JP5774464B2 - Fuel cell system and operation method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池システムに関し、特に燃料単価を考慮した発電電力の制御技術に関する。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a technology for controlling generated power in consideration of a fuel unit price.
燃料電池システムは、一般に、コージェネレーションシステムとして、発電ユニットと、給湯ユニットとを含んで構成される。 A fuel cell system generally includes a power generation unit and a hot water supply unit as a cogeneration system.
発電ユニットは、燃料を改質して水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、改質ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電する燃料電池スタック（燃料電池セルの組立体）と、発電に伴って発生する熱を回収して温水を得る熱交換器とを含んで構成される。 The power generation unit includes a reformer that reforms fuel to generate a hydrogen-rich reformed gas, and a fuel cell stack (fuel cell) that generates power by an electrochemical reaction between hydrogen in the reformed gas and oxygen in the air. And a heat exchanger that recovers heat generated by power generation and obtains hot water.
給湯ユニットは、発電ユニット側の熱交換器により得た温水を貯留すると共にこの温水を給湯負荷に対して供給可能に構成された貯湯槽を含んで構成される。 The hot water supply unit includes a hot water tank configured to store hot water obtained by the heat exchanger on the power generation unit side and to be able to supply this hot water to a hot water supply load.
このような燃料電池システムでは、需要電力に応じて、発電電力が最大となるように、発電電力を制御していた。詳しくは、需要電力を検出し、検出された需要電力と定格最大発電電力（例えば７００Ｗ）とから、小さい方の値を選択して、これに制御していた。 In such a fuel cell system, the generated power is controlled so as to maximize the generated power according to the demand power. Specifically, the demand power is detected, and the smaller value is selected and controlled from the detected demand power and the rated maximum generated power (for example, 700 W).
また、特許文献１には、次のような技術が提案されている。温水装置に蓄えている温水が満水状態に接近したと判別すると、需要電力が高くかつ温水需要が低いことを条件として、燃料電池による発電を継続した場合の発電継続コストと、商用電源から供給される商用電力を購入した場合の電力購入コストとを比較し、比較の結果、発電継続コストが電力購入コストよりも小さい場合、温水装置に蓄えられている温水を排出させる。その一方、発電継続コストが電力購入コストより小さくはない場合、燃料電池を停止させる。 Patent Document 1 proposes the following technique. If it is determined that the hot water stored in the hot water device is close to full water, the power generation continuation cost when the power generation by the fuel cell is continued and the commercial power supply are supplied on the condition that the power demand is high and the hot water demand is low. Compared with the power purchase cost when purchasing the commercial power to be purchased, and as a result of the comparison, if the power generation continuation cost is smaller than the power purchase cost, the hot water stored in the hot water device is discharged. On the other hand, if the power generation continuation cost is not smaller than the power purchase cost, the fuel cell is stopped.
しかしながら、従来の一般的な技術のように、需要電力に応じて発電電力が最大となるように発電を行い、貯湯槽の温水が満蓄になっても常に発電電力が最大となるように運転する場合は、貯湯槽が満蓄状態のときには、熱利用できないので、燃料電池の発電コストが系統電力の購入コストを上回る分がそのままデメリットとなり、経済的でないという問題点があった。 However, as in the conventional general technology, power is generated so that the generated power is maximized according to the demand power, and even if the hot water in the hot water tank is full, the generated power is always maximized. In this case, when the hot water storage tank is fully stored, heat cannot be used. Therefore, the power generation cost of the fuel cell exceeds the purchase cost of the system power, which is a disadvantage and is not economical.
また、特許文献１のように、燃料電池の発電を続ける方が経済的であるといっても温水を排出してしまうことはエネルギーの無駄である。また、発電継続コストが電力購入コストより大きい場合に発電を停止させるという選択は、起動停止が比較的容易なタイプの燃料電池システムに採用し得たとしても、連続運転を基本とし起動停止を繰り返すことが難しいタイプの燃料電池システムには採用できず、汎用性に乏しい。 Moreover, even if it is said that it is more economical to continue the power generation of the fuel cell as in Patent Document 1, it is a waste of energy to discharge the hot water. In addition, the choice of stopping power generation when the power generation continuation cost is greater than the power purchase cost is repeated on the basis of continuous operation, even if it can be adopted for a fuel cell system of a type that is relatively easy to start and stop. This type of fuel cell system is difficult to use and is not very versatile.
本発明は、このような実状に鑑み、貯湯槽が満蓄状態のときに発電を停止することなく経済性を追求できるようにした燃料電池システム及びその運転方法を提供することを課題とする。 In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of pursuing economic efficiency without stopping power generation when the hot water storage tank is fully stored, and an operation method thereof.
本発明に係る燃料電池システムは、燃料を改質して水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、改質ガスと空気とを反応させて発電する燃料電池スタックと、発電に伴って発生する熱を回収して温水を得る熱交換器と、温水を貯留する貯湯槽と、前記燃料電池スタックの発電電力を制御する制御装置と、を備えることを前提とする。 A fuel cell system according to the present invention includes a reformer that reforms fuel to generate a hydrogen-rich reformed gas, a fuel cell stack that generates electricity by reacting the reformed gas and air, and power generation It is assumed that a heat exchanger that collects generated heat to obtain hot water, a hot water storage tank that stores the hot water, and a control device that controls the generated power of the fuel cell stack are provided.
ここにおいて、本発明では、上記の課題を解決するために、前記制御装置は、前記貯湯槽が満蓄状態にあることを検出する満蓄状態検出手段と、前記改質器に供給する燃料の単価を取得する燃料単価取得手段と、前記燃料単価に基づいて、想定される最大発電電力（Ｌ）から、システムの運転維持コストのために発電電力を小にしても発電コストが低下しなくなる発電電力（Ｍ）までの範囲内で、系統電力に対する発電メリット（系統電力の購入コストと現在の燃料単価での燃料電池の発電コストとの差）が最大となる発電電力を算出する発電メリット最大発電電力算出手段と、前記貯湯槽が満蓄状態のときに、前記発電メリットが最大となる発電電力に基づいて、前記燃料電池スタックの発電電力を制御する発電電力制御手段と、を含んで構成される。 Here, in the present invention, in order to solve the above-described problem, the control device includes a full storage state detection unit that detects that the hot water storage tank is in a full storage state, and fuel that is supplied to the reformer. Fuel unit price acquisition means for acquiring a unit price, and based on the fuel unit price, the power generation cost does not decrease even if the generated power is reduced for the operation and maintenance cost of the system from the assumed maximum generated power (L) Power generation merit maximum power generation that calculates power generation merit for grid power (difference between grid power purchase cost and fuel cell power generation cost at current fuel unit price ) within the range up to power (M) Power generation means, and generated power control means for controlling the generated power of the fuel cell stack based on the generated power that maximizes the power generation merit when the hot water storage tank is fully stored. It is made.
