JP7431012B2 - Cogeneration system - Google Patents
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Description
本開示は、燃料電池装置と前記燃料電池装置の発熱により生じる排熱を利用する排熱利用装置とを有するコージェネレーションシステムに関する。 The present disclosure relates to a cogeneration system that includes a fuel cell device and an exhaust heat utilization device that utilizes exhaust heat generated by heat generated by the fuel cell device.
燃料ガスと空気とを用いて発電を行なう燃料電池を備える燃料電池装置と、燃料電池装置より排出される排熱を回収し、その排熱を出湯に利用する貯湯装置と、を備えるコージェネレーションシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなコージェネレーションシステムにおいては、燃料電池装置と貯湯装置との間で相互に通信を行うための通信手段を備えている。 A cogeneration system that includes a fuel cell device that includes a fuel cell that generates electricity using fuel gas and air, and a hot water storage device that collects waste heat discharged from the fuel cell device and uses the waste heat to produce hot water. is known (for example, see Patent Document 1). Such a cogeneration system includes communication means for mutual communication between the fuel cell device and the hot water storage device.
燃料電池装置と貯湯装置は相互に通信を行いながら運転しているため、一方のメンテナンス等により、意図して発生する通信遮断の場合に、メンテナンス等を実施しない他方は正常な運転が可能な状態であるにも関わらず、燃料電池装置と貯湯装置の両方の運転停止がおこなわれる虞がある。 Since the fuel cell device and the hot water storage device operate while communicating with each other, if communication is intentionally cut off due to maintenance on one device, the other device that does not undergo maintenance will be able to operate normally. Despite this, there is a risk that both the fuel cell device and the hot water storage device may be shut down.
本開示の一態様であるコージェネレーションシステムは、
複数のモードで運転されて、需要家に電力を供給する燃料電池を備える燃料電池装置と、
前記燃料電池の発電により生じる排熱を利用する排熱利用装置と、を有するコージェネレーションシステムであって、
前記燃料電池装置と前記排熱利用装置との間で通信を行う通信手段と、
前記通信手段による通信の成立、不成立を判定する通信判定部と、
前記燃料電池装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記通信判定部が、通信が不成立と判定した場合に前記燃料電池装置の動作モードを判定する動作判定制御を実行し、
前記燃料電池装置が第１モードである場合には、前記燃料電池の運転を停止させ、前記燃料電池装置または前記排熱利用装置のメンテナンスを実行する際に選択される第２モードである場合には、前記燃料電池装置または前記排熱利用装置の単独運転の可否を判定する単独運転判定制御を実行する。
A cogeneration system that is one aspect of the present disclosure includes:
a fuel cell device including a fuel cell operated in multiple modes to supply power to a consumer;
A cogeneration system comprising: an exhaust heat utilization device that utilizes exhaust heat generated by power generation of the fuel cell,
a communication means for communicating between the fuel cell device and the exhaust heat utilization device;
a communication determination unit that determines whether communication by the communication means is established or not;
A control device that controls the operation of the fuel cell device,
The control device executes operation determination control that determines an operation mode of the fuel cell device when the communication determination unit determines that communication is unsuccessful;
When the fuel cell device is in the first mode, the operation of the fuel cell is stopped and the second mode is selected when performing maintenance of the fuel cell device or the exhaust heat utilization device. executes independent operation determination control that determines whether or not the fuel cell device or the exhaust heat utilization device can be operated independently.
本開示のコージェネレーションシステムによれば、燃料電池装置、または排熱利用装置の不必要な運転停止を抑制できる。 According to the cogeneration system of the present disclosure, unnecessary shutdown of the fuel cell device or the exhaust heat utilization device can be suppressed.
以下、図面を用いて本開示の実施形態に係るコージェネレーションシステムについて説明する。図１は、実施形態に係るコージェネレーションシステムの概略的構成を示す図である。 Hereinafter, a cogeneration system according to an embodiment of the present disclosure will be described using the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cogeneration system according to an embodiment.
実施形態のコージェネレーションシステム２００は、燃料電池装置１００と排熱利用装置５０を含む構成である。 A cogeneration system 200 according to the embodiment includes a fuel cell device 100 and an exhaust heat utilization device 50.
実施形態の燃料電池装置１００は、燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池１１を備える。燃料電池１１は、複数の燃料電池セルを含むセルスタック構造を有していてもよい。また、下記の説明においては、燃料電池セルとして固体酸化物形の燃料電池セルを有する燃料電池１１を用いて説明するが、例えば固体高分子形や、リン酸形等各種タイプを用いることができる。 The fuel cell device 100 of the embodiment includes a fuel cell 11 that generates power using fuel gas and oxygen-containing gas. The fuel cell 11 may have a cell stack structure including a plurality of fuel cells. Further, in the following explanation, the fuel cell 11 having a solid oxide type fuel cell will be used as the fuel cell, but various types such as a solid polymer type, a phosphoric acid type, etc. can be used, for example. .
燃料電池装置１００は、収納容器１０内に収容された燃料電池１１および燃料電池１１に供給する燃料ガスを生成する改質器１２を含むモジュール１を備える。改質器１２は、天然ガス、ＬＰガス等の原燃料ガスを改質し、燃料ガスを生成する。また、燃料電池装置１００は、改質器１２に原燃料ガスを供給する原燃料供給装置Ｇと、燃料電池１１に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給装置Ｆを含む、燃料電池１１の発電運転を補助するための補機を備える。なお、例えば、燃料電池セルとして固体高分子形を用いる場合には、改質器を別体として設けてもよい。 The fuel cell device 100 includes a module 1 including a fuel cell 11 housed in a storage container 10 and a reformer 12 that generates fuel gas to be supplied to the fuel cell 11. The reformer 12 reforms raw fuel gas such as natural gas or LP gas to generate fuel gas. The fuel cell device 100 also includes a raw fuel supply device G that supplies raw fuel gas to the reformer 12 and an oxygen-containing gas supply device F that supplies oxygen-containing gas to the fuel cell 11. Equipped with auxiliary equipment to assist driving. Note that, for example, when using a solid polymer type fuel cell, a reformer may be provided separately.
燃料電池装置１００は、また、モジュール１の排熱と熱媒との熱交換を行う第１熱交換器２および熱媒を貯留する蓄熱タンク３とを備える。なお、改質器を別体として設ける場合には、改質器からの排熱と熱媒との熱交換を行う熱交換器および熱媒を貯留する蓄熱タンクを設けてもよい。モジュール１から排出される排ガス（排熱）は、第１熱交換器２において、第１熱交換器２内を流れる熱媒と熱交換する。この際、排ガスに含まれる水分が結露して、凝縮水が生じ、生じた凝縮水は改質器１２に供給され、改質水として改質器１２における水蒸気改質反応に用いられる。水分が取り除かれた排ガスは、排ガス流路Ｅを介して、外部に排気される。 The fuel cell device 100 also includes a first heat exchanger 2 that exchanges heat between the exhaust heat of the module 1 and a heat medium, and a heat storage tank 3 that stores the heat medium. Note that when the reformer is provided as a separate body, a heat exchanger that exchanges heat between the waste heat from the reformer and the heat medium and a heat storage tank that stores the heat medium may be provided. The exhaust gas (exhaust heat) discharged from the module 1 exchanges heat with the heat medium flowing inside the first heat exchanger 2 in the first heat exchanger 2 . At this time, moisture contained in the exhaust gas condenses to produce condensed water, and the resulting condensed water is supplied to the reformer 12 and used as reformed water in the steam reforming reaction in the reformer 12. The exhaust gas from which moisture has been removed is exhausted to the outside via the exhaust gas flow path E.
燃料電池装置１００は、第一循環経路ＨＣ１を備えている。第一循環経路ＨＣ１は、蓄熱タンク３と第１熱交換器２との間で熱媒が循環する経路である。第一循環経路ＨＣ１は、蓄熱タンク３と第１熱交換器２とを繋ぎ、熱媒が流過する配管を有している。第一循環経路ＨＣ１には、熱媒を循環させる循環ポンプや、熱媒を冷却する放熱器が設けられていてもよい。 The fuel cell device 100 includes a first circulation path HC1. The first circulation path HC1 is a path through which a heat medium circulates between the heat storage tank 3 and the first heat exchanger 2. The first circulation path HC1 connects the heat storage tank 3 and the first heat exchanger 2 and includes piping through which the heat medium flows. The first circulation path HC1 may be provided with a circulation pump that circulates the heat medium and a radiator that cools the heat medium.
