JP4820580B2 - Solid oxide fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池を用いた固体酸化物形燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell system using a solid oxide fuel cell.

高発電効率での発電が可能な固体酸化物形燃料電池が注目され、その発電技術の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。この固体酸化物形燃料電池では、酸素イオンを伝導するために固体電解質が用いられ、この固体電解質の両側に燃料ガスを酸化させるための燃料極と空気中の酸素を還元する空気極とが設けられている。固体電解質としては、一般的に、イットリアをドープしたジルコニアが用いられ、７００〜１０００℃の高温で、燃料ガスとしての例えば天然ガスを改質することによって生成される水素、一酸化炭素、炭化水素と酸化剤ガス（例えば、空気）中の酸素とを電気化学反応（所謂、燃料電池反応）させて発電が行われる。このような固体酸化物形燃料電池は、適用用途として、発電出力が数十ｋＷ級である業務用、産業用のものと、発電出力が１ｋＷ級である家庭用のものとがある。   A solid oxide fuel cell capable of generating power with high power generation efficiency has attracted attention, and the power generation technology has been developed (see, for example, Patent Document 1). In this solid oxide fuel cell, a solid electrolyte is used to conduct oxygen ions, and a fuel electrode for oxidizing fuel gas and an air electrode for reducing oxygen in the air are provided on both sides of the solid electrolyte. It has been. As the solid electrolyte, zirconia doped with yttria is generally used, and hydrogen, carbon monoxide, hydrocarbons generated by reforming, for example, natural gas as a fuel gas at a high temperature of 700 to 1000 ° C. Electricity is generated by causing an electrochemical reaction (so-called fuel cell reaction) between oxygen in an oxidant gas (for example, air). Such solid oxide fuel cells can be used for business and industrial applications with a power generation output of several tens of kW, and for households with a power output of 1 kW.

特開２００４−２４７２４７号公報JP 2004-247247 A

この種の燃料電池では、一般的に、発電時間の経過とともに発電特性が低下（劣化）し、燃料電池性能が低下した場合（即ち、同一電流条件において、燃料電池の発電電圧が低下した場合）、発電電力（発電電流と発電電圧との積）を維持するために、発電電流が増大させるように制御するようになる。燃料電池のこのような出力制御は、燃料電池スタックでの発熱を増大させることになるために、燃料電池スタックに対する冷却を強める必要がある。   In this type of fuel cell, in general, when the power generation characteristics deteriorate (deteriorate) with the lapse of power generation time and the fuel cell performance decreases (that is, when the power generation voltage of the fuel cell decreases under the same current condition). In order to maintain the generated power (product of the generated current and the generated voltage), the generated current is controlled to increase. Since such power control of the fuel cell increases heat generation in the fuel cell stack, it is necessary to increase the cooling of the fuel cell stack.

リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）の場合、冷却媒体として水を用いているために、冷却能力を増やすためには冷却水の流量を増加させればよく、それに伴う動力増加は僅かである。これに対して、固体酸化物形燃料電池の場合、冷却媒体として空気（主として、燃料電池反応に利用する反応空気）を用いているために、冷却能力を増やすためには反応空気を供給するための空気ブロアからの送風量を増加させなければならず、それに伴う空気ブロアの消費電力損失増加が大きくなり、燃料電池システム全体としての発電効率が低下する。   In the case of a phosphoric acid fuel cell (PAFC) and a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), water is used as a cooling medium. Therefore, in order to increase the cooling capacity, the flow rate of cooling water may be increased. The accompanying increase in power is slight. On the other hand, in the case of a solid oxide fuel cell, since air (mainly, reaction air used for the fuel cell reaction) is used as a cooling medium, the reaction air is supplied to increase the cooling capacity. The amount of air blown from the air blower must be increased, and the accompanying increase in power consumption loss of the air blower increases, and the power generation efficiency of the fuel cell system as a whole decreases.

また、この発熱の増大は燃料電池スタックの温度を高めることになるが、空気ブロアからの反応空気の増大による冷却では、燃料電池スタックを所望の通りに冷却することが難しく、燃料電池スタックが部分的に高温になることがある。このように部分的にも燃料スタックの温度が上昇すると、燃料電池に用いられている金属材料の酸化や、電極微細構造の変化による劣化の速度を速めることになる。特に、固体酸化物形燃料電池では、劣化に伴う発電性能の低下時に部分的な温度上昇が起こりやすく、このような部分的な温度上昇が発生すると、劣化が促進されることになる。   In addition, this increase in heat generation increases the temperature of the fuel cell stack. However, it is difficult to cool the fuel cell stack as desired in the cooling by increasing the reaction air from the air blower. May become hot. When the temperature of the fuel stack rises partially in this way, the rate of deterioration due to the oxidation of the metal material used in the fuel cell and the change in the electrode microstructure is increased. In particular, in a solid oxide fuel cell, a partial temperature rise is likely to occur when the power generation performance is reduced due to deterioration. When such a partial temperature rise occurs, the deterioration is promoted.

本発明の目的は、固体酸化物形燃料電池の発電性能低下を抑制するとともに、システム全体としての運用の経済性、省エネルギーを維持することができる固体酸化物形燃料電池システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell system capable of suppressing the power generation performance degradation of the solid oxide fuel cell and maintaining the operation efficiency and energy saving of the entire system. .

本発明の請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池システムは、燃料電池反応により電力を発生する固体酸化物形燃料電池と、電力を貯える蓄電池と、前記固体酸化物形燃料電池及び前記蓄電池の作動を制御するための制御手段と、を備えた固体酸化物形燃料電池システムであって、
前記固体酸化物形燃料電池の作動温度が設定温度以上になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するとともに、前記蓄電池からの放電を行い、
また、前記固体酸化物形燃料電池の作動温度が前記設定温度以上になる稼働回数が所定回数以上になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の最大発電出力を下方修正することを特徴とする。 The solid oxide fuel cell system according to claim 1 of the present invention includes a solid oxide fuel cell that generates electric power by a fuel cell reaction, a storage battery that stores electric power, the solid oxide fuel cell, and the storage battery. A control unit for controlling the operation of the solid oxide fuel cell system,
When the operating temperature of the solid oxide fuel cell is equal to or higher than a set temperature, the control means limits the power generation output of the solid oxide fuel cell and performs discharge from the storage battery ,
In addition, when the number of operation times when the operating temperature of the solid oxide fuel cell is equal to or higher than the set temperature becomes equal to or higher than a predetermined number, the control means corrects the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell downward. Features.

また、本発明の請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池システムは、燃料電池反応により電力を発生する固体酸化物形燃料電池と、電力を貯える蓄電池と、前記固体酸化物形燃料電池及び前記蓄電池の作動を制御するための制御手段とを備えた固体酸化物形燃料電池システムであって、
前記固体酸化物形燃料電池の発電電流に対する発電電圧が設定電圧以下になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するとともに、前記蓄電池からの放電を行い、
また、前記固体酸化物形燃料電池の発電電流に対する発電電圧が前記設定電圧以下になる稼働回数が所定回数以上になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の最大発電電力を下方修正することを特徴とする。 A solid oxide fuel cell system according to claim 2 of the present invention is a solid oxide fuel cell that generates electric power by a fuel cell reaction, a storage battery that stores electric power, the solid oxide fuel cell, A solid oxide fuel cell system comprising control means for controlling the operation of the storage battery,
When the generated voltage with respect to the generated current of the solid oxide fuel cell is equal to or lower than a set voltage, the control means limits the power generation output of the solid oxide fuel cell and performs discharge from the storage battery ,
In addition, when the number of operation times when the generated voltage with respect to the generated current of the solid oxide fuel cell is equal to or lower than the set voltage becomes a predetermined number of times or more, the control means downwardly corrects the maximum generated power of the solid oxide fuel cell. It is characterized by doing.

また、本発明の請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池システムでは、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限する際に、前記蓄電池の充電深度が設定充電深度以上であるときには前記蓄電池からの放電を行い、前記蓄電池の充電深度が前記設定充電深度より小さいときには前記蓄電池からの放電を停止することを特徴とする。 In the solid oxide fuel cell system according to claim 3 of the present invention, when the control means limits the power generation output of the solid oxide fuel cell, the charge depth of the storage battery is set to the set charge depth. When it is above, discharging from the storage battery is performed, and when the charging depth of the storage battery is smaller than the set charging depth, discharging from the storage battery is stopped.

