JP5098967B2 - Fuel cell power generation system - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池発電装置システムに関し、詳しくはアクチュエータまたは制御手段の給電経路の切換えに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell power generator system, and more particularly to switching of a power feeding path of an actuator or a control means.
燃料電池発電装置システムは、発電が開始するには、水素生成器により水素を主成分とする燃料ガスである水素ガスを生成し、生成した水素ガスと酸化剤ガスとをスタックにて反応させて発電を行う。このとき、実際に発電の燃料ガスとなるのに十分な水素リッチな状態のガスを生成するまでには、比較的長い時間(例えば1時間程度)を要する。 In order to start power generation, the fuel cell power generation system generates hydrogen gas, which is a fuel gas mainly composed of hydrogen, by a hydrogen generator, and reacts the generated hydrogen gas and oxidant gas in a stack. Generate electricity. At this time, it takes a relatively long time (for example, about one hour) to generate a hydrogen-rich gas sufficient to actually become a fuel gas for power generation.
その間、燃料電池発電装置システムは、原料ガスの流路を切換える弁や、冷却水を供給するポンプや、水素生成器の温度を水素の改質が十分に行われるまで上昇させるヒータなどの制御が必要である。 Meanwhile, the fuel cell power generation system has controls such as a valve that switches the flow path of the raw material gas, a pump that supplies cooling water, and a heater that raises the temperature of the hydrogen generator until hydrogen reforming is sufficiently performed. is necessary.
そして、これらの弁やポンプやヒータなどの駆動電源は、スタックの発電が開始するまでは系統電源(商用電源)からAC/DCコンバータにより必要な電源を作り、各種弁やポンプ、基板の制御回路などに給電している。 The drive power for these valves, pumps, heaters, etc. is created by the AC / DC converter from the system power supply (commercial power supply) until the stack power generation starts, and the control circuits for various valves, pumps, and boards Power is being supplied to
また、スタックの発電が開始した後は、スタックまたは、スタックからDC/DCコンバータにより必要な電源を作り、各種弁やポンプ、基板の制御回路などに給電している。 In addition, after power generation of the stack is started, necessary power is generated from the stack or a DC / DC converter from the stack, and power is supplied to various valves, pumps, substrate control circuits, and the like.
このように、発電時と非発電時で、各種弁やポンプ、基板の制御回路などに給電元を系統側とスタック側で切換えることにより、発電効率を向上させることができる。 In this way, the power generation efficiency can be improved by switching the power supply source between the system side and the stack side to various valves, pumps, circuit board control circuits and the like during power generation and during non-power generation.
このとき、発電時と非発電時の給電元を切換える方法として、二つの電圧の出力をダイオードオアで接続し、どちらか電圧の高いほうから給電させる方法があり、この方法を用いることで、マイコンソフトや複雑な制御をすることなく、簡単に電源の給電元を切換えることが可能である。
しかし上記従来の構成は、スタックで発電した電力の一部をダイオードで消費(ロス)してしまい、スタックで発電した電力を有効に活用できていないという課題があった。 However, the conventional configuration has a problem that a part of the power generated by the stack is consumed (lost) by the diode, and the power generated by the stack cannot be effectively used.
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑み、アクチュエータまたは制御手段への給電を系統電源側またはスタック側のどちらかに切換える電源切換え手段を備えた燃料電池発電装置システムにおいて、スタックが発電した電力をアクチュエータまたは制御手段に給電する際に、スタックで発電した電力の一部を電源切換え手段で消費(ロス)せず、スタックで発電した電力を有効に活用できるようにすることを目的としている。 Therefore, in view of the above-described conventional problems, the present invention provides power generated by a stack in a fuel cell power generation system including power supply switching means that switches power supply to an actuator or control means to either the system power supply side or the stack side. When power is supplied to the actuator or the control means, a part of the power generated by the stack is not consumed (lost) by the power source switching means, and the power generated by the stack can be used effectively.
上記目的を達成するために、本発明の燃料電池発電装置システムは、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタックと、アクチュエータまたは制御手段と、系統電源の交流電圧を予め設定された前記スタックの最低出力電圧より低い直流電圧に変換するAC/DCコンバータと、前記アクチュエータまたは制御手段への給電を前記AC/DCコンバータの出力側または前記スタックの出力側のどちらかに切換える電源切換え手段と、前記スタックと前記電源切換え手段との接続を前記スタックの発電開始によりONし前記スタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段とを備え、前記電源切換え手段は、前記AC/DCコンバータ側の入力と出力との間には前記入力から前記出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあるが前記スタック切断手段側の入力と前記出力との間にはダイオードがないことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a fuel cell power generation system according to the present invention includes a stack for generating power by reacting hydrogen gas and oxygen, an actuator or control means, and an AC voltage of a system power source set in advance. An AC / DC converter for converting to a DC voltage lower than the lowest output voltage of the stack, and a power source switching means for switching power supply to the actuator or control means to either the output side of the AC / DC converter or the output side of the stack A stack cutting means for turning on the connection between the stack and the power source switching means when the power generation of the stack starts and turning off when the power generation of the stack is stopped, and the power source switching means includes: an input on the AC / DC converter side; There is a diode between the output and the forward direction from the input to the output. Serial between the input of the stack cutting means side and the output is characterized in that there is no diode.
これにより、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間にはダイオードがないので、アクチュエータまたは制御手段の電源としてスタックで発電した電力を用いる場合、ダイオードで電力を消費(ロス)すること防止することができる。 As a result, there is no diode between the input and the output on the stack cutting means side in the power supply switching means. Therefore, when the power generated by the stack is used as the power supply for the actuator or the control means, the diode consumes (loss) power. Can be prevented.
また、スタックが発電(予め設定された最低出力電圧以上の発電)をしてから、電源の供給元が商用電源(系統電源)からスタックに切換わるので、システム動作の安定性を保つことができる。 In addition, since the power source is switched from the commercial power supply (system power supply) to the stack after the stack generates power (power generation above the preset minimum output voltage), the stability of the system operation can be maintained. .
また、電源切換え手段において、系統電源(AC/DCコンバータ)側の入力と出力との間には前記入力から前記出力に向かう方向を順方向とする逆流防止用のダイオードがあり、AC/DCコンバータは、系統電源の交流電圧をスタックの最低出力電圧より低い直流電圧に変換するものであるので、スタックが正常にスタックの最低出力電圧以上の電力で発電している場合は、系統電源とAC/DCコンバータとの接続をOFF(遮断)しなくても、スタック側から電力がアクチュエータまたは制御手段に給電されるので、スタックが正常に発電しているときには系統電源側から電力がアクチュエータまたは制御手段に給電されないようにAC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を設けない構成とすることができ、AC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))の制御も不要となるため、燃料電池発電装置システムの制御が簡単になり、構成が簡単で部品点数が削減できるので、安価でかつ安定動作性を向上させた燃料電池発電装置システムが実現できる。 Further, in the power supply switching means, there is a backflow prevention diode between the input on the system power supply (AC / DC converter) side and the output, in which the direction from the input to the output is the forward direction, and the AC / DC converter Converts the AC voltage of the system power source into a DC voltage lower than the minimum output voltage of the stack. Therefore, when the stack is generating power with power higher than the minimum output voltage of the stack, Even if the connection to the DC converter is not turned off (cut off), power is supplied from the stack side to the actuator or control means. Therefore, when the stack is generating power normally, power is supplied from the system power supply side to the actuator or control means. Install a component that cuts off the connection between the AC / DC converter input and the system power supply so that power is not supplied (for example, a relay). The control of the fuel cell power generation system is easy because it is not necessary to control a component (for example, a relay) that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply. Thus, since the configuration is simple and the number of parts can be reduced, it is possible to realize a fuel cell power generator system that is inexpensive and has improved stable operation.
また、AC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を省略した場合は、一時的(瞬間的に)にスタックの出力電圧が低下してAC/DCコンバータの出力電圧より低くなっても、電源切換え手段により、アクチュエータまたは制御手段への給電をスタック側から系統電源側に瞬時に自動的に切換えることができるので、燃料電池発電装置システムの安定性が向上する。 In addition, when a component that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply (for example, a relay (relay)) is omitted, the stack output voltage decreases temporarily (instantaneously) and the AC / DC converter Even if the output voltage is lower than the output voltage of the DC converter, the power supply switching means can automatically and instantaneously switch the power supply to the actuator or control means from the stack side to the system power supply side. Will improve.
また、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間に逆流防止用のダイオードがなくても、スタックと電源切換え手段との接続をスタックの発電開始によりONしスタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段があるので、スタックで発電していない時に、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタックに逆電圧が印加されることにより、スタックの寿命が縮まったり、スタックが破壊されたりするといった故障を防止できる。 Even if there is no backflow prevention diode between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means, the connection between the stack and the power supply switching means is turned on when the power generation of the stack is started and turned off when the power generation of the stack is stopped. Since there is a stack cutting means that does not generate power in the stack, it is possible to prevent inflow of power from the AC / DC converter side to the stack, and by applying a reverse voltage to the stack, Failures such as shortening the life of the stack or destroying the stack can be prevented.
さらに、AC/DCコンバータの異常動作などが原因でAC/DCコンバータの出力電圧がスタックの出力電圧より高くなってしまったような場合に、スタック切断手段により電源切換え手段とスタックとの接続を遮断するようにすれば、スタックへの電力の流入を防止することができるので、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter becomes higher than the output voltage of the stack due to abnormal operation of the AC / DC converter, the connection between the power source switching means and the stack is cut off by the stack cutting means. By doing so, it is possible to prevent the inflow of electric power to the stack, and thus it is possible to prevent the expansion of failure damage during abnormal operation of the fuel cell power generation system.
