JP4753408B2 - Power generator - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池と二次電池とを並設した発電装置と、その運転制御方法に関する。より詳細には、本発明は、燃料電池の起動時間を考慮して設置された発電装置に関する。   The present invention relates to a power generation apparatus in which a fuel cell and a secondary battery are arranged in parallel, and an operation control method thereof. More specifically, the present invention relates to a power generator installed in consideration of the start-up time of a fuel cell.

燃料電池を用いた発電装置においては、燃料電池の起動に時間を要することと、部分負荷運転に際して許容される最小出力限界が存在することが良く知られている。
そして、従来技術において、起動時における負荷変動や、上記最小出力限界以下の部分負荷運転時における負荷変動に追従して、効率よく電力を供給できるように、図4に示すように、燃料電池1Aと二次電池2とを並列に設けた発電装置が存在する(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
It is well known that in a power generation apparatus using a fuel cell, it takes time to start the fuel cell and there is a minimum output limit that is allowed for partial load operation.
In the conventional technique, as shown in FIG. 4, the fuel cell 1 </ b> A is provided so that power can be efficiently supplied following the load fluctuation at the time of startup and the load fluctuation at the time of partial load operation below the minimum output limit. And a secondary battery 2 exist in parallel (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

図4で示す従来の発電装置、例えば10kWの燃料電池1Aを有する発電装置において、燃料電池1Aの最小出力限界を40%(4kW)と仮定する。そして、図5に示す横軸の時間(t)に対して縦軸の負荷(kW)が図示のように変動した場合について考える。
図4で示す燃料電池1Aの起動時間をΔtとすれば、図5において、時間0からT1の間の領域では、負荷が最小出力限界(4kW)以下であるため、燃料電池1Aを起動させずに、二次電池2で電力供給が行われる。
In the conventional power generator shown in FIG. 4, for example, a power generator having a 10 kW fuel cell 1A, the minimum output limit of the fuel cell 1A is assumed to be 40% (4 kW). Then, consider a case where the load (kW) on the vertical axis fluctuates as shown in the figure with respect to the time (t) on the horizontal axis shown in FIG.
If the starting time of the fuel cell 1A shown in FIG. 4 is Δt, the load is less than the minimum output limit (4 kW) in the region between time 0 and T1 in FIG. In addition, the secondary battery 2 supplies power.

T1の時点になれば、負荷が最小出力限界(4kW)を超えるので、燃料電池1Aの起動を開始する。
起動開始後、起動時間Δtが経過するまでは燃料電池1Aによる電力供給は出来ないので、二次電池2による電力供給を続行する。そして、起動開始後、起動時間Δtが経過して電力供給可能になるT1+Δtの時点から、燃料電池1Aによる電力供給が行われる。
At time T1, since the load exceeds the minimum output limit (4 kW), activation of the fuel cell 1A is started.
Since the power supply by the fuel cell 1A cannot be performed after the start-up until the start-up time Δt elapses, the power supply by the secondary battery 2 is continued. Then, after the start-up, the fuel cell 1A supplies power from the time T1 + Δt when the start-up time Δt has passed and the power can be supplied.

負荷が最小出力限界を下回るT2の時点以降は(図5において、T2よりも右側の領域)、燃料電池1Aを停止して二次電池2による電力供給に再び移行する。
燃料電池1Aによる電力が行われるT1+ΔtからT2の間は、燃料電池1Aの発電の余裕出力は二次電池2の充電にあてられている。
After the time T2 when the load falls below the minimum output limit (the region on the right side of T2 in FIG. 5), the fuel cell 1A is stopped, and the power supply to the secondary battery 2 is resumed.
During the period from T1 + Δt to T2 when power is generated by the fuel cell 1A, the surplus output of the power generation of the fuel cell 1A is used for charging the secondary battery 2.