また、本発明の請求項４に記載の固体酸化物形燃料電池システムでは、前記固体酸化物形燃料電池は、最大発電出力と最小発電出力との出力比が２．０以上であることを特徴とする。 In the solid oxide fuel cell system according to claim 4 of the present invention, the solid oxide fuel cell has an output ratio of a maximum power generation output to a minimum power generation output of 2.0 or more. And

本発明の請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、固体酸化物形燃料電池の作動温度が設定温度以上に上昇すると、制御手段は固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するので、その後はこの制限された発電出力の範囲内で固体酸化物形燃料電池が稼働される。従って、固体酸化物形燃料電池の燃料電池スタックの温度上昇が抑えられ、温度上昇に伴う燃料電池スタックの劣化が抑制され、固体酸化物形燃料電池の寿命を延ばすことができる。また、このように固体酸化物形燃料電池の発電出力が制限されると、蓄電池が放電を行って蓄電池からの電力が供給される。従って、燃料電池システム全体としての供給電力（固体酸化物形燃料電池からの発電電力と蓄電池からの放電電力との和）は所望電力に保つことができ、燃料電池システム全体としての運用の経済性、省エネルギー性を維持することができる。このような制御は、家庭用などの電力負荷が大きく変動する用途に適用した場合に、特にその効果が大きくなる。尚、固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するとは、その発電出力を維持して制限する場合とその発電出力を減少させて制限する場合の双方を含む。また、蓄電池への充電は、商用電力を利用して充電するようにしてもよいが、固体酸化物形燃料電池の稼働を高めるために、この固体酸化物形燃料電池の発電電力を利用して充電するのが望ましい。
また、この固体酸化物形燃料電池システムでは、固体酸化物形燃料電池の作動温度が設定温度以上になる稼働回数が所定回数以上になると、制御手段はその最大発電出力を下方修正するので、固体酸化物形燃料電池は中間発電出力で稼働されるようになり、これにより、燃料電池システムからの供給電力を所望電力に維持しながら固体酸化物形燃料電池の寿命を延ばすことができる。所定回数とは１回又は２回以上の適宜の回数であり、所定回数が例えば１回の場合、固体酸化物形燃料電池の作動温度が所定温度以上になる毎にその最大発電出力が下方修正される。尚、固体酸化物形燃料電池の最大発電出力を下方修正すると同時に、その最小発電出力を上方修正するのが望ましく、このように最小発電出力側も修正することによって、固体酸化物形燃料電池は最小発電出力側においても中間発電出力で稼働されるようになる。 According to the solid oxide fuel cell system of the first aspect of the present invention, when the operating temperature of the solid oxide fuel cell rises above the set temperature, the control means reduces the power generation output of the solid oxide fuel cell. Therefore, after that, the solid oxide fuel cell is operated within the limited power generation output. Therefore, the temperature increase of the fuel cell stack of the solid oxide fuel cell is suppressed, the deterioration of the fuel cell stack accompanying the temperature increase is suppressed, and the life of the solid oxide fuel cell can be extended. In addition, when the power generation output of the solid oxide fuel cell is limited in this way, the storage battery discharges and power is supplied from the storage battery. Therefore, the supply power (the sum of the generated power from the solid oxide fuel cell and the discharge power from the storage battery) as the entire fuel cell system can be maintained at the desired power, and the economy of operation as the entire fuel cell system , Energy saving can be maintained. Such control is particularly effective when applied to applications such as home use where the power load varies greatly. In addition, limiting the power generation output of the solid oxide fuel cell includes both the case where the power generation output is maintained and limited and the case where the power generation output is reduced and limited. The storage battery may be charged using commercial power, but in order to enhance the operation of the solid oxide fuel cell, the generated power of the solid oxide fuel cell is used. It is desirable to charge.
Further, in this solid oxide fuel cell system, when the number of operations at which the operating temperature of the solid oxide fuel cell is equal to or higher than the set temperature becomes a predetermined number of times or more, the control means corrects the maximum power generation output downward. Oxide fuel cells are operated at intermediate power output, thereby extending the life of the solid oxide fuel cells while maintaining the power supplied from the fuel cell system at the desired power. The predetermined number of times is an appropriate number of one or more times, and when the predetermined number of times is one time, for example, the maximum power generation output is corrected downward every time the operating temperature of the solid oxide fuel cell exceeds the predetermined temperature. Is done. In addition, it is desirable that the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell is corrected downward, and at the same time, the minimum power generation output is preferably corrected upward. By correcting the minimum power generation output side in this way, the solid oxide fuel cell Even at the minimum power generation output side, it is operated with the intermediate power generation output.

また、本発明の請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、固定酸化物形固体酸化物形燃料電池の発電電流に対する発電電圧が設定電圧以下に下がると、制御手段は固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するので、その後はこの制限された発電出力の範囲内で固体酸化物形燃料電池が稼働される。従って、固体酸化物形燃料電池の発電出力の出力電流が抑えられ、発電効率の低下した状態での稼働を抑制しながら固体酸化物形燃料電池の寿命を延ばすことができる。また、このように固体酸化物形燃料電池の発電出力が制限されると、蓄電池が放電を行って蓄電池からの電力が供給され、燃料電池システム全体としての供給電力を所望電力に保つことができ、燃料電池システム全体としての運用の経済性、省エネルギー性を維持することができる。蓄電池への充電は、上述したと同様に、商用電力を利用して充電するようにしてもよいが、固体酸化物形燃料電池の稼働を高めるために、この固体酸化物形燃料電池の発電電力を利用して充電するのが望ましい。
また、この固体酸化物形燃料電池システムでは、固体酸化物形燃料電池の発電電流に対する発電電圧が設定電圧以下になる稼働回数が所定回数以上になると、制御手段はその最大発電出力を下方修正する、換言すると最大発電出力における発電電流を下方修正するので、固体酸化物形燃料電池は中間発電出力で稼働されるようになり、発電効率の低下を抑えながら固体酸化物形燃料電池の寿命を延ばすことができる。尚、このような制御においても、固体酸化物形燃料電池の最大発電出力を下方修正する（換言すると、最大発電出力における発電電流を下方修正する）と同時に、その最小発電出力を上方修正する（換言すると、最小発電出力における発電電流を上方修正する）のが望ましく、このように最小発電出力側も修正することによって、固体酸化物形燃料電池は最小発電出力側においても中間発電出力で稼働されるようになる。 According to the solid oxide fuel cell system of the second aspect of the present invention, when the generated voltage with respect to the generated current of the fixed oxide solid oxide fuel cell falls below the set voltage, the control means is solid. Since the power generation output of the oxide fuel cell is limited, the solid oxide fuel cell is subsequently operated within the range of the limited power generation output. Therefore, the output current of the power generation output of the solid oxide fuel cell is suppressed, and the life of the solid oxide fuel cell can be extended while suppressing the operation in a state where the power generation efficiency is lowered. In addition, when the power generation output of the solid oxide fuel cell is limited in this way, the storage battery discharges and the power from the storage battery is supplied, and the supply power of the entire fuel cell system can be maintained at the desired power. In addition, it is possible to maintain economic efficiency and energy saving performance of the fuel cell system as a whole. The storage battery may be charged using commercial power in the same manner as described above. However, in order to increase the operation of the solid oxide fuel cell, the generated power of the solid oxide fuel cell is used. It is desirable to charge using.
Further, in this solid oxide fuel cell system, when the number of operations in which the generated voltage with respect to the generated current of the solid oxide fuel cell is equal to or lower than the set voltage is more than a predetermined number, the control means corrects the maximum generated power output downward. In other words, since the power generation current at the maximum power generation output is revised downward, the solid oxide fuel cell will be operated at the intermediate power output, extending the life of the solid oxide fuel cell while suppressing a decrease in power generation efficiency. be able to. Even in such control, the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell is corrected downward (in other words, the power generation current at the maximum power generation output is corrected downward), and at the same time, the minimum power generation output is corrected upward ( In other words, the power generation current at the minimum power generation output is desirably corrected upward. Thus, by correcting the minimum power generation output side in this way, the solid oxide fuel cell is operated at the intermediate power generation output even at the minimum power generation output side. Become so.

また、本発明の請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限する際に、蓄電池の充電深度が設定充電深度以上のときには蓄電池に蓄電されているとして放電が行われ、その充電深度が設定充電深度より小さいときには蓄電池に蓄電されていないとして放電が停止される。蓄電池の充電深度とは最大充電量に対する充電量（充電深度＝充電量／最大充電量）である。 According to the solid oxide fuel cell system of claim 3 of the present invention, when the power generation output of the solid oxide fuel cell is limited, when the charging depth of the storage battery is greater than or equal to the set charging depth, Discharging is carried out as being stored, and when the charging depth is smaller than the set charging depth, discharging is stopped as not being stored in the storage battery. The charge depth of the storage battery is the charge amount with respect to the maximum charge amount (charge depth = charge amount / maximum charge amount).

更に、本発明の請求項４に記載の固体酸化物形燃料電池システムによれば、最大発電出力と最小発電出力との出力比が２．０以上であるので、電力負荷の変動が大きいところに設置したときに固体酸化物形燃料電池システムの運用効率を長期的に維持することができ、家庭用燃料電池システムとして好都合に適用することができる。 Furthermore, according to the solid oxide fuel cell system according to claim 4 of the present invention, since the output ratio between the maximum power generation output and the minimum power generation output is 2.0 or more, the fluctuation of the power load is large. When installed, the operation efficiency of the solid oxide fuel cell system can be maintained for a long time, and it can be advantageously applied as a household fuel cell system.