また、別の本発明の燃料電池発電装置システムは、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタックと、アクチュエータまたは制御手段と、系統電源の交流電圧を予め設定された前記スタックの最低出力電圧より低い直流電圧に変換するAC/DCコンバータと、前記アクチュエータまたは制御手段への給電を前記AC/DCコンバータの出力側または前記スタックの出力側のどちらかに切換える電源切換え手段と、前記スタックと前記電源切換え手段との接続を前記スタックの発電開始によりONし前記スタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段と、前記電源切換え手段における前記スタック切断手段側の入力と出力との間を前記スタックの発電開始により短絡し前記スタックの発電停止により短絡を解除する短絡手段とを備え、前記電源切換え手段は、前記AC/DCコンバータ側の入力と出力との間と前記スタック切断手段側の入力と前記出力との間の両方に前記出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあることを特徴とするものである。 Further, another fuel cell power generation system of the present invention includes a stack for generating power by reacting hydrogen gas and oxygen, an actuator or control means, and a minimum output of the stack in which an AC voltage of a system power supply is preset. An AC / DC converter that converts the voltage to a DC voltage lower than the voltage; power supply switching means that switches power supply to the actuator or control means to either the output side of the AC / DC converter or the output side of the stack; and the stack; The stack cutting means that turns on the connection with the power supply switching means when the power generation of the stack starts and turns off when the power generation of the stack stops, and the input and output between the stack cutting means side of the power supply switching means and the output of the stack Short-circuit means for short-circuiting when starting power generation and releasing the short-circuit when power generation is stopped in the stack The power supply switching means includes a diode whose forward direction is between the input and output on the AC / DC converter side and between the input and output on the stack cutting means side. It is characterized by being.
上記構成において、電源切換え手段は、AC/DCコンバータ側の入力と出力との間とスタック切断手段側の入力と出力との間の両方に出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあるが、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間をスタックの発電開始により短絡しスタックの発電停止により短絡を解除する短絡手段を備えているので、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間が短絡されている時(スタック発電中)は、実質的に先の本発明と同様の構成となり、先の本発明と同様の作用、効果を得ることができる。 In the above configuration, the power source switching means includes a diode whose forward direction is between the input and output on the AC / DC converter side and between the input and output on the stack cutting means side. Since there is a short-circuit means for short-circuiting between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means by starting the power generation of the stack and releasing the short-circuit by stopping the power generation of the stack, the input on the stack cutting means side in the power supply switching means When the output and the output are short-circuited (during stack power generation), the configuration is substantially the same as in the previous invention, and the same operations and effects as in the previous invention can be obtained.
また、スタックで発電していない時は、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間が短絡されておらず、電源切換え手段におけるスタック(スタック切断手段)側の入力と出力との間に前記出力に向かう方向が順方向となるように設けられた逆流防止用のダイオードが有効となるので、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタックに逆電圧が印加されることにより、スタックの寿命が縮まったり、スタックが破壊されたりするといった故障を防止できる。 In addition, when power is not generated in the stack, the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means are not short-circuited, and the input and output on the stack (stack cutting means) side in the power supply switching means are not Since the diode for preventing backflow provided in such a manner that the direction toward the output becomes the forward direction in between is effective, the connection is turned off while the stack cutting means keeps the connection between the stack and the power supply switching means. Even if there is a malfunction or failure that does not occur (for example, when the stack cutting means is a component such as a relay and the contact point of the relay is short-circuited), the AC / DC converter side to the stack Inflow of power can be prevented, and by applying a reverse voltage to the stack, the life of the stack is shortened and Click can prevent failure such or break.
さらに、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える異常状態の場合に、短絡手段が、電源切換え手段におけるスタック(スタック切断手段)側の入力と出力との間の短絡を解除するように構成すれば、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタックへの異常な電力の流入を防止することができるので、燃料電池の発電効率を向上させつつ、かつシステムの異常動作時の(システムの一部品が故障したときの)故障被害の拡大を防止することができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter is in an abnormal state exceeding a predetermined voltage, the short-circuit means is configured to release the short-circuit between the input and output on the stack (stack cutting means) side in the power supply switching means. If there is a problem or failure that the stack cutting means does not turn off the connection while the connection between the stack and the power supply switching means remains ON (for example, the stack cutting means is a component such as a relay, Even if the relay contacts are short-circuited), abnormal power inflow to the stack can be prevented, improving the power generation efficiency of the fuel cell and at the time of abnormal system operation (system This can prevent the spread of damage (when one component fails).
本発明の燃料電池発電装置システムは、アクチュエータまたは制御手段にスタック側からの電源供給を行うときは、ダイオードを通さずに給電を行うので、スタックで発電した電力をダイオードでロスさせることなく有効利用できるので、燃料電池の発電効率を向上させることができる。 In the fuel cell power generation system of the present invention, when power is supplied from the stack side to the actuator or the control means, power is supplied without passing through the diode, so that the power generated by the stack is effectively used without loss by the diode. Therefore, the power generation efficiency of the fuel cell can be improved.
また、スタックが発電(予め設定された最低出力電圧以上の発電)をしてから、電源の供給元が商用電源(系統電源)からスタックに切換わるので、システム動作の安定性を保つことができる。 In addition, since the power source is switched from the commercial power supply (system power supply) to the stack after the stack generates power (power generation above the preset minimum output voltage), the stability of the system operation can be maintained. .
また、スタックが正常にスタックの最低出力電圧以上の電力で発電している場合は、系統電源とAC/DCコンバータとの接続をOFF(遮断)しなくても、スタック側から電力がアクチュエータまたは制御手段に給電されるので、スタックが正常に発電しているときには系統電源側から電力がアクチュエータまたは制御手段に給電されないようにAC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を設けない構成とすることができ、AC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))の制御も不要となるため、燃料電池発電装置システムの制御が簡単になり、構成が簡単で部品点数が削減できるので、安価でかつ安定動作性を向上させた燃料電池発電装置システムが実現できる。 In addition, when the stack is generating power with power higher than the minimum output voltage of the stack, the power is supplied from the stack side to the actuator or control without turning off (cutting off) the connection between the system power supply and the AC / DC converter. Since the power is supplied to the means, a component that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply so that the power is not supplied to the actuator or the control means from the system power supply side when the stack is normally generating power (for example, It is possible to adopt a configuration in which a relay (relay) is not provided, and it is not necessary to control a component (for example, a relay (relay)) that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply. Fuel cell power generation that is inexpensive and has improved stable operation because the control of the device system is simplified, the configuration is simple, and the number of parts can be reduced. Location system can be realized.
また、AC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を省略した場合は、一時的(瞬間的に)にスタックの出力電圧が低下してAC/DCコンバータの出力電圧より低くなっても、電源切換え手段により、アクチュエータまたは制御手段への給電をスタック側から系統電源側に瞬時に自動的に切換えることができるので、燃料電池発電装置システムの安定性が向上する。 In addition, when a component that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply (for example, a relay (relay)) is omitted, the stack output voltage decreases temporarily (instantaneously) and the AC / DC converter Even if the output voltage is lower than the output voltage of the DC converter, the power supply switching means can automatically and instantaneously switch the power supply to the actuator or control means from the stack side to the system power supply side. Will improve.
また、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間に逆流防止用のダイオードがなくても、スタックと電源切換え手段との接続をスタックの発電開始によりONしスタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段があるので、スタックで発電していない時に、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタックに逆電圧が印加されることにより、スタックの寿命が縮まったり、スタックが破壊されたりするといった故障を防止できる。 Even if there is no backflow prevention diode between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means, the connection between the stack and the power supply switching means is turned on when the power generation of the stack is started and turned off when the power generation of the stack is stopped. Since there is a stack cutting means that does not generate power in the stack, it is possible to prevent inflow of power from the AC / DC converter side to the stack, and by applying a reverse voltage to the stack, Failures such as shortening the life of the stack or destroying the stack can be prevented.
さらに、AC/DCコンバータの異常動作などが原因でAC/DCコンバータの出力電圧がスタックの出力電圧より高くなってしまったような場合に、スタック切断手段により電源切換え手段とスタックとの接続を遮断するようにすれば、スタックへの電力の流入を防止することができるので、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter becomes higher than the output voltage of the stack due to abnormal operation of the AC / DC converter, the connection between the power source switching means and the stack is cut off by the stack cutting means. By doing so, it is possible to prevent the inflow of electric power to the stack, and thus it is possible to prevent the expansion of failure damage during abnormal operation of the fuel cell power generation system.
第1の発明は、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタックと、アクチュエータまたは制御手段と、系統電源の交流電圧を予め設定された前記スタックの最低出力電圧より低い直流電圧に変換するAC/DCコンバータと、前記アクチュエータまたは制御手段への給電を前記AC/DCコンバータの出力側または前記スタックの出力側のどちらかに切換える電源切換え手段と、前記スタックと前記電源切換え手段との接続を前記スタックの発電開始によりONし前記スタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段とを備え、前記電源切換え手段は、前記AC/DCコンバータ側の入力と出力との間には前記入力から前記出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあるが前記スタック切断手段側の入力と前記出力との間にはダイオードがないことを特徴とする。 1st invention converts the alternating current voltage of the stack | stuck which reacts hydrogen gas and oxygen to generate electric power, an actuator or control means, and a system power supply into the DC output voltage lower than the minimum output voltage of the said preset stack | stuck An AC / DC converter; power supply switching means for switching power supply to the actuator or control means to either the output side of the AC / DC converter or the output side of the stack; and connection between the stack and the power supply switching means. A stack cutting means that is turned on when power generation of the stack is started and turned off when power generation of the stack is stopped, and the power supply switching means changes from the input to the output between the input and the output on the AC / DC converter side. There is a diode whose forward direction is the forward direction, but between the input and output of the stack cutting means side Diode and said that there is no.
第1の発明における電源切換え手段は、系統電源(AC/DCコンバータ)側の入力と出力との間には逆流防止用のダイオードがあるがスタック(スタック切断手段)側の入力と前記出力との間にはダイオードがないので、スタックが発電を行っていないか、または、スタックの出力電圧がAC/DCコンバータの出力電圧より低いために、系統電源側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する場合は、ダイオードを介して給電することになるが、スタックの出力電圧がAC/DCコンバータの出力電圧より高くなって、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する場合は、ダイオードを介さずに給電することで、スタックが発電(予め設定された最低出力電圧以上の発電)をしてから、電源の供給元を商用電源からスタックに切換えるので、システム動作の安定性を保つことができ、2つの電源供給経路からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する構成を保ちつつ、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する場合は、ダイオードのロス分を無くすことができるので、スタックの発電電力を有効利用することができ、燃料電池発電装置システムの発電効率を向上させることができる。 In the first invention, the power source switching means has a diode for preventing backflow between the input and output on the system power supply (AC / DC converter) side, but the input on the stack (stack cutting means) side and the output When there is no diode between them, the stack is not generating power, or the output voltage of the stack is lower than the output voltage of the AC / DC converter, so power is supplied from the system power supply side to the actuator or control means However, if the stack output voltage is higher than the output voltage of the AC / DC converter and power is supplied to the actuator or control means from the stack side, do not go through the diode. By supplying power, the stack generates power (power generation above the preset minimum output voltage), and then the power source is switched to commercial power. When switching from the stack to the stack, the stability of the system operation can be maintained, and power is supplied to the actuator or control means from the stack side while maintaining the configuration to supply power to the actuator or control means from the two power supply paths. Since the loss of the diode can be eliminated, the generated power of the stack can be used effectively, and the power generation efficiency of the fuel cell power generation system can be improved.
