JP2002237321A - Power supply system - Google Patents

Power supply system

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JP2002237321A
JP2002237321A JP2001031757A JP2001031757A JP2002237321A JP 2002237321 A JP2002237321 A JP 2002237321A JP 2001031757 A JP2001031757 A JP 2001031757A JP 2001031757 A JP2001031757 A JP 2001031757A JP 2002237321 A JP2002237321 A JP 2002237321A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system wherein an appropriate electric power to cope with driving conditions of loads while securing a high electric generating efficiency, in cases where the power supply system of a fuel cell or the like is applied to portable electric power supply. SOLUTION: This power supply system is constituted to have a fuel pack 10 in which a fuel for power generation is enclosed and the power module 20 to generate electric power based on the fuel for the power generation, and the power generation part 21 constituting the power module 20 has a plurality of reforming parts 21 to reform the fuel for the power generation individually supplied from the fuel pack 10 and extracts hydrogen individually contained in the fuel for the power generation, and a plurality of power generation part bodies 21a to individually generate a prescribed electric energy by means of an electrochemical reaction using hydrogen gas generated by the reforming part 21b and oxygen gas in the atmospheric air.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電源システムに関
し、特に、エネルギーの利用効率が高い可搬型の電源シ
ステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply system, and more particularly, to a portable power supply system having high energy utilization efficiency.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、民生用や産業用のあらゆる分野に
おいて、様々な化学電池が使用されている。例えば、ア
ルカリ乾電池やマンガン乾電池等の一次電池は、時計や
カメラ、玩具、携帯型の音響機器等に多用されており、
我が国に限らず、世界的な観点からも最も生産数量が多
く、安価かつ入手が容易という特徴を有している。2. Description of the Related Art In recent years, various types of chemical batteries have been used in all fields of consumer and industrial use. For example, primary batteries such as alkaline batteries and manganese batteries are widely used in watches, cameras, toys, portable audio equipment, and the like.
Not only in Japan, but also from a global perspective, it has the largest production volume, is inexpensive and easily available.

【０００３】一方、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッ
ケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池等の二次電池
は、近年普及が著しい携帯電話や携帯情報端末（ＰＤ
Ａ）、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等
の携帯機器に多用されており、繰り返し充放電ができる
ことから経済性に優れた特徴を有している。また、二次
電池のうち、鉛蓄電池は、車両や船舶の起動用電源、あ
るいは、産業設備や医療設備における非常用電源等とし
て利用されている。[0003] On the other hand, secondary batteries such as nickel-cadmium storage batteries, nickel-metal hydride storage batteries, and lithium-ion batteries have been widely used in recent years.
A), which is widely used in portable devices such as digital video cameras and digital still cameras, and has features of being economical because it can be repeatedly charged and discharged. Among secondary batteries, a lead storage battery is used as a power supply for starting a vehicle or a ship, or as an emergency power supply in industrial equipment or medical equipment.

【０００４】ところで、近年、環境問題やエネルギー問
題への関心の高まりに伴い、上述したような化学電池の
使用後の廃棄に関する問題やエネルギー変換効率の問題
がクローズアップされている。特に、一次電池において
は、上述したように、製品価格が安価で入手が容易なう
え、電源として利用する機器も多く、しかも、基本的に
一度放電されると電池容量を回復することができない、
一回限りの利用（いわゆる、使い捨て）しかできないた
め、年間の廃棄量が数百万トンに上っている。ここで、
化学電池全体では、リサイクルにより回収される比率
は、概ね２０％程度に過ぎず、残りの８０％程度が自然
界に投棄又は埋め立て処理されている、とする統計資料
もあり、このような未回収の電池に含まれる水銀やイン
ジウム等の重金属による環境破壊や、自然環境の美観の
悪化が懸念されている。[0004] In recent years, with the growing interest in environmental issues and energy issues, the above-mentioned issues regarding disposal of chemical batteries after use and issues regarding energy conversion efficiency have been highlighted. In particular, in the primary battery, as described above, the product price is inexpensive and easily available, and there are many devices used as a power source, and the battery capacity cannot be recovered basically once discharged.
Since it can be used only once (so-called disposable), annual waste amounts to several million tons. here,
According to statistical data, the ratio of the entire chemical battery recovered by recycling is only about 20%, and the remaining 80% is dumped or landfilled in nature. There is a concern about environmental destruction due to heavy metals such as mercury and indium contained in batteries and deterioration of aesthetics of the natural environment.

【０００５】また、エネルギー資源の利用効率の観点か
ら上記化学電池を検証すると、一次電池においては、放
電可能エネルギーの概ね３００倍のエネルギーを使用し
て生産されているため、エネルギー利用効率が１％にも
満たない。これに対して、繰り返し充放電が可能で経済
性に優れた二次電池であっても、家庭用電源（コンセン
ト）等から充電を行う場合、発電所における発電効率や
送電損失等により、エネルギー利用効率が概ね１２％程
度にまで低下してしまうため、必ずしもエネルギー資源
の有効利用が図られているとは言えなかった。When the above-mentioned chemical battery is examined from the viewpoint of energy resource utilization efficiency, the primary battery is produced using approximately 300 times the energy of the dischargeable energy, so that the energy utilization efficiency is 1%. Even less. On the other hand, even if a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged and has excellent economic efficiency is charged from a household power supply (outlet) or the like, energy is not used due to power generation efficiency and power transmission loss at the power plant. Since the efficiency is reduced to about 12%, it cannot be said that the effective use of energy resources is necessarily achieved.