言い換えれば、本発明では、前記制御装置により、前記貯湯槽が満蓄状態にあることを検出したときに、前記改質器に供給する燃料の単価に基づいて、想定される最大発電電力（Ｌ）から、システムの運転維持コストのために発電電力を小にしても発電コストが低下しなくなる発電電力（Ｍ）までの範囲内で、系統電力に対する発電メリット（系統電力の購入コストと当該燃料単価での燃料電池の発電コストとの差）が最大となる発電電力を算出し、前記発電メリットが最大となる発電電力に基づいて、前記燃料電池スタックの発電電力を制御するように、燃料電池システムを運転する。 In other words, in the present invention, when the control device detects that the hot water storage tank is in a fully stored state, the maximum generated power (L) assumed based on the unit price of the fuel supplied to the reformer. ) To the power generation power (M) where the power generation cost does not decrease even if the power generation power is reduced due to the operation and maintenance cost of the system. The fuel cell system is configured to calculate the generated power that maximizes the difference in power generation cost of the fuel cell in (1) and to control the generated power of the fuel cell stack based on the generated power that maximizes the power generation merit. To drive.
本発明によれば、貯湯槽が満蓄状態となったときは、燃料単価を考慮して、系統電力に対する発電メリットが最大となるように発電電力を制御するため、コージェネレーションシステムとして熱利用できないときの経済性を向上させることができる。 According to the present invention, when the hot water storage tank is fully stored, the generated power is controlled so that the power generation merit with respect to the system power is maximized in consideration of the fuel unit price, so that heat cannot be used as a cogeneration system. Economic efficiency can be improved.
また、制御の変更のみで、本体コストを増加させることなく、燃料電池ユーザーの光熱費削減効果を増加させることができる。 Moreover, the utility cost reduction effect of the fuel cell user can be increased only by changing the control without increasing the main body cost.
また、熱利用できないときも発電を停止することがないため、連続運転を基本とする燃料電池システムに好適に適用でき、汎用性も高い。 Moreover, since power generation is not stopped even when heat cannot be used, it can be suitably applied to a fuel cell system based on continuous operation, and is highly versatile.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す燃料電池システムの構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system showing an embodiment of the present invention.
燃料電池システムは、その主要部をなす発電ユニット中核部１と、発電ユニット中核部１の発電電力を取り出すパワーコンディショナー（ＰＣＳ）１０と、発電ユニット中核部１での発電に伴って発生する熱（廃熱）を回収して温水を得る熱交換器１１と、温水を貯留する貯湯槽１２と、これらの制御装置２０と、を含んで構成される。尚、発電ユニット中核部１の他、ＰＣＳ１０、熱交換器１１及び制御装置２０は、図１に一点鎖線で囲んで示すように発電ユニットとして１つの筐体内に収納される。貯湯槽１２は図示しない貯湯ユニットとして別の筐体内に収納される。 The fuel cell system includes a power generation unit core 1 that is a main part of the fuel cell system, a power conditioner (PCS) 10 that extracts power generated by the power generation unit core 1, and heat generated by power generation in the power generation unit core 1 ( It includes a heat exchanger 11 that collects (waste heat) to obtain hot water, a hot water storage tank 12 that stores hot water, and these control devices 20. In addition to the core unit 1 of the power generation unit, the PCS 10, the heat exchanger 11, and the control device 20 are housed in one housing as a power generation unit as shown by being surrounded by a one-dot chain line in FIG. The hot water tank 12 is housed in a separate housing as a hot water storage unit (not shown).
発電ユニット中核部１は、燃料供給部２と、脱硫部３と、水供給部４と、水気化部５と、改質器（水素発生部）６と、空気供給部７と、燃料電池スタック８と、オフガス燃焼部９とを含んで構成され、主には、燃料（水素含有燃料）を改質して水素リッチな改質ガスを生成する改質器６と、改質ガスと空気とを反応させて発電する燃料電池スタック８とから構成される。 The power generation unit core 1 includes a fuel supply unit 2, a desulfurization unit 3, a water supply unit 4, a water vaporization unit 5, a reformer (hydrogen generation unit) 6, an air supply unit 7, and a fuel cell stack. 8 and an off-gas combusting section 9. The reformer 6 mainly reforms the fuel (hydrogen-containing fuel) to generate a hydrogen-rich reformed gas, and the reformed gas and air. And a fuel cell stack 8 that generates electric power by reacting with each other.
発電ユニット中核部１は、燃料電池スタック８にて改質ガス中の水素と空気中の酸素とを反応させて発電を行うが、燃料電池スタック８の種類は特に限定されず、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ；Polymer Electrolyte Fuel Cell ）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ；Solid Oxide Fuel Cell ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ；Phosphoric Acid Fuel Cell ）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ；Molten Carbonate Fuel Cell）、及び、その他の種類を採用することができる。尚、燃料電池スタック８の種類、水素含有燃料の種類、及び改質方式等に応じて、図１に示す構成要素を適宜省略してもよい。 The core 1 of the power generation unit performs power generation by reacting hydrogen in the reformed gas and oxygen in the air in the fuel cell stack 8, but the type of the fuel cell stack 8 is not particularly limited. Polymer fuel cell (PEFC), solid oxide fuel cell (SOFC), phosphoric acid fuel cell (PAFC), molten carbonate fuel cell (MCFC) Molten Carbonate Fuel Cell) and other types can be employed. 1 may be appropriately omitted depending on the type of the fuel cell stack 8, the type of the hydrogen-containing fuel, the reforming method, and the like.