また、スタックが発電(予め設定された最低出力電圧以上の発電)をしてから、電源の供給元が商用電源(系統電源)からスタックに切換わるので、システム動作の安定性を保つことができる。 In addition, since the power source is switched from the commercial power supply (system power supply) to the stack after the stack generates power (power generation above the preset minimum output voltage), the stability of the system operation can be maintained. .
また、電源切換え手段において、系統電源(AC/DCコンバータ)側の入力と出力との間には前記入力から前記出力に向かう方向を順方向とする逆流防止用のダイオードがあり、AC/DCコンバータは、系統電源の交流電圧をスタックの最低出力電圧より低い直流電圧に変換するものであるので、スタックが正常にスタックの最低出力電圧以上の電力で発電している場合は、系統電源とAC/DCコンバータとの接続をOFF(遮断)しなくても、必ずスタック側から電力がアクチュエータまたは制御手段に給電されるので、スタックが正常に発電しているときには系統電源側から電力がアクチュエータまたは制御手段に給電されないようにAC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を設けない構成とすることができ、AC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))の制御も不要となるため、燃料電池発電装置システムの制御が簡単になり、構成が簡単で部品点数が削減できるので、安価でかつ安定動作性を向上させた燃料電池発電装置システムが実現できる。 Further, in the power supply switching means, there is a backflow prevention diode between the input on the system power supply (AC / DC converter) side and the output, in which the direction from the input to the output is the forward direction, and the AC / DC converter Converts the AC voltage of the system power source into a DC voltage lower than the minimum output voltage of the stack. Therefore, when the stack is generating power with power higher than the minimum output voltage of the stack, Even if the connection with the DC converter is not turned off (cut off), power is always supplied from the stack side to the actuator or control means. Therefore, when the stack is normally generating power, the power is supplied from the system power supply side to the actuator or control means. That cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply so that power is not supplied to the power supply (for example, a relay) The control of the fuel cell power generation system is simple because it is not necessary to control a component (for example, a relay) that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply. Thus, since the configuration is simple and the number of parts can be reduced, a fuel cell power generator system that is inexpensive and has improved stable operation can be realized.
また、AC/DCコンバータの入力と系統電源との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を省略した場合は、一時的(瞬間的に)にスタックの出力電圧が低下してAC/DCコンバータの出力電圧より低くなっても、電源切換え手段により、アクチュエータまたは制御手段への給電をスタック側から系統電源側に瞬時に自動的に切換えることができるので、燃料電池発電装置システムの安定性が向上する。 In addition, when a component that cuts off the connection between the input of the AC / DC converter and the system power supply (for example, a relay (relay)) is omitted, the stack output voltage decreases temporarily (instantaneously) and the AC / DC converter Even if the output voltage is lower than the output voltage of the DC converter, the power supply switching means can automatically and instantaneously switch the power supply to the actuator or control means from the stack side to the system power supply side. Will improve.
また、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間に逆流防止用のダイオードがなくても、スタックと電源切換え手段との接続をスタックの発電開始によりONしスタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段があるので、スタックで発電していない時に、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタックに逆電圧が印加されることにより、スタックの寿命が縮まったり、スタックが破壊されたりするといった故障を防止できる。 Even if there is no backflow prevention diode between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means, the connection between the stack and the power supply switching means is turned on when the power generation of the stack is started and turned off when the power generation of the stack is stopped. Since there is a stack cutting means that does not generate power in the stack, it is possible to prevent inflow of power from the AC / DC converter side to the stack, and by applying a reverse voltage to the stack, Failures such as shortening the life of the stack or destroying the stack can be prevented.
さらに、AC/DCコンバータの異常動作などが原因でAC/DCコンバータの出力電圧がスタックの出力電圧より高くなってしまったような場合に、スタック切断手段により電源切換え手段とスタックとの接続を遮断するようにすれば、スタックへの電力の流入を防止することができるので、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter becomes higher than the output voltage of the stack due to abnormal operation of the AC / DC converter, the connection between the power source switching means and the stack is cut off by the stack cutting means. By doing so, it is possible to prevent the inflow of electric power to the stack, and thus it is possible to prevent the expansion of failure damage during abnormal operation of the fuel cell power generation system.
第2の発明は、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタックと、アクチュエータまたは制御手段と、系統電源の交流電圧を予め設定された前記スタックの最低出力電圧より低い直流電圧に変換するAC/DCコンバータと、前記アクチュエータまたは制御手段への給電を前記AC/DCコンバータの出力側または前記スタックの出力側のどちらかに切換える電源切換え手段と、前記スタックと前記電源切換え手段との接続を前記スタックの発電開始によりONし前記スタックの発電停止によりOFFするスタック切断手段と、前記電源切換え手段における前記スタック切断手段側の入力と出力との間を前記スタックの発電開始により短絡し前記スタックの発電停止により短絡を解除する短絡手段とを備え、前記電源切換え手段は、前記AC/DCコンバータ側の入力と出力との間と前記スタック切断手段側の入力と前記出力との間の両方に前記出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a stack for generating power by reacting hydrogen gas and oxygen, an actuator or control means, and an AC voltage of a system power supply is converted to a DC voltage lower than a preset minimum output voltage of the stack. An AC / DC converter; power supply switching means for switching power supply to the actuator or control means to either the output side of the AC / DC converter or the output side of the stack; and connection between the stack and the power supply switching means. A stack cutting means that is turned on when power generation of the stack is started and turned off when power generation of the stack is stopped, and an input and an output on the stack cutting means side of the power supply switching means are short-circuited when power generation of the stack is started, and Short circuit means for canceling the short circuit by power generation stop, the power supply switching means, Characterized in that a direction toward the output both between said output and said stack means for cutting side input between the input and output of the C / DC converter side is diode forward.
第2の発明における電源切換え手段は、系統電源(AC/DCコンバータ)側の入力と出力との間と、スタック(スタック切断手段)側の入力と前記出力との間の両方に前記出力に向かう方向を順方向とする逆流防止用のダイオードがある、いわゆるダイオードオアであるが、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間をスタックの発電開始により短絡しスタックの発電停止により短絡を解除する短絡手段を備えているので、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間が短絡されている時(スタック発電中)は、実質的に第1の本発明と同様の構成となり、第1の本発明と同様の作用、効果を得ることができる。 The power supply switching means in the second invention is directed to the output both between the input and output on the system power supply (AC / DC converter) side and between the input on the stack (stack cutting means) side and the output. There is a diode for preventing backflow with the direction as the forward direction. This is a so-called diode OR. Is provided, so that when the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means are short-circuited (during stack power generation), substantially the same as in the first aspect of the present invention. It becomes a structure and the effect | action and effect similar to 1st this invention can be acquired.
また、スタックで発電していない時は、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間が短絡されておらず、電源切換え手段におけるスタック(スタック切断手段)側の入力と出力との間に前記出力に向かう方向が順方向となるように設けられた逆流防止用のダイオードが有効となるので、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタックに逆電圧が印加されることにより、スタックの寿命が縮まったり、スタックが破壊されたりするといった故障を防止できる。 In addition, when power is not generated in the stack, the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means are not short-circuited, and the input and output on the stack (stack cutting means) side in the power supply switching means are not Since the diode for preventing backflow provided in such a manner that the direction toward the output becomes the forward direction in between is effective, the connection is turned off while the stack cutting means keeps the connection between the stack and the power supply switching means. Even if there is a malfunction or failure that does not occur (for example, when the stack cutting means is a component such as a relay and the contact point of the relay is short-circuited), the AC / DC converter side to the stack Inflow of power can be prevented, and by applying a reverse voltage to the stack, the life of the stack is shortened and Click can prevent failure such or break.
さらに、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える異常状態の場合に、短絡手段が、電源切換え手段におけるスタック(スタック切断手段)側の入力と出力との間の短絡を解除するように構成すれば、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタックへの異常な電力の流入を防止することができるので、燃料電池の発電効率を向上させつつ、かつシステムの異常動作時の(システムの一部品が故障したときの)故障被害の拡大を防止することができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter is in an abnormal state exceeding a predetermined voltage, the short-circuit means is configured to release the short-circuit between the input and output on the stack (stack cutting means) side in the power supply switching means. If there is a problem or failure that the stack cutting means does not turn off the connection while the connection between the stack and the power supply switching means remains ON (for example, the stack cutting means is a component such as a relay, Even if the relay contacts are short-circuited), abnormal power inflow to the stack can be prevented, improving the power generation efficiency of the fuel cell and at the time of abnormal system operation (system This can prevent the spread of damage (when one component fails).
第3の発明は、第2の発明において、短絡手段が、スタックの発電中にAC/DCコンバータの出力電圧が正常時より高く前記スタックの最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になると電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間の短絡を解除することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the power supply switching is performed when the output of the AC / DC converter exceeds a predetermined voltage that is higher than normal and lower than the minimum output voltage of the stack during power generation of the stack. The short circuit between the input and output on the stack cutting means side of the means is released.
これにより、例えば、AC/DCコンバータの出力電圧を計測するAC/DC出力電圧計測手段を設けて短絡手段と接続し、スタックの発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段が計測したAC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧以下のとき(平常時)は、短絡手段が電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間を短絡しており、スタックの発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段が計測したAC/DCコンバータの出力電圧が正常時より高くスタックの最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になる(異常が発生する)と、短絡手段が電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間の短絡を解除(遮断)することにより、短絡手段を適切に自動開閉動作させることができ、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧以下の平常時で、スタックの出力電圧がAC/DCコンバータの出力電圧より高い場合は、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段とを接続しているので、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給することができ、この場合、短絡手段が短絡状態であるので、ダイオードのロス分を無くすことができ、スタックの発電中にAC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える異常が発生すると、短絡手段が短絡を解除(遮断)して、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタックへの異常な電力の流入を防止することができる。 Thereby, for example, an AC / DC output voltage measuring means for measuring the output voltage of the AC / DC converter is provided and connected to the short-circuit means, and the AC measured by the AC / DC output voltage measuring means during power generation of the stack. When the output voltage of the DC / DC converter is equal to or lower than the predetermined voltage (normally), the short-circuit means is short-circuited between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means, the stack is generating power, and When the output voltage of the AC / DC converter measured by the AC / DC output voltage measuring means is higher than normal and exceeds a predetermined voltage below the minimum output voltage of the stack (an abnormality occurs), the short-circuit means turns the power supply switching means. By canceling (breaking) the short circuit between the input and output on the stack cutting means side, the short-circuit means can be automatically opened and closed appropriately, and AC / DC When the output voltage of the inverter is normal and below the specified voltage and the output voltage of the stack is higher than the output voltage of the AC / DC converter, the stack cutting means connects the stack and the power supply switching means. The power can be supplied to the actuator or the control means. In this case, since the short-circuit means is in a short-circuit state, the loss of the diode can be eliminated, and the output voltage of the AC / DC converter becomes a predetermined voltage during power generation of the stack. If an abnormality exceeding the above occurs, the short-circuit means releases (cuts off) the short-circuit, and there is a problem or failure that the stack cutting means does not turn off the connection while the connection between the stack and the power supply switching means remains on ( For example, if the stack cutting means is a part such as a relay and the relay contact part has a short circuit failure ), It is possible to prevent the inflow of abnormal power to the stack.
