JPH04222420A - 燃料電池電力供給システム - Google Patents
燃料電池電力供給システムInfo
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- JPH04222420A JPH04222420A JP2404732A JP40473290A JPH04222420A JP H04222420 A JPH04222420 A JP H04222420A JP 2404732 A JP2404732 A JP 2404732A JP 40473290 A JP40473290 A JP 40473290A JP H04222420 A JPH04222420 A JP H04222420A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池の出力から直流
負荷および複数に分けた交流負荷に電力を供給する給電
システムの構成に関するものである。
負荷および複数に分けた交流負荷に電力を供給する給電
システムの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は都市ガス等を改善して得られ
る水素と空気中の酸素を化学的に反応させ、水の電気分
解の逆の反応を利用して電力を取り出す発電装置である
。本装置は発電効率が高く、反応に伴う排出ガスがクリ
ーンで低公害であるとともに、反応に伴って発生する熱
を空調や給湯等に利用することができるため、クリーン
で高効率な次世代のコジュネレーションシステムとして
近年脚光をあびるようになってきた。ところで、燃料電
池をエネルギー源に用い、電気出力および熱出力をとも
に利用するシステムを構築した場合、電気出力に変動が
生じると取り出せる熱容量が変化し必要な熱エネルギー
が得られなくなったり、また、低出力状態での運転が続
くと、発電効率が低くなってしまうという欠点がある。 このため、一般的には燃料電池の出力を常に定格に使用
する最も効率が良い方法で運転されている。
る水素と空気中の酸素を化学的に反応させ、水の電気分
解の逆の反応を利用して電力を取り出す発電装置である
。本装置は発電効率が高く、反応に伴う排出ガスがクリ
ーンで低公害であるとともに、反応に伴って発生する熱
を空調や給湯等に利用することができるため、クリーン
で高効率な次世代のコジュネレーションシステムとして
近年脚光をあびるようになってきた。ところで、燃料電
池をエネルギー源に用い、電気出力および熱出力をとも
に利用するシステムを構築した場合、電気出力に変動が
生じると取り出せる熱容量が変化し必要な熱エネルギー
が得られなくなったり、また、低出力状態での運転が続
くと、発電効率が低くなってしまうという欠点がある。 このため、一般的には燃料電池の出力を常に定格に使用
する最も効率が良い方法で運転されている。
【０００３】燃料電池をエネルギー源とする従来の給電
システム構成を図３に示す。図３において、１は燃料電
池、２は直流負荷に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバー
タ、３は交流負荷に電力を供給するＤＣ−ＡＣインバー
タ、４は直流負荷、５は交流負荷、６は商用電源、２１
，３１は電流検出部、３２は演算機能を持ったＤＣ−Ａ
Ｃインバータ制御部、３３はＤＣ−ＡＣインバータ３か
らの交流出力検出部、６１は商用同期信号検出部、６２
は商用出力電流検出部、７，８はスイッチである。本シ
ステムは、燃料電池１の出力に電流検出部２１を介して
ＤＣ−ＤＣコンバータ２が、および電流検出部３１を介
してＤＣ−ＡＣインバータ３が接続され、そのＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２の出力側には直流負荷４が接続され、Ｄ
Ｃ−ＡＣインバータ３の出力側には交流出力検出部３３
，スイッチ７を介して交流負荷５が接続されている。 また、商用電源６の出力は、商用同期信号検出部６１，
商用出力検出部６２，スイッチ８を介して交流負荷５に
接続されている。
システム構成を図３に示す。図３において、１は燃料電
池、２は直流負荷に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバー
タ、３は交流負荷に電力を供給するＤＣ−ＡＣインバー
タ、４は直流負荷、５は交流負荷、６は商用電源、２１
，３１は電流検出部、３２は演算機能を持ったＤＣ−Ａ
Ｃインバータ制御部、３３はＤＣ−ＡＣインバータ３か
らの交流出力検出部、６１は商用同期信号検出部、６２
は商用出力電流検出部、７，８はスイッチである。本シ
ステムは、燃料電池１の出力に電流検出部２１を介して
ＤＣ−ＤＣコンバータ２が、および電流検出部３１を介
してＤＣ−ＡＣインバータ３が接続され、そのＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２の出力側には直流負荷４が接続され、Ｄ
Ｃ−ＡＣインバータ３の出力側には交流出力検出部３３