【０００６】そこで、近年、環境への影響が少なく、か
つ、３０〜４０％程度の極めて高いエネルギー利用効率
を実現することができる、いわゆる、燃料電池が注目さ
れ、車両用の駆動電源や家庭用のコジェネレーションシ
ステム等への適用を目的として、あるいは、上述したよ
うな化学電池の代替えを目的として、実用化のための研
究、開発が盛んに行われている。なお、燃料電池の具体
的な構成等については、発明の詳細な説明において詳述
する。[0006] In recent years, a so-called fuel cell, which has little impact on the environment and can realize an extremely high energy use efficiency of about 30 to 40%, has been attracting attention, and has been attracting attention as a drive power source for vehicles and home use. Research and development for practical use are being actively conducted for the purpose of application to a cogeneration system or the like, or for the purpose of replacing the above-mentioned chemical battery. The specific configuration and the like of the fuel cell will be described in detail in the detailed description of the invention.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後、
燃料電池等のエネルギー利用効率が高い電源システムを
小型軽量化して、可搬型又は携帯型のポータブル電源、
例えば、上述したような化学電池の代替え（互換品）と
して適用するためには、様々な問題を解決する必要があ
る。[Problems to be solved by the invention] However,
A compact and lightweight power supply system with high energy use efficiency such as fuel cells, portable or portable portable power supply,
For example, various problems need to be solved in order to be applied as a substitute (compatible product) for the above-described chemical battery.

【０００８】具体的には、例えば、化学電池において
は、基本的に正極及び負極の端子を負荷に接続するだけ
で、所定の電圧及び電流が供給されて負荷を駆動するこ
とができるのに対して、燃料電池等においては、燃料の
化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電器
としての機能を有しているので、負荷を適切に駆動する
ために、電気エネルギーの発生量を調整制御する必要が
ある。Specifically, for example, in a chemical battery, a predetermined voltage and current can be supplied and a load can be driven simply by connecting a positive electrode and a negative electrode to a load. Since a fuel cell or the like has a function as a power generator that directly converts the chemical energy of fuel into electric energy, it is necessary to adjust and control the amount of electric energy generated in order to drive the load appropriately. There is.

【０００９】一方、発電器は、一般に、出力している電
力に応じて発電効率が異なり、限られた電力領域におい
てのみ、最大（最高）の発電効率が実現される。そのた
め、発電器（燃料電池等）に接続された負荷の駆動状態
が変化した場合、その変化に応じて、上記電気エネルギ
ーの発生量（出力電力に相当）を調整制御すると、高い
発電効率を確保することができなくなり、発電用燃料の
利用／変換効率の低下を招くという問題を有していた。On the other hand, a power generator generally has a different power generation efficiency depending on the output power, and the maximum (highest) power generation efficiency is realized only in a limited power region. Therefore, when the driving state of the load connected to the power generator (such as a fuel cell) changes, the generation amount of the electric energy (corresponding to the output power) is adjusted and controlled in accordance with the change, thereby ensuring high power generation efficiency. And the use / conversion efficiency of the fuel for power generation is reduced.

【００１０】そこで、本発明は、上述した問題点に鑑
み、燃料電池等の電源システムをポータブル電源に適用
する場合に、高い発電効率を確保しつつ、負荷の駆動状
態に応じた適切な電力を出力することができる電源シス
テムを提供することを目的とする。[0010] In view of the above-mentioned problems, the present invention, when a power supply system such as a fuel cell is applied to a portable power supply, secures a high power generation efficiency and supplies appropriate power according to the driving state of the load. It is an object to provide a power supply system capable of outputting.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電源システ
ムは、発電用燃料が封入された燃料封入部と、該燃料封
入部から供給される前記発電用燃料を用いて電気エネル
ギーを発生する発電モジュールと、を備え、前記発電モ
ジュールは、前記電気エネルギーが供給される所定の負
荷の駆動状熊に応じて、前記電気エネルギーの発生量を
設定制御する出力設定制御手段と、該出力設定制御手段
により個別に動作状態が制御される複数の発電部と、を
有していることを特徴としている。According to the present invention, there is provided a power supply system comprising: a fuel filling section in which fuel for power generation is filled; and a power generation system for generating electric energy by using the fuel for power generation supplied from the fuel filling section. A power setting module, the power generation module comprising: an output setting control unit configured to set and control an amount of generation of the electric energy in accordance with a driving state of a predetermined load to which the electric energy is supplied; and the output setting control unit. And a plurality of power generation units whose operation states are individually controlled by the power generation unit.

【００１２】すなわち、燃料封入部（燃料パック）に充
填、封入された液体又は気体からなる発電用燃料、又
は、該発電用燃料から供給される特定の成分（例えば、
水素）を用いて発電を行う発電モジュール（発電器）を
備えたポータブル型の電源システムにおいて、発電モジ
ュールは、複数の発電部に分割され、電源システムに接
続される負荷の駆動に必要とされる電気エネルギーに応
じて、出力設定制御手段により該複数の発電部の動作状
態（発電状態）が制御されるように構成されている。That is, a fuel or a specific component supplied from the fuel for power generation (eg, a liquid or gas) filled or sealed in a fuel filler (fuel pack).
In a portable power supply system including a power generation module (power generator) that generates power using hydrogen), the power generation module is divided into a plurality of power generation units and is required for driving a load connected to the power supply system. The operation state (power generation state) of the plurality of power generation units is controlled by the output setting control means in accordance with the electric energy.

【００１３】これにより、負荷の駆動状態に対応した電
気エネルギーが発生されるように、所定の発電部が起動
され、かつ、該発電部が最も発電効率の良い動作状態に
なるように制御されるので、負荷の駆動状態が変動した
場合であっても、該変動に対応した適切な電気エネルギ
ーを高効率で発生して出力することができ、発電用燃料
の浪費を抑制して、化石燃料等のエネルギー資源の利用
／変換効率を大幅に高めた電源システムを提供すること
ができる。Thus, a predetermined power generation unit is started so that electric energy corresponding to the driving state of the load is generated, and the power generation unit is controlled so as to be in an operation state with the highest power generation efficiency. Therefore, even when the driving state of the load fluctuates, appropriate electric energy corresponding to the fluctuation can be generated and output with high efficiency, suppressing waste of fuel for power generation, fossil fuel, etc. And a power supply system with greatly improved energy resource utilization / conversion efficiency.