また、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える電圧から、所定電圧以下に戻った場合に、所定条件を満たせば(例えば、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える異常が、一時的なもので、すぐに、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧以下に戻った場合や、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超えたが、超えた電圧値が比較的小さい場合)、短絡手段がスタック切断手段側の入力と出力との間を再び短絡するように構成すれば、短絡手段が元の短絡状態に戻ることにより、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する時にダイオードのロス分を無くすことができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter returns from the voltage exceeding the predetermined voltage to the predetermined voltage or less, if the predetermined condition is satisfied (for example, an abnormality in which the output voltage of the AC / DC converter exceeds the predetermined voltage is temporarily Immediately, when the output voltage of the AC / DC converter returns below the predetermined voltage, or when the output voltage of the AC / DC converter exceeds the predetermined voltage, but the voltage value exceeding it is relatively small) If the short-circuit means is configured to again short-circuit between the input and output on the stack cutting means side, the power is supplied to the actuator or control means from the stack side by returning the short-circuit means to the original short-circuit state. The loss of the diode can be eliminated.
第4の発明は、第1から3のいずれかの発明において、スタック切断手段が、スタックの発電中にAC/DCコンバータの出力電圧が正常時より高く前記スタックの最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になると前記スタックと電源切換え手段との接続をOFFすることを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the stack cutting means generates a predetermined voltage that is higher than the normal output voltage of the AC / DC converter and lower than the minimum output voltage of the stack during power generation of the stack. The connection between the stack and the power supply switching means is turned off when the voltage exceeds the threshold.
これにより、例えば、AC/DCコンバータの出力電圧を計測するAC/DC出力電圧計測手段を設けてスタック切断手段と接続し、スタックの発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段が計測したAC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧以下のとき(平常時)に、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段とを接続しており、スタックの発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段が計測したAC/DCコンバータの出力電圧が正常時より高くスタックの最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になる(異常が発生する)と、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続を遮断(OFF)することにより、スタック切断手段を適切に自動開閉動作させることができ、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧以下の平常時に、スタックの出力電圧がAC/DCコンバータの出力電圧より高い場合は、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段とを接続しているので、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給することができ、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給している最中に、異常が発生してAC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超えると、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段との接続を遮断(OFF)して、AC/DCコンバータの出力電圧がスタックの出力電圧より高くなった場合でも、スタックへの異常な電力の流入を防止することができ、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。 Thereby, for example, an AC / DC output voltage measuring means for measuring the output voltage of the AC / DC converter is provided and connected to the stack cutting means, and the stack is generating power and is measured by the AC / DC output voltage measuring means. When the output voltage of the AC / DC converter is equal to or lower than a predetermined voltage (normal time), the stack cutting means connects the stack and the power supply switching means, and the stack is generating power and the AC / DC output voltage measuring means. When the measured output voltage of the AC / DC converter is higher than normal and exceeds the predetermined voltage below the minimum output voltage of the stack (abnormality occurs), the stack cutting means connects the stack and the power supply switching means. By shutting off (OFF), the stack cutting means can be appropriately automatically opened and closed, and the output voltage of the AC / DC converter is a predetermined voltage. When the output voltage of the stack is higher than the output voltage of the AC / DC converter at the normal time below, the stack cutting means connects the stack and the power supply switching means, so power is supplied to the actuator or control means from the stack side. When power is being supplied from the stack side to the actuator or control means, if an abnormality occurs and the output voltage of the AC / DC converter exceeds the specified voltage, the stack cutting means switches between the stack and the power supply. Even when the output voltage of the AC / DC converter becomes higher than the output voltage of the stack by disconnecting (OFF) the connection with the means, it is possible to prevent the abnormal power from flowing into the stack, and the fuel cell power generator It is possible to prevent an increase in damage caused by malfunction of the system.
また、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える電圧から、所定電圧以下に戻った場合に、所定条件を満たせば(例えば、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超える異常が、一時的なもので、すぐに、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧以下に戻った場合や、AC/DCコンバータの出力電圧が所定電圧を超えたが、超えた電圧値が比較的小さい場合)に、スタック切断手段がスタックと電源切換え手段とを再び接続するように構成すれば、再び、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給することができる。 Further, when the output voltage of the AC / DC converter returns from the voltage exceeding the predetermined voltage to the predetermined voltage or less, if the predetermined condition is satisfied (for example, an abnormality in which the output voltage of the AC / DC converter exceeds the predetermined voltage is temporarily Immediately, when the output voltage of the AC / DC converter returns below the predetermined voltage, or when the output voltage of the AC / DC converter exceeds the predetermined voltage, but the voltage value exceeding it is relatively small) In addition, if the stack cutting means is configured to reconnect the stack and the power supply switching means, power can be supplied again to the actuator or the control means from the stack side.
第5の発明は、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタックと、アクチュエータまたは制御手段と、系統電源の交流電圧を直流電圧に変換するAC/DCコンバータと、前記アクチュエータまたは制御手段への給電を前記AC/DCコンバータの出力側または前記スタックの出力側のどちらかに切換える電源切換え手段と、前記系統電源と前記AC/DCコンバータとの接続を前記スタックが発電を開始する前にONし前記スタックが最低出力電圧以上の発電を開始するとOFFする系統切断手段と、前記AC/DCコンバータの出力電圧を計測して前記系統切断手段の状態を検知するAC/DC出力電圧計測手段と、前記スタックと前記電源切換え手段との接続を前記系統切断手段がOFFになったことを前記AC/DC出力電圧計測手段が検知するとONし前記系統切断手段がONになったことを前記AC/DC出力電圧計測手段が検知するとOFFするスタック切断手段と、前記電源切換え手段における前記スタック切断手段側の入力と出力との間を前記系統切断手段がOFFになったことを前記AC/DC出力電圧計測手段が検知すると短絡し前記系統切断手段がONになったことを前記AC/DC出力電圧計測手段が検知すると短絡を解除する短絡手段とを備え、前記電源切換え手段は、前記AC/DCコンバータ側の入力と出力との間と前記スタック切断手段側の入力と前記出力との間の両方に前記出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a stack for generating power by reacting hydrogen gas and oxygen, an actuator or control means, an AC / DC converter for converting an AC voltage of a system power supply into a DC voltage, and the actuator or control means. Power supply switching means for switching the power supply to either the output side of the AC / DC converter or the output side of the stack, and the connection between the system power supply and the AC / DC converter is turned on before the stack starts power generation. And a system disconnection unit that turns off when the stack starts generating power above the minimum output voltage; an AC / DC output voltage measurement unit that measures the output voltage of the AC / DC converter and detects the state of the system disconnection unit; The AC / DC output voltmeter indicates that the system disconnection means is turned off in connection between the stack and the power supply switching means. The stack cutting means that is turned on when the means detects and the AC / DC output voltage measuring means detects that the system disconnecting means is turned on, and the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means When the AC / DC output voltage measuring means detects that the system disconnecting means is turned off, the AC / DC output voltage measuring means detects that the system disconnecting means is turned on. The power supply switching means is directed to the output both between the input and output on the AC / DC converter side and between the input and output on the stack cutting means side. There is a diode having a forward direction.
上記構成において、スタックが発電を開始する前に系統切断手段をONすると、AC/DCコンバータが、系統電源の交流電圧を直流電圧に変換し、AC/DCコンバータの出力は電源切換え手段を経由してアクチュエータまたは制御手段に送られ、アクチュエータまたは制御手段は電源切換え手段を介してAC/DCコンバータの出力側から電力の供給を受ける。この時、AC/DCコンバータの出力電圧を基に系統切断手段がONになったことをAC/DC出力電圧計測手段が検知することにより、スタック切断手段はスタックと電源切換え手段との接続をOFFしており、短絡手段は電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間を短絡していないので、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタックに逆電圧が印加されることにより、スタックの寿命が縮まったり、スタックが破壊されたりするといった故障を防止できる。 In the above configuration, when the system disconnection means is turned on before the stack starts power generation, the AC / DC converter converts the AC voltage of the system power supply into a DC voltage, and the output of the AC / DC converter passes through the power supply switching means. The actuator or control means receives power from the output side of the AC / DC converter via the power supply switching means. At this time, when the AC / DC output voltage measuring means detects that the system disconnecting means is turned on based on the output voltage of the AC / DC converter, the stack cutting means turns off the connection between the stack and the power supply switching means. Since the short-circuit means does not short-circuit between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means, it is possible to prevent inflow of power from the AC / DC converter side to the stack. Thus, it is possible to prevent a failure such as a reduction in the lifetime of the stack or a destruction of the stack by applying a reverse voltage to the stack.
この時、短絡手段に不具合または故障があって短絡状態であったとしても、スタック切断手段はスタックと電源切換え手段との接続をOFFしていれば、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができ、逆に、スタック切断手段に不具合または故障があってタックと電源切換え手段との接続がON状態であったとしても、短絡手段が電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間を短絡していなければ、電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間のダイオードがスタック側への逆流を防止するので、スタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止できる。 At this time, even if there is a malfunction or failure in the short-circuit means and the short-circuit state, if the stack cutting means turns off the connection between the stack and the power supply switching means, the power from the AC / DC converter side to the stack Inversely, even if the stack cutting means has a problem or failure and the connection between the tack and the power supply switching means is in the ON state, the short-circuit means is on the stack cutting means side in the power supply switching means. Since the diode between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means prevents backflow to the stack side unless the input and output are short-circuited, the AC / DC converter side to the stack Inflow of electric power from can be prevented.
