JPH09306530A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH09306530A JPH09306530A JP8125868A JP12586896A JPH09306530A JP H09306530 A JPH09306530 A JP H09306530A JP 8125868 A JP8125868 A JP 8125868A JP 12586896 A JP12586896 A JP 12586896A JP H09306530 A JPH09306530 A JP H09306530A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池本体への影響が少なく良好な運転が
可能で、長寿命化を実現可能な燃料電池発電装置を提供
する。 【解決手段】 燃料電池本体１とインバータ４との間
に、直流電流検出器２及び直流電圧検出器３を設け、複
数の直流負荷抵抗９を接続する。直流負荷抵抗９の投入
数を、直流電圧検出手段３によって検出される電圧と、
直流電圧規定値１０との差に応じて予め決定される直流
負荷抵抗投入スケジュール１１により、可変となるよう
に構成する。インバータ４を誘導モータ負荷６に接続
し、インバータ４及び誘導モータ負荷６間に、交流電圧
検出器５を設ける。インバータ４を、交流電圧検出器５
によって検出された電圧値と、予め規定されている出力
電圧ランプレート関数７とに基づいて、インバータ電圧
制御器８により制御可能に設ける。
可能で、長寿命化を実現可能な燃料電池発電装置を提供
する。 【解決手段】 燃料電池本体１とインバータ４との間
に、直流電流検出器２及び直流電圧検出器３を設け、複
数の直流負荷抵抗９を接続する。直流負荷抵抗９の投入
数を、直流電圧検出手段３によって検出される電圧と、
直流電圧規定値１０との差に応じて予め決定される直流
負荷抵抗投入スケジュール１１により、可変となるよう
に構成する。インバータ４を誘導モータ負荷６に接続
し、インバータ４及び誘導モータ負荷６間に、交流電圧
検出器５を設ける。インバータ４を、交流電圧検出器５
によって検出された電圧値と、予め規定されている出力
電圧ランプレート関数７とに基づいて、インバータ電圧
制御器８により制御可能に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池本体から
の直流電流を交流電流に変換して負荷に供給する燃料電
池発電装置に係り、特に、過渡的な直流過電圧の抑制機
能を有する燃料電池発電装置に関する。
の直流電流を交流電流に変換して負荷に供給する燃料電
池発電装置に係り、特に、過渡的な直流過電圧の抑制機
能を有する燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池は直流電源であることから、燃
料電池発電装置においては、直流電流を交流電流に変換
する直交変換システムが必要となる。このような直交変
換システムは、通常、トランジスタ、ＧＴＯ、半導体ス
イッチング素子等を用い、制御装置から送られる信号を
もとに半導体スイッチング素子を入切し、直流電力から
交流電流を得るインバータを中心に構成されている。
料電池発電装置においては、直流電流を交流電流に変換
する直交変換システムが必要となる。このような直交変
換システムは、通常、トランジスタ、ＧＴＯ、半導体ス
イッチング素子等を用い、制御装置から送られる信号を
もとに半導体スイッチング素子を入切し、直流電力から
交流電流を得るインバータを中心に構成されている。
【０００３】このようなインバータを有する従来の燃料
電池発電装置の一例を、図６及び図７に従って以下に説
明する。なお、図６は燃料電池発電装置の構成を示し、
図７はインバータ起動時の燃料電池本体の電圧挙動を示
す。すなわち、燃料電池本体１の出力側には、インバー
タ４を介して誘導モータ負荷６が接続されている。そし
て、燃料電池本体１及びインバータ４間には、直流電流
検出手段２及び直流電圧検出手段３が設けられている。
また、インバータ４及び誘導モータ負荷６間には、交流
電圧検出手段５が設けられている。インバータ４は、交
流電圧検出手段５によって検出された電圧値と、予め規
定されている出力電圧ランプレート関数７とに基づい
て、インバータ電圧制御器８により制御可能に設けられ
ている。
電池発電装置の一例を、図６及び図７に従って以下に説
明する。なお、図６は燃料電池発電装置の構成を示し、
図７はインバータ起動時の燃料電池本体の電圧挙動を示
す。すなわち、燃料電池本体１の出力側には、インバー
タ４を介して誘導モータ負荷６が接続されている。そし
て、燃料電池本体１及びインバータ４間には、直流電流
検出手段２及び直流電圧検出手段３が設けられている。
また、インバータ４及び誘導モータ負荷６間には、交流
