JP6804686B1 - Fuel cell device and fuel cell management system - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池装置を提供する。【解決手段】燃料電池装置30の運転制御部16は、改質部7に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御し、改質部7に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell device in which an appropriate fuel utilization rate is set so that a fuel cell can be operated properly. SOLUTION: When the operation control unit 16 of a fuel cell device 30 determines that the supply shortage condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit 7 is insufficient is satisfied, the raw fuel gas to the reforming unit 7 is satisfied. By increasing the supply amount per unit time, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit 2 is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Excessive supply of raw material fuel gas to the reforming unit 7 When it is determined that the oversupply condition is satisfied, the reference fuel is used by reducing the amount of raw material fuel gas supplied to the reforming unit 7 per unit time. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit 2 is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the rate characteristic curve. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、改質部で生成された燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料電池と、発電反応で用いられた後にアノードから排出される排出燃料ガスに含まれる燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって改質部を加熱する燃焼部とを備える燃料電池装置及びそれを備える燃料電池管理システムに関する。 The present invention has a reforming section for steam reforming the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, an anode to which the fuel gas generated in the reforming section is supplied, and a cathode to which oxygen gas is supplied. A fuel cell device including a fuel cell and a combustion unit that burns the fuel gas contained in the exhaust fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction and heats the reforming unit by the combustion heat, and the like. Regarding fuel cell management system.
燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料電池で発電を行う燃料電池装置では、アノードに供給される水素を含む燃料ガスのうち、その多くが発電反応で消費され、残りの燃料ガスはアノードから排出される排出燃料ガス中の燃料ガス(発電反応で用いられなかった燃料ガス)として燃焼部で燃焼される。そのため、燃料電池装置を適正に発電運転させるためには、適正な量の燃料ガスが燃料電池の発電反応で消費され、適正な量の燃料ガスが燃焼部での燃焼で消費されることが必要である。 In a fuel cell device that generates power with a fuel cell having an anode to which fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied, most of the fuel gas containing hydrogen supplied to the anode is consumed in the power generation reaction. The remaining fuel gas is burned in the combustion section as fuel gas (fuel gas not used in the power generation reaction) in the exhaust fuel gas discharged from the anode. Therefore, in order to properly generate and operate the fuel cell device, it is necessary that an appropriate amount of fuel gas is consumed in the power generation reaction of the fuel cell and an appropriate amount of fuel gas is consumed in combustion in the combustion part. Is.
燃料電池装置で発電を行う場合、その効率を向上させるためには、アノードに供給される燃料ガスの量に対する、アノードで発電反応に用いられる燃料ガスの量の比率である燃料利用率を上昇させるという手法がある。但し、単純に燃料利用率を高くすれば良いのではなく、適正な量の燃料ガスを燃料電池の発電反応で消費させ、且つ、燃料ガスを燃焼させることで燃焼部の温度を適正な温度範囲に維持しながら、燃料利用率をできるだけ高くすることが好ましい。 When power is generated by a fuel cell device, in order to improve its efficiency, the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of fuel gas used for the power generation reaction at the anode to the amount of fuel gas supplied to the anode, is increased. There is a method called. However, it is not enough to simply increase the fuel utilization rate, but the appropriate amount of fuel gas is consumed in the power generation reaction of the fuel cell, and the temperature of the combustion part is set in the appropriate temperature range by burning the fuel gas. It is preferable to keep the fuel utilization rate as high as possible while maintaining the fuel utilization rate.
特許文献1(特開2017−162746号公報)には、部分負荷発電状態のときの燃料利用率よりも定格発電状態のときの燃料利用率を大きくする燃料電池装置が記載されている。これにより、燃料電池装置が定格発電状態で運転されている間は、発電効率が高くなるという利点がある。 Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-162746) describes a fuel cell device in which the fuel utilization rate in the rated power generation state is larger than the fuel utilization rate in the partial load power generation state. As a result, there is an advantage that the power generation efficiency is high while the fuel cell device is operated in the rated power generation state.
燃料電池装置が部分負荷発電状態であるか或いは定格発電状態であるかに関わらず、燃料利用率をできるだけ高くするとしても、全ての燃料電池装置で同じ燃料利用率を設定するのではなく、各燃料電池装置に適した燃料利用率を設定することが好ましい。 Regardless of whether the fuel cell device is in the partial load power generation state or the rated power generation state, even if the fuel utilization rate is made as high as possible, instead of setting the same fuel utilization rate for all the fuel cell devices, each It is preferable to set a fuel utilization rate suitable for the fuel cell device.
例えば、燃料電池の燃焼部での燃料ガスの燃焼性が燃料電池毎に異なる場合、複数の燃料電池の燃焼部に同じ量の燃料ガスが供給されても、燃焼部の温度が異なる可能性がある。そのため、例えば燃焼部での燃料ガスの燃焼性が相対的に悪い燃料電池では、より多くの燃料ガスが燃焼部に供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。それに対して、例えば燃焼部での燃料ガスの燃焼性が相対的に良い燃料電池では、より少ない燃料ガスが燃焼部に供給されること、即ち、より高い燃料利用率を設定することが好ましい。 For example, if the combustibility of fuel gas in the combustion part of a fuel cell is different for each fuel cell, the temperature of the combustion part may be different even if the same amount of fuel gas is supplied to the combustion part of a plurality of fuel cells. is there. Therefore, for example, in a fuel cell in which the combustibility of the fuel gas in the combustion portion is relatively poor, it is preferable that more fuel gas is supplied to the combustion portion, that is, a lower fuel utilization rate is set. On the other hand, for example, in a fuel cell in which the combustibility of the fuel gas in the combustion portion is relatively good, it is preferable that less fuel gas is supplied to the combustion portion, that is, a higher fuel utilization rate is set.
他には、アノードに供給されるべき燃料ガス(発電反応で消費される分の燃料ガスと燃焼部で燃焼される分の燃料ガス)がどこかで燃料電池の外部にリークしている可能性もある。その場合、発電反応で消費される燃料ガスの量が一定であるとすると、リークしている分だけ、燃焼部に供給されて燃焼される燃料ガスの量が減少する。そして、燃焼部の温度が適正な温度範囲よりも低くなる。そのため、例えば燃料ガスのリークが発生している可能性がある燃料電池では、適正な量の燃料ガスが燃焼部へと供給されるように、より多くの燃料ガスがアノードに供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。尚、リークすることで、燃料電池の発電反応でも消費されず、且つ、燃焼部でも燃焼されない燃料ガスが存在していたとしても、別に設けられる燃焼触媒部で触媒燃焼することで除去できる。
また、燃料ガスが燃料電池の外部へリークする以外にも、アノード側からカソード側へリークする可能性もある。その場合、アノードでの発電反応に用いることができる燃料ガス量が減少して、燃料電池の出力電圧が低下する可能性がある。
Another possibility is that the fuel gas that should be supplied to the anode (the amount of fuel gas consumed in the power generation reaction and the amount of fuel gas burned in the combustion part) leaks to the outside of the fuel cell somewhere. There is also. In that case, assuming that the amount of fuel gas consumed in the power generation reaction is constant, the amount of fuel gas supplied to the combustion unit and burned decreases by the amount of leakage. Then, the temperature of the combustion portion becomes lower than the appropriate temperature range. Therefore, for example, in a fuel cell in which a fuel gas leak may occur, more fuel gas is supplied to the anode so that an appropriate amount of fuel gas is supplied to the combustion part. That is, it is preferable to set a lower fuel utilization rate. In addition, even if there is a fuel gas that is not consumed in the power generation reaction of the fuel cell and is not burned even in the combustion part due to the leak, it can be removed by catalytic combustion in the combustion catalyst part provided separately.
In addition to the fuel gas leaking to the outside of the fuel cell, there is a possibility that the fuel gas leaks from the anode side to the cathode side. In that case, the amount of fuel gas that can be used for the power generation reaction at the anode decreases, and the output voltage of the fuel cell may decrease.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池装置及びそれを備える燃料電池管理システムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell device in which an appropriate fuel utilization rate is set so that a fuel cell can be operated properly and a fuel cell management system including the same. It is in the point of providing.
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池装置の特徴構成は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、
前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、
発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、
前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、
前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、
前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている複数の燃料利用率特性曲線の内の一つの基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、
前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、
前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、
前記改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、
前記改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御する点にある。
The characteristic configuration of the fuel cell device according to the present invention for achieving the above object is a reforming unit for steam reforming the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen.
A fuel cell as a fuel gas consuming part having an anode to which the fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied generated in the reforming part,
A combustion unit as a fuel gas consuming unit that burns the fuel gas contained in the exhaust fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction and heats the reforming unit by the combustion heat.
A raw material fuel supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit,
A consumption state detection unit that detects the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit,
Fuel utilization, which is the ratio of the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode to the amount of the raw material fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to one of the reference fuel utilization characteristic curves among a plurality of fuel utilization characteristic curves in which the target value of the rate is set as a function of the output current of the fuel cell. It is equipped with an operation control unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time.
The operation control unit controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so as to increase the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time when the fuel utilization rate is lowered. When increasing the fuel utilization rate, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to reduce the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time.
The operation control unit is based on the detection result of the consumption state detection unit.
When it is determined that the supply shortage condition in which the raw material fuel gas to be supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied , the fuel utilization rate is the current reference fuel utilization rate characteristic curve among the plurality of the fuel utilization rate characteristic curves. Another fuel utilization characteristic curve that is lower than the value determined by is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve. And
When it is determined that the oversupply condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied , the fuel utilization rate is the current reference fuel utilization rate characteristic curve among the plurality of the fuel utilization rate characteristic curves. Another fuel utilization characteristic curve that is higher than the determined value is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve. At the point.
上記特徴構成によれば、運転制御部は、消費状態検出部の検出結果に基づいて、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が低くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が増加するため、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消が期待される。
また、運転制御部は、消費状態検出部の検出結果に基づいて、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が高くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が減少するため、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消が期待される。
このように、改質部に供給する原燃料ガスの量が、燃料電池装置の燃料ガス消費部での燃料ガスの実際の消費状態に基づいて調節されることで、適切な燃料利用率へと修正される。
加えて、運転制御部は、消費状態検出部の検出結果に基づいて、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、複数の燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな基準燃料利用率特性曲線に従って原燃料供給量調節部の動作を制御し、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、複数の燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな基準燃料利用率特性曲線に従って原燃料供給量調節部の動作を制御することができる。
従って、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池装置を提供できる。
According to the above characteristic configuration, when the operation control unit determines that the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit, the reforming unit By increasing the supply amount of raw material fuel gas to the unit per unit time, the raw material fuel supply amount adjustment unit so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Control the operation. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time increases so that the fuel utilization rate becomes low, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved.
Further, when the operation control unit determines that the excess supply condition that the raw fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit, the raw fuel gas to the reforming unit is satisfied. By reducing the supply amount per unit time of, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time decreases as the fuel utilization rate increases, it is expected that the excess raw fuel gas supplied to the reforming section will be eliminated.
In this way, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section is adjusted based on the actual consumption state of the fuel gas in the fuel gas consuming section of the fuel cell device, so that an appropriate fuel utilization rate can be obtained. It will be fixed.
In addition, when the operation control unit determines that the supply shortage condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit, a plurality of fuel utilization rate characteristics Among the curves, another fuel utilization characteristic curve in which the fuel utilization rate is lower than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve is set as the new reference fuel utilization characteristic curve, and the new reference fuel utilization is used. When the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the rate characteristic curve and it is determined that the oversupply condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, among the multiple fuel utilization characteristic curves, Set another fuel utilization characteristic curve in which the fuel utilization is higher than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve in the new reference fuel utilization characteristic curve, and follow the new reference fuel utilization characteristic curve. It is possible to control the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit.
Therefore, it is possible to provide a fuel cell device in which an appropriate fuel utilization rate is set so that the fuel cell can be operated properly.
本発明に係る燃料電池装置の別の特徴構成は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、Another characteristic configuration of the fuel cell apparatus according to the present invention is a reforming unit that steam reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen.
前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、A fuel cell as a fuel gas consuming part having an anode to which the fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied generated in the reforming part,
発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、A combustion unit as a fuel gas consuming unit that burns the fuel gas contained in the exhaust fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction and heats the reforming unit by the combustion heat.
前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、A raw material fuel supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit,
前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、A consumption state detection unit that detects the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit,
前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、Fuel utilization, which is the ratio of the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode to the amount of the raw material fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The unit time of the raw material fuel gas to the reforming part is controlled by controlling the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit according to the reference fuel utilization rate characteristic curve in which the target value of the rate is set as a function of the output current of the fuel cell. Equipped with an operation control unit that adjusts the amount of supply per hit
前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The operation control unit controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so as to increase the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time when the fuel utilization rate is lowered. When increasing the fuel utilization rate, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to reduce the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time.
前記改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、前記改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、Insufficient raw material and fuel gas to be supplied to the reforming part The amount of decrease in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is satisfied, and the supply in which the raw material and fuel gas to be supplied to the reforming part is excessive. The amount of increase in fuel utilization applied when the excess condition is satisfied is stored in advance.
前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、The operation control unit is based on the detection result of the consumption state detection unit.
前記供給不足条件が満たされると判定した場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記減少量だけ低下した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、When it is determined that the supply shortage condition is satisfied, the raw material fuel supply amount adjusting unit has a fuel utilization rate that is lower than the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve by the amount of decrease. Control the behavior of
前記供給過剰条件が満たされると判定した場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記増加量だけ増加した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御する点にある。When it is determined that the oversupply condition is satisfied, the raw material fuel supply amount adjusting unit increases the fuel utilization rate by the increase amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. The point is to control the operation of.
上記特徴構成によれば、運転制御部は、消費状態検出部の検出結果に基づいて、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が低くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が増加するため、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消が期待される。According to the above characteristic configuration, when the operation control unit determines that the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit, the reforming unit By increasing the amount of raw material fuel gas supplied to the unit per unit time, the raw material fuel supply amount adjustment unit so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the standard fuel utilization rate characteristic curve. Control the operation. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time increases so that the fuel utilization rate becomes low, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved.