【００１４】ここで、上記複数の発電部は、各々均一な
発電能力を備え、かつ、出力設定制御手段は、負荷の駆
動状態に応じて、複数の発電部のうち、所定の数の発電
部を動作するように設定制御するものであってもよい
し、また、上記複数の発電部は、各々異なる発電能力を
備え、かつ、出力設定制御手段は、負荷の駆動状態に応
じて、複数の発電部のうち、所定の発電部を動作するよ
うに設定制御するものであってもよい。Here, the plurality of power generation units each have a uniform power generation capability, and the output setting control means includes a predetermined number of power generation units among the plurality of power generation units in accordance with the driving state of the load. May be set and controlled to operate, and the plurality of power generation units may have different power generation capacities, and the output setting control unit may control the plurality of power generation units according to the driving state of the load. Among the power generating units, a unit that performs setting control to operate a predetermined power generating unit may be used.

【００１５】すなわち、所定（一定）の発電能力を備え
た発電部を動作させる数、又は、各々異なる発電能力を
備えた発電部の選択を、電気エネルギーが供給される負
荷の駆動状態に応じて設定制御する。これにより、各発
電部を高い発電効率で動作させつつ、動作する発電部の
数、又は、発電能力を制御することにより、任意の電気
エネルギーを高い発電効率で発生して、負荷に適切に供
給することができるので、発電用燃料の浪費を抑制し
て、エネルギー資源の利用／変換効率を大幅に向上する
ことができる。That is, the number of operating power generating units having a predetermined (constant) power generating capability or the selection of power generating units each having a different power generating capability is determined according to the driving state of a load to which electric energy is supplied. Control settings. By controlling the number of operating power generation units or power generation capacity while operating each power generation unit with high power generation efficiency, any electric energy can be generated with high power generation efficiency and appropriately supplied to the load. Therefore, waste of power generation fuel can be suppressed, and utilization / conversion efficiency of energy resources can be greatly improved.

【００１６】なお、上記複数の発電部が、各々異なる発
電能力を備える場合にあっては、該複数の発電部は、特
定の発電部を基準として、各々２ｎ倍（ｎ＝１、２、
３、・・・）の異なる発電能力を備えているように構成
することができる。これにより、各発電部を高い発電効
率で動作させつつ、選択する発電部の発電能力の組合せ
により、基準となる発電部能力の２倍、３倍、４倍、・
・・２ｎ＋ １倍の２ｎ＋１段階の発電能力を、少ない数
の発電部で実現することができるので、上記出力設定制
御部の処理負担を軽減しつつ、負荷の駆動状態の変動に
対応して設定される電気エネルギーの総量を細かく調整
することができ、発電用燃料の浪費を抑制して、エネル
ギー資源の利用／変換効率を大幅に向上することができ
る。When the plurality of power generation units have different power generation capacities, each of the plurality of power generation units is 2 n times (n = 1, 2,...) With respect to a specific power generation unit.
3,...). Thereby, while operating each power generation unit with high power generation efficiency, the power generation capacity of the selected power generation unit can be selected to be twice, three times, four times,.
The ·· 2 n + 1 times 2 n + 1 stages of power generation capacity, it is possible to realize a small number of the power generation unit, while reducing the processing load of the output setting control unit, with the variation of the driving state of the load It is possible to finely adjust the total amount of electric energy set in advance, suppress waste of fuel for power generation, and greatly improve the use / conversion efficiency of energy resources.

【００１７】この場合、上記出力設定制御部は、電気エ
ネルギーが供給される負荷の駆動状態に応じて、複数の
発電部への発電用燃料の供給量を制御して、電気エネル
ギーの発生量を制御するように構成されているものであ
ってもよい。これにより、各発電部に供給される発電用
燃料の量を調整して、負荷の駆動状態に対応し、かつ、
最も発電効率が高くなるように、各発電部の動作状態を
制御して適切な電気エネルギーを発生、出力することが
できるので、電源システムとしての燃料消費量の削減及
び発電効率の向上を図ることができ、少ない燃料で長時
間の発電を可能とすることができる。In this case, the output setting control unit controls the supply amount of the fuel for power generation to the plurality of power generation units in accordance with the driving state of the load to which the electric energy is supplied, and reduces the amount of the generated electric energy. It may be configured to control. Thereby, the amount of the fuel for power generation supplied to each power generation unit is adjusted to correspond to the driving state of the load, and
Since the operating state of each power generation unit can be controlled to generate and output appropriate electric energy so that the power generation efficiency is the highest, reduction of fuel consumption and improvement of power generation efficiency as a power supply system can be achieved. Therefore, it is possible to generate power for a long time with a small amount of fuel.

【００１８】また、上記複数の発電部は、各々、発電用
燃料が直接的又は間接的に供給される燃料極と、空気中
の酸素が供給される空気極と、を備え、燃料極及び空気
極における電気化学反応により、電気エネルギーを発生
するように構成されているものであってもよく、さら
に、発電用燃料が直接的又は間接的に供給され、該発電
用燃料の燃焼反応に基づいて、電気エネルギーを発生す
るように構成されているものであってもよい。Each of the plurality of power generation units includes a fuel electrode to which fuel for power generation is supplied directly or indirectly, and an air electrode to which oxygen in the air is supplied. It may be configured to generate electric energy by an electrochemical reaction at the pole, and furthermore, the fuel for power generation is supplied directly or indirectly, and based on the combustion reaction of the fuel for power generation. , And may be configured to generate electrical energy.

【００１９】すなわち、発電モジュール（各発電部）に
おける電気エネルギーの発生方法（発電方法）は、発電
用燃料を用いた電気化学反応によるもの、例えば、各発
電部を構成する燃料極（カソード）に供給される発電用
燃料（水素）と、空気極（アノード）に供給される酸素
による電気化学反応により電気エネルギーを発生する燃
料電池を良好に適用することができるし、発電用燃料を
用いた燃焼反応によるもの、例えば、ガス燃焼型タービ
ン発電器やゼーベック効果を利用した温度差発電器によ
るものを良好に適用することもできる。That is, a method of generating electric energy (power generation method) in the power generation module (each power generation unit) is based on an electrochemical reaction using fuel for power generation, for example, a method of generating a fuel electrode (cathode) constituting each power generation unit. A fuel cell that generates electric energy by an electrochemical reaction between the supplied power generation fuel (hydrogen) and the oxygen supplied to the air electrode (anode) can be applied favorably, and combustion using the power generation fuel A reactor based on a reaction, for example, a gas-fired turbine generator or a temperature difference generator utilizing the Seebeck effect can be suitably applied.