図4、図5で説明した従来の燃料電池を有する発電装置においては、負荷が上記の最小出力限界以下である場合に対処するため二次電池を併設しているが、最小出力限界以下の部分負荷運転時を全て二次電池により電力供給を補うために、非常に容量の大きい二次電池が必要となる。
また、燃料電池の停止時間が長くなるので、燃料電池の再起動に長時間が必要となり、その結果、二次電池で電力供給を補う時間がさらに長期間となってしまう。
特開平9−231991号公報 特開2003−331930号公報
In the power generation apparatus having the conventional fuel cell described with reference to FIGS. 4 and 5, a secondary battery is provided to cope with a case where the load is equal to or lower than the minimum output limit. In order to supplement the power supply with a secondary battery at all times of load operation, a secondary battery having a very large capacity is required.
Moreover, since the stop time of the fuel cell becomes long, it takes a long time to restart the fuel cell, and as a result, the time for supplementing the power supply by the secondary battery becomes longer.
JP-A-9-231991 JP 2003-331930 A

本発明は、上述した様な従来技術の問題点に対処するべく提案されたものであり、多様な負荷の態様に対して効率よく追従することができ、かつ容量が小さい二次電池との組み合わせで効率の高い発電ができる発電装置を提供することを目的としている。   The present invention has been proposed to cope with the problems of the prior art as described above, and can be efficiently followed for various load modes and combined with a secondary battery having a small capacity. The purpose is to provide a power generation device that can generate power efficiently.

本発明によれば、並列に接続された第1および第2の燃料電池(FC1、FC2)と二次電池(2)と、それらの燃料電池(FC1、FC2)および二次電池(2)に接続された負荷(5)と、それらの燃料電池(FC1、FC2)の起動および二次電池(2)の電力供給を制御する制御装置(3)とを備える発電装置において、その制御装置(3)は負荷(5)を監視して(S1)、負荷(5)が最小出力限界以下の場合は第1の燃料電池(FC1)が起動しているか否かを判定し(S2)、第1の燃料電池(FC1)が起動中であれば第1の燃料電池(FC1)を停止させ(S5)、第1の燃料電池(FC1)が停止中であれば二次電池(2)から電力を供給し(S6)、そして負荷(5)が最小出力限界から最小出力限界の2倍未満の場合は第2の燃料電池(FC2)が起動しているか否かを判定し(S3)、第2の燃料電池(FC2)が起動していれば、第2の燃料電池(FC2)を停止させ(S7)、第2の燃料電池(FC2)が停止中であれば第1の燃料電池(FC1)の起動しているか否かを判定し(S8)、第1の燃料電池(FC1)が停止中であれば第1の燃料電池(FC1)を起動させ(S9)、二次電池(2)から電力を供給し(S11)、第1の燃料電池(FC1)が起動していれば第1の燃料電池(FC1)が電力供給可能な状態になっているか否かを判定し(S10)、供給可能であれば第1の燃料電池(FC1)から電力を供給させ、そして負荷(5)が最小出力限界の2倍以上の場合、第2の燃料電池(FC2)が起動中であるか否かを判定し(S4)、起動中であれば第2の燃料電池(FC2)が電力供給可能な状態になっているか否かを判定し(S14)、供給可能であれば第1および第2の燃料電池(FC1、FC2)から電力を供給し(S16)、第2の燃料電池(FC2)が停止中であれば第2の燃料電池(FC2)を起動させ(S17)、第1の燃料電池(FC1)および二次電池(2)から電力を供給させる(S15)機能を有している。     According to the present invention, the first and second fuel cells (FC1, FC2) and the secondary battery (2) connected in parallel to the fuel cells (FC1, FC2) and the secondary battery (2) In a power generator including a connected load (5) and a control device (3) for controlling activation of the fuel cells (FC1, FC2) and power supply of the secondary battery (2), the control device (3 ) Monitors the load (5) (S1), and determines whether the first fuel cell (FC1) is activated if the load (5) is below the minimum output limit (S2). If the first fuel cell (FC1) is in operation, the first fuel cell (FC1) is stopped (S5). If the first fuel cell (FC1) is in operation, power is supplied from the secondary battery (2). Supply (S6) and the load (5) is less than twice the minimum output limit from the minimum output limit If the second fuel cell (FC2) is activated (S3), and the second fuel cell (FC2) is activated, the second fuel cell (FC2) is stopped. (S7) If the second fuel cell (FC2) is stopped, it is determined whether or not the first fuel cell (FC1) is activated (S8), and the first fuel cell (FC1) is stopped. If the first fuel cell (FC1) is activated, the first fuel cell (FC1) is activated (S9), power is supplied from the secondary battery (2) (S11), and the first fuel cell (FC1) is activated. It is determined whether or not the fuel cell (FC1) is ready to supply power (S10). If supply is possible, power is supplied from the first fuel cell (FC1), and the load (5) If it is more than twice the minimum output limit, it is determined whether the second fuel cell (FC2) is being activated ( 4) If it is activated, it is determined whether or not the second fuel cell (FC2) is in a state in which power can be supplied (S14). If it can be supplied, the first and second fuel cells (FC1) are determined. , FC2) is supplied with power (S16), and if the second fuel cell (FC2) is stopped, the second fuel cell (FC2) is started (S17), and the first fuel cell (FC1) and It has a function of supplying power from the secondary battery (2) (S15).

本発明によれば、以下に示す作用効果を奏する。
(1) 複数の比較的小容量の燃料電池を採用することによって、最小出力限界を下げることができ。特に、比較的小容量の燃料電池を採用した場合に、そのメリットが大きい。
(2) 燃料電池により電力供給する時間の割合が増加するので、効率が高い。
(3) また、大容量の燃料電池を採用する必要が無くなる。
(4) 燃料電池の停止時間が短縮し、当該燃料電池の起動時間を短縮できる。
(5) 二次電池による電力供給量および稼働時間を減少して、その容量を小さくすることができる。
(6) 負荷に応じて各電池の起動・停止制御を行い、負荷変動に容易に追従することができる。
(7) 燃料電池の起動時間を考慮した制御を行うことが出来る。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The minimum output limit can be lowered by employing a plurality of relatively small capacity fuel cells. In particular, when a relatively small-capacity fuel cell is employed, the merit is great.
(2) The efficiency is high because the ratio of the time for supplying power by the fuel cell increases.
(3) Further, it is not necessary to employ a large capacity fuel cell.
(4) The stop time of the fuel cell can be shortened, and the startup time of the fuel cell can be shortened.
(5) The amount of power supplied by the secondary battery and the operation time can be reduced to reduce its capacity.
(6) The start / stop control of each battery can be performed according to the load to easily follow the load fluctuation.
(7) It is possible to perform control in consideration of the start-up time of the fuel cell.

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1において、燃料電池1は定格出力5kWの2台の燃料電池FC1、FC2によって合計10kWの発電容量を有している。燃料電池FC1、FC2と二次電池2とは、それぞれ並列に接続されて負荷5に接続しており、以って、発電装置を構成している。
燃料電池FC1、FC2、二次電池2、負荷5は、制御信号伝達用のラインSL1〜SL4を介して、制御装置3と接続されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, the fuel cell 1 has a total power generation capacity of 10 kW by two fuel cells FC1 and FC2 having a rated output of 5 kW. The fuel cells FC1 and FC2 and the secondary battery 2 are connected in parallel to each other and connected to the load 5, thereby constituting a power generator.
The fuel cells FC1, FC2, the secondary battery 2, and the load 5 are connected to the control device 3 via control signal transmission lines SL1 to SL4.

次に図2を参照し、運転制御の態様を説明する。
まず、ステップS1で負荷5を監視する(負荷モニタ工程)。そして、監視された負荷が0〜2kWの場合、第2の燃料電池FC2は停止状態で、ステップS2へ移る。
負荷が2〜4kWの場合は、ステップS3へ移る。
負荷が4〜10kWの場合は、第1の燃料電池FC1は稼動状態で、ステップS4に移る。
Next, with reference to FIG. 2, the mode of operation control will be described.
First, the load 5 is monitored in step S1 (load monitoring process). When the monitored load is 0 to 2 kW, the second fuel cell FC2 is stopped and the process proceeds to Step S2.
When the load is 2 to 4 kW, the process proceeds to step S3.
When the load is 4 to 10 kW, the first fuel cell FC1 is in an operating state, and the process proceeds to step S4.

負荷が、0〜2kWと判定された場合は、ステップS2では、第1の燃料電池FC1が起動しているか検知する。
第1の燃料電池FC1が停止中であれば(ステップS2で「停止中」)、二次電池2での電力供給を行い(ステップS6)、ステップS1に戻る。
第1の燃料電池FC1が起動している場合(ステップS2で「起動中」)は、第1の燃料電池FC1を停止し(ステップS5)、二次電池2での電力供給を行って(ステップS6:バッテリ供給)、ステップS1に戻る。
When it is determined that the load is 0 to 2 kW, in step S2, it is detected whether the first fuel cell FC1 is activated.
If the first fuel cell FC1 is stopped (“stopped” in step S2), power is supplied from the secondary battery 2 (step S6), and the process returns to step S1.
If the first fuel cell FC1 is activated (“starting” in step S2), the first fuel cell FC1 is stopped (step S5), and the secondary battery 2 is supplied with power (step S5). S6: Battery supply), the process returns to step S1.

ステップS1(負荷モニタ工程)で、負荷が2〜4kWと判定された場合、第2の燃料電池FC2における起動状況の検出を行う(ステップS3)。
ここで、第1の燃料電池FC1の起動時間をΔt1、第2の燃料電池FC2の起動時間をΔt2とする。
When it is determined in step S1 (load monitoring step) that the load is 2 to 4 kW, the activation state of the second fuel cell FC2 is detected (step S3).
Here, the startup time of the first fuel cell FC1 is Δt1, and the startup time of the second fuel cell FC2 is Δt2.

第2の燃料電池FC2が停止している場合(ステップS3で「停止中」)は、第1の燃料電池FC1における起動状況の検出を行う(ステップS8)。
第2の燃料電池FC2が起動している場合には(ステップS3で「起動中」)、第2の燃料電池FC2を停止して(ステップS7)、第1の燃料電池FC1における起動状況の検出を行う(ステップS8)。
When the second fuel cell FC2 is stopped (“stopped” in step S3), the activation state of the first fuel cell FC1 is detected (step S8).
When the second fuel cell FC2 is activated (“starting” in step S3), the second fuel cell FC2 is stopped (step S7), and the activation status of the first fuel cell FC1 is detected. Is performed (step S8).

ステップS8において、第1の燃料電池FC1が停止していれば(ステップS8で「停止中」)、燃料電池FC1の起動を開始(ステップS9)した後、二次電池2による電力供給を実行して(ステップS11:バッテリ供給)、ステップS1に戻る。
ステップS8で第1の燃料電池FC1が起動中であれば(ステップS8で「起動中」)、その電力供給状況の検出を行う(ステップS10)。換言すれば、ステップS10では、第1の燃料電池FC1の起動開始後、起動時間Δt1が経過して、燃料電池FC1が電力供給可能な状態となっているか否かを判定する。
In step S8, if the first fuel cell FC1 is stopped (“stopped” in step S8), starting of the fuel cell FC1 is started (step S9), and then power supply by the secondary battery 2 is executed. (Step S11: battery supply), the process returns to step S1.
If the first fuel cell FC1 is being started in step S8 (“starting” in step S8), the power supply status is detected (step S10). In other words, in step S10, it is determined whether or not the activation time Δt1 has elapsed after the start of activation of the first fuel cell FC1 and the fuel cell FC1 is in a state in which power can be supplied.