以下、添付図面を参照して、本発明に従う固体酸化物形燃料電池システムの実施形態について説明する。まず、図１〜図５を参照して、本発明に従う固体酸化物形燃料電池システムの一実施形態について説明する。図１は、一実施形態の固体酸化物形燃料電池システムを簡略的に示すブロック図であり、図２は、図１の固体酸化物形燃料電池システムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図３は、固体酸化物形燃料電池における劣化前後の発電電力と作動温度との関係を示す図であり、図４は、図１の固体酸化物形燃料電池システムにおける出力修正データを示す図であり、図５は、図１の固体酸化物形燃料電池システムの作動の流れを示すフローチャートである。   Embodiments of a solid oxide fuel cell system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an embodiment of a solid oxide fuel cell system according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a solid oxide fuel cell system according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a control system of the solid oxide fuel cell system of FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the generated power before and after deterioration and the operating temperature in the solid oxide fuel cell, and FIG. 4 shows the output correction data in the solid oxide fuel cell system of FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of the solid oxide fuel cell system of FIG.

図１において、図示の固体酸化物形燃料電池システムは、固体酸化物形燃料電池２及び蓄電池４を備えている。固体酸化物形燃料電池２の燃料極側には燃料供給流路６を通して燃料ガスとしての例えば天然ガスが供給され、燃料供給流路６に配設された流量コントローラ８（例えば、流量制御弁）によって、固体酸化物形燃料電池２に供給される燃料ガスの供給量が制御される。尚、固体酸化物形燃料電池２の空気極側には、図示していないが、送風ファンによって空気が供給される。固体酸化物形燃料電池２は燃料電池スタック（図示せず）を内蔵し、この燃料電池スタックにて燃料ガス（水素、一酸化炭素及び炭化水素に改質される）と空気中の酸素によって燃料電池反応が行われて発電される。   In FIG. 1, the illustrated solid oxide fuel cell system includes a solid oxide fuel cell 2 and a storage battery 4. For example, natural gas as a fuel gas is supplied to the fuel electrode side of the solid oxide fuel cell 2 through the fuel supply channel 6, and a flow rate controller 8 (for example, a flow rate control valve) disposed in the fuel supply channel 6. Thus, the supply amount of the fuel gas supplied to the solid oxide fuel cell 2 is controlled. Although not shown, air is supplied to the air electrode side of the solid oxide fuel cell 2 by a blower fan. The solid oxide fuel cell 2 has a built-in fuel cell stack (not shown) in which fuel gas (reformed to hydrogen, carbon monoxide and hydrocarbons) and oxygen in the air are used as fuel. A battery reaction takes place to generate electricity.

固体酸化物形燃料電池２の出力側はインバータ１０を介して商用電源１２からの電力供給ライン１４に系統連系される。固体酸化物形燃料電池２からの発電電力は、インバータ１０によって所定周波数の交流電力に変換され、かく変換された発電電力が電力供給ライン１４を通して電力負荷１６に供給される。   The output side of the solid oxide fuel cell 2 is connected to the power supply line 14 from the commercial power supply 12 via the inverter 10. The generated power from the solid oxide fuel cell 2 is converted into AC power having a predetermined frequency by the inverter 10, and the generated power thus converted is supplied to the power load 16 through the power supply line 14.

また、蓄電池４は、双方向インバータ１８を介して電力供給ライン１４に電気的に接続される。双方向インバータ１８は、蓄電池４に蓄えられた電力を電力供給ライン１４に供給するときには蓄電池４からの直流電力を所定周波数の交流電力に変換し、かく変換された電力が電力供給ライン１４を介して電力負荷１６に供給され、また電力供給ライン１４からの電力を蓄電池４に蓄えるときには、交流電力を直流電力に変換し、かく変換された直流電力が蓄電池４に蓄電される。また、蓄電池４には蓄電池４の蓄電電圧を監視するための電圧監視回路２０が設けられ、この電圧監視回路２０による検知電圧に基づいて蓄電池４の蓄電量（充電量）が演算される。   The storage battery 4 is electrically connected to the power supply line 14 via the bidirectional inverter 18. The bidirectional inverter 18 converts the DC power from the storage battery 4 into AC power having a predetermined frequency when supplying the power stored in the storage battery 4 to the power supply line 14, and the converted power passes through the power supply line 14. When the power is supplied to the power load 16 and the power from the power supply line 14 is stored in the storage battery 4, the AC power is converted into DC power, and the converted DC power is stored in the storage battery 4. The storage battery 4 is provided with a voltage monitoring circuit 20 for monitoring the storage voltage of the storage battery 4, and the storage amount (charge amount) of the storage battery 4 is calculated based on the voltage detected by the voltage monitoring circuit 20.

この固体酸化物形燃料電池システムは、例えばコントローラから構成される制御手段２２によって作動制御される。固体酸化物形燃料電池２の燃料電池スタック（図示せず）には温度を検知するための熱電対２４が設けられ、この熱電対２４からの検知信号及び電圧監視回路２０からの検知信号が制御手段２２に送給される。   The operation of this solid oxide fuel cell system is controlled by a control means 22 including, for example, a controller. A fuel cell stack (not shown) of the solid oxide fuel cell 2 is provided with a thermocouple 24 for detecting temperature, and a detection signal from the thermocouple 24 and a detection signal from the voltage monitoring circuit 20 are controlled. It is sent to the means 22.

制御手段２２は例えばマイクロプロセッサから構成され、作動制御手段２６、温度上昇判定手段２８、出力制限信号生成手段３０及び最大出力修正手段３２を備えている。作動制御手段２６は、燃料電池２、流量コントローラ８、インバータ１０及び双方向インバータ１８を後述する如く作動制御する。また、温度上昇判定手段２８は熱電対２４からの検知信号に基づいて燃料電池スタック（図示せず）の作動温度が設定温度以上であるかを判定し、出力制限信号生成手段３０は温度上昇判定手段２８の判定結果に基づいて出力制限信号を生成し、最大出力修正手段３２は上記出力制限信号に基づいて固体酸化物形燃料電池２の最大出力を後述する如く下方修正する。   The control means 22 is composed of, for example, a microprocessor, and includes an operation control means 26, a temperature rise determination means 28, an output limit signal generation means 30, and a maximum output correction means 32. The operation control means 26 controls the operation of the fuel cell 2, the flow rate controller 8, the inverter 10, and the bidirectional inverter 18 as described later. Further, the temperature increase determination means 28 determines whether the operating temperature of the fuel cell stack (not shown) is equal to or higher than the set temperature based on the detection signal from the thermocouple 24, and the output restriction signal generation means 30 determines the temperature increase. An output limiting signal is generated based on the determination result of the means 28, and the maximum output correcting means 32 corrects the maximum output of the solid oxide fuel cell 2 downward as described later based on the output limiting signal.

この制御手段２２は、更に、放電信号生成手段３４、充電信号生成手段３６、充電深度演算手段３８及びメモリ手段４０を含んでいる。充電深度演算手段３８は電圧監視回路２０からの検知信号に基づいて充電深度を演算する。充電深度とは蓄電池４の最大充電量に対する充電量（充電深度＝充電量／最大充電量）であり、蓄電池４の蓄電電圧に基づいて充電深度を演算する。また、放電信号生成手段３４は、出力制限信号生成手段３０が出力制限信号を生成し、且つ充電深度が第１設定充電深度（例えば、０．１）以上であるときに放電信号を生成し、充電信号生成手段３６は、出力制限信号生成手段３０が出力制限信号を生成せず、且つ充電深度が第２設定充電深度（例えば、０．９）以下であるときに充電信号を生成する。第１設定充電深度は蓄電池４に電力が蓄電されて放電が可能である値の最小値であり、第２設定充電深度は蓄電池４の電力が消費されて充電が可能である値の最大値である。第１設定充電深度は第２設定充電深度よりも小さく、第１及び第２設定充電深度については蓄電池４の特性などを考慮して適宜の値を設定することができる。   The control means 22 further includes a discharge signal generation means 34, a charge signal generation means 36, a charge depth calculation means 38, and a memory means 40. The charging depth calculation means 38 calculates the charging depth based on the detection signal from the voltage monitoring circuit 20. The charge depth is the charge amount with respect to the maximum charge amount of the storage battery 4 (charge depth = charge amount / maximum charge amount), and the charge depth is calculated based on the storage voltage of the storage battery 4. Further, the discharge signal generation unit 34 generates the discharge signal when the output limit signal generation unit 30 generates the output limit signal and the charge depth is equal to or greater than a first set charge depth (for example, 0.1), The charging signal generating unit 36 generates a charging signal when the output limiting signal generating unit 30 does not generate an output limiting signal and the charging depth is equal to or less than a second set charging depth (for example, 0.9). The first set charge depth is the minimum value that allows the storage battery 4 to store electric power and can be discharged. The second set charge depth is the maximum value that allows the battery 4 to consume power and can be charged. is there. The first set charge depth is smaller than the second set charge depth, and the first and second set charge depths can be set to appropriate values in consideration of the characteristics of the storage battery 4 and the like.

更に、メモリ手段４０には各種データ、例えば温度上昇の判定の基準となる設定温度、最大出力修正手段３２の修正基準となる設定回数、最大出力修正手段３２により修正される出力修正データなどが登録されている。この実施形態では、後に説明するように、設定回数が１回に設定され、出力制限信号生成手段３０が出力制限信号を生成する毎に最大出力修正手段３２が固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力を下方修正するように構成されているが、これに限定されず、出力制限信号が例えば３回などの適宜の回数生成される毎に最大発電出力を下方修正するように構成してもよい。   Further, various data, for example, a set temperature as a reference for determining temperature rise, a set number of times as a correction reference for the maximum output correction means 32, output correction data corrected by the maximum output correction means 32, etc. are registered in the memory means 40 Has been. In this embodiment, as will be described later, the maximum number of times of setting is set to 1 and the maximum output correcting means 32 is the maximum of the solid oxide fuel cell 2 every time the output limiting signal generating means 30 generates the output limiting signal. The power generation output is configured to be corrected downward. However, the present invention is not limited to this, and the maximum power generation output may be corrected downward every time the output limit signal is generated an appropriate number of times, for example, three times. Good.