また、運転制御部は、消費状態検出部の検出結果に基づいて、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が高くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が減少するため、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消が期待される。Further, when the operation control unit determines that the excess supply condition that the raw fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit, the raw fuel gas to the reforming unit is satisfied. By reducing the supply amount per unit time of, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time decreases as the fuel utilization rate increases, it is expected that the excess raw fuel gas supplied to the reforming section will be eliminated.
このように、改質部に供給する原燃料ガスの量が、燃料電池装置の燃料ガス消費部での燃料ガスの実際の消費状態に基づいて調節されることで、適切な燃料利用率へと修正される。In this way, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section is adjusted based on the actual consumption state of the fuel gas in the fuel gas consuming section of the fuel cell device, so that an appropriate fuel utilization rate can be obtained. It will be fixed.
加えて、燃料電池装置は、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、運転制御部は、消費状態検出部の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされると判定した場合、燃料利用率が基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも減少量だけ低下した燃料利用率となるように原燃料供給量調節部の動作を制御し、供給過剰条件が満たされると判定した場合、燃料利用率が基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも増加量だけ増加した燃料利用率となるように原燃料供給量調節部の動作を制御することができる。In addition, the fuel cell device is short of raw fuel gas to be supplied to the reforming section. The amount of reduction in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is met, and the raw fuel to be supplied to the reforming section. The amount of increase in the fuel utilization rate applied when the oversupply condition in which the gas is excessive is satisfied is stored in advance, and the operation control unit stores the supply shortage condition based on the detection result of the consumption state detection unit. When it is determined that is satisfied, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled and supplied so that the fuel utilization rate becomes a fuel utilization rate that is reduced by a decrease amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. When it is determined that the excess condition is satisfied, the operation of the raw fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes a fuel utilization rate that is increased by an increase amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. be able to.
従って、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池装置を提供できる。Therefore, it is possible to provide a fuel cell device in which an appropriate fuel utilization rate is set so that the fuel cell can be operated properly.
本発明に係る燃料電池装置の更に別の特徴構成は、前記消費状態検出部は、前記燃焼部の温度を検出する燃焼温度検出部を有し、
前記運転制御部は、前記燃焼部の温度が下限燃焼温度より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃焼部の温度が前記下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する点にある。
Yet another characteristic configuration of the fuel cell device according to the present invention is that the consumption state detection unit has a combustion temperature detection unit that detects the temperature of the combustion unit.
The operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion unit is lower than the lower limit combustion temperature, and when the temperature of the combustion unit is higher than the upper limit combustion temperature higher than the lower limit combustion temperature. The point is that it is determined that the oversupply condition is satisfied.
燃料電池の燃焼部での燃料ガスの燃焼性が燃料電池毎に異なる場合、複数の燃料電池の燃焼部に同じ量の燃料ガスが供給されても、燃焼部の温度が異なる可能性がある。そのため、例えば燃焼部での燃料ガスの燃焼性が相対的に悪い燃料電池では、より多くの燃料ガスが燃焼部に供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。それに対して、例えば燃焼部での燃料ガスの燃焼性が相対的に良い燃料電池では、より少ない燃料ガスが燃焼部に供給されること、即ち、より高い燃料利用率を設定することが好ましい。
そこで本特徴構成では、運転制御部は、燃焼部の温度が下限燃焼温度より低い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消、即ち、燃焼部の温度が下限燃焼温度以上になること、が期待される。それに対して、運転制御部は、燃焼部の温度が下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度より高い場合に供給過剰条件が満たされたと判定し、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消、即ち、燃焼部の温度が上限燃焼温度以下になること、が期待される。
When the flammability of the fuel gas in the combustion part of the fuel cell is different for each fuel cell, the temperature of the combustion part may be different even if the same amount of fuel gas is supplied to the combustion part of a plurality of fuel cells. Therefore, for example, in a fuel cell in which the combustibility of the fuel gas in the combustion portion is relatively poor, it is preferable that more fuel gas is supplied to the combustion portion, that is, a lower fuel utilization rate is set. On the other hand, for example, in a fuel cell in which the combustibility of the fuel gas in the combustion portion is relatively good, it is preferable that less fuel gas is supplied to the combustion portion, that is, a higher fuel utilization rate is set.
Therefore, in this feature configuration, the operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion unit is lower than the lower limit combustion temperature, and increases the supply amount of raw fuel gas to the reforming unit per unit time. By doing so, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the shortage of raw material and fuel gas supplied to the reforming section will be resolved, that is, the temperature of the combustion section will be equal to or higher than the lower limit combustion temperature. On the other hand, the operation control unit determines that the oversupply condition is satisfied when the temperature of the combustion unit is higher than the upper limit combustion temperature higher than the lower limit combustion temperature, and per unit time of the raw material fuel gas to the reforming unit. By reducing the supply amount, the operation of the raw material fuel supply amount adjustment unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the state in which the raw material fuel gas supplied to the reforming section is excessive is eliminated, that is, the temperature of the combustion section becomes equal to or lower than the upper limit combustion temperature.
本発明に係る燃料電池装置の更に別の特徴構成は、前記消費状態検出部は、前記燃料ガス消費部としての前記燃料電池の出力電圧を検出する出力電圧検出部を有し、
前記運転制御部は、前記燃料電池の出力電圧が下限出力電圧より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃料電池の出力電圧が前記下限出力電圧よりも高い上限出力電圧より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する点にある。
Yet another characteristic configuration of the fuel cell device according to the present invention is that the consumption state detection unit has an output voltage detection unit that detects the output voltage of the fuel cell as the fuel gas consumption unit.
The operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is lower than the lower limit output voltage, and the output voltage of the fuel cell is higher than the upper limit output voltage higher than the lower limit output voltage. In this case, it is determined that the oversupply condition is satisfied.
燃焼部の温度が低いことに伴って燃料電池の温度が低くなっている場合、及び、燃料電池のアノードでの燃料ガス濃度が低くなっている場合、燃料電池の出力電圧が低くなる可能性がある。その場合、より多くの燃料ガスが燃焼部に供給されること、及び、より多くの燃料ガスが燃料電池のアノードに供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。それに対して、燃焼部の温度が高いことに伴って燃料電池の温度が高くなっている場合、及び、燃料電池のアノードでの燃料ガス濃度が高くなっている場合、燃料電池の出力電圧が高くなる可能性がある。その場合、より少ない燃料ガスが燃焼部に供給されること、及び、より少ない燃料ガスが燃料電池のアノードに供給されること、即ち、より高い燃料利用率を設定することが好ましい。
そこで本特徴構成では、運転制御部は、燃料電池の出力電圧が下限出力電圧より低い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消、即ち、燃料電池の出力電圧が下限出力電圧以上になること、が期待される。それに対して、運転制御部は、燃料電池の出力電圧が下限出力電圧よりも高い上限出力電圧より高い場合に供給過剰条件が満たされたと判定し、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消、即ち、燃料電池の出力電圧が上限出力電圧以下になること、が期待される。
If the temperature of the fuel cell is low due to the low temperature of the combustion part, and if the fuel gas concentration at the anode of the fuel cell is low, the output voltage of the fuel cell may be low. is there. In that case, it is preferable that more fuel gas is supplied to the combustion part and more fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell, that is, a lower fuel utilization rate is set. On the other hand, when the temperature of the fuel cell is high due to the high temperature of the combustion part, and when the fuel gas concentration at the anode of the fuel cell is high, the output voltage of the fuel cell is high. There is a possibility of becoming. In that case, it is preferable that less fuel gas is supplied to the combustion part and less fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell, that is, a higher fuel utilization rate is set.
Therefore, in this feature configuration, the operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is lower than the lower limit output voltage, and determines the amount of raw fuel gas supplied to the reforming unit per unit time. By increasing the fuel utilization rate, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the shortage of raw material and fuel gas supplied to the reforming unit will be resolved, that is, the output voltage of the fuel cell will be equal to or higher than the lower limit output voltage. On the other hand, the operation control unit determines that the oversupply condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is higher than the upper limit output voltage higher than the lower limit output voltage, and per unit time of the raw fuel gas to the reforming unit. By reducing the supply amount of, the operation of the raw fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the state in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is eliminated, that is, the output voltage of the fuel cell becomes equal to or lower than the upper limit output voltage.
本発明に係る燃料電池装置の更に別の特徴構成は、前記改質部と前記燃料電池と前記燃焼部とを収容する筐体の内部から排気される排気ガスに含まれる前記燃料ガスを触媒燃焼する前記燃料ガス消費部としての燃焼触媒部を備え、
前記消費状態検出部は、前記燃料ガス消費部としての前記燃焼触媒部の温度を検出する触媒温度検出部を有し、
前記運転制御部は、前記燃焼触媒部の温度が上限触媒温度より高い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定する点にある。
Yet another characteristic configuration of the fuel cell apparatus according to the present invention is that the fuel gas contained in the exhaust gas exhausted from the inside of the housing containing the reforming portion, the fuel cell, and the combustion portion is catalytically burned. A combustion catalyst unit as the fuel gas consumption unit is provided.
The consumption state detection unit has a catalyst temperature detection unit that detects the temperature of the combustion catalyst unit as the fuel gas consumption unit.
The operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion catalyst unit is higher than the upper limit catalyst temperature.
アノードに供給されるべき燃料ガス(発電反応で消費される分の燃料ガスと燃焼部で燃焼される分の燃料ガス)がどこかで外部にリークしている場合、発電反応で消費される燃料ガスの量が一定であるとすると、リークしている分だけ、燃焼部に供給されて燃焼される燃料ガスの量が減少する。そして、リークしたために、燃料電池の発電反応でも消費されず、且つ、燃焼部でも燃焼されない燃料ガスが筐体の内部で存在している場合、その燃料ガスは燃焼触媒部で触媒燃焼されるため、触媒燃焼部の温度が高くなる。そのため、例えば燃料ガスのリークが発生している可能性がある燃料電池では、適正な量の燃料ガスが燃焼部へと供給されるように、より多くの燃料ガスがアノードに供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。
そこで本特徴構成では、運転制御部は、燃焼触媒部の温度が上限触媒温度より高い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消、即ち、燃焼部に供給されて燃焼される燃料ガスの量の増加、が期待される。
If the fuel gas to be supplied to the anode (the amount of fuel gas consumed in the power generation reaction and the amount of fuel gas burned in the combustion part) leaks to the outside somewhere, the fuel consumed in the power generation reaction Assuming that the amount of gas is constant, the amount of fuel gas supplied to the combustion unit and burned decreases by the amount of leakage. Then, if there is a fuel gas inside the housing that is not consumed in the power generation reaction of the fuel cell due to the leak and is not burned even in the combustion part, the fuel gas is catalytically burned in the combustion catalyst part. , The temperature of the catalyst combustion part becomes high. Therefore, for example, in a fuel cell in which a fuel gas leak may occur, more fuel gas is supplied to the anode so that an appropriate amount of fuel gas is supplied to the combustion part. That is, it is preferable to set a lower fuel utilization rate.
Therefore, in this feature configuration, the operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion catalyst unit is higher than the upper limit catalyst temperature, and determines the amount of raw fuel gas supplied to the reforming unit per unit time. By increasing the fuel utilization rate, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved, that is, the amount of fuel gas supplied to the combustion section and burned will increase.
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池管理システムの特徴構成は、互いに情報通信可能な燃料電池装置とサーバー装置とを備え、
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている複数の燃料利用率特性曲線の内の一つの基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、
前記サーバー装置が前記検出結果判定処理において作成する前記判定結果は、前記供給不足条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給過剰条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないという結果を示す情報を含み、
前記燃料電池装置は、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給不足条件が満たされるという結果である場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給過剰条件が満たされるという結果である場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御する点にある。
The characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention for achieving the above object includes a fuel cell device and a server device capable of communicating with each other.
The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The raw material fuel supply amount is adjusted according to the reference fuel utilization characteristic curve of one of a plurality of fuel utilization characteristic curves in which the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, is set as a function of the output current of the fuel cell. The operation control unit is provided with an operation control unit that controls the operation of the unit to adjust the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time, and the operation control unit is described in the case of reducing the fuel utilization rate. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount of the raw material and fuel gas to the reforming unit per unit time, and when the fuel utilization rate is increased, the above to the reforming unit. By controlling the operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit so as to reduce the amount of raw material and fuel gas supplied per unit time,
The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. and reception processing is configured to perform the supply amount adjusting process for controlling the operation of the pre-Kihara fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device,
The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device .
The determination result created by the server device in the detection result determination process is information indicating the result that the supply shortage condition is satisfied, information indicating the result that the oversupply condition is satisfied, or the supply shortage. Contains information indicating the result that both the condition and the oversupply condition are not met.
When the determination result received from the server device in the supply amount adjusting process is the result that the supply shortage condition is satisfied, the fuel cell device uses fuel among the plurality of fuel utilization rate characteristic curves. Another fuel utilization characteristic curve whose rate is lower than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and according to the new reference fuel utilization characteristic curve. When the determination result received from the server device that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is the result that the oversupply condition is satisfied, the fuel utilization among the plurality of fuel utilization rate characteristic curves Another fuel utilization characteristic curve in which the rate is higher than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and according to the new reference fuel utilization characteristic curve. The point is to control the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit .
上記特徴構成によれば、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が低くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が増加するため、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消が期待される。また、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が高くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が減少するため、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消が期待される。
このように、改質部に供給する原燃料ガスの量が、燃料電池装置の燃料ガス消費部での燃料ガスの実際の消費状態に基づいて調節されることで、適切な燃料利用率へと修正される。
更に、消費状態検出部の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされるか又は供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定する機能を燃料電池装置が有していなくても、サーバー装置でそのような決定を行うことができる。そして、サーバー装置がその決定内容に基づいて作成された判定結果を燃料電池装置に送信することで、燃料電池装置で設定される燃料利用率を適正な値にさせることができる。
また更に、燃料電池装置は、供給量調節処理において、サーバー装置から受信した判定結果が、供給不足条件が満たされるという結果である場合、複数の燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな基準燃料利用率特性曲線に従って原燃料供給量調節部の動作を制御し、サーバー装置から受信した判定結果が、供給過剰条件が満たされるという結果である場合、複数の燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな基準燃料利用率特性曲線に従って原燃料供給量調節部の動作を制御することができる。
従って、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池管理システムを提供できる。
According to the above characteristic configuration, the operation control unit of the fuel cell device is based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the supply shortage condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient. In the case of the judgment result created in the above, by increasing the supply amount of raw fuel gas to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate is higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit so that That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time increases so that the fuel utilization rate becomes low, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved. In addition, the operation control unit of the fuel cell device is determined based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the oversupply condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is excessive. In this case, by reducing the amount of raw fuel gas supplied to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate will be higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the fuel supply amount adjustment unit. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time decreases as the fuel utilization rate increases, it is expected that the excess raw fuel gas supplied to the reforming section will be eliminated.