，スイッチ７を介して交流負荷５が接続されている。 また、商用電源６の出力は、商用同期信号検出部６１，
商用出力検出部６２，スイッチ８を介して交流負荷５に
接続されている。
【０００４】このような従来の給電システム構成におけ
る電力供給動作を図４に示す。図４において、（１）は
燃料電池出力、（２）は燃料電池１のＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２側の入力電力、（３）は燃料電池１のＤＣ−ＡＣ
インバータ３側の入力電力、（４）は商用電源６の出力
電力を示している。この給電システムの動作は、図３に
示したように、直流負荷４に対しては、ＤＣ−ＤＣコン
バータ２によりＤＣ−ＤＣコンバータ２に入力する燃料
電源出力電圧を負荷に必要な電圧に変換し、電力を供給
する。交流負荷５に対しては、ＤＣ−ＡＣインバータ３
と商用電源６より必要な電力を負荷分担して供給する。 このような電力供給において、直流負荷４が増加した場
合、図４（２）に示したように燃料電池１から電力を供
給するが、その時の電力は電流検出部２１および３１で
検出した信号をＤＣ−ＡＣインバータ制御部３２に送出
し、燃料電池１の出力が常に定格出力状態を維持するよ
うにＤＣ−ＡＣインバータ３の出力を減少させる。この
時、交流負荷５へは直流負荷４への電力供給量を増した
分だけ燃料電池１からのエネルギーは減少するが、ＤＣ
−ＡＣインバータ３は商用電源６と連系動作をしており
、商用電源６から交流負荷５へ供給される交流電力を増
やすことができ、交流負荷５への供給電力量は一定に保
たれる。３３および６２はＤＣ−ＡＣインバータ３と商
用電源６との連系動作を行わせるためのそれぞれの電力
検出部であり、各々の信号を演算機能を持ったＤＣ−Ａ
Ｃインバータ制御部３２へ伝達する。この信号を受けて
、ＤＣ−ＡＣインバータ制御部３２は、ＤＣ−ＡＣイン
バータ３と商用電源６との負荷分担を制御する。なお、
７および８はスイッチであり、ＤＣ−ＡＣインバータ３
もしくは商用電源６のいずれかが異常になった場合のし
ゃ断装置である。
る電力供給動作を図４に示す。図４において、（１）は
燃料電池出力、（２）は燃料電池１のＤＣ−ＤＣコンバ
ータ２側の入力電力、（３）は燃料電池１のＤＣ−ＡＣ
インバータ３側の入力電力、（４）は商用電源６の出力
電力を示している。この給電システムの動作は、図３に
示したように、直流負荷４に対しては、ＤＣ−ＤＣコン
バータ２によりＤＣ−ＤＣコンバータ２に入力する燃料
電源出力電圧を負荷に必要な電圧に変換し、電力を供給
する。交流負荷５に対しては、ＤＣ−ＡＣインバータ３
と商用電源６より必要な電力を負荷分担して供給する。 このような電力供給において、直流負荷４が増加した場
合、図４（２）に示したように燃料電池１から電力を供
給するが、その時の電力は電流検出部２１および３１で
検出した信号をＤＣ−ＡＣインバータ制御部３２に送出
し、燃料電池１の出力が常に定格出力状態を維持するよ
うにＤＣ−ＡＣインバータ３の出力を減少させる。この
時、交流負荷５へは直流負荷４への電力供給量を増した
分だけ燃料電池１からのエネルギーは減少するが、ＤＣ
−ＡＣインバータ３は商用電源６と連系動作をしており
、商用電源６から交流負荷５へ供給される交流電力を増
やすことができ、交流負荷５への供給電力量は一定に保
たれる。３３および６２はＤＣ−ＡＣインバータ３と商
用電源６との連系動作を行わせるためのそれぞれの電力
検出部であり、各々の信号を演算機能を持ったＤＣ−Ａ
Ｃインバータ制御部３２へ伝達する。この信号を受けて
、ＤＣ−ＡＣインバータ制御部３２は、ＤＣ−ＡＣイン
バータ３と商用電源６との負荷分担を制御する。なお、
７および８はスイッチであり、ＤＣ−ＡＣインバータ３
もしくは商用電源６のいずれかが異常になった場合のし
ゃ断装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術による給電システムでは、例えば通信用負荷に
適用し、商用電源６とＤＣ−ＡＣインバータ３とを連系
して交流負荷５に交流電力を供給する場合などにおいて
、商用電源６に異常が発生した時、燃料電池１のＤＣ−
ＡＣインバータ３側から商用電源６側に逆電流が流れる
のを防止する逆潮流防止回路や商用電源６とＤＣ−ＡＣ
インバータ３を切り離すためのしゃ断装置等、各種保護
装置の設置が必要になるとともに、ＤＣ−ＡＣインバー
タ３の制御部３２も複雑かつ高価になるなど、経済性に
欠けるという問題があった。
来の技術による給電システムでは、例えば通信用負荷に
適用し、商用電源６とＤＣ−ＡＣインバータ３とを連系
して交流負荷５に交流電力を供給する場合などにおいて
、商用電源６に異常が発生した時、燃料電池１のＤＣ−
ＡＣインバータ３側から商用電源６側に逆電流が流れる
のを防止する逆潮流防止回路や商用電源６とＤＣ−ＡＣ
インバータ３を切り離すためのしゃ断装置等、各種保護
装置の設置が必要になるとともに、ＤＣ−ＡＣインバー
タ３の制御部３２も複雑かつ高価になるなど、経済性に
