JP5914799B2 - 発電システム - Google Patents
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Description
特許文献2に開示されたコージェネレーションシステムでは、燃料電池装置とガスボイラなどとを組み合わせた全体のシステムとして運転計画を作成しており、燃料電池装置単体、ガスボイラ単体でそれぞれの運転計画を作成する発電システムには対応することができない。さらに、このように、燃料電池装置の運転計画に加えて、ガスボイラ自体が運転計画を持っている場合は、燃料電池装置とガスボイラとがそれぞれ独立に運転していた。その結果、例えば燃料電池装置とガスボイラの両方が運転してお湯を作り過ぎたりしてしまうなど、省エネルギー性が低下するような運転をしてしまうという課題が生じる。
第1実施形態の第1の発電システムは、温水を貯溜する貯湯タンクと、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置と、燃料電池装置とは別個に設けられ、貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置と、予め定められた第1運転計画に従って燃料電池装置を運転すると共に、予め定められた第2運転計画に従って熱供給装置を運転する制御器とを備え、制御器は、第1運転計画に基づいて、予め定められた第2運転計画と異なる方法で熱供給装置を運転する第2運転計画変更制御を実行するように構成され、第2運転計画変更制御は、第1運転計画に従った燃料電池装置の運転が実行可能となるように、第1運転計画に従って行われる燃料電池装置の運転に応じて熱供給装置の出力を低減するものである。
図1は、第1実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
図2は、第1実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図2は、第1実施形態の第2の発電システムの運転方法を示す。この運転方法は、制御器40の制御によって行われうる。
図3は、第1実施形態の変形例にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本変形例の発電システム140は、電力負荷計測手段46と、熱負荷計測手段47とを備えている点以外は、図1に示した発電システム130と同様の構成を有する。よって、図1と図3とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。
第2実施形態の第1の発電システムは、第1実施形態の第2の発電システムであって、さらに、制御器は、第1運転計画を記憶し、記憶された第1運転計画に従って燃料電池装置を起動および停止する第1制御器と、第2運転計画を記憶し、記憶された第2運転計画に従って熱供給装置を運転する第2制御器とを備え、第1制御器は、燃料電池装置が起動する旨の信号を発信するように構成され、第2運転計画変更制御は、燃料電池装置が起動する旨の信号を第2制御器が受け取った場合に、第2制御器が熱供給装置の出力を低減させるものである。ここで、第1実施形態の第2の発電システムは、第1実施形態で説明した各態様の発電システムであってもよい。
図4は、第2実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の発電システム150は、制御器40が第1制御器41と第2制御器42とで置き換わっている点以外は、図1に示した発電システム130と同様の構成を有する。よって、図1と図4とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。
図5は、第2実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図5は、第2実施形態の第1の発電システムの運転方法を示す。
第3実施形態の第1の発電システムは、第1実施形態の第2の発電システムであって、さらに、燃料電池装置の起動を検知し、燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を発信する検知器を備え、制御器は、第1運転計画を記憶し、記憶された第1運転計画に従って燃料電池装置を起動および停止する第1制御器と、第2運転計画を記憶し、記憶された第2運転計画に従って熱供給装置を運転する第2制御器とを備え、第2運転計画変更制御は、燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を第2制御器が受け取った場合に、第2制御器が熱供給装置の出力を低減させるものである。ここで、第1実施形態の第2の発電システムおよびその構成要素は、第1実施形態で説明した各態様の発電システムおよびその構成要素であってもよい。
図6は、第3実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の発電システム160は、制御器40が第1制御器41と第2制御器42とで置き換えられ、さらに検知器48を備える点以外は、図1に示した発電システム130と同様の構成を有する。よって、図1と図6とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。
図7は、第3実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図7は、第3実施形態の第1の発電システムの運転方法を示す。
第4実施形態の第1の発電システムは、第1実施形態の第1の発電システムであって、さらに、第2運転計画変更制御は、第1運転計画が変更された場合に、制御器が、変更された第1運転計画に基づいて第2運転計画を変更するものである。
第4実施形態の発電システムの装置構成は、例えば、第1実施形態(図1)および第2実施形態(図4)のいずれか少なくとも一方で示したものと同様とすることができる。よって、図1および図4と共通する各構成要素に同一の符号および名称を付して、詳細な説明を省略する。具体的には、第4実施形態の第1の発電システムは、例えば、第1実施形態(図1)に示した構成とすることができる。第4実施形態の第2の発電システムは、例えば、第2実施形態(図4)に示した構成とすることができる。第4実施形態の第3の発電システムは、例えば、第1施形態の変形例(図3)に示した構成とすることができる。
図8は、第4実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図8は、第4実施形態の第1の発電システムの運転方法を示す。この運転方法は、制御器40の制御によって行われうる。