燃料供給部２は、水素含有燃料として、例えば、炭化水素系燃料を脱硫部３へ供給する。炭化水素系燃料としては、分子中に炭素と水素とを含む化合物（酸素等、他の元素を含んでいてもよい）若しくはそれらの混合物が用いられる。また、炭化水素系燃料としては、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類が挙げられる。具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油が挙げられる。アルコール類として、メタノール、エタノールが挙げられる。エーテル類として、ジメチルエーテルが挙げられる。 The fuel supply unit 2 supplies, for example, a hydrocarbon fuel as the hydrogen-containing fuel to the desulfurization unit 3. As the hydrocarbon fuel, a compound containing carbon and hydrogen in the molecule (which may contain other elements such as oxygen) or a mixture thereof is used. Examples of the hydrocarbon fuel include hydrocarbons, alcohols, and ethers. Specific examples of hydrocarbons include methane, ethane, propane, butane, natural gas, LPG (liquefied petroleum gas), city gas, gasoline, naphtha, kerosene, and light oil. Examples of alcohols include methanol and ethanol. Examples of ethers include dimethyl ether.
脱硫部３は、燃料供給部２から供給される水素含有燃料の脱硫を行う。脱硫部３は、水素含有燃料に含有される硫黄化合物を除去するための脱硫触媒を有している。脱硫部３の脱硫方式として、例えば、硫黄化合物を吸着して除去する吸着脱硫方式や、硫黄化合物を水素と反応させて除去する水素化脱硫方式が採用される。脱硫部３は、脱硫した水素含有燃料を改質器６へ供給する。 The desulfurization unit 3 desulfurizes the hydrogen-containing fuel supplied from the fuel supply unit 2. The desulfurization unit 3 has a desulfurization catalyst for removing sulfur compounds contained in the hydrogen-containing fuel. As the desulfurization method of the desulfurization unit 3, for example, an adsorptive desulfurization method that adsorbs and removes sulfur compounds and a hydrodesulfurization method that removes sulfur compounds by reacting with hydrogen are employed. The desulfurization unit 3 supplies the desulfurized hydrogen-containing fuel to the reformer 6.
水供給部４は、改質用の水を水気化部５へ供給する。水気化部５は、水を加熱し気化させることによって、水蒸気を生成する。水気化部５における水の加熱には、例えば、改質器６の熱、オフガス燃焼部９の熱、あるいは排ガスの熱を回収する等、発電ユニット１内で発生した熱を用いてもよいし、また、別途ヒータ、バーナ等の他熱源を用いてもよい。水気化部５は、生成した水蒸気を改質器６へ供給する。 The water supply unit 4 supplies reforming water to the water vaporization unit 5. The water vaporization part 5 produces | generates water vapor | steam by heating and vaporizing water. For heating the water in the water vaporization unit 5, for example, heat generated in the power generation unit 1 such as recovering heat of the reformer 6, heat of the off-gas combustion unit 9, or heat of exhaust gas may be used. Further, other heat sources such as a heater and a burner may be used separately. The water vaporization unit 5 supplies the generated water vapor to the reformer 6.
改質器６は、脱硫部３からの水素含有燃料を改質触媒によって改質し、水素リッチな改質ガスを発生させる。改質器６での改質方式は、特に限定されず、例えば、水蒸気改質、部分酸化改質、自己熱改質、その他の改質方式を採用できる。尚、燃料電池スタック８に要求される水素リッチガスの性状によって、改質触媒によって改質する改質器６の他に性状を調整するための構成を有する場合もある。例えば、燃料電池スタック８のタイプが固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）やリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）であった場合、改質器６の他に、水素リッチガス中の一酸化炭素を除去するための構成（例えば、シフト反応部、選択酸化反応部）を有する。改質器６は、水素リッチガスを燃料電池スタック８のアノード８Ａへ供給する。 The reformer 6 reforms the hydrogen-containing fuel from the desulfurization unit 3 with a reforming catalyst, and generates a hydrogen-rich reformed gas. The reforming method in the reformer 6 is not particularly limited, and for example, steam reforming, partial oxidation reforming, autothermal reforming, and other reforming methods can be employed. Depending on the properties of the hydrogen-rich gas required for the fuel cell stack 8, there may be a configuration for adjusting the properties in addition to the reformer 6 reformed by the reforming catalyst. For example, when the type of the fuel cell stack 8 is a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) or a phosphoric acid fuel cell (PAFC), carbon monoxide in the hydrogen rich gas is removed in addition to the reformer 6. (For example, a shift reaction part and a selective oxidation reaction part). The reformer 6 supplies the hydrogen rich gas to the anode 8 </ b> A of the fuel cell stack 8.
空気供給部７は、燃料電池スタック８のカソード８Ｃへ空気を供給する。空気供給部７に不純物除去フィルタや酸素富化フィルタを備えるようにしてもよい。 The air supply unit 7 supplies air to the cathode 8 </ b> C of the fuel cell stack 8. The air supply unit 7 may be provided with an impurity removal filter or an oxygen enrichment filter.
燃料電池スタック８は、改質器６からの水素リッチガス及び空気供給部７からの空気を用いて発電を行う。燃料電池スタック８は、水素リッチガスが供給されるアノード８Ａと、空気が供給されるカソード８Ｃと、アノード８Ａとカソード８Ｃとの間に配置される電解質８Ｅと、を備えている。燃料電池スタック８は、後述するパワーコンディショナー１０を介して、電力を外部へ供給する。燃料電池スタック８は、発電に用いられなかった水素リッチガス及び空気をオフガスとして、オフガス燃焼部９へ供給する。 The fuel cell stack 8 generates power using the hydrogen rich gas from the reformer 6 and the air from the air supply unit 7. The fuel cell stack 8 includes an anode 8A to which hydrogen-rich gas is supplied, a cathode 8C to which air is supplied, and an electrolyte 8E disposed between the anode 8A and the cathode 8C. The fuel cell stack 8 supplies power to the outside via a power conditioner 10 described later. The fuel cell stack 8 supplies the hydrogen-rich gas and air that have not been used for power generation as off-gas to the off-gas combustion unit 9.
オフガス燃焼部９は、燃料電池スタック８から供給されるオフガスを燃焼させる。オフガス燃焼部９によって発生する熱は、改質器６へ供給され、改質器６での水素リッチガスの発生に用いられる。 The off gas combustion unit 9 burns off gas supplied from the fuel cell stack 8. The heat generated by the off-gas combustion unit 9 is supplied to the reformer 6 and used for generation of hydrogen rich gas in the reformer 6.
