JP6571516B2

JP6571516B2 - FUEL CELL DEVICE, ITS CONTROL METHOD, AND FUEL CELL SYSTEM

Info

Publication number: JP6571516B2
Application number: JP2015251521A
Authority: JP
Inventors: 正憲西森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: JP2017117631A

Description

本発明は、燃料電池装置、その制御方法、及び燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell device, a control method thereof, and a fuel cell system.

燃料電池システムは、都市ガス、ＬＰＧ等のガスを用いて発電する。ガスは、メタン、エタン、又はその他の成分を含むが、これらの成分の比率（ガスの組成）によって、燃料電池システムで発電する際の発熱量及び発電量が変化する。このため、発電に用いられるガスの組成を制御に反映させるために、ガスの組成を示すパラメータを手動で入力して設定できる燃料電池システムもある。また、発電に用いられるガスの組成を制御に反映させるために、ガスの組成を計測するためのレーザ燃料組成計を備える燃料電池システムもある（例えば、特許文献１参照）。 The fuel cell system generates power using gas such as city gas and LPG. The gas contains methane, ethane, or other components, and the amount of heat generated and the amount of power generated when power is generated in the fuel cell system varies depending on the ratio of these components (gas composition). For this reason, there is also a fuel cell system in which a parameter indicating the gas composition can be manually input and set in order to reflect the gas composition used for power generation in the control. There is also a fuel cell system including a laser fuel composition meter for measuring the gas composition in order to reflect the composition of the gas used for power generation in the control (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１４−２２０１２５号公報JP 2014-220125 A

しかしながら、ガスの組成を示すパラメータを手動で入力して設定できる燃料電池システムでは、パラメータの手動設定の際にミスが起こりうる。誤ったパラメータが設定された場合、燃料電池システム内部の温度が上昇したり、発電量が変動したりするなどの不具合が発生しうる。 However, in a fuel cell system in which parameters indicating the gas composition can be manually input and set, mistakes may occur when manually setting the parameters. If an incorrect parameter is set, problems such as an increase in temperature inside the fuel cell system or fluctuation in the amount of power generation may occur.

また、レーザ燃料組成計を備える燃料電池システムは、発電動作に直接関係のない高価な補機を備えることとなり、コストアップの要因となる。 In addition, the fuel cell system including the laser fuel composition meter includes an expensive auxiliary machine that is not directly related to the power generation operation, which increases the cost.

そこで本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、新たな補機を追加することなく実際のガス組成に基づいて発電できる燃料電池装置、その制御方法、及び燃料電池システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and provides a fuel cell device that can generate power based on an actual gas composition without adding a new auxiliary machine, a control method therefor, and a fuel cell system. For the purpose.

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る燃料電池装置は、ガスを用いて発電するホットモジュールと、位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報に基づいて前記ガスの組成情報を取得し、前記ガスの組成情報に基づいて前記ホットモジュールを制御する制御部と、前記ホットモジュールの制御情報を格納する記憶部とを備え、前記制御部は、所定のタイミングで前記ホットモジュールの制御情報を前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された前記ホットモジュールの制御情報と、現在の前記ホットモジュールの制御情報との差が所定の閾値以上である場合、前記位置情報に基づいて前記ガスの組成情報を取得する。 In order to solve the above-described problem, a fuel cell device according to an embodiment of the present invention includes a hot module that generates power using gas, a position information acquisition unit that acquires position information, and the gas based on the position information. A control unit that acquires composition information and controls the hot module based on the gas composition information; and a storage unit that stores the control information of the hot module. The control unit includes the hot module at a predetermined timing. If the control information of the module is stored in the storage unit, and the difference between the control information of the hot module stored in the storage unit and the control information of the current hot module is equal to or greater than a predetermined threshold, the position information The composition information of the gas is acquired based on the above .

また、上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る燃料電池装置の制御方法は、ガスを用いて発電するホットモジュールを備える燃料電池装置の制御方法であって、位置情報を取得するステップと、前記位置情報に基づいて前記ガスの組成情報を取得するステップと、所定のタイミングで前記ホットモジュールの制御情報を取得するステップと、前記制御情報を格納するステップと、格納された前記ホットモジュールの制御情報と現在の前記ホットモジュールの制御情報の差が所定の閾値以上である場合、前記位置情報に基づいて前記ガスの組成情報を取得するステップと、前記ガスの組成情報に基づいて前記ホットモジュールを制御するステップとを含む。 In order to solve the above-described problem, a control method for a fuel cell device according to an embodiment of the present invention is a control method for a fuel cell device including a hot module that generates power using gas, and acquires position information. A step of acquiring composition information of the gas based on the position information, a step of acquiring control information of the hot module at a predetermined timing, a step of storing the control information, and the stored hot If the difference between the control information of the module and the control information of the current hot module is greater than or equal to a predetermined threshold, the step of obtaining the gas composition information based on the position information, and the gas composition information based on the gas composition information Controlling the hot module.

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る燃料電池システムは、ガスを用いて発電するホットモジュールと、位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報に基づいて前記ガスの組成情報を取得し、前記ガスの組成情報に基づいて前記ホットモジュールを制御する制御部と、前記ホットモジュールにより生成される湯を貯える貯湯タンクと、前記ホットモジュールの制御情報を格納する記憶部とを備え、前記制御部は、所定のタイミングで前記ホットモジュールの制御情報を前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された前記ホットモジュールの制御情報と、現在の前記ホットモジュールの制御情報との差が所定の閾値以上である場合、前記位置情報に基づいて前記ガスの組成情報を取得する。
In order to solve the above-described problem, a fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a hot module that generates power using gas, a position information acquisition unit that acquires position information, and the gas based on the position information. A control unit that acquires composition information and controls the hot module based on the gas composition information, a hot water storage tank that stores hot water generated by the hot module, and a storage unit that stores control information of the hot module The control unit stores the control information of the hot module in the storage unit at a predetermined timing, the control information of the hot module stored in the storage unit, and the control information of the current hot module If the difference is equal to or greater than a predetermined threshold, the gas composition information is acquired based on the position information .

本発明の一実施形態に係る燃料電池装置、その制御方法、及び燃料電池システムによれば、新たな補機を追加することなく実際のガス組成に基づいて発電できる。 According to the fuel cell device, the control method thereof, and the fuel cell system according to one embodiment of the present invention, power can be generated based on the actual gas composition without adding a new auxiliary machine.

実施形態１に係る燃料電池システムの概略構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a fuel cell system according to Embodiment 1. FIG. 電気化学反応により放出されるエネルギーの例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of the energy discharge | released by an electrochemical reaction. 原料ガスの組成の一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of a composition of source gas. 実施形態１に係る燃料電池装置の制御方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a control method of the fuel cell device according to the first embodiment. 実施形態２に係る燃料電池装置の制御方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a control method of the fuel cell device according to Embodiment 2. 変形例１に係る燃料電池装置の制御方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a control method of a fuel cell device according to Modification 1. 変形例２に係る燃料電池装置の制御方法を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a control method of a fuel cell device according to Modification 2.

