the power generation capacity of the fuel cell power generation unit and the power storage capacity of the power storage unit can be reduced, so that the price of the cogeneration system can be reduced.
In addition, when a commercial power supply is used in combination, the power consumption for the commercial power supply with a large power transmission loss can be reduced, so that energy efficiency can be improved.
[0011]
[Invention of Claim 2 ]
The characteristic configuration of the cogeneration system according to claim 2 is that an exhaust heat recovery unit that recovers the exhaust heat of the fuel cell power generation unit into a heat medium is provided.
According to the characteristic structure of Claim 2 , heat can be output with the heat medium which collect | recovered the exhaust heat of the fuel cell power generation part.
That is, since the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the fuel cell power generation unit is an exothermic reaction, the reaction heat is recovered with a heat medium and used for hot water supply, heating, or the like.
Therefore, in addition to the effect obtained by the characterizing feature of claim 1, it has become possible to provide a cogeneration system is an effect that can further expand the heat utilization range.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Based on FIG. 1, a power supply device PS using a fuel cell (hereinafter sometimes simply referred to as a power supply device) will be described.
The power supply device PS includes a fuel cell power generation unit 1 and a power storage unit ES that are electrically connected in parallel to each other, and an inverter 2 that converts output DC power from the fuel cell power generation unit 1 and the power storage unit ES into AC power and outputs the AC power. The output DC power from the fuel cell power generation unit 1 is converted into AC power by the inverter 2 and output to the outside, and the output power of the fuel cell power generation unit 1 is output to an external power load. When there is a surplus, the surplus DC power is stored in the power storage unit ES, and when the output power of the fuel cell power generation unit 1 is insufficient with respect to the external power load, it is stored in the power storage unit ES to compensate for the shortage. The direct current power is converted into alternating current power by the inverter 2 and output to the outside.
[0013]
Furthermore, the power supply device PS generates a fuel gas containing hydrogen gas from the raw fuel and supplies the generated fuel gas to the fuel cell power generation unit 1. The fuel cell power generation unit 1 contains oxygen. A blower 21 that supplies air as a gas, a heat exchanger 22 that preheats cooling water supplied to the fuel cell power generation unit 1 with the oxygen electrode side exhaust gas discharged from the fuel cell power generation unit 1, and the cooling water as a fuel cell power generation unit 1 is provided with a heat exchanger 23 for preheating with the fuel electrode side exhaust gas discharged from 1.
[0014]
An output line of the power supply device PS is connected to the distribution board 3 to supply output power from the power supply device PS to an external power load via the distribution board 3. The power supply device PS is grid-connected to the commercial power supply 4 in the interconnection device 18, and when the output power of the power supply device PS is insufficient with respect to the external power load, the shortage is commercial power supply. 4 is supplemented.
[0015]
In the present invention, the power storage unit ES is configured with the secondary battery 5 and the capacitor module 6 provided side by side.
[0016]
The secondary battery 5 is configured by a secondary battery cell module 5M in which a plurality of secondary battery cells 5C are connected in series.
[0017]
The capacitor module 6 is configured by connecting a plurality of capacitors 6C in series.
[0018]
The power storage unit ES will be described.
The power storage unit ES is configured to be connected to the inverter 2 in a state where the fuel cell power generation unit 1, the secondary battery 5, and the capacitor module 6 are connected in parallel.
The fuel cell power generation unit 1 and the inverter 2 are connected via a charger 7, a switch 8, and a diode 9 for preventing current backflow that are arranged along the direction of current flow from the fuel cell power generation unit 1 to the inverter 2.
The secondary battery 5 is connected between the charger 7 and the switch 8 via a switch 10 arranged in the direction of current flow from the fuel cell power generation unit 1 to the secondary battery 5 and a diode 11 for preventing current backflow. In addition, the diode 9 and the invar 2 are connected to each other via a current backflow prevention diode 12 and a switch 13 arranged in the current flow direction from the secondary battery 5 to the inverter 2.
The capacitor module 6 is connected between the diode 9 and the inverter 2 via a breaker 14 and a resistor 15 connected in parallel to each other.