ここで、燃料電池スタック８として固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）が採用された場合の発電ユニット中核部１について、より詳細に説明する。この場合、燃料電池スタック８の電解質８Ｅは、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等のセラミックからなり、高温下にて酸化物イオンを伝導する。アノード８Ａは、例えばニッケルとＹＳＺとの混合物からなり、酸化物イオンと水素リッチガス中の水素とを反応させて、電子及び水を発生させる。カソード８Ｃは、例えばランタンストロンチウムマンガナイトからなり、空気中の酸素と電子とを反応させて、酸化物イオンを発生させる。アノード８Ａ側で酸化反応が行われるため、水素リッチガスに一酸化炭素が含有されていてもよい。従って、改質器（水素発生部）６から、一酸化炭素を除去する構成を省略することができる。また、燃料電池スタック８の作動温度が高温であるため、発電ユニット中核部１では、燃料電池スタック８からの熱を、例えば、改質器６、水気化部５、その他の箇所にて有効に利用することができる。 Here, the core 1 of the power generation unit when a solid oxide fuel cell (SOFC) is employed as the fuel cell stack 8 will be described in more detail. In this case, the electrolyte 8E of the fuel cell stack 8 is made of a ceramic such as yttria-stabilized zirconia (YSZ), and conducts oxide ions at a high temperature. The anode 8A is made of, for example, a mixture of nickel and YSZ, and reacts oxide ions with hydrogen in the hydrogen rich gas to generate electrons and water. The cathode 8C is made of, for example, lanthanum strontium manganite and generates oxygen ions by reacting oxygen and electrons in the air. Since the oxidation reaction is performed on the anode 8A side, carbon monoxide may be contained in the hydrogen-rich gas. Therefore, the configuration for removing carbon monoxide from the reformer (hydrogen generation unit) 6 can be omitted. Further, since the operating temperature of the fuel cell stack 8 is high, in the power generation unit core 1, heat from the fuel cell stack 8 is effectively used, for example, at the reformer 6, the water vaporization unit 5, and other places. Can be used.
パワーコンディショナー（ＰＣＳ）１０は、発電ユニット中核部１の燃料電池スタック８で発生した直流電力を取り出すものであり、また、インバータを備え、直流電力を交流電力に変換して、家庭内の電気機器（負荷）ＥＩに供給する。尚、燃料電池の発電電力が電気機器ＥＩの需要電力に満たない場合は、商用電力系統ＣＥからの系統電力が補助電力として電気機器ＥＩに供給される。 The power conditioner (PCS) 10 extracts DC power generated in the fuel cell stack 8 in the core 1 of the power generation unit, and includes an inverter, converts the DC power into AC power, (Load) Supply to EI. When the generated power of the fuel cell is less than the demand power of the electric equipment EI, the system power from the commercial power system CE is supplied to the electric equipment EI as auxiliary power.
熱交換器１１は、発電ユニット中核部１での発電に伴って発生する熱（燃料電池スタック８にて発生する熱、オフガス燃焼部９の熱、あるいは排ガスの熱などの廃熱）を回収して温水を得る。 The heat exchanger 11 collects heat generated by the power generation in the core 1 of the power generation unit (heat generated in the fuel cell stack 8, heat of the off-gas combustion unit 9, or waste heat such as heat of exhaust gas). To get hot water.
貯湯槽１２は、熱交換器１１により得た温水を貯留すると共に、この温水を給湯負荷に対して供給可能に構成されている。 The hot water tank 12 is configured to store hot water obtained by the heat exchanger 11 and to supply this hot water to a hot water supply load.
すなわち、熱交換器１１は、その一次側通路と二次側通路との間で熱交換するもので、一次側通路には、発電ユニット中核部１からの廃熱回収通路１３が接続されている。そして、二次側通路には、貯湯槽１２の底部から引き出されて貯湯槽１２の上部へ戻る循環通路１４ａ、１４ｂが接続されている。貯湯槽１２の底部と熱交換器１１との間の循環通路１４ａには、循環用のポンプ１５が介装されている。 That is, the heat exchanger 11 exchanges heat between the primary side passage and the secondary side passage, and the waste heat recovery passage 13 from the power generation unit core 1 is connected to the primary side passage. . Then, circulation passages 14 a and 14 b that are drawn from the bottom of the hot water tank 12 and return to the upper part of the hot water tank 12 are connected to the secondary side passage. A circulation pump 15 is interposed in the circulation passage 14 a between the bottom of the hot water tank 12 and the heat exchanger 11.
従って、循環用のポンプ１５を駆動すると、貯湯槽１２の底部付近に存在する比較的低温の水が循環通路１４ａにより熱交換器１１に供給され、熱交換器１１にて発電ユニット中核部１からの廃熱との間で熱交換がなされる。これにより、水が加熱されて温水が得られる。熱交換器１１にて得た温水は、循環通路１４ｂにより貯湯槽１２の上部へ戻される。このような循環が繰り返されて、貯湯槽１２に温水が貯留される。 Therefore, when the circulation pump 15 is driven, relatively low-temperature water existing near the bottom of the hot water storage tank 12 is supplied to the heat exchanger 11 through the circulation passage 14a, and is transmitted from the power generation unit core 1 by the heat exchanger 11. Heat is exchanged with the waste heat. Thereby, water is heated and warm water is obtained. The hot water obtained in the heat exchanger 11 is returned to the upper part of the hot water tank 12 through the circulation passage 14b. Such circulation is repeated and hot water is stored in the hot water tank 12.
尚、貯湯槽１２には、その上部から温水を取り出す温水取出通路１６が設けられると共に、その底部へ水道水を補給する水補給通路１７が設けられる。 The hot water storage tank 12 is provided with a hot water outlet passage 16 for taking out hot water from the upper portion thereof, and a water supply passage 17 for supplying tap water to the bottom thereof.
制御装置２０は、燃料電池スタック８の発電電力などを制御するもので、マイクロコンピュータにより構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスなどを備えている。 The control device 20 controls the generated power of the fuel cell stack 8 and is constituted by a microcomputer and includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like.