ここで、図３及び図４を参照して、固体酸化物形燃料電池２の劣化による特性変化について説明する。固体酸化物形燃料電池２においては、一般に、稼働時間が長くなるにつれて燃料電池スタックが劣化し、燃料電池性能が低下するようになり、同一電力条件において発電電圧が低下すると、所定発電出力（発電電力＝発電電圧×発電電流）を維持するために、発電電流が増大するようになる。図３において、実線Ｐ０は劣化前の発電電力−作動温度の特性曲線であり、破線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ（ｍ）は劣化後の発電電力−作動温度の特性曲線であり、劣化が進行するに伴って燃料電池スタックでの発熱が増大して発電電力ー作動温度の特性曲線は上方に移動する傾向、即ち作動温度が上昇する傾向にある。このようなことから、劣化の進行に伴って固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力が下方修正されるように、その最大発電出力に関する出力修正データが図４に示すように表形式でメモリ手段４０に記憶され、Ｐ（０）＞Ｐ（１）＞Ｐ（２）・・・と設定され、このように設定することによって、固体酸化物形燃料電池２の作動温度が設定温度以上になる毎に、その最大発電出力が低下するようになる。尚、固体酸化物形燃料電池２の発電出力制限は、上述したように発電出力を低下するようにしてもよく、或いは発電出力がその出力に維持されるようにしてもよい。   Here, with reference to FIG.3 and FIG.4, the characteristic change by deterioration of the solid oxide fuel cell 2 is demonstrated. In the solid oxide fuel cell 2, in general, as the operating time becomes longer, the fuel cell stack deteriorates and the fuel cell performance decreases. When the generated voltage decreases under the same power condition, the predetermined power output (power generation) In order to maintain (electric power = generated voltage × generated current), the generated current increases. In FIG. 3, a solid line P0 is a characteristic curve of the generated power-operating temperature before deterioration, and broken lines P1, P2, and P (m) are characteristic curves of the generated power-operating temperature after deterioration, and the deterioration proceeds. Along with this, the heat generation in the fuel cell stack increases and the characteristic curve of generated power-operating temperature tends to move upward, that is, the operating temperature tends to rise. For this reason, output correction data relating to the maximum power generation output is stored in a table format as shown in FIG. 4 so that the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell 2 is corrected downward as the deterioration progresses. Is stored in the means 40, and P (0)> P (1)> P (2)... Is set, so that the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 becomes equal to or higher than the set temperature. Every time, the maximum power generation output decreases. The power generation output limitation of the solid oxide fuel cell 2 may be such that the power generation output is reduced as described above, or the power generation output may be maintained at that output.

次に、図１及び図２とともに図５を参照して、上述した固体酸化物形燃料電池システムの作動の流れについて説明する。固体酸化物形燃料電池システムが稼働する（ステップＳ１）と、固体酸化物形燃料電池２（具体的には、燃料電池スタック）の作動温度の測定が行われる（ステップＳ２）。この作動温度の測定は熱電対２４によって行われ、熱電対２４からの検知信号が制御手段２２に送られる。   Next, the flow of operation of the above-described solid oxide fuel cell system will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIG. When the solid oxide fuel cell system is operated (step S1), the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 (specifically, the fuel cell stack) is measured (step S2). This operation temperature is measured by the thermocouple 24, and a detection signal from the thermocouple 24 is sent to the control means 22.

このように作動温度の検知が行われると、温度上昇判定手段２８は熱電対２４による検知温度（即ち、固体酸化物形燃料電池２の作動温度）が設定温度（例えば、８００℃程度に設定される）以上であるか判断される（ステップＳ３）。固体酸化物形燃料電池２の燃料電池スタックの劣化が発生せず、その作動温度が所定温度状態に保たれているときには、ステップＳ３からステップＳ４に進み、蓄電池４の充電深度が第２設定充電深度（例えば、０．９）以上であるか判断される。この充電深度の演算は電圧監視回路２０からの検知信号に基づいて行われ、充電深度演算手段３８はこの検知信号に基づいて充電深度を演算する。この充電深度が第２設定充電深度以上であるときには、蓄電池４は充分に充電されているとして蓄電池４の充電禁止処理が行われ（ステップＳ５）、蓄電池４は固体酸化物形燃料電池２から電力供給ライン１４を通して供給される発電電力によって充電されることはない（このとき、双方向インバータ１８が作用されることはない）。   When the operating temperature is thus detected, the temperature rise determination means 28 sets the temperature detected by the thermocouple 24 (that is, the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2) to a set temperature (for example, about 800 ° C.). It is determined whether it is above (step S3). When the deterioration of the fuel cell stack of the solid oxide fuel cell 2 does not occur and the operating temperature is maintained at a predetermined temperature state, the process proceeds from step S3 to step S4, and the charge depth of the storage battery 4 is set to the second set charge. It is determined whether the depth is not less than 0.9 (for example, 0.9). The calculation of the charging depth is performed based on the detection signal from the voltage monitoring circuit 20, and the charging depth calculation means 38 calculates the charging depth based on the detection signal. When the charging depth is equal to or greater than the second set charging depth, the storage battery 4 is sufficiently charged and the charge prohibiting process for the storage battery 4 is performed (step S5), and the storage battery 4 is powered from the solid oxide fuel cell 2. It is not charged by the generated power supplied through the supply line 14 (at this time, the bidirectional inverter 18 is not actuated).

また、充電深度が第２設定充電深度（例えば、０．９）より小さいときには、充電信号生成手段３６は充電信号を生成し、蓄電池４の蓄電力の一部又は全部が消費されて充電可能であるとして蓄電池４の充電許可処理が行われる（ステップＳ６）。この充電許可処理においては、双方向インバータ１８が作動され、固体酸化物形燃料電池２から電力供給ライン１４を通して供給される発電電力の一部が双方向インバータ１８により直流電力に変換されて蓄電池４に蓄電され、充電深度が第２設定充電深度に達するまで蓄電される。   Further, when the charging depth is smaller than the second set charging depth (for example, 0.9), the charging signal generating means 36 generates a charging signal, and a part or all of the stored power of the storage battery 4 is consumed and can be charged. Assuming that there is a charge permission process for the storage battery 4 (step S6). In this charging permission process, the bidirectional inverter 18 is operated, and a part of the generated power supplied from the solid oxide fuel cell 2 through the power supply line 14 is converted into direct current power by the bidirectional inverter 18 to be stored in the storage battery 4. And is stored until the charging depth reaches the second set charging depth.

一方、固体酸化物形燃料電池２の稼働により燃料電池スタックが劣化してその作動温度が設定温度以上に上昇すると、ステップＳ３からステップＳ７に進み、固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力の制限が行われる。即ち、出力制限信号生成手段３０は出力制限信号を生成し、この出力制限信号に基づいて最大出力修正手段３２は、メモリ手段４０に登録された出力修正データから次の最大発電出力値Ｐ（１）を読み出し、読み出した最大発電出力値Ｐ（１）を最大発電出力として下方修正し、下方修正された最大発電出力値Ｐ（１）の範囲内で稼働され、このように最大発電出力を下方修正することによって、固体酸化物形燃料電池２の作動温度の上昇を抑えることができる。尚、固体酸化物形燃料電池２の発電出力の制限は、インバータ１０の負荷側出力を制限するとともに、流量コントローラ８を制御して固体酸化物形燃料電池２に供給される燃料ガスの供給量を制御することによって行われる。   On the other hand, when the fuel cell stack deteriorates due to the operation of the solid oxide fuel cell 2 and its operating temperature rises above the set temperature, the process proceeds from step S3 to step S7, where the maximum power output of the solid oxide fuel cell 2 is increased. Restrictions are made. That is, the output limit signal generating means 30 generates an output limit signal, and based on this output limit signal, the maximum output correcting means 32 determines the next maximum power generation output value P (1) from the output correction data registered in the memory means 40. ) Is read out, the read out maximum generated output value P (1) is corrected downward as the maximum generated output, and is operated within the range of the downward corrected maximum generated output value P (1). By correcting it, an increase in the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 can be suppressed. The restriction on the power generation output of the solid oxide fuel cell 2 restricts the load side output of the inverter 10 and controls the flow rate controller 8 to supply the fuel gas supplied to the solid oxide fuel cell 2. Is done by controlling.