【００２０】これにより、汎用の化学電池に比較して、
極めてエネルギー利用効率の高い燃料電池やガス燃焼型
タービン発電器等の発電手段を適用することができるの
で、電気エネルギーの効率的な発生（発電）を行うこと
ができ、エネルギー資源の消費量を削減して有効な利用
を図ることができる。As a result, compared to a general-purpose chemical battery,
Since power generation means such as fuel cells and gas-fired turbine generators with extremely high energy use efficiency can be applied, electric energy can be efficiently generated (power generation) and energy consumption is reduced. And effective use can be achieved.

【００２１】ここで、本発明に係る電源システムに用い
る発電用燃料として、メタノールや天然ガス等の水素を
含む燃焼性の液体（又は、液化）燃料又は気体燃料を適
用し、発電部内で改質ガス化して、又は、直接発電に用
いるものであってもよい。これにより、比較的簡易な構
成で電気化学反応や燃焼反応を促進して、所望の電気エ
ネルギーを発生することができるので、電源システムの
小型化及びエネルギーの利用／変換効率の向上を図るこ
とができる。Here, a combustible liquid (or liquefied) fuel or a gaseous fuel containing hydrogen such as methanol or natural gas is applied as a fuel for power generation used in the power supply system according to the present invention, and reformed in the power generation unit. It may be gasified or used for direct power generation. This facilitates the electrochemical reaction and combustion reaction with a relatively simple configuration and can generate desired electric energy, so that the power supply system can be downsized and the energy use / conversion efficiency can be improved. it can.

【００２２】なお、本発明に係る電源システムは、発電
モジュールにより発生される電気エネルギーが、各種汎
用の化学電池のうちの１種と同等の電気的特性を示すよ
うに構成され、さらに、燃料封入部及び発電モジュール
を組み合わせた物理的外形形状が、汎用の化学電池のう
ちの１種の形状及び寸法と同等に構成されているもので
あってもよく、これによれば、電気的特性及び外形形状
において、汎用の化学電池との互換性を有することにな
るので、極めてエネルギー変換効率の高い電源システム
を既存の電池の市場に支障なく普及させることができ
る。The power supply system according to the present invention is configured such that the electric energy generated by the power generation module has the same electrical characteristics as one of various general-purpose chemical batteries, The physical outer shape combining the unit and the power generation module may be configured to be equivalent to one shape and size of a general-purpose chemical battery. In terms of shape, the battery has compatibility with general-purpose chemical batteries, so that a power supply system with extremely high energy conversion efficiency can be widely spread in the existing battery market.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電池システム
について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発
明に係る電源システムの基本構成を示すブロック図であ
る。本発明に係る電源システムは、図１に示すように、
大別して、発電用燃料が封入された燃料パック１０（燃
料封入部）と、燃料パック１０から供給される発電用燃
料に基づいて、電気エネルギーを発生（発電）する発電
モジュール２０と、を有して構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a battery system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a power supply system according to the present invention. The power supply system according to the present invention, as shown in FIG.
It roughly includes a fuel pack 10 (fuel filling portion) in which fuel for power generation is filled, and a power generation module 20 that generates (generates) electric energy based on the fuel for power generation supplied from the fuel pack 10. It is configured.

【００２４】＜第１の実施形態＞以下、本発明に係る電
源システムの各構成について、第１の実施形態を示して
具体的に説明する。電源システムは、燃料により発電
し、負荷に電気エネルギーを供給する発電モジュール２
０と、発電モジュール２０に燃料を供給する燃料パック
１０と、から構成されている。 （Ａ）燃料パック１０ 燃料パック１０は、その組成に水素を含有する液体（又
は、液化）燃料又は気体燃料が、充填、封入された密閉
性の高い燃料貯蔵容器であって、上記発電モジュール２
０に対して、一体的に結合された構成、又は、着脱可能
に結合された構成を有している。燃料パック１０に封入
された発電用燃料は、（燃料パック１０が発電モジュー
ル２０に結合された状態でのみ）出力制御部２３を介し
て、発電部２１において負荷（図示を省略）に出力され
る電気エネルギーを生成するために必要な所定の供給量
が取り込まれる。<First Embodiment> Each configuration of the power supply system according to the present invention will be specifically described with reference to a first embodiment. The power supply system is a power generation module 2 that generates power using fuel and supplies electric energy to a load.
0 and a fuel pack 10 for supplying fuel to the power generation module 20. (A) Fuel Pack 10 The fuel pack 10 is a highly hermetically sealed fuel storage container filled and filled with a liquid (or liquefied) fuel or a gaseous fuel containing hydrogen in its composition.
0 has a configuration integrally connected or a configuration connected detachably. The fuel for power generation sealed in the fuel pack 10 is output to the load (not shown) in the power generation unit 21 via the output control unit 23 (only when the fuel pack 10 is connected to the power generation module 20). A predetermined supply required to generate electrical energy is captured.

【００２５】ここで、燃料パック１０は、上記燃料貯蔵
容器としての機能を有しつつ、特定の環境下において、
元来自然界に存在し、かつ、自然を構成する物質への変
換が可能な材料により構成されていることが好ましい。
すなわち、燃料パック１０は、例えば、自然界に投棄又
は埋め立て処理された場合であっても、土壌中の微生物
や酵素等の働き、あるいは、太陽光線の照射、雨水や大
気等により、自然界に無害な物質（元来自然界に存在
し、かつ、自然を構成する物質、例えば、水と二酸化炭
素等）に変換される各種の分解反応、例えば、生分解性
や光分解性、加水分解性、酸化分解性等の分解性を有
し、かつ、封入される燃料との接触により、少なくとも
短期間で分解される恐れがなく、また、封入される燃料
を、少なくとも短期間で燃料としての利用が不可能とな
るほど変質させるものではなく、さらに、外的な物理適
応力に対して十分な強度を有する特性を備えた高分子材
料（プラスチック）により構成することができる。Here, the fuel pack 10 has a function as the above-mentioned fuel storage container, and in a specific environment,
It is preferable to be made of a material that originally exists in nature and can be converted into a substance that constitutes nature.
That is, for example, even when the fuel pack 10 is dumped or landfilled in the natural world, it is harmless to the natural world due to the action of microorganisms and enzymes in the soil, or irradiation of sunlight, rainwater and the atmosphere. Various decomposition reactions that are converted to substances (naturally existing in the natural world and constituting nature, such as water and carbon dioxide), such as biodegradability, photodegradability, hydrolyzability, and oxidative degradation Decomposability such as properties, and there is no risk of being decomposed at least in a short time due to contact with the encapsulated fuel, and the encapsulated fuel cannot be used as a fuel in at least a short time The material can be made of a polymer material (plastic) having characteristics that have sufficient strength against external physical adaptability.

