JP5294934B2 - 燃料電池発電システムとそのメンテナンス発電制御方法 - Google Patents
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Description
Wp=Wp−1+W1
として求め、Wpと少なくとも該燃料電池発電が停止した時点からの時間と燃料電池温度と周囲雰囲気の湿度から非発電時に自然拡散により減少する水分量として求めた燃料電池減少水分量W2から、将来における燃料電池水分量Wp+1を
Wp+1=Wp−W2
として求め、燃料電池構成材料の水分量として、湿潤処理が推奨される閾値となる水分量D1および湿潤処理が必須となる閾値となる水分量D2から、
Wp+1=D1
が成立する時刻T1および
Wp+1=D2
が成立する時刻T2を設定し、時刻T1に到達後に、太陽光発電部が発生する電力が十分に有るか否かに応じ、水素供給源および燃料電池を起動するか否かを判断し、太陽光発電部の発生電力が十分な場合にのみ水素供給源および燃料電池を起動する。太陽光発電部の発生電力が不十分な場合には、水素供給源および燃料電池を起動せず、その後、時刻T2に到達後には、系統からの電力を使用して水素供給源および燃料電池を稼動させる。
Wp=W(p−1)+W1……………………………………………(1)
として求めることができる。ここでW(p−1)は、上記直近発電の前t1での燃料電池水分量である。
W(p+1)=Wp−W2……………………………………………(2)
として求めることができる。
[比較例]
図7は、比較例による燃料電池発電システムの全体概略構成図である。系統1の交流電力について変換器2を用いて直流とし、負荷3に電力を供給する電力ラインにおいて、二次電池6と燃料電池7およびその燃料ガスボンベ8と電流検出器9を用いて構成したシステムを比較例とした。
Claims (10)
- 系統からの交流電力を直流に変換するAC−DC変換器と、この変換器の出力側の直流路に接続された負荷と、出力側を前記直流路に接続された燃料電池と、この燃料電池の燃料ガス貯蔵部と、前記直流路から給電され前記燃料電池へ供給する水素を製造する水素製造部と、前記直流路に給電可能な二次電池あるいはキャパシタと、前記直流路に接続可能な太陽光発電部と、前記AC−DC変換器、前記燃料電池、前記燃料ガス貯蔵部、前記水素製造部、前記二次電池あるいはキャパシタおよび前記太陽光発電部の動作を制御する制御部とを備えた燃料電池発電システムにおいて、
前記燃料ガス貯蔵部の燃料ガスを用いることなく、前記直流路からの給電を受けて前記水素製造部が出力する水素ガスを用いて、前記燃料電池の水分量を補う間欠的なメンテナンス発電を実行させるメンテナンス発電制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。 - 請求項1において、メンテナンス発電制御手段は、前記メンテナンス発電を開始すべきタイミングを設定する開始タイミング設定手段と、前記メンテナンス発電を、前記太陽光発電部の発電電力によって前記水素製造部で製造される水素ガスの量に見合って実行させる制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項2において、前記開始タイミング設定手段は、第1,第2のメンテナンス発電開始指令を発生し、第1のメンテナンス発電開始指令が発せられたとき、前記太陽光発電部の発電電力によって前記水素製造部で製造される水素ガスの量に見合ってメンテナンス発電を実行させるとともに、第2のメンテナンス発電開始指令が発せられたとき、前記太陽光発電部の発電電力量を超える電力を前記直流路から前記水素製造部で受電することを許可する制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記水素製造部で製造した水素の量、水素の圧力、前記水素製造部に供給された電力のうち少なくとも1つの情報を使用して、前記燃料電池のメンテナンス発電量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項1〜4のいずれかにおいて、特定時間帯での電力料が低廉であるとき、間欠的に実行する前記メンテナンス発電が、前記特定時間帯に実行される機会を増やすように、メンテナンス発電の開始指令を前倒しまたは先送りする制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項5において、開始時刻Ts、終了時刻Tfで規定される前記特定時間帯があるとき、予め入力された設置地理、時期、日の出および日没時刻の各データに基づいて設定された時刻T2−1を参照し、その時刻が終了時刻Tfから日の出時刻の間に設定されていたとき、時刻T2−1を直近の開始時刻Tsから終了時刻Tfで規定される時間帯内の時刻T2−2に前倒しする制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、特定時間帯での電力料が低廉であるとき、間欠的に実行する前記メンテナンス発電が、前記特定時間帯に実行される機会を増やすように、メンテナンス発電の継続時間を短縮または引延ばしする制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項7において、開始時刻Ts、終了時刻Tfで規定される前記特定時間帯があるとき、予め入力された設置地理、時期、日の出および日没時刻の各データに基づいて設定された時刻T21を参照し、その時刻T21が日没時刻から開始時刻Tsの間に設定されていたとき、時刻T21から開始する今回のメンテナンス発電の継続時間を、次回のメンテナンス発電の開始時刻T22が前記特定時間帯に入るための必要最小限の継続時間まで短縮する制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記太陽光発電部で発電した電力を前記直流路に供給する電気的接続と、前記太陽光発電部で発電した電力を前記二次電池またはキャパシタに供給する電気的接続とを切替える切替器を備え、前記二次電池の充電情報に基いて、前記太陽光発電で得た電力を前記二次電池へ充電する制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
- 系統からの交流電力をAC−DC変換器で直流に変換し、前記AC−DC変換器の出力側の直流路に負荷を接続し、前記直流路に燃料電池の出力側を接続し、この燃料電池の燃料ガス貯蔵部を備え、前記直流路から給電される水素製造部から前記燃料電池へ水素を供給し、前記直流路に給電可能な二次電池あるいはキャパシタを接続し、前記直流路に太陽光発電部を接続し、これらの構成部の動作を制御部により制御する燃料電池発電システムのメンテナンス発電制御方法において、
前記燃料ガス貯蔵部の燃料ガスを用いることなく、前記直流路からの給電を受けて前記水素製造部が出力する水素ガスを用いて、前記燃料電池の水分量を補う間欠的なメンテナンス発電を実行することを特徴とする燃料電池発電システムのメンテナンス発電制御方法。
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