In this way, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section is adjusted based on the actual consumption state of the fuel gas in the fuel gas consuming section of the fuel cell device, so that an appropriate fuel utilization rate can be obtained. It will be fixed.
Further, the fuel cell has a function of determining whether the undersupply condition is satisfied, the oversupply condition is satisfied, or both the undersupply condition and the oversupply condition are not satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit. The server device can make such a decision even if the device does not have it. Then, the server device transmits the determination result created based on the determined content to the fuel cell device, so that the fuel utilization rate set in the fuel cell device can be set to an appropriate value.
Furthermore, in the fuel cell device, if the determination result received from the server device in the supply amount adjustment process is the result that the supply shortage condition is satisfied, the fuel utilization rate is currently among the plurality of fuel utilization rate characteristic curves. Set another fuel utilization characteristic curve, which is lower than the value determined by the reference fuel utilization characteristic curve, in the new reference fuel utilization characteristic curve, and adjust the raw fuel supply amount according to the new reference fuel utilization characteristic curve. If the judgment result received from the server device that controls the operation of the unit is the result that the oversupply condition is satisfied, the fuel utilization rate is the current reference fuel utilization rate characteristic curve among the multiple fuel utilization rate characteristic curves. Set another fuel utilization characteristic curve that is higher than the value determined by to the new reference fuel utilization characteristic curve, and control the operation of the raw fuel supply amount adjusting unit according to the new reference fuel utilization characteristic curve. Can be done.
Therefore, it is possible to provide a fuel cell management system in which an appropriate fuel utilization rate is set so that the fuel cell can be operated properly.
本発明に係る燃料電池管理システムの別の特徴構成は、互いに情報通信可能な燃料電池装置とサーバー装置とを備え、Another characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention includes a fuel cell device and a server device capable of communicating with each other.
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている複数の燃料利用率特性曲線の内の一つの基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The raw material fuel supply amount is adjusted according to the reference fuel utilization characteristic curve of one of a plurality of fuel utilization characteristic curves in which the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, is set as a function of the output current of the fuel cell. The operation control unit is provided with an operation control unit that controls the operation of the unit to adjust the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time, and the operation control unit is described in the case of reducing the fuel utilization rate. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount of the raw material and fuel gas to the reforming unit per unit time, and when the fuel utilization rate is increased, the above to the reforming unit. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to reduce the amount of raw material and fuel gas supplied per unit time.
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置は、前記検出結果判定処理において、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給不足条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための情報として、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を前記判定結果に含め、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給過剰条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための情報として、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まるよりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を前記判定結果に含め、前記燃料電池装置は、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて当該別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて当該別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御する点にある。The server device is set by the fuel cell device when the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process satisfies the supply shortage condition in the detection result determination process. As information for lowering the fuel utilization rate than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization characteristic curve, the fuel utilization rate becomes lower than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve. When the determination result includes information about another fuel utilization characteristic curve and the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process satisfies the excess supply condition, the above As information for making the fuel utilization rate higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve set in the fuel cell device, the fuel utilization rate is the current reference fuel utilization rate characteristic curve. The determination result includes information about another fuel utilization characteristic curve that is higher than that determined by, and the fuel cell device includes a plurality of the determination results received from the server device in the supply amount adjustment process. If the fuel utilization characteristic curve of the above contains information about another fuel utilization characteristic curve in which the fuel utilization rate is lower than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve, the information concerned. The other fuel utilization characteristic curve is set as a new reference fuel utilization characteristic curve based on the above, and the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve. The determination result received from the server device is another fuel utilization characteristic curve in which the fuel utilization rate is higher than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve among the plurality of fuel utilization characteristic curves. If the information is included, the other fuel utilization characteristic curve is set as a new reference fuel utilization characteristic curve based on the information, and the raw material fuel is set according to the new reference fuel utilization characteristic curve. The point is to control the operation of the supply amount adjusting unit.
上記特徴構成によれば、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が低くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が増加するため、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消が期待される。また、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が高くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が減少するため、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消が期待される。According to the above characteristic configuration, the operation control unit of the fuel cell device is based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the supply shortage condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient. In the case of the judgment result created in the above, by increasing the supply amount of raw fuel gas to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate is higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit so that That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time increases so that the fuel utilization rate becomes low, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved. In addition, the operation control unit of the fuel cell device is determined based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the oversupply condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is excessive. In this case, by reducing the amount of raw fuel gas supplied to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate will be higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the fuel supply amount adjustment unit. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time decreases as the fuel utilization rate increases, it is expected that the excess raw fuel gas supplied to the reforming section will be eliminated.
このように、改質部に供給する原燃料ガスの量が、燃料電池装置の燃料ガス消費部での燃料ガスの実際の消費状態に基づいて調節されることで、適切な燃料利用率へと修正される。In this way, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section is adjusted based on the actual consumption state of the fuel gas in the fuel gas consuming section of the fuel cell device, so that an appropriate fuel utilization rate can be obtained. It will be fixed.
更に、消費状態検出部の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされるか又は供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定する機能を燃料電池装置が有していなくても、サーバー装置でそのような決定を行うことができる。そして、サーバー装置がその決定内容に基づいて作成された判定結果を燃料電池装置に送信することで、燃料電池装置で設定される燃料利用率を適正な値にさせることができる。Further, the fuel cell has a function of determining whether the undersupply condition is satisfied, the oversupply condition is satisfied, or both the undersupply condition and the oversupply condition are not satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit. The server device can make such a decision even if the device does not have it. Then, the server device transmits the determination result created based on the determined content to the fuel cell device, so that the fuel utilization rate set in the fuel cell device can be set to an appropriate value.
また更に、燃料電池装置は、供給量調節処理において、サーバー装置から受信した判定結果が、複数の燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて当該別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな基準燃料利用率特性曲線に従って原燃料供給量調節部の動作を制御し、サーバー装置から受信した判定結果が、複数の燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて当該別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな基準燃料利用率特性曲線に従って原燃料供給量調節部の動作を制御することができる。Furthermore, in the fuel cell device, the judgment result received from the server device in the supply amount adjustment process is higher than the value whose fuel utilization rate is determined by the current reference fuel utilization rate characteristic curve among the plurality of fuel utilization rate characteristic curves. If it contains information about another fuel utilization characteristic curve that becomes lower, the other fuel utilization characteristic curve is set as a new reference fuel utilization characteristic curve based on the information, and a new standard fuel utilization characteristic curve is set. The operation of the raw material fuel supply amount adjustment unit is controlled according to the reference fuel utilization characteristic curve, and the judgment result received from the server device is the current reference fuel utilization characteristic curve among multiple fuel utilization characteristic curves. If it contains information about another fuel utilization characteristic curve that is higher than the value determined by, then based on that information, the other fuel utilization characteristic curve becomes a new reference fuel utilization characteristic curve. It can be set and the operation of the raw fuel supply amount adjusting unit can be controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve.
従って、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池管理システムを提供できる。Therefore, it is possible to provide a fuel cell management system in which an appropriate fuel utilization rate is set so that the fuel cell can be operated properly.
本発明に係る燃料電池管理システムの更に別の特徴構成は、互いに情報通信可能な燃料電池装置とサーバー装置とを備え、Yet another characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention includes a fuel cell device and a server device capable of communicating with each other.
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. According to the reference fuel utilization characteristic curve that defines the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, as a function of the output current of the fuel cell, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled to the reforming unit. The operation control unit is provided with an operation control unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas per unit time, and the operation control unit is provided with a unit time of the raw material fuel gas to the reforming unit when the fuel utilization rate is lowered. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount per unit, and when the fuel utilization rate is increased, the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time is decreased. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to cause the operation.
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置が前記検出結果判定処理において作成する前記判定結果は、前記供給不足条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給過剰条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないという結果を示す情報を含み、The determination result created by the server device in the detection result determination process is information indicating the result that the supply shortage condition is satisfied, information indicating the result that the oversupply condition is satisfied, or the supply shortage. Contains information indicating the result that both the condition and the oversupply condition are not met.
前記燃料電池装置は、前記供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、前記供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給不足条件が満たされるという結果である場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記減少量だけ低下した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給過剰条件が満たされるという結果である場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記増加量だけ増加した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御する点にある。The fuel cell device stores in advance the amount of decrease in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is satisfied and the amount of increase in the fuel utilization rate applied when the oversupply condition is satisfied. If the determination result received from the server device in the supply amount adjustment process is the result that the supply shortage condition is satisfied, the fuel utilization rate is determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate is lower than the value by the decrease amount, and the determination result received from the server device is the result that the oversupply condition is satisfied. In one case, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes a fuel utilization rate that is increased by the increase amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve.
上記特徴構成によれば、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が低くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が増加するため、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消が期待される。また、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が高くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が減少するため、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消が期待される。According to the above characteristic configuration, the operation control unit of the fuel cell device is based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the supply shortage condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient. In the case of the judgment result created in the above, by increasing the supply amount of raw fuel gas to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate is higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit so that That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time increases so that the fuel utilization rate becomes low, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved. In addition, the operation control unit of the fuel cell device is determined based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the oversupply condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is excessive. In this case, by reducing the amount of raw fuel gas supplied to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate will be higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the fuel supply amount adjustment unit. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time decreases as the fuel utilization rate increases, it is expected that the excess raw fuel gas supplied to the reforming section will be eliminated.
このように、改質部に供給する原燃料ガスの量が、燃料電池装置の燃料ガス消費部での燃料ガスの実際の消費状態に基づいて調節されることで、適切な燃料利用率へと修正される。In this way, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section is adjusted based on the actual consumption state of the fuel gas in the fuel gas consuming section of the fuel cell device, so that an appropriate fuel utilization rate can be obtained. It will be fixed.
更に、消費状態検出部の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされるか又は供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定する機能を燃料電池装置が有していなくても、サーバー装置でそのような決定を行うことができる。そして、サーバー装置がその決定内容に基づいて作成された判定結果を燃料電池装置に送信することで、燃料電池装置で設定される燃料利用率を適正な値にさせることができる。Further, the fuel cell has a function of determining whether the undersupply condition is satisfied, the oversupply condition is satisfied, or both the undersupply condition and the oversupply condition are not satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit. The server device can make such a decision even if the device does not have it. Then, the server device transmits the determination result created based on the determined content to the fuel cell device, so that the fuel utilization rate set in the fuel cell device can be set to an appropriate value.
また更に、燃料電池装置は、供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、供給量調節処理において、サーバー装置から受信した判定結果が、供給不足条件が満たされるという結果である場合、燃料利用率が基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも減少量だけ低下した燃料利用率となるように原燃料供給量調節部の動作を制御し、サーバー装置から受信した判定結果が、供給過剰条件が満たされるという結果である場合、燃料利用率が基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも増加量だけ増加した燃料利用率となるように原燃料供給量調節部の動作を制御することができる。Furthermore, the fuel cell device stores in advance the amount of decrease in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is satisfied and the amount of increase in the fuel utilization rate applied when the oversupply condition is satisfied. If the judgment result received from the server device in the supply amount adjustment process is that the supply shortage condition is satisfied, the fuel utilization rate is reduced from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. If the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate is reduced by the amount, and the judgment result received from the server device is that the oversupply condition is satisfied, the fuel utilization rate is the reference fuel utilization. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit can be controlled so that the fuel utilization rate is increased by an increase amount from the value determined by the rate characteristic curve.
従って、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池管理システムを提供できる。Therefore, it is possible to provide a fuel cell management system in which an appropriate fuel utilization rate is set so that the fuel cell can be operated properly.
本発明に係る燃料電池管理システムの更に別の特徴構成は、互いに情報通信可能な燃料電池装置とサーバー装置とを備え、Yet another characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention includes a fuel cell device and a server device capable of communicating with each other.
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. According to the reference fuel utilization characteristic curve that defines the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, as a function of the output current of the fuel cell, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled to the reforming unit. The operation control unit is provided with an operation control unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas per unit time, and the operation control unit is provided with a unit time of the raw material fuel gas to the reforming unit when the fuel utilization rate is lowered. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount per unit, and when the fuel utilization rate is increased, the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time is decreased. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to cause the operation.
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置は、前記供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、前記供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、前記検出結果判定処理において、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給不足条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための情報として、燃料利用率の前記減少量についての情報を前記判定結果に含め、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給過剰条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための情報として、燃料利用率の前記増加量についての情報を前記判定結果に含め、The server device stores in advance the amount of decrease in fuel utilization applied when the undersupply condition is satisfied and the amount of increase in fuel utilization applied when the oversupply condition is satisfied. In the detection result determination process, when the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process satisfies the supply shortage condition, the fuel cell device is set. As information for lowering the fuel utilization rate than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve, information on the reduction amount of the fuel utilization rate is included in the determination result, and the detection result reception process is performed. When the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device satisfies the excess supply condition, the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve set in the fuel cell device. As information for increasing the fuel utilization rate, information on the amount of increase in the fuel utilization rate is included in the determination result.
前記燃料電池装置は、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が前記燃料利用率を低くさせるための前記減少量についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、燃料利用率がそれまで設定されていた前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記減少量だけ低下した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が前記燃料利用率を高くさせるための前記増加量についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、燃料利用率がそれまで設定されていた前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記増加量だけ増加した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御する点にある。When the determination result received from the server device includes information about the reduction amount for lowering the fuel utilization rate in the supply amount adjusting process, the fuel cell device is based on the information. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes a fuel utilization rate that is reduced by the amount of decrease from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve that has been set up to that point. When the determination result received from the server device includes information about the increase amount for increasing the fuel utilization rate, the reference fuel for which the fuel utilization rate has been set up to that point is based on the information. The point is to control the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so that the fuel utilization rate is increased by the increase amount from the value determined by the utilization rate characteristic curve.