【００２６】また、燃料パック１０は、人為的な加熱・
焼却処理や薬品・化学処理等を行った場合であっても、
有機塩素化合物（ダイオキシン類；ポリ塩化ジベンゾパ
ラジオキシン、ポリ塩化ジベンゾフラン）や塩化水素ガ
ス、重金属等の有害物質、環境汚染物質の発生が少な
い、又は、抑制された材料により構成されているもので
あってもよい。Further, the fuel pack 10 is heated
Even when incineration or chemical / chemical treatment is performed,
It is composed of materials that generate little or no harmful substances such as organic chlorine compounds (dioxins; polychlorinated dibenzoparadioxin, polychlorinated dibenzofuran), hydrogen chloride gas, heavy metals, and environmental pollutants, or contain them. You may.

【００２７】なお、上述したように、化学電池のリサイ
クルによる回収率は、僅か２０％程度に過ぎず、残りの
８０％程度が自然界に投棄又は埋め立て処理されている
現状を鑑みると、燃料パック１０の材料としては、生分
解性プラスチックを適用することが望ましく、具体的に
は、石油系又は植物系原料から合成される化学合成型の
有機化合物を含む高分子材料(ポリ乳酸、脂肪族ポリエ
ステル、共重合ポリエステル等)や、微生物産生型のバ
イオポリエステル、トウモロコシやサトウキビ等の植物
系原料から抽出されるでんぷんやセルロース、キチン、
キトサン等からなる天然物利用型の高分子材料等を良好
に適用することができる。As described above, the recovery rate of a chemical battery by recycling is only about 20%, and in view of the current situation where the remaining about 80% is dumped or landfilled in nature, the fuel pack 10 As the material, it is desirable to apply a biodegradable plastic, specifically, a polymer material containing a chemically synthesized organic compound synthesized from petroleum or plant-based materials (polylactic acid, aliphatic polyester, Copolymerized polyester, etc.), microorganism-produced biopolyester, starch and cellulose, chitin, extracted from plant-based materials such as corn and sugarcane,
A natural product-based polymer material such as chitosan can be favorably applied.

【００２８】また、本実施形態に係る電源システムに用
いられる発電用燃料としては、少なくとも、発電用の燃
料が封入された上記燃料パック１０が、自然界に投棄又
は埋め立て処理されて、大気中や土壌中、水中等に漏れ
出した場合であっても、自然環境に対して汚染物質とな
らず、かつ、後述する発電モジュール２０の発電部２１
において、高いエネルギー変換効率で電気エネルギーを
発生することができる燃料、具体的には、メタノール、
エタノール、ブタノール等のアルコールからなる液体燃
料や、ジメチルエーテル、イソブタン、天然ガス（ＣＮ
Ｇ）等の炭化水素からなる液化ガス、水素ガス等の常
温、常圧下で気体である気体燃料を良好に適用すること
ができる。As the fuel for power generation used in the power supply system according to the present embodiment, at least the fuel pack 10 in which the fuel for power generation is sealed is dumped or landfilled in the natural world, and is used in the atmosphere or soil. Even if it leaks into the middle or underwater, it does not become a pollutant to the natural environment, and the power generation unit 21 of the power generation module 20 described later
In, a fuel capable of generating electric energy with high energy conversion efficiency, specifically, methanol,
Liquid fuels composed of alcohols such as ethanol and butanol, dimethyl ether, isobutane, natural gas (CN
G) A gaseous fuel which is a gas at normal temperature and normal pressure, such as a liquefied gas comprising hydrocarbons such as G) and hydrogen gas, can be favorably applied.

【００２９】このような構成を有する燃料パック１０及
び発電用燃料によれば、燃料パック１０が分解性を有す
る高分子材料により構成され、かつ、発電用燃料とし
て、自然界において、アルコールや炭化水素等の元来自
然界に存在する無害な物質に分解しやすい物質を適用す
ることにより、仮に、自然界に投棄又は埋め立て処理さ
れた場合や、人為的な焼却処分や薬品処理等された場合
であっても、自然環境に対して大気や土壌、水質の汚
染、あるいは、人体に対する環境ホルモンの生成等の悪
影響を及ぼすことを大幅に抑制することができる。According to the fuel pack 10 and the fuel for power generation having such a configuration, the fuel pack 10 is made of a decomposable polymer material, and is used as a fuel for power generation in the natural world, such as alcohol or hydrocarbon. By applying a substance that is easily decomposed into harmless substances that originally exist in nature, even if it is dumped or landfilled in nature, or if it is artificially incinerated or treated with chemicals, etc. Further, adverse effects such as pollution of the air, soil, and water quality on the natural environment and generation of environmental hormones on the human body can be significantly suppressed.

【００３０】また、燃料パック１０を発電モジュール２
０に対して、着脱可能に構成することにより、封入され
た発電用燃料の残量が減少した場合やなくなった場合に
は、燃料パック１０への発電用燃料の補充や燃料パック
１０の再利用（リサイクル）を行うことができるので、
燃料パック１０や発電モジュール２０の廃棄量を大幅に
削減することができる。また、単一の発電モジュール２
０に対して、新たな燃料パック１０を交換して取り付け
ることができるので、汎用の化学電池と同様に、簡便な
使用形態を提供することができる。さらに、仮に、発電
モジュール２０から取り外された使用済みの燃料パック
１０が自然界に投棄、又は、埋め立て処理等された場合
であっても、自然界において無害な物質に分解されるの
で、自然環境に及ぼす影響を大幅に抑制することができ
る。The fuel pack 10 is connected to the power generation module 2.
By removably configuring the fuel pack 10, when the remaining amount of the enclosed power generation fuel decreases or disappears, the fuel pack 10 is replenished with the power generation fuel or reused. (Recycling),
The amount of disposal of the fuel pack 10 and the power generation module 20 can be significantly reduced. Also, a single power generation module 2
Since a new fuel pack 10 can be replaced and attached to the fuel cell 0, a simple use form can be provided as in a general-purpose chemical battery. Furthermore, even if the used fuel pack 10 removed from the power generation module 20 is dumped or landfilled in the natural world, it is decomposed into a harmless substance in the natural world, so that it may affect the natural environment. The effect can be greatly suppressed.