スタックが最低出力電圧以上の発電を開始したら、系統切断手段が系統電源とAC/DCコンバータとの接続をOFFする。系統切断手段のOFFによりAC/DCコンバータの入力を切断すると、AC/DCコンバータの出力がオフになり、AC/DCコンバータの出力電圧を基に系統切断手段がOFFになったことをAC/DC出力電圧計測手段が検知すると、スタック切断手段はスタックと電源切換え手段との接続をONし、短絡手段は電源切換え手段におけるスタック切断手段側の入力と出力との間を短絡するので、スタックの出力は電源切換え手段(のダイオード)を経由しない代わりに短絡手段を経由してアクチュエータまたは制御手段に送られる。 When the stack starts to generate power above the minimum output voltage, the system disconnection unit turns off the connection between the system power supply and the AC / DC converter. When the input of the AC / DC converter is disconnected by turning off the system disconnection means, the output of the AC / DC converter is turned off. Based on the output voltage of the AC / DC converter, the AC / DC converter is turned off. When the output voltage measuring means detects, the stack cutting means turns on the connection between the stack and the power supply switching means, and the short circuit means short-circuits between the input and output on the stack cutting means side in the power supply switching means. Is sent to the actuator or the control means via the short-circuit means instead of going through the power supply switching means (diode).
このように、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する場合は、ダイオードのロス分を無くすことができるので、スタックの発電電力を有効利用することができ、燃料電池発電装置システムの発電効率を向上させることができる。 Thus, when power is supplied to the actuator or control means from the stack side, the loss of the diode can be eliminated, so that the generated power of the stack can be used effectively, and the power generation efficiency of the fuel cell power generation system Can be improved.
また、スタック側からアクチュエータまたは制御手段に電源を供給する場合は、系統切断手段が系統電源とAC/DCコンバータとの接続をOFFしているので、発電中のスタックへのAC/DCコンバータ側からの電力の流入を防止することができる。 When power is supplied to the actuator or control means from the stack side, the system disconnection means turns off the connection between the system power supply and the AC / DC converter. Inflow of power can be prevented.
第6の発明は、第1から5のいずれかの発明において、電源切換え手段とアクチュエータまたは制御手段との間にスタックまたはAC/DCコンバータからの出力電圧を所定の電圧に変えて前記アクチュエータまたは制御手段に電力を給電するDC/DCコンバータを備えたことを特徴とする。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the output voltage from the stack or the AC / DC converter is changed to a predetermined voltage between the power source switching means and the actuator or control means, and the actuator or control is performed. A DC / DC converter for supplying power to the means is provided.
これにより、アクチュエータまたは制御手段に、スタックの出力側から電力を供給する場合と、AC/DCコンバータの出力側から電力を供給する場合とで、電源切換え手段の出力側の電圧が異なることによる不具合、または、スタックの出力側から電力を供給する場合で、スタックの出力電力が変動することにより不具合、または、AC/DCコンバータの出力側から電力を供給する場合で、AC/DCコンバータの出力電圧が変動することによる不具合を、DC/DCコンバータにより解消でき、アクチュエータまたは制御手段に安定した電圧で給電することができる。 As a result, there is a problem that the voltage on the output side of the power supply switching means is different between when power is supplied to the actuator or control means from the output side of the stack and when power is supplied from the output side of the AC / DC converter. Or, when power is supplied from the output side of the stack and the output power of the stack fluctuates, or when power is supplied from the output side of the AC / DC converter, the output voltage of the AC / DC converter Can be solved by the DC / DC converter, and the actuator or the control means can be supplied with a stable voltage.
以下、本発明の燃料電池発電装置システムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a fuel cell power generation system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to
図1に示すように、本実施の形態の燃料電池発電装置システムは、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタック3と、ガスや水の流路を切換える弁やヒータなどのアクチュエータ(または制御手段)5と、系統電源(商用電源)6の交流電圧を予め設定されたスタック3の最低出力電圧より低い直流電圧に変換するAC/DCコンバータ1と、アクチュエータまたは制御手段5への給電をAC/DCコンバータ1の出力側またはスタック3の出力側のどちらかに切換える電源切換え手段4aと、スタック3と電源切換え手段4aとの接続をスタック3の発電開始によりONしスタック3の発電停止によりOFFするスタック切断手段2とを備える。
As shown in FIG. 1, the fuel cell power generation system according to the present embodiment includes a
電源切換え手段4aは、AC/DCコンバータ1側の入力と出力との間には入力から出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあるがスタック切断手段2側の入力と出力との間にはダイオードがない構成となっている。
The power supply switching means 4a has a diode between the input and the output on the AC /
次に、本実施の形態の燃料電池発電装置システムの動作について、説明する。 Next, the operation of the fuel cell power generator system of the present embodiment will be described.
ここでは説明のためにスタック3の最低出力電圧を15V、AC/DCコンバータ1の出力電圧の設定を12Vとして説明する。
Here, for the sake of explanation, it is assumed that the minimum output voltage of the
燃料電池発電装置システムは、利用者により発電ONの操作がされた場合と、燃料電池発電装置システムの学習モードにより、利用者が頻繁に燃料電池発電装置システムを利用する時間帯になった場合に、起動を開始する。 The fuel cell power generator system is used when the user performs a power-on operation and when the user frequently uses the fuel cell power generator system due to the learning mode of the fuel cell power generator system. Start to start.
燃料電池発電装置システムのスタック3が発電していない状態では、燃料電池発電装置システム内の弁やポンプなどのアクチュエータまたは制御手段5の駆動電源は、系統電源6の交流の電圧がAC/DCコンバータ1によって直流の電圧に変換され電源切換え手段4aを介して給電される。
In a state where the
このとき、電源切換え手段4aはスタック発電時のダイオードの順方向電圧のロスをなくすため、AC/DCコンバータ1からの入力とアクチュエータ(または制御手段)5への出力との間にはダイオードがあるが、スタック切断手段2からの入力とアクチュエータ(または制御手段)5への出力との間にはダイオードがない構成としている。
At this time, the power source switching means 4a eliminates the loss of the forward voltage of the diode during stack power generation, so that there is a diode between the input from the AC /
よって、燃料電池発電装置システムの起動中に、アクチュエータ(または制御手段)5の駆動電源を、AC/DCコンバータ1によって給電しているときは、AC/DCコンバータ1の出力電圧はスタック3側に流れ込む。
Therefore, when the driving power source of the actuator (or control means) 5 is supplied by the AC /
このような状態では、スタック3に逆電圧が印加され、スタック3の寿命が縮まったり、スタック3が破壊されたりするといった故障の原因となる。そのため燃料電池発電装置システムが発電していない時は、スタック3への逆電圧印加を防止するために、スタック切断手段2によりスタック3を切離しておく。
In such a state, a reverse voltage is applied to the
そして燃料電池発電装置システムが発電可能状態になると、スタック3からの給電が可能な状態になる。燃料電池発電装置システムは、自己発電しているシステムであるので、システム内の弁やポンプといったアクチュエータ(または制御手段)5の駆動電源は、自己発電したスタック3から給電することが発電効率を高める有効な手段である。
When the fuel cell power generation system is ready for power generation, power can be supplied from the
よって発電が開始すると、スタック切断手段2によりスタック3とアクチュエータ(または制御手段)5の駆動電源供給経路を接続し、給電可能な状態とする。
Therefore, when power generation is started, the stack cutting means 2 connects the drive power supply path of the
スタック3と駆動電源供給経路を接続すれば、前述したように、本実施の形態の燃料電池発電装置システムは、例としてスタック3の最低出力電圧を15V、AC/DCコンバータ1の出力電圧の設定を12Vと設定しているので、発電が開始すると必ず電圧が高いスタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源が供給される。
If the
このように、アクチュエータ(または制御手段)5の駆動電源を、系統電源6の交流電圧をAC/DCコンバータ1により直流電圧に変換し供給する場合と、スタック3から供給する場合を切換えて動作させるシステムにおいて、AC/DCコンバータ1の出力電圧をスタック3の最低出力電圧より低い設定電圧にすることで、AC/DCコンバータ1の入力側に系統電源6とを切離してAC/DCコンバータ1の出力をオフするようなリレーなどの部品を用いることなく、発電時はスタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源供給を行うことができるので、部品点数の削減ができ、安価な電源切換え構成を実現でき、かつ、部品点数が少なくなるため、システムの安定動作性を高めることができる。
In this way, the drive power supply of the actuator (or control means) 5 is operated by switching between the case where the AC voltage of the
また、系統電源6側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源を供給する場合は、AC/DCコンバータ1の出力にダイオードを介すが、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源を供給する場合は、ダイオードを介さずに給電することで、2つの電源供給経路からアクチュエータ(または制御手段)5の電源を供給する構成を保ちつつ、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源を供給する場合はダイオードのロス分を無くすことができるので、スタック3の発電電力を有効利用することができ、燃料電池発電装置システムの発電効率を向上させることができる。
Further, when supplying power to the actuator (or control means) 5 from the
以上のように本実施の形態の燃料電池発電装置システムは、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタック3と、アクチュエータまたは制御手段5と、系統電源6の交流電圧を予め設定されたスタック3の最低出力電圧(15V)より低い直流電圧(12V)に変換するAC/DCコンバータ1と、アクチュエータまたは制御手段5への給電をAC/DCコンバータ1の出力側またはスタック3の出力側のどちらかに切換える電源切換え手段4aと、スタック3と電源切換え手段4aとの接続をスタック3の発電開始によりONしスタック3の発電停止によりOFFするスタック切断手段2とを備え、電源切換え手段4aは、AC/DCコンバータ1側の入力と出力との間には入力から出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあるがスタック切断手段2側の入力と出力との間にはダイオードがない構成となっている。
As described above, in the fuel cell power generation system according to the present embodiment, the AC voltage of the
本実施の形態の燃料電池発電装置システムにおける電源切換え手段4aは、系統電源6(AC/DCコンバータ1)側の入力と出力との間には逆流防止用のダイオードがあるがスタック3(スタック切断手段2)側の入力と出力との間にはダイオードがないので、スタック3が発電を行っていないか、または、スタック3の出力電圧がAC/DCコンバータ1の出力電圧(12V)より低いために、系統電源6側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する場合は、ダイオードを介して給電することになるが、スタック3の出力電圧がAC/DCコンバータ1の出力電圧(12V)より高い15V以上になって、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する場合は、ダイオードを介さずに給電することで、スタック3が発電(予め設定された最低出力電圧(15V)以上の発電)をしてから、電源の供給元を系統電源(商用電源)6からスタック3に切換えるので、システム動作の安定性を保つことができ、2つの電源供給経路からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する構成を保ちつつ、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する場合は、ダイオードのロス分を無くすことができるので、スタック3の発電電力を有効利用することができ、燃料電池発電装置システムの発電効率を向上させることができる。