燃料電池スタック８の発電電力の制御のため、制御装置２０には、パワーコンディショナー１０から各種情報が入力される。具体的には、パワーコンディショナー１０に備えられる各種計測器（図示せず）により、燃料電池スタック８の出力電圧、出力電流及び発電電力、更にはパワーコンディショナー１０を介して電気機器ＥＩへ供給される電力が計測され、これらが制御装置２０へ入力される。 In order to control the power generated by the fuel cell stack 8, various information is input to the control device 20 from the power conditioner 10. Specifically, the output voltage, the output current, and the generated power of the fuel cell stack 8 are supplied to the electric equipment EI via the power conditioner 10 by various measuring instruments (not shown) provided in the power conditioner 10. Electric power is measured and these are input to the control device 20.
制御装置２０にはまた、計測器２１から信号が入力される。計測器２１は商用電力系統ＣＥから電気機器ＥＩへ供給される補助電力を計測し、補助電力の計測値を制御装置２０へ出力する。電気機器ＥＩの需要電力は、パワーコンディショナー１０側からの供給電力と商用電力系統ＣＥ側からの補助電力との和として算出される。 The control device 20 also receives a signal from the measuring instrument 21. The measuring instrument 21 measures auxiliary power supplied from the commercial power system CE to the electrical equipment EI and outputs a measured value of auxiliary power to the control device 20. The demand power of the electrical equipment EI is calculated as the sum of the supplied power from the power conditioner 10 side and the auxiliary power from the commercial power system CE side.
制御装置２０にはまた、貯湯槽１２の底部及び上部の各所定レベルに設けた温度センサ２２ａ、２２ｂから信号が入力される。これらの温度センサ２２ａ、２２ｂにより検出される温度がいずれも高温側のしきい値を超えたことを検出することで、貯湯槽１２の満蓄状態を検出することができる。 The controller 20 also receives signals from temperature sensors 22 a and 22 b provided at predetermined levels on the bottom and top of the hot water tank 12. The full storage state of the hot water tank 12 can be detected by detecting that the temperatures detected by the temperature sensors 22a and 22b both exceed the threshold value on the high temperature side.
制御装置２０にはまた、燃料単価の入力部３０が接続されており、例えば通信手段を用いて、燃料供給部２により改質器６へ供給している燃料の現在の単価を入力可能に構成されている。 The control unit 20 is also connected to a fuel unit price input unit 30, which can input the current unit price of the fuel supplied to the reformer 6 by the fuel supply unit 2 using, for example, communication means. Has been.
制御装置２０による発電電力の制御は、燃料供給部２のポンプ及び／又は制御弁を介して改質器６へ燃料供給量を制御、及び、水供給部４のポンプ及び／又は制御弁を介して改質器６への改質用水供給量を制御して、燃料電池スタック８への改質ガス（アノードガス）の供給量を制御し、また、空気供給部７のポンプ及び／又は制御弁を介して燃料電池スタック８への空気（カソードガス）の供給量を制御することによって、行う。 The control of the generated power by the control device 20 controls the amount of fuel supplied to the reformer 6 via the pump and / or control valve of the fuel supply unit 2, and via the pump and / or control valve of the water supply unit 4. The amount of reforming water supplied to the reformer 6 is controlled to control the amount of reformed gas (anode gas) supplied to the fuel cell stack 8, and the pump and / or control valve of the air supply unit 7 is also controlled. This is performed by controlling the supply amount of air (cathode gas) to the fuel cell stack 8 via the.
従って、制御装置２０は、電気機器ＥＩの需要電力に応じて、燃料電池スタック８の発電電力目標値を設定し、これに従って（発電電力目標値を得るように）、燃料、水及び空気の供給量を制御することにより、燃料電池スタック８の発電電力を制御する。 Therefore, the control device 20 sets the generated power target value of the fuel cell stack 8 according to the power demand of the electric equipment EI, and supplies fuel, water, and air according to this (to obtain the generated power target value). The generated power of the fuel cell stack 8 is controlled by controlling the amount.
制御装置２０はまた、パワーコンディショナー１０を制御する。具体的には、燃料電池スタック８の発電電力目標値に基づいて、燃料電池スタック８から取り出す電流を設定・制御する。より詳しくは、燃料電池スタック８の発電電力目標値を燃料電池スタック８の出力電圧（瞬時値）で除算して、電流目標値を設定し、この電流目標値に従って、燃料電池スタック１０から取り出す電流を制御する。 The control device 20 also controls the power conditioner 10. Specifically, the current taken out from the fuel cell stack 8 is set and controlled based on the generated power target value of the fuel cell stack 8. More specifically, a target current value is set by dividing the generated power target value of the fuel cell stack 8 by the output voltage (instantaneous value) of the fuel cell stack 8, and the current taken out from the fuel cell stack 10 according to this current target value. To control.
次に、本実施形態における、制御装置２０での、電気機器ＥＩの需要電力に応じた燃料電池スタック８の発電電力目標値の設定について、詳細に説明する。 Next, the setting of the generated power target value of the fuel cell stack 8 according to the demand power of the electrical equipment EI in the control device 20 in the present embodiment will be described in detail.
燃料電池スタック８の発電電力は、基本的には電気機器ＥＩの需要電力に対応させるが、需要電力が発電可能な最大電力である定格最大発電電力（例えば７００Ｗ）を超える場合は、周知のように、発電電力を定格最大発電電力に制限し、不足分は系統電力により補う。 The power generated by the fuel cell stack 8 basically corresponds to the power demand of the electrical equipment EI. However, when the power demand exceeds the rated maximum power generation (for example, 700 W), which is the maximum power that can be generated, as is well known. In addition, the generated power is limited to the rated maximum generated power, and the shortage is compensated by the grid power.
従来は、このように定格最大発電電力の範囲内で、需要電力に応じて、発電量が最大となるように発電を行っており、貯湯槽１２のお湯が満蓄となっても、常に発電量が最大となるように運転している。 Conventionally, power generation is performed so that the amount of power generation is maximized in accordance with the demand power within the range of the rated maximum generated power as described above, and even if the hot water in the hot water storage tank 12 is fully stored, power is always generated. You are driving to maximize the amount.
