JP5498552B2 - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5498552B2 JP5498552B2 JP2012216800A JP2012216800A JP5498552B2 JP 5498552 B2 JP5498552 B2 JP 5498552B2 JP 2012216800 A JP2012216800 A JP 2012216800A JP 2012216800 A JP2012216800 A JP 2012216800A JP 5498552 B2 JP5498552 B2 JP 5498552B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- steam
- fuel cell
- combustion
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 88
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 162
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 116
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 101
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 77
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 19
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 17
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 17
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 3
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
発電ユニット1は、燃料電池部としてのSOFCスタック3、燃料ガスを水蒸気改質させてSOFCスタック3に供給する改質器4、改質器4に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成器5、及び、SOFCスタック3に供給する空気を予熱する空気予熱器6から構成される。
付帯機器は、改質水(純水)を製造する純水装置8、製造した純水を一次貯留する純水タンク13、SOFCスタック3から排出されるオフガスの排熱を回収して温水を製造する排熱回収熱交換器7、及び、発電ユニット1で発電した直流電気を、商用系統周波数の交流に変換して送電するインバーター9から構成される。ここで、排熱回収熱交換器7では、SOFCスタック3から排出されるオフガスが循環水ポンプ10にて循環される排熱回収用循環水で冷却され、それに含まれる水蒸気が凝縮される。排熱回収熱交換器7にて生成した凝縮水が、純水装置8からの改質水(純水)と共に、純水タンク13に貯留される。改質水ポンプ11は、純水タンク13に貯留された改質水(純水)を水蒸気生成器5に供給する。空気ポンプ12は、空気を空気予熱器6にて予熱してSOFCスタック3に供給する。
SOFCスタック3から排出されるオフガスは、改質器4で、吸熱反応である水蒸気改質反応に熱を補い、水蒸気生成器5で水蒸気改質反応に用いる水蒸気を生成するための熱源として用いられる。次にオフガスは、SOFCスタック3に供給される空気を空気予熱器6で加熱し、最終的に排熱回収熱交換器7で循環水を加熱して、温水として出力される。
このように、従来の固体酸化物形燃料電池(SOFC)では、高温で作動するため、小型の場合、SOFCスタック3からの放熱損失が相対的に大きくなり、熱出力を大きく取れない点が課題であった。700W〜1kWクラスの家庭用として開発されているものでは、排熱回収熱交換器7に入るまでに、オフガス温度が低下して、もはや蒸気を製造することはできず、80℃の温水を製造するのがせいぜいであり、その場合の熱出力は、電気出力の65%〜70%に留まっていた。
したがって、特に、固体酸化物形燃料電池(SOFC)において、運転温度の低下による効果を得ることができながら、熱出力の増大を図ることが望まれている。
第1の点は、SOFCセル2等の材料として、特殊な耐熱鋼やセラミックではなく、ステンレス鋼レベルの安価な材料が使用可能になる。第2の点は、SOFCセル2の温度歪み(SOFCセル2の各部分での温度差)が少なくなり、割れが発生する確率が減少する。第3の点は、SOFCセル2等の固体材料中での原子の拡散を抑えることができる。SOFCセル2等の固体材料中での原子の拡散速度は高温ほど大きくなる。例えば、コーティングや積層の為に固体材料を使用した場合、構成元素が固体材料中を相互に拡散し合うと、本来の目的を妨げてしまうという欠点が生じる虞がある。
図6のコージェネレーションシステムでは、燃料電池システムから出力される熱が不足すると、その不足熱を補うために補助熱源機30を動かすことになる。補助熱源機30がガスセントラルヒーティングボイラの場合、その効率は82%〜95%と、燃焼機器としては極限に近い値を示すものの、エクセルギー(熱、化学エネルギーなどの各種エネルギーのうち、機械的仕事に変換できる最大限のエネルギーのことをいう)から見たときの効率が低い。したがって、補助熱源機を含むコージェネレーションシステム全体としての効率を低下させる結果に繋がる。特に燃料電池としてSOFCを選択した場合には、熱電比(熱出力と電気出力の間の出力比率)が小さくなるため、補助熱源機を含むコージェネレーションシステム全体としての効率は、不足熱を補う補助熱源機が占める割合が増大するので、コージェネレーションシステム全体としての効率の低下が顕著になる虞がある。