第1の燃料電池FC1の起動開始後、起動時間Δt1が経過しておらず、燃料電池FC1が電力供給が出来ない状態であると判定されれば(ステップS10で「供給不可」)二次電池2で電力供給を行い(ステップS11:バッテリ供給)、ステップS1に戻る。
これに対して、第1の燃料電池FC1の起動開始後、起動時間Δt1が経過して、燃料電池FC1が電力供給可能な状態となっていると判定されれば(ステップS10で「供給可」)、第1の燃料電池FC1で電力供給を行い(ステップS12:FC1供給)、ステップS1に戻る。
If it is determined that the start time Δt1 has not elapsed since the start of the start of the first fuel cell FC1 and the fuel cell FC1 is in a state in which it cannot supply power (“supply not possible” in step S10), the secondary battery In step 2, power is supplied (step S11: battery supply), and the process returns to step S1.
On the other hand, if it is determined that the activation time Δt1 has elapsed after the start of the activation of the first fuel cell FC1 and the fuel cell FC1 is in a state in which power can be supplied (“suppliable” in step S10). ), Power is supplied from the first fuel cell FC1 (step S12: FC1 supply), and the process returns to step S1.

ステップS1(負荷モニタ工程)で4〜10kWと判定された場合、第2の燃料電池FC2が起動しているか検知する(ステップS4)。
第2の燃料電池FC2が停止中であれば(ステップS4が「停止中」)、第2の燃料電池FCの起動を開始する(ステップS13)。そして、第1の燃料電池FC1と二次電池2による電力供給を行い(ステップS15:FC1+バッテリ供給)、ステップS1に戻る。
When it is determined in step S1 (load monitoring step) that the power is 4 to 10 kW, it is detected whether the second fuel cell FC2 is activated (step S4).
If the second fuel cell FC2 is stopped (step S4 is “stopped”), the start of the second fuel cell FC is started (step S13). Then, power is supplied from the first fuel cell FC1 and the secondary battery 2 (step S15: FC1 + battery supply), and the process returns to step S1.

ステップS4で第2の燃料電池FC2が起動中であれば(ステップS4が「起動中」)、第2の燃料電池FC2における電力供給状況の検出を行う(ステップS14)。換言すれば、ステップS14では、第2の燃料電池FC2の起動開始後、起動時間Δt2が経過して、燃料電池FC2が電力供給可能な状態となっているか否かを判定する。   If the second fuel cell FC2 is being started in step S4 (step S4 is “starting”), the power supply status in the second fuel cell FC2 is detected (step S14). In other words, in step S14, it is determined whether or not the activation time Δt2 has elapsed after the start of activation of the second fuel cell FC2 and the fuel cell FC2 is in a state in which power can be supplied.

第2の燃料電池FC2の起動開始後、起動時間Δt2が経過しておらず、燃料電池FC2が電力供給を行うことが出来ない状態にあると判定されれば(ステップS14で「供給不可」)、第1の燃料電池FC1と二次電池2とによる電力供給を行い(ステップS15)、ステップS1に戻る。
一方、ステップS14において、第2の燃料電池FC2の起動開始後、起動時間Δt2が経過して、燃料電池FC2が電力供給可能な状態となっていると判定されれば(ステップS14で「供給可」)、第1の燃料電池FC1及び第2の燃料電池FC2の双方による電力供給を行い(ステップS16:FC1+FC2供給)、ステップS1に戻る。
If it is determined that the start time Δt2 has not elapsed since the start of the start of the second fuel cell FC2 and the fuel cell FC2 cannot supply power (“supply disabled” in step S14). Then, power is supplied by the first fuel cell FC1 and the secondary battery 2 (step S15), and the process returns to step S1.
On the other hand, if it is determined in step S14 that the start-up time Δt2 has elapsed after the start of the start of the second fuel cell FC2, the fuel cell FC2 is in a state in which power can be supplied (in step S14, “suppliable” ”), Power is supplied from both the first fuel cell FC1 and the second fuel cell FC2 (step S16: FC1 + FC2 supply), and the process returns to step S1.

図2を主に参照して説明した上述の制御によれば、
(A) 2kWの最小出力限界以下の負荷では、二次電池2による電力供給(ステップS6:バッテリ供給)が行われ、
(B) 負荷が2〜4kWでは、第1の燃料電池FC1の起動開始後で起動時間Δt1が経過するまでは、二次電池2による電力供給(ステップS11:バッテリ供給)が行われ、第1の燃料電池FC1の起動開始後で起動時間Δt1が経過した後は、当該燃料電池FC1による電力供給(ステップS12:FC1供給)が行われ、
(C) 負荷が4〜10kWでは、第2の燃料電池FC2の起動開始後で起動時間Δt2が経過するまでは、第1の燃料電池FC1と二次電池2による電力供給(ステップS15:FC1+バッテリ供給)が行われ、第2の燃料電池FC2の起動開始後で起動時間Δt2が経過した後は、第1の燃料電池FC1と第2の燃料電池FC2による電力供給(ステップS16:FC1+FC2供給)が行われる。
According to the control described above with reference mainly to FIG.
(A) At a load below the minimum output limit of 2 kW, power supply by the secondary battery 2 (step S6: battery supply) is performed,
(B) When the load is 2 to 4 kW, the secondary battery 2 supplies power (step S11: battery supply) until the startup time Δt1 elapses after the startup of the first fuel cell FC1. After the start-up time Δt1 has elapsed after the start of the start of the fuel cell FC1, the power supply by the fuel cell FC1 (step S12: FC1 supply) is performed,
(C) When the load is 4 to 10 kW, power is supplied by the first fuel cell FC1 and the secondary battery 2 until the activation time Δt2 elapses after the activation of the second fuel cell FC2 (step S15: FC1 + battery) After the start-up time Δt2 has elapsed after the start of the start of the second fuel cell FC2, the power supply by the first fuel cell FC1 and the second fuel cell FC2 (step S16: FC1 + FC2 supply) Done.

図1及び図2で説明した実施形態について、図3を参照して、前記図5で説明した例と同様の負荷変動での制御運転を行う場合を、次に説明する。
ここで、各燃料電池FC1、FC2の最小出力限界を(図5で説明した場合と同様に)それぞれ40%(2kW)とし、第1の燃料電池FC1の起動時間をΔt1、第2の燃料電池FC2の起動時間をΔt2とする。
With respect to the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the case of performing the control operation with the same load fluctuation as in the example described with reference to FIG. 5 will be described with reference to FIG. 3.
Here, the minimum output limit of each of the fuel cells FC1 and FC2 is set to 40% (2 kW) (similar to the case described in FIG. 5), the starting time of the first fuel cell FC1 is Δt1, and the second fuel cell Let FC2 start-up time be Δt2.

当初の非常に負荷の低いT1〜T2間は、第1の燃料電池FC1、第2の燃料電池FC2は共に停止して、二次電池2によって電力供給が行われる。
T2の時点で第1の燃料電池FC1の起動が開始され、T2+Δt2の時点で第1の燃料電池FC1は電力供給可能となるので、それ以降は第1の燃料電池FC1で電力供給が行われる。
The first fuel cell FC <b> 1 and the second fuel cell FC <b> 2 are both stopped between T <b> 1 and T <b> 2 having a very low initial load, and power is supplied by the secondary battery 2.
The start of the first fuel cell FC1 is started at the time T2, and the first fuel cell FC1 can supply power at the time T2 + Δt2, and thereafter, the first fuel cell FC1 supplies power.