欠けるという問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、燃料電池出力から直流
負荷および交流負荷に電力を供給するに際して、直流負
荷の増大に対し、従来の負荷分担方式と同様にきめ細か
い商用電源から電力を供給して、効率の高い燃料電池の
運転を可能にすることを、簡易な構成で経済的に実現す
る燃料電池電力供給システムを提供することにある。
されたものであり、その目的は、燃料電池出力から直流
負荷および交流負荷に電力を供給するに際して、直流負
荷の増大に対し、従来の負荷分担方式と同様にきめ細か
い商用電源から電力を供給して、効率の高い燃料電池の
運転を可能にすることを、簡易な構成で経済的に実現す
る燃料電池電力供給システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の燃料電池電力供給システムにおいては、燃
料電池の出力にＤＣ−ＤＣコンバータとＤＣ−ＡＣイン
バータを各々接続し、該ＤＣ−ＤＣコンバータの出力に
直流負荷を、該ＤＣ−ＡＣインバータの出力に複数の交
流負荷を並列接続し、該ＤＣ−ＡＣインバータ出力と前
記複数の交流負荷との間に各々直列に第１のスイッチを
接続するとともに、商用電源の出力を前記複数の交流負
荷と第１のスイッチとの間に各々第２のスイッチを介し
て接続し、該ＤＣ−ＡＣインバータを前記商用電源と同
期して運転する手段を設け、常時は前記直流負荷と前記
複数の交流負荷は前記燃料電池出力より電力を供給され
、該ＤＣ−ＤＣコンバータおよび該ＤＣ−ＡＣインバー
タに供給される電力の和が前記燃料電池の予め設定され
た出力容量よりも多くなる場合、前記交流負荷と該ＤＣ
−ＡＣインバータ出力の間に直列接続された前記第１の
スイッチを該直流負荷の増大分に応じて各々開放すると
同時に、その開放された第１のスイッチに対応した前記
第２のスイッチを閉じて当該交流負荷に無瞬断で電力を
供給可能とし、またいずれかの前記第２のスイッチが閉
じて前記商用電源より当該交流負荷に電力を供給されて
いる状態において該ＤＣ−ＤＣコンバータと該ＤＣ−Ａ
Ｃインバータおよび商用電源より供給される前記交流負
荷の電力の和が前記燃料電池の予め設定された定格出力
容量よりも少なくなる場合、該交流負荷と該ＤＣ−ＡＣ
インバータ出力の間に直列接続された前記第１のスイッ
チを該直流負荷の減少分に応じて各々閉じると同時に、
第１のスイッチに対応した該第２のスイッチを開放して
交流負荷に無瞬断で電力を供給可能とする制御手段を具
備することを特徴としている。
め、本発明の燃料電池電力供給システムにおいては、燃
料電池の出力にＤＣ−ＤＣコンバータとＤＣ−ＡＣイン
バータを各々接続し、該ＤＣ−ＤＣコンバータの出力に
直流負荷を、該ＤＣ−ＡＣインバータの出力に複数の交
流負荷を並列接続し、該ＤＣ−ＡＣインバータ出力と前
記複数の交流負荷との間に各々直列に第１のスイッチを
接続するとともに、商用電源の出力を前記複数の交流負
荷と第１のスイッチとの間に各々第２のスイッチを介し
て接続し、該ＤＣ−ＡＣインバータを前記商用電源と同
期して運転する手段を設け、常時は前記直流負荷と前記
複数の交流負荷は前記燃料電池出力より電力を供給され
、該ＤＣ−ＤＣコンバータおよび該ＤＣ−ＡＣインバー
タに供給される電力の和が前記燃料電池の予め設定され
た出力容量よりも多くなる場合、前記交流負荷と該ＤＣ
−ＡＣインバータ出力の間に直列接続された前記第１の
スイッチを該直流負荷の増大分に応じて各々開放すると
同時に、その開放された第１のスイッチに対応した前記
第２のスイッチを閉じて当該交流負荷に無瞬断で電力を
供給可能とし、またいずれかの前記第２のスイッチが閉
じて前記商用電源より当該交流負荷に電力を供給されて
いる状態において該ＤＣ−ＤＣコンバータと該ＤＣ−Ａ
Ｃインバータおよび商用電源より供給される前記交流負
荷の電力の和が前記燃料電池の予め設定された定格出力
容量よりも少なくなる場合、該交流負荷と該ＤＣ−ＡＣ
インバータ出力の間に直列接続された前記第１のスイッ
チを該直流負荷の減少分に応じて各々閉じると同時に、
第１のスイッチに対応した該第２のスイッチを開放して
交流負荷に無瞬断で電力を供給可能とする制御手段を具
備することを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の燃料電池電力供給システムでは、燃料
電池出力から直流負荷および交流負荷に電力を供給する
場合において、交流負荷を複数に分け、簡易なスイッチ
構成でそれぞれ個別に燃料電池側と商用電源側とに無瞬
断で切り替えられるようにし、直流負荷側の負荷変動に
対して、その変動量に応じて切り替える交流負荷の数を
変更することにより、常に燃料電池を最も効率の良い定
格容量の出力で運転可能とするとともに、比較的広範囲
な負荷変動にきめ細かく対応できるようにする。
電池出力から直流負荷および交流負荷に電力を供給する
場合において、交流負荷を複数に分け、簡易なスイッチ
構成でそれぞれ個別に燃料電池側と商用電源側とに無瞬
断で切り替えられるようにし、直流負荷側の負荷変動に
対して、その変動量に応じて切り替える交流負荷の数を
変更することにより、常に燃料電池を最も効率の良い定
格容量の出力で運転可能とするとともに、比較的広範囲
な負荷変動にきめ細かく対応できるようにする。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図中の番号で従来の技術で説明した図３とほぼ共通
しているところは、同一番号を付してある。図１におい
て、１は燃料電池、２はＤＣ−ＤＣコンバータ、３はＤ
Ｃ−ＡＣインバータ、４は直流負荷、５１，５２，…，
５ｎは複数に分けた交流負荷、６は商用電源、７１，７
２，…，７ｎおよび８１，８２，…，８ｎはスイッチ、
２１および３１は電力検出部、３２は演算機能を備えた
インバータ制御回路である。また、６１は商用電源６の
同期信号検出部である。本実施例の構成では、燃料電池
１の出力に直流負荷４へ電力を給電するＤＣ−ＤＣコン
バータ２と交流負荷５１，５２，…，５ｎに電力を給電
するＤＣ−ＡＣインバータ３とを各々接続し、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２の出力には通信用等の直流負荷４を接続
し、ＤＣ−ＡＣインバータ３の出力には、それぞれスイ
ッチ７１，７２，…，７ｎを介して複数の交流負荷５１
，５２，…５ｎを接続する。また、商用電源６の出力は
、スイッチ８１，８２，…，８ｎを介して交流負荷５１
，５２，…，５ｎに接続する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２
とＤＣ−ＡＣインバータ３の入力には、各々電力検出部
２１および３１を接続し、演算機能を備えたインバータ
制御回路３２にその出力信号線を接続する。インバータ
制御回路３２には、その出力を商用電源６に同期させる
ための同期信号を得る商用同期検出部６１の出力信号線
が接続される。
る。図中の番号で従来の技術で説明した図３とほぼ共通
しているところは、同一番号を付してある。図１におい
て、１は燃料電池、２はＤＣ−ＤＣコンバータ、３はＤ
Ｃ−ＡＣインバータ、４は直流負荷、５１，５２，…，
５ｎは複数に分けた交流負荷、６は商用電源、７１，７
２，…，７ｎおよび８１，８２，…，８ｎはスイッチ、
２１および３１は電力検出部、３２は演算機能を備えた
インバータ制御回路である。また、６１は商用電源６の
同期信号検出部である。本実施例の構成では、燃料電池
１の出力に直流負荷４へ電力を給電するＤＣ−ＤＣコン
バータ２と交流負荷５１，５２，…，５ｎに電力を給電
するＤＣ−ＡＣインバータ３とを各々接続し、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２の出力には通信用等の直流負荷４を接続
し、ＤＣ−ＡＣインバータ３の出力には、それぞれスイ
ッチ７１，７２，…，７ｎを介して複数の交流負荷５１
，５２，…５ｎを接続する。また、商用電源６の出力は
、スイッチ８１，８２，…，８ｎを介して交流負荷５１
，５２，…，５ｎに接続する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２
とＤＣ−ＡＣインバータ３の入力には、各々電力検出部
２１および３１を接続し、演算機能を備えたインバータ
制御回路３２にその出力信号線を接続する。インバータ
制御回路３２には、その出力を商用電源６に同期させる
ための同期信号を得る商用同期検出部６１の出力信号線
が接続される。
【００１１】本実施例におけるスイッチ７１，７２，…
，７ｎおよび８１，８２，…，８ｎは、ＤＣ−ＡＣイン
バータ３の故障時や商用電源６の異常時に速やかに出力
を遮断する遮断器の機能を持つほか、インバータ制御回
路３２の制御により、どちらか一方が閉じられ、他方が
開放されて、交流負荷５１，５２，…，５ｎに対する電
力供給側を燃料電池１側または商用電源６側のいずれか
一方に個別に切り替える機能を持つものとする。このた
め、インバータ制御回路３２は、電力検出部２１および
電力検出部３１からの電力信号を常に受けてその和を演
算する機能と、その和と燃料電池１の定格出力容量とを
比較して、直流電力と交流電力の和が燃料電池１の定格
出力容量以内であればスイッチ７１，７２，…，７ｎの
すべてを開、スイッチ８１，８２，…，８ｎのすべてを
閉に制御し、定格出力容量を越えようとするときには、
その越えようとする量に応じてスイッチ７１，７２，…
，７ｎのいくつかを閉、それに対応するスイッチ８１，
８２，…，８ｎのいくつかを開に制御する機能を持たせ
る。
，７ｎおよび８１，８２，…，８ｎは、ＤＣ−ＡＣイン
バータ３の故障時や商用電源６の異常時に速やかに出力
を遮断する遮断器の機能を持つほか、インバータ制御回
路３２の制御により、どちらか一方が閉じられ、他方が
開放されて、交流負荷５１，５２，…，５ｎに対する電
力供給側を燃料電池１側または商用電源６側のいずれか
一方に個別に切り替える機能を持つものとする。このた
め、インバータ制御回路３２は、電力検出部２１および
電力検出部３１からの電力信号を常に受けてその和を演
算する機能と、その和と燃料電池１の定格出力容量とを
比較して、直流電力と交流電力の和が燃料電池１の定格
出力容量以内であればスイッチ７１，７２，…，７ｎの
すべてを開、スイッチ８１，８２，…，８ｎのすべてを
閉に制御し、定格出力容量を越えようとするときには、
その越えようとする量に応じてスイッチ７１，７２，…
，７ｎのいくつかを閉、それに対応するスイッチ８１，
８２，…，８ｎのいくつかを開に制御する機能を持たせ
る。
【００１２】以上のように構成した一実施例の動作およ
び作用を述べる。
び作用を述べる。
【００１３】図２は本実施例の動作を説明する動作モー
ド図である。図２において、横軸は時間、縦軸は電力量
を表している。図中の（１）は燃料電池１の定格電力量
、（２）は直流負荷４に電力を供給するＤＣ−ＤＣコン
バータ２の入力側の電力量であり、電力検出部２１によ
り検出される。（３）は交流負荷５へ燃料電池１からＤ
Ｃ−ＡＣインバータ３を介して供給される入力側の電力
量であり、電力検出部３１により検出される。（４）は
交流負荷５に対して商用電源６から供給される電力量を
示している。図１，図２において、常時は、直流負荷４
および交流負荷５１，５２，…，５ｎに対しては、燃料
電池１よりＤＣ−ＤＣコンバータ２、ＤＣ−ＡＣインバ
ータ３を介して各々負荷に必要な電圧に変換され電力を
供給している。この時、燃料電池１からの出力量は直流
負荷４の場合はＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力側に設け
た電力検出部２１より、また交流負荷５１，５２，…，
５ｎの場合はＤＣ−ＡＣインバータ３の入力側に設けた
電力検出部３１により検出され、その検出信号は演算機
能を保持しているインバータ制御回路３２に送信される
。ＤＣ−ＡＣインバータ３は商用電源６側の商用同期信
号検出部６１から信号を受け、常に商用電源６と同期し
て運転している。この状態、すなわち、ＤＣ−ＤＣコン
バータ２の入力側電力量とＤＣ−ＡＣインバータ３の入
力側電力量の和が燃料電池１の出力の定格容量以内であ
る場合においては、スイッチ７１，７２，…，７ｎは閉
じられており、スイッチ８１，８２，…，８ｎは開放さ
れている。
ド図である。図２において、横軸は時間、縦軸は電力量
を表している。図中の（１）は燃料電池１の定格電力量
、（２）は直流負荷４に電力を供給するＤＣ−ＤＣコン
バータ２の入力側の電力量であり、電力検出部２１によ
り検出される。（３）は交流負荷５へ燃料電池１からＤ
Ｃ−ＡＣインバータ３を介して供給される入力側の電力
量であり、電力検出部３１により検出される。（４）は
交流負荷５に対して商用電源６から供給される電力量を
示している。図１，図２において、常時は、直流負荷４
および交流負荷５１，５２，…，５ｎに対しては、燃料
電池１よりＤＣ−ＤＣコンバータ２、ＤＣ−ＡＣインバ
ータ３を介して各々負荷に必要な電圧に変換され電力を
供給している。この時、燃料電池１からの出力量は直流
負荷４の場合はＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力側に設け
た電力検出部２１より、また交流負荷５１，５２，…，
５ｎの場合はＤＣ−ＡＣインバータ３の入力側に設けた
電力検出部３１により検出され、その検出信号は演算機
能を保持しているインバータ制御回路３２に送信される
。ＤＣ−ＡＣインバータ３は商用電源６側の商用同期信
号検出部６１から信号を受け、常に商用電源６と同期し
て運転している。この状態、すなわち、ＤＣ−ＤＣコン
バータ２の入力側電力量とＤＣ−ＡＣインバータ３の入
力側電力量の和が燃料電池１の出力の定格容量以内であ
る場合においては、スイッチ７１，７２，…，７ｎは閉
じられており、スイッチ８１，８２，…，８ｎは開放さ
れている。
【００１４】ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータの直流負荷
は、例えば通信用のような場合では、通話量の変化によ
り負荷電力が変動する。この変動で、直流負荷４が増大
すると直流負荷側の電力検出部２１よりインバータ制御
回路３２に信号が送出される。インバータ制御回路３２
では電力検出部２１および交流負荷側の電力検出部３１
からの電力信号を受けて演算し、燃料電池１の定格容量
とを比較し、直流電力と交流電力の和が燃料電池の定格
容量を越えようとする時、商用電源６の出力側に設けた
例えばスイッチ８１を閉じると同時にインバータ側スイ
ッチ７１を開放し、交流負荷５１に対しては商用電源６
より電力を供給する。残りの交流負荷５２，…，５ｎに
対しては、燃料電池１からの給電が継続される。その後
、さらに通信用の直流負荷４が増大し、直流電力と交流
電力の和が燃料電池１の定格容量を越えようとする場合
には、商用電源６の出力側に設けたスイッチ８２を閉じ