そこで、オフガス中に燃料ガスを投入して、オフガスに含まれる過剰酸素にて燃焼させること(以下、排気再燃と略称する場合がある)により、低酸素燃焼を行った場合と同様の省エネルギー効果を実現した。つまり、新気(大気)で燃焼させるよりも、含有される不活性成分(窒素等)を昇温するために必要な熱が不要になると共に、燃焼排ガス量が減少する、いわゆる排気再燃の効果によって省エネルギーを図ることができる。もっとも、オフガス中の過剰酸素量には限界があるため、過剰酸素量にて完全燃焼できる以上の燃料ガスを投入して増熱を図る必要のある場合、及び、燃焼を安定させる必要のある場合には、一部に新気を追加して燃焼することも可能である。
そこで、予熱部にてオフガス燃焼器にて昇温した燃焼排ガスとオフガス燃焼器に供給する前のオフガスとの間で熱交換器を行い、オフガスの温度を上昇させてからオフガス燃焼器にて燃焼させるいわゆるリジェネレイティブ燃焼の原理を用いて、オフガス燃焼器をリジェネレイティブ燃焼器にて構成している。オフガス燃焼器では、昇温されたオフガス中では酸素濃度が低くても、安定燃焼が可能であり、新気の追加を抑えることができる。
これにより、システム構成に大きな変更を加えなくても、上述と同様の増熱効果と熱電比可変効果が実現することになる。特に、オフガス燃焼器は、オフガスの流れ方向において、改質器及び空気予熱器の下流側で、且つ、水蒸気生成器や温水回収熱交換器等の熱出力を行うための機器の直上流に設けることができる。したがって、改質器に異常過熱対策を施行する等、改質器等の機器への影響に配慮することなく、オフガス燃焼器での燃焼を自由に行うことができる。
オフガス利用燃焼部での排気再燃においては、燃料電池部からのオフガスを利用する限り、燃料ガス投入量がオフガスの量と酸素濃度に支配される。それを脱するためには新気の追加が必要になるが、その分省エネルギー効果が薄れることになる。そこで、できる限り新気の追加量を抑えて排気再燃を行い、更なる増熱は、熱エネルギー利用部から出力される熱エネルギーを用いて、ヒートポンプ装置により大気等から汲み上げることが効率的である。そのために、ヒートポンプ装置は、熱エネルギー利用部から出力される熱エネルギーを駆動源とする、熱駆動式のヒートポンプ装置(ケミカルヒートポンプ装置、吸着式ヒートポンプ装置、吸収式ヒートポンプ装置等)を利用する。家庭用に熱電比の小さなSOFCを導入した場合であっても、ヒートポンプ装置による増熱で、蓄熱を併用すれば、湯沸器による追焚き無しに熱需要を賄えるとの試算が成り立つ。熱駆動式のヒートポンプ装置の場合、発電した電力をほとんど消費しないので、取出し電力量が低下しない点もメリットである。
例えば、酸化物型熱発電素子は、高温に耐えて使用することができるので、この熱発電素子を蒸気生成用熱交換器に設けることにより、燃焼排ガスを高温側とし且つ改質水を低温側として温度差を設ければ、熱発電素子はその温度差にて発電して、燃料電池部の発電出力に加えることが可能になる。
この場合、改質水は燃焼排ガスから熱を得て、蒸気になるので、熱発電素子と蒸気生成用熱交換器とを一体的に形成することによって、生成した蒸気は改質器に供給して使用し、残りの余剰な水蒸気を出力することができる。なお、改質水を低温側に利用した場合、改質水は蒸発潜熱にて熱発電素子を冷却することになるため温度上昇を効果的に抑え、熱発電素子に安定した温度差を与える作用をする。その結果、熱発電素子から安定した電気出力を取出すことが可能になり、燃料電池システムの電気出力増大に寄与する。これは燃料電池システムとして見た場合、発電に寄与しない燃料ガスを投入してオフガス利用燃焼部での排気再燃を行うことで見かけ上低下した発電効率を、熱発電素子を利用して一部回復させることに相当する。
以下、本発明に係る燃料電池システムについて説明するが、図5において説明した従来の燃料電池システムと同様の構成については、図5の燃料電池システムと同様の符号を記すことによりその説明は省略する。
〔第1実施形態〕
先ず、図1に示す燃料電池システム101について説明した後、図2に示す第1実施形態の燃料電池システムについて説明する。
図1に示す燃料電池システム101では、燃料電池部としてのSOFCスタック3から排出されるオフガスに燃料ガスを供給してオフガスに含まれる酸素を用いて燃料ガスを燃焼させるオフガス利用燃焼部14と、そのオフガス利用燃焼部14にて燃焼された燃焼排ガスが有する熱エネルギーを利用する熱エネルギー利用部15とが設けられている。
オフガスに供給する燃料ガスは、オフガス利用燃焼部14にてSOFCスタック3の下流で且つ改質器4もしくは水蒸気生成器5の上流に投入している。これにより、燃料ガスは、SOFCスタック3で利用されなかった燃料ガスと共に、過剰の酸素で燃焼されて、燃料ガスの持つ発熱量相当の熱が増熱される。燃料ガスの燃焼に新気を追加しなければ、新気中の不活性成分を昇温する必要が無くなるので、より高い温度の燃焼排ガスが生成し、以降の熱交換が有利になると共に、温水として利用する際の熱量が増大する。
また、燃料電池は効率向上のため、できる限り過剰空気を抑えて運転するように設計されているが、そのため、カーボン析出等に余裕のない状態におかれている面がある。オフガス利用燃焼部14での排気再燃を行えば、空気過剰気味で運転しても、その際の損失が一部相殺される効果が生じる。従って、無理な低空気過剰運転を行う必要が無くなり、セル寿命の延長等の有利な効果が見込まれる。