図9は、第4実施形態の変形例にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図9は、第4実施形態の第2の発電システムの運転方法を示す。
図10は、実施例にかかる発電システムの概略構成を示す模式図である。
次に、以上のように構成された発電システム100の動作の一例を説明する。
以下、本発明の他の形態(aspect)に係る発電システムについて説明する。
20 燃料電池装置
30 熱供給装置
40 制御器
41 第1制御器
42 第2制御器
46 電力負荷計測手段
47 熱負荷計測手段
48 検知器
100 発電システム
101 熱供給装置
103 貯湯タンク
105 需要家
106 第1熱伝達機構
107 第2熱伝達機構
109 操作部
110 燃料電池装置
111 燃料電池
120 第1制御器
121 第2制御器
130 発電システム
140 発電システム
150 発電システム
160 発電システム
Claims (10)
- 温水を貯溜する貯湯タンクと、
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に前記貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置と、
前記燃料電池装置とは別個に設けられ、前記貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置と、
予め定められた第1運転計画に従って前記燃料電池装置を運転すると共に、前記燃料電池装置の運転とは独立して前記熱供給装置を動作させるように予め定められた第2運転計画に従って前記熱供給装置を運転する制御器とを備え、
前記制御器は、前記第2運転計画に従った前記熱供給装置の運転による前記熱供給装置から前記貯湯タンクへの熱の供給によって前記貯湯タンクが前記燃料電池装置から供給される熱を吸収できない状態とならず、前記第1運転計画に従った前記燃料電池装置の運転による前記燃料電池装置から前記貯湯タンクへの熱の供給が実行可能となるように、前記第1運転計画に従って行われる前記燃料電池装置の運転に応じて、前記熱供給装置の出力を前記第2運転計画による出力よりも低減する第2運転計画変更制御を実行する、
発電システム。 -
前記第2運転計画変更制御は、前記燃料電池装置が起動する際に、前記熱供給装置の出力を低減させるものである、請求項1に記載の発電システム。
- 前記制御器は、
前記第1運転計画を記憶し、記憶された前記第1運転計画に従って前記燃料電池装置を起動および停止する第1制御器と、
前記第2運転計画を記憶し、記憶された前記第2運転計画に従って前記熱供給装置を運転する第2制御器とを備え、
前記第1制御器は、前記燃料電池装置が起動する旨の信号を発信するように構成され、
前記第2運転計画変更制御は、前記燃料電池装置が起動する旨の信号を前記第2制御器が受け取った場合に、前記第2制御器が前記熱供給装置の出力を低減させるものである、請求項2に記載の発電システム。
-
前記燃料電池装置が起動する旨の信号は、前記燃料電池装置が起動する時よりも第1時間だけ前に送信される、請求項3に記載の発電システム。
-
前記燃料電池装置が起動する旨の信号は、前記燃料電池装置が起動する時に送信される、請求項3に記載の発電システム。 - 前記燃料電池装置の起動を検知し、前記燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を発信する検知器を備え、
前記制御器は、
前記第1運転計画を記憶し、記憶された前記第1運転計画に従って前記燃料電池装置を起動および停止する第1制御器と、
前記第2運転計画を記憶し、記憶された前記第2運転計画に従って前記熱供給装置を運転する第2制御器とを備え、
前記第2運転計画変更制御は、前記燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を前記第2制御器が受け取った場合に、前記第2制御器が前記熱供給装置の出力を低減させるものである、請求項2に記載の発電システム。
-
前記第2運転計画変更制御は、前記第1運転計画が変更された場合に、前記制御器が、変更された前記第1運転計画に基づいて前記第2運転計画を変更するものである、請求項1に記載の発電システム。 - 前記制御器は、
前記第1運転計画を記憶し、記憶された前記第1運転計画に従って前記燃料電池装置を起動および停止する第1制御器と、
前記第2運転計画を記憶し、記憶された前記第2運転計画に従って前記熱供給装置を運転する第2制御器とを備え、
前記第1制御器は、前記第1運転計画が変更された場合に、変更された前記第1運転計画の情報を発信するように構成され、
前記第2運転計画変更制御は、変更された前記第1運転計画の情報を前記第2制御器が受け取ることで、前記第2制御器が第2運転計画を変更するものである、請求項7に記載の発電システム。
- 発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、
前記制御器は、
前記負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて前記第1運転計画を作成して記憶し、
前記使用者により設定された熱供給装置の運転時間帯に基づいて前記第2運転計画を作成して記憶する、
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の発電システム。 - 予め定められた第1運転計画に従って、燃料電池装置を運転することにより、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給し、
前記燃料電池装置の運転とは独立して熱供給装置を動作させるように予め定められた第2運転計画に従って、前記燃料電池装置とは別個に設けられた前記熱供給装置を運転することにより、前記貯湯タンクに熱を供給し、
前記第2運転計画に従った前記熱供給装置の運転による前記熱供給装置から前記貯湯タンクへの熱の供給によって前記貯湯タンクが前記燃料電池装置から供給される熱を吸収できない状態とならず、前記第1運転計画に従った前記燃料電池装置の運転による前記燃料電池装置から前記貯湯タンクへの熱の供給が実行可能となるように、前記第1運転計画に従って行われる前記燃料電池装置の運転に応じて、前記熱供給装置の出力を前記第2運転計画による出力よりも低減する第2運転計画変更制御を実行する、
発電システムの運転方法。
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