T3の時点で第2の燃料電池FC2の起動が開始され、第2の燃料電池FC2が電力供給可能状態となるT3+Δt2の時点以降は、第1の燃料電池FC1及び第2の燃料電池FC2の双方を用いた電力供給が行われる。
ここで、T3+Δt2の時点より以前の段階で負荷が5kWを超えた場合には、負荷に対する第1の燃料電池FC1による発電能力の不足分は、二次電池2で補われる。
The start of the second fuel cell FC2 is started at the time T3, and after the time T3 + Δt2 at which the second fuel cell FC2 becomes ready for power supply, both the first fuel cell FC1 and the second fuel cell FC2 are used. Is used to supply power.
Here, when the load exceeds 5 kW at a stage before the time T3 + Δt2, the shortage of the power generation capability of the first fuel cell FC1 with respect to the load is compensated by the secondary battery 2.

その後、第1の燃料電池FC1及び第2の燃料電池FC2の双方を用いた電力供給における最小出力限界値(4kW)を下回ったならば(T5の時点よりも図3で右側の領域)、第2の燃料電池FC2は停止され、第1の燃料電池FC1のみで電力供給が行われる。   After that, if the minimum output limit value (4 kW) in the power supply using both the first fuel cell FC1 and the second fuel cell FC2 falls below (the region on the right side in FIG. 3 from the time point T5), The second fuel cell FC2 is stopped, and power is supplied only by the first fuel cell FC1.

以上のような構成および運転制御方法によれば、燃料電池1の起動時間Δtが減少する。それと共に、図5の領域A2の面積と、図3の領域A1の面積を比較すれば明らかなように、二次電池2による供給電力量が大幅に減少する。
その結果、発電装置全体の効率化が図れ、また、負荷変動に容易に追従することが可能になる。
しかも、二次電池2を小容量化することができる。
According to the configuration and the operation control method as described above, the startup time Δt of the fuel cell 1 is reduced. At the same time, as is apparent from comparing the area of the region A2 in FIG. 5 with the area of the region A1 in FIG. 3, the amount of power supplied by the secondary battery 2 is greatly reduced.
As a result, the efficiency of the entire power generation apparatus can be improved, and it is possible to easily follow load fluctuations.
Moreover, the capacity of the secondary battery 2 can be reduced.

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。
例えば、図示の実施形態では、2台の燃料電池を備えている場合を示しているが、燃料電池の設置台数は2台に限るものではない。負荷変動の形態や、燃料電池の最小出力限界値に対応して、最適の設置台数を選択することで、各種の負荷形態に効率良く対応することが可能である。
また、各燃料電池の容量(発電能力)は同一の必要はなく、負荷形態に応じて適宜選択すればよい。
The illustrated embodiment is merely an example, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
For example, the illustrated embodiment shows a case where two fuel cells are provided, but the number of installed fuel cells is not limited to two. It is possible to efficiently cope with various load forms by selecting the optimal number of installations corresponding to the form of load fluctuation and the minimum output limit value of the fuel cell.
Moreover, the capacity | capacitance (power generation capability) of each fuel cell does not need to be the same, What is necessary is just to select suitably according to a load form.

本発明の発電装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electric power generating apparatus of this invention. 本発明の運転制御方法を説明するフロー図。The flowchart explaining the operation control method of this invention. 図2の制御による負荷運転の一例を説明する図。The figure explaining an example of the load driving | operation by control of FIG. 燃料電池を使用した従来の発電装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional electric power generating apparatus which uses a fuel cell. 図4の発電装置における負荷運転を説明する図。The figure explaining the load driving | operation in the electric power generating apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・燃料電池(FC1、FC2)
2・・・二次電池
3・・・制御装置
5・・・負荷
1 ... Fuel cell (FC1, FC2)
2 ... Secondary battery 3 ... Control device 5 ... Load

Claims (1)