（実施形態１）
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［システム構成］
図１を参照して、一実施形態に係る燃料電池システム１００の概略構成を説明する。燃料電池システム１００は、燃料電池装置１と、貯湯タンク６０とを備える。また、燃料電池装置１は、制御部１０と、記憶部１２と、通信部１４と、位置情報取得部１６と、ホットモジュール２０と、供給部３０と、インバータ４０と、排熱回収処理部５０と、循環水処理部５２とを備える。 [System configuration]
A schematic configuration of a fuel cell system 100 according to an embodiment will be described with reference to FIG. The fuel cell system 100 includes a fuel cell device 1 and a hot water storage tank 60. Further, the fuel cell device 1 includes a control unit 10, a storage unit 12, a communication unit 14, a position information acquisition unit 16, a hot module 20, a supply unit 30, an inverter 40, and an exhaust heat recovery processing unit 50. And a circulating water treatment unit 52.

制御部１０は、記憶部１２と、通信部１４と、位置情報取得部１６と、ホットモジュール２０と、供給部３０とに接続され、燃料電池装置１の各部を制御する。制御部１０は、例えばプロセッサ等により構成される。制御部１０は、記憶部１２に格納されているプログラムを取得して、このプログラムを実行することにより、燃料電池装置１の各部に係る種々の機能を実現する。 The control unit 10 is connected to the storage unit 12, the communication unit 14, the position information acquisition unit 16, the hot module 20, and the supply unit 30, and controls each unit of the fuel cell device 1. The control unit 10 is configured by, for example, a processor. The control unit 10 obtains a program stored in the storage unit 12 and executes this program, thereby realizing various functions related to each unit of the fuel cell device 1.

記憶部１２は、制御部１０から取得した情報を格納する。また記憶部１２は、制御部１０によって実行されるプログラム等を格納する。記憶部１２は、例えば半導体メモリ、又は磁気ディスク等により構成されるが、これらに限られるものではない。 The storage unit 12 stores information acquired from the control unit 10. The storage unit 12 stores a program executed by the control unit 10. The storage unit 12 includes, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk, but is not limited thereto.

通信部１４は、サーバ７に接続され、サーバ７から情報を取得して制御部１０に出力したり、制御部１０から取得した情報を例えばサーバ７に出力したりする。サーバ７は、燃料電池装置１にガスを供給するガス会社等のサーバであってもよいし、燃料電池装置１の管理を行うメンテナンス事業者等のサーバであってもよい。通信部１４は、サーバ７に限られず、他の外部装置又は外部サーバ等にも接続されうる。 The communication unit 14 is connected to the server 7, acquires information from the server 7 and outputs the information to the control unit 10, and outputs information acquired from the control unit 10 to the server 7, for example. The server 7 may be a server such as a gas company that supplies gas to the fuel cell device 1, or may be a server such as a maintenance company that manages the fuel cell device 1. The communication unit 14 is not limited to the server 7 and can be connected to other external devices or external servers.

位置情報取得部１６は、燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報を取得し、制御部１０に出力する。位置情報取得部１６は、例えばＧＰＳ等の測位デバイスであるが、これに限られるものではない。位置情報には、例えば、燃料電池装置１の設置場所の緯度・経度が含まれる。また、位置情報には、燃料電池装置１の設置場所の高度が含まれてもよい。また位置情報は、燃料電池装置１のホットモジュール２０の設置場所に係るものであってもよい。 The position information acquisition unit 16 acquires position information related to the installation location of the fuel cell device 1 and outputs the position information to the control unit 10. The position information acquisition unit 16 is a positioning device such as GPS, but is not limited thereto. The position information includes, for example, the latitude / longitude of the installation location of the fuel cell device 1. Further, the position information may include the altitude of the installation location of the fuel cell device 1. The position information may relate to the installation location of the hot module 20 of the fuel cell device 1.

ホットモジュール２０は、改質器２２と、セルスタック２４とを備え、供給部３０から供給されるガスなどを用いて発電し、インバータ４０に直流電力を出力する。 The hot module 20 includes a reformer 22 and a cell stack 24, generates power using gas supplied from the supply unit 30, and outputs DC power to the inverter 40.

改質器２２は、供給部３０から供給されるガス、空気、及び改質水を用いて、水素及び／又は一酸化炭素を生成する。 The reformer 22 generates hydrogen and / or carbon monoxide using the gas, air, and reformed water supplied from the supply unit 30.

セルスタック２４は、改質器２２で生成された水素及び／又は一酸化炭素と空気中の酸素とを反応させて発電する。セルスタック２４は、例えばＳＯＦＣ（固体酸化物型燃料電池）であるがこれに限られるものではない。 The cell stack 24 generates electricity by reacting hydrogen and / or carbon monoxide generated in the reformer 22 with oxygen in the air. The cell stack 24 is, for example, an SOFC (solid oxide fuel cell), but is not limited thereto.

ホットモジュール２０は、改質器２２及びセルスタック２４を含む系全体の温度を所定の範囲内に保つことにより、発電効率を維持する。ホットモジュール２０は、その温度及び／又は発電量を制御部１０に出力する。制御部１０は、ホットモジュール２０の温度及び／又は発電量に基づいて、ホットモジュール２０に対する制御指示を生成する。ホットモジュール２０は、制御部１０から制御指示を取得し、発電する。以下、制御部１０がホットモジュール２０を制御するために、制御部１０とホットモジュール２０との間で互いに取得される情報のことを、ホットモジュール２０の制御情報ともいう。ホットモジュール２０の制御情報には、ホットモジュール２０の温度若しくは発電量、又は制御部１０が生成する制御指示等が含まれる。 The hot module 20 maintains the power generation efficiency by maintaining the temperature of the entire system including the reformer 22 and the cell stack 24 within a predetermined range. The hot module 20 outputs the temperature and / or power generation amount to the control unit 10. The control unit 10 generates a control instruction for the hot module 20 based on the temperature of the hot module 20 and / or the power generation amount. The hot module 20 acquires a control instruction from the control unit 10 and generates power. Hereinafter, information acquired between the control unit 10 and the hot module 20 in order for the control unit 10 to control the hot module 20 is also referred to as control information of the hot module 20. The control information of the hot module 20 includes the temperature or power generation amount of the hot module 20 or a control instruction generated by the control unit 10.

供給部３０は、ガス処理部３２と、空気処理部３４と、改質水処理部３６とを備え、ホットモジュール２０にガス、空気、及び改質水を供給する。 The supply unit 30 includes a gas processing unit 32, an air processing unit 34, and a reforming water processing unit 36, and supplies gas, air, and reforming water to the hot module 20.

ガス処理部３２は、ホットモジュール２０に供給するガスの量を制御する。またガス処理部３２は、ガスの脱硫処理を行ってもよいし、ガスを予備的に加熱してもよい。ガスを加熱する熱源として、ホットモジュール２０の排熱が用いられてもよい。ガスは、例えば、都市ガス、又はＬＰＧ等であるが、これらに限られるものではない。 The gas processing unit 32 controls the amount of gas supplied to the hot module 20. Moreover, the gas processing part 32 may perform the desulfurization process of gas, and may heat gas preliminarily. The exhaust heat of the hot module 20 may be used as a heat source for heating the gas. The gas is, for example, city gas or LPG, but is not limited thereto.

空気処理部３４は、ホットモジュール２０に供給する空気の量を制御する。また空気処理部３４は、外部から取り込んだ空気を予備的に加熱して、ホットモジュール２０に供給してもよい。空気を加熱する熱源としては、ホットモジュール２０の排熱が用いられてもよい。 The air processing unit 34 controls the amount of air supplied to the hot module 20. The air processing unit 34 may preliminarily heat the air taken from the outside and supply the air to the hot module 20. As the heat source for heating the air, the exhaust heat of the hot module 20 may be used.

改質水処理部３６は、ホットモジュール２０に供給する水蒸気を生成し、供給する水蒸気の量を制御する。改質水処理部３６は、ホットモジュール２０の排気から回収された水を原料として水蒸気を生成してもよい。水蒸気を生成する熱源としては、ホットモジュール２０の排熱が用いられてもよい。 The reforming water treatment unit 36 generates steam to be supplied to the hot module 20 and controls the amount of steam to be supplied. The reforming water treatment unit 36 may generate water vapor using water collected from the exhaust of the hot module 20 as a raw material. As a heat source for generating water vapor, the exhaust heat of the hot module 20 may be used.

インバータ４０は、ホットモジュール２０により発電された直流電力を交流電力に変換する。インバータ４０は分電盤８１に接続され、分電盤８１には負荷８２が接続される。負荷８２は、分電盤８１を介して、インバータ４０から出力された電力を受電する。また、分電盤８１は電力網８に接続され、負荷８２は、分電盤８１を介して、電力網８からも受電することができる。なお図１において、インバータ４０は、制御部１０と接続されていないが、制御部１０と接続されてもよい。この場合、制御部１０は、インバータ４０による交流電力の出力を制御することができる。 The inverter 40 converts the DC power generated by the hot module 20 into AC power. The inverter 40 is connected to a distribution board 81, and a load 82 is connected to the distribution board 81. The load 82 receives the power output from the inverter 40 via the distribution board 81. The distribution board 81 is connected to the power network 8, and the load 82 can receive power from the power network 8 via the distribution board 81. In FIG. 1, the inverter 40 is not connected to the control unit 10, but may be connected to the control unit 10. In this case, the control unit 10 can control the output of AC power by the inverter 40.

排熱回収処理部５０は、ホットモジュール２０の発電動作で生じる排気から排熱を回収する。排熱回収処理部５０は、例えば熱交換器等である。排熱回収処理部５０は、循環水処理部５２及び貯湯タンク６０に接続される。循環水処理部５２は、貯湯タンク６０から排熱回収処理部５０へ水を循環させる。排熱回収処理部５０に供給された水は、排熱回収処理部５０で回収された熱によって加熱され、貯湯タンク６０に戻る。排熱回収処理部５０は、排熱を回収した排気を外部に排出する。また、上述のように、排熱回収処理部５０で回収された熱は、ガス、空気、又は改質水の加熱に用いられてもよい。 The exhaust heat recovery processing unit 50 recovers exhaust heat from the exhaust generated by the power generation operation of the hot module 20. The exhaust heat recovery processing unit 50 is, for example, a heat exchanger. The exhaust heat recovery processing unit 50 is connected to the circulating water processing unit 52 and the hot water storage tank 60. The circulating water processing unit 52 circulates water from the hot water storage tank 60 to the exhaust heat recovery processing unit 50. The water supplied to the exhaust heat recovery processing unit 50 is heated by the heat recovered by the exhaust heat recovery processing unit 50 and returns to the hot water storage tank 60. The exhaust heat recovery processing unit 50 exhausts the exhaust from which the exhaust heat has been recovered to the outside. Further, as described above, the heat recovered by the exhaust heat recovery processing unit 50 may be used for heating gas, air, or reformed water.

貯湯タンク６０は、排熱回収処理部５０及び循環水処理部５２に接続され、ホットモジュール２０から回収された排熱を利用して生成された湯を貯える。 The hot water storage tank 60 is connected to the exhaust heat recovery processing unit 50 and the circulating water processing unit 52 and stores hot water generated using the exhaust heat recovered from the hot module 20.

［ホットモジュールの発電動作］
上述の通り、ホットモジュール２０は、供給部３０から供給されるガス、空気及び改質水を用いて発電する。ホットモジュール２０は、改質器２２における水素等の生成と、セルスタック２４における電気化学反応とにより発電することができる。 [Hot module power generation]
As described above, the hot module 20 generates power using the gas, air, and reformed water supplied from the supply unit 30. The hot module 20 can generate power by generating hydrogen or the like in the reformer 22 and an electrochemical reaction in the cell stack 24.

ホットモジュール２０の発電動作をさらに詳しく説明する。改質器２２では、例えばガスに含まれるメタンと水蒸気とが反応し、水素と一酸化炭素とが生成する。この反応は、エタン、プロパン、又はブタン等でも同様である。例えば、炭素数ｎの鎖式飽和炭化水素（アルカン）と水蒸気との反応式は、以下の式（１）で示され、炭素数ｎに応じて生成される一酸化炭素と水素との比率が定められることが分かる。
Ｃ_nＨ_2(n+1) ＋ｎＨ₂Ｏ → ｎＣＯ＋（２ｎ＋１）Ｈ₂ （１） The power generation operation of the hot module 20 will be described in more detail. In the reformer 22, for example, methane and water vapor contained in the gas react to generate hydrogen and carbon monoxide. This reaction is the same with ethane, propane, or butane. For example, the reaction formula of a chain saturated hydrocarbon (alkane) having n carbon atoms and water vapor is represented by the following formula (1), and the ratio of carbon monoxide and hydrogen generated according to the carbon number n is It can be seen that it is determined.
_{_{C n H 2 (n + 1}} ) + nH 2 O → nCO + (2n + 1) H 2 (1)

また、改質器２２では、一酸化炭素と水蒸気とから、水素と二酸化炭素とが生成する反応も起こる。改質器２２における反応によって生成された水素及び一酸化炭素は、セルスタック２４に供給される。以下、改質器２２における反応に用いられるメタン等の炭化水素を原料ガスともいう。 In the reformer 22, a reaction in which hydrogen and carbon dioxide are generated from carbon monoxide and water vapor also occurs. Hydrogen and carbon monoxide generated by the reaction in the reformer 22 are supplied to the cell stack 24. Hereinafter, a hydrocarbon such as methane used for the reaction in the reformer 22 is also referred to as a source gas.

セルスタック２４は、燃料極と空気極とを備え、燃料極には改質器２２で生成された水素又は一酸化炭素が供給され、空気極には空気中の酸素が供給される。以下、燃料極に供給される水素及び／又は一酸化炭素を燃料ガスともいう。空気極においては、触媒反応によって酸素が電子を受け取って酸素イオンとなり、酸素イオンは燃料極に移動する。そして、燃料極において、水素と酸素イオンとの電気化学反応、又は一酸化炭素と酸素イオンとの電気化学反応が起こり、水又は二酸化炭素が発生するとともに、電子が放出される。燃料極における電気化学反応の反応式は以下の式（２）及び（３）で示される。
Ｈ₂ ＋Ｏ^2- → Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- （２）
ＣＯ＋Ｏ^2- → ＣＯ₂ ＋２ｅ^- （３） The cell stack 24 includes a fuel electrode and an air electrode. Hydrogen or carbon monoxide generated by the reformer 22 is supplied to the fuel electrode, and oxygen in the air is supplied to the air electrode. Hereinafter, hydrogen and / or carbon monoxide supplied to the fuel electrode is also referred to as fuel gas. In the air electrode, oxygen receives electrons by the catalytic reaction and becomes oxygen ions, and the oxygen ions move to the fuel electrode. At the fuel electrode, an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen ions or an electrochemical reaction between carbon monoxide and oxygen ions occurs, generating water or carbon dioxide and releasing electrons. The reaction formula of the electrochemical reaction at the fuel electrode is represented by the following formulas (2) and (3).
H ₂ + O ²⁻ → H ₂ O + 2e ⁻ (2)
CO + O ²⁻ → CO ₂ + 2e ⁻ (3)

以上の通り、セルスタック２４における電気化学反応によって、セルスタック２４の燃料極で放出される電子が、空気極で受け取られる。このような電子の授受によって、セルスタック２４の燃料極と空気極との間に電位差が発生し、ホットモジュール２０は直流発電することができる。 As described above, the electrons emitted from the fuel electrode of the cell stack 24 by the electrochemical reaction in the cell stack 24 are received by the air electrode. By such exchange of electrons, a potential difference is generated between the fuel electrode and the air electrode of the cell stack 24, and the hot module 20 can generate DC power.

なお、セルスタック２４がＳＯＦＣである場合、燃料極における電気化学反応を起こさせるための温度は、例えば７００〜８００℃である。このため、発電動作中のホットモジュール２０の温度は、例えば、７００〜１０００℃となる。 In addition, when the cell stack 24 is SOFC, the temperature for causing the electrochemical reaction in the fuel electrode is, for example, 700 to 800 ° C. For this reason, the temperature of the hot module 20 during the power generation operation is, for example, 700 to 1000 ° C.

［電気化学反応により放出されるエネルギー］
図２を参照して、上述の式（２）及び（３）に示される電気化学反応が２５℃で起こった場合に放出されるエネルギーについて説明する。図２の１列目には、燃料極に供給される燃料ガスの種類が示され、２列目には、反応式が示される。また、図２に示される表の３列目には、反応式に係る反応の前後における系全体のエンタルピーの変化量であるΔＨ（ｋＪ／ｍｏｌ）が示される。ΔＨは、反応により放出されるエネルギーに対応している。 [Energy released by electrochemical reaction]
With reference to FIG. 2, the energy released when the electrochemical reaction shown in the above formulas (2) and (3) occurs at 25 ° C. will be described. The first column of FIG. 2 shows the type of fuel gas supplied to the fuel electrode, and the second column shows the reaction formula. In the third column of the table shown in FIG. 2, ΔH (kJ / mol), which is the amount of change in the enthalpy of the entire system before and after the reaction according to the reaction formula, is shown. ΔH corresponds to the energy released by the reaction.

図２に示される表の４列目には、反応式に係る反応の前後における系全体のギブスの自由エネルギーの変化量であるΔＧ（ｋＪ／ｍｏｌ）が示される。ΔＧは、反応式に係る反応で放出されるエネルギーであるΔＨのうち外部への仕事に変換されうるエネルギーに対応している。理論的には、自由エネルギーを全て電気エネルギーとして取り出すことが可能である。また、図２に示される表の５列目には、反応式に係る反応で発生する熱量であるＱ（ｋＪ／ｍｏｌ）が示されている。 The fourth column of the table shown in FIG. 2 shows ΔG (kJ / mol), which is the amount of change in Gibbs free energy of the entire system before and after the reaction according to the reaction formula. ΔG corresponds to energy that can be converted into work to the outside of ΔH that is energy released in the reaction according to the reaction formula. Theoretically, it is possible to extract all free energy as electric energy. Further, in the fifth column of the table shown in FIG. 2, Q (kJ / mol), which is the amount of heat generated in the reaction according to the reaction formula, is shown.

反応により放出されるエネルギーは、外部への仕事、又は、発熱で消費される。ここで、ΔＨ＝ΔＧ＋Ｑの関係が成立する。図２に示される表の６列目には、反応式に係る反応により放出されるエネルギーを電気エネルギーに変換する際の変換効率の理論値であるε（％）が示されている。上述の通り、ΔＧで示されるエネルギーが電気エネルギーに変換されうるので、ε＝ΔＧ／ΔＨである。 The energy released by the reaction is consumed by work to the outside or heat generation. Here, the relationship ΔH = ΔG + Q is established. The sixth column of the table shown in FIG. 2 shows ε (%), which is a theoretical value of conversion efficiency when converting energy released by the reaction according to the reaction formula into electric energy. As described above, since the energy indicated by ΔG can be converted into electric energy, ε = ΔG / ΔH.

図２に示される表の１行目（タイトル行を除く）には、燃料極に供給される燃料ガスが水素である場合の反応式と、この反応式に係るエネルギーが示されている。燃料ガスが水素である場合、電気エネルギーへの変換効率の理論値は８３％である。また、図２に示される表の２行目には、燃料極に供給される燃料ガスが一酸化炭素である場合の反応式と、この反応式に係るエネルギーが示されている。燃料ガスが一酸化炭素である場合、電気エネルギーへの変換効率の理論値は９１％である。 The first row (excluding the title row) of the table shown in FIG. 2 shows a reaction formula when the fuel gas supplied to the fuel electrode is hydrogen and the energy related to this reaction formula. When the fuel gas is hydrogen, the theoretical value of the conversion efficiency to electric energy is 83%. Further, the second row of the table shown in FIG. 2 shows a reaction formula in the case where the fuel gas supplied to the fuel electrode is carbon monoxide and the energy related to this reaction formula. When the fuel gas is carbon monoxide, the theoretical value of the conversion efficiency to electric energy is 91%.

以上、図２を参照して説明してきたように、燃料極において酸素イオンと電気化学反応を起こす燃料ガスの種類によって、電気化学反応から取り出される電気エネルギー、及び、電気化学反応による発熱量が異なる。 As described above with reference to FIG. 2, the electric energy extracted from the electrochemical reaction and the calorific value due to the electrochemical reaction differ depending on the type of fuel gas that causes an electrochemical reaction with oxygen ions in the fuel electrode. .

［原料ガスの組成の設定］
式（２）及び（３）に示されるように、水素と酸素イオンとの反応モル比（反応係数比）、及び、一酸化炭素と酸素イオンとの反応モル比は１である。よって、制御部１０は、燃料極に供給される水素又は一酸化炭素と酸素イオンとのモル比が所定の比率に保たれるように、供給部３０からホットモジュール２０に供給される原料ガス、空気、及び改質水の量を制御することが好ましい。このようにすることで、セルスタック２４における反応効率を高めて、原料ガス又は空気の利用効率を高めることができる。 [Source gas composition setting]
As shown in the equations (2) and (3), the reaction molar ratio (reaction coefficient ratio) between hydrogen and oxygen ions and the reaction molar ratio between carbon monoxide and oxygen ions are 1. Therefore, the control unit 10 supplies the raw material gas supplied from the supply unit 30 to the hot module 20 so that the molar ratio of hydrogen or carbon monoxide and oxygen ions supplied to the fuel electrode is maintained at a predetermined ratio. It is preferable to control the amount of air and reforming water. By doing in this way, the reaction efficiency in the cell stack 24 can be improved and the utilization efficiency of source gas or air can be improved.

燃料ガスは、改質器２２において、上述の式（１）に係る反応等によって生成される。例えば、１ｍｏｌのメタン（ＣＨ₄）からは、３ｍｏｌの水素と１ｍｏｌの一酸化炭素とが生成され、メタンから生成される水素と一酸化炭素とのモル比は３である。また、１ｍｏｌのエタン（Ｃ₂Ｈ₆）からは、５ｍｏｌの水素と２ｍｏｌの一酸化炭素とが生成され、エタンから生成される水素と一酸化炭素とのモル比は２．５である。つまり、改質器２２において１ｍｏｌの原料ガスから生成される水素及び一酸化炭素のモル数は、原料ガスの種類によって異なる。よって、ホットモジュール２０に供給される原料ガスの量は、原料ガスの組成（例えば、メタン、エタン、プロパン、又はブタンの含有比率等）に応じて制御されることが好ましい。 The fuel gas is generated in the reformer 22 by the reaction according to the above formula (1). For example, from 1 mol of methane (CH ₄ ), 3 mol of hydrogen and 1 mol of carbon monoxide are generated, and the molar ratio of hydrogen and carbon monoxide generated from methane is 3. From 1 mol of ethane (C ₂ H ₆ ), 5 mol of hydrogen and 2 mol of carbon monoxide are generated, and the molar ratio of hydrogen and carbon monoxide generated from ethane is 2.5. That is, the number of moles of hydrogen and carbon monoxide generated from 1 mol of source gas in the reformer 22 varies depending on the type of source gas. Therefore, the amount of the source gas supplied to the hot module 20 is preferably controlled according to the composition of the source gas (for example, the content ratio of methane, ethane, propane, or butane).

ここで、原料ガスの組成は、その供給元により異なる。例えば図３に示されるように、Ａ社を供給元とする原料ガスの組成と、Ｂ社を供給元とする原料ガスの組成とは異なる。また、同じＣ社を供給元とする原料ガスの組成であっても、供給先の地域がＤ地域であるかＥ地域であるかによって異なる。このように、燃料電池装置１の設置場所により、供給される原料ガスの組成は異なる。 Here, the composition of the source gas differs depending on the supply source. For example, as shown in FIG. 3, the composition of the source gas whose source is Company A is different from the composition of the source gas whose source is Company B. Moreover, even if it is the composition of the source gas which uses the same company C as a supply source, it differs depending on whether the supply destination region is the D region or the E region. Thus, the composition of the supplied raw material gas differs depending on the installation location of the fuel cell device 1.

そこで、本実施形態に係る燃料電池装置１の制御部１０は、その設置場所において供給される原料ガスの組成情報をパラメータとして設定し、記憶部１２に格納する。また制御部１０は、設定された原料ガスの組成に応じて、ガス処理部３２がホットモジュール２０に供給する原料ガスの量を制御する。 Therefore, the control unit 10 of the fuel cell device 1 according to the present embodiment sets the composition information of the raw material gas supplied at the installation location as a parameter and stores it in the storage unit 12. Further, the control unit 10 controls the amount of source gas supplied to the hot module 20 by the gas processing unit 32 according to the set source gas composition.

制御部１０が設定するパラメータは、原料ガスの組成そのものを示す情報であってもよいが、これに限られず、例えば、原料ガスの供給元を特定する情報であってもよい。パラメータとして原料ガスの供給元を特定する情報が設定される場合、制御部１０はさらに、原料ガスの供給元に対応する原料ガスの組成情報をサーバ７から取得してもよいし、供給元のサーバから取得してもよい。あるいは、原料ガスの供給元と組成とが予め関連付けられて記憶部１２に格納され、制御部１０は、原料ガスの供給元に対応する原料ガスの組成を記憶部１２から取得してもよい。 The parameter set by the control unit 10 may be information indicating the composition of the source gas itself, but is not limited thereto, and may be information specifying the source of the source gas, for example. When the information specifying the source of the source gas is set as the parameter, the control unit 10 may further acquire the source gas composition information corresponding to the source of the source gas from the server 7, or the source It may be acquired from the server. Alternatively, the source of the source gas and the composition may be associated in advance and stored in the storage unit 12, and the control unit 10 may acquire the composition of the source gas corresponding to the source of the source gas from the storage unit 12.

このように、燃料電池装置１に供給される原料ガスの組成情報がパラメータとして設定されることにより、制御部１０は、原料ガスの利用効率を高めるように制御することができる。 As described above, the composition information of the raw material gas supplied to the fuel cell device 1 is set as a parameter, so that the control unit 10 can perform control so as to increase the utilization efficiency of the raw material gas.

＜比較例：原料ガスの組成の設定に誤りがある場合＞
ここで比較例として、パラメータとして設定された原料ガスの組成に誤りがある場合について説明する。この場合、パラメータとして設定された原料ガスの組成と、実際にガス処理部３２からホットモジュール２０に供給される原料ガスの組成とが異なる。そして、改質器２２で生成される燃料ガス中の水素及び一酸化炭素の量（以下、水素等の量ともいう）は、設定されたパラメータから算出される水素等の量（制御部１０が想定している水素等の量）とは異なる可能性がある。 <Comparative example: When there is an error in the composition setting of the source gas>
Here, a case where there is an error in the composition of the source gas set as a parameter will be described as a comparative example. In this case, the composition of the source gas set as a parameter is different from the composition of the source gas actually supplied from the gas processing unit 32 to the hot module 20. The amounts of hydrogen and carbon monoxide in the fuel gas generated by the reformer 22 (hereinafter, also referred to as hydrogen and the like) are the amounts of hydrogen and the like calculated from the set parameters (the control unit 10). It may be different from the assumed amount of hydrogen.

例えば、燃料電池装置１が設置されている地域における原料ガスの供給元がＡ社であるにもかかわらず、Ｂ社を供給元とする原料ガスの組成がパラメータとして設定された場合について説明する。図３によれば、Ａ社、Ｂ社を供給元とする原料ガスにおけるメタンの含有率は、それぞれ８９．６％、８８．９％である。つまりこの場合、燃料電池装置１に供給される原料ガスに実際に含まれるメタンの比率（Ａ社の８９．６％）は、パラメータとして設定されているメタンの比率（Ｂ社の８８．９％）よりも大きい。同じモル数のメタン及びエタン等の他のアルカンから生成される水素の量を比較すれば、メタンから生成される水素の量はエタン等の他のアルカンから生成される水素の量よりも少ない。また、一酸化炭素の量についても同様である。よってこの場合には、改質器２２において実際に生成される水素等の量は、設定されたパラメータから算出される水素等の量よりも少なくなる。 For example, a case will be described in which the source gas composition in the region where the fuel cell apparatus 1 is installed is the company A, but the composition of the source gas having the company B as the source is set as a parameter. According to FIG. 3, the methane content in the source gas supplied from Company A and Company B is 89.6% and 88.9%, respectively. That is, in this case, the ratio of methane actually contained in the raw material gas supplied to the fuel cell device 1 (89.6% of company A) is the ratio of methane set as a parameter (88.9% of company B). Bigger than). Comparing the amount of hydrogen produced from other alkanes such as methane and ethane with the same number of moles, the amount of hydrogen produced from methane is less than the amount of hydrogen produced from other alkanes such as ethane. The same applies to the amount of carbon monoxide. Therefore, in this case, the amount of hydrogen or the like actually generated in the reformer 22 is smaller than the amount of hydrogen or the like calculated from the set parameters.

このように、制御部１０が想定している燃料ガス中の水素等の量が実際の燃料ガス中の水素等の量とは異なる場合、制御部１０は、ホットモジュール２０の発電量、及び、ホットモジュール２０の温度を、制御しようとする目標値に合わせることができなくなる可能性がある。このような状況は、燃料電池装置１のパラメータ設定を手動で行う際にヒューマンエラーが介在するなどにより起こりうる。 In this way, when the amount of hydrogen or the like in the fuel gas assumed by the control unit 10 is different from the amount of hydrogen or the like in the actual fuel gas, the control unit 10 determines the power generation amount of the hot module 20 and There is a possibility that the temperature of the hot module 20 cannot be adjusted to the target value to be controlled. Such a situation may occur due to human error or the like when manually setting parameters of the fuel cell device 1.

＜本実施形態：原料ガスの組成を自動設定する場合＞
上述の比較例に対して、本実施形態においては、原料ガスの組成の設定が自動的に行われる。このようにすることで、制御部１０が想定している燃料ガス中の水素等の量が実際の燃料ガス中の水素等の量とは異なるというような比較例に示される状況を防ぐことができる。以下、制御部１０が原料ガスの組成の設定を自動的に行うための制御方法の一例について、図４に示されるフローチャートを用いて説明する。 <This embodiment: When the composition of the source gas is automatically set>
In the present embodiment, the composition of the source gas is automatically set with respect to the comparative example described above. By doing so, the situation shown in the comparative example in which the amount of hydrogen or the like in the fuel gas assumed by the control unit 10 is different from the amount of hydrogen or the like in the actual fuel gas can be prevented. it can. Hereinafter, an example of a control method for the control unit 10 to automatically set the composition of the source gas will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず制御部１０は、位置情報取得部１６から、燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報を取得する（ステップＳ１１）。 First, the control part 10 acquires the positional information which concerns on the installation place of the fuel cell apparatus 1 from the positional information acquisition part 16 (step S11).

続いて制御部１０は、通信部１４を用いて、サーバ７に対して位置情報を送信する（ステップＳ１２）。 Subsequently, the control unit 10 transmits the position information to the server 7 using the communication unit 14 (step S12).

続いて制御部１０は、通信部１４を用いて、位置情報に対応する原料ガスの組成情報をサーバ７から取得する（ステップＳ１３）。 Subsequently, the control unit 10 uses the communication unit 14 to obtain source gas composition information corresponding to the position information from the server 7 (step S13).

続いて制御部１０は、原料ガスの組成情報を記憶部１２に格納し、記憶部１２に格納されている原料ガスの組成を更新する（ステップＳ１４）。 Subsequently, the control unit 10 stores the composition information of the source gas in the storage unit 12 and updates the composition of the source gas stored in the storage unit 12 (step S14).

以上、原料ガスの組成が自動的に設定される手順の一例について説明してきた。このようにすることで、ヒューマンエラーが介在する余地を低減し、原料ガスの組成情報の設定が正しく行われるようにできる。そして、原料ガスの組成にかかわらず、燃料電池装置１を安定して動作させることができる。 Heretofore, an example of the procedure for automatically setting the composition of the source gas has been described. By doing so, it is possible to reduce the room for human error and to correctly set the composition information of the source gas. The fuel cell device 1 can be operated stably regardless of the composition of the source gas.

原料ガスの組成情報が自動的に設定される手順は、例えば、燃料電池装置１が新規に設置された場合、又は移設された場合などの所定のタイミングに実行される。またこの手順は、定期的に実行されてもよい。またこの手順は、ユーザ又はサービスマン等による操作入力に応じて実行されてもよい。 The procedure for automatically setting the composition information of the raw material gas is executed at a predetermined timing, for example, when the fuel cell device 1 is newly installed or moved. This procedure may also be performed periodically. This procedure may be executed in response to an operation input by a user or a service person.

（実施形態２）
実施形態１では、所定のタイミングで原料ガスの組成情報が自動的に設定される。以下、実施形態２として、原料ガスの組成が設定されるタイミングを、ホットモジュール２０の状態に応じて判定する構成について、図５に示されるフローチャートを参照して説明する。燃料電池装置１の構成は、ここまで説明してきた実施形態１と重複するため、説明を省略する。 (Embodiment 2)
In the first embodiment, the composition information of the source gas is automatically set at a predetermined timing. Hereinafter, as Embodiment 2, the configuration for determining the timing at which the composition of the source gas is set according to the state of the hot module 20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Since the configuration of the fuel cell device 1 is the same as that of the first embodiment described so far, the description thereof is omitted.

本実施形態において、まず制御部１０は、ホットモジュール２０の状態を取得し、ホットモジュール２０の状態の基準値として記憶部１２に格納する（ステップＳ２１）。ホットモジュール２０の状態は、例えば、ホットモジュール２０の発電量、又は温度等を含む。ホットモジュール２０の発電量及び／又は温度は、ホットモジュール２０の制御情報に含まれる。また、ホットモジュール２０の状態が取得され、基準値として設定されるタイミングは、例えば、燃料電池装置１が新規に設置された後、安定動作を開始した時点であるが、これには限られず、所定のタイミングとすることができる。 In the present embodiment, the control unit 10 first acquires the state of the hot module 20 and stores it in the storage unit 12 as a reference value for the state of the hot module 20 (step S21). The state of the hot module 20 includes, for example, the power generation amount or temperature of the hot module 20. The power generation amount and / or temperature of the hot module 20 is included in the control information of the hot module 20. Further, the timing at which the state of the hot module 20 is acquired and set as the reference value is, for example, the time when the stable operation is started after the fuel cell device 1 is newly installed, but is not limited thereto. It can be a predetermined timing.

続いて制御部１０は、記憶部１２に格納されている基準値と、ホットモジュール２０の現在の状態を示す値とに基づき判定する。例えば、基準値と現在の状態を示す値との差が判定閾値以上であるか判定する（ステップＳ２２）。ここで、判定閾値とは、適宜定められうる所定の閾値である。また、基準値と現在の状態を示す値との間の大小関係を考慮して、現在の状態を示す値が基準値よりも判定閾値以上大きいか判定するようにしてもよいし、基準値が現在の状態を示す値よりも判定閾値以上大きいか判定するようにしてもよい。あるいは、基準値と現在の状態を示す値との差の絶対値が判定閾値以上であるか判定されるようにしてもよい。 Subsequently, the control unit 10 makes a determination based on the reference value stored in the storage unit 12 and a value indicating the current state of the hot module 20. For example, it is determined whether the difference between the reference value and the value indicating the current state is greater than or equal to the determination threshold (step S22). Here, the determination threshold is a predetermined threshold that can be appropriately determined. Further, in consideration of the magnitude relationship between the reference value and the value indicating the current state, it may be determined whether the value indicating the current state is greater than the reference value by a determination threshold or more. You may make it determine whether it is more than a determination threshold value than the value which shows the present state. Or you may make it determine whether the absolute value of the difference of a reference value and the value which shows the present state is more than a determination threshold value.

例えば、ホットモジュール２０の状態を示す値として発電量が用いられる場合、制御部１０は、記憶部１２に格納されている発電量の基準値と、現在の発電量との差が判定閾値以上であるか判定する。 For example, when the power generation amount is used as a value indicating the state of the hot module 20, the control unit 10 determines that the difference between the power generation reference value stored in the storage unit 12 and the current power generation amount is equal to or greater than the determination threshold. Determine if there is.

また例えば、ホットモジュール２０の状態を示す値として温度が用いられる場合、制御部１０は、記憶部１２に格納されている温度の基準値と、現在の温度との差が判定閾値以上であるか判定する。 For example, when temperature is used as a value indicating the state of the hot module 20, the control unit 10 determines whether the difference between the reference temperature value stored in the storage unit 12 and the current temperature is equal to or greater than a determination threshold value. judge.

基準値と現在の状態を示す値との差が判定閾値以上である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部１０は、燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報をサーバ７に送信して、原料ガスの組成をサーバ７に問い合わせる（ステップＳ２３）。この際、制御部１０は、位置情報取得部１６から位置情報を再度取得してもよい。あるいは、燃料電池装置１の運転開始時に記憶部１２に格納された位置情報を取得してもよい。 When the difference between the reference value and the value indicating the current state is equal to or greater than the determination threshold (step S22: YES), the control unit 10 transmits the position information related to the installation location of the fuel cell device 1 to the server 7, The server 7 is inquired about the composition of the source gas (step S23). At this time, the control unit 10 may acquire the position information again from the position information acquisition unit 16. Alternatively, the position information stored in the storage unit 12 at the start of operation of the fuel cell device 1 may be acquired.

続いて制御部１０は、原料ガスの組成情報をサーバ７から取得する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４は、図４のステップＳ１３と同様のステップである。 Then, the control part 10 acquires the composition information of source gas from the server 7 (step S24). Step S24 is the same as step S13 in FIG.

続いて制御部１０は、原料ガスの組成情報を記憶部１２に格納し、記憶部１２に格納されている原料ガスの組成を更新する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５は、図４のステップＳ１４と同様のステップである。 Subsequently, the control unit 10 stores the composition information of the source gas in the storage unit 12 and updates the composition of the source gas stored in the storage unit 12 (step S25). Step S25 is the same as step S14 in FIG.

その後、制御部１０は、図５のフローチャートに示される手順の実行を終了する。 Thereafter, the control unit 10 ends the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG.

ステップＳ２２に戻って、基準値と現在の状態を示す値との差が判定閾値未満である場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部１０は、図５のフローチャートに示される手順の実行を終了する。 Returning to step S22, when the difference between the reference value and the value indicating the current state is less than the determination threshold (step S22: NO), the control unit 10 ends the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG. .

制御部１０は、図５のフローチャートに示される手順の実行を終了した後、図５のフローチャートに示される手順の実行を再度開始してもよい。この場合、ステップＳ２２から実行を開始してよい。 The control unit 10 may restart the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG. 5 after completing the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG. 5. In this case, execution may be started from step S22.

以上、実施形態２として、原料ガスの組成情報が設定されるタイミングを、ホットモジュール２０の状態に応じて判定する構成について説明してきた。このようにすることで、ホットモジュール２０の状態の変化をトリガとして、原料ガスの組成が変化しているかどうか確認し、原料ガスの組成情報を更新することができる。そして、原料ガスの組成が変化した場合にも、燃料電池装置１を安定して動作させることができる。 As described above, the configuration for determining the timing at which the composition information of the source gas is set according to the state of the hot module 20 has been described as the second embodiment. By doing in this way, it can be checked whether the composition of source gas has changed by using the change of the state of hot module 20 as a trigger, and the composition information of source gas can be updated. Even when the composition of the raw material gas changes, the fuel cell device 1 can be stably operated.

（変形例１）
実施形態２において、原料ガスの組成情報を取得した後に、原料ガスの組成が変化しているか判定するステップをさらに含む構成について、図６に示されるフローチャートを参照して変形例１として説明する。 (Modification 1)
In the second embodiment, a configuration that further includes a step of determining whether the composition of the source gas has changed after obtaining the composition information of the source gas will be described as a first modification example with reference to the flowchart shown in FIG.

図６のステップＳ２１からステップＳ２４までは、図５と同じであるため、説明を省略する。ステップＳ２４に続いて、制御部１０は、記憶部１２に格納されている原料ガスの組成情報（パラメータとして設定されている原料ガスの組成）と、ステップＳ２４で取得した原料ガスの組成情報とが同じか判定する（ステップＳ３１）。 Steps S21 to S24 in FIG. 6 are the same as those in FIG. Subsequent to step S24, the control unit 10 includes the source gas composition information (the source gas composition set as a parameter) stored in the storage unit 12 and the source gas composition information acquired in step S24. It is determined whether they are the same (step S31).

パラメータとして設定されている原料ガスの組成情報と取得した原料ガスの組成情報とが同じ場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御部１０は、判定閾値を更新する（ステップＳ３２）。このようにする理由は、ホットモジュール２０の状態の変化が原料ガスの組成の変化によるものではなく、ホットモジュール２０自身の変化によるものである可能性があるためである。判定閾値をどのような値に更新するかは適宜定められる。 When the source gas composition information set as a parameter is the same as the acquired source gas composition information (step S31: YES), the control unit 10 updates the determination threshold (step S32). The reason for doing this is that the change in the state of the hot module 20 may not be due to a change in the composition of the source gas, but may be due to a change in the hot module 20 itself. What value is updated to the determination threshold is appropriately determined.

あるいは、ステップＳ３２では、制御部１０は、ホットモジュール２０の状態の基準値を更新するようにしてもよい。この場合、例えば、ステップＳ２２で判定した時点におけるホットモジュール２００の状態を示す値が、新たな基準値として記憶部１２に格納されてもよい。 Alternatively, in step S32, the control unit 10 may update the reference value of the state of the hot module 20. In this case, for example, a value indicating the state of the hot module 200 at the time point determined in step S22 may be stored in the storage unit 12 as a new reference value.

ステップＳ３２の後、制御部１０は、図６のフローチャートに示される手順の実行を終了する。 After step S32, the control unit 10 ends the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG.

ステップＳ３１に戻って、格納されている原料ガスの組成情報と取得した原料ガスの組成情報とが異なる場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、制御部１０は、原料ガスの組成を更新する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５は、図５のステップＳ２５と同じステップである。ステップＳ２５の後、制御部１０は、図６のフローチャートに示される手順の実行を終了する。 Returning to step S31, when the stored source gas composition information is different from the acquired source gas composition information (step S31: NO), the control unit 10 updates the source gas composition (step S25). . Step S25 is the same as step S25 in FIG. After step S25, the control unit 10 ends the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG.

以上、変形例１として、原料ガスの組成が変化しているか判定するステップを含む構成について説明してきた。このようにすることで、ホットモジュール２０の状態に応じた判定をより適切に行うことができる。 As described above, as Modification 1, the configuration including the step of determining whether the composition of the source gas has changed has been described. By doing in this way, the determination according to the state of the hot module 20 can be performed more appropriately.

（変形例２）
実施形態１において、燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報をサーバ７に送信して、サーバ７から原料ガスの組成情報を取得した。以下、変形例２として、位置情報と原料ガスの組成情報とが対応づけられて記憶部１２に格納されている構成について、図７に示されるフローチャートを参照して説明する。 (Modification 2)
In the first embodiment, the position information related to the installation location of the fuel cell device 1 is transmitted to the server 7, and the composition information of the raw material gas is acquired from the server 7. Hereinafter, as a second modification, a configuration in which position information and source gas composition information are associated with each other and stored in the storage unit 12 will be described with reference to a flowchart illustrated in FIG. 7.

図７のステップＳ１１は、図４のステップＳ１１と同じであるため、説明を省略する。ステップＳ１１に続いて、制御部１０は、ステップＳ１１で取得した燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報を用いて、記憶部１２に格納されている原料ガスの組成情報を取得する（ステップＳ４１）。ここで、予め記憶部１２には、位置情報と、位置情報が示す場所において供給される原料ガスの組成情報とが対応づけられて格納されている。あるいは、記憶部１２には、位置情報と、位置情報が示す場所への原料ガスの供給元に係る情報とが対応づけられて格納され、供給元と原料ガスの組成情報とがさらに対応づけられて格納されていてもよい。 Step S11 in FIG. 7 is the same as step S11 in FIG. Subsequent to step S11, the control unit 10 acquires the composition information of the raw material gas stored in the storage unit 12 using the position information related to the installation location of the fuel cell device 1 acquired in step S11 (step S41). ). Here, the storage unit 12 stores in advance the positional information and the composition information of the source gas supplied at the location indicated by the positional information in association with each other. Alternatively, the storage unit 12 stores the position information and information related to the source of the source gas supplied to the place indicated by the position information in association with each other, and further associates the source and the composition information of the source gas. May be stored.

続いて制御部１０は、原料ガスの組成を更新する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４は、図４のステップＳ１４と同様のステップである。ステップＳ１４の後、制御部１０は、図７のフローチャートに示される手順の実行を終了する。 Subsequently, the control unit 10 updates the composition of the source gas (step S14). Step S14 is the same as step S14 in FIG. After step S14, the control unit 10 ends the execution of the procedure shown in the flowchart of FIG.

以上、変形例２として、位置情報と原料ガスの組成情報とが対応づけられて記憶部１２に格納されている構成について説明してきた。このようにすることで、燃料電池装置１の設置時のパラメータ設定をネットワーク経由で行う必要がなくなり、スタンドアロンで行うことができる。 As described above, as the second modification, the configuration in which the position information and the composition information of the source gas are associated with each other and stored in the storage unit 12 has been described. By doing so, it is not necessary to perform parameter setting via the network when the fuel cell device 1 is installed, and it can be performed stand-alone.

（変形例３）
実施形態１において、燃料電池装置１の設置場所の高度を考慮して燃料電池装置１を制御することが考えられる。以下、変形例３として、設置場所の高度を考慮した場合における制御方法を説明する。 (Modification 3)
In the first embodiment, it is conceivable to control the fuel cell device 1 in consideration of the altitude of the place where the fuel cell device 1 is installed. Hereinafter, as a third modification, a control method when the altitude of the installation place is taken into account will be described.

図４のステップＳ１１において、制御部１０は、燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報を取得する。制御部１０は、その際に、位置情報に対応する高度、つまり燃料電池装置１の設置場所の高度をさらに取得してもよい。位置情報に対応する高度は、記憶部１２に予め格納されている位置情報と高度とが対応づけられているテーブルから取得されてもよい。 In step S <b> 11 of FIG. 4, the control unit 10 acquires position information related to the installation location of the fuel cell device 1. At that time, the control unit 10 may further acquire the altitude corresponding to the position information, that is, the altitude of the installation location of the fuel cell device 1. The altitude corresponding to the position information may be acquired from a table in which the position information stored in advance in the storage unit 12 is associated with the altitude.

制御部１０は、燃料電池装置１の設置場所の高度に基づいて、燃料電池装置１の設置場所における空気中の酸素濃度を取得する。空気中の酸素濃度と高度との関係は、記憶部１２に予め格納されていてもよいし、サーバ７から取得してもよい。 The control unit 10 acquires the oxygen concentration in the air at the installation location of the fuel cell device 1 based on the altitude of the installation location of the fuel cell device 1. The relationship between the oxygen concentration in the air and the altitude may be stored in advance in the storage unit 12 or acquired from the server 7.

また、図４のステップＳ１３において、制御部１０は、燃料電池装置１の設置場所に係る位置情報に対応する原料ガスの組成をサーバ７から取得する。制御部１０は、その際に、燃料電池装置１の設置場所の高度をサーバ７からさらに取得してもよいし、設置場所における空気中の酸素濃度をサーバ７からさらに取得してもよい。 Further, in step S <b> 13 of FIG. 4, the control unit 10 acquires the source gas composition corresponding to the position information related to the installation location of the fuel cell device 1 from the server 7. At that time, the control unit 10 may further acquire the altitude of the installation location of the fuel cell device 1 from the server 7 or may further acquire the oxygen concentration in the air at the installation location from the server 7.

制御部１０は、燃料電池装置１の設置場所における空気中の酸素濃度を取得した場合、酸素濃度を記憶部１２に格納してもよい。また、設置場所における空気中の酸素濃度に基づいて供給部３０の空気処理部３４等を制御してもよい。このように、空気中の酸素濃度を取得して、燃料電池装置１の制御に反映させることにより、燃料電池装置１がより精度よく制御されうる。 The control unit 10 may store the oxygen concentration in the storage unit 12 when the oxygen concentration in the air at the place where the fuel cell device 1 is installed is acquired. Moreover, you may control the air processing part 34 etc. of the supply part 30 based on the oxygen concentration in the air in an installation place. Thus, by acquiring the oxygen concentration in the air and reflecting it in the control of the fuel cell device 1, the fuel cell device 1 can be controlled more accurately.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each component, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and multiple components, steps, etc. can be combined or divided into one It is. Further, although the present invention has been described centering on an apparatus, the present invention can also be realized as a method including steps executed by each component of the apparatus. Further, although the present invention has been described mainly with respect to the apparatus, the present invention can also be realized as a method, a program executed by a processor included in the apparatus, or a storage medium storing the program, and is within the scope of the present invention. It should be understood that these are also included.

１００燃料電池システム
１燃料電池装置
１０制御部
１２記憶部
１４通信部
１６位置情報取得部
２０ホットモジュール
２２改質器
２４セルスタック
３０供給部
３２ガス処理部
３４空気処理部
３６改質水処理部
４０インバータ
５０排熱回収処理部
５２循環水処理部
６０貯湯タンク
７サーバ
８電力網
８１分電盤
８２負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Fuel cell system 1 Fuel cell apparatus 10 Control part 12 Storage part 14 Communication part 16 Position information acquisition part 20 Hot module 22 Reformer 24 Cell stack 30 Supply part 32 Gas treatment part 34 Air treatment part 36 Reformed water treatment part 40 Inverter 50 Waste heat recovery processing unit 52 Circulating water processing unit 60 Hot water storage tank 7 Server 8 Power network 81 Distribution board 82 Load

Claims

A hot module that generates electricity using gas,
A location information acquisition unit for acquiring location information;
A control unit that acquires composition information of the gas based on the position information and controls the hot module based on the composition information of the gas ;
A storage unit for storing control information of the hot module ;
The controller is
The control information of the hot module is stored in the storage unit at a predetermined timing,
If the difference between the control information of the hot module stored in the storage unit and the control information of the current hot module is equal to or greater than a predetermined threshold, the composition information of the gas is acquired based on the position information. Fuel cell device.

Control information before Symbol hot module, said including a power generation amount of the hot module, the fuel cell system according to claim 1.

Control information before Symbol hot module, a fuel cell device according to the temperature of the hot module including, in claim 1.

A method for controlling a fuel cell device including a hot module that generates electricity using gas,
Obtaining location information;
Obtaining composition information of the gas based on the position information;
Obtaining control information of the hot module at a predetermined timing;
Storing the control information;
When the difference between the stored control information of the hot module and the control information of the current hot module is equal to or greater than a predetermined threshold, obtaining the composition information of the gas based on the position information;
Controlling the hot module based on the composition information of the gas.

A hot module that generates electricity using gas,
A location information acquisition unit for acquiring location information;
A control unit that acquires the composition of the gas based on the position information and controls the hot module based on the composition of the gas;
A hot water storage tank for storing hot water generated by the hot module ;
A storage unit for storing control information of the hot module ;
The controller is
The control information of the hot module is stored in the storage unit at a predetermined timing,
If the difference between the control information of the hot module stored in the storage unit and the control information of the current hot module is equal to or greater than a predetermined threshold, the composition information of the gas is acquired based on the position information. Fuel cell system.