このようにして固体酸化物形燃料電池２の出力制限が行われると、ステップＳ８に移り、蓄電池４の充電深度が第１設定充電深度（例えば、０．１）以上であるか判断される。この充電深度が第１設定充電深度以上であるときには、蓄電池４に電力が蓄えられていて放電が可能として放電信号生成手段３４が放電信号を生成し、蓄電池４の放電許可処理が行われる（ステップＳ９）。この放電許可処理においては、双方向インバータ１８が作動され、蓄電池４に蓄えられた電力が双方向インバータ１８にて交流電力に変換され、固体酸化物形燃料電池２からの発電電力とともに電力供給ライン１４を通して電力負荷１６に供給され、この電力負荷１６にて消費される。このように蓄電池４に蓄電された電力が消費されるので、固体酸化物形燃料電池２の出力制限による発電電力の低下を蓄電池４からの電力によって補うことができ、燃料電池システム全体として電力負荷１６に対して所望の電力を供給することができる。   When the output limitation of the solid oxide fuel cell 2 is thus performed, the process proceeds to step S8, and it is determined whether the charge depth of the storage battery 4 is equal to or greater than a first set charge depth (for example, 0.1). When the depth of charge is equal to or greater than the first set charge depth, electric power is stored in the storage battery 4 and discharge is possible, the discharge signal generation means 34 generates a discharge signal, and discharge permission processing for the storage battery 4 is performed (step) S9). In this discharge permission process, the bidirectional inverter 18 is operated, and the electric power stored in the storage battery 4 is converted into AC power by the bidirectional inverter 18, and the power supply line together with the generated power from the solid oxide fuel cell 2. 14 is supplied to the power load 16 and is consumed by the power load 16. Since the electric power stored in the storage battery 4 is consumed in this way, a decrease in the generated power due to the output limitation of the solid oxide fuel cell 2 can be compensated by the electric power from the storage battery 4, and the power load of the fuel cell system as a whole The desired power can be supplied to 16.

また、充電深度が第１設定充電深度（例えば、０．１）より小さいときには、ステップＳ８からステップＳ１０に進み、蓄電池４の蓄電力がほぼ消費されたとして蓄電池４の放電禁止処理が行われ（ステップＳ１０）、蓄電池４から電力供給ライン１４に電力が供給されることはない（このとき、双方向インバータ１８が作用されることはない）。   Further, when the charging depth is smaller than the first set charging depth (for example, 0.1), the process proceeds from step S8 to step S10, and the storage battery 4 discharge prohibiting process is performed on the assumption that the stored power of the storage battery 4 is almost consumed ( Step S10), no power is supplied from the storage battery 4 to the power supply line 14 (at this time, the bidirectional inverter 18 is not operated).

固体酸化物形燃料電池２の燃料電池スタックの劣化が進行すると、その作動温度が上昇するが、このように固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力を制限することによって、その作動温度の上昇が抑えられ、これによって、固体酸化物形燃料電池２の劣化の促進を抑えることができ、その寿命を長くすることができる。また、固体酸化物形燃料電池２の作動温度が設定温度を上昇する毎にその発電出力が制限されるので、作動温度が設定温度を超える頻度が多くなると、この固体酸化物形燃料電池２は最大発電出力側において中間出力で稼働されるようになり、これによって、固体酸化物形燃料電池２の寿命を長くすることができる。   When the deterioration of the fuel cell stack of the solid oxide fuel cell 2 progresses, its operating temperature rises. By limiting the maximum power output of the solid oxide fuel cell 2 in this way, the operating temperature rises. As a result, the deterioration of the solid oxide fuel cell 2 can be prevented from being accelerated, and its life can be extended. Moreover, since the power generation output is limited every time the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 rises to the set temperature, if the frequency at which the operating temperature exceeds the set temperature increases, the solid oxide fuel cell 2 The maximum power generation output side is operated at an intermediate output, whereby the life of the solid oxide fuel cell 2 can be extended.

次に、図６〜図１０を参照して、固体酸化物形燃料電池システムの他の実施形態について説明する。図６は、他の実施形態の固体酸化物形燃料電池システムの制御系を簡略的に示すブロック図であり、図７は、固体酸化物形燃料電池における劣化前後の発電電流と発電電圧との関係を示す図であり、図８は、最大発電電力に関する出力修正データを示す図であり、図９は、最小発電電力に関する出力修正データを示す図であり、図１０は、図６の固体酸化物形燃料電池システムの作動の流れを示すフローチャートである。尚、他の実施形態において、図１〜図５に示す実施形態と実質上同一のものには同一の参照番号を付し、その説明を省略する。   Next, another embodiment of the solid oxide fuel cell system will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram schematically showing a control system of a solid oxide fuel cell system according to another embodiment, and FIG. 7 is a graph showing generation current and generated voltage before and after deterioration in the solid oxide fuel cell. FIG. 8 is a diagram illustrating output correction data relating to the maximum generated power, FIG. 9 is a diagram illustrating output correction data relating to the minimum generated power, and FIG. 10 is a diagram illustrating solid oxidation in FIG. It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of a physical fuel cell system. In other embodiments, components substantially the same as those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図６において、この他の実施形態の固体酸化物形燃料電池システムにおける制御手段２２Ａは、温度上昇判定手段２８に加えて電圧低下判定手段５２を備えており、固体酸化物形燃料電池２の燃料電池スタックの劣化に伴う作動温度の上昇と出力電圧の低下に基づいて固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するように構成されている。即ち、固体酸化物形燃料電池２の燃料電池スタック（図示せず）の作動温度を検知するために熱電対２４が設けられているとともに、固体酸化物形燃料電池２の出力側に電圧測定回路５４が設けられ、この電圧測定回路５４は固体酸化物形燃料電池２の出力電圧を検知し、熱電対２４及び電圧測定回路５４からの検知信号が制御手段２２Ａに送給される。   In FIG. 6, the control means 22 </ b> A in the solid oxide fuel cell system of this other embodiment includes a voltage drop determination means 52 in addition to the temperature rise determination means 28, and the fuel of the solid oxide fuel cell 2. The power generation output of the solid oxide fuel cell is limited based on an increase in operating temperature and a decrease in output voltage accompanying the deterioration of the battery stack. That is, a thermocouple 24 is provided to detect the operating temperature of a fuel cell stack (not shown) of the solid oxide fuel cell 2, and a voltage measuring circuit is provided on the output side of the solid oxide fuel cell 2. 54 is provided, and this voltage measurement circuit 54 detects the output voltage of the solid oxide fuel cell 2, and the detection signals from the thermocouple 24 and the voltage measurement circuit 54 are sent to the control means 22A.

電圧低下判定手段５２は、電圧測定回路５４の検知信号に基づいて固体酸化物形燃料電池２の出力電圧が設定電圧（例えば、出力１ｋＷ時で１４０Ｖ）以下であるかを判定し、この出力電圧が設定電圧以下であると、固体酸化物形燃料電池の出力電圧を制限するように構成されている。この他の実施形態では、出力制限信号生成手段３０Ａは温度上昇判定手段２８の判定結果に基づいて出力制限信号を生成するとともに、電圧低下判定手段５２の判定結果に基づいて出力制限信号を生成し、出力修正手段３２Ａは上記出力制限信号に基づいて固体酸化物形燃料電池２の発電出力を後述する如く修正する。   The voltage drop determination means 52 determines whether the output voltage of the solid oxide fuel cell 2 is equal to or lower than a set voltage (for example, 140 V at an output of 1 kW) based on the detection signal of the voltage measurement circuit 54, and this output voltage Is configured to limit the output voltage of the solid oxide fuel cell when the voltage is equal to or lower than the set voltage. In this other embodiment, the output limit signal generating unit 30A generates an output limit signal based on the determination result of the temperature rise determination unit 28 and generates an output limit signal based on the determination result of the voltage drop determination unit 52. The output correcting means 32A corrects the power generation output of the solid oxide fuel cell 2 based on the output restriction signal as described later.

ここで、図７〜図９を参照して、固体酸化物形燃料電池２の劣化による出力電流と出力電圧の特性変化について説明する。固体酸化物形燃料電池２においては、燃料電池スタックが劣化すると、その出力電圧が低下し、その発電出力が大きいほど電圧低下率も大きくなる。この発電電圧の低下は、主として電極性能の低下、接触抵抗の増大といった内部抵抗の増大であり、簡略化すると、次式で示すことができる。   Here, with reference to FIG. 7 to FIG. 9, characteristics of the output current and the output voltage due to deterioration of the solid oxide fuel cell 2 will be described. In the solid oxide fuel cell 2, when the fuel cell stack deteriorates, the output voltage decreases, and the voltage decrease rate increases as the power generation output increases. This decrease in the generated voltage is mainly due to an increase in internal resistance such as a decrease in electrode performance and an increase in contact resistance.