また、燃料電池装置１００は、外部に供給する上水を加熱するための第二循環経路ＨＣ２を備えている。第二循環経路ＨＣ２は、第２熱交換器４と蓄熱タンク３との間で熱媒が循環する経路であり、第２熱交換器４で加熱された上水は排熱利用装置５０に供給される。排熱利用装置５０は例えば給湯器である。なお、蓄熱タンク３の熱媒を直接排熱利用装置５０にて利用する構成であってもよい。 The fuel cell device 100 also includes a second circulation path HC2 for heating clean water supplied to the outside. The second circulation path HC2 is a path through which a heat medium circulates between the second heat exchanger 4 and the heat storage tank 3, and the water heated by the second heat exchanger 4 is supplied to the exhaust heat utilization device 50. be done. The exhaust heat utilization device 50 is, for example, a water heater. Note that a configuration may be adopted in which the heat medium in the heat storage tank 3 is directly utilized in the exhaust heat utilization device 50.
また、燃料電池装置１００は、燃料電池各部の温度を計測する温度センサ、サーミスタ等の温度計測器または温度計（図示省略）等を複数備えることもできる。 Further, the fuel cell device 100 may include a plurality of temperature sensors, thermistors, or other temperature measuring devices or thermometers (not shown) that measure the temperature of each part of the fuel cell.
燃料電池装置１００は、燃料電池１１の発電運転を補助するための補機として、パワーコンディショナ２０、制御装置３０を備える。また、制御装置３０には、燃料電池装置１００と排熱利用装置５０との間で通信を行う通信手段５２、通信手段５２による通信の成立を判定する通信判定部５３をさらに備える。 The fuel cell device 100 includes a power conditioner 20 and a control device 30 as auxiliary equipment for assisting the power generation operation of the fuel cell 11. The control device 30 further includes a communication means 52 that communicates between the fuel cell device 100 and the exhaust heat utilization device 50, and a communication determination section 53 that determines whether communication by the communication means 52 is established.
制御装置３０は、少なくとも１つのプロセッサおよび記憶装置等を含み、以下に詳細に述べるように、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供する。 Controller 30 includes at least one processor, storage, etc., and provides control and processing capabilities to perform various functions, as described in detail below.
種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路として、または、複数の通信可能に接続された集積回路および／もしくはディスクリート回路として、実行されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、種々の既知の技術にしたがって実行されることが可能である。 According to various embodiments, at least one processor may be implemented as a single integrated circuit or as multiple communicatively connected integrated and/or discrete circuits. The at least one processor can be implemented according to a variety of known techniques.
１つの実施形態において、プロセッサは、たとえば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって１以上のデータ計算手続または処理を実行するように構成された、１以上の回路またはユニットを含む。他の実施形態において、プロセッサは、１以上のデータ計算手続きまたは処理を実行するように構成された、ファームウェア、たとえばディスクリートロジックコンポーネントであってもよい。 In one embodiment, a processor includes one or more circuits or units configured to perform one or more data calculation procedures or processes, for example, by executing instructions stored in an associated memory. In other embodiments, the processor may be a firmware, such as a discrete logic component, configured to perform one or more data calculation procedures or processes.
種々の実施形態によれば、プロセッサは、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、デジタル信号処理部、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または、これらのデバイスもしくは構成の任意の組み合わせ、または、他の既知のデバイスおよび構成の組み合わせ、を含み、以下に説明される機能を実行してもよい。 According to various embodiments, the processor includes one or more processors, controllers, microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits, digital signal processing units, programmable logic devices, field programmable gate arrays, or any of these devices or Any combination of configurations or other known devices and configurations may be included to perform the functions described below.
制御装置３０は、記憶装置および表示装置（ともに図示省略）と、燃料電池装置１００を構成する各種構成部品および各種センサと接続され、これらの各機能部をはじめとして、燃料電池装置１００の全体を制御および管理する。制御装置３０は、それに付属する記憶装置に記憶されているプログラムを取得して、このプログラムを実行することにより、燃料電池装置１００の各部に係る、種々の機能を実現する。 The control device 30 is connected to a storage device, a display device (both not shown), various components and various sensors that constitute the fuel cell device 100, and controls the entire fuel cell device 100, including each of these functional parts. Control and manage. The control device 30 realizes various functions related to each part of the fuel cell device 100 by acquiring a program stored in a storage device attached thereto and executing this program.
制御装置３０から、他の機能部または装置に制御信号または各種の情報などを送信する場合、制御装置３０と他の機能部とは、有線または無線により接続されていればよい。制御装置３０が行う、実施形態に特徴的な制御については、後記で説明する。なお、実施形態において、制御装置３０は特に、燃料電池に繋がる外部装置の指示、指令や、先に述べた各種センサの指示や計測値に基づいて、各種補機を制御する。図では、制御装置３０と、燃料電池を構成する各装置および各センサとを結ぶ接続線の図示を、省略している場合がある。 When transmitting control signals or various information from the control device 30 to other functional units or devices, the control device 30 and the other functional units may be connected by wire or wirelessly. The control performed by the control device 30 that is characteristic of the embodiment will be described later. In the embodiment, the control device 30 controls various auxiliary machines based on instructions and commands from an external device connected to the fuel cell, and instructions and measured values from the various sensors described above. In the figures, illustration of connection lines connecting the control device 30 and each device and each sensor that constitute the fuel cell may be omitted.
図示しない記憶装置は、プログラムおよびデータを記憶できる。記憶装置は、処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用してもよい。記憶装置は、記録媒体を含む。記録媒体は、半導体記憶媒体、および磁気記憶媒体等の任意の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記憶媒体を含んでよい。また、記憶装置は、複数の種類の記憶媒体を含んでいてもよい。記憶装置は、メモリカード、光ディスク、または光磁気ディスク等の可搬の記憶媒体と、記憶の読み取り装置との組合せを含んでいてもよい。記憶装置は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の一時的な記憶領域として利用される記憶デバイスを含んでいてもよい。 A storage device (not shown) can store programs and data. The storage device may also be used as a work area for temporarily storing processing results. The storage device includes a recording medium. The recording medium may include any non-transitory storage medium, such as semiconductor storage media and magnetic storage media. Further, the storage device may include multiple types of storage media. The storage device may include a combination of a portable storage medium, such as a memory card, an optical disk, or a magneto-optical disk, and a storage reader. The storage device may include a storage device used as a temporary storage area, such as a RAM (Random Access Memory).
なお、燃料電池装置１００の制御装置３０および記憶装置は、燃料電池装置１００の外部に有する構成として実現することもできる。さらに、本開示に係る制御装置３０における特徴的な制御工程を含む制御方法として実現したり、上記工程をコンピュータに実行させるための制御プログラムとして実現したりすることも可能である。 Note that the control device 30 and the storage device of the fuel cell device 100 can also be realized as a configuration provided outside the fuel cell device 100. Furthermore, it is also possible to realize it as a control method including characteristic control steps in the control device 30 according to the present disclosure, or to realize it as a control program for causing a computer to execute the above steps.
本開示の燃料電池装置１００は、定格出力で発電を行なう定格運転と、需要家の要求電力に基づいて発電量を制御する負荷追従運転とを、選択して実行可能である。また、燃料電池装置１００は発電または停止に関わらず、主電源が入っている場合に排熱利用装置５０と通信をおこない、排熱利用装置５０も同様に、主電源が入っている場合に燃料電池装置１００と通信をおこなう。 The fuel cell device 100 of the present disclosure can select and execute a rated operation in which power is generated at the rated output, and a load following operation in which the amount of power generation is controlled based on the power requested by the consumer. In addition, regardless of whether the fuel cell device 100 is generating electricity or not, it communicates with the exhaust heat utilization device 50 when the main power is on, and the exhaust heat utilization device 50 similarly communicates with the exhaust heat utilization device 50 when the main power is on. It communicates with the battery device 100.
燃料電池装置１００と排熱利用装置５０は、予め設定された電文を送受信することで相互に通信をおこなっている。燃料電池装置１００側の通信手段５２ａは、燃料電池１１の発電状態をはじめとする種々の電文を排熱利用装置５０に送信する。燃料電池装置１００から電文を受信した排熱利用装置５０側の通信手段５２ｂは、給湯要求をはじめとする種々の電文を燃料電池装置１００に送信する。排熱利用装置５０から電文を受信した燃料電池装置１００は再度電文の送信をおこなう。 The fuel cell device 100 and the exhaust heat utilization device 50 communicate with each other by transmitting and receiving preset messages. The communication means 52a on the side of the fuel cell device 100 transmits various messages including the power generation status of the fuel cell 11 to the exhaust heat utilization device 50. The communication means 52b on the side of the exhaust heat utilization device 50 that has received the message from the fuel cell device 100 transmits various messages including a hot water supply request to the fuel cell device 100. The fuel cell device 100 that has received the message from the exhaust heat utilization device 50 transmits the message again.