上記特徴構成によれば、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が低くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が増加するため、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消が期待される。また、燃料電池装置の運転制御部は、サーバー装置から受信した判定結果が、改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるという決定内容に基づいて作成された判定結果である場合、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。つまり、燃料利用率が高くなるように改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量が減少するため、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消が期待される。According to the above characteristic configuration, the operation control unit of the fuel cell device is based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the supply shortage condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient. In the case of the judgment result created in the above, by increasing the supply amount of raw fuel gas to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate is higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit so that That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time increases so that the fuel utilization rate becomes low, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved. In addition, the operation control unit of the fuel cell device is determined based on the determination that the determination result received from the server device satisfies the oversupply condition in which the raw fuel gas supplied to the reforming unit is excessive. In this case, by reducing the amount of raw fuel gas supplied to the reforming part per unit time, the fuel utilization rate will be higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Controls the operation of the fuel supply amount adjustment unit. That is, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section per unit time decreases as the fuel utilization rate increases, it is expected that the excess raw fuel gas supplied to the reforming section will be eliminated.
このように、改質部に供給する原燃料ガスの量が、燃料電池装置の燃料ガス消費部での燃料ガスの実際の消費状態に基づいて調節されることで、適切な燃料利用率へと修正される。In this way, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming section is adjusted based on the actual consumption state of the fuel gas in the fuel gas consuming section of the fuel cell device, so that an appropriate fuel utilization rate can be obtained. It will be fixed.
更に、消費状態検出部の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされるか又は供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定する機能を燃料電池装置が有していなくても、サーバー装置でそのような決定を行うことができる。そして、サーバー装置がその決定内容に基づいて作成された判定結果を燃料電池装置に送信することで、燃料電池装置で設定される燃料利用率を適正な値にさせることができる。Further, the fuel cell has a function of determining whether the undersupply condition is satisfied, the oversupply condition is satisfied, or both the undersupply condition and the oversupply condition are not satisfied based on the detection result of the consumption state detection unit. The server device can make such a decision even if the device does not have it. Then, the server device transmits the determination result created based on the determined content to the fuel cell device, so that the fuel utilization rate set in the fuel cell device can be set to an appropriate value.
また更に、燃料電池装置は、供給量調節処理において、サーバー装置から受信した判定結果が燃料利用率を低くさせるための減少量についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、燃料利用率がそれまで設定されていた基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも減少量だけ低下した燃料利用率となるように原燃料供給量調節部の動作を制御し、サーバー装置から受信した判定結果が燃料利用率を高くさせるための増加量についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、燃料利用率がそれまで設定されていた基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも増加量だけ増加した燃料利用率となるように原燃料供給量調節部の動作を制御することができる。Furthermore, in the fuel cell device, when the determination result received from the server device includes information about the reduction amount for lowering the fuel utilization rate in the supply amount adjustment process, the fuel utilization rate is based on the information. Controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so that the fuel utilization rate is reduced by a decrease amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve that has been set up to that point, and the judgment received from the server device. If the result contains information about the amount of increase to increase the fuel utilization, then the fuel utilization is based on that information than the value determined by the previously set reference fuel utilization characteristic curve. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit can be controlled so that the fuel utilization rate is increased by the increased amount.
従って、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池管理システムを提供できる。Therefore, it is possible to provide a fuel cell management system in which an appropriate fuel utilization rate is set so that the fuel cell can be operated properly.
本発明に係燃料電池管理システムの更に別の特徴構成は、前記消費状態検出部は、前記燃焼部の温度を検出する燃焼温度検出部を有し、前記サーバー装置は、前記燃焼部の温度が下限燃焼温度より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃焼部の温度が前記下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する点にある。Yet another characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention is that the consumption state detection unit has a combustion temperature detection unit that detects the temperature of the combustion unit, and the server device has the temperature of the combustion unit. When it is lower than the lower limit combustion temperature, it is determined that the supply shortage condition is satisfied, and when the temperature of the combustion unit is higher than the upper limit combustion temperature higher than the lower limit combustion temperature, it is determined that the oversupply condition is satisfied. is there.
燃料電池の燃焼部での燃料ガスの燃焼性が燃料電池毎に異なる場合、複数の燃料電池の燃焼部に同じ量の燃料ガスが供給されても、燃焼部の温度が異なる可能性がある。そのため、例えば燃焼部での燃料ガスの燃焼性が相対的に悪い燃料電池では、より多くの燃料ガスが燃焼部に供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。それに対して、例えば燃焼部での燃料ガスの燃焼性が相対的に良い燃料電池では、より少ない燃料ガスが燃焼部に供給されること、即ち、より高い燃料利用率を設定することが好ましい。When the flammability of the fuel gas in the combustion part of the fuel cell is different for each fuel cell, the temperature of the combustion part may be different even if the same amount of fuel gas is supplied to the combustion part of a plurality of fuel cells. Therefore, for example, in a fuel cell in which the combustibility of the fuel gas in the combustion portion is relatively poor, it is preferable that more fuel gas is supplied to the combustion portion, that is, a lower fuel utilization rate is set. On the other hand, for example, in a fuel cell in which the combustibility of the fuel gas in the combustion portion is relatively good, it is preferable that less fuel gas is supplied to the combustion portion, that is, a higher fuel utilization rate is set.
そこで本特徴構成では、サーバー装置は、燃焼部の温度が下限燃焼温度より低い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、燃料電池装置が、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消、即ち、燃焼部の温度が下限燃焼温度以上になること、が期待される。それに対して、サーバー装置は、燃焼部の温度が下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度より高い場合に供給過剰条件が満たされたと判定し、燃料電池装置が、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消、即ち、燃焼部の温度が上限燃焼温度以下になること、が期待される。Therefore, in this feature configuration, the server device determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion section is lower than the lower limit combustion temperature, and the fuel cell device determines that the raw fuel gas to the reforming section per unit time. By increasing the supply amount, the operation of the raw material fuel supply amount adjustment unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the shortage of raw material and fuel gas supplied to the reforming section will be resolved, that is, the temperature of the combustion section will be equal to or higher than the lower limit combustion temperature. On the other hand, the server device determines that the oversupply condition is satisfied when the temperature of the combustion section is higher than the upper limit combustion temperature higher than the lower limit combustion temperature, and the fuel cell device determines that the raw fuel gas to the reforming section is charged. By reducing the supply amount per unit time, the operation of the raw material fuel supply amount adjustment unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the state in which the raw material fuel gas supplied to the reforming section is excessive is eliminated, that is, the temperature of the combustion section becomes equal to or lower than the upper limit combustion temperature.
本発明に係燃料電池管理システムの更に別の特徴構成は、前記消費状態検出部は、前記燃料ガス消費部としての前記燃料電池の出力電圧を検出する出力電圧検出部を有し、前記サーバー装置は、前記燃料電池の出力電圧が下限出力電圧より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃料電池の出力電圧が前記下限出力電圧よりも高い上限出力電圧より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する点にある。Yet another characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention is that the consumption state detection unit has an output voltage detection unit that detects the output voltage of the fuel cell as the fuel gas consumption unit, and the server device. Determines that the supply shortage condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is lower than the lower limit output voltage, and when the output voltage of the fuel cell is higher than the upper limit output voltage higher than the lower limit output voltage, the supply The point is that it is determined that the excess condition is satisfied.
燃焼部の温度が低いことに伴って燃料電池の温度が低くなっている場合、及び、燃料電池のアノードでの燃料ガス濃度が低くなっている場合、燃料電池の出力電圧が低くなる可能性がある。その場合、より多くの燃料ガスが燃焼部に供給されること、及び、より多くの燃料ガスが燃料電池のアノードに供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。それに対して、燃焼部の温度が高いことに伴って燃料電池の温度が高くなっている場合、及び、燃料電池のアノードでの燃料ガス濃度が高くなっている場合、燃料電池の出力電圧が高くなる可能性がある。その場合、より少ない燃料ガスが燃焼部に供給されること、及び、より少ない燃料ガスが燃料電池のアノードに供給されること、即ち、より高い燃料利用率を設定することが好ましい。If the temperature of the fuel cell is low due to the low temperature of the combustion part, and if the fuel gas concentration at the anode of the fuel cell is low, the output voltage of the fuel cell may be low. is there. In that case, it is preferable that more fuel gas is supplied to the combustion part and more fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell, that is, a lower fuel utilization rate is set. On the other hand, when the temperature of the fuel cell is high due to the high temperature of the combustion part, and when the fuel gas concentration at the anode of the fuel cell is high, the output voltage of the fuel cell is high. There is a possibility of becoming. In that case, it is preferable that less fuel gas is supplied to the combustion part and less fuel gas is supplied to the anode of the fuel cell, that is, a higher fuel utilization rate is set.
そこで本特徴構成では、サーバー装置は、燃料電池の出力電圧が下限出力電圧より低い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、燃料電池装置が、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消、即ち、燃料電池の出力電圧が下限出力電圧以上になること、が期待される。それに対して、サーバー装置は、燃料電池の出力電圧が下限出力電圧よりも高い上限出力電圧より高い場合に供給過剰条件が満たされたと判定し、燃料電池装置が、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが過剰な状態の解消、即ち、燃料電池の出力電圧が上限出力電圧以下になること、が期待される。Therefore, in this feature configuration, the server device determines that the supply shortage condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is lower than the lower limit output voltage, and the fuel cell device per unit time of the raw fuel gas to the reforming section. By increasing the supply amount of, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the shortage of raw material and fuel gas supplied to the reforming unit will be resolved, that is, the output voltage of the fuel cell will be equal to or higher than the lower limit output voltage. On the other hand, the server device determines that the oversupply condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is higher than the upper limit output voltage higher than the lower limit output voltage, and the fuel cell device determines that the raw fuel gas to the reforming section is satisfied. By reducing the supply amount per unit time of, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the state in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is eliminated, that is, the output voltage of the fuel cell becomes equal to or lower than the upper limit output voltage.
本発明に係る燃料電池管理システムの更に別の特徴構成は、前記燃料電池装置は、前記改質部と前記燃料電池と前記燃焼部とを収容する筐体の内部から排気される排気ガスに含まれる前記燃料ガスを触媒燃焼する前記燃料ガス消費部としての燃焼触媒部を備え、前記消費状態検出部は、前記燃料ガス消費部としての前記燃焼触媒部の温度を検出する触媒温度検出部を有し、前記サーバー装置は、前記燃焼触媒部の温度が上限触媒温度より高い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定する点にある。Yet another characteristic configuration of the fuel cell management system according to the present invention is that the fuel cell device is included in the exhaust gas exhausted from the inside of the housing accommodating the reforming unit, the fuel cell, and the combustion unit. A combustion catalyst unit as the fuel gas consumption unit for catalytically burning the fuel gas is provided, and the consumption state detection unit has a catalyst temperature detection unit for detecting the temperature of the combustion catalyst unit as the fuel gas consumption unit. However, the server device determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion catalyst unit is higher than the upper limit catalyst temperature.
アノードに供給されるべき燃料ガス(発電反応で消費される分の燃料ガスと燃焼部で燃焼される分の燃料ガス)がどこかで外部にリークしている場合、発電反応で消費される燃料ガスの量が一定であるとすると、リークしている分だけ、燃焼部に供給されて燃焼される燃料ガスの量が減少する。そして、リークしたために、燃料電池の発電反応でも消費されず、且つ、燃焼部でも燃焼されない燃料ガスが筐体の内部で存在している場合、その燃料ガスは燃焼触媒部で触媒燃焼されるため、触媒燃焼部の温度が高くなる。そのため、例えば燃料ガスのリークが発生している可能性がある燃料電池では、適正な量の燃料ガスが燃焼部へと供給されるように、より多くの燃料ガスがアノードに供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。If the fuel gas to be supplied to the anode (the amount of fuel gas consumed in the power generation reaction and the amount of fuel gas burned in the combustion part) leaks to the outside somewhere, the fuel consumed in the power generation reaction Assuming that the amount of gas is constant, the amount of fuel gas supplied to the combustion unit and burned decreases by the amount of leakage. Then, if there is a fuel gas inside the housing that is not consumed in the power generation reaction of the fuel cell due to the leak and is not burned even in the combustion part, the fuel gas is catalytically burned in the combustion catalyst part. , The temperature of the catalyst combustion part becomes high. Therefore, for example, in a fuel cell in which a fuel gas leak may occur, more fuel gas is supplied to the anode so that an appropriate amount of fuel gas is supplied to the combustion part. That is, it is preferable to set a lower fuel utilization rate.
そこで本特徴構成では、サーバー装置は、燃焼触媒部の温度が上限触媒温度より高い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、燃料電池装置が、改質部への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部の動作を制御する。その結果、改質部に供給する原燃料ガスが不足する状態の解消、即ち、燃焼部に供給されて燃焼される燃料ガスの量の増加、が期待される。Therefore, in this feature configuration, the server device determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion catalyst section is higher than the upper limit catalyst temperature, and the fuel cell device determines that the raw fuel gas to the reforming section per unit time. By increasing the supply amount of, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. As a result, it is expected that the shortage of raw fuel gas supplied to the reforming section will be resolved, that is, the amount of fuel gas supplied to the combustion section and burned will increase.