[0019]
The charger 7 controls the output current from the fuel cell power generation unit 1 to be a set value. The set value is changed and set within a range in which the output of the fuel cell power generation unit 1 can be adjusted, and the output of the fuel cell power generation unit 1 is adjusted in a range in which the output can be adjusted. The output of the fuel cell power generation unit 1 is adjusted by adjusting the amount of fuel gas supplied.
The three switches 8, 10, and 13 are normally in an on state. For example, when the output voltage from the fuel cell power generation unit 1 becomes excessive, the three switches 8, 10, and 13 are switched to an off state, and the inverter 2 and the secondary It is used to prevent an overvoltage from being applied to the battery 5 and the capacitor module 6.
The breaker 14 is normally in an on state, but is turned off when the power supply device PS is activated, and is used to prevent an overcurrent from flowing when the capacitor module 6 is charged.
[0020]
Incidentally, the secondary battery 5 is preferably constituted by a lithium ion secondary battery having a large storage capacity. In addition, it is preferable to use an electric double layer capacitor as the capacitor 6C in order to reduce the internal resistance and increase the storage capacity.
[0021]
Since the capacitor module 6 has a lower internal resistance than the secondary battery 5, the dischargeable amount per unit time is larger than that of the secondary battery 5, and the capacitor module 6 is a secondary battery based on a chemical reaction. Compared to the above, the amount of electricity that can be stored per unit time is large.
Accordingly, when the power load increases rapidly, power is output from the capacitor module 6 so as to correspond to the rapid increase, and therefore, it is possible to cope with the rapid increase of the power load.
On the other hand, even if the power load rapidly decreases and the surplus power rapidly increases, the surplus power is stored in the capacitor module 6 in response to the rapid decrease in the power load. It can correspond to.
[0022]
In addition, 16 in FIG. 1 is a breaker which prevents an overcurrent from flowing.
[0023]
In this embodiment, the fuel cell power generation unit 1 uses a solid polymer type that uses a solid polymer membrane as an electrolyte.
As shown in FIG. 3, the fuel cell power generation unit 1 is stacked in a state where a plurality of fuel cells 1C are electrically connected in series, and at both ends in the stacking direction, a current collecting unit 56 for power extraction, an end plate 57 is provided.
As shown in FIGS. 3 to 5, the fuel cell 1 </ b> C includes an oxygen electrode 52 on one surface of the solid polymer film 51, a fuel electrode 53 on the other surface, and a conductive material on the oxygen electrode 52 side. And an oxygen electrode side separator 54 having conductivity, and a fuel electrode side separator 55 having conductivity on the fuel electrode 53 side.
The oxygen electrode-side separator 54 has an oxygen-containing gas flow groove 54s that forms an oxygen-containing gas flow channel for allowing an oxygen-containing gas to flow on the surface on the oxygen electrode 52 side, and is opposite to the oxygen electrode 52 side. A cooling water flow groove 54w that forms a cooling water flow path through which the cooling water flows is formed on the surface.
The fuel electrode side separator 55 is formed with a fuel gas flow groove 55f that forms a fuel gas passage through which fuel gas flows on the surface on the fuel electrode 53 side, and on the surface opposite to the fuel electrode 53 side, A cooling water flow groove 55w that forms a cooling water flow path through which the cooling water flows is formed.
Then, the plurality of fuel cells 1C are stacked in a state where the oxygen electrode side separator 54 and the fuel electrode side separator 55 are in close contact with each other.
Further, in a state where a plurality of fuel cells 1C are stacked, the adjacent end portions of the oxygen-containing gas flow path formed by the oxygen-containing gas flow groove 54s between the adjacent fuel cells 1C, the end portions, the fuel The start ends of the fuel gas flow paths formed by the gas flow grooves 55f, the end sections, the start ends of the cooling water flow paths formed by the cooling water flow grooves 54w and the cooling water flow grooves 55w, and ends The oxygen electrode side separator 54 has six holes 54 h, the fuel electrode side separator 55 has six holes 55 h, and the solid polymer membrane 51 has six holes 51 h so that the parts communicate with each other. Are formed respectively.