通信判定部５３は、燃料電池装置１００と排熱利用装置５０の間で送受信されている電文に基づいて通信の成立および不成立を判定する。設定されていない電文の送受信があった場合や、電文の欠落があった場合、所定時間経過しても電文の送受信がおこなわれなかった場合などが通信の不成立として例示できる。なお、通信不成立の判定基準は前述に限定されるものではなく、別の判定基準を設けてもよい。 The communication determination unit 53 determines whether communication is established or not based on the messages transmitted and received between the fuel cell device 100 and the exhaust heat utilization device 50. Examples of communication failure include cases where a message that has not been set is sent or received, a message is missing, or a message is not sent or received even after a predetermined period of time has elapsed. Note that the criteria for determining communication failure are not limited to those described above, and other criteria may be provided.
制御装置３０は、通信判定部５３が通信不成立と判定した場合に、燃料電池装置１００の動作モードを判定する動作判定制御を実行し、燃料電池装置１００が第１モードである場合には、燃料電池１１の運転を停止させる。また、第１モードとは異なる第２モードである場合には、燃料電池装置１００または排熱利用装置５０の単独運転の可否を判定する単独運転判定制御を実行する。 The control device 30 executes operation determination control to determine the operation mode of the fuel cell device 100 when the communication determination unit 53 determines that communication is not established, and when the fuel cell device 100 is in the first mode, the control device 30 executes operation determination control to determine the operation mode of the fuel cell device 100. The operation of the battery 11 is stopped. Further, when the second mode is different from the first mode, independent operation determination control is executed to determine whether or not the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device 50 can be operated independently.
第２モードは、燃料電池装置１００または排熱利用装置５０のメンテナンスを実行する際に選択されるモードである。また、第１モードはメンテナンスに関わる第２モードが選択されていない、いわゆる通常の発電モードである。なお、第１モードでは前述の定格運転と負荷追従運転のいずれかが選択実行可能に構成されている。制御装置３０は、通信判定部５３が通信不成立と判定した場合に、燃料電池装置１００の動作モードを判定することで、通信遮断（通信異常）がメンテナンスにより意図して発生したものか否かを判定する。 The second mode is a mode selected when performing maintenance on the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device 50. Further, the first mode is a so-called normal power generation mode in which the second mode related to maintenance is not selected. Note that in the first mode, either the above-mentioned rated operation or load following operation can be selected and executed. When the communication determination unit 53 determines that communication is not established, the control device 30 determines whether the communication interruption (communication abnormality) was intentionally caused by maintenance by determining the operation mode of the fuel cell device 100. judge.
燃料電池装置１００がメンテナンスによらない第１モードである場合、燃料電池装置１００もしくは排熱利用装置５０の異常に起因して発生した意図せぬ通信異常であるため、燃料電池１１の破損等を抑制するために運転を停止する。一方、燃料電池装置１００がメンテナンスによる第２モードである場合、通信異常は意図して発生したものである。そこで、燃料電池装置１００もしくは排熱利用装置５０の運転を継続するために単独運転判定制御を実行する。これにより燃料電池装置１００、または排熱利用装置５０の不必要な運転停止を抑制できる。 If the fuel cell device 100 is in the first mode, which does not require maintenance, it is an unintended communication abnormality caused by an abnormality in the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device 50, so damage to the fuel cell 11, etc. Stop operation to suppress. On the other hand, if the fuel cell device 100 is in the second mode due to maintenance, the communication abnormality has occurred intentionally. Therefore, in order to continue the operation of the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device 50, independent operation determination control is executed. Thereby, unnecessary shutdown of the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device 50 can be suppressed.
第２モードは、排熱利用装置５０のメンテナンスを実行する際に選択される第３モードを含んでおり、燃料電池装置１００が第３モードである場合には、制御装置３０は、単独運転判定制御を実行して、メンテナンスを実行していない燃料電池装置１００の単独運転を許可する。また、制御装置３０は、燃料電池装置１００の単独運転時の発電モードとして第１モードで選択されていた運転を実行する。これにより、燃料電池装置１００の不必要な運転停止を抑制できる。 The second mode includes a third mode that is selected when performing maintenance of the exhaust heat utilization device 50, and when the fuel cell device 100 is in the third mode, the control device 30 determines that the Control is executed to permit independent operation of the fuel cell device 100 that is not undergoing maintenance. Further, the control device 30 executes the operation selected in the first mode as the power generation mode during the independent operation of the fuel cell device 100. Thereby, unnecessary shutdown of the fuel cell device 100 can be suppressed.