The power supply switching means 4a in the fuel cell power generator system of the present embodiment has a diode for preventing backflow between the input and output on the system power supply 6 (AC / DC converter 1) side, but the stack 3 (stack disconnection). Since there is no diode between the input and output on the means 2) side, the
また、スタック3が発電(予め設定された最低出力電圧(15V)以上の発電)をしてから、電源の供給元が系統電源(商用電源)6からスタック3に切換わるので、システム動作の安定性を保つことができる。
In addition, since the power supply source is switched from the system power supply (commercial power supply) 6 to the
また、電源切換え手段4aにおいて、系統電源6(AC/DCコンバータ1)側の入力と出力との間には入力から出力に向かう方向を順方向とする逆流防止用のダイオードがあり、AC/DCコンバータ1は、系統電源6の交流電圧をスタック3の最低出力電圧(15V)より低い直流電圧(12V)に変換するものであるので、スタック3が正常にスタック3の最低出力電圧(15V)上の電力で発電している場合は、系統電源6とAC/DCコンバータ1との接続をOFF(遮断)しなくても、必ずスタック3側から電力がアクチュエータ(または制御手段)5に給電されるので、スタック3が正常に発電しているときには系統電源6側から電力がアクチュエータ(または制御手段)5に給電されないようにAC/DCコンバータ1の入力と系統電源6との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を設けない構成とすることができ、AC/DCコンバータ1の入力と系統電源6との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))の制御も不要となるため、燃料電池発電装置システムの制御が簡単になり、構成が簡単で部品点数が削減できるので、安価でかつ安定動作性を向上させた燃料電池発電装置システムが実現できる。
Further, in the power supply switching means 4a, there is a backflow prevention diode between the input and output on the system power supply 6 (AC / DC converter 1) side, in which the direction from the input to the output is the forward direction. Since the
また、AC/DCコンバータ1の入力と系統電源6との接続を遮断する部品(例えば、継電器(リレー))を省略した場合は、一時的(瞬間的に)にスタック3の出力電圧が低下してAC/DCコンバータ1の出力電圧(12V)より低くなっても、電源切換え手段4aにより、アクチュエータ(または制御手段)5への給電をスタック3側から系統電源6側に瞬時に自動的に切換えることができるので、燃料電池発電装置システムの安定性が向上する。
In addition, when a component that cuts off the connection between the input of the AC /
また、電源切換え手段4aにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間に逆流防止用のダイオードがなくても、スタック3と電源切換え手段4aとの接続をスタック3の発電開始によりONしスタック3の発電停止によりOFFするスタック切断手段2があるので、スタック3で発電していない時に、スタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタック3に逆電圧が印加されることにより、スタック3の寿命が縮まったり、スタック3が破壊されたりするといった故障を防止できる。
Further, even if there is no backflow prevention diode between the input and output on the stack cutting means 2 side in the power supply switching means 4a, the connection between the
さらに、AC/DCコンバータ1の異常動作などが原因でAC/DCコンバータ1の出力電圧がスタック3の出力電圧(15V以上)より高くなってしまったような場合に、スタック切断手段2により電源切換え手段4aとスタック3との接続を遮断するようにすれば、スタック3への電力の流入を防止することができるので、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。
Further, when the output voltage of the AC /
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows an example of a configuration diagram of the fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態1における燃料電池発電装置システムの構成において、スタック切断手段2が、スタック3の発電中にAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時より高くスタック3の最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になると、スタック3と電源切換え手段4aとの接続をOFFするように構成したものである。
In this embodiment, in the configuration of the fuel cell power generation system according to the first embodiment, the stack cutting means 2 causes the lowest output of the
具体的には、本実施の形態は、実施の形態1における燃料電池発電装置システムの構成に、AC/DCコンバータ1の出力電圧を計測(モニタ)するAC/DC出力電圧計測手段7を設けてスタック切断手段2と接続し、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)以下のとき(平常時)は、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとを接続しており、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える電圧になる(異常が発生する)と、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとの接続を遮断(OFF)する構成になっている。
Specifically, in the present embodiment, an AC / DC output voltage measuring means 7 for measuring (monitoring) the output voltage of the AC /
その他の構成と動作は、実施の形態1における燃料電池発電装置システムと同様であるので、説明は省略する。
Since other configurations and operations are the same as those of the fuel cell power generation system according to
例えば、AC/DCコンバータ1の出力電圧を12V、スタック3の最低出力電圧を15Vと設定しているような場合でも、AC/DCコンバータ1内の電圧フィードバック回路の故障や不具合などにより、AC/DCコンバータ1の出力電圧がスタック電圧より高くなってしまう場合が考えられる。
For example, even when the output voltage of the AC /
このとき、本実施の形態の燃料電池発電装置システムの構成では、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源を供給する場合はダイオードを介さずに給電する構成になっているため、スタック切断手段2が、スタック3と電源切換え手段4aとの接続をONした状態を維持していれば、AC/DCコンバータ1の出力電圧がスタック3側に逆流することになる。このような状態になると、スタック3に逆電圧が印加される形となり、スタック3の寿命が縮まったり、スタック3が破壊したりするといった故障の原因となる。
At this time, in the configuration of the fuel cell power generation system of the present embodiment, when the power source of the actuator (or control means) 5 is supplied from the
本実施の形態の燃料電池発電装置システムでは、スタック3の発電中にAC/DCコンバータ1の出力電圧をAC/DC出力電圧計測手段7でモニタし、出力電圧が所定の電圧、例えばスタック3の最低出力電圧(15V)と同じ電圧を超える電圧になると、スタック切断手段2によりスタック3とアクチュエータ駆動用の電源経路を切断することで逆電圧の印加を防止することができる。
In the fuel cell power generator system of the present embodiment, the output voltage of the AC /
本実施の形態では、スタック3の発電中にスタック切断手段2が切断動作するAC/DCコンバータ1の出力電圧を15Vとしたが、12Vを超えるが15V未満の電圧にしても構わない。
In the present embodiment, the output voltage of the AC /
このように、スタック発電時にはダイオードを介さずにアクチュエータ(または制御手段)5に駆動用電源を給電することで発電効率を高めるシステムとしながら、スタック3の発電中にAC/DCコンバータ1の出力電圧を計測し、AC/DCコンバータ1の出力電圧に異常があれば(15Vを超える電圧になれば)、スタック切断手段2によりスタック3とアクチュエータ駆動用の電源経路を切断することで、AC/DCコンバータ1の故障時にもスタック3の寿命低下や故障といった拡大被害を防止することができるので、システムの信頼性向上を実現することができる。
In this way, the output voltage of the AC /
以上のように本実施の形態は、実施の形態1における燃料電池発電装置システムの構成に、AC/DCコンバータ1の出力電圧を計測(モニタ)するAC/DC出力電圧計測手段7を設けてスタック切断手段2と接続し、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(正常時の出力電圧の12Vより高くスタック3の最低出力電圧である15V以下の所定電圧)以下のとき(平常時)に、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとを接続しており、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(正常時の出力電圧の12Vより高くスタック3の最低出力電圧である15V以下の所定電圧)を超える電圧になる(異常が発生する)と、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとの接続を遮断(OFF)するように構成したものである。
As described above, the present embodiment is provided with the AC / DC output voltage measuring means 7 for measuring (monitoring) the output voltage of the AC /
これにより、スタック3の発電中にスタック切断手段2を適切に自動開閉動作させることができ、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)以下の平常時に、スタック3の出力電圧がAC/DCコンバータ1の出力電圧より高い場合は、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとを接続しているので、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給することができ、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給している最中に、異常が発生してAC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)を超える電圧になると、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとの接続を遮断(OFF)して、AC/DCコンバータ1の出力電圧がスタック3の出力電圧より高くなった場合でも、スタック3への異常な電力の流入を防止することができ、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。
As a result, the stack cutting means 2 can be appropriately automatically opened and closed during the power generation of the
また、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)を超える電圧から、所定電圧(例えば15V)以下に戻った場合に、所定条件を満たせば(例えば、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)を超える異常が、一時的なもので、すぐに、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)以下の12Vに戻った場合や、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)を超えたが、超えた電圧値が比較的小さい場合)に、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4aとを再び接続するように構成すれば、再び、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給することができる。
Further, when the output voltage of the AC /
(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 3)
FIG. 3 shows an example of a configuration diagram of the fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態2の燃料電池発電装置システムの構成における、電源切換え手段4aとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、スタック3またはAC/DCコンバータ1からの出力電圧を所定の電圧(例えば24V、12V、5V)に変えてアクチュエータ(または制御手段)5に電力を給電するDC/DCコンバータ8を備えたものである。その他の構成と動作は、実施の形態2における燃料電池発電装置システムと同様であるので、説明は省略する。
In the present embodiment, the output voltage from the
本実施の形態では、アクチュエータ(または制御手段)5に、スタック3の出力側から電力を供給する場合と、AC/DCコンバータ1の出力側から電力を供給する場合とで、電源切換え手段4aの出力側の電圧が異なることによる不具合、または、スタック3の出力側から電力を供給する場合で、スタック3の出力電力が変動することにより不具合、または、AC/DCコンバータ1の出力側から電力を供給する場合で、AC/DCコンバータ1の出力電圧が変動することによる不具合を、DC/DCコンバータ8により解消でき、アクチュエータ(または制御手段)5に安定した電圧で給電することができる。
In the present embodiment, the power source switching means 4a is supplied with power when the actuator (or control means) 5 is supplied with power from the output side of the
本実施の形態は、実施の形態2の燃料電池発電装置システムの構成における、電源切換え手段4aとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、DC/DCコンバータ8を備えたものであるが、実施の形態1の燃料電池発電装置システムの構成における、電源切換え手段4aとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、DC/DCコンバータ8を備えても構わない。
In this embodiment, a DC /
(実施の形態4)
図4は、本発明の実施の形態4における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 4)
FIG. 4 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態1における燃料電池発電装置システムの構成において、電源切換え手段4aの代わりに、AC/DCコンバータ1側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間とスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間の両方に出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあるダイオードオアの構成の電源切換え手段4bを設けると共に、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間をスタック3の発電開始により短絡しスタック3の発電停止により短絡を解除する短絡手段9を設けたものである。