ると同時にインバータ側スイッチ７２を開放し、交流負
荷５２に対しても商用電源６より電力を供給する。なお
、商用電源６とＤＣ−ＡＣインバータ３とは常時同期を
とっており、切り替えに伴う電圧、位相変化等は無いた
め、交流負荷５１，５２に対する給電電圧の変動は生じ
ない。このように通信用の直流負荷４が増大し直流電力
と交流電力の和が燃料電池１の定格容量を越えようとす
ると、前述のような切り替え動作を行い、燃料電池１の
出力は直流負荷４に優先的に電力を供給し、交流負荷５
１，５２，…，５ｎには商用電源６より越えようとする
電力量に応じて電力を供給する。また、直流負荷４が減
少した場合、演算機能を持った制御回路３２で各々の交
流負荷５の電力量を記憶しておき、そのいずれかの電力
量とＤＣ−ＤＣコンバータ２に供給される電力量を加算
した値が燃料電池１の定格容量以下となる場合、たとえ
ば交流負荷５１の定格容量であれば、スイッチ７１を閉
じると同時にスイッチ８１を開放し、交流負荷５１に対
しては燃料電池１よりＤＣ−ＡＣインバータ３を介して
商用と同期した電力が無瞬断で継続して供給される。 以後、直流負荷４が減少した場合には、このような動作
を繰り返すこととなる。また、スイッチ７１，７２，…
，７ｎおよび８１，８２，…，８ｎは、前述したように
当然ＤＣ−ＡＣインバータ３故障時や商用電源６異常時
には速やかに出力をしゃ断するしゃ断器としての機能を
併せ持っている。
は、例えば通信用のような場合では、通話量の変化によ
り負荷電力が変動する。この変動で、直流負荷４が増大
すると直流負荷側の電力検出部２１よりインバータ制御
回路３２に信号が送出される。インバータ制御回路３２
では電力検出部２１および交流負荷側の電力検出部３１
からの電力信号を受けて演算し、燃料電池１の定格容量
とを比較し、直流電力と交流電力の和が燃料電池の定格
容量を越えようとする時、商用電源６の出力側に設けた
例えばスイッチ８１を閉じると同時にインバータ側スイ
ッチ７１を開放し、交流負荷５１に対しては商用電源６
より電力を供給する。残りの交流負荷５２，…，５ｎに
対しては、燃料電池１からの給電が継続される。その後
、さらに通信用の直流負荷４が増大し、直流電力と交流
電力の和が燃料電池１の定格容量を越えようとする場合
には、商用電源６の出力側に設けたスイッチ８２を閉じ
ると同時にインバータ側スイッチ７２を開放し、交流負
荷５２に対しても商用電源６より電力を供給する。なお
、商用電源６とＤＣ−ＡＣインバータ３とは常時同期を
とっており、切り替えに伴う電圧、位相変化等は無いた
め、交流負荷５１，５２に対する給電電圧の変動は生じ
ない。このように通信用の直流負荷４が増大し直流電力
と交流電力の和が燃料電池１の定格容量を越えようとす
ると、前述のような切り替え動作を行い、燃料電池１の
出力は直流負荷４に優先的に電力を供給し、交流負荷５
１，５２，…，５ｎには商用電源６より越えようとする
電力量に応じて電力を供給する。また、直流負荷４が減
少した場合、演算機能を持った制御回路３２で各々の交
流負荷５の電力量を記憶しておき、そのいずれかの電力
量とＤＣ−ＤＣコンバータ２に供給される電力量を加算
した値が燃料電池１の定格容量以下となる場合、たとえ
ば交流負荷５１の定格容量であれば、スイッチ７１を閉
じると同時にスイッチ８１を開放し、交流負荷５１に対
しては燃料電池１よりＤＣ−ＡＣインバータ３を介して
商用と同期した電力が無瞬断で継続して供給される。 以後、直流負荷４が減少した場合には、このような動作
を繰り返すこととなる。また、スイッチ７１，７２，…
，７ｎおよび８１，８２，…，８ｎは、前述したように
当然ＤＣ−ＡＣインバータ３故障時や商用電源６異常時
には速やかに出力をしゃ断するしゃ断器としての機能を
併せ持っている。
【００１５】以上述べたように、本実施例では、交流負
荷を複数に分け、それぞれ個別に燃料電池１側と商用電
源６側とに無瞬断で切り替えられるようにし、直流負荷
４の負荷増大に対しては、その増加量に対応して商用電
源６側から供給する交流負荷の数を変更することを特徴
としている。このため、広範囲な直流負荷４の負荷変動
にきめ細かく対応して、常に燃料電池１を定格容量の出
力で運転することができ、最も効率の良い運転状態を維
持することが可能になる。
荷を複数に分け、それぞれ個別に燃料電池１側と商用電
源６側とに無瞬断で切り替えられるようにし、直流負荷
４の負荷増大に対しては、その増加量に対応して商用電
源６側から供給する交流負荷の数を変更することを特徴
としている。このため、広範囲な直流負荷４の負荷変動
にきめ細かく対応して、常に燃料電池１を定格容量の出
力で運転することができ、最も効率の良い運転状態を維
持することが可能になる。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
燃料電池電力供給システムは、燃料電池からＤＣ−ＤＣ
コンバータを介して直流負荷に、またＤＣ−ＡＣインバ
ータを介して複数の交流負荷に電力を個別に供給し、燃