また、第２モードは、燃料電池装置１００のメンテナンスを実行する際に選択される第４モードを含んでおり、燃料電池装置１００の動作モードが第４モードである場合には、制御装置３０は、単独運転判定制御を実行して、メンテナンスを実行していない排熱利用装置５０の単独運転を許可する。これにより、排熱利用装置５０の不必要な運転停止を抑制できる。 Further, the second mode includes a fourth mode selected when performing maintenance of the fuel cell device 100, and when the operation mode of the fuel cell device 100 is the fourth mode, the control device 30 , executes island operation determination control to permit island operation of the exhaust heat utilization device 50 that is not undergoing maintenance. Thereby, unnecessary shutdown of the exhaust heat utilization device 50 can be suppressed.
また、燃料電池装置１００と通信可能であり、燃料電池装置１００の外部から発電開始を指示することができるリモコン装置５４をさらに備えている場合に、通信判定部５３が通信異常を検知した際の燃料電池装置１００の動作モードが第４モードであった場合には、燃料電池装置１００のメンテナンスが実行されていることが想定される。これに伴い、リモコン装置５４は、発電開始の表示を行なわない、または発電開始の操作を受け付けないことを表示する、もしくは発電開始の操作を受け付けない。これにより、需要家の誤操作による燃料電池装置１００の損傷を抑制することができる。 Further, when the remote control device 54 is further provided, which is capable of communicating with the fuel cell device 100 and capable of instructing the start of power generation from outside the fuel cell device 100, when the communication determination unit 53 detects a communication abnormality, When the operation mode of the fuel cell device 100 is the fourth mode, it is assumed that maintenance of the fuel cell device 100 is being performed. Accordingly, the remote control device 54 does not display the start of power generation, displays that it does not accept the operation to start power generation, or does not accept the operation to start power generation. Thereby, damage to the fuel cell device 100 due to erroneous operation by the consumer can be suppressed.
また、燃料電池装置１００の内部に、燃料電池装置１００の動作モードを設定可能な図示しない操作部を設け、燃料電池装置１００の第２モードの設定は該操作部からのみ可能とすることによって、需要家が、メンテナンスに基づいて選択される第２モードに誤って設定することを抑制できる。 Furthermore, an operation section (not shown) that can set the operation mode of the fuel cell device 100 is provided inside the fuel cell device 100, and the second mode of the fuel cell device 100 can be set only from the operation section. It is possible to prevent the consumer from erroneously setting the second mode selected based on maintenance.
図２および図３は、コージェネレーションシステムの動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１で、通信判定部５３は、燃料電池装置１００側の通信手段５２ａと排熱利用装置５０側の通信手段５２ｂとの間の通信が遮断されたと判断した場合には、ステップＳ２に進み、燃料電池装置１００の動作モードを判定する動作判定制御を実行する。ステップＳ３で、通信判定部５３が、燃料電池装置１００の動作モードが第１モードであると判定した場合には、ステップＳ４に進み、燃料電池１１の運転を停止させる。ステップＳ３で、通信判定部５３が、燃料電池装置１００の動作モードが第１モードとは異なる第２モードであると判定した場合には、ステップＳ５に進み、燃料電池装置１００または排熱利用装置５０の単独運転の可否を判定する単独運転判定制御を実行する。 2 and 3 are flowcharts for explaining the operation of the cogeneration system. In step S1, if the communication determining unit 53 determines that the communication between the communication means 52a on the fuel cell device 100 side and the communication means 52b on the exhaust heat utilization device 50 side is cut off, the process proceeds to step S2, Operation determination control for determining the operation mode of the fuel cell device 100 is executed. If the communication determination unit 53 determines in step S3 that the operation mode of the fuel cell device 100 is the first mode, the process proceeds to step S4, and the operation of the fuel cell 11 is stopped. In step S3, if the communication determination unit 53 determines that the operation mode of the fuel cell device 100 is the second mode different from the first mode, the process proceeds to step S5, and the operation mode of the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device is Independent operation determination control is executed to determine whether or not the individual operation of 50 is possible.