しかし、燃料単価によっては当該発電量を得るための発電コストが系統電力の購入コストを大きく上回るので、貯湯槽１２が満蓄状態となったときに、コージェネレーション効果がなくなると、需要家のメリットが失われてしまう。 However, depending on the unit price of fuel, the power generation cost for obtaining the amount of power generation greatly exceeds the purchase cost of the grid power. Therefore, if the cogeneration effect is lost when the hot water tank 12 is fully stored, the customer's merit Will be lost.
その一方、連続運転を基本とし起動停止を繰り返すことが難しいタイプの燃料電池システムでは、発電を停止させることは緊急時を除き極力避けたい。 On the other hand, in a type of fuel cell system that is based on continuous operation and is difficult to repeatedly start and stop, it is desirable to avoid stopping power generation as much as possible except in an emergency.
図２は、ＦＣ電力について、燃料（例えばＬＰＧ）の価格別（基準価格の１２０％、基準価格、基準価格の８０％、基準価格の６０％）に、横軸に発電電力（Ｗ）をとって、縦軸に発電コスト（円／ｍｉｎ）を示したものである。また、系統電力について、横軸を購入電力（Ｗ）、縦軸を購入コスト（円／ｍｉｎ）として点線で示してある。 Fig. 2 shows the generated power (W) on the horizontal axis for the FC power by price of fuel (eg LPG) (120% of the base price, base price, 80% of the base price, 60% of the base price). The vertical axis represents the power generation cost (yen / min). In addition, the grid power is indicated by a dotted line with the purchased power (W) on the horizontal axis and the purchased cost (yen / min) on the vertical axis.
この図２を参照すると、ＬＰＧ価格が基準価格の６０％のときは、発電電力＝Ｌのときに、発電メリット（購入コスト−発電コスト）が最大となる。 Referring to FIG. 2, when the LPG price is 60% of the reference price, the power generation merit (purchase cost-power generation cost) is maximized when the generated power is L.
また、ＬＰＧ価格が基準価格の８０％のときも、わずかではあるが、発電電力＝Ｌのときに、発電メリット（購入コスト−発電コスト）が最大となる。 Further, even when the LPG price is 80% of the reference price, the power generation merit (purchase cost-power generation cost) is maximized when the generated power is L.
また、ＬＰＧ価格が基準価格のときは、全域で発電コストが購入コストを上回るが、発電電力＝Ｍのときに、発電メリット（購入コスト−発電コスト）が最大、言い換えれば購入コストと発電コストとの差が小さくなって、発電デメリットが最小となる。 Further, when the LPG price is the reference price, the power generation cost exceeds the purchase cost in the entire area, but when the generated power is M, the power generation merit (purchase cost-power generation cost) is the maximum, in other words, the purchase cost and the power generation cost. The difference in power generation becomes smaller and the power generation disadvantage is minimized.
また、ＬＰＧ価格が基準価格の１２０％のときも同様で、発電電力＝Ｍのときに、発電メリット（購入コスト−発電コスト）が最大、言い換えれば購入コストと発電コストとの差が小さくなって、発電デメリットが最小となる。尚、Ｍより小の領域は、システムの運転維持コストのために発電電力を小にしても発電コストがほぼ低下しない領域である。 The same applies when the LPG price is 120% of the reference price. When the generated power is M, the power generation merit (purchase cost-power generation cost) is the maximum, in other words, the difference between the purchase cost and the power generation cost is reduced. , Power generation disadvantages are minimized. The region smaller than M is a region where the power generation cost does not substantially decrease even if the generated power is reduced due to the operation and maintenance cost of the system.
従って、燃料価格に応じて、発電メリットが最大となる発電電力を決定し、これに制御し、不足分は系統電力で補うことにより、経済的な運転が可能となる。 Therefore, by determining the generated power that maximizes the power generation merit according to the fuel price, controlling it, and supplementing the shortage with the system power, it is possible to operate economically.
尚、この図２では、燃料価格によって、発電電力＝Ｌ又はＭのいずれかで、発電メリットが最大となったが、発電効率等によっては、Ｌ点とＭ点の中間で、発電メリットが最大となる場合もある。 In FIG. 2, the power generation merit becomes the maximum when the generated power is either L or M depending on the fuel price. However, depending on the power generation efficiency, the power generation merit is the maximum between the L point and the M point. It may become.
発電メリットの計算方法は、次の通りである。
（１）ＬＰＧ単価を（円／Ｊ）で表すものとすると、ＬＰＧ価格（円／ｍ３）より、次式により、ＬＰＧ単価（円／Ｊ）を算出する。
ＬＰＧ単価（円／Ｊ）＝ＬＰＧ価格（円／ｍ３）／ＬＰＧ発熱量（Ｊ／ｍ３）
（２）所望の発電電力を得るときのＦＣ発電コスト（円／ｍｉｎ）を、次式により算出する。
発電コスト（円／ｍｉｎ）＝発電電力（Ｗ）／発電効率×60×ＬＰＧ単価（円／Ｊ）
（３）ＦＣ発電電力と同一の電力を系統電力から得るときの系統電力の購入コスト（円／ｍｉｎ）を，次式により算出する。
購入コスト（円／ｍｉｎ）＝発電電力（Ｗ）×60／（3600×1000）×電力単価（円／ｋＷｈ）
（４）発電メリット（円／ｍｉｎ）を、次式のように、購入コストから発電コストを減算して算出する。
発電メリット（円／ｍｉｎ）＝購入コスト−発電コスト
The calculation method of power generation merit is as follows.
(1) If the LPG unit price is represented by (yen / J), the LPG unit price (yen / J) is calculated from the LPG price (yen / m3) by the following formula.
LPG unit price (yen / J) = LPG price (yen / m3) / LPG calorific value (J / m3)
(2) The FC power generation cost (yen / min) for obtaining the desired generated power is calculated by the following equation.
Power generation cost (yen / min) = Generated power (W) / Power generation efficiency x 60 x LPG unit price (yen / J)
(3) The system power purchase cost (yen / min) for obtaining the same power as the FC generated power from the system power is calculated by the following equation.
Purchase cost (yen / min) = Generated power (W) x 60 / (3600 x 1000) x Electric power unit price (yen / kWh)
(4) The power generation merit (yen / min) is calculated by subtracting the power generation cost from the purchase cost as in the following equation.
Power generation merit (yen / min) = purchase cost-power generation cost
従って、
発電メリット（円／ｍｉｎ）＝発電電力（Ｗ）×（電力単価／（3600×1000）−ＬＰＧ単価（円／Ｊ）／発電効率）×60
となる。
Therefore,
Power generation merit (yen / min) = generated power (W) x (unit price of power / (3600 x 1000)-unit price of LPG (yen / J) / power generation efficiency) x 60
It becomes.
従って、ＬＰＧ単価が高く、（電力単価／（3600×1000）−ＬＰＧ単価（円／Ｊ）／発電効率）が負の値になる場合は、発電出力を下げる方が、発電メリットが大きくなる（デメリットが小さくなる）。 Therefore, when the LPG unit price is high and (electric power unit price / (3600 × 1000) −LPG unit price (yen / J) / power generation efficiency) becomes a negative value, the power generation merit becomes larger when the power generation output is reduced ( (Demerits are reduced).
図３は、制御装置２０による発電電力制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンはシステム起動と共に開始し、システム停止と判定されるまで繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flowchart of a generated power control routine by the control device 20. This routine starts when the system is started and is repeatedly executed until it is determined that the system is stopped.
Ｓ１では、パワーコンディショナー１０側からの供給電力と商用電力系統ＣＥ側からの補助電力との和として、電気機器ＥＩの需要電力Ｗ１を検出する。 In S1, the demand power W1 of the electrical equipment EI is detected as the sum of the supplied power from the power conditioner 10 side and the auxiliary power from the commercial power system CE side.
Ｓ２では、貯湯槽１２の底部及び上部の各所定レベルに配置した温度センサ２２ａ、２２ｂの信号に基づき、貯湯槽１２が満蓄状態か否かを判定する。尚、温度センサ２２ａ、２２ｂの検出温度の全てが高温側のしきい値を超えているときに満蓄状態と判定する。この部分が満蓄状態検出手段に相当する。 In S2, it is determined whether or not the hot water storage tank 12 is fully stored based on signals from the temperature sensors 22a and 22b disposed at predetermined levels on the bottom and upper portions of the hot water storage tank 12, respectively. In addition, it determines with a full storage state, when all the temperature detected by temperature sensor 22a, 22b has exceeded the threshold value on the high temperature side. This portion corresponds to the full state detection means.
ここでの判定の結果、満蓄状態でない場合は、Ｓ３へ進み、満蓄状態である場合は、Ｓ４〜Ｓ６へ進む。 As a result of the determination here, the process proceeds to S3 if it is not fully charged, and proceeds to S4 to S6 if it is fully charged.
Ｓ３では、貯湯槽１２が満蓄状態ではなく、まだ熱利用が可能であるので、発電メリットを演算することなく、発電電力が最大となるように、発電電力目標値を設定する。すなわち、定格最大発電電力Ｗ０と、需要電力Ｗ１とから、小さい方の値を、発電電力目標値とする。従って、発電電力目標値＝ｍｉｎ（Ｗ０，Ｗ１）である。 In S3, since the hot water storage tank 12 is not fully stored and heat can still be used, the generated power target value is set so that the generated power is maximized without calculating the power generation merit. That is, the smaller value from the rated maximum generated power W0 and the demand power W1 is set as the generated power target value. Therefore, the generated power target value = min (W0, W1).
Ｓ４では、貯湯槽１２が満蓄状態で、これ以上の熱利用が望めないため、発電メリットの演算のため、先ず、燃料単価（ＬＰＧ単価）を読込む。この部分が燃料単価取得手段に相当する。 In S4, since the hot water storage tank 12 is fully stored and no further heat utilization can be expected, the fuel unit price (LPG unit price) is first read in order to calculate the power generation merit. This part corresponds to a fuel unit price acquisition means.
Ｓ５では、燃料単価に基づいて、発電メリット（系統電力購入コスト−ＦＣ発電コスト）が最大となる発電電力Ｗ２を算出する。この部分が発電メリット最大発電電力算出手段に相当する。 In S5, the generated power W2 that maximizes the power generation merit (system power purchase cost−FC power generation cost) is calculated based on the fuel unit price. This portion corresponds to the power generation merit maximum generated power calculation means.
尚、図２の関係から、予め、燃料単価をパラメータとして発電メリット最大発電電力Ｗ２を記憶させたテーブルを作成しておけば、このテーブルから、燃料単価に基づいて、発電メリット最大発電電力Ｗ２を検索により求めることができる。 From the relationship shown in FIG. 2, if a table in which the power generation merit maximum generated power W2 is stored in advance using the fuel unit price as a parameter, the power generation merit maximum generated power W2 is calculated from the table based on the fuel unit price. It can be obtained by searching.
また、前述のように、（電力単価／（3600×1000）−ＬＰＧ単価（円／Ｊ）／発電効率）を計算し、これが負の値になる場合に、発電メリット最大発電電力Ｗ２を低側の所定値（図２のＭ値）に設定するようにしてもよい。 In addition, as described above, (power unit price / (3600 × 1000) −LPG unit price (yen / J) / power generation efficiency) is calculated, and when this is a negative value, the power generation merit maximum generated power W2 is set to the lower side. The predetermined value (M value in FIG. 2) may be set.
Ｓ６では、定格最大発電電力Ｗ０と、需要電力Ｗ１と、発電メリット最大発電電力Ｗ２とから、最も小さい値を、発電電力目標値とする。従って、発電電力目標値＝ｍｉｎ（Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２）となる。この部分が後述のＳ７と共に発電電力制御手段に相当する。 In S6, the smallest value from the rated maximum generated power W0, the demand power W1, and the power generation merit maximum generated power W2 is set as the generated power target value. Therefore, the generated power target value = min (W0, W1, W2). This part corresponds to generated power control means together with S7 described later.
Ｓ３又はＳ６での発電電力目標値の設定後は、Ｓ７へ進む。
Ｓ７では、設定された発電電力目標値に従って、この発電電力目標値を得るように、燃料、水及び空気の供給量を制御することにより、燃料電池スタック８の発電電力を制御する。また、この発電電力目標値に基づいて、パワーコンディショナー１０を介して、燃料電池スタック８から取り出す電流（掃引電流）を設定・制御する。
After setting the generated power target value in S3 or S6, the process proceeds to S7.
In S7, the generated power of the fuel cell stack 8 is controlled by controlling the supply amounts of fuel, water and air so as to obtain the generated power target value according to the set generated power target value. Further, based on the generated power target value, the current (sweep current) taken out from the fuel cell stack 8 is set and controlled via the power conditioner 10.