料電池側のＤＣ−ＡＣインバータを商用電源と常時同期
して運転し、直流負荷が増大した時にはその増加量に応
じてスイッチにより燃料電池側ＤＣ−ＡＣインバータか
ら商用電源側に無瞬断で個別に切替えるようにしたので
、従来のように複雑で高価な連系システムを必要とせず
、きめ細かに広範囲な直流負荷の変動に対応することが
でき、且つ燃料電池を常に最も効率のよい利用率に保て
るので、経済性，信頼性を向上できるという利点を有し
ている。
燃料電池電力供給システムは、燃料電池からＤＣ−ＤＣ
コンバータを介して直流負荷に、またＤＣ−ＡＣインバ
ータを介して複数の交流負荷に電力を個別に供給し、燃
料電池側のＤＣ−ＡＣインバータを商用電源と常時同期
して運転し、直流負荷が増大した時にはその増加量に応
じてスイッチにより燃料電池側ＤＣ−ＡＣインバータか
ら商用電源側に無瞬断で個別に切替えるようにしたので
、従来のように複雑で高価な連系システムを必要とせず
、きめ細かに広範囲な直流負荷の変動に対応することが
でき、且つ燃料電池を常に最も効率のよい利用率に保て
るので、経済性，信頼性を向上できるという利点を有し
ている。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図
【図２】上記実
施例の動作モード図
施例の動作モード図
【図３】従来例を示す構成図
【図４】上記従来例の動作モード図
１…燃料電池、２…ＤＣ−ＤＣコンバータ、３…ＤＣ−
ＡＣインバータ、４…直流負荷、６…商用電源、２１，
３１…電力検出部、３２…インバータ制御回路、５１，
５２，…，５ｎ…交流負荷、７１，７２，…，７ｎ，８
１，８２，…，８ｎ…スイッチ、６１…商用同期信号検
出部。
ＡＣインバータ、４…直流負荷、６…商用電源、２１，
３１…電力検出部、３２…インバータ制御回路、５１，
５２，…，５ｎ…交流負荷、７１，７２，…，７ｎ，８
１，８２，…，８ｎ…スイッチ、６１…商用同期信号検
出部。
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料電池の出力にＤＣ−ＤＣコンバー
タとＤＣ−ＡＣインバータを各々接続し、該ＤＣ−ＤＣ
コンバータの出力に直流負荷を、該ＤＣ−ＡＣインバー
タの出力に複数の交流負荷を並列接続し、該ＤＣ−ＡＣ
インバータ出力と前記複数の交流負荷との間に各々直列
に第１のスイッチを接続するとともに、商用電源の出力
を前記複数の交流負荷と第１のスイッチとの間に各々第
２のスイッチを介して接続し、該ＤＣ−ＡＣインバータ
を前記商用電源と同期して運転する手段を設け、常時は
前記直流負荷と前記複数の交流負荷は前記燃料電池出力
より電力を供給され、該ＤＣ−ＤＣコンバータおよび該
ＤＣ−ＡＣインバータに供給される電力の和が前記燃料
電池の予め設定された出力容量よりも多くなる場合、前
記交流負荷と該ＤＣ−ＡＣインバータ出力の間に直列接
続された前記第１のスイッチを該直流負荷の増大分に応
じて各々開放すると同時に、その開放された第１のスイ
ッチに対応した前記第２のスイッチを閉じて当該交流負
荷に無瞬断で電力を供給可能とし、またいずれかの前記
第２のスイッチが閉じて前記商用電源より当該交流負荷
に電力を供給されている状態において該ＤＣ−ＤＣコン
バータと該ＤＣ−ＡＣインバータおよび商用電源より供
給される前記交流負荷の電力の和が前記燃料電池の予め
設定された定格出力容量よりも少なくなる場合、該交流
負荷と該ＤＣ−ＡＣインバータ出力の間に直列接続され
た前記第１のスイッチを該直流負荷の減少分に応じて各
々閉じると同時に、第１のスイッチに対応した該第２の
スイッチを開放して交流負荷に無瞬断で電力を供給可能
とする制御手段を具備することを特徴とする燃料電池電
力供給システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404732A JPH04222420A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 燃料電池電力供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404732A JPH04222420A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 燃料電池電力供給システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04222420A true JPH04222420A (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=18514390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2404732A Pending JPH04222420A (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 燃料電池電力供給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04222420A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079842A1 (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-16 | The Japan Research Institute Limited | 電力供給システム、及び燃料電池ユニット |