電圧検出手段５が設けられている。インバータ４は、交
流電圧検出手段５によって検出された電圧値と、予め規
定されている出力電圧ランプレート関数７とに基づい
て、インバータ電圧制御器８により制御可能に設けられ
ている。
【０００４】以上のような従来の燃料電池発電装置の作
用は以下の通りである。すなわち、燃料電池本体１に燃
料及び空気を導入し、発生した直流電力をインバータ４
により交流に変換する。誘導モータ負荷６に接続された
インバータ４は、出力電圧ランプ（傾斜）レート関数７
に従って、出力電圧のフィードバックとの差を見ながら
徐々に交流電圧１２を上昇させて行く。この時、燃料電
池本体１は徐々に直流電流１４を増加させて行き、直流
電圧１３は開放電圧から直流電圧規定値１０以下に降下
する。
用は以下の通りである。すなわち、燃料電池本体１に燃
料及び空気を導入し、発生した直流電力をインバータ４
により交流に変換する。誘導モータ負荷６に接続された
インバータ４は、出力電圧ランプ（傾斜）レート関数７
に従って、出力電圧のフィードバックとの差を見ながら
徐々に交流電圧１２を上昇させて行く。この時、燃料電
池本体１は徐々に直流電流１４を増加させて行き、直流
電圧１３は開放電圧から直流電圧規定値１０以下に降下
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な燃料電池発電装置では、交流出力を徐々に上昇させて
いく過程において、到達負荷相当の燃料を供給している
ので、低出力時には直流負荷電流が少なく、直流電圧が
一定時間開放電圧付近にまで上昇することになる。しか
し、燃料電池は過電圧に非常にデリケートなので、出力
電圧が通常の運転範囲を超えると、触媒や電極材料など
の劣化を招き、良好な運転や長寿命化を阻む要因とな
る。
な燃料電池発電装置では、交流出力を徐々に上昇させて
いく過程において、到達負荷相当の燃料を供給している
ので、低出力時には直流負荷電流が少なく、直流電圧が
一定時間開放電圧付近にまで上昇することになる。しか
し、燃料電池は過電圧に非常にデリケートなので、出力
電圧が通常の運転範囲を超えると、触媒や電極材料など
の劣化を招き、良好な運転や長寿命化を阻む要因とな
る。
【０００６】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
交流出力に関係なく直流電圧を規定値以下に保持するこ
とにより、燃料電池本体への影響が少なく良好な運転が
可能で、長寿命化を実現できる燃料電池発電装置を提供
することである。
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
交流出力に関係なく直流電圧を規定値以下に保持するこ
とにより、燃料電池本体への影響が少なく良好な運転が
可能で、長寿命化を実現できる燃料電池発電装置を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、負荷に接続された燃料電
池本体と、前記燃料電池からの直流出力を交流に変換し
て出力する変換手段と、前記交流の出力電圧を検出する
交流電圧検出手段と、前記交流電圧検出手段により検出
された電圧値に基づいて前記変換手段を制御する交流制
御手段とを有する燃料電池発電装置において、前記燃料
電池本体からの直流電圧を検出する直流電圧検出手段
と、前記燃料電池本体からの直流電力を消費する直流電
力消費手段と、前記直流電圧検出手段により検出された
電圧値に基づいて、前記直流電力消費手段を制御する直
流制御手段とを有することを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明は、負荷に接続された燃料電
池本体と、前記燃料電池からの直流出力を交流に変換し
て出力する変換手段と、前記交流の出力電圧を検出する
交流電圧検出手段と、前記交流電圧検出手段により検出
された電圧値に基づいて前記変換手段を制御する交流制
御手段とを有する燃料電池発電装置において、前記燃料
電池本体からの直流電圧を検出する直流電圧検出手段
と、前記燃料電池本体からの直流電力を消費する直流電
力消費手段と、前記直流電圧検出手段により検出された
電圧値に基づいて、前記直流電力消費手段を制御する直
流制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】以上のような請求項１記載の発明では、直
流制御手段によって直流電力消費手段を制御するので、
交流出力に関係なく直流電圧を規定範囲内に維持するこ
とができる。従って、起動時に交流出力を徐々に上昇し
た場合であっても、直流電圧が規定値以下となるように
直流電圧の上昇を抑制し、安定した起動を実現すること
が可能となる。
流制御手段によって直流電力消費手段を制御するので、
交流出力に関係なく直流電圧を規定範囲内に維持するこ
とができる。従って、起動時に交流出力を徐々に上昇し
た場合であっても、直流電圧が規定値以下となるように
直流電圧の上昇を抑制し、安定した起動を実現すること
が可能となる。
【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
燃料電池発電装置において、前記直流電力消費手段は、
前記直流制御手段により投入数を変更可能な複数の直流
負荷抵抗により構成されていることを特徴とする。
燃料電池発電装置において、前記直流電力消費手段は、
前記直流制御手段により投入数を変更可能な複数の直流
負荷抵抗により構成されていることを特徴とする。
【００１０】以上のような請求項２記載の発明では、起
動時に交流出力を徐々に上昇していく過程で、直流制御
手段によって、直流負荷抵抗の投入数を変更していくこ
とにより、直流電圧を規定範囲内に維持する。
動時に交流出力を徐々に上昇していく過程で、直流制御
手段によって、直流負荷抵抗の投入数を変更していくこ
とにより、直流電圧を規定範囲内に維持する。
【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
燃料電池発電装置において、前記直流電力消費手段は、
補機用電力を供給する小容量インバータであることを特
徴とする。
燃料電池発電装置において、前記直流電力消費手段は、
補機用電力を供給する小容量インバータであることを特
徴とする。
【００１２】以上のような請求項３記載の発明では、起
動時に交流出力を徐々に上昇していく過程で、小容量イ
ンバータによって直流電圧を規定範囲内に維持する。
動時に交流出力を徐々に上昇していく過程で、小容量イ
ンバータによって直流電圧を規定範囲内に維持する。
【００１３】請求項４記載の発明では、負荷に接続され
た燃料電池本体と、前記燃料電池からの直流出力を交流
に変換して出力する変換手段と、前記交流の出力電圧を
検出する交流電圧検出手段と、前記交流電圧検出手段に
より検出された電圧値に基づいて前記変換手段を制御す
る交流制御手段とを有する燃料電池発電装置において、
前記燃料電池本体からの直流電圧を検出する直流電圧検
出手段と、前記燃料電池本体の空気極側へのガス供給路
に設けられたガス供給量の調整手段と、前記直流電圧検
出手段によって検出される直流電圧に応じて、前記調整
手段を制御する燃料側供給ガス制御手段とを有すること
を特徴とする。
た燃料電池本体と、前記燃料電池からの直流出力を交流
に変換して出力する変換手段と、前記交流の出力電圧を
検出する交流電圧検出手段と、前記交流電圧検出手段に
より検出された電圧値に基づいて前記変換手段を制御す
る交流制御手段とを有する燃料電池発電装置において、
前記燃料電池本体からの直流電圧を検出する直流電圧検
出手段と、前記燃料電池本体の空気極側へのガス供給路
に設けられたガス供給量の調整手段と、前記直流電圧検
出手段によって検出される直流電圧に応じて、前記調整
手段を制御する燃料側供給ガス制御手段とを有すること
を特徴とする。
【００１４】以上のような請求項４記載の発明では、燃
料側供給ガス制御手段によって調整手段を制御すること
により、燃料電池本体への空気の投入量を制御し、直流
電圧を規定範囲内に維持することができる。従って、起
動時に交流出力を徐々に上昇した場合であっても、直流
電圧が規定値以下となるように直流電圧の上昇を抑制
し、安定した起動を実現することが可能となる。
料側供給ガス制御手段によって調整手段を制御すること
により、燃料電池本体への空気の投入量を制御し、直流
電圧を規定範囲内に維持することができる。従って、起
動時に交流出力を徐々に上昇した場合であっても、直流
電圧が規定値以下となるように直流電圧の上昇を抑制
し、安定した起動を実現することが可能となる。
【００１５】請求項５記載の発明では、請求項４項記載
の燃料電池発電装置において、前記調整手段は、燃料電
池本体への空気供給ラインに接続された空気流量調整弁
であることを特徴とする。
の燃料電池発電装置において、前記調整手段は、燃料電
池本体への空気供給ラインに接続された空気流量調整弁
であることを特徴とする。
【００１６】以上のような請求項５記載の発明では、起
動時に交流出力を徐々に上昇していく過程で、空気流量
調整弁によって燃料電池本体への空気供給量を変化させ
ることにより、直流電圧を規定範囲内に維持する。
動時に交流出力を徐々に上昇していく過程で、空気流量
調整弁によって燃料電池本体への空気供給量を変化させ
ることにより、直流電圧を規定範囲内に維持する。
【００１７】請求項６記載の発明では、請求項４記載の
燃料電池発電装置において、前記調整手段は、燃料電池
本体への空気供給ラインに合流する不活性ガス供給ライ
ンに接続された不活性ガス流量調整弁であることを特徴
とする。
燃料電池発電装置において、前記調整手段は、燃料電池
本体への空気供給ラインに合流する不活性ガス供給ライ
ンに接続された不活性ガス流量調整弁であることを特徴
とする。
【００１８】以上のような請求項６記載の発明では、起
動時に交流出力を徐々に上昇させていく過程で、不活性
ガス流量調整弁によって燃料電池本体へ供給する空気へ
の不活性ガスの混入量を変化させることにより、直流電
圧を規定範囲内に維持する。
動時に交流出力を徐々に上昇させていく過程で、不活性
ガス流量調整弁によって燃料電池本体へ供給する空気へ
の不活性ガスの混入量を変化させることにより、直流電
圧を規定範囲内に維持する。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の燃料電池発電装置の実施
の形態を、図面に従って以下に説明する。なお、図６及
び図７に示した従来技術と同様の部材は、同一の符号を
付して説明する。
の形態を、図面に従って以下に説明する。なお、図６及
び図７に示した従来技術と同様の部材は、同一の符号を
付して説明する。
【００２０】（１）第１の実施の形態 請求項１及び請求項２記載の発明に対応する一つの実施
の形態を、図１及び図２に従って以下に説明する。な
お、請求項１記載の負荷は誘導負荷モータ、変換手段は
インバータ、交流電圧検出手段は交流電圧検出器、交流
制御手段はインバータ電圧制御器、直流電圧検出手段は
直流電圧検出器とする。また、請求項１記載の直流制御
手段は、直流負荷抵抗スケジュール及び直流電圧検出値
に基づいて、直流負荷抵抗を制御するコンピュータや専
用の電子回路等によって実現されるものである。
の形態を、図１及び図２に従って以下に説明する。な
お、請求項１記載の負荷は誘導負荷モータ、変換手段は
インバータ、交流電圧検出手段は交流電圧検出器、交流
制御手段はインバータ電圧制御器、直流電圧検出手段は
直流電圧検出器とする。また、請求項１記載の直流制御
手段は、直流負荷抵抗スケジュール及び直流電圧検出値
に基づいて、直流負荷抵抗を制御するコンピュータや専
用の電子回路等によって実現されるものである。
【００２１】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、燃料電池本体１とインバータ４との間
には、直流電流検出手段２及び直流電圧検出手段３が設
けられ、さらに、複数の直流負荷抵抗９が接続されてい
る。これらの直流負荷抵抗９の投入数は、直流電圧検出
器３によって検出される電圧と直流電圧規定値１０との
差に応じて予め決定される直流負荷抵抗投入スケジュー
ル１１により、可変可能に構成されている。そして、イ
ンバータ４は誘導モータ負荷６に接続され、インバータ
４及び誘導モータ負荷６間には、交流電圧検出器５が設
けられている。インバータ４は、交流電圧検出器５によ
って検出された電圧値と、予め規定されている出力電圧
ランプレート関数７とに基づいて、インバータ電圧制御
器８により制御可能に設けられている。
する。すなわち、燃料電池本体１とインバータ４との間
には、直流電流検出手段２及び直流電圧検出手段３が設
けられ、さらに、複数の直流負荷抵抗９が接続されてい
る。これらの直流負荷抵抗９の投入数は、直流電圧検出
器３によって検出される電圧と直流電圧規定値１０との
差に応じて予め決定される直流負荷抵抗投入スケジュー
ル１１により、可変可能に構成されている。そして、イ
ンバータ４は誘導モータ負荷６に接続され、インバータ
４及び誘導モータ負荷６間には、交流電圧検出器５が設
けられている。インバータ４は、交流電圧検出器５によ
って検出された電圧値と、予め規定されている出力電圧
ランプレート関数７とに基づいて、インバータ電圧制御
器８により制御可能に設けられている。
【００２２】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、燃料電池
本体１において発電を開始する際には、直流負荷抵抗９
の全数を投入した後、インバータ４の出力電圧を徐々に
上昇してゆく。この時、直流電圧検出手段３によって検
出された電圧値と直流電圧規定値１０との差に応じて決
定される直流負荷抵抗投入スケジュール１１によって、
直流負荷抵抗９の投入数を変え、直流電圧検出手段３に
よって検出される電圧値を直流電圧規定値１０にする。
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、燃料電池
本体１において発電を開始する際には、直流負荷抵抗９
の全数を投入した後、インバータ４の出力電圧を徐々に
上昇してゆく。この時、直流電圧検出手段３によって検
出された電圧値と直流電圧規定値１０との差に応じて決
定される直流負荷抵抗投入スケジュール１１によって、
直流負荷抵抗９の投入数を変え、直流電圧検出手段３に
よって検出される電圧値を直流電圧規定値１０にする。
【００２３】この作用を、グラフに示すと以下のように
なる。すなわち、インバータ４から出力される交流電圧
挙動１２は、図２（ａ）に示すように徐々に上昇してい
く。直流電圧挙動１２は、図２（ｄ）に示す直流負荷抵
抗９の投入数の変化に応じて、図２（ｂ）に示すよう
に、交流電圧１２に関係なく直流電圧規定値１０とな
る。直流電流挙動１４は、図２（ｃ）に示すように、直
流負荷抵抗９の投入数の変化の後、徐々に上昇してい
く。
なる。すなわち、インバータ４から出力される交流電圧
挙動１２は、図２（ａ）に示すように徐々に上昇してい
く。直流電圧挙動１２は、図２（ｄ）に示す直流負荷抵
抗９の投入数の変化に応じて、図２（ｂ）に示すよう
に、交流電圧１２に関係なく直流電圧規定値１０とな
る。直流電流挙動１４は、図２（ｃ）に示すように、直
流負荷抵抗９の投入数の変化の後、徐々に上昇してい
く。
【００２４】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、交流電圧１２に関係な
く直流電圧１３を直流電圧規定値１０にすることができ
るので、燃料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触
媒や電極材料などの劣化を防ぐことができる。
は以下の通りである。すなわち、交流電圧１２に関係な
く直流電圧１３を直流電圧規定値１０にすることができ
るので、燃料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触
媒や電極材料などの劣化を防ぐことができる。
【００２５】（２）第２の実施の形態 請求項１及び請求項３記載の発明に対応する一つの実施
の形態を第２の実施の形態として、図面に従って以下に
説明する。なお、請求項１記載の直流制御手段はインバ
ータ電力制御器とし、上記第１の実施の形態と同様の構
成部分は説明を省略する。
の形態を第２の実施の形態として、図面に従って以下に
説明する。なお、請求項１記載の直流制御手段はインバ
ータ電力制御器とし、上記第１の実施の形態と同様の構
成部分は説明を省略する。
【００２６】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、本実施の形態においては、図３に示す
ように、第１の実施の形態における直流負荷抵抗９の代
わりにプラント補機電力供給用の小容量インバータ１５
が設けられている。そして、この小容量インバータ１５
は、直流電圧検出器３に接続されたインバータ電力制御
器１６によって出力を調整可能に設けられている。
する。すなわち、本実施の形態においては、図３に示す
ように、第１の実施の形態における直流負荷抵抗９の代
わりにプラント補機電力供給用の小容量インバータ１５
が設けられている。そして、この小容量インバータ１５
は、直流電圧検出器３に接続されたインバータ電力制御
器１６によって出力を調整可能に設けられている。
【００２７】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわち、燃
料電池本体１において発電を開始してインバータ４の出
力電圧を徐々に上昇してゆく時、直流電圧検出手段３に
よって検出された電圧値と直流電圧規定値１０とに基づ
いて、インバータ電力制御器１６によって小容量インバ
ータ１５の出力を調整し、直流電圧挙動１３が直流電圧
規定値１０以下となるように制御する。
の形態の作用・効果は以下の通りである。すなわち、燃
料電池本体１において発電を開始してインバータ４の出
力電圧を徐々に上昇してゆく時、直流電圧検出手段３に
よって検出された電圧値と直流電圧規定値１０とに基づ
いて、インバータ電力制御器１６によって小容量インバ
ータ１５の出力を調整し、直流電圧挙動１３が直流電圧
規定値１０以下となるように制御する。
【００２８】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、交流電圧１２に関係な
く直流電圧１３を直流電圧規定値１０にすることができ
るので、燃料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触
媒や電極材料などの劣化を防ぐことができる。
は以下の通りである。すなわち、交流電圧１２に関係な
く直流電圧１３を直流電圧規定値１０にすることができ
るので、燃料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触
媒や電極材料などの劣化を防ぐことができる。
【００２９】（３）第３の実施の形態 請求項４及び請求項５記載の発明に対応する一つの実施
の形態を第３の実施の形態として、図面に従って以下に
説明する。なお、請求項４記載の燃料側供給ガス制御手
段は、空気流量調整弁開度スケジュール及び開度補正係
数に基づいて、空気流量調整弁を制御するコンピュータ
や専用の電子回路によって実現されるものであり、上記
第１の実施の形態と同様の構成部分は説明を省略する。
の形態を第３の実施の形態として、図面に従って以下に
説明する。なお、請求項４記載の燃料側供給ガス制御手
段は、空気流量調整弁開度スケジュール及び開度補正係
数に基づいて、空気流量調整弁を制御するコンピュータ
や専用の電子回路によって実現されるものであり、上記
第１の実施の形態と同様の構成部分は説明を省略する。
【００３０】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図４に示すように、燃料電池本体１へ
の空気導入ラインに空気流量調整弁１７が設けられてい
る。そして、この空気流量調整弁１７の開閉は、直流電
流検出器２により検出された直流電流信号によって決定
される開度スケジュール１８と、直流電圧検出器３によ
り検出された直流電圧信号によって決定される開度補正
係数１９とに基づいて、制御可能に設けられている。
する。すなわち、図４に示すように、燃料電池本体１へ
の空気導入ラインに空気流量調整弁１７が設けられてい
る。そして、この空気流量調整弁１７の開閉は、直流電
流検出器２により検出された直流電流信号によって決定
される開度スケジュール１８と、直流電圧検出器３によ
り検出された直流電圧信号によって決定される開度補正
係数１９とに基づいて、制御可能に設けられている。
【００３１】（作用）以上のような本実施の形態の作用
は以下の通りである。すなわち、燃料電池本体１におい
て発電を開始してインバータ４の出力電圧を徐々に上昇
してゆく時、空気流量調整弁１７を、開度スケジュール
１８によって決定される開度に開度補正係数を加算する
ことにより、交流電圧１３の変化に対応して空気の投入
量を制御し、直流電圧挙動１３が直流電圧規定値１０以
下となるように制御する。
は以下の通りである。すなわち、燃料電池本体１におい
て発電を開始してインバータ４の出力電圧を徐々に上昇
してゆく時、空気流量調整弁１７を、開度スケジュール
１８によって決定される開度に開度補正係数を加算する
ことにより、交流電圧１３の変化に対応して空気の投入
量を制御し、直流電圧挙動１３が直流電圧規定値１０以
下となるように制御する。
【００３２】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。すなわち、交流電圧１２に関係な
く直流電圧１３を直流電圧規定値１０にすることができ
るので、燃料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触
媒や電極材料などの劣化を防ぐことができる。また、空
気流量調整弁１７を利用するため、上記第１及び第２の
実施の形態のように直流負荷抵抗９及び小容量インバー
タ１５等を設ける必要がなく、製造コストを節約するこ
とができる。
は以下の通りである。すなわち、交流電圧１２に関係な
く直流電圧１３を直流電圧規定値１０にすることができ
るので、燃料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触
媒や電極材料などの劣化を防ぐことができる。また、空
気流量調整弁１７を利用するため、上記第１及び第２の
実施の形態のように直流負荷抵抗９及び小容量インバー
タ１５等を設ける必要がなく、製造コストを節約するこ
とができる。
【００３３】（４）第４の実施の形態 請求項４及び請求項６記載の発明に対応する一つの実施
の形態を第４の実施の形態として、図面に従って以下に
説明する。なお、請求項４記載の燃料側供給ガス制御手
段は、不活性ガス流量調整弁開度スケジュール及び開度
補正係数に基づいて、不活性ガス流量調整弁を制御する
コンピュータや専用の電子回路によって実現されるもの
であり、上記第１の実施の形態と同様の構成部分は説明
を省略する。
の形態を第４の実施の形態として、図面に従って以下に
説明する。なお、請求項４記載の燃料側供給ガス制御手
段は、不活性ガス流量調整弁開度スケジュール及び開度
補正係数に基づいて、不活性ガス流量調整弁を制御する
コンピュータや専用の電子回路によって実現されるもの
であり、上記第１の実施の形態と同様の構成部分は説明
を省略する。
【００３４】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図５に示すように、燃料電池本体１の
空気供給ラインに合流する不活性ガス導入ライン２０
に、不活性ガス流量調整弁２１を設ける。そして、不活
性ガス流量調整弁２１を、直流電圧検出器３によって検
出される直流電圧値によって決定される開度スケジュー
ル２２に基づいて、制御可能に設けられている。
する。すなわち、図５に示すように、燃料電池本体１の
空気供給ラインに合流する不活性ガス導入ライン２０
に、不活性ガス流量調整弁２１を設ける。そして、不活
性ガス流量調整弁２１を、直流電圧検出器３によって検
出される直流電圧値によって決定される開度スケジュー
ル２２に基づいて、制御可能に設けられている。
【００３５】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、燃料電池
本体１において発電を開始してインバータ４の出力電圧
を徐々に上昇してゆく時、交流電圧挙動１２の変化に対
応して、不活性ガス導入ライン２０の不活性ガス流量調
整弁２１を開度スケジュール２２により制御し、空気に
混入する不活性ガスの量を調節することにより、直流電
圧挙動１３を直流電圧規定値１０以下となるように制御
する。
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、燃料電池
本体１において発電を開始してインバータ４の出力電圧
を徐々に上昇してゆく時、交流電圧挙動１２の変化に対
応して、不活性ガス導入ライン２０の不活性ガス流量調
整弁２１を開度スケジュール２２により制御し、空気に
混入する不活性ガスの量を調節することにより、直流電
圧挙動１３を直流電圧規定値１０以下となるように制御
する。
【００３６】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は以下の通りである。交流電圧１２に関係なく直流電圧
１３を直流電圧規定値１０にすることができるので、燃
料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触媒や電極材
料などの劣化を防ぐことができる。また、不活性ガス流
量調整弁２１を利用するため、上記第１及び第２の実施
の形態のように直流負荷抵抗９及び小容量インバータ１
５を設ける必要がなく、製造コストを節約することがで
きる。
は以下の通りである。交流電圧１２に関係なく直流電圧
１３を直流電圧規定値１０にすることができるので、燃
料電池本体１の高電圧状態の継続を避け、触媒や電極材
料などの劣化を防ぐことができる。また、不活性ガス流
量調整弁２１を利用するため、上記第１及び第２の実施
の形態のように直流負荷抵抗９及び小容量インバータ１
５を設ける必要がなく、製造コストを節約することがで
きる。
【００３７】（５）他の実施の形態 なお、本発明は以上のような実施の形態に限定されるも
のではなく、燃料電池、接続される負荷の種類等は、適
宜変更可能である。
のではなく、燃料電池、接続される負荷の種類等は、適
宜変更可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交流出力に関係なく直流電圧を規定値以下に保持するこ
とにより、燃料電池本体への影響が少なく良好な運転が
可能で、長寿命化を実現可能な燃料電池発電装置を提供
することができる。
交流出力に関係なく直流電圧を規定値以下に保持するこ
とにより、燃料電池本体への影響が少なく良好な運転が
可能で、長寿命化を実現可能な燃料電池発電装置を提供
することができる。
【図１】本発明の燃料電池発電装置の第１の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】図１の実施の形態における電気パラメータの挙
動グラフを示す図であり、（ａ）は交流電圧挙動、
（ｂ）は直流電圧挙動、（ｃ）は直流電流挙動、（ｄ）
は直流負荷抵抗投入スケジュールを表す。
動グラフを示す図であり、（ａ）は交流電圧挙動、
（ｂ）は直流電圧挙動、（ｃ）は直流電流挙動、（ｄ）
は直流負荷抵抗投入スケジュールを表す。
【図３】本発明の燃料電池発電装置の第２の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図４】本発明の燃料電池発電装置の第３の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図５】本発明の燃料電池発電装置の第４の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図６】従来の燃料電池発電装置の一例を示す構成図で
ある。
ある。
【図７】図６の従来例における電気パラメータの挙動グ
ラフを示す図であり、（ａ）は交流電圧挙動、（ｂ）は
直流電圧挙動、（ｃ）は直流電流挙動を表す。
ラフを示す図であり、（ａ）は交流電圧挙動、（ｂ）は
直流電圧挙動、（ｃ）は直流電流挙動を表す。
１…燃料電池本体 ２…直流電流検出手段 ３…直流電圧検出手段 ４…インバータ ５…交流電圧検出手段 ６…誘導モータ負荷 ７…出力電圧ランプレート関数 ８…インバータ電圧制御器 ９…直流負荷抵抗 １０…直流電圧規定値 １１…直流負荷抵抗投入スケジュール １２…交流電圧挙動 １３…直流電圧挙動 １４…直流電流挙動 １５…補機用小容量インバータ １６…インバータ電力制御器 １７…空気流量調整弁 １８…空気流量調整弁開度スケジュール １９…開度補正係数 ２０…不活性ガス導入ライン ２１…不活性ガス流量調整弁 ２２…不活性ガス流量調整弁開度スケジュール
Claims (6)
- 【請求項１】 負荷に接続された燃料電池本体と、前記
燃料電池からの直流出力を交流に変換して出力する変換
手段と、前記交流の出力電圧を検出する交流電圧検出手
段と、前記交流電圧検出手段により検出された電圧値に
基づいて前記変換手段を制御する交流制御手段とを有す
る燃料電池発電装置において、 前記燃料電池本体からの直流電圧を検出する直流電圧検
出手段と、 前記燃料電池本体からの直流電力を消費する直流電力消
費手段と、 前記直流電圧検出手段により検出された電圧値に基づい
て、前記直流電力消費手段を制御する直流制御手段とを
有することを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項２】 前記直流電力消費手段は、前記直流制御
手段により投入数を変更可能な複数の直流負荷抵抗によ
り構成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料
電池発電装置。 - 【請求項３】 前記直流電力消費手段は、補機用電力を
供給する小容量インバータであることを特徴とする請求
項１記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項４】 負荷に接続された燃料電池本体と、前記
燃料電池からの直流出力を交流に変換して出力する変換
手段と、前記交流の出力電圧を検出する交流電圧検出手
段と、前記交流電圧検出手段により検出された電圧値に
基づいて前記変換手段を制御する交流制御手段とを有す
る燃料電池発電装置において、 前記燃料電池本体からの直流電圧を検出する直流電圧検
出手段と、 前記燃料電池本体の空気極側へのガス供給路に設けられ
たガス供給量の調整手段と、 前記直流電圧検出手段によって検出される直流電圧に応
じて、前記調整手段を制御する燃料側供給ガス制御手段
とを有することを特徴とする燃料電池発電装置。 - 【請求項５】 前記調整手段は、燃料電池本体への空気
供給ラインに接続された空気流量調整弁であることを特
徴とする請求項４項記載の燃料電池発電装置。 - 【請求項６】 前記調整手段は、燃料電池本体への空気
供給ラインに合流する不活性ガス供給ラインに接続され
た不活性ガス流量調整弁であることを特徴とする請求項
４記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125868A JPH09306530A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125868A JPH09306530A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306530A true JPH09306530A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14920928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125868A Pending JPH09306530A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306530A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014082059A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Rohm Co Ltd | 発電装置 |
| JP2017188472A (ja) * | 2017-06-14 | 2017-10-12 | 株式会社東芝 | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP8125868A patent/JPH09306530A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014082059A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Rohm Co Ltd | 発電装置 |
| JP2017188472A (ja) * | 2017-06-14 | 2017-10-12 | 株式会社東芝 | 燃料電池システムおよびその運転方法 |
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