発電電圧（Ｖ）＝電流０Ａ時の電圧（Ｖ）−
〔内部抵抗（Ωｃｍ２）×電流（Ａ／ｃｍ２）〕 ・・・（１）
例えば、一定の発電電流（例えば、０．５Ａ／ｃｍ２とする）での発電電圧が低下したときの発電電流と発電電圧との関係は、例えば図７に示すように変化する。図７において、実線Ｖ０は劣化前の発電電流−発電電圧の特性曲線であり、破線Ｖ１、Ｖ２、Ｖ（ｎ）は劣化後の発電電流−発電電圧の特性曲線であり、劣化が進行するに伴って燃料電池スタックでの電圧低下が増大して発電電流ー発電電流の特性曲線は下方に移動する傾向、即ち発電電圧が低下する傾向にある。このようなことから、劣化の進行に伴って固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力が下方修正される（このことは、発電電流に置き換えると、発電電流に対する発電電圧が下方修正される）ようにその最大発電出力に関する出力修正データが図８に示すように表形式でメモリ手段４０Ａに登録されている。 Generated voltage (V) = Voltage at current 0A (V)-
[Internal resistance (Ωcm 2 ) × current (A / cm 2 )] (1)
For example, the relationship between the power generation current and the power generation voltage when the power generation voltage at a constant power generation current (for example, 0.5 A / cm 2 ) decreases changes as shown in FIG. 7, for example. In FIG. 7, a solid line V0 is a characteristic curve of the generated current-generated voltage before deterioration, and broken lines V1, V2, and V (n) are generated characteristic curves of the generated current-generated voltage after deterioration, and the deterioration proceeds. Along with this, the voltage drop in the fuel cell stack increases and the characteristic curve of the generated current-generated current tends to move downward, that is, the generated voltage tends to decrease. For this reason, the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell 2 is corrected downward as the deterioration progresses (this means that the power generation voltage relative to the power generation current is corrected downward when replaced with the power generation current). As described above, the output correction data relating to the maximum power generation output is registered in the memory means 40A in a tabular form as shown in FIG.

この他の形態では、更に、固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力が下方修正されると同時に、その最小発電出力が上方修正されるように構成されており、このことに関連して、その最小発電出力に関する出力修正データが図９に示すように表形式でメモリ４０Ａに登録されている。   In this other embodiment, the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell 2 is further corrected downward, and at the same time, the minimum power generation output is upwardly corrected. Output correction data relating to the minimum power generation output is registered in the memory 40A in a table format as shown in FIG.

メモリ手段４０Ａに登録されている最大発電電力についての出力修正データは、例えば、図８に示す通りであり、温度上昇判定手段２８の判定結果に基づいて最大発電電力が下方修正される場合、図８のｍ欄に沿って順に下方修正され、例えば、Ｐｍａｘ（０，０）からＰｍａｘ（１，０）、Ｐｍａｘ（２，０）・・・と下方修正され、また電圧低下判定手段５２の判定結果に基づいて最大発電電力が下方修正される場合、図８のｎ欄に沿って順に下方修正され、例えば、Ｐｍａｘ（０，０）からＰｍａｘ（０，１）、Ｐｍａｘ（０，２）・・・と下方修正される。そして、最大発電出力が例えばＰｍａｘ（１，１）であるときに固体酸化物形燃料電池２の作動温度が設定温度以上に上昇すると、出力修正手段３２Ａは最大発電出力としてＰｍａｘ（２，１）と下方修正し、また、最大発電出力が例えばＰｍａｘ（１，１）であるときに固体酸化物形燃料電池２の発電電圧が設定電圧以下に低下すると、出力修正手段３２Ａは最大発電出力としてＰｍａｘ（１，２）と下方修正する。   The output correction data for the maximum generated power registered in the memory unit 40A is, for example, as shown in FIG. 8, and when the maximum generated power is corrected downward based on the determination result of the temperature rise determination unit 28, FIG. 8 is corrected downward in order along the m column, for example, Pmax (0, 0) is corrected downward from Pmax (1, 0), Pmax (2, 0)... When the maximum generated power is downwardly corrected based on the result, it is downwardly corrected in order along the n column in FIG. 8, for example, Pmax (0,0) to Pmax (0,1), Pmax (0,2).・ ・ It is revised downward. If the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 rises to a set temperature or higher when the maximum power generation output is Pmax (1, 1), for example, the output correcting means 32A sets Pmax (2, 1) as the maximum power generation output. If the power generation voltage of the solid oxide fuel cell 2 decreases below the set voltage when the maximum power generation output is, for example, Pmax (1, 1), the output correction means 32A sets Pmax as the maximum power generation output. Correct downward (1, 2).

また、メモリ手段４０Ａに登録されている最小発電電力についての出力修正データは、例えば、図９に示す通りであり、温度上昇判定手段２８の判定結果に基づいて最小発電出力が上方修正される場合、図９のｍ欄に沿って順に上方修正され、例えば、Ｐｍｉｎ（０，０）からＰｍｉｎ（１，０）、Ｐｍｉｎ（２，０）・・・と上方修正され、また電圧低下判定手段５２の判定結果に基づいて最小発電電力が上方修正される場合、図９のｎ欄に沿って順に上方修正され、例えば、Ｐｍｉｎ（０，０）からＰｍｉｎ（０，１）、Ｐｍｉｎ（０，２）・・・と上方修正される。そして、最小発電出力が例えばＰｍｉｎ（１，１）であるときに固体酸化物形燃料電池２の作動温度が設定温度以上に上昇すると、出力修正手段３２Ａは最小発電出力としてＰｍｉｎ（２，１）と上方修正し、また、最小発電出力が例えばＰｍａｘ（１，１）であるときに固体酸化物形燃料電池２の発電電圧が設定電圧以下に低下すると、出力修正手段３２Ａは最小発電出力としてＰｍｉｎ（１，２）と上方修正する。   Further, the output correction data for the minimum generated power registered in the memory means 40A is, for example, as shown in FIG. 9, and the minimum generated output is corrected upward based on the determination result of the temperature rise determination means 28. 9 are sequentially corrected along the column m in FIG. 9, for example, upwardly corrected from Pmin (0, 0) to Pmin (1, 0), Pmin (2, 0). When the minimum generated power is upwardly corrected based on the determination result, the upward correction is made in order along the column n in FIG. 9, for example, Pmin (0, 0) to Pmin (0, 1), Pmin (0, 2). ) ... and revised upward. If the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 rises to a set temperature or higher when the minimum power generation output is, for example, Pmin (1, 1), the output correction means 32A sets Pmin (2, 1) as the minimum power generation output. Further, when the power generation voltage of the solid oxide fuel cell 2 falls below the set voltage when the minimum power generation output is, for example, Pmax (1, 1), the output correction means 32A sets Pmin as the minimum power generation output. Correct upwards to (1,2).

このように固体酸化物形燃料電池２の発電出力に関し、最大発電出力と最小発電出力が設定され、その発電出力が最大発電出力と最小発電出力との間の範囲となるように稼働されるものにおいては、この最大発電出力（例えば、１ｋＷに設定される）と最小発電出力（例えば、３００Ｗに設定される）との比が２．０以上であるように設定され、このような固体酸化物形燃料電池２においては、発電出力が大きく変動する分野、例えば家庭用の分野に好都合に適用することができ、上述した制御を行うことによって固体酸化物形燃料電池の劣化を抑えることができる。尚、この他の実施形態におけるその他の構成は、図１〜図５に示す実施形態と実質上同一である。   Thus, regarding the power generation output of the solid oxide fuel cell 2, the maximum power generation output and the minimum power generation output are set, and the power generation output is operated so as to be in a range between the maximum power generation output and the minimum power generation output. In such a solid oxide, the ratio of the maximum power generation output (for example, set to 1 kW) and the minimum power generation output (for example, set to 300 W) is set to 2.0 or more. The fuel cell 2 can be advantageously applied to a field where the power generation output greatly fluctuates, for example, a field for home use, and the deterioration of the solid oxide fuel cell can be suppressed by performing the above-described control. In addition, the other structure in this other embodiment is substantially the same as embodiment shown in FIGS.

次に、主として図６及び図１０を参照して、この固体酸化物形燃料電池システムの作動の流れについて説明する。固体酸化物形燃料電池システムが稼働する（ステップＳ１１）と、固体酸化物形燃料電池２（具体的には、燃料電池スタック）の作動温度の測定が行われ（ステップＳ１２）、温度上昇判定手段２８は熱電対２４による検知温度（即ち、固体酸化物形燃料電池２の作動温度）が設定温度（例えば、８００℃）以上であるか判断される（ステップＳ１３）。   Next, the operation flow of this solid oxide fuel cell system will be described mainly with reference to FIGS. When the solid oxide fuel cell system is operated (step S11), the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 (specifically, the fuel cell stack) is measured (step S12), and the temperature rise determination means. 28 determines whether the temperature detected by the thermocouple 24 (that is, the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2) is equal to or higher than a set temperature (for example, 800 ° C.) (step S13).

固体酸化物形燃料電池２の稼働により燃料電池スタックが劣化してその作動温度が設定温度以上に上昇すると、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力の制限が行われる。即ち、出力制限信号生成手段３０Ａは出力制限信号を生成し、この出力制限信号に基づいて出力修正手段３２Ａは、メモリ手段４０Ａに登録された最大発電出力に関する出力修正データ（図８参照）から次の最大発電出力値Ｐｍａｘ（１，０）を読み出し、読み出した最大発電出力値Ｐｍａｘ（１，０）を最大発電出力として下方修正するとともに、メモリ手段４０Ａに登録された最小発電出力に関する出力修正データ（図９参照）から次の最小発電出力値Ｐｍｉｎ（１，０）を読み出し、読み出した最小発電出力値Ｐｍｉｎ（１，０）を最小発電出力として上方修正する。このように発電出力を制限すると、最大発電出力側及び最小発電出力側の双方が中間出力側に修正され、これによって、固定酸化物形燃料電池２の寿命を伸ばすことができる。   When the fuel cell stack deteriorates due to the operation of the solid oxide fuel cell 2 and its operating temperature rises to a set temperature or higher, the process proceeds from step S13 to step S14, where the maximum power output of the solid oxide fuel cell 2 is limited. Done. In other words, the output limit signal generating means 30A generates an output limit signal, and based on this output limit signal, the output correcting means 32A follows the output correction data (see FIG. 8) relating to the maximum power generation output registered in the memory means 40A. The maximum power generation output value Pmax (1, 0) is read out, the read maximum power generation output value Pmax (1, 0) is corrected downward as the maximum power generation output, and the output correction data relating to the minimum power generation output registered in the memory means 40A The next minimum power generation output value Pmin (1, 0) is read from (see FIG. 9), and the read minimum power generation output value Pmin (1, 0) is corrected upward as the minimum power generation output. When the power generation output is limited in this way, both the maximum power generation output side and the minimum power generation output side are corrected to the intermediate output side, and thereby the life of the fixed oxide fuel cell 2 can be extended.

このように固体酸化物形燃料電池２の発電出力が制限されると、次にステップＳ１５に進み、蓄電池４の充電深度が第１設定充電深度（例えば、０．１）以上であるか判断される。この充電深度が第１設定充電深度以上であるときには、放電信号生成手段３４が放電信号を生成し、蓄電池４の放電許可処理が行われ（ステップＳ１６）、蓄電池４に蓄えられた電力が上述したと同様にして双方向インバータ１８にて交流電力に変換された後に電力負荷１６に供給される。   When the power generation output of the solid oxide fuel cell 2 is thus limited, the process proceeds to step S15, where it is determined whether the charge depth of the storage battery 4 is equal to or greater than a first set charge depth (for example, 0.1). The When the depth of charge is equal to or greater than the first set charge depth, the discharge signal generation means 34 generates a discharge signal, the discharge permission process of the storage battery 4 is performed (step S16), and the power stored in the storage battery 4 is as described above. In the same manner as above, it is converted into AC power by the bidirectional inverter 18 and then supplied to the power load 16.

また、充電深度が第１設定充電深度（例えば、０．１）より小さいときには、ステップＳ１５からステップＳ１７に進み、蓄電池４の放電禁止処理が行われ、蓄電池４から電力供給ライン１４に電力が供給されることはない。   Further, when the charging depth is smaller than the first set charging depth (for example, 0.1), the process proceeds from step S15 to step S17, the discharge prohibiting process of the storage battery 4 is performed, and power is supplied from the storage battery 4 to the power supply line 14. It will never be done.

一方、固体酸化物形燃料電池２の作動温度が所定温度状態に保たれているときには、ステップＳ１３からステップＳ１８に進み、固体酸化物形燃料電池２の発電電圧（出力電圧）の測定が行われる。この発電電圧の測定は、電圧測定回路５４により行われ、電圧測定回路５４からの検知信号が制御手段２２Ａに送給される。そして、固体酸化物形燃料電池２の発電電圧（出力電圧）が設定電圧以下であるか判断される（ステップＳ１９）。固体酸化物形燃料電池２の発電電圧（出力電圧）が設定電圧以下であると、ステップＳ２０に進み、固体酸化物形燃料電池２の出力制限が行われる。即ち、出力制限信号生成手段３０Ａは出力制限信号を生成し、この出力制限信号に基づいて出力修正手段３２Ａは、メモリ手段４０Ａに登録された最大発電出力に関する出力修正データ（図８参照）から次の最大発電出力値Ｐｍａｘ（０，１）を読み出し、読み出した最大発電出力値Ｐｍａｘ（０，１）を最大発電出力として下方修正するとともに、メモリ手段４０Ａに登録された最小発電出力に関する出力修正データ（図９参照）から次の最小発電出力値Ｐｍｉｎ（０，１）を読み出し、読み出した最小発電出力値Ｐｍｉｎ（０，１）を最小発電出力として上方修正する。このように発電出力を制限すると、固体酸化物形燃料電池２の発電電流に対する発電電圧が下方修正されるようになり、この下方修正された発電電圧が設定電圧として修正登録され、次はこの修正設定電圧を用いてステップＳ１９での判断が行われる。このときにおいても最大発電出力側及び最小発電出力側の双方が中間出力側に修正され、これによって、固定酸化物形燃料電池２の寿命を伸ばすことができる。   On the other hand, when the operating temperature of the solid oxide fuel cell 2 is maintained at a predetermined temperature state, the process proceeds from step S13 to step S18, and the generated voltage (output voltage) of the solid oxide fuel cell 2 is measured. . The measurement of the generated voltage is performed by the voltage measurement circuit 54, and the detection signal from the voltage measurement circuit 54 is sent to the control means 22A. Then, it is determined whether the power generation voltage (output voltage) of the solid oxide fuel cell 2 is equal to or lower than the set voltage (step S19). When the power generation voltage (output voltage) of the solid oxide fuel cell 2 is equal to or lower than the set voltage, the process proceeds to step S20, and the output of the solid oxide fuel cell 2 is limited. In other words, the output limit signal generating means 30A generates an output limit signal, and based on this output limit signal, the output correcting means 32A follows the output correction data (see FIG. 8) relating to the maximum power generation output registered in the memory means 40A. The maximum power generation output value Pmax (0, 1) is read out, the read maximum power generation output value Pmax (0, 1) is corrected downward as the maximum power generation output, and the output correction data relating to the minimum power generation output registered in the memory means 40A. The next minimum power generation output value Pmin (0, 1) is read from (see FIG. 9), and the read minimum power generation output value Pmin (0, 1) is corrected upward as the minimum power generation output. When the power generation output is limited in this way, the power generation voltage with respect to the power generation current of the solid oxide fuel cell 2 is corrected downward, and the power generation voltage corrected downward is corrected and registered as a set voltage. The determination in step S19 is performed using the set voltage. Even at this time, both the maximum power generation output side and the minimum power generation output side are corrected to the intermediate output side, whereby the life of the fixed oxide fuel cell 2 can be extended.

このように固体酸化物形燃料電池２の発電出力が制限されると、次にステップＳ１５に進み、上述したと同様に、蓄電池４の充電深度が第１設定充電深度以上であるときにはステップＳ１５からステップＳ１６に進み、蓄電池４の放電許可処理が行われ、また、蓄電池４の充電深度が第１設定充電深度より小さいときにはステップＳ１５からステップＳ１７に進み、蓄電池４の放電禁止処理が行われる。   When the power generation output of the solid oxide fuel cell 2 is thus limited, the process proceeds to step S15, and when the charging depth of the storage battery 4 is equal to or greater than the first set charging depth, as described above, from step S15. Proceeding to step S16, the discharge permission process for the storage battery 4 is performed, and when the charge depth of the storage battery 4 is smaller than the first set charge depth, the process proceeds from step S15 to step S17, and the discharge prohibiting process for the storage battery 4 is performed.

また、固体酸化物形燃料電池２の発電電圧（出力電圧）が設定電圧より大きいと、ステップＳ１９からステップＳ２１に進み、蓄電池４の充電深度が第２設定充電深度（例えば、０．９）以上であるか判断される。上述したと同様に、この充電深度が第２設定充電深度以上であるときには、ステップＳ２１からステップＳ２２に進み、蓄電池４の充電禁止処理が行われ、また充電深度が第２設定充電深度（例えば、０．９）より小さいときには、ステップＳ２１からステップＳ２３に進み、蓄電池４の充電許可処理が行われる。   If the power generation voltage (output voltage) of the solid oxide fuel cell 2 is larger than the set voltage, the process proceeds from step S19 to step S21, and the charge depth of the storage battery 4 is equal to or greater than the second set charge depth (for example, 0.9). It is judged whether it is. As described above, when the charging depth is equal to or greater than the second set charging depth, the process proceeds from step S21 to step S22, the charging prohibition process of the storage battery 4 is performed, and the charging depth is set to the second set charging depth (for example, When the value is smaller than 0.9), the process proceeds from step S21 to step S23, and charging permission processing of the storage battery 4 is performed.

この他の実施形態においては、固体酸化物形燃料電池２の燃料電池スタックの劣化が進行してその作動温度が上昇する、又はその発電電圧が低下すると、固体酸化物形燃料電池２の最大発電出力が制限されるので、固体酸化物形燃料電池２は中間出力状態で稼働されるようになり、これによって、燃料電池スタックの劣化の促進を抑え、その寿命を長くすることができる。   In this other embodiment, when the deterioration of the fuel cell stack of the solid oxide fuel cell 2 progresses and the operating temperature rises or the power generation voltage decreases, the maximum power generation of the solid oxide fuel cell 2 occurs. Since the output is limited, the solid oxide fuel cell 2 is operated in an intermediate output state, thereby suppressing the deterioration of the fuel cell stack and extending its life.

以上、本発明に従う固体酸化物形燃料電池システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。   As mentioned above, although the embodiment of the solid oxide fuel cell system according to the present invention has been described, the present invention is not limited to such an embodiment, and various variations and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is.