【００３１】（Ｂ）発電モジュール２０ 図２は、本実施形態に係る電源システムに適用される発
電モジュールの第１の実施形態の要部構成を示すブロッ
ク図であり、図３は、本実施形態に係る発電モジュール
に適用される発電部の具体構成例を示す概略構成図であ
る。ここで、本実施形態に係る電源システムにおいて
は、発電モジュールを構成する発電部の例として、燃料
改質方式を採用した固体高分子型の燃料電池の構成を示
して説明する。(B) Power Generation Module 20 FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a first embodiment of a power generation module applied to the power supply system according to the present embodiment, and FIG. It is a schematic structure figure showing the example of the specific composition of the electric power generation part applied to the electric power generation module concerning. Here, in the power supply system according to the present embodiment, a configuration of a polymer electrolyte fuel cell adopting a fuel reforming method will be described as an example of a power generation unit included in a power generation module.

【００３２】発電モジュール２０は、図１に示すよう
に、燃料パック１０から供給される発電用燃料を用い
て、少なくとも、電源システムに接続された負荷に対し
て、駆動電源（電圧／電流）となる電気エネルギーを発
生（発電）、出力する発電部２１と、負荷の駆動状態
（負荷駆動情報）に基づいて、発電部２１の動作状態を
制御するための動作制御信号を出力制御部２３に出力す
る動作制御部２２と、動作制御信号に基づいて、発電部
２１における起動動作や電気エネルギーの発生量（発電
量）等の動作状態を制御する出力制御部２３と、を有し
て構成されている。ここで、動作制御部２２及び出力制
御部２３は、本発明における出力設定制御部を構成して
いる。As shown in FIG. 1, the power generation module 20 uses a power generation fuel supplied from the fuel pack 10 to at least supply a drive power supply (voltage / current) to a load connected to the power supply system. A power generation unit 21 that generates (generates) and outputs electrical energy, and outputs an operation control signal for controlling an operation state of the power generation unit 21 to the output control unit 23 based on a drive state of the load (load drive information). And an output control unit 23 that controls an operation state such as a starting operation in the power generation unit 21 and an amount of generated electric energy (power generation amount) based on the operation control signal. I have. Here, the operation control unit 22 and the output control unit 23 constitute an output setting control unit in the present invention.

【００３３】動作制御部２２は、発電モジュール２０の
内部で生成、あるいは、発電モジュール２０の外部から
供給される動作電源（電気エネルギー）により動作し、
本実施形態に係る電源システムに接続された負荷の駆動
状態に関する情報（負荷駆動情報）に基づいて、後述す
る発電部２１の動作状態を制御する。具体的には、発電
部２１が駆動（発電）していない状態で、負荷を起動す
る指令を検出した場合には、後述する出力制御部２３に
対して、発電部２１を起動させるための動作制御信号を
出力し、また、発電部２１が駆動している状態で、負荷
を停止する指令を検出した場合には、出力制御部２３に
対して、発電部２１を停止させるための動作制御信号を
出力する。The operation control unit 22 is generated inside the power generation module 20 or operated by an operation power supply (electric energy) supplied from outside the power generation module 20.
Based on information (load drive information) on the drive state of the load connected to the power supply system according to the present embodiment, an operation state of the power generation unit 21 described later is controlled. Specifically, when a command to start the load is detected in a state where the power generation unit 21 is not driven (power generation), an operation for starting the power generation unit 21 is performed by an output control unit 23 described later. When a control signal is output and a command to stop the load is detected while the power generation unit 21 is being driven, an operation control signal for stopping the power generation unit 21 is transmitted to the output control unit 23. Is output.

【００３４】一方、発電部２１が駆動している状態で、
負荷の駆動状態の変動を検出した場合には、出力制御部
２３に対して、発電部２１から負荷に供給される電気エ
ネルギーが負荷の駆動状態に対応した適切な値となるよ
うに、発電部２１における電気エネルギーの発生量（出
力電力）を調整するための動作制御信号を出力する。On the other hand, while the power generation unit 21 is being driven,
When a change in the drive state of the load is detected, the power generation unit 21 is instructed to the output control unit 23 so that the electric energy supplied from the power generation unit 21 to the load has an appropriate value corresponding to the drive state of the load. An operation control signal for adjusting the amount of electric energy generated (output power) at 21 is output.

【００３５】ここで、動作制御部２２において検出され
る指令等の負荷の駆動状態に関する情報（負荷駆動情
報）とは、負荷となる周辺機器等のデバイス側から、そ
の駆動状態（起動／変動）に応じて出力される特定の情
報信号であってもよいし、汎用の化学電池のように正極
と負極のみにより負荷と電気的に接続された構成にあっ
ては、例えば、後述する待機状態において、正極及び負
極を介して、負荷に対して常時モニタ電圧を供給して、
その変動を常時監視することにより、負荷の起動状態を
検出し、また、後述する定常状態において、正極及び負
極を介して、負荷に供給される駆動電源となる電気エネ
ルギー（特に、駆動電圧）の変動を常時監視することに
より、負荷の変動状態を検出するものであってもよい。Here, information on the drive state of the load (load drive information) such as a command detected by the operation control unit 22 means the drive state (startup / fluctuation) from a device such as a peripheral device serving as a load. May be output according to a specific information signal, or in a configuration such as a general-purpose chemical battery that is electrically connected to a load only by a positive electrode and a negative electrode, for example, in a standby state described later. , By constantly supplying a monitor voltage to the load via the positive electrode and the negative electrode,
By constantly monitoring the fluctuation, the startup state of the load is detected, and in a steady state described later, the electric energy (particularly, the driving voltage) serving as a driving power supply to the load via the positive electrode and the negative electrode is supplied. The fluctuation state of the load may be detected by constantly monitoring the fluctuation.

【００３６】また、出力制御部２３は、図２に示すよう
に、上記動作制御部２２からの動作制御信号に基づい
て、発電部２１を駆動状態に移行（起動）する制御を行
う起動部２３ａと、発電部２１への発電用燃料（水素ガ
ス）の供給量を制御する燃料制御部２３ｂと、発電部２
１への空気（酸素ガス）の供給量を制御する空気制御部
２３ｃと、を有して構成され、発電部２１は、燃料改質
方式の固体高分子型燃料電池の構成を有し、図２に示す
ように、燃料制御部２３ｂを介して供給される発電用燃
料を改質して、個別に発電用燃料に含有される水素をガ
ス化する複数の改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、
・・・（以下、便宜的に「改質部２１ｂ」とも記す）
と、各改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・を
介して供給される改質ガス（水素ガス）及び空気制御部
２３ｃを介して供給される酸素ガスを用い、電気化学反
応により所定の電気エネルギーを個別に発生する複数の
発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・（以
下、便宜的に「発電部本体２１ａ」とも記す）と、を有
して構成されている。Further, as shown in FIG. 2, the output control unit 23 performs a control to shift (start) the power generation unit 21 to a driving state based on the operation control signal from the operation control unit 22. A fuel control unit 23b for controlling a supply amount of power generation fuel (hydrogen gas) to the power generation unit 21;
And an air control unit 23c that controls the supply amount of air (oxygen gas) to the fuel cell 1. The power generation unit 21 has a configuration of a solid polymer electrolyte fuel cell of a fuel reforming system. As shown in FIG. 2, a plurality of reforming units 211b, 212b, 213b, which reform the power generation fuel supplied via the fuel control unit 23b and individually gasify the hydrogen contained in the power generation fuel,
... (hereinafter also referred to as "reforming unit 21b" for convenience)
, And a reformed gas (hydrogen gas) supplied through each of the reforming units 211b, 212b, 213b,... And an oxygen gas supplied through the air control unit 23c. (Hereinafter, also referred to as “power generation unit main body 21a” for the sake of convenience) that generates a plurality of power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,.

【００３７】ここで、起動部２３ａは、発電部２１（発
電部本体２１ａ及び改質部２１ｂ）が駆動していない状
態で、動作制御部２２から発電部２１を起動させるため
の動作制御信号を受け取ると、燃料制御部２３ｂ及び空
気制御部２３ｃ（燃料制御部２３ｂのみの場合もある）
並びに改質部２１ｂを制御して、所定の電気エネルギー
を発生する動作状態（定常状態）に移行させる。Here, the activation unit 23a transmits an operation control signal for activating the power generation unit 21 from the operation control unit 22 in a state where the power generation unit 21 (the power generation unit main body 21a and the reforming unit 21b) is not driven. When received, the fuel control unit 23b and the air control unit 23c (there may be only the fuel control unit 23b)
In addition, it controls the reforming unit 21b to shift to an operation state (steady state) in which predetermined electric energy is generated.

【００３８】具体的には、まず、動作制御部２２によ
り、負荷の駆動状態に応じた所望の電気エネルギーを発
生するために必要な発電用燃料の供給量、及び、発電部
本体２１ａ及び改質部２１ｂのセット（詳しくは後述す
る）の数が設定され、該設定に係る動作制御信号が起動
部２３ａに出力される。そして、起動部２３ａは、該動
作信号を受け取ると、設定された各セットの改質部２１
ｂに対して、所定量の発電用燃料を供給するように燃料
制御部２３ｂを起動するとともに、改質部２１ｂにおけ
る燃料改質反応を促進する状態（以下、便宜的に「燃料
改質条件」という；例えば、後述する温度条件）に設定
制御する。これにより、上記設定された各セットの発電
部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・に対し
て、改質ガス（水素ガス）及び酸素ガスが供給されるこ
とにより、各発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３
ａ、・・・毎に所定の電気エネルギーが発生される。More specifically, first, the operation control unit 22 supplies the power supply fuel necessary for generating the desired electric energy according to the driving state of the load, and the power generation unit main body 21a and the reforming unit. The number of sets (described later in detail) of the unit 21b is set, and an operation control signal related to the setting is output to the activation unit 23a. Upon receiving the operation signal, the activation unit 23a sets the reforming unit 21 of each set.
b, a state in which the fuel control unit 23b is activated so as to supply a predetermined amount of fuel for power generation and a state in which the fuel reforming reaction in the reforming unit 21b is promoted (hereinafter referred to as “fuel reforming conditions” for convenience). (For example, a temperature condition described later). As a result, the reformed gas (hydrogen gas) and the oxygen gas are supplied to the set power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,. 213
a,... predetermined electric energy is generated every time.

【００３９】また、発電部２１が駆動している状態で、
動作制御部２２から発電部２１を停止させるための動作
制御信号を受け取ると、少なくとも、燃料制御部２３ｂ
（燃料制御部２３ｂ及び空気制御部２３ｃの場合もあ
る）並びに改質部２１ｂを制御して、改質部２１ｂへの
発電用燃料の供給及び改質部２１ｂにおける燃料改質条
件を解除することにより、動作状態にある発電部本体２
１ａへの水素ガス（Ｈ２）の供給を停止して、該発電部
本体２１ａにおける電気エネルギーの発生（発電）が停
止された待機状態に移行させる。In a state where the power generation unit 21 is driven,
When an operation control signal for stopping the power generation unit 21 is received from the operation control unit 22, at least the fuel control unit 23b
(In some cases, the fuel control unit 23b and the air control unit 23c) and controlling the reforming unit 21b to supply the power generation fuel to the reforming unit 21b and cancel the fuel reforming condition in the reforming unit 21b. As a result, the power generation unit main body 2 in the operating state
The supply of hydrogen gas (H 2 ) to 1a is stopped, and a transition is made to a standby state in which generation of electric energy (power generation) in the power generation unit main body 21a is stopped.