さらに、電気の負荷変動が大きい場合、改質器4の温度も連れて大きく変動し、改質触媒が有効に働けなくなって、改質性能が保てなくなる場合がある。このような場合に、燃料ガス量を制御して、発電出力と独立して改質器4の温度を制御することも可能である。これにより、SOFCの負荷応答性が維持・改善すされることはもとより、セルの寿命延長にも繋がる効果が期待される。
尚、図1の点線で示すように、例えば、水蒸気生成器5にて生成した水蒸気の余剰分を外部へ出力することも可能である。
このように構成することで、オフガス利用燃焼部14にて排気再燃を行うに当り、オフガスが高温の場合が効果的になる。つまり、オフガスが高温であると、着火が容易となる。特に、オフガスが燃料ガスの自着火温度以上にある場合には、点火装置無しでも着火・燃焼でき、しかも、新気を追加しなくても、又は、複雑な保炎機構を有する燃焼器を使用しなくても、安定して燃焼させることができる。また、新気中の不活性成分の昇温に燃焼熱を要しないので、高温の燃焼ガスが得ることができる。したがって、熱エネルギー利用部15では、オフガスと被加熱物との温度差を大きく取ることができるので、熱交換器の伝熱面積を縮小でき、効率を上げて熱エネルギーを利用することが可能になる。
また、オフガス利用燃焼部14にて燃焼された燃焼排ガスが高温でしかも増量される効果によって、より、高い温度での熱エネルギーの利用が可能になる。したがって、従来、温水でしか出力できなかったが、蒸気としても出力することも可能になる。もちろん、蒸気を生成するために用いた後の燃焼排ガスは温水を生成するために用いることができ、温水と蒸気との両方を出力することも可能になる。
オフガス利用燃焼部14での排気再燃においては、SOFCスタック3からのオフガスを利用する限り、燃料ガス投入量がオフガスの量と酸素濃度に支配される。それを脱するためには新気の追加が必要になるが、その分省エネルギー効果が薄れることになる。そこで、できる限り新気の追加量を抑えて排気再燃を行い、更なる増熱は、熱エネルギー利用部15から出力される温水や蒸気を用いて、ヒートポンプ装置16により大気等から汲み上げている。そのために、ヒートポンプ装置16は、熱エネルギー利用部15から出力される温水や蒸気を駆動源とする、熱駆動式のヒートポンプ装置(ケミカルヒートポンプ装置、吸着式ヒートポンプ装置、吸収式ヒートポンプ装置等)を利用している。この熱駆動式のヒートポンプ装置16は、発電した電力をほとんど消費しないので、取出し電力量が低下しない。また、夏期等には熱駆動式のヒートポンプ装置16を冷凍機として使用して、ヒートポンプ装置16の稼働率を向上させるとともに、熱エネルギー利用部15から出力される温水や蒸気を用いて冷熱の出力としても取り出すことができる。
脱硫した燃料ガスを用いることにより、酸素濃度が低下したオフガスは、露点が上昇するため、排熱回収熱交換器7にて比較的高い温度で凝縮水を回収することが可能になる。これは、凝縮熱を温水として回収利用する際に、より高い温度で多量の温水が回収できることを意味し、熱利用の用途と量の拡大効果をもたらす。
第1実施形態の燃料電池システム102は、図1を参照して説明した上記燃料電池システム101とは、オフガス利用燃焼部14及び熱エネルギー利用部15について構成が異なっている。その他の構成は、上記燃料電池システム101と同様であるので説明は省略する。
熱エネルギー利用部15は、オフガス利用燃焼部14の燃焼排ガスを用いて、水蒸気生成器17における水蒸気の生成を行い、水蒸気生成器17にて生成された水蒸気の一部を出力するように構成されている。つまり、図2では、図5の従来の燃料電池システム100において発電ユニット1内に設けていた水蒸気生成器5を発電ユニット1の外部に取出して新たな水蒸気生成器17とし、その水蒸気生成器17を蒸気ボイラとして構成している。
発電ユニット1内に設けられていた水蒸気生成器5を取り止めた効果による増熱分と投入する燃料ガスの増熱分が合わさった熱量を持つオフガスが、新たに設けた水蒸気生成器17に入って蒸気を発生させ、改質器4への供給のみならず、外部への蒸気出力も可能としている。もちろん、水蒸気生成器17に、温水熱交換器を別に設ければ、温水を生成することもできる。
この第1実施形態では、予熱部14bを追加で必要とするものの、発電ユニット1の主要部は従来と大きな変更無く構成できる点が特長である。図2では、発電ユニット1内に設けられていた水蒸気生成器5を取り止めているが、図5の従来の燃料電池システム100と同様に、発電ユニット1内に水蒸気生成器の機能の一部としての水蒸気生成器(スーパーヒーター)5を残すことも可能である。
第2実施形態の燃料電池システム103では、図3に示すように、水蒸気生成器5に、オフガス利用燃焼部14の燃焼排ガスと改質水との熱交換により水蒸気を生成する蒸気生成用熱交換器18が備えられている。その他の構成は、上記燃料電池システム101と同様であるので説明は省略する。
複数の熱発電素子19の夫々は、図4に示すように、円筒状に形成してあり、蒸気生成用熱交換器18の管部材18aに外嵌されている。複数の熱発電素子19は、例えば酸化物型であり、複数のp型熱発電素子19aと複数のn型熱発電素子19bとから構成されている。p型熱発電素子19aとn型熱発電素子19bとは、その間に絶縁層20を設けて管部材18aの長手方向に交互に配置されている。管部材18aの長手方向において隣接するp型熱発電素子19aとn型熱発電素子19bとを絶縁層20を跨いで接続する導電膜21が設けられている。導電膜21は、管部材18aの長手方向において熱発電素子19の外周部側と熱発電素子19の内周部側(図示省略)とに交互に配置されており、全ての熱発電素子19を接続している。管部材18aの長手方向において両端に配置された熱発電素子19には導線が接続され、発電した電力を出力している。