本発明の効果を確認するために、次の通りの実験を行った。実施例として、１ｋＷ級の固体酸化物形燃料電池と蓄電池とを組み合わせた固体酸化物形燃料電池システムを用い、図６〜図１０に示す実施形態と同様の制御しながら蓄電池による充電、放電を行いながら固体酸化物形燃料電池の劣化を抑えながら１年間運転した後の発電効率を調べた。蓄電池の容量は０．５ｋＷｈ（最大充放電能力０．２ｋＷ）であった。また、１年間を通して運転した負荷条件は、平均的な戸建て一般家庭（年間電力需要量６１００ｋＷｈ）の季節毎の１日の電力使用量データを模擬したものであった。   In order to confirm the effect of the present invention, the following experiment was conducted. As an example, using a solid oxide fuel cell system in which a 1 kW class solid oxide fuel cell and a storage battery are combined, charging and discharging by the storage battery are performed while controlling in the same manner as the embodiment shown in FIGS. The power generation efficiency after operating for one year was examined while suppressing deterioration of the solid oxide fuel cell. The capacity of the storage battery was 0.5 kWh (maximum charge / discharge capacity 0.2 kW). Moreover, the load conditions operated throughout the year simulated the daily power usage data for each season of an average detached household (annual power demand 6100 kWh).

この実施例の結果は、図１１に破線Ｂで示す通りであり、一年間運転した後の平均発電効率は３７．７％−ＬＨＶであった。尚、実線Ａはこの固体酸化物形燃料電池の運転初期の発電効率であった。   The result of this example is as shown by the broken line B in FIG. 11, and the average power generation efficiency after operating for one year was 37.7% -LHV. The solid line A represents the power generation efficiency in the initial operation of the solid oxide fuel cell.

比較例として、実施例と同じ型の１ｋＷ級の固体酸化物形燃料電池を蓄電池と組み合わせることなく用いた固体酸化物形燃料電池システムを使用し、実施例と同じ運転条件で１年間運転した後の発電効率を調べた。この比較例の結果は、図１１の一点鎖線Ｃで示す通りであり、その平均発電効率は３５．５％−ＬＨＶであった。   As a comparative example, a solid oxide fuel cell system using a 1 kW class solid oxide fuel cell of the same type as that of the example without being combined with a storage battery was used and operated for one year under the same operating conditions as in the example. The power generation efficiency of was investigated. The result of this comparative example is as shown by the alternate long and short dash line C in FIG. 11, and the average power generation efficiency was 35.5% -LHV.

この実験結果から、季節毎の１日の負荷パターンを考慮しながら一年間運転したときの固体酸化物形燃料電池の平均発電効率は、蓄電池を使用しなかった場合は３５．５％−ＬＨＶ（運転初期の平均発電効率：４２．２％−ＬＨＶ）まで低下したが、蓄電池を使用した場合は３７．７％−ＬＨＶであり、蓄電池を使用しなかった場合に比して２．２ポイント低下が少なく、これによって、蓄電池を使用することによって固体酸化物形燃料電池の劣化を抑えられることが確認できた。   From this experimental result, the average power generation efficiency of the solid oxide fuel cell when it is operated for one year while considering the daily load pattern of each season is 35.5% -LHV (when the storage battery is not used). Average power generation efficiency at the beginning of operation: 42.2% -LHV), but when using a storage battery, it is 37.7% -LHV, 2.2 points lower than when using no storage battery Thus, it was confirmed that the deterioration of the solid oxide fuel cell can be suppressed by using the storage battery.

一実施形態の固体酸化物形燃料電池システムを簡略的に示すブロック図。1 is a block diagram schematically illustrating a solid oxide fuel cell system according to an embodiment. 図１の固体酸化物形燃料電池システムの制御系を簡略的に示すブロック図。The block diagram which shows simply the control system of the solid oxide fuel cell system of FIG. 固体酸化物形燃料電池における劣化前後の発電電力と作動温度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the electric power generated before and behind deterioration in a solid oxide fuel cell, and operating temperature. 図１の固体酸化物形燃料電池システムにおける出力修正データを示す図。The figure which shows the output correction data in the solid oxide fuel cell system of FIG. 図１の固体酸化物形燃料電池システムの作動の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of an operation | movement of the solid oxide fuel cell system of FIG. 他の実施形態の固体酸化物形燃料電池システムの制御系を簡略的に示すブロック図。The block diagram which shows simply the control system of the solid oxide fuel cell system of other embodiment. 固体酸化物形燃料電池における劣化前後の発電電流−発電電圧の特性曲線を示す図。The figure which shows the characteristic curve of the generated current-generated voltage before and behind deterioration in a solid oxide fuel cell. 最大発電電力に関する出力修正データを示す図。The figure which shows the output correction data regarding maximum generated electric power. 最小発電電力に関する出力修正データを示す図。The figure which shows the output correction data regarding minimum electric power generation. 図６の固体酸化物形燃料電池システムの作動の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of an operation | movement of the solid oxide fuel cell system of FIG. 実施例及び比較例におけるシステム交流出力−発電効率の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the system alternating current output-electric power generation efficiency in an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

２ 固体酸化物形燃料電池
４ 蓄電池
８ 流量コントローラ
１０ インバータ
１６ 電力負荷
１８ 双方向インバータ
２０ 電圧監視回路
２２，２２Ａ 制御手段
２４ 熱電対
２８ 温度上昇判定手段
３０，３０Ａ 出力制限信号生成手段
３２，３２Ａ 出力修正手段
３４ 放電信号生成手段
３６ 充電信号生成手段
３８ 充電震度演算手段
５２ 電圧低下判定手段 2 Solid Oxide Fuel Cell 4 Storage Battery 8 Flow Controller 10 Inverter 16 Power Load 18 Bidirectional Inverter 20 Voltage Monitoring Circuit 22, 22A Control Unit 24 Thermocouple 28 Temperature Rise Determination Unit 30, 30A Output Limit Signal Generation Unit 32, 32A Output Correcting means 34 Discharge signal generating means 36 Charging signal generating means 38 Charging seismic intensity calculating means 52 Voltage drop determining means

Claims (4)

燃料電池反応により電力を発生する固体酸化物形燃料電池と、電力を貯える蓄電池と、前記固体酸化物形燃料電池及び前記蓄電池の作動を制御するための制御手段と、を備えた固体酸化物形燃料電池システムであって、
前記固体酸化物形燃料電池の作動温度が設定温度以上になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するとともに、前記蓄電池からの放電を行い、
また、前記固体酸化物形燃料電池の作動温度が前記設定温度以上になる稼働回数が所定回数以上になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の最大発電出力を下方修正することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システム。 A solid oxide fuel cell that generates electric power by a fuel cell reaction, a storage battery that stores electric power, and a control means for controlling the operation of the solid oxide fuel cell and the storage battery. A fuel cell system,
When the operating temperature of the solid oxide fuel cell is equal to or higher than a set temperature, the control means limits the power generation output of the solid oxide fuel cell and performs discharge from the storage battery ,
In addition, when the number of operation times when the operating temperature of the solid oxide fuel cell is equal to or higher than the set temperature becomes equal to or higher than a predetermined number, the control means corrects the maximum power generation output of the solid oxide fuel cell downward. A solid oxide fuel cell system. 燃料電池反応により電力を発生する固体酸化物形燃料電池と、電力を貯える蓄電池と、前記固体酸化物形燃料電池及び前記蓄電池の作動を制御するための制御手段とを備えた固体酸化物形燃料電池システムであって、
前記固体酸化物形燃料電池の発電電流に対する発電電圧が設定電圧以下になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限するとともに、前記蓄電池からの放電を行い、
また、前記固体酸化物形燃料電池の発電電流に対する発電電圧が前記設定電圧以下になる稼働回数が所定回数以上になると、前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の最大発電電力を下方修正することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システム。 A solid oxide fuel cell comprising a solid oxide fuel cell that generates electric power by a fuel cell reaction, a storage battery that stores electric power, and a control means for controlling the operation of the solid oxide fuel cell and the storage battery A battery system,
When the generated voltage with respect to the generated current of the solid oxide fuel cell is equal to or lower than a set voltage, the control means limits the power generation output of the solid oxide fuel cell and performs discharge from the storage battery ,
In addition, when the number of operation times when the generated voltage with respect to the generated current of the solid oxide fuel cell is equal to or lower than the set voltage becomes a predetermined number of times or more, the control means downwardly corrects the maximum generated power of the solid oxide fuel cell. A solid oxide fuel cell system. 前記制御手段は、前記固体酸化物形燃料電池の発電出力を制限する際に、前記蓄電池の充電深度が設定充電深度以上であるときには前記蓄電池からの放電を行い、前記蓄電池の充電深度が前記設定充電深度より小さいときには前記蓄電池からの放電を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体酸化物形燃料電池システム。 The control means, when limiting the power generation output of the solid oxide fuel cell, discharges from the storage battery when the charging depth of the storage battery is greater than or equal to a set charging depth, and the charging depth of the storage battery is set to the setting 3. The solid oxide fuel cell system according to claim 1, wherein discharge from the storage battery is stopped when the charging depth is smaller than the charging depth . 前記固体酸化物形燃料電池は、最大発電出力と最小発電出力との出力比が２．０以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池システム。 The solid oxide fuel cell system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the solid oxide fuel cell has an output ratio of maximum power output to minimum power output of 2.0 or more. .
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