[0024]
The end plate 57 on one end side includes an oxygen-containing gas supply portion si that communicates with the start end portion of the oxygen-containing gas flow path of the fuel cell 1C at the end, and a fuel gas supply portion that communicates with the start end portion of the fuel gas flow path. fi, a cooling water supply portion wi that communicates with the start end portion of the cooling water flow path is provided, and the end plate 57 on the other end side communicates with the terminal end portion of the oxygen-containing gas flow path of the fuel cell 1C at that end portion. An oxygen electrode side exhaust gas discharge part se, a fuel electrode side exhaust gas discharge part fe communicating with the terminal part of the fuel gas flow path, and a cooling water discharge part we connecting with the terminal part of the cooling water flow path are provided.
[0025]
3 to 5, the oxygen-containing gas supply unit si is indicated by the solid line arrow, the fuel gas flow by the two-dot chain arrow, and the cooling water flow by the one-dot chain arrow. For example, air is supplied as oxygen-containing gas, fuel gas containing hydrogen gas is supplied to the fuel gas supply unit fi, and cooling water is supplied to the cooling water supply unit wi. , The fuel gas flows through the fuel gas channel, the cooling water flows through the cooling water channel, and the oxygen electrode side exhaust gas flowing through the oxygen-containing gas channel of each fuel cell 1C is the oxygen electrode side From the exhaust gas discharge part se, the fuel electrode side exhaust gas flowing through the fuel gas flow path is discharged from the fuel electrode side exhaust gas discharge part fe and the cooling water flowing through the cooling water flow path is discharged from the cooling water discharge part we to the outside, respectively. .
In each fuel cell 1C, power is generated by an electrochemical reaction (exothermic reaction) between oxygen in the oxygen-containing gas and hydrogen in the fuel gas, and the reaction heat of the electrochemical reaction is absorbed by the cooling water. That is, the exhaust heat of the fuel cell power generation unit 1 is configured to be recovered into cooling water as a heat medium flowing through the cooling water flow path formed by the cooling water flow groove 54w and the cooling water flow groove 55w. The cooling water flow groove 54w and the cooling water flow groove 55w function as an exhaust heat recovery unit.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel gas generation unit GS includes a desulfurizer 24 that desulfurizes a hydrocarbon-based raw fuel gas such as natural gas, and steam that generates water vapor by heating supplied water. A generator 25, a reformer 26 for reforming the raw fuel gas desulfurized by the desulfurizer 24 into hydrogen gas and carbon monoxide gas using the steam generated by the steam generator 25, and the reforming thereof A reformer 27 that transforms carbon monoxide gas in the reformed gas discharged from the reactor 26 into carbon dioxide gas using steam, and one remaining in the modified gas discharged from the transformer 27 A selective oxidizer 28 that selectively oxidizes carbon oxide gas is provided to generate a fuel gas with a low carbon monoxide gas content.
Since the reforming reaction in the reformer 26 is an endothermic reaction, the reformer 26 is provided with a burner 26b for giving reaction heat, and the steam generator 25 uses the exhaust heat of the burner 26. The water is heated to generate water vapor.
[0027]
When the natural gas mainly composed of methane gas is the raw fuel gas, in the reformer 26, the methane gas and water vapor are reformed by the following reaction formula, and hydrogen gas and carbon monoxide gas are obtained. The reforming process gas containing is generated.
[0028]
[Chemical 1]
CH ₄ + H ₂ O → CO + 3H ₂
[0029]
In the transformer 27, the carbon monoxide gas and the water vapor in the reforming gas are subjected to a transformation reaction according to the following reaction formula to transform the carbon monoxide gas into carbon dioxide gas.