<第1実施形態>
以下に図面を参照して本発明の第1実施形態に係る燃料電池装置30について説明する。
図1は、燃料電池装置30の構成を示す図である。燃料電池装置30は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部7と、改質部7で生成された燃料ガスが供給されるアノード9a及び酸素ガスが供給されるカソード9bを有する燃料電池10と、発電反応で用いられた後にアノード9aから排出される排出燃料ガスに含まれる燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって改質部7を加熱する燃焼部11とを備える。加えて、燃料電池装置30は、原燃料供給量調節部2と、消費状態検出部20と、運転制御部16とを備える。本実施形態では、筐体1の内部に改質部7と燃料電池10と燃焼部11とが収容される。加えて、筐体1の内部には、供給される改質用水を気化する気化部6も収容されている。燃焼部11で発生した燃焼熱は気化部6にも与えられる。発電反応によって燃料ガスを消費する燃料電池10と、燃焼によって燃料ガスを消費する燃焼部11とは、燃料ガス消費部24として用いることができる。
<First Embodiment>
The
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
燃料電池10は、改質部7で生成された水素を主成分とする燃料ガスが供給されるアノード9aと酸素ガス(空気)が供給されるカソード9bとを備えた固体酸化物形のセル9を複数個電気的に直列接続した状態で備えたセルスタックにて構成されている。図示は省略するが、セル9は、アノード9aとカソード9bとの間に固体電解質層を備えた固体酸化物形で構成される。アノード9aには燃料ガスが通流するように構成され、カソード9bには空気が通流するように構成される。燃料電池10は、複数のセル9がアノード9aの燃料ガス排出口(図示せず)及びカソード9bの空気排出口(図示せず)が上向きになる姿勢で横方向に並ぶ状態で、筐体1の内部に設置されている。尚、セル9の形状や構造は図1に例示したものに限定されない。
The
燃料電池10には、改質部7から燃料ガス流路8を通して供給される燃料ガスを受け入れるガスマニホールド21が設けられる。複数のセル9は、ガスマニホールド21の上方側に上述のように並ぶ状態で配置され、ガスマニホールド21と複数のセル9におけるアノード9aの下端のガス導入口(図示せず)とが連通接続されている。そして、ガスマニホールド21に供給された燃料ガスが、複数のセル9の夫々のアノード9aに対して下端のガス導入口から供給され、各アノード9aに対して下方側から上方側に通流して発電反応に供される。発電反応に供された後の燃料ガスは、上端の燃料ガス排出口から排出燃料ガスとして排出される。
The
筐体1には、空気導入口22が設けられ、ブロアなどを用いて実現される酸素供給量調節部15によって、酸素ガス(空気)がその空気導入口22を介して筐体1内に供給される。複数のセル9の夫々におけるカソード9bの下端部近傍には、筐体1内とカソード9bとを連通する空気供給孔(図示せず)が設けられている。複数のセル9の夫々のカソード9bには筐体1内の空気がこの空気供給孔を通して供給され、各カソード9bに対して下方側から上方側に通流して発電反応に供される。発電反応に供された後の空気は、上端の空気排出口から排出酸素ガスとして排出される。また、筐体1の内部に供給された酸素ガス(空気)は、排出燃料ガスを燃焼部11で燃焼させるためにも利用される。つまり、酸素供給量調節部15は、カソード9b及び燃焼部11への酸素ガスの供給量を調節する役割を担う。
酸素供給量調節部15の動作は運転制御部16が制御する。
An
The operation of the oxygen supply
燃料電池10の上方には、各セル9のアノード9aの燃料ガス排出口から排出される排出燃料ガスとカソード9bの空気排出口から排出される排出酸素ガスとを燃焼させる燃焼空間が形成される。この燃焼空間が燃焼部11となる。気化部6と改質部7とが、燃料電池10の上方の燃焼空間(燃焼部11)に隣接して設けられている。
Above the
筐体1には、燃焼部11にて発生した燃焼排ガスを外部に排出させる排出部23が下面部等に形成されている。そして、筐体1内には、筐体1の内部から排気される、燃焼部11で発生した燃焼排ガスを含む排気ガスに含まれる燃料ガスを触媒燃焼する燃焼触媒部12が設けられている。燃料ガスを触媒燃焼することで消費する燃焼触媒部12は、本発明の燃料ガス消費部24として用いることができる。
The housing 1 is formed on the lower surface portion or the like with a
気化部6には、原燃料ガスが供給される原燃料流路3と、改質用水が供給される改質用水流路5とが接続される。そして、気化部6の内部に、原燃料ガス及び改質用水が供給される。原燃料流路3には、改質部7への原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部2が設けられる。改質用水流路5には、改質部7への改質用水の供給量を調節する水供給量調節部4が設けられる。
燃料電池装置30が備える原燃料供給量調節部2及び水供給量調節部4の動作は運転制御部16が制御する。
The
The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit 2 and the water supply amount adjusting unit 4 included in the
気化部6では、供給される改質用水を、燃焼部11から伝えられる燃焼熱を用いて加熱して蒸発させる。更に、気化部6では、改質用水の蒸発によって生成された水蒸気と、供給される原燃料ガスとが混合される。
In the
改質部7は、供給される原燃料ガスを気化部6にて生成された水蒸気を用いて改質処理する。具体的には、改質部7の内部には改質触媒が充填されており、この改質触媒の触媒作用によって原燃料ガスが改質処理される。
改質部7に供給される原燃料ガスの量及び水蒸気の量を調節することで改質部7での燃料ガスの生成量、即ち、改質部7からアノード9aへの燃料ガスの供給量が調節される。
The reforming
By adjusting the amount of raw fuel gas and the amount of water vapor supplied to the reforming
燃料電池10には、例えばインバータ装置などの電力変換装置が接続されており、この電力変換装置を介して、燃料電池10の発電電力が様々な電力消費装置に供給される。
A power conversion device such as an inverter device is connected to the
本実施形態では、燃料電池10のセルスタックの出力電圧を検出する出力電圧検出部18と、燃料電池10のセルスタックの出力電流を検出する出力電流検出部19とが設けられる。出力電圧検出部18の検出結果及び出力電流検出部19の検出結果は運転制御部16に伝達される。
In the present embodiment, an output
燃料電池装置30の筐体1の内部には、燃料ガス消費部24としての燃焼部11の温度を検出する燃焼温度検出部13が設けられる。燃焼温度検出部13が検出する温度は、燃焼部11で燃料ガスを燃焼することにより発生する火炎が存在する部位の温度である。燃焼温度検出部13の検出結果は運転制御部16に伝達される。
Inside the housing 1 of the
燃料電池装置30の筐体1の内部には、燃焼触媒部12の温度を検出する触媒温度検出部14が設けられる。触媒温度検出部14の検出結果は運転制御部16に伝達される。
Inside the housing 1 of the
燃料電池10では電力変換装置(図示せず)に出力される出力電流に応じた発電反応(即ち、出力電流に応じた燃料ガスの消費)が行われる。尚、燃料電池10の出力電流が所望の値になるためには、燃料電池10のアノード9aに対して適切な量の燃料ガスが供給されていること及びカソード9bに対して適切な量の酸素ガスが供給されていることが必要である。そのため、運転制御部16は、原燃料供給量調節部2及び水供給量調節部4の動作を制御して改質部7へ供給される原燃料ガスの量及び改質用水の量を調節することで、改質部7で生成される燃料ガスの量、即ち、改質部7から燃料電池10のアノード9aに供給される燃料ガスの量を調節する。また、運転制御部16は、酸素供給量調節部15の動作を制御して、燃料電池10のカソード9bに供給される酸素ガスの量を調節する。
In the
図2は、燃料電池10の出力電流Iと燃料電池10での燃料利用率Ufとの関係を示すグラフである。図3は、燃料電池10の出力電流Iと改質部7での改質処理のS/Cとの関係を示すグラフである。図2に示すような燃料電池10の出力電流Iと燃料電池10での燃料利用率Ufとの関係、及び、図3に示すような燃料電池10の出力電流Iと改質部7での改質処理のS/Cとの関係は、運転制御部16が参照可能な状態で記憶部17に記憶されている。本実施形態において、燃料利用率Ufは、アノード9aに供給される燃料ガスの量に対応する原燃料ガスの量(即ち、改質部7に供給される原燃料ガスの量)に対する、アノード9aで発電反応に用いられる燃料ガスの量に対応する原燃料ガスの量の比率であり、S/Cは、改質部7に供給される原燃料ガス中のカーボンに対する水蒸気のモル比である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the output current I of the
そして、運転制御部16は、出力電流検出部19で検出される出力電流と、燃料利用率の目標値を燃料電池10の出力電流の関数として定めている図2の基準燃料利用率特性曲線と、S/Cの目標値を出力電流の関数として定めている図3の基準S/C特性曲線とに従って、原燃料供給量調節部2及び水供給量調節部4の動作を制御して改質部7(気化部6)への原燃料ガス及び改質用水の単位時間当たりの供給量を調節することで、改質部7での燃料ガスの生成量、即ち、改質部7からアノード9aへの燃料ガスの供給量を調節する。
Then, the
以下に、運転制御部16により、改質部7に供給する原燃料ガスの量及び水蒸気の量が決定される場合の手順例について説明する。
先ず、出力電流Iが決まると、その出力電流Iを燃料電池10で発生させるのに要する燃料ガスの量が決まる。つまり、燃料電池10のアノード9aで発電反応に用いられる燃料ガスの量が決まる。また、図2に示したように、出力電流Iが決まると、燃料利用率Ufが決まる。その結果、燃料電池10のアノード9aで発電反応に用いられる燃料ガスの量と、燃料利用率とから、燃料電池10のアノード9aで発電反応に用いられずに排出される排出燃料ガス中の燃料ガスの量も決まる。従って、出力電流Iに対して、図2の基準燃料利用率特性で決定される燃料利用率を満たすための、燃料電池10のアノード9aに供給する必要がある燃料ガスの量(発電反応に用いられる燃料ガスの量、及び、発電反応に用いられずに排出される排出燃料ガス中の燃料ガスの量)が決まる。そして、その燃料電池10のアノード9aに供給する必要がある燃料ガスの量は、改質部7で生成するべき燃料ガスの量であるので、その燃料ガスを生成するために必要な、改質部7に供給する原燃料ガスの量が決まる。
An example of a procedure when the
First, when the output current I is determined, the amount of fuel gas required to generate the output current I in the
図3に示したように、出力電流Iが決まると、S/Cが決まる。上述したように、出力電流Iに応じた、改質部7に供給する原燃料ガスの量が決まるので、その原燃料ガスの量と、図3の基準S/C特性とで決定されるS/Cを満たすための、改質部7に供給する必要のある水蒸気(改質用水)の量が決まる。
As shown in FIG. 3, when the output current I is determined, the S / C is determined. As described above, since the amount of raw fuel gas supplied to the reforming
尚、全ての燃料電池装置30で同じ燃料利用率を設定するのではなく、各燃料電池装置30に適した燃料利用率を設定することが好ましい。
例えば、燃料電池10の燃焼部11での燃料ガスの燃焼性が燃料電池10毎に異なる場合、複数の燃料電池10の燃焼部11に同じ量の燃料ガスが供給されても、燃焼部11の温度が異なる可能性がある。そのため、例えば燃焼部11での燃料ガスの燃焼性が相対的に悪い燃料電池10では、より多くの燃料ガスが燃焼部11に供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。それに対して、例えば燃焼部11での燃料ガスの燃焼性が相対的に良い燃料電池10では、より少ない燃料ガスが燃焼部11に供給されること、即ち、より高い燃料利用率を設定することが好ましい。
It is preferable to set a fuel utilization rate suitable for each
For example, when the flammability of the fuel gas in the
他には、アノード9aに供給されるべき燃料ガス(発電反応で消費される分の燃料ガスと燃焼部11で燃焼される分の燃料ガス)がどこかで燃料電池10の外部にリークしている可能性もある。その場合、発電反応で消費される燃料ガスの量が一定であるとすると、リークしている分だけ、燃焼部11に供給されて燃焼される燃料ガスの量が減少する。そして、燃焼部11の温度が適正な温度範囲よりも低くなる。そのため、例えば燃料ガスのリークが発生している可能性がある燃料電池10では、適正な量の燃料ガスが燃焼部11へと供給されるように、より多くの燃料ガスがアノード9aに供給されること、即ち、より低い燃料利用率を設定することが好ましい。尚、リークすることで、燃料電池10の発電反応でも消費されず、且つ、燃焼部11でも燃焼されない燃料ガスが筐体1の内部に存在していたとしても、筐体1の排出部23に設けられる燃焼触媒部12で触媒燃焼することで除去できる。
また、燃料ガスが燃料電池10の外部へリークする以外にも、アノード9a側からカソード9b側へリークする可能性もある。その場合、アノード9aでの発電反応に用いることができる燃料ガス量が減少して、燃料電池10の出力電圧が低下する可能性がある。
In addition, the fuel gas to be supplied to the
In addition to the fuel gas leaking to the outside of the
次に、図2に示したような基準燃料利用率特性に基づいて燃料電池10を適正に運転できるような適正な燃料利用率を設定して、改質部7に供給する原燃料ガスの量を調節する燃料電池装置30の運転方法について説明する。
Next, the amount of raw fuel gas supplied to the reforming
本実施形態の燃料電池装置30では、運転制御部16は、燃料ガス消費部24での燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部20の検出結果に基づいて、改質部7に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも実際の燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御し、改質部7に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも実際の燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
以下に、適正な燃料利用率を設定する場合の例について説明する。
In the
An example of setting an appropriate fuel utilization rate will be described below.