ステップＳ６で、通信判定部５３が、燃料電池装置１００の動作モードが排熱利用装置５０のメンテナンスを実行する第３モードであると判定した場合には、ステップＳ７に進み、制御装置３０は、メンテナンスを実行していない燃料電池装置１００の単独運転を許可し、ステップ８に進み、燃料電池装置１００に、第１モードで選択された発電モードで運転を継続する。 In step S6, if the communication determination unit 53 determines that the operation mode of the fuel cell device 100 is the third mode in which maintenance of the exhaust heat utilization device 50 is performed, the process advances to step S7, and the control device 30: The fuel cell device 100 that is not undergoing maintenance is allowed to operate independently, and the process proceeds to step 8, where the fuel cell device 100 continues to operate in the power generation mode selected in the first mode.
一方、ステップＳ６で、通信判定部５３が、燃料電池装置１００の動作モードが燃料電池装置１００のメンテナンスを実行する際に選択される第４モードであると判定した場合には、ステップＳ９に進み、制御装置３０は、メンテナンスを実行していない排熱利用装置５０の単独運転を許可し、ステップ１０に進み、燃料電池１１の発電を停止する。リモコン装置５４を備えている場合には、リモコン装置５４に、発電開始の表示を行なわない、または、発電開始の操作を受け付けないことを表示する、もしくは発電開始の操作を受け付けない。 On the other hand, if the communication determination unit 53 determines in step S6 that the operation mode of the fuel cell device 100 is the fourth mode selected when performing maintenance of the fuel cell device 100, the process advances to step S9. , the control device 30 allows the exhaust heat utilization device 50 that is not undergoing maintenance to operate independently, proceeds to step 10, and stops the power generation of the fuel cell 11. If the remote control device 54 is provided, the remote control device 54 does not display the start of power generation, displays that it does not accept the operation to start power generation, or does not accept the operation to start power generation.
なお、燃料電池装置１００の内部には、燃料電池装置１００の動作モードを設定可能な操作部を備えており、第２モードは該操作部からのみ設定可能である。これによって、リモコン装置５４を備えている場合であっても、需要家がリモコン装置５４を誤って操作して、第２モードの設定をすることを抑制できる。 Note that the fuel cell device 100 includes an operation section that can set the operating mode of the fuel cell device 100, and the second mode can be set only from the operation section. Thereby, even if the remote control device 54 is provided, it is possible to prevent the consumer from accidentally operating the remote control device 54 and setting the second mode.
通信判定部５３が、燃料電池装置１００の動作モードが、メンテナンスモードである第２モードから、通常モードである第１モードに遷移されたと判定した場合に、制御装置３０は、第２モードを解除する。 When the communication determination unit 53 determines that the operation mode of the fuel cell device 100 has transitioned from the second mode, which is the maintenance mode, to the first mode, which is the normal mode, the control device 30 cancels the second mode. do.
燃料電池装置１００の動作モードが、燃料電池１１のメンテナンスを実行する際に選択される第２モード（第３モードおよび第４モードを含む）に設定される場合について説明したが、排熱利用装置５０が撤去されている場合についても、同様の処理がされる。 Although a case has been described in which the operation mode of the fuel cell device 100 is set to the second mode (including the third mode and the fourth mode) selected when performing maintenance of the fuel cell 11, the exhaust heat utilization device 50 has been removed, similar processing is performed.
このように、燃料電池装置１００または排熱利用装置５０のメンテナンス中において、通信判定部５３が、燃料電池装置１００側の５２ａと排熱利用装置５０側の通信手段５２ｂとの間の通信異常が発生した場合であっても、通信判定部５３が、燃料電池装置１００の動作モードが第１モードとは異なる第２モードであると判定した場合には、燃料電池装置１００および排熱利用装置５０のうち、メンテナンスを行なっていない一方の運転を行なうことができる。 In this manner, during maintenance of the fuel cell device 100 or the exhaust heat utilization device 50, the communication determination unit 53 determines whether there is a communication abnormality between 52a on the fuel cell device 100 side and the communication means 52b on the exhaust heat utilization device 50 side. Even if this occurs, if the communication determination unit 53 determines that the operation mode of the fuel cell device 100 is the second mode different from the first mode, the fuel cell device 100 and the exhaust heat utilization device 50 Of these, one operation that is not undergoing maintenance can be performed.