本実施形態によれば、貯湯槽１２が満蓄状態となったときは、燃料単価を考慮して、系統電力に対する発電メリット（すなわち、系統電力購入コスト−ＦＣ発電コスト）が最大となるように発電電力を制御するため、コージェネレーションシステムとして熱利用できないときの経済性を改善し、燃料電池ユーザーの光熱費を軽減することができる。 According to the present embodiment, when the hot water storage tank 12 becomes fully charged, the power generation merit for the grid power (that is, the grid power purchase cost−FC power generation cost) is maximized in consideration of the fuel unit price. Since the generated power is controlled, the economic efficiency when heat cannot be used as a cogeneration system can be improved, and the utility cost of fuel cell users can be reduced.
また、熱利用できないときも発電を停止することがないため、連続運転を基本とし起動停止を繰り返すことが難しいタイプの燃料電池システム（ＳＯＦＣシステムなど）に好適に適用でき、汎用性も向上する。従って、発電ユニットと貯湯ユニットとを備えるコージェネレーションシステムであれば、方式を問わず採用可能である。 Further, since power generation is not stopped even when heat cannot be used, it can be suitably applied to a fuel cell system (such as an SOFC system) of a type that is difficult to repeatedly start and stop based on continuous operation, and versatility is improved. Therefore, any cogeneration system including a power generation unit and a hot water storage unit can be adopted regardless of the method.
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。 The illustrated embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to those directly described by the described embodiments, and various improvements and modifications made by those skilled in the art within the scope of the claims. Needless to say, it encompasses changes.
１ 発電ユニット中核部
２ 燃料供給部
３ 脱硫部
４ 水供給部
５ 水気化部
６ 改質器
７ 空気供給部
８ 燃料電池スタック
９ オフガス燃焼部
１０ パワーコンディショナー（ＰＣＳ）
１１ 熱交換器
１２ 貯湯槽
１３ 廃熱回収通路
１４ａ、１４ｂ 循環通路
１５ 循環用のポンプ
１６ 温水取出通路
１７ 水補給通路
２０ 制御装置
２１ 計測器
２２ａ、２２ｂ 温度センサ
３０ 燃料単価の入力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core part of power generation unit 2 Fuel supply part 3 Desulfurization part 4 Water supply part 5 Water vaporization part 6 Reformer 7 Air supply part 8 Fuel cell stack 9 Off-gas combustion part 10 Power conditioner (PCS)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Heat exchanger 12 Hot water storage tank 13 Waste heat recovery channel | path 14a, 14b Circulation channel | path 15 Circulation pump 16 Hot water extraction channel | path 17 Water supply channel | path 20 Control apparatus 21 Measuring device 22a, 22b Temperature sensor 30 Input part of fuel unit price
Claims (7)
前記制御装置は、
前記貯湯槽が満蓄状態にあることを検出する満蓄状態検出手段と、
前記改質器に供給する燃料の単価を取得する燃料単価取得手段と、
前記燃料単価に基づいて、想定される最大発電電力（Ｌ）から、システムの運転維持コストのために発電電力を小にしても発電コストが低下しなくなる発電電力（Ｍ）までの範囲内で、系統電力に対する発電メリットが最大となる発電電力を算出する発電メリット最大発電電力算出手段と、
前記貯湯槽が満蓄状態のときに、前記発電メリットが最大となる発電電力に基づいて、前記燃料電池スタックの発電電力を制御する発電電力制御手段と、を含んで構成され、
前記発電メリットは、系統電力の購入コストと、現在の燃料単価での燃料電池の発電コストとの差として求められることを特徴とする燃料電池システム。 A reformer that reforms the fuel to produce a hydrogen-rich reformed gas, a fuel cell stack that generates electricity by reacting the reformed gas and air, recovers the heat generated during power generation, and generates hot water A fuel cell system comprising: a heat exchanger to be obtained; a hot water tank for storing hot water; and a control device for controlling the generated power of the fuel cell stack,
The controller is
A full storage state detection means for detecting that the hot water tank is in a full storage state;
A fuel unit price acquisition means for acquiring a unit price of fuel supplied to the reformer;
Based on the fuel unit price, within the range from the assumed maximum generated power (L) to the generated power (M) where the power generation cost does not decrease even if the generated power is reduced due to the operation and maintenance cost of the system, Power generation merit maximum generated power calculation means for calculating the generated power that maximizes the power generation merit for the grid power;
Generated power control means for controlling the generated power of the fuel cell stack, based on the generated power that maximizes the power generation merit when the hot water storage tank is in a fully stored state ,
The fuel generation system is characterized in that the power generation merit is obtained as a difference between the purchase cost of the grid power and the power generation cost of the fuel cell at the current fuel unit price .
前記貯湯槽が満蓄状態にあることを検出したときに、
前記改質器に供給する燃料の単価に基づいて、想定される最大発電電力（Ｌ）から、システムの運転維持コストのために発電電力を小にしても発電コストが低下しなくなる発電電力（Ｍ）までの範囲内で、系統電力に対する発電メリットが最大となる発電電力を算出し、
前記発電メリットが最大となる発電電力に基づいて、前記燃料電池スタックの発電電力を制御し、
前記発電メリットは、系統電力の購入コストと、現在の燃料単価での燃料電池の発電コストとの差として求めることを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 A reformer that reforms the fuel to produce a hydrogen-rich reformed gas, a fuel cell stack that generates electricity by reacting the reformed gas and air, recovers the heat generated during power generation, and generates hot water An operating method of a fuel cell system comprising a heat exchanger to be obtained and a hot water storage tank for storing hot water,
When detecting that the hot water tank is fully charged,
Based on the unit price of the fuel supplied to the reformer, the generated power (M) that does not decrease the generated power even if the generated power is reduced for the operation and maintenance cost of the system from the assumed maximum generated power (L). ) Within the range up to), the generated power that maximizes the power generation merit relative to the grid power
Based on the generated power that maximizes the power generation merit, the generated power of the fuel cell stack is controlled ,
The method for operating a fuel cell system is characterized in that the power generation merit is obtained as a difference between the purchase cost of the grid power and the power generation cost of the fuel cell at the current fuel unit price .
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