熱発電素子19にて発電された電力は、インバーター9に送られ、燃料電池出力に加えられて出力される。一方、改質水は蒸気として利用され、改質器4で改質用蒸気として使用される。もちろん、水蒸気生成器5にて生成した水蒸気に余剰があれば、図3の点線で示すように、外部に蒸気を出力することも可能である。
4 改質器
5、17 水蒸気生成器
6 空気予熱器
14 オフガス利用燃焼部
14a オフガス燃焼器
14b オフガス予熱器
15 熱エネルギー利用部
16 ヒートポンプ装置
18 蒸気生成用熱交換器
19 熱発電素子
Claims (3)
- 燃料ガスと空気とを反応させて発電する燃料電池部を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池部が、固体酸化物形であり、燃料ガスの少なくとも一部を水蒸気改質させて前記燃料電池部に供給する改質器と、前記燃料電池部から排出されるオフガスに燃料ガスを供給して、オフガスに含まれる酸素を用いて当該供給された燃料ガスを燃焼させるオフガス利用燃焼部と、そのオフガス利用燃焼部にて燃焼された燃焼排ガスが有する熱エネルギーを利用する熱エネルギー利用部とが設けられ、
前記オフガス利用燃焼部で燃焼する燃料ガスは、脱硫した燃料ガスであり、
前記オフガス利用燃焼部が、前記改質器における燃料ガスの水蒸気改質を行うために用いられ及びその次に空気予熱器における前記燃料電池部に供給する空気の予熱を行うために用いられた後のオフガスに燃料ガスを供給して燃料ガスを燃焼させるオフガス燃焼器と、前記オフガス燃焼器から排出される燃焼排ガスにて前記オフガス燃焼器に供給する前のオフガスを予熱するオフガス予熱器とを備えて構成され、
前記熱エネルギー利用部が、前記オフガス燃焼器に供給する前のオフガスの予熱のために前記オフガス予熱器で用いられた後の燃焼排ガスを用いて、前記水蒸気改質に用いる水蒸気を生成する水蒸気生成器における水蒸気の生成、及び、排熱回収熱交換器における温水の生成を行い、前記水蒸気生成器にて生成された水蒸気の一部及び前記水蒸気の生成に用いられた後の燃焼排ガスを用いて前記排熱回収熱交換器にて生成した温水の何れか一方又は両方を出力するように構成され、
前記水蒸気生成器では、純水タンクに貯留されている改質水が供給されて水蒸気の生成が行われ、
前記排熱回収熱交換器では、前記オフガス利用燃焼部の燃焼排ガスの排熱を回収して温水を生成すると共に前記オフガス利用燃焼部の燃焼排ガスに含まれる水蒸気が凝縮され、生成された凝縮水は前記純水タンクに貯留されるように構成されている燃料電池システム。 - 前記熱エネルギー利用部が、ヒートポンプ装置の駆動源として熱エネルギーを出力するように構成されている請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記水蒸気生成器には、前記オフガス利用燃焼部の燃焼排ガスと改質水との熱交換により水蒸気を生成する蒸気生成用熱交換器が備えられ、
前記蒸気生成用熱交換器には、前記オフガス利用燃焼部の燃焼排ガスと改質水との温度差に基づいて発電する熱発電素子が設けられている請求項1又は2に記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012216800A JP5498552B2 (ja) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012216800A JP5498552B2 (ja) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | 燃料電池システム |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007072649A Division JP2008234994A (ja) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | 燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013030489A JP2013030489A (ja) | 2013-02-07 |
JP5498552B2 true JP5498552B2 (ja) | 2014-05-21 |
Family
ID=47787293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012216800A Expired - Fee Related JP5498552B2 (ja) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5498552B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3151322B1 (en) | 2014-05-28 | 2018-11-07 | Panasonic Corporation | Solid-oxide fuel cell system and method of stopping same |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4358338B2 (ja) * | 1999-01-08 | 2009-11-04 | 三菱重工業株式会社 | 燃料電池複合発電プラントシステム |