１１ 燃料電池
３０ 制御装置
５０ 排熱利用装置
５２，５２ａ，５２ｂ 通信手段
５３ 通信判定部
１００ 燃料電池装置
２００ コージェネレーションシステム
11 Fuel cell 30 Control device 50 Exhaust heat utilization device 52, 52a, 52b Communication means 53 Communication determination unit 100 Fuel cell device 200 Cogeneration system
Claims (6)
前記燃料電池の発電により生じる排熱を利用する排熱利用装置と、を有するコージェネレーションシステムであって、
前記燃料電池装置と前記排熱利用装置との間で通信を行う通信手段と、
前記通信手段による通信の成立、不成立を判定する通信判定部と、
前記燃料電池装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記通信判定部が、通信が不成立と判定した場合に前記燃料電池装置の動作モードを判定する動作判定制御を実行し、
前記燃料電池装置が第１モードである場合には、前記燃料電池の運転を停止させ、前記燃料電池装置または前記排熱利用装置のメンテナンスを実行する際に選択される第２モードである場合には、前記燃料電池装置または前記排熱利用装置の単独運転の可否を判定する単独運転判定制御を実行するコージェネレーションシステム。 a fuel cell device including a fuel cell operated in multiple modes to supply power to a consumer;
A cogeneration system comprising: an exhaust heat utilization device that utilizes exhaust heat generated by power generation of the fuel cell,
a communication means for communicating between the fuel cell device and the exhaust heat utilization device;
a communication determination unit that determines whether communication by the communication means is established or not;
A control device that controls the operation of the fuel cell device,
The control device executes operation determination control that determines an operation mode of the fuel cell device when the communication determination unit determines that communication is unsuccessful;
When the fuel cell device is in the first mode, the operation of the fuel cell is stopped and the second mode is selected when performing maintenance of the fuel cell device or the exhaust heat utilization device. The above is a cogeneration system that executes independent operation determination control that determines whether or not independent operation of the fuel cell device or the exhaust heat utilization device is possible.
前記制御装置は、前記燃料電池装置が第３モードの場合に、前記単独運転判定制御を実行して前記燃料電池装置の単独運転を許可する請求項１記載のコージェネレーションシステム。 The second mode includes a third mode selected when the fuel cell device performs maintenance of the exhaust heat utilization device,
The cogeneration system according to claim 1 , wherein when the fuel cell device is in the third mode, the control device executes the islanding determination control to permit islanding of the fuel cell device.
前記制御装置は、前記通信判定部が、通信は不成立と判定した際に前記燃料電池装置が第３モードであった場合、前記第１モードで選択された運転を実行する請求項２記載のコージェネレーションシステム。 In the first mode of the fuel cell device, it is possible to select and execute a rated operation in which power is generated at the rated output and a load following operation in which the amount of power generation is controlled based on the power required by the consumer,
The code according to claim 2 , wherein the control device executes the operation selected in the first mode if the fuel cell device is in the third mode when the communication determining unit determines that communication is not established. generation system.
前記制御装置は、前記燃料電池装置が第４モードの場合に、
前記排熱利用装置の単独運転を許可する請求項１記載のコージェネレーションシステム。 The second mode includes a fourth mode selected when the fuel cell device performs maintenance of the fuel cell device,
The control device, when the fuel cell device is in a fourth mode,
The cogeneration system according to claim 1 , wherein independent operation of the exhaust heat utilization device is permitted.
前記リモコン装置は、前記通信判定部が、通信が不成立と判定した際に前記燃料電池装置が第４モードであった場合、前記発電開始の表示を行なわない、または発電開始の操作を受け付けないことを表示するもしくは前記発電開始の操作を受け付けない請求項４記載のコージェネレーションシステム。 further comprising a remote control device capable of communicating with the fuel cell device and capable of instructing to start power generation from outside the fuel cell device,
If the fuel cell device is in a fourth mode when the communication determining unit determines that communication is not established, the remote control device does not display the power generation start command or does not accept the power generation start operation. 5. The cogeneration system according to claim 4 , wherein the cogeneration system displays or does not accept the operation to start the power generation.
前記第２モードは前記操作部からのみ設定可能である請求項５記載のコージェネレーションシステム。 The fuel cell device further includes an operation section capable of setting an operation mode of the fuel cell device,
The cogeneration system according to claim 5 , wherein the second mode can be set only from the operation unit.
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