[0030]
[Chemical 2]
CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂
[0031]
A gas supply path 29 connected to a gas supply source such as a city gas pipe is connected to the desulfurizer 24, and a water supply path 30 connected to a water supply source such as a water pipe is cooled to the steam generator 25 and the fuel cell power generation unit 1. Connected to each of the water supply units wi, the air from the blower 21 is supplied to the oxygen-containing gas supply unit si, and the fuel gas from the selective oxidizer 28 is supplied to the fuel gas supply unit fi.
The oxygen electrode side exhaust gas discharge path 31 is connected to the oxygen electrode side exhaust gas discharge part se so that the fuel electrode side exhaust gas discharged from the fuel electrode side exhaust gas discharge part fe is supplied to the burner 26b of the reformer 26 for combustion. The fuel electrode side exhaust gas discharge part fe and the burner 26b are connected by the fuel electrode side exhaust gas discharge path 32, and the cooling water discharge path 33 is connected to the cooling water discharge part we.
[0032]
The heat exchanger 22 is provided so as to exchange heat between the oxygen electrode side exhaust gas flowing through the oxygen electrode side exhaust gas discharge passage 31 and the cooling water flowing through the water supply passage 30, and the heat exchanger 23 is connected to the fuel electrode side exhaust gas. The fuel electrode side exhaust gas flowing through the discharge passage 32 and the cooling water flowing through the water supply passage 30 are provided to exchange heat.
[0033]
Next, a cogeneration system using the power supply device PS configured as described above will be described with reference to FIG.
The cogeneration system includes a power supply device PS, a hot water heater 34 that uses the same raw fuel as the raw fuel supplied to the fuel gas generator GS, and a hot water tank that stores hot water generated by the hot water heater 34. 35, and an air conditioner AC that operates using the same raw fuel as the raw fuel supplied to the fuel gas generator GS as a fuel.
[0034]
A cooling water discharge passage 33 is connected to the hot water storage tank 35 in order to supply the cooling water recovered from the exhaust heat of the fuel cell power generation unit 1 to the hot water storage tank 35.
Hot water is supplied from the hot water storage tank 35 through a hot water supply passage 36 to a hot water tap such as a currant or shower.
[0035]
As the air conditioner AC, hot water is supplied from an engine heat pump type air conditioner 37 having an engine heat pump whose compressor is driven by an engine using the raw fuel as fuel, and a hot water heat source device 38 including a burner using the raw fuel as fuel. A bathroom heating device 40 in which hot water is circulated and supplied in the circulation path 39 and a floor heating device 41 in which hot water is circulated and supplied in the hot water circulation path 39 from the hot water heat source device 38 are provided.
[0036]
Since the engine heat pump is well known, a detailed description is omitted. In addition to the compressor, an indoor heat exchanger that functions as an evaporator during cooling operation and as a condenser during heating operation by switching the refrigerant flow direction. In addition, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, an accumulator, and a four-way valve that function in the opposite manner to the indoor heat exchanger during cooling operation and heating operation are provided, and the refrigerant is circulated through a predetermined path in the engine heat pump. Thus, these compressors, four-way valves, outdoor heat exchangers, expansion valves, indoor heat exchangers, and accumulators are connected by refrigerant piping.
[0037]
In order to supply fuel to the burner of the hot water heater 34, the engine of the engine heat pump air conditioner 36, and the burner of the hot water heat source device 38, the gas supply path 29 is connected to the burner of the hot water heater 34, the engine of the engine heat pump air conditioner 36, and the hot water heat source. A water supply path 30 is connected to the water heater 34 so as to connect to each of the burners of the device 38 and supply water to the water heater 34.
[0038]
Each of the hot water heaters 34, the engine heat pump type air conditioner 37, the bathroom heating device 40 and the floor heating device 41 is connected to the distribution board 3 by the electric wires 17 in order to supply electric power.
In the engine heat pump air conditioner 37, the bathroom heating device 40, and the floor heating device 41, the electric power is only consumed for driving the fan, controlling, and the like. Therefore, the engine heat pump air conditioner 37, the bathroom heating device 40, and The power consumption of each floor heating device 41 is less than the power consumption of a motor heat pump type air conditioner provided with a motor heat pump whose compressor is driven by an electric motor.