並列に接続された第1および第2の燃料電池(FC1、FC2)と二次電池(2)と、それらの燃料電池(FC1、FC2)および二次電池(2)に接続された負荷(5)と、それらの燃料電池(FC1、FC2)の起動および二次電池(2)の電力供給を制御する制御装置(3)とを備える発電装置において、その制御装置(3)は負荷(5)を監視して(S1)、負荷(5)が最小出力限界以下の場合は第1の燃料電池(FC1)が起動しているか否かを判定し(S2)、第1の燃料電池(FC1)が起動中であれば第1の燃料電池(FC1)を停止させ(S5)、第1の燃料電池(FC1)が停止中であれば二次電池(2)から電力を供給し(S6)、そして負荷(5)が最小出力限界から最小出力限界の2倍未満の場合は第2の燃料電池(FC2)が起動しているか否かを判定し(S3)、第2の燃料電池(FC2)が起動していれば、第2の燃料電池(FC2)を停止させ(S7)、第2の燃料電池(FC2)が停止中であれば第1の燃料電池(FC1)の起動しているか否かを判定し(S8)、第1の燃料電池(FC1)が停止中であれば第1の燃料電池(FC1)を起動させ(S9)、二次電池(2)から電力を供給し(S11)、第1の燃料電池(FC1)が起動していれば第1の燃料電池(FC1)が電力供給可能な状態になっているか否かを判定し(S10)、供給可能であれば第1の燃料電池(FC1)から電力を供給させ、そして負荷(5)が最小出力限界の2倍以上の場合、第2の燃料電池(FC2)が起動中であるか否かを判定し(S4)、起動中であれば第2の燃料電池(FC2)が電力供給可能な状態になっているか否かを判定し(S14)、供給可能であれば第1および第2の燃料電池(FC1、FC2)から電力を供給し(S16)、第2の燃料電池(FC2)が停止中であれば第2の燃料電池(FC2)を起動させ(S17)、第1の燃料電池(FC1)および二次電池(2)から電力を供給させる(S15)機能を有することを特徴とする発電装置。 First and second fuel cells (FC1, FC2) and secondary cells (2) connected in parallel, and loads (5) connected to these fuel cells (FC1, FC2) and secondary cells (2) ) And a control device (3) for controlling the activation of the fuel cells (FC1, FC2) and the power supply of the secondary battery (2), the control device (3) is a load (5) (S1), if the load (5) is below the minimum output limit, it is determined whether the first fuel cell (FC1) is activated (S2), and the first fuel cell (FC1) Is stopped, the first fuel cell (FC1) is stopped (S5), and if the first fuel cell (FC1) is stopped, power is supplied from the secondary battery (2) (S6), If the load (5) is less than twice the minimum output limit to the minimum output limit, the second fuel It is determined whether the pond (FC2) is activated (S3), and if the second fuel cell (FC2) is activated, the second fuel cell (FC2) is stopped (S7), If the first fuel cell (FC1) is stopped, it is determined whether or not the first fuel cell (FC1) is activated (S8). If the first fuel cell (FC1) is stopped, the first fuel cell (FC1) is stopped. The fuel cell (FC1) is activated (S9), power is supplied from the secondary battery (2) (S11), and the first fuel cell (FC1) is activated if the first fuel cell (FC1) is activated. Is determined to be in a state where power can be supplied (S10). If supply is possible, power is supplied from the first fuel cell (FC1), and the load (5) is twice the minimum output limit. In the above case, it is determined whether or not the second fuel cell (FC2) is being activated (S4). Then, it is determined whether or not the second fuel cell (FC2) is in a state in which power can be supplied (S14). If the power can be supplied, power is supplied from the first and second fuel cells (FC1 and FC2). If the second fuel cell (FC2) is stopped, the second fuel cell (FC2) is started (S17), and the first fuel cell (FC1) and the secondary battery (2) A power generation device having a function of supplying power from the power supply (S15).
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