In the present embodiment, in the configuration of the fuel cell power generation system according to the first embodiment, instead of the power
その他の構成と動作は、実施の形態1における燃料電池発電装置システムと同様であるので、説明は省略する。
Since other configurations and operations are the same as those of the fuel cell power generation system according to
本実施の形態では、電源切換え手段4bを、系統電源6(またはAC/DCコンバータ1)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間と、スタック3(またはスタック切断手段2)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間の両方に出力に向かう方向を順方向とする逆流防止用のダイオードがある、いわゆるダイオードオアの構成としたが、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間をスタック3の発電開始により短絡しスタック3の発電停止により短絡を解除(遮断)する短絡手段9を備えているので、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間が短絡されている時(スタック発電中)は、実質的に実施の形態1と同様の構成となり、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5の電源を供給している場合に、スタック3の電力がダイオードロスの分だけ効率を低下させるような問題はなく、実施の形態1と同様の作用、効果を得ることができる。
In the present embodiment, the power supply switching means 4b is provided between the input on the system power supply 6 (or AC / DC converter 1) side and the output on the actuator (or control means) 5 side, and the stack 3 (or stack cutting means). 2) There is a so-called diode-or configuration in which there is a backflow prevention diode whose forward direction is the direction between the input on the side and the output on the actuator (or control means) 5 side. Short-circuit means for short-circuiting the input on the stack cutting means 2 side and the output to the actuator (or control means) 5 side in the switching means 4b when the power generation of the
また、スタック3で発電していない時は、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間が短絡されておらず、電源切換え手段4bにおけるスタック3(またはスタック切断手段2)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間にアクチュエータ(または制御手段)5側への出力に向かう方向が順方向となるように設けられた逆流防止用のダイオードが有効となるので、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段2が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタック3に逆電圧が印加されることにより、スタック3の寿命が縮まったり、スタック3が破壊されたりするといった故障を防止できる。
Further, when the
さらに、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(正常時の出力電圧の12Vより高くスタック3の最低出力電圧である15V以下の所定電圧)を超える異常状態の場合に、短絡手段9が、電源切換え手段4bにおけるスタック3(またはスタック切断手段2)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間の短絡を解除するように構成すれば、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段2が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタック3への異常な電力の流入を防止することができるので、燃料電池の発電効率を向上させつつ、かつシステムの異常動作時の(システムの一部品が故障したときの)故障被害の拡大を防止することができる。
Further, when the output voltage of the AC /
(実施の形態5)
図5は、本発明の実施の形態5における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 5)
FIG. 5 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態4における燃料電池発電装置システムの構成において、短絡手段9が、スタック3の発電中にAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時より高くスタック3の最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になると、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間の短絡を解除するように構成したものである。
In the present embodiment, in the configuration of the fuel cell power generation system according to the fourth embodiment, the short-circuit means 9 causes the lowest output voltage of the
具体的には、本実施の形態は、実施の形態4における燃料電池発電装置システムの構成に、AC/DCコンバータ1の出力電圧を計測(モニタ)するAC/DC出力電圧計測手段7を設けて短絡手段が9と接続し、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)以下のとき(平常時)は、短絡手段9が電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間を短絡しており、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える電圧になる(異常が発生する)と、短絡手段9が電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間の短絡を解除(遮断)する構成になっている。
Specifically, in the present embodiment, AC / DC output voltage measuring means 7 for measuring (monitoring) the output voltage of the AC /
その他の構成と動作は、実施の形態4における燃料電池発電装置システムと同様であるので、説明は省略する。 Other configurations and operations are the same as those of the fuel cell power generation system according to the fourth embodiment, and a description thereof will be omitted.
上記構成により、スタック3の発電中に短絡手段9を適切に自動開閉動作させることができ、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)以下の平常時で、スタック3の出力電圧がAC/DCコンバータ1の出力電圧より高い場合は、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとを接続しているので、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給することができ、この場合、短絡手段9が短絡状態であるので、ダイオードのロス分を無くすことができ、スタック3の発電中にAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える異常が発生すると、短絡手段9が短絡を解除(遮断)して、電源切換え手段4bにおけるスタック3(またはスタック切断手段2)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間にアクチュエータ(または制御手段)5側への出力に向かう方向が順方向となるように設けられた逆流防止用のダイオードが有効となるので、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合(例えば、スタック切断手段2が例えばリレーのような部品であって、リレーの接点部分がショート故障してしまった場合)でも、スタック3への異常な電力の流入を防止することができる。
With the above configuration, the short-circuit means 9 can be appropriately automatically opened and closed during power generation of the
また、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える電圧から、所定電圧(例えば15V)以下に戻った場合に、所定条件を満たせば(例えば、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧を超える異常が、一時的なもので、すぐに、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧以下に戻った場合や、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧を超えたが、超えた電圧値が比較的小さい場合)は、短絡手段9がスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間を再び短絡するように構成すれば、短絡手段9が元の短絡状態に戻ることにより、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する時にダイオードのロス分を無くすことができる。
Also, when the output voltage of the AC /
(実施の形態6)
図6は、本発明の実施の形態6における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 6)
FIG. 6 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態5における燃料電池発電装置システムの構成において、スタック切断手段2が、スタック3の発電中にAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時より高くスタック3の最低出力電圧以下の所定電圧を超える電圧になると、スタック3と電源切換え手段4bとの接続をOFFするように構成したものである。
In the present embodiment, in the configuration of the fuel cell power generation system according to the fifth embodiment, the stack cutting means 2 causes the lowest output of the
具体的には、本実施の形態は、実施の形態5の燃料電池発電装置システムの構成におけるAC/DC出力電圧計測手段7を短絡手段9とスタック切断手段2の両方に接続し、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)以下のとき(平常時)は、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとを接続しており、短絡手段9が電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間を短絡しており、スタック3の発電中で、且つ、AC/DC出力電圧計測手段7が計測したAC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える電圧になる(異常が発生する)と、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続を遮断(OFF)し、短絡手段9が電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間の短絡を解除(遮断)する構成になっている。
Specifically, in the present embodiment, the AC / DC output voltage measuring means 7 in the configuration of the fuel cell power generator system of the fifth embodiment is connected to both the short-circuit means 9 and the stack cutting means 2, and the
その他の構成と動作は、実施の形態4または実施の形態5における燃料電池発電装置システムと同様であるので、説明は省略する。 Other configurations and operations are the same as those of the fuel cell power generation apparatus system according to the fourth embodiment or the fifth embodiment, and thus description thereof is omitted.
上記構成により、スタック3の発電中に短絡手段9とスタック切断手段2の両方を適切に自動開閉動作させることができ、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)以下の平常時で、スタック3の出力電圧がAC/DCコンバータ1の出力電圧より高い場合は、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとを接続しているので、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給することができ、この場合、短絡手段9が短絡状態であるので、ダイオードのロス分を無くすことができる。
With the above configuration, both the short-circuit means 9 and the stack cutting means 2 can be appropriately automatically opened and closed during power generation of the
また、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給している最中に、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える異常が発生すると、短絡手段9が短絡を解除(遮断)すると共に、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続を遮断(OFF)するため、AC/DCコンバータ1の出力電圧がスタック3の出力電圧より高くなった場合でも、スタック3への異常な電力の流入を防止することができ、燃料電池発電装置システムの異常動作時の故障被害の拡大を防止することができる。
Further, during the supply of power to the actuator (or control means) 5 from the
なお、タック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給している最中に、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える異常が発生した時に、短絡手段9が短絡を解除(遮断)しない不具合または故障があった場合でも、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続を遮断(OFF)すれば、スタック3への異常な電力の流入を防止でき、逆に、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続をONした状態のままで接続をOFFしない不具合または故障があった場合でも、短絡手段9が短絡を解除(遮断)すれば、電源切換え手段4bにおけるスタック3(またはスタック切断手段2)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間にアクチュエータ(または制御手段)5側への出力に向かう方向が順方向となるように設けられた逆流防止用のダイオードが有効となるので、スタック3への異常な電力の流入を防止することができる。
While the power is being supplied to the actuator (or control means) 5 from the
また、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超える電圧から、所定電圧(例えば15V)以下に戻った場合に、所定条件を満たせば(例えば、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧(例えば15V)を超える異常が、一時的なもので、すぐに、AC/DCコンバータ1の出力電圧が所定電圧以下の12Vに戻った場合や、AC/DCコンバータ1の出力電圧が正常時の12Vより高くスタック3の最低出力電圧(15V)以下の所定電圧(例えば15V)を超えたが、超えた電圧値が比較的小さい場合)は、短絡手段9がスタック切断手段2側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間を再び短絡し、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとを再び接続するように構成すれば、再び、電源切換え手段4bのダイオードのロス分を無くした状態で、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給することができる。