〔例1〕
例1では、燃焼部11が燃料ガス消費部24となる。そして、消費状態検出部20が、燃料ガス消費部24としての燃焼部11の温度を検出する燃焼温度検出部13を有する場合、運転制御部16は、燃焼部11の温度が下限燃焼温度(例えば550℃など)より低い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、燃焼部11の温度が下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度(例えば650℃など)より高い場合に供給過剰条件が満たされたと判定する。つまり、運転制御部16は、燃料ガス消費部24としての燃焼部11の温度が下限燃焼温度より低い又は上限燃焼温度より高い場合、燃料ガス消費部24としての燃焼部11での燃料ガスの消費状態が不適正状態であると判定して、その不適正状態が解消されるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
[Example 1]
In Example 1, the
例1において、燃焼部11の温度が下限燃焼温度より低いという供給不足条件が満たされた状態(不適正状態)は、燃焼部11で燃焼される燃料ガスの量が適正量よりも少ないために生じていると考えることができる。そのため、燃料利用率Ufを低下させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、燃焼部11で燃焼される燃料ガスの量を現在よりも増加させれば、燃焼部11の温度が上昇して下限燃焼温度以上になって不適正状態が解消されることを期待できる。従って、この例1では、運転制御部16は、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させて燃料利用率Ufを低下させるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
In Example 1, the state in which the supply shortage condition that the temperature of the
記憶部17には、図2の基準燃料利用率特性曲線に加えて、それより低い燃料利用率となる特性曲線Aが記憶されている。そして、運転制御部16は、上記供給不足条件が満たされたと判定した場合には、特性曲線Aを新たな基準燃料利用率特性曲線に設定して、その基準燃料利用率特性曲線(特性曲線A)と、図3の基準S/C特性曲線とに従って、原燃料供給量調節部2及び水供給量調節部4の動作を制御して改質部7(気化部6)への原燃料ガス及び改質用水の単位時間当たりの供給量を調節することで、改質部7での燃料ガスの生成量、即ち、改質部7からアノード9aへの燃料ガスの供給量を調節する。
In addition to the reference fuel utilization characteristic curve of FIG. 2, the
例1において、燃焼部11の温度が上限燃焼温度より高いという供給過剰条件が満たされた状態(不適正状態)は、燃焼部11で燃焼される燃料ガスの量が適正量よりも多いために生じていると考えることができる。そのため、燃料利用率Ufを上昇させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、燃焼部11で燃焼される燃料ガスの量を現在よりも減少させれば、燃焼部11の温度が低下して上限燃焼温度以下になって不適正状態が解消されることを期待できる。従って、この例1では、運転制御部16は、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させて燃料利用率Ufを上昇させるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
In Example 1, the state in which the oversupply condition that the temperature of the
記憶部17には、図2の基準燃料利用率特性曲線に加えて、それよりも高い燃料利用率となる特性曲線Bが記憶されている。そして、運転制御部16は、上記供給過剰条件が満たされたと判定した場合には、特性曲線Bを新たな基準燃料利用率特性曲線に設定して、その基準燃料利用率特性曲線(特性曲線B)と、図3の基準S/C特性曲線とに従って、原燃料供給量調節部2及び水供給量調節部4の動作を制御して改質部7(気化部6)への原燃料ガス及び改質用水の単位時間当たりの供給量を調節することで、改質部7での燃料ガスの生成量、即ち、改質部7からアノード9aへの燃料ガスの供給量を調節する。
In addition to the reference fuel utilization characteristic curve of FIG. 2, the
〔例2〕
例2では、燃料電池10が燃料ガス消費部24となる。そして、消費状態検出部20が、燃料ガス消費部24としての燃料電池10の出力電圧を検出する出力電圧検出部18を有する場合、運転制御部16は、燃料電池10の出力電圧が下限出力電圧(例えば55Vなど)より低い場合に供給不足条件が満たされたと判定し、燃料電池10の出力電圧が下限出力電圧よりも高い上限出力電圧(例えば65Vなど)より高い場合に供給過剰条件が満たされたと判定する。つまり、運転制御部16は、燃料ガス消費部24としての燃料電池10の出力電圧が下限出力電圧より低い又は上限出力電圧より高い場合、燃料ガス消費部24としての燃料電池10での燃料ガスの消費状態が不適正状態であると判定して、その不適正状態が解消されるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
[Example 2]
In Example 2, the
例2において、燃料電池10の出力電圧が下限出力電圧より低いという燃料ガスの消費状態(不適正状態)は、燃焼部11で燃焼される燃料ガス量が少ないために燃料電池10の温度が低下したことや、燃料電池10のアノード9aでの燃料ガス濃度が低いことなどにより生じていると考えることができる。そのため、燃料利用率Ufを低下させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、燃焼部11で燃焼される燃料ガスの量を現在よりも増加させれば、燃料電池10の温度が上昇して、燃料電池10の出力電圧が下限出力電圧以上になって不適正状態が解消されることを期待できる。或いは、燃料利用率Ufを低下させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、燃料電池10のアノード9aでの燃料ガス濃度を上昇させれば、燃料電池10の出力電圧が下限出力電圧以上になって不適正状態が解消されることを期待できる。従って、この例2では、運転制御部16は、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させて燃料利用率Ufを低下させるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
運転制御部16が燃料利用率を低下させる場合の具体例は、上記例1で説明したのと同様である。
In Example 2, in the fuel gas consumption state (inappropriate state) in which the output voltage of the
A specific example when the
例2において、燃料電池10の出力電圧が上限出力電圧より高いという燃料ガスの消費状態(不適正状態)は、燃焼部11で燃焼される燃料ガス量が多いために燃料電池10の温度が上昇したことや、燃料電池10のアノード9aでの燃料ガス濃度が高いことにより生じていると考えることができる。そのため、燃料利用率Ufを上昇させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、燃焼部11で燃焼される燃料ガスの量を現在よりも減少させれば、燃料電池10の温度が低下して、燃料電池10の出力電圧が上限出力電圧以下になって不適正状態が解消されることを期待できる。或いは、燃料利用率Ufを上昇させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、燃料電池10のアノード9aでの燃料ガス濃度を低下させれば、燃料電池10の出力電圧が上限出力電圧以下になって不適正状態が解消されることを期待できる。従って、この例2では、運転制御部16は、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させて燃料利用率Ufを上昇させるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
運転制御部16が燃料利用率を上昇させる場合の具体例は、上記例1で説明したのと同様である。
In Example 2, in the fuel gas consumption state (inappropriate state) in which the output voltage of the
A specific example in which the
〔例3〕
例3では、燃焼触媒部12が燃料ガス消費部24となる。そして、消費状態検出部20が、燃料ガス消費部24としての燃焼触媒部12の温度を検出する触媒温度検出部14を有する場合、運転制御部16は、燃焼触媒部12の温度が上限触媒温度(例えば220℃など)より高い場合に供給不足条件が満たされたと判定する。つまり、運転制御部16は、燃料ガス消費部24としての燃焼触媒部12の温度が上限触媒温度より高い場合、燃料ガス消費部24としての燃焼触媒部12での燃料ガスの消費状態が不適正状態であると判定して、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで不適正状態が解消されるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
[Example 3]
In Example 3, the
例3において、燃焼触媒部12の温度が上限触媒温度より高いという燃料ガスの消費状態(不適正状態)は、燃料電池10の発電反応及び燃焼部11での燃焼で消費される燃料ガスの量が減少したために生じていると考えることができる。例えば、原燃料ガスが改質部7に供給され、改質部7で燃料ガスが生成され、その燃料ガスで発電反応が行われ、燃料ガスの燃焼が行われる間にガスのリークが発生して、そのリークしたガスが燃焼触媒部12で触媒燃焼されることで、燃焼触媒部12の温度が上限触媒温度より高くなった可能性が考えられる。つまり、燃焼触媒部12の温度が上限触媒温度より高いという状態が発生している場合、燃料電池10の発電反応及び燃焼部11での燃焼において燃料ガスの不足状態(不適正状態)が生じている可能性が考えられる。そのため、燃料利用率Ufを低下させれば、即ち、燃料電池10の出力電流を変化させない状態で、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させれば、燃料電池10の発電反応及び燃焼部11での燃焼において燃料ガスの不足が解消に近付くことで不適正状態が解消されることを期待できる。従って、この例3では、運転制御部16は、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させて燃料利用率Ufを低下させるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
運転制御部16が燃料利用率を低下させる場合の具体例は、上記例1で説明したのと同様である。
In Example 3, the fuel gas consumption state (inappropriate state) in which the temperature of the
A specific example when the
<第2実施形態>
以下に図面を参照して本発明の第2実施形態について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the description of the same configuration as that of the above embodiment will be omitted.
図4は、燃料電池管理システムの構成を示す図である。図示するように、燃料電池管理システムは、情報通信線31を介して互いに情報通信可能な燃料電池装置30とサーバー装置32とを備える。そして、サーバー装置32が、上記実施形態で説明したような、改質部7に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるという判定、及び、改質部7に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるという判定などを行うように構成されている。
尚、図4では、3台の燃料電池装置30(30A,30B,30C)を描いているが、サーバー装置32と通信する燃料電池装置30の台数は適宜設定可能である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a fuel cell management system. As shown in the figure, the fuel cell management system includes a
Although three fuel cell devices 30 (30A, 30B, 30C) are drawn in FIG. 4, the number of
燃料電池装置30は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部7と、改質部7で生成された燃料ガスが供給されるアノード9a及び酸素ガスが供給されるカソード9bを有する燃料ガス消費部24としての燃料電池10と、発電反応で用いられた後にアノード9aから排出される排出燃料ガスに含まれる燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって改質部7を加熱する燃料ガス消費部24としての燃焼部11と、改質部7への原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部2と、燃料ガス消費部24での燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部20と、アノード9aに供給される燃料ガスの量に対応する原燃料ガスの量に対する、アノード9aで発電反応に用いられる燃料ガスの量に対応する原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池10の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、原燃料供給量調節部2の動作を制御して改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部16とを備える。
The
サーバー装置32は、情報の演算処理機能及び情報の入出力機能及び情報の記憶機能などを備える1台又は複数台のコンピュータ装置などを用いて実現される。
The
〔燃料電池装置30〕
燃料電池装置30の運転制御部16は、後述する検出結果送信処理及び判定結果受信処理及び供給量調節処理を行うよう構成される。
[Fuel cell device 30]
The
燃料電池装置30の運転制御部16が行う検出結果送信処理は、消費状態検出部20の検出結果をサーバー装置32に送信する処理である。消費状態検出部20は、上記実施形態で説明したのと同様に、燃料ガス消費部24としての燃焼部11の温度を検出する燃焼温度検出部13、燃料ガス消費部24としての燃料電池10の出力電圧を検出する出力電圧検出部18、燃料ガス消費部24としての燃焼触媒部12の温度を検出する触媒温度検出部14などである。燃料電池装置30の運転制御部16は、この送信結果送信処理を、例えば1時間に1回、1日に1回などの所定のタイミングで実行する。本実施形態では、各燃料電池装置30(30A,30B,30C)は、自身を識別するための識別子(例えばMACアドレスなど)と、消費状態検出部20の検出結果とを関連付けて、サーバー装置32へ送信する。その結果、サーバー装置32は、消費状態検出部20の検出結果がどの燃料電池装置30から送信されたものなのかを上記識別子を用いて判別できる。
The detection result transmission process performed by the
燃料電池装置30の運転制御部16が行う判定結果受信処理は、サーバー装置32で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する処理である。尚、詳細は後述するが、サーバー装置32で行われる検出結果判定処理は、検出結果受信処理で燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果に基づいて、改質部7に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は改質部7に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、燃料電池装置30に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する処理である。
The determination result reception process performed by the
燃料電池装置30の運転制御部16が行う供給量調節処理は、サーバー装置32から受信した判定結果に基づいて、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する、又は、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する処理である。
The supply amount adjustment process performed by the
後述するように、例えば、サーバー装置32が検出結果判定処理において作成する判定結果は、供給不足条件が満たされるという結果を示す情報、又は、供給過剰条件が満たされるという結果を示す情報、又は、供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないという結果を示す情報を含む。その場合、燃料電池装置30は、供給量調節処理において、サーバー装置32から受信した判定結果が、供給不足条件が満たされるという結果である場合、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御し、サーバー装置32から受信した判定結果が、供給過剰条件が満たされるという結果である場合、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させることで、基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
つまり、この例では、燃料電池装置30の運転制御部16は、上記実施形態と同様に、自身で適正な燃料利用率の特性曲線(例えば、図2の特性曲線A,Bなど)を決定し、その決定した燃料利用率の特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定する。
As will be described later, for example, the determination result created by the
That is, in this example, the
或いは、後述するように、サーバー装置32は、検出結果判定処理において、検出結果受信処理で燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果が供給不足条件を満たす場合、燃料電池装置30で設定されている基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための情報を、燃料電池装置30に送信する判定結果に含め、検出結果受信処理で燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果が供給過剰条件を満たす場合、燃料電池装置30で設定されている基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための情報を、燃料電池装置30に送信する判定結果に含める。その場合、燃料電池装置30は、供給量調節処理において、サーバー装置32から受信した判定結果が燃料利用率を低くさせるための情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、それまで設定されていた基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が低くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御し、サーバー装置32から受信した判定結果が燃料利用率を高くさせるための情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、それまで設定されていた基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率が高くなるように原燃料供給量調節部2の動作を制御する。
つまり、この例では、サーバー装置32が、燃料電池装置30で設定されるべき適正な燃料利用率の特性曲線(例えば、図2の特性曲線A,Bなど)を決定して燃料電池装置30に送信し、燃料電池装置30の運転制御部16は、サーバー装置32から受信した、その燃料利用率の特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定する。
Alternatively, as will be described later, in the detection result determination process, when the detection result of the consumption
That is, in this example, the
以上のように、本実施形態では、消費状態検出部20の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされるか又は供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定する機能を燃料電池装置30が有していなくても、サーバー装置32でそのような決定を行うことができる。そして、サーバー装置32がその決定内容に基づいて作成された判定結果を燃料電池装置30に送信することで、燃料電池装置30で設定される燃料利用率を適正な値にさせることができる。
As described above, in the present embodiment, based on the detection result of the consumption
〔サーバー装置32〕
サーバー装置32は、検出結果受信処理及び検出結果判定処理及び判定結果送信処理を行うように構成される。
[Server device 32]
The
サーバー装置32が行う検出結果受信処理は、燃料電池装置30から消費状態検出部20の検出結果を受信する処理である。本実施形態では、サーバー装置32は、燃料電池装置30から受信した、消費状態検出部20の検出結果と、燃料電池装置30を識別するための識別子とを、互いに関連付けて記憶部(図示せず)などに記憶する。また、燃料電池装置30のIPアドレスなどを併せて記憶していてもよい。
The detection result reception process performed by the
サーバー装置32が行う検出結果判定処理は、検出結果受信処理で燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果に基づいて、改質部7に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は改質部7に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、燃料電池装置30に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する処理である。そして、サーバー装置32は、この検出結果判定処理の判定結果を、燃料電池装置30を識別するための識別子と互いに関連付けて記憶部(図示せず)などに記憶する。
In the detection result determination process performed by the
例えば、サーバー装置32が検出結果判定処理において作成する判定結果は、供給不足条件が満たされるという結果を示す情報、又は、供給過剰条件が満たされるという結果を示す情報、又は、供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないという結果を示す情報を含む。一例を挙げると、サーバー装置32が検出結果判定処理において作成する判定結果は、供給不足条件が満たされるという結果、又は、供給過剰条件が満たされるという結果、又は、供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないという結果だけを含んでいてもよい。
For example, the determination result created by the
或いは、サーバー装置32は、検出結果判定処理において、検出結果受信処理で燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果が供給不足条件を満たす場合、燃料電池装置30で設定されている基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための情報を燃料電池装置30に送信する判定結果に含め、検出結果受信処理で燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果が供給過剰条件を満たす場合、燃料電池装置30で設定されている基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための情報を燃料電池装置30に送信する判定結果に含める。
一例を挙げると、サーバー装置32は、各燃料電池装置30で現在設定されている基準燃料利用率特性曲線に関する情報を記憶している。そして、サーバー装置32は、検出結果判定処理において、燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果が供給不足条件を満たす場合、燃料電池装置30で設定されている基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための新たな燃料利用率の特性曲線(例えば図2の特性曲線Aなど)を決定して、燃料電池装置30に送信する判定結果に含める。また、サーバー装置32は、検出結果判定処理において、燃料電池装置30から受信した消費状態検出部20の検出結果が供給過剰条件を満たす場合、燃料電池装置30で設定されている基準燃料利用率特性曲線で定まる燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための新たな燃料利用率の特性曲線(例えば図2の特性曲線Bなど)を決定して、燃料電池装置30に送信する判定結果に含める。
Alternatively, the
As an example, the
サーバー装置32が行う判定結果送信処理は、検出結果判定処理の判定結果を燃料電池装置30に送信する処理である。例えば、サーバー装置32は、燃料電池装置30のIPアドレスなどを用いて、消費状態検出部20の検出結果を送信してきた燃料電池装置30に対して、検出結果判定処理の判定結果を送信できる。
The determination result transmission process performed by the
以上のように、本実施形態では、燃料電池装置30が、消費状態検出部20の検出結果に基づいて、供給不足条件が満たされるか又は供給過剰条件が満たされるか又は供給不足条件と供給過剰条件との両方が満たされないかを判定する機能を有していなくても、サーバー装置32でそのような判定を行うことができる。そして、サーバー装置32が判定結果を燃料電池装置30に送信することで、燃料電池装置30で設定される燃料利用率を適正な値にさせることができる。
As described above, in the present embodiment, the
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、燃料電池装置30及び燃料電池管理システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成については適宜変更可能である。
<Another Embodiment>
<1>
In the above embodiment, the configurations of the
<2>
上記実施形態では、燃料電池10の出力電流Iと燃料電池10での燃料利用率Ufとの関係(図2)、及び、燃料電池10の出力電流Iと改質部7での改質処理のS/Cとの関係(図3)について説明したが、それらは例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。
また、図2には、基準燃料利用率特性曲線よりも高い燃料利用率となる特性曲線(特性曲線B)と、基準燃料利用率特性曲線よりも低い燃料利用率となる特性曲線(特性曲線A)とを、1種類ずつ例示したが、本発明では、基準燃料利用率特性曲線よりも高い燃料利用率となる特性曲線が燃料電池装置30及びサーバー装置32などで複数個用意されていてもよく、基準燃料利用率特性曲線よりも高い燃料利用率となる特性曲線が燃料電池装置30及びサーバー装置32などで複数個用意されていてもよい。
また、図2には、全ての出力電流範囲で燃料利用率が変更されるような特性曲線A,Bを例示したが、特定の出力電流範囲(例えば定格出力電流付近など)のみで燃料利用率が変更されるような特性曲線であってもよい。
<2>
In the above embodiment, the relationship between the output current I of the
Further, FIG. 2 shows a characteristic curve (characteristic curve B) having a fuel utilization rate higher than that of the reference fuel utilization rate characteristic curve and a characteristic curve (characteristic curve A) having a fuel utilization rate lower than that of the reference fuel utilization rate characteristic curve. ), But in the present invention, a plurality of characteristic curves having a fuel utilization rate higher than the reference fuel utilization rate characteristic curve may be prepared in the
Further, FIG. 2 illustrates characteristic curves A and B in which the fuel utilization rate is changed in the entire output current range, but the fuel utilization rate is specified only in a specific output current range (for example, near the rated output current). It may be a characteristic curve in which is changed.