JP2002326805A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-12 | Daikin Ind Ltd | 改質装置及びこれを備える燃料電池システム |
JP2003157878A (ja) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Daikin Ind Ltd | 燃料電池システム |
JP4015498B2 (ja) * | 2002-07-31 | 2007-11-28 | 三菱重工業株式会社 | 複合発電システム |
JP4192023B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2008-12-03 | 株式会社日立製作所 | 熱電供給システム |
JP2006073416A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 吸収式冷凍機複合型燃料電池システム |
JP2006309982A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池システム |
JP2006351292A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池システム及びその停止方法 |
JP2007042437A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Osaka Gas Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池システム |
JP5004156B2 (ja) * | 2006-04-19 | 2012-08-22 | 一般財団法人電力中央研究所 | 発電設備 |
-
2012
- 2012-09-28 JP JP2012216800A patent/JP5498552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013030489A (ja) | 2013-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101352198B1 (ko) | 연료전지 하이브리드 시스템 | |
JP2008234994A (ja) | 燃料電池システム | |
JP5331819B2 (ja) | Mcfc発電システム | |
JP2010518559A (ja) | 高効率発電のために一体化された燃料電池と熱エンジンのハイブリッドシステム | |
JP6072111B2 (ja) | 燃料電池モジュール | |
JP6113480B2 (ja) | 燃料電池及びその運転方法 | |
JP2010251309A (ja) | 固体酸化物形燃料電池システム及びこれを備えたコージェネレーションシステム | |
KR101897500B1 (ko) | 연료극 가스 또는 연료극 배가스를 이용한 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템 | |
KR101363365B1 (ko) | 연료전지 시스템 | |
JP2012233609A (ja) | 燃料電池用貯湯タンク及び発電システム | |
JP3704299B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池と燃焼を利用する産業プロセスとのコンバインドシステムとその運転方法 | |
KR101897486B1 (ko) | 연소 배가스를 이용한 열교환기를 포함하는 연료전지 시스템 | |
KR20130142052A (ko) | 연료전지를 이용한 발전소 냉각탑의 폐열 회수 시스템 | |
JP4342172B2 (ja) | エネルギー併給システム | |
JP5498552B2 (ja) | 燃料電池システム | |
JP5964502B2 (ja) | 燃料電池とボイラの複合システム | |
JP6134833B1 (ja) | 燃料電池システム | |
JP2017183267A (ja) | 燃料電池システム | |
JP2013157189A (ja) | エネルギー管理装置 | |
JP3897149B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池・スターリングエンジンコンバインドシステム | |
JP5371842B2 (ja) | 燃料電池システム | |
KR20140046837A (ko) | 연료전지 하이브리드 시스템 | |
JP3546234B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池・内燃式スターリングエンジンコンバインドシステム | |
KR20130030998A (ko) | 촉매 연소기를 구비하는 가정용 연료전지 보일러 시스템 | |
JP2005216488A (ja) | 燃料電池発電装置の運転方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131024 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140307 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5498552 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |