RU2334308C2 - Устройство для управления работой системы топливного элемента и способ такого управления - Google Patents
Устройство для управления работой системы топливного элемента и способ такого управления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334308C2 RU2334308C2 RU2006134425/09A RU2006134425A RU2334308C2 RU 2334308 C2 RU2334308 C2 RU 2334308C2 RU 2006134425/09 A RU2006134425/09 A RU 2006134425/09A RU 2006134425 A RU2006134425 A RU 2006134425A RU 2334308 C2 RU2334308 C2 RU 2334308C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amount
- heat consumption
- generated
- model
- data
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 85
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 52
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 24
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
- H01M8/04358—Temperature; Ambient temperature of the coolant
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
- H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04492—Humidity; Ambient humidity; Water content
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
- H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/30—Fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
- H01M2250/405—Cogeneration of heat or hot water
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе топливного элемента, а более конкретно - к устройству для управления работой системы топливного элемента и к способу такого управления. Согласно изобретению выявляются данные о потреблении тепла, накопленные за определенное время с тем, чтобы быть сохраненными, формируется модель потребления тепла пользователем на основе этих сохраненных данных, и сформированная модель потребления тепла пользователем применяется к выработке электроэнергии топливным элементом. Техническим результатом является улучшение коэффициента полезного действия системы топливного элемента. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе топливного элемента, а более конкретно - к устройству для управления работой системы топливного элемента, способному применять модель потребления тепла пользователем к выработке электроэнергии топливным элементом, и к способу такого управления.
Описание предшествующего уровня техники
Вообще говоря, система топливного элемента служит для непосредственного преобразования энергии топлива в электрическую энергию. Система топливного элемента оснащена анодом и катодом по обе стороны от высокомолекулярной электролитной мембраны. По мере того, как водородное топливо электрохимически окисляется на аноде, а кислород электрохимически восстанавливается на катоде, вырабатываются электроны. Система топливного элемента вырабатывает электрическую энергию, поскольку выработанные электроны движутся.
Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую топливный элемент с протонообменной мембраной (PEMFC), в котором углеводородное топливо, такое как сжиженный природный газ (СПГ), сжиженный нефтяной газ (СНГ), метан CH3OH и так далее (на чертеже - СПГ), подвергается процессу десульфуризации, процессу реформинга и процессу гидроочистки в реформинг-установке, в результате чего получается только водород, с тем, чтобы использоваться в качестве топлива.
Как показано на Фиг.1, традиционная система топливного элемента содержит блок 10 реформинга для вырабатывания водорода из СПГ; блок 20 батареи, соединенный с блоком 10 реформинга и содержащий анод 21, к которому подается полученный водород, и катод 22, к которому подается воздух, для выработки электроэнергии и тепла посредством электрохимической реакции водорода и воздуха; блок 30 выдачи электроэнергии, соединенный с выходом блока 20 батареи, для подачи электроэнергии на нагрузку; блок 40 теплообмена для охлаждения блока 10 реформинга и блока 20 батареи посредством соответственной подачи в них воды; и контроллер (не показан), электрически соединенный с каждым из этих блоков и управляющий работой каждого блока.
Блок 40 теплообмена содержит водяной контейнер 41 для содержания в нем определенного количества воды, трубопровод 42 охлаждающей воды, присоединенный между водяным контейнером 41 и блоком 20 батареи, для пропускания охлаждающей воды в блок 20 батареи, блок 43 излучения тепла, установленный в середине трубопровода 42 охлаждающей воды, для охлаждения воды, повторно собираемой в водяной контейнер 41 из блока 20 батареи, и циркуляционный насос 44, установленный в середине трубопровода 42 охлаждающей воды, для закачивания воды внутри водяного контейнера 41 и подачи закачиваемой воды в блок 20 батареи.
Далее будет пояснена работа традиционной системы топливного элемента.
Сначала углеводородное топливо подвергается реформингу в блоке 10 реформинга, тем самым вырабатывая водород. Выработанный водород подается к аноду 21 блока 20 батареи.
Блок 10 реформинга подает воздух к катоду 22 блока 20 батареи.
На аноде 21 блока батареи происходит окисление, а на катоде 22 блока 20 батареи происходит восстановление.
При протекании окисления и восстановления вырабатываются электроны. Так как выработанные электроны движутся к катоду 22 от анода 21, вырабатывается электроэнергия. Выработанная электроэнергия преобразуется в переменный ток блоком 30 выдачи электроэнергии, а затем подается на разного рода электрические приборы.
Блок 20 батареи одновременно вырабатывает электроэнергию и тепло. Соответственно, вода, содержащаяся в водяном контейнере 41, подается в блок 20 батареи через трубопровод 42 охлаждающей воды посредством циркуляционного насоса 44 блока 40 теплообмена, и вода, подаваемая в блок 20 батареи, повторно собирается в водяной контейнер 41. По мере того, как многократно выполняется процесс подачи воды и процесс повторного сбора воды, блок 20 батареи охлаждается.
Традиционной системой топливного элемента управляли способом, предложенным японской компанией Мацушита (Matsushita).
Фиг.2 представляет собой структурную блок-схему, показывающую конструкцию устройства для управления работой системы топливного элемента в соответствии с традиционным уровнем техники.
Как показано на Фиг.2, традиционное устройство для управления работой системы топливного элемента содержит блок 230 измерения мощности, блок 200 прогнозирования мощности потребления, командный блок 220 выработки электроэнергии и электрогенератор 100 на основе топливного элемента.
Блок 230 измерения мощности измеряет количество электроэнергии (величину мощности), детектируемой энергосистемой 103.
Блок 200 прогнозирования мощности потребления сохраняет количество электроэнергии, измеренное блоком 230 измерения мощности, формирует пользовательскую модель мощности посредством использования сохраненной информации о мощности и формирует прогнозируемое значение мощности потребления.
Блок 200 прогнозирования мощности потребления содержит блок 205 поддержки данных исследования, блок 203 исследования нейронной модели, блок 202 прогнозирования нейронной модели и блок 204 поддержки данных прогноза.
Командный блок 220 выработки электроэнергии подает команду, соответствующую прогнозируемому значению мощности потребления, выведенному из блока 200 прогнозирования мощности потребления, в электрогенератор 100 на основе топливного элемента, и электрогенератор 100 на основе топливного элемента вырабатывает электроэнергию на основе принятой команды.
В традиционном устройстве для управления работой системы топливного элемента прогнозируется величина потребления электроэнергии пользователем, и на основе спрогнозированной информации подается команда на выработку электроэнергии.
Однако, когда традиционный способ применяется к системе топливного элемента летом или в жарком регионе, электрический коэффициент полезного действия снижается сильнее, чем тепловой коэффициент полезного действия.
Например, в то время как летом или в жарком регионе электрический коэффициент полезного действия составляет 35%, тепловой коэффициент полезного действия составляет 50%.
Раскрытие изобретения
Поэтому цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство для управления работой системы топливного элемента, способное улучшить коэффициент полезного действия (эффективность) системы топливного элемента посредством сохранения данных о количестве воды и данных о температуре воды, выявленных за определенное время, формирования модели потребления тепла пользователем на основе этих данных и применения данной модели потребления тепла пользователем к выработке электроэнергии топливным элементом, а также к способу такого управления.
Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с назначением настоящего изобретения, как воплощено и в общих чертах описано здесь, предложено устройство для управления работой системы топливного элемента, содержащее: блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии для формирования модели потребления тепла пользователем и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основании сформированной модели потребления тепла пользователем; и блок формирования команд на выработку электроэнергии для подачи в топливный элемент команды на выработку электроэнергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из блока управления количеством вырабатываемой электроэнергии.
Согласно еще одному варианту воплощения предложено устройство для управления работой системы топливного элемента, содержащее: блок определения количества воды, установленный на трубопроводе отопления с горячей водой, для выявления данных о количестве воды; блок определения температуры, установленный на трубопроводе отопления с горячей водой, для выявления данных о температуре воды; блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии для формирования модели потребления тепла пользователем на основании данных о количестве воды и данных о температуре воды и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основании сформированной модели потребления тепла пользователем; и блок формирования команд на выработку электроэнергии для подачи в топливный элемент команды на выработку электроэнергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из блока управления количеством вырабатываемой электроэнергии.
Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с назначением настоящего изобретения, как воплощено и в общих чертах описано здесь, также предложен способ управления работой системы топливного элемента, включающий в себя: выявление данных о количестве воды и данных о температуре воды; формирование модели потребления тепла пользователем на основании выявленных данных о количестве воды и данных о температуре воды; и считывание количества вырабатываемой электроэнергии на основании модели потребления тепла пользователем и, тем самым, управление количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии.
Вышеприведенные и другие цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеследующего подробного описания настоящего изобретения при его изучении в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые приведены для того, чтобы обеспечить лучшее понимание изобретения, и включены в состав данного описания и составляют его часть, иллюстрируют варианты воплощения изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения.
На этих чертежах:
Фиг.1 представляет собой схему, показывающую систему топливного элемента в соответствии с традиционным уровнем техники;
Фиг.2 представляет собой структурную блок-схему, показывающую конструкцию устройства для управления работой системы топливного элемента в соответствии с традиционным уровнем техники;
Фиг.3 представляет собой структурную блок-схему, показывающую конструкцию устройства для управления работой системы топливного элемента согласно настоящему изобретению; и
Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций способа управления работой системы топливного элемента согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Далее будут подробно рассмотрены предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.
В дальнейшем со ссылкой на прилагаемые чертежи будут более подробно описаны устройство для управления работой системы топливного элемента, способное улучшить коэффициент полезного действия системы топливного элемента посредством сохранения данных о количестве воды и данных о температуре воды, выявленных за определенное время, формирования модели потребления тепла пользователем («пользовательской модели») на основе этих данных и применения данной модели потребления тепла пользователем к выработке электроэнергии топливным элементом, а также способ такого управления.
Фиг.3 представляет собой структурную блок-схему, показывающую конструкцию устройства для управления работой системы топливного элемента согласно настоящему изобретению.
Как показано на Фиг.3, устройство для управления работой системой топливного элемента согласно настоящему изобретению содержит блок 500 определения количества воды, блок 600 определения температуры воды, блок 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии (выработкой электроэнергии) и блок 800 формирования команд на выработку электроэнергии.
Блок 500 определения количества воды установлен на трубопроводе отопления с горячей водой с тем, чтобы выявлять данные о количестве воды, а блок 600 определения температуры установлен в теплой воде отопления с тем, чтобы выявлять данные о температуре воды.
Блок 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии формирует модель потребления тепла пользователем на основании упомянутых данных о количестве воды и упомянутых данных о температуре воды и выдает сигнал управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основании сформированной модели потребления тепла пользователем.
Блок 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии содержит блок 710 хранения, блок 720 формирования модели и блок 730 считывания количества вырабатываемой электроэнергии.
Блок 710 хранения сохраняет данные о количестве воды, данные о температуре воды, эталонную модель потребления тепла согласно сезону/дате/времени и количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее эталонной модели потребления тепла.
В качестве одного из примеров эталонная модель потребления тепла согласно сезону/дате/времени может быть сформирована производителем посредством эксперимента в процессе производства.
В качестве еще одного примера эталонная модель потребления тепла согласно сезону/дате/времени может быть сформирована пользователем на основе данных о количестве воды и данных о температуре воды, накопленных за определенное время.
Блок 720 формирования модели формирует модель потребления тепла пользователем на основе данных о количестве воды и данных о температуре воды.
Блок 730 считывания количества вырабатываемой электроэнергии сравнивает модель потребления тепла пользователем с эталонной моделью потребления тепла, сохраненной в блоке 710 хранения, и считывает количество вырабатываемой электроэнергии согласно результату сравнения.
Если модель потребления тепла пользователем согласуется с эталонной моделью потребления тепла, то блок 730 считывания количества вырабатываемой электроэнергии считывает количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее эталонной модели потребления тепла.
Если модель потребления тепла пользователем не согласуется с эталонной моделью потребления тепла, то блок 730 считывания количества вырабатываемой электроэнергии считывает количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее модели потребления тепла пользователем.
Блок 800 формирования команд на выработку электроэнергии подает в систему топливного элемента команду на выработку электроэнергии, соответствующую сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из блока 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии.
Далее со ссылкой на Фиг.4 будет пояснено функционирование устройства для управления работой системы топливного элемента согласно настоящему изобретению.
Сначала блок 710 хранения сохраняет данные о количестве воды, данные о температуре воды, множество эталонных моделей потребления тепла согласно сезону/дате/времени и количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее этим многочисленным эталонным моделям потребления тепла.
В качестве одного примера эти многочисленные эталонные модели потребления тепла согласно сезону/дате/времени могут быть сформированы производителем посредством эксперимента в процессе производства.
В качестве еще одного примера эти многочисленные эталонные модели потребления тепла согласно сезону/дате/времени могут быть сформированы пользователем на основе данных о количестве воды и данных о температуре воды, накопленных за определенное время.
Затем блок 500 определения количества воды выявляет данные о количестве воды, а блок 600 определения температуры воды выявляет данные о температуре воды (SP1).
Затем блок 720 формирования модели анализирует данные о количестве воды и данные о температуре воды, накопленные за определенное время, и формирует модель потребления тепла пользователем на основе результата анализа (SP2).
Блок 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии сравнивает модель потребления тепла пользователем с многочисленными эталонными моделями потребления тепла, сохраненными в блоке 710 хранения, и управляет количеством вырабатываемой электроэнергии согласно результату сравнения (с SP3 по SP6).
Более конкретно, если модель потребления тепла пользователем согласуется с одной из многочисленных эталонных моделей потребления тепла (SP3), то блок 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии считывает количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее согласующейся эталонной модели потребления тепла (SP4), и управляет выработкой электроэнергии топливным элементом на основании считанного количества вырабатываемой электроэнергии (SP5).
Наоборот, если модель потребления тепла пользователем не согласуется с эталонными моделями потребления тепла, блок 700 управления количеством вырабатываемой электроэнергии управляет количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основании модели потребления тепла пользователем (SP6).
В устройстве для управления работой системы топливного элемента и способе такого управления согласно настоящему изобретению выявляются данные о потреблении тепла, накопленные за определенное время с тем, чтобы быть сохраненными, формируется модель потребления тепла пользователем на основе этих сохраненных данных, и сформированная модель потребления тепла пользователем применяется к выработке электроэнергии топливным элементом. Соответственно коэффициент полезного действия системы топливного элемента по настоящему изобретению может быть улучшен.
Так как настоящее изобретение может быть воплощено в нескольких различных формах без отклонения от его объема и существенных признаков, также должно быть понятно, что вышеописанные варианты воплощения не ограничены какими бы то ни было подробностями предшествующего описания, если не указано иное, а скорее должны трактоваться более широко в пределах его сущности и объема, которые определены в прилагаемой формуле изобретения, и, следовательно, все изменения и модификации, которые попадают в границы и пределы формулы изобретения, или в эквиваленты таких границ и пределов, поэтому подразумеваются охваченными прилагаемой формулой изобретения.
Claims (15)
1. Устройство для управления работой системы топливного элемента, содержащее блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии для формирования модели потребления тепла пользователем и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основании сформированной модели потребления тепла пользователем; блок формирования команд на выработку электроэнергии для подачи в топливный элемент команды на выработку электроэнергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из блока управления количеством вырабатываемой электроэнергии.
2. Устройство по п.1, в котором блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии формирует модель потребления тепла пользователем на основании данных о количестве воды и данных о температуре воды, выявленных блоками, установленными на трубопроводе отопления с горячей водой, за определенное время.
3. Устройство по п.1, в котором блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии содержит блок хранения для сохранения данных о количестве воды и данных о температуре воды, выявленных блоками, установленными на трубопроводе отопления с горячей водой, множества эталонных моделей потребления тепла согласно сезону/дате/времени и количества вырабатываемой электроэнергии, соответствующего каждой из многочисленных эталонных моделей потребления тепла; блок формирования модели для формирования модели потреблении тепла пользователем на основе упомянутых данных о количестве воды и упомянутых данных о температуре воды; блок считывания количества вырабатываемой электроэнергии для сравнения модели потребления тепла пользователем, сформированной блоком формирования модели, с многочисленными эталонными моделями потребления тепла, сохраненными в блоке хранения, и считывания количества вырабатываемой электроэнергии согласно результату сравнения.
4. Устройство для управления работой системы топливного элемента, содержащее блок определения количества воды, установленный на трубопроводе отопления с горячей водой, для выявления данных о количестве воды; блок определения температуры воды, установленный на трубопроводе отопления с горячей водой, для выявления данных о температуре воды; блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии для формирования модели потребления тепла пользователем и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основе сформированной модели потребления тепла пользователем; блок формирования команд на выработку электроэнергии для подачи в топливный элемент команды на выработку электроэнергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из блока управления количеством вырабатываемой электроэнергии.
5. Устройство по п.4. в котором блок управления количеством вырабатываемой электроэнергии содержит блок хранения для сохранения упомянутых данных о количестве воды, упомянутых данных о температуре воды, множества эталонных моделей потребления тепла согласно сезону/дате/времени и количества вырабатываемой электроэнергии, соответствующего каждой из многочисленных эталонных моделей потребления тепла; блок формирования модели для формирования модели потребления тепла пользователем на основе упомянутых данных о количестве воды и упомянутых данных о температуре воды; блок считывания количества вырабатываемой электроэнергии для сравнения модели потребления тепла пользователем, сформированной блоком формирования модели, с многочисленными эталонными моделями потребления тепла, сохраненными в блоке хранения, и считывания количества вырабатываемой электроэнергии согласно результату сравнения.
6. Устройство по п.5, в котором в том случае, если модель потребления тепла пользователем согласуется с одной из эталонных моделей потребления тепла, блок считывания количества вырабатываемой электроэнергии считывает количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее согласующейся эталонной модели потребления.
7. Устройство по п.5, в котором в том случае, если модель потребления тепла пользователем не согласуется с эталонными моделями потребления тепла, блок считывания количества вырабатываемой электроэнергии считывает количество вырабатываемой электроэнергии, соответствующее модели потребления тепла пользователем.
8. Устройство по п.5, в котором эталонная модель потребления тепла согласно сезону/дате/времени сформирована производителем посредством эксперимента в процессе производства.
9. Устройство по п.5, в котором эталонная модель потребления тепла согласно сезону/дате/времени формируется пользователем на основе упомянутых данных о количестве воды и упомянутых данных о температуре воды, накопленных за определенное время.
10. Способ управления работой системы топливного элемента, включающий в себя выявление данных о количестве воды и данных о температуре воды блоками, установленными на трубопроводе отопления с горячей водой; формирование модели потребления тепла пользователем на основе выявленных данных о количестве воды и данных о температуре воды; считывание количества вырабатываемой электроэнергии на основании модели потребления тепла пользователем и, тем самым, управление количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии.
11. Способ по п.10, в котором этап управления количеством вырабатываемой электроэнергии включает в себя сравнение модели потребления тепла пользователем с многочисленными эталонными моделями потребления тепла; если модель потребления тепла пользователем согласуется с одной из эталонных моделей потребления тепла, то считывание количества вырабатываемой электроэнергии, соответствующего согласующейся эталонной модели потребления, посредством блока считывания количества вырабатываемой электроэнергии.
12. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя управление количеством вырабатываемой топливным элементом электроэнергии на основе модели потребления тепла пользователем, если эта модель потребления тепла пользователем не согласуется с эталонными моделями потребления тепла.
13. Способ по п.10, дополнительно включающий в себя сохранение множества эталонных моделей потребления тепла согласно сезону/дате/времени на основе упомянутых данных о количестве воды и упомянутых данных о температуре воды, накопленных за определенное время; сохранение количества вырабатываемой электроэнергии, соответствующего каждой из многочисленных моделей потребления тепла.
14. Способ по п.13, в котором многочисленные эталонные модели потребления тепла согласно сезону/дате/времени формируются производителем посредством эксперимента в процессе производства.
15. Способ по п.13, в котором многочисленные эталонные модели потребления тепла согласно сезону/дате/времени формируются пользователем на основе упомянутых данных о количестве воды и упомянутых данных о температуре воды, накопленных за определенное время.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050090827A KR100664073B1 (ko) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | 연료전지 시스템의 운전 제어 방법 |
| KR10-2005-0090827 | 2005-09-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134425A RU2006134425A (ru) | 2008-04-20 |
| RU2334308C2 true RU2334308C2 (ru) | 2008-09-20 |
Family
ID=37622017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134425/09A RU2334308C2 (ru) | 2005-09-28 | 2006-09-27 | Устройство для управления работой системы топливного элемента и способ такого управления |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070072033A1 (ru) |
| EP (1) | EP1770805A2 (ru) |
| KR (1) | KR100664073B1 (ru) |
| CN (1) | CN1941469A (ru) |
| RU (1) | RU2334308C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482577C2 (ru) * | 2008-11-04 | 2013-05-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Устройство управления генерированием энергии и способ управления генерированием энергии для топливного элемента |
| RU2516224C2 (ru) * | 2012-02-02 | 2014-05-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ диагностирования топливного элемента |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8819205B2 (en) * | 2007-10-19 | 2014-08-26 | Hitachi, Ltd. | Content transfer system, content transfer method and home server |
| JP5403971B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2014-01-29 | 京セラ株式会社 | 燃料電池システム |
| KR101022012B1 (ko) * | 2009-02-13 | 2011-03-16 | 주식회사 동양건설산업 | 충전기를 갖는 연료 전지 시스템 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1465113A (zh) * | 2001-06-18 | 2003-12-31 | 松下电器产业株式会社 | 发电及废热供暖装置、发电及废热供暖方法、程序、以及媒体 |
| JP4150974B2 (ja) | 2004-03-12 | 2008-09-17 | 矢崎総業株式会社 | ハイブリッド蓄熱システム |
| JP4688430B2 (ja) | 2004-03-31 | 2011-05-25 | 株式会社ガスター | 給湯熱源システム |
| KR100664074B1 (ko) * | 2005-09-28 | 2007-01-03 | 엘지전자 주식회사 | 연료전지 시스템의 운전 제어방법 |
-
2005
- 2005-09-28 KR KR1020050090827A patent/KR100664073B1/ko active IP Right Grant
-
2006
- 2006-09-18 EP EP06019469A patent/EP1770805A2/en not_active Withdrawn
- 2006-09-21 CN CNA2006101388791A patent/CN1941469A/zh active Pending
- 2006-09-26 US US11/535,440 patent/US20070072033A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-27 RU RU2006134425/09A patent/RU2334308C2/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482577C2 (ru) * | 2008-11-04 | 2013-05-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Устройство управления генерированием энергии и способ управления генерированием энергии для топливного элемента |
| US9246182B2 (en) | 2008-11-04 | 2016-01-26 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power generation control device and power generation control method for fuel cell |
| RU2516224C2 (ru) * | 2012-02-02 | 2014-05-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ диагностирования топливного элемента |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134425A (ru) | 2008-04-20 |
| KR100664073B1 (ko) | 2007-01-03 |
| EP1770805A2 (en) | 2007-04-04 |
| CN1941469A (zh) | 2007-04-04 |
| US20070072033A1 (en) | 2007-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090297900A1 (en) | Fuel Cell System | |
| RU2334308C2 (ru) | Устройство для управления работой системы топливного элемента и способ такого управления | |
| RU2327256C1 (ru) | Устройство для управления работой системы топливных элементов и его способ | |
| JP4511878B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| US11616244B2 (en) | Electrochemical apparatus and hydrogen system | |
| RU2325010C1 (ru) | Топливный элемент, способный к зависящей от нагрузки работе | |
| JP2003229154A (ja) | 余剰電力制御システム、余剰電力制御方法及び電力供給システム | |
| JP4669654B2 (ja) | 小型燃料電池システム | |
| US20070275279A1 (en) | Fuel cell system | |
| US8808935B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP4677023B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2000018718A (ja) | 発電機能付き温水器 | |
| KR100700548B1 (ko) | 연료전지의 난방/온수 제어 장치 및 그 방법 | |
| JP4263401B2 (ja) | 燃料電池発電システムおよびその制御方法 | |
| Fu et al. | Global self-optimizing control of a solid oxide fuel cell | |
| KR101032775B1 (ko) | 가정용 연료전지시스템 | |
| JP4325306B2 (ja) | 燃料電池システムの運転制御装置 | |
| US20110151344A1 (en) | Method of controlling fuel cell system | |
| KR101323633B1 (ko) | 정치형 연료전지 시스템 소프트센싱 장치 및 방법 | |
| RU2794591C1 (ru) | Система топливных элементов | |
| JP3939333B2 (ja) | 給湯システム | |
| KR101313876B1 (ko) | 정치형 연료전지 시스템의 운전비용 관리 방법 | |
| JP7423820B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2002184441A (ja) | 燃料電池装置 | |
| KR101313880B1 (ko) | 정치형 연료전지 시스템의 효율 관리 방법 |