<3>
燃料利用率を高く又は低くする場合に、基準燃料利用率特性曲線自体を図2に例示したような特性曲線A,Bなどへ変更する例を上述したが、燃料利用率を変更する手法はそれに限定されず適宜設定可能である。
例えば、供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しておく。そして、供給不足条件が満たされた場合には、図2の基準燃料利用率特性で決定される仮の燃料利用率から上記燃料利用率の減少量を減算することで、基準燃料利用率特性曲線よりも低下した燃料利用率を決定できる。同様に、供給過剰条件が満たされた場合には、図2の基準燃料利用率特性で決定される仮の燃料利用率に上記燃料利用率の増加量を加算することで、基準燃料利用率特性曲線よりも増加した燃料利用率を決定できる。
<3>
An example of changing the reference fuel utilization characteristic curve itself to the characteristic curves A and B as illustrated in FIG. 2 when the fuel utilization rate is increased or decreased has been described above, but the method of changing the fuel utilization rate is that. It is not limited and can be set as appropriate.
For example, the amount of decrease in fuel utilization rate applied when the shortage condition is satisfied, stored in advance and increasing the amount of fuel utilization rate applied when the oversupply condition is satisfied. Then, when the supply shortage condition is satisfied, the reference fuel utilization rate characteristic curve is obtained by subtracting the decrease amount of the fuel utilization rate from the provisional fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic in FIG. It is possible to determine the lower fuel utilization rate. Similarly, when the oversupply condition is satisfied, the reference fuel utilization rate characteristic is obtained by adding the increase amount of the fuel utilization rate to the provisional fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic in FIG. It is possible to determine the fuel utilization rate that is higher than the curve.
他にも、供給不足条件が満たされた場合及び供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量及び増加量を予め記憶しておくのではなく、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量の減少量及び増加量を記憶しておいてもよい。
例えば、供給不足条件が満たされた場合に適用される、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量の増加量と、供給過剰条件が満たされた場合に適用される、改質部7への原燃料ガスの単位時間当たりの供給量の減少量とを予め記憶しておく。そして、供給不足条件が満たされた場合には、図2の基準燃料利用率特性で決定される燃料利用率を満たすための、改質部7に供給する原燃料ガスの量を仮決定し、その原燃料ガスの仮供給量に上記増加量を加算することで、燃料利用率を低下させるための原燃料ガス供給量を最終決定できる。或いは、供給過剰条件が満たされた場合には、図2の基準燃料利用率特性で決定される燃料利用率を満たすための、改質部7に供給する原燃料ガスの量を仮決定し、その原燃料ガスの仮供給量から上記減少量を減算することで、燃料利用率を上昇させるための原燃料ガス供給量を最終決定できる。
In addition, the amount of decrease and increase in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is satisfied and the oversupply condition are satisfied are not stored in advance, but are sent to the reforming
For example, the increase in the amount of raw fuel gas supplied to the reforming
上述した増加量及び減少量は一定値であってもよいし、変動値であってもよい。例えば、上述した増加量及び減少量を変動値とする場合、消費状態検出部20の検出値(例えば燃焼部11の温度、燃料電池10の出力電圧、燃焼触媒部12の温度など)及びその基準値の間の差分と、上記増加量及び減少量との関係を予め定めて記憶しておけばよい。つまり、上記増加量及び減少量を、消費状態検出部20の検出値(例えば燃焼部11の温度、燃料電池10の出力電圧、燃焼触媒部12の温度など)及びその基準値の間の差分の関数で定めてもよい。
The above-mentioned increase amount and decrease amount may be constant values or variable values. For example, when the above-mentioned increase amount and decrease amount are used as fluctuation values, the detection value of the consumption state detection unit 20 (for example, the temperature of the
<4>
上記実施形態では、温度や電圧などについての具体的な数値を挙げて本発明の燃料電池装置30及び燃料電池管理システムの説明を行ったが、それらの数値は例示目的で記載したものであり、本発明はそれらの数値に限定されない。
<4>
In the above embodiment, the
<5>
尚、上記実施形態(別実施形態を含む)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
<5>
The configurations disclosed in the above embodiment (including another embodiment) can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction, and the present specification. The embodiments disclosed in the above are examples, and the embodiments of the present invention are not limited to these, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
本発明は、燃料電池を適正に運転できるような適正な燃料利用率が設定される燃料電池装置及びそれを備える燃料電池管理システムに利用できる。 The present invention can be used for a fuel cell device in which an appropriate fuel utilization rate is set so that a fuel cell can be operated properly, and a fuel cell management system including the same.
1 筐体
2 原燃料供給量調節部
7 改質部
9a アノード
9b カソード
10 燃料電池(セルスタック、燃料ガス消費部)
11 燃焼部
12 燃焼触媒部
13 燃焼温度検出部
14 触媒温度検出部(消費状態検出部 20)
16 運転制御部
18 出力電圧検出部(消費状態検出部 20)
20 消費状態検出部
24 燃料ガス消費部
30 燃料電池装置
32 サーバー装置
1 Housing 2 Raw fuel supply
11
16
20
Claims (12)
前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、
発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、
前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、
前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、
前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている複数の燃料利用率特性曲線の内の一つの基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、
前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、
前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、
前記改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされると判定した場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、
前記改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされると判定した場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御する燃料電池装置。 A reforming unit that steam reforms raw fuel gas to generate fuel gas containing hydrogen,
A fuel cell as a fuel gas consuming part having an anode to which the fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied generated in the reforming part,
A combustion unit as a fuel gas consuming unit that burns the fuel gas contained in the exhaust fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction and heats the reforming unit by the combustion heat.
A raw material fuel supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit,
A consumption state detection unit that detects the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit,
Fuel utilization, which is the ratio of the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode to the amount of the raw material fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to one of the reference fuel utilization characteristic curves among a plurality of fuel utilization characteristic curves in which the target value of the rate is set as a function of the output current of the fuel cell. It is equipped with an operation control unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time.
The operation control unit controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so as to increase the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time when the fuel utilization rate is lowered. When increasing the fuel utilization rate, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to reduce the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time.
The operation control unit is based on the detection result of the consumption state detection unit.
When it is determined that the supply shortage condition in which the raw material fuel gas to be supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied , the fuel utilization rate is the current reference fuel utilization rate characteristic curve among the plurality of the fuel utilization rate characteristic curves. Another fuel utilization characteristic curve that is lower than the value determined by is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve. And
When it is determined that the oversupply condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied , the fuel utilization rate is the current reference fuel utilization rate characteristic curve among the plurality of the fuel utilization rate characteristic curves. Another fuel utilization characteristic curve that is higher than the determined value is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve. Fuel cell device.
前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、A fuel cell as a fuel gas consuming part having an anode to which the fuel gas is supplied and a cathode to which oxygen gas is supplied generated in the reforming part,
発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、A combustion unit as a fuel gas consuming unit that burns the fuel gas contained in the exhaust fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction and heats the reforming unit by the combustion heat.
前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、A raw material fuel supply amount adjusting unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit,
前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、A consumption state detection unit that detects the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit,
前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、Fuel utilization, which is the ratio of the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode to the amount of the raw material fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The unit time of the raw material fuel gas to the reforming part is controlled by controlling the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit according to the reference fuel utilization rate characteristic curve in which the target value of the rate is set as a function of the output current of the fuel cell. Equipped with an operation control unit that adjusts the amount of supply per hit
前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The operation control unit controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so as to increase the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time when the fuel utilization rate is lowered. When increasing the fuel utilization rate, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to reduce the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time.
前記改質部に供給する原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、前記改質部に供給する原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、Insufficient raw material and fuel gas to be supplied to the reforming part The amount of decrease in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is satisfied, and the supply in which the raw material and fuel gas to be supplied to the reforming part is excessive. The amount of increase in fuel utilization applied when the excess condition is satisfied is stored in advance.
前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、The operation control unit is based on the detection result of the consumption state detection unit.
前記供給不足条件が満たされると判定した場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記減少量だけ低下した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、When it is determined that the supply shortage condition is satisfied, the raw material fuel supply amount adjusting unit has a fuel utilization rate that is lower than the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve by the amount of decrease. Control the behavior of
前記供給過剰条件が満たされると判定した場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記増加量だけ増加した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御する燃料電池装置。When it is determined that the oversupply condition is satisfied, the raw material fuel supply amount adjusting unit increases the fuel utilization rate by the increase amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. Fuel cell device that controls the operation of.
前記運転制御部は、前記燃焼部の温度が下限燃焼温度より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃焼部の温度が前記下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する請求項1又は2に記載の燃料電池装置。The operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion unit is lower than the lower limit combustion temperature, and when the temperature of the combustion unit is higher than the upper limit combustion temperature higher than the lower limit combustion temperature. The fuel cell apparatus according to claim 1 or 2, wherein it is determined that the oversupply condition is satisfied.
前記運転制御部は、前記燃料電池の出力電圧が下限出力電圧より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃料電池の出力電圧が前記下限出力電圧よりも高い上限出力電圧より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する請求項1〜3の何れか一項に記載の燃料電池装置。The operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the output voltage of the fuel cell is lower than the lower limit output voltage, and the output voltage of the fuel cell is higher than the upper limit output voltage higher than the lower limit output voltage. The fuel cell device according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the oversupply condition is satisfied.
前記消費状態検出部は、前記燃料ガス消費部としての前記燃焼触媒部の温度を検出する触媒温度検出部を有し、The consumption state detection unit has a catalyst temperature detection unit that detects the temperature of the combustion catalyst unit as the fuel gas consumption unit.
前記運転制御部は、前記燃焼触媒部の温度が上限触媒温度より高い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定する請求項1〜4の何れか一項に記載の燃料電池装置。 The fuel cell device according to any one of claims 1 to 4, wherein the operation control unit determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion catalyst unit is higher than the upper limit catalyst temperature.
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている複数の燃料利用率特性曲線の内の一つの基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The raw material fuel supply amount is adjusted according to the reference fuel utilization characteristic curve of one of a plurality of fuel utilization characteristic curves in which the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, is set as a function of the output current of the fuel cell. The operation control unit is provided with an operation control unit that controls the operation of the unit to adjust the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time, and the operation control unit is described in the case of reducing the fuel utilization rate. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount of the raw material and fuel gas to the reforming unit per unit time, and when the fuel utilization rate is increased, the above to the reforming unit. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to reduce the amount of raw material and fuel gas supplied per unit time.