Also, when the output voltage of the AC /
(実施の形態7)
図7は、本発明の実施の形態7における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 7)
FIG. 7 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態6の燃料電池発電装置システムの構成における、電源切換え手段4bとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、スタック3またはAC/DCコンバータ1からの出力電圧を所定の電圧(例えば24V、12V、5V)に変えてアクチュエータ(または制御手段)5に電力を給電するDC/DCコンバータ8を備えたものである。その他の構成と動作は、実施の形態6における燃料電池発電装置システムと同様であるので、説明は省略する。
In the present embodiment, the output voltage from the
本実施の形態では、アクチュエータ(または制御手段)5に、スタック3の出力側から電力を供給する場合と、AC/DCコンバータ1の出力側から電力を供給する場合とで、電源切換え手段4bの出力側の電圧が異なることによる不具合、または、スタック3の出力側から電力を供給する場合で、スタック3の出力電力が変動することにより不具合、または、AC/DCコンバータ1の出力側から電力を供給する場合で、AC/DCコンバータ1の出力電圧が変動することによる不具合を、DC/DCコンバータ8により解消でき、アクチュエータ(または制御手段)5に安定した電圧で給電することができる。
In the present embodiment, the power source switching means 4b is supplied with power to the actuator (or control means) 5 from the output side of the
本実施の形態は、実施の形態6の燃料電池発電装置システムの構成における、電源切換え手段4bとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、DC/DCコンバータ8を備えたものであるが、実施の形態4または実施の形態5の燃料電池発電装置システムの構成における、電源切換え手段4bとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、DC/DCコンバータ8を備えても構わない。
In this embodiment, a DC /
(実施の形態8)
図8は、本発明の実施の形態8における燃料電池発電装置システムの構成図の例を示すものである。
(Embodiment 8)
FIG. 8 shows an example of a configuration diagram of a fuel cell power generation system according to
本実施の形態は、実施の形態7の燃料電池発電装置システムの構成において、系統電源6とAC/DCコンバータ1との接続をスタック3が発電を開始する前にONしスタック3が最低出力電圧(15V)以上の発電を開始するとOFFする系統切断手段10を設け、系統切断手段10の状態をAC/DC出力電圧計測手段7がAC/DCコンバータ1の出力電圧を基に検知し、系統切断手段10がONになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知すると、短絡手段9が短絡を解除(遮断)すると共に、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとの接続を遮断(OFF)し、系統切断手段10がOFFになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知すると、短絡手段9が短絡すると共に、スタック切断手段2がスタック3と電源切換え手段4bとを接続するように構成したものである。
In the present embodiment, in the configuration of the fuel cell power generation system according to the seventh embodiment, the connection between the
本実施の形態の構成では、AC/DCコンバータ1の入力側にAC/DCコンバータ1の出力のON/OFFの制御を行う系統切断手段10を備え、スタック3が最低出力電圧(15V)以上の発電を開始したら、系統切断手段10がAC/DCコンバータ1の入力を切断することで、AC/DCコンバータ1の出力をオフする。AC/DC出力電圧計測手段12がAC/DCコンバータ1の出力のオフを検出すると、短絡手段9により電源切換え手段4bにおけるスタック3(またはスタック切断手段2)側の入力とアクチュエータ(または制御手段)5側への出力との間にアクチュエータ(または制御手段)5側への出力に向かう方向が順方向となるように設けられた逆流防止用のダイオードを短絡させる。具体的には、例えば、短絡手段9をノーマルクローズタイプのリレーで構成した場合、AC/DCコンバータ1の出力をリレーのコイル駆動電圧として使用したとすると、ノーマルクローズのリレーであるので、AC/DCコンバータ1の入力が系統と接続され電圧が出力している場合はリレーがONされているので、リレーの接点部はオープンの状態、つまりダイオード有の状態となっている。
In the configuration of the present embodiment, the system disconnection means 10 for controlling ON / OFF of the output of the AC /
スタック3が最低出力電圧(15V)以上の発電を開始したら、系統切断手段10がAC/DCコンバータ1の入力を切断するので、AC/DCコンバータ1の出力がオフされるので、リレーの駆動電圧も供給されないことになるから、リレーの接点部はクローズの状態、つまりダイオードなしの(ダイオードを短絡させた)状態となっている。
When the
このように、例えばシステムの起動中に、系統側から電源供給が行われている際に、AC/DCコンバータ1の出力電圧は正常であるが、スタック切断手段2が例えばリレーのような部品である時、リレーの接点部分がショート故障してしまったときのような場合でも、スタック切断手段2からの入力とアクチュエータ(または制御手段)5への出力との間にもダイオードを設けておくことで、スタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタック3に逆電圧が印加されることにより、スタック3の寿命が縮まったり、スタック3が破壊されたりするといった故障を防止でき、システムの一部品が故障したときの故障被害の拡大を防止することができる。
Thus, for example, when power is being supplied from the system side during system startup, the output voltage of the AC /
また、発電が開始した後は、AC/DCコンバータ1の入力をオフすることで、AC/DCコンバータ1の出力を停止し、かつ、スタック切断手段2からの出力とDC/DCコンバータ11への入力の間のダイオードを短絡する構成とすることで、上述したようなシステムの拡大被害を防止するような構成を保ちつつ、発電時のスタック電力のダイオードロスも防止することができるので、燃料電池の発電効率を向上させることができる。
In addition, after power generation is started, the input of the AC /
以上のように本実施の形態における燃料電池発電装置システムは、水素ガスと酸素とを反応させて発電を行うスタック3と、アクチュエータ(または制御手段)5と、系統電源6の交流電圧を直流電圧に変換するAC/DCコンバータ1と、アクチュエータ(または制御手段)5への給電をAC/DCコンバータ1の出力側またはスタック3の出力側のどちらかに切換える電源切換え手段4bと、系統電源6とAC/DCコンバータ1との接続をスタック3が発電を開始する前にONしスタック3が最低出力電圧以上の発電を開始するとOFFする系統切断手段10と、AC/DCコンバータ1の出力電圧を計測して系統切断手段10の状態を検知するAC/DC出力電圧計測手段7と、スタック3と電源切換え手段4bとの接続を系統切断手段10がOFFになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知するとONし系統切断手段10がONになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知するとOFFするスタック切断手段2と、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間を系統切断手段10がOFFになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知すると短絡し系統切断手段10がONになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知すると短絡を解除する短絡手段9とを備え、電源切換え手段4bは、AC/DCコンバータ1側の入力と出力との間とスタック切断手段2側の入力と出力との間の両方に出力に向かう方向を順方向とするダイオードがあることを特徴とする。
As described above, the fuel cell power generation system according to the present embodiment uses the AC voltage of the
上記構成において、スタック3が発電を開始する前に系統切断手段10をONすると、AC/DCコンバータ1が、系統電源6の交流電圧を直流電圧に変換し、AC/DCコンバータ1の出力は電源切換え手段4bを経由してアクチュエータ(または制御手段)5に送られ、アクチュエータ(または制御手段)5は電源切換え手段4bを介してAC/DCコンバータ1の出力側から電力の供給を受ける。この時、AC/DCコンバータ1の出力電圧を基に系統切断手段10がONになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知することにより、スタック切断手段2はスタック3と電源切換え手段4bとの接続をOFFしており、短絡手段9は電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間を短絡していないので、スタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止することができ、これにより、スタック3に逆電圧が印加されることにより、スタック3の寿命が縮まったり、スタック3が破壊されたりするといった故障を防止できる。
In the above configuration, when the system disconnection means 10 is turned on before the
この時、短絡手段9に不具合または故障があって短絡状態であったとしても、スタック切断手段2はスタック3と電源切換え手段4bとの接続をOFFしていれば、スタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止することができ、逆に、スタック切断手段2に不具合または故障があってスタック3と電源切換え手段4bとの接続がON状態であったとしても、短絡手段9が電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間を短絡していなければ、電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間のダイオードがスタック3側への逆流を防止するので、スタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止できる。
At this time, even if the short-circuit means 9 has a problem or failure and is short-circuited, if the stack cutting means 2 turns off the connection between the
スタック3が最低出力電圧以上の発電を開始したら、系統切断手段10が系統電源6とAC/DCコンバータ1との接続をOFFする。系統切断手段10のOFFによりAC/DCコンバータ1の入力を切断すると、AC/DCコンバータ1の出力がオフになり、AC/DCコンバータ1の出力電圧を基に系統切断手段10がOFFになったことをAC/DC出力電圧計測手段7が検知すると、スタック切断手段2はスタック3と電源切換え手段4bとの接続をONし、短絡手段9は電源切換え手段4bにおけるスタック切断手段2側の入力と出力との間を短絡するので、スタック3の出力は電源切換え手段4b(のダイオード)を経由しない代わりに短絡手段9を経由してアクチュエータ(または制御手段)5に送られる。
When the
このように、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する場合は、ダイオードのロス分を無くすことができるので、スタック3の発電電力を有効利用することができ、燃料電池発電装置システムの発電効率を向上させることができる。
Thus, when power is supplied to the actuator (or control means) 5 from the
また、スタック3側からアクチュエータ(または制御手段)5に電源を供給する場合は、系統切断手段10が系統電源6とAC/DCコンバータ1との接続をOFFしているので、発電中のスタック3へのAC/DCコンバータ1側からの電力の流入を防止することができる。
Further, when power is supplied from the
また、電源切換え手段4bとアクチュエータ(または制御手段)5との間に、スタック3またはAC/DCコンバータ1からの出力電圧を所定の電圧(例えば24V、12V、5V)に変えてアクチュエータ(または制御手段)5に電力を給電するDC/DCコンバータ8を備えたことにより、アクチュエータ(または制御手段)5に、スタック3の出力側から電力を供給する場合と、AC/DCコンバータ1の出力側から電力を供給する場合とで、電源切換え手段4bの出力側の電圧が異なることによる不具合、または、スタック3の出力側から電力を供給する場合で、スタック3の出力電力が変動することにより不具合、または、AC/DCコンバータ1の出力側から電力を供給する場合で、AC/DCコンバータ1の出力電圧が変動することによる不具合を、DC/DCコンバータ8により解消でき、アクチュエータ(または制御手段)5に安定した電圧で給電することができる。
Further, the output voltage from the
本発明の燃料電池発電装置システムは、アクチュエータまたは制御手段への給電を系統電源側またはスタック側のどちらかに切換える電源切換え手段を備えた燃料電池発電装置システムにおいて、スタックが発電した電力をアクチュエータまたは制御手段に給電する際に、スタックで発電した電力の一部を電源切換え手段で消費(ロス)せず、スタックで発電した電力を有効に活用でき、構成が簡単で、低コストで、信頼性が高いので、高効率で、構成が簡単で、低コストで、信頼性が高いことが求められる燃料電池発電装置システムに適している。
について、発電時の発電効率の向上に利用することができる。
The fuel cell power generation system of the present invention is a fuel cell power generation system including power supply switching means for switching power supply to the actuator or control means to either the system power supply side or the stack side. When power is supplied to the control means, a part of the power generated by the stack is not consumed (lost) by the power switching means, and the power generated by the stack can be used effectively, the configuration is simple, low cost, and reliability Therefore, it is suitable for a fuel cell power generation apparatus system that is required to have high efficiency, simple configuration, low cost, and high reliability.
Can be used to improve power generation efficiency during power generation.
1 AC/DCコンバータ
2 スタック切断手段
3 スタック
4a,4b 電源切換え手段
5 アクチュエータ(または制御手段)
6 系統電源
7 AC/DC出力電圧計測手段
8 DC/DCコンバータ
9 短絡手段
10 系統切断手段
DESCRIPTION OF
6
Claims (6)
A DC / DC converter is provided between the power supply switching means and the actuator or control means, and changes the output voltage from the stack or the AC / DC converter to a predetermined voltage to supply power to the actuator or control means. The fuel cell power generation system according to any one of claims 1 to 5.
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