| JP2006338994A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池システムの運転方法及び燃料電池システム |
| JP2007299765A (ja) * | 2007-07-17 | 2007-11-15 | Toshiba Corp | 燃料電池発電装置 |
| JP2009033840A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Ntt Facilities Inc | 給電システムおよび給電システムの制御方法 |
| JP2009043525A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Panasonic Corp | 燃料電池発電装置 |
| US7535118B2 (en) | 2003-07-23 | 2009-05-19 | The Japan Research Institute, Limited | Power supply system and fuel cell unit |
| JP2010259279A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Canon Electronics Inc | 電子機器、電子機器の制御方法、画像読取装置、画像読取装置の駆動方法 |
| CN106253286A (zh) * | 2015-06-11 | 2016-12-21 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电能传输装置及其控制方法、供电系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57132737A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-17 | Sanyo Electric Co | Power source system by parallel operation |
| JPS6323521A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-01-30 | 伊藤忠商事株式会社 | Ｃｖｃｆインバータの運転制御装置 |
| JPH0295137A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-05 | Fujitsu Ltd | 自家給電方式 |
| JPH04172924A (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燃料電池電力供給システム |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP2404732A patent/JPH04222420A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57132737A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-17 | Sanyo Electric Co | Power source system by parallel operation |
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| JPH0295137A (ja) * | 1988-09-28 | 1990-04-05 | Fujitsu Ltd | 自家給電方式 |
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| JP2010259279A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Canon Electronics Inc | 電子機器、電子機器の制御方法、画像読取装置、画像読取装置の駆動方法 |
| CN106253286A (zh) * | 2015-06-11 | 2016-12-21 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 电能传输装置及其控制方法、供电系统 |
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