[0039]
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) The secondary battery 5 is not limited to a lithium ion secondary battery, and various batteries such as a lead storage battery, a nickel-cadmium storage battery, and a nickel-hydrogen storage battery can be used.
The capacitor 6C is not limited to the electric double layer capacitor, and various capacitors other than the electric double layer capacitor can be used.
Depending on the required storage capacity, a plurality of secondary battery cell modules 5M can be connected in parallel, or a plurality of capacitor modules 6 can be connected in parallel.
[0040]
(B) As the switches 8, 10, and 13, mechanical switches, semiconductor switches, and the like can be used.
[0042]
( C ) The air conditioner AC that operates using the same raw fuel as the raw fuel supplied to the fuel gas generation unit GS as a fuel is configured to use a burner that burns the raw fuel as a heat source for regenerating the rare absorbent. An absorption chiller / heater equipped with an absorption heat pump may be provided.
Absorption heat pumps are well known and will not be described in detail. However, an evaporator that evaporates the refrigerant liquid, an absorber that absorbs the refrigerant vapor generated in the evaporator, and an absorber that is generated by the absorber. It comprises a regenerator that heats the diluted absorbent with the burner to generate refrigerant vapor, a condenser that condenses the refrigerant vapor generated in the regenerator, and the like.
[0043]
( D ) The use of the cooling water for recovering the exhaust heat of the fuel cell power generation unit 1 is not limited to the hot water supply exemplified in the above embodiment, but is used as a heat source for the bathroom heating device 40 and the floor heating device 41. May be.
[0044]
( E ) When the external power load consumes DC power, the inverter 2 can be omitted.
[0045]
( F ) The raw fuel for generating the fuel gas is not limited to the natural gas exemplified in the above embodiment, and various fuels such as propane, butane, methanol, gasoline and the like can be used.
[0046]
( G ) The fuel cell power generation unit 1 is not limited to the solid polymer type exemplified in the above embodiment, but is a phosphoric acid type using phosphoric acid as an electrolyte, and a solid electrolyte using a solid electrolyte as an electrolyte. Various types such as molds can be used.
[0047]
( H ) The configuration of the fuel gas generation unit GS is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment.
For example, the selective oxidizer 28 can be omitted, or the transformer 27 and the selective oxidizer 28 can be omitted depending on the level of carbon monoxide concentration required in the fuel gas.
Instead of the reformer 26 that reforms the fuel into a hydrogen-containing gas by a steam reforming reaction, a reformer that reforms the fuel into a hydrogen-containing gas by a partial oxidation reaction can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a power supply device using a fuel cell. FIG. 2 is a system diagram of a cogeneration system. FIG. 3 is a diagram showing an overall schematic configuration of a fuel cell power generation unit. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the main part of the fuel cell power generation unit.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell power generation part 5 Secondary battery 6C Capacitor 54w Waste heat recovery part 55w Waste heat recovery part AC Air conditioner ES Power storage part GS Fuel gas generation part

Claims

A fuel cell power generation unit that outputs power to the outside;
The surplus of the output power of the fuel cell power generation unit is stored, and when the output power of the fuel cell power generation unit is insufficient with respect to the external power load, the stored power is externally compensated for. A cogeneration system using a fuel cell-based power supply device provided with a power storage unit that outputs to
The power storage unit is configured with a secondary battery and a capacitor ,
The fuel cell-based power supply device is provided with a fuel gas generation unit that generates fuel gas from raw fuel and supplies the generated fuel gas to the fuel cell power generation unit,
As an air conditioner that operates using the raw fuel as a fuel, an engine heat pump type air conditioner having an engine heat pump in which a compressor is driven by an engine using the raw fuel as a fuel, or a burner that burns the raw fuel is rarely absorbed. A cogeneration system equipped with an absorption chiller / heater equipped with an absorption heat pump configured to be a heat source for liquid regeneration .

The cogeneration system according to claim 1, further comprising an exhaust heat recovery unit that recovers the exhaust heat of the fuel cell power generation unit to a heat medium .