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置が前記検出結果判定処理において作成する前記判定結果は、前記供給不足条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給過剰条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないという結果を示す情報を含み、The determination result created by the server device in the detection result determination process is information indicating the result that the supply shortage condition is satisfied, information indicating the result that the oversupply condition is satisfied, or the supply shortage. Contains information indicating the result that both the condition and the oversupply condition are not met.
前記燃料電池装置は、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給不足条件が満たされるという結果である場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給過剰条件が満たされるという結果である場合、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御する燃料電池管理システム。When the determination result received from the server device in the supply amount adjusting process is the result that the supply shortage condition is satisfied, the fuel cell device uses fuel among the plurality of fuel utilization rate characteristic curves. Another fuel utilization characteristic curve whose rate is lower than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and according to the new reference fuel utilization characteristic curve. When the determination result received from the server device that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is the result that the oversupply condition is satisfied, the fuel utilization among the plurality of fuel utilization rate characteristic curves Another fuel utilization characteristic curve in which the rate is higher than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve is set in the new reference fuel utilization characteristic curve, and according to the new reference fuel utilization characteristic curve. A fuel cell management system that controls the operation of the raw material / fuel supply amount adjusting unit.
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている複数の燃料利用率特性曲線の内の一つの基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to be detected and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. The raw material fuel supply amount is adjusted according to the reference fuel utilization characteristic curve of one of a plurality of fuel utilization characteristic curves in which the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, is set as a function of the output current of the fuel cell. The operation control unit is provided with an operation control unit that controls the operation of the unit to adjust the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time, and the operation control unit is said to reduce the fuel utilization rate. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount of the raw material and fuel gas to the reforming unit per unit time, and when the fuel utilization rate is increased, the above to the reforming unit. By controlling the operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit so as to reduce the amount of raw material and fuel gas supplied per unit time,
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置は、前記検出結果判定処理において、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給不足条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための情報として、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を前記判定結果に含め、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給過剰条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための情報として、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まるよりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を前記判定結果に含め、The server device is set by the fuel cell device when the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process satisfies the supply shortage condition in the detection result determination process. As information for making the fuel utilization rate lower than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve, the fuel utilization rate is the current reference fuel among the plurality of the fuel utilization rate characteristic curves. The determination result includes information about another fuel utilization characteristic curve that is lower than the value determined by the utilization characteristic curve, and the detection of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. When the result satisfies the oversupply condition, a plurality of pieces of information for making the fuel utilization rate higher than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve set in the fuel cell device are used. The determination result includes information on another fuel utilization characteristic curve in which the fuel utilization is higher than that determined by the current reference fuel utilization characteristic curve.
前記燃料電池装置は、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも低くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて当該別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、複数の前記燃料利用率特性曲線の内、燃料利用率が現在の前記基準燃料利用率特性曲線で定まる値よりも高くなる別の一つの燃料利用率特性曲線についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて当該別の一つの燃料利用率特性曲線を新たな基準燃料利用率特性曲線に設定し、新たな前記基準燃料利用率特性曲線に従って前記原燃料供給量調節部の動作を制御する燃料電池管理システム。In the fuel cell device, the determination result received from the server device in the supply amount adjusting process is determined by the current reference fuel utilization characteristic curve among the plurality of fuel utilization characteristic curves. If it contains information about another fuel utilization characteristic curve that is lower than the value, set the other fuel utilization characteristic curve as a new reference fuel utilization characteristic curve based on the information. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled according to the new reference fuel utilization characteristic curve, and the determination result received from the server device is the fuel utilization rate among the plurality of fuel utilization characteristic curves. If it contains information about another fuel utilization characteristic curve that is higher than the value determined by the current reference fuel utilization characteristic curve, the other fuel utilization characteristic curve is based on the information. A fuel cell management system that sets a new reference fuel utilization characteristic curve and controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit according to the new reference fuel utilization characteristic curve.
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. According to the reference fuel utilization characteristic curve that defines the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, as a function of the output current of the fuel cell, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled to the reforming unit. The operation control unit is provided with an operation control unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas per unit time, and the operation control unit is provided with a unit time of the raw material fuel gas to the reforming unit when the fuel utilization rate is lowered. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount per unit, and when the fuel utilization rate is increased, the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time is decreased. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to cause the operation.
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置が前記検出結果判定処理において作成する前記判定結果は、前記供給不足条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給過剰条件が満たされるという結果を示す情報、又は、前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないという結果を示す情報を含み、The determination result created by the server device in the detection result determination process is information indicating the result that the supply shortage condition is satisfied, information indicating the result that the oversupply condition is satisfied, or the supply shortage. Contains information indicating the result that both the condition and the oversupply condition are not met.
前記燃料電池装置は、前記供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、前記供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給不足条件が満たされるという結果である場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記減少量だけ低下した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が、前記供給過剰条件が満たされるという結果である場合、燃料利用率が前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記増加量だけ増加した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御する燃料電池管理システム。The fuel cell device stores in advance the amount of decrease in the fuel utilization rate applied when the supply shortage condition is satisfied and the amount of increase in the fuel utilization rate applied when the oversupply condition is satisfied. If the determination result received from the server device in the supply amount adjustment process is the result that the supply shortage condition is satisfied, the fuel utilization rate is determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate is lower than the value by the decrease amount, and the determination result received from the server device is the result that the oversupply condition is satisfied. In some cases, a fuel cell management system that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit so that the fuel utilization rate becomes a fuel utilization rate that is increased by the increase amount from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve. ..
前記燃料電池装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して水素を含む燃料ガスを生成する改質部と、前記改質部で生成された前記燃料ガスが供給されるアノード及び酸素ガスが供給されるカソードを有する燃料ガス消費部としての燃料電池と、発電反応で用いられた後に前記アノードから排出される排出燃料ガスに含まれる前記燃料ガスを燃焼させ、その燃焼熱によって前記改質部を加熱する前記燃料ガス消費部としての燃焼部と、前記改質部への前記原燃料ガスの供給量を調節する原燃料供給量調節部と、前記燃料ガス消費部での前記燃料ガスの消費状態を検出する消費状態検出部と、前記アノードに供給される前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量に対する、前記アノードで発電反応に用いられる前記燃料ガスの量に対応する前記原燃料ガスの量の比率である燃料利用率の目標値を燃料電池の出力電流の関数として定めている基準燃料利用率特性曲線に従って、前記原燃料供給量調節部の動作を制御して前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を調節する運転制御部とを備え、前記運転制御部は、燃料利用率を低下させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を増加させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、燃料利用率を上昇させる場合には前記改質部への前記原燃料ガスの単位時間当たりの供給量を減少させるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、The fuel cell device is supplied with a reforming unit that steam-reforms the raw material fuel gas to generate a fuel gas containing hydrogen, and an anode and an oxygen gas to which the fuel gas generated by the reforming unit is supplied. A fuel cell as a fuel gas consuming part having a cathode and the fuel gas contained in the discharged fuel gas discharged from the anode after being used in a power generation reaction are burned, and the reforming part is heated by the combustion heat. The combustion unit as the fuel gas consumption unit, the raw fuel supply amount adjustment unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit, and the consumption state of the fuel gas in the fuel gas consumption unit. The consumption state detection unit to detect and the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas used for the power generation reaction at the anode with respect to the amount of the raw fuel gas corresponding to the amount of the fuel gas supplied to the anode. According to the reference fuel utilization characteristic curve that defines the target value of the fuel utilization rate, which is the ratio of the amount of gas, as a function of the output current of the fuel cell, the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled to the reforming unit. The operation control unit is provided with an operation control unit that adjusts the supply amount of the raw material fuel gas per unit time, and the operation control unit is provided with a unit time of the raw material fuel gas to the reforming unit when the fuel utilization rate is lowered. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to increase the supply amount per unit, and when the fuel utilization rate is increased, the supply amount of the raw material fuel gas to the reforming unit per unit time is decreased. The operation of the raw material and fuel supply amount adjusting unit is controlled so as to cause the operation.
前記燃料電池装置の前記運転制御部は、前記消費状態検出部の検出結果を前記サーバー装置に送信する検出結果送信処理と、前記サーバー装置で行われる検出結果判定処理の判定結果を受信する判定結果受信処理と、前記サーバー装置から受信した前記判定結果に基づいて前記原燃料供給量調節部の動作を制御する供給量調節処理とを行うように構成され、The operation control unit of the fuel cell device receives a determination result of a detection result transmission process of transmitting the detection result of the consumption state detection unit to the server device and a determination result of the detection result determination process performed by the server device. It is configured to perform a reception process and a supply amount adjustment process that controls the operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit based on the determination result received from the server device.
前記サーバー装置は、前記燃料電池装置から前記消費状態検出部の検出結果を受信する検出結果受信処理と、当該検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果に基づいて、前記改質部に供給する前記原燃料ガスが不足している供給不足条件が満たされるか又は前記改質部に供給する前記原燃料ガスが過剰である供給過剰条件が満たされるか又は前記供給不足条件と前記供給過剰条件との両方が満たされないかを決定して、前記燃料電池装置に送信する判定結果をその決定内容に基づいて作成する前記検出結果判定処理と、当該検出結果判定処理の前記判定結果を前記燃料電池装置に送信する判定結果送信処理とを行うように構成され、The server device is based on a detection result reception process for receiving the detection result of the consumption state detection unit from the fuel cell device and a detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process. Therefore, whether the supply shortage condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is insufficient is satisfied, or the supply excess condition in which the raw material fuel gas supplied to the reforming unit is excessive is satisfied, or the above. The detection result determination process for determining whether both the supply shortage condition and the oversupply condition are not satisfied and creating a determination result to be transmitted to the fuel cell device based on the determination content, and the detection result determination process. It is configured to perform the determination result transmission process of transmitting the determination result of the above to the fuel cell device.
前記サーバー装置は、前記供給不足条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の減少量と、前記供給過剰条件が満たされた場合に適用される燃料利用率の増加量とを予め記憶しており、前記検出結果判定処理において、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給不足条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を低くさせるための情報として、燃料利用率の前記減少量についての情報を前記判定結果に含め、前記検出結果受信処理で前記燃料電池装置から受信した前記消費状態検出部の検出結果が前記供給過剰条件を満たす場合、前記燃料電池装置で設定されている前記基準燃料利用率特性曲線で定まる前記燃料利用率の目標値よりも燃料利用率を高くさせるための情報として、燃料利用率の前記増加量についての情報を前記判定結果に含め、The server device stores in advance the amount of decrease in fuel utilization applied when the undersupply condition is satisfied and the amount of increase in fuel utilization applied when the oversupply condition is satisfied. In the detection result determination process, when the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device in the detection result reception process satisfies the supply shortage condition, the fuel cell device is set. As information for lowering the fuel utilization rate than the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve, information on the reduction amount of the fuel utilization rate is included in the determination result, and the detection result reception process is performed. When the detection result of the consumption state detection unit received from the fuel cell device satisfies the excess supply condition, the target value of the fuel utilization rate determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve set in the fuel cell device. As information for increasing the fuel utilization rate, information on the amount of increase in the fuel utilization rate is included in the determination result.
前記燃料電池装置は、前記供給量調節処理において、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が前記燃料利用率を低くさせるための前記減少量についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、燃料利用率がそれまで設定されていた前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記減少量だけ低下した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御し、前記サーバー装置から受信した前記判定結果が前記燃料利用率を高くさせるための前記増加量についての情報を含んでいる場合、当該情報に基づいて、燃料利用率がそれまで設定されていた前記基準燃料利用率特性曲線で決定される値よりも前記増加量だけ増加した燃料利用率となるように前記原燃料供給量調節部の動作を制御する燃料電池管理システム。When the determination result received from the server device includes information about the reduction amount for lowering the fuel utilization rate in the supply amount adjusting process, the fuel cell device is based on the information. The operation of the raw material fuel supply amount adjusting unit is controlled so that the fuel utilization rate becomes a fuel utilization rate that is reduced by the amount of decrease from the value determined by the reference fuel utilization rate characteristic curve that has been set up to that point. When the determination result received from the server device includes information about the increase amount for increasing the fuel utilization rate, the reference fuel for which the fuel utilization rate has been set up to that point is based on the information. A fuel cell management system that controls the operation of the raw material / fuel supply amount adjusting unit so that the fuel utilization rate is increased by the increase amount from the value determined by the utilization rate characteristic curve.
前記サーバー装置は、前記燃焼部の温度が下限燃焼温度より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃焼部の温度が前記下限燃焼温度よりも高い上限燃焼温度より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する請求項6〜9の何れか一項に記載の燃料電池管理システム。 The server device determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion unit is lower than the lower limit combustion temperature, and when the temperature of the combustion unit is higher than the upper limit combustion temperature higher than the lower limit combustion temperature. The fuel cell management system according to any one of claims 6 to 9, wherein it is determined that the oversupply condition is satisfied.
前記サーバー装置は、前記燃料電池の出力電圧が下限出力電圧より低い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定し、前記燃料電池の出力電圧が前記下限出力電圧よりも高い上限出力電圧より高い場合に前記供給過剰条件が満たされたと判定する請求項6〜10の何れか一項に記載の燃料電池管理システム。When the output voltage of the fuel cell is lower than the lower limit output voltage, the server device determines that the supply shortage condition is satisfied, and when the output voltage of the fuel cell is higher than the upper limit output voltage higher than the lower limit output voltage. The fuel cell management system according to any one of claims 6 to 10, wherein it is determined that the oversupply condition is satisfied.
前記消費状態検出部は、前記燃料ガス消費部としての前記燃焼触媒部の温度を検出する触媒温度検出部を有し、The consumption state detection unit has a catalyst temperature detection unit that detects the temperature of the combustion catalyst unit as the fuel gas consumption unit.
前記サーバー装置は、前記燃焼触媒部の温度が上限触媒温度より高い場合に前記供給不足条件が満たされたと判定する請求項6〜11の何れか一項に記載の燃料電池管理システム。The fuel cell management system according to any one of claims 6 to 11, wherein the server device determines that the supply shortage condition is satisfied when the temperature of the combustion catalyst unit is higher than the upper limit catalyst temperature.
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