【００４０】燃料制御部２３ｂは、起動部２３ａを介し
て、動作制御部２２から出力される動作制御信号に基づ
いて、発電部２１において、上記所望の電気エネルギー
を生成、出力するために必要な量の水素ガス（Ｈ２）と
なる分の燃料や水等を、燃料パック１０から取り込ん
で、動作制御信号に基づいて設定された改質部２１ｂに
より水素ガス（Ｈ２）に改質して、対応する発電部本体
２１ａの燃料極３１（図３参照）に供給する制御を行
う。また、空気制御部２３ｃは、各発電部本体２１ａの
空気極３２（図３参照）に供給する酸素ガス（Ｏ２）の
量を制御する。The fuel control unit 23b is necessary for the power generation unit 21 to generate and output the desired electric energy based on the operation control signal output from the operation control unit 22 via the activation unit 23a. An amount of fuel, water, or the like corresponding to the amount of hydrogen gas (H 2 ) is taken from the fuel pack 10 and reformed into hydrogen gas (H 2 ) by the reforming unit 21b set based on the operation control signal. Then, control is performed to supply the fuel electrode 31 (see FIG. 3) of the corresponding power generation unit main body 21a. The air control unit 23c controls the amount of oxygen gas (O 2 ) supplied to the air electrode 32 (see FIG. 3) of each power generation unit main body 21a.

【００４１】これらの制御部２３ａ、２３ｂ、２３ｃに
より、発電部２１（動作制御部２２により設定された改
質部２１ｂ及び発電部本体２１ａの各セット）への発電
用燃料又は水素ガス（Ｈ２）及び酸素ガス（Ｏ２）の供
給や、燃料改質条件の設定を制御することにより、該発
電部本体２１ａにおける電気化学反応の進行状態が制御
され、発電部本体２１ａ全体（発電部２１）の電気エネ
ルギーの発生量（出力電力）及び発電効率が制御され
る。The control units 23a, 23b, and 23c allow the power generation unit 21 (each set of the reforming unit 21b and the power generation unit 21a set by the operation control unit 22) to generate fuel or hydrogen gas (H 2 ) for power generation. ) And the supply of oxygen gas (O 2 ) and the setting of the fuel reforming conditions are controlled to control the progress of the electrochemical reaction in the power generation unit main body 21a, and the entire power generation unit main body 21a (power generation unit 21) The amount of electric energy generated (output power) and the power generation efficiency are controlled.

【００４２】なお、空気制御部２３ｃは、発電部２１
（発電部本体２１ａ）における単位時間当たりの酸素の
最大消費量に相当する空気を供給することができるもの
であれば、発電部本体２１ａの空気極３２に供給する酸
素ガス（Ｏ２）の量を制御することなく、動作時（定常
状態）に常に供給するように設定されていてもよい。す
なわち、出力制御部２３は、電気化学反応の進行状態を
燃料制御部２３ｂのみで制御し、空気制御部２３ｃの代
わりに起動部２３ａからの電気的制御を要しない通気孔
を設け、発電部２１における電気化学反応に用いられる
最低限以上の量の空気が通気孔を介して、常時供給され
るように構成されているものであってもよい。Note that the air control unit 23c is
The amount of oxygen gas (O 2 ) to be supplied to the air electrode 32 of the power generation unit main body 21a as long as it can supply air corresponding to the maximum consumption of oxygen per unit time in the (power generation unit main body 21a). May be set so as to be always supplied at the time of operation (steady state) without controlling. That is, the output control unit 23 controls the progress of the electrochemical reaction only by the fuel control unit 23b, and provides a ventilation hole that does not require electrical control from the activation unit 23a instead of the air control unit 23c. It may be configured such that air of a minimum amount or more used for the electrochemical reaction in the above is always supplied through the vent hole.

【００４３】発電部２１は、均一な発電能力を備えた複
数の発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・
と、該発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・
・の発電能力に応じた均一な燃料改質能力を備えた複数
の改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・と、を
備え、図２に示したように、例えば、改質部２１１ｂ及
び発電部本体２１１ａ、改質部２１２ｂ及び発電部本体
２１２ａ、改質部２１３ｂ及び発電部本体２１３ａ、・
・・からなる複数のセットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を
構成し、動作制御部から出力される負荷の駆動状態に応
じた動作制御信号に基づいて、起動部２３ａ及び燃料制
御部２３ｂ等により、各セットＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ
４、・・・毎に動作状態が制御される。The power generation unit 21 has a plurality of power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,.
And the power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,.
And a plurality of reforming units 211b, 212b, 213b,... Having a uniform fuel reforming capacity according to the power generation capacity of the power generation unit. As shown in FIG. The power generation unit main body 211a, the reforming unit 212b and the power generation unit main body 212a, the reforming unit 213b and the power generation unit main body 213a,.
, And a plurality of sets A 1, A 2, A 3,... Composed of a starting unit 23 a and a fuel control unit 23 b based on an operation control signal output from the operation control unit and corresponding to a driving state of a load. , Each set A1, A2, A3, A
The operation state is controlled for every 4,.

【００４４】すなわち、改質部２１ｂは、負荷の駆動状
態に基づいて動作制御部２２により設定された所定の数
の改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・に対し
て、燃料制御部２３ｂを介して燃料パック１０から取り
込まれた所定の量の発電用燃料が個別に供給されるとと
もに、燃料改質条件が設定されることにより、該発電用
燃料に含まれる水素成分を抽出してガス化し、所定量の
改質ガスを生成し、対応する各発電部本体２１ａに個別
に供給する。That is, the reforming unit 21b provides the fuel control unit 23b with a predetermined number of reforming units 211b, 212b, 213b,... Set by the operation control unit 22 based on the driving state of the load. A predetermined amount of fuel for power generation taken in from the fuel pack 10 via the fuel supply 10 is individually supplied, and by setting fuel reforming conditions, a hydrogen component contained in the fuel for power generation is extracted and gas is extracted. And a predetermined amount of reformed gas is generated and supplied individually to each corresponding power generation unit main body 21a.

【００４５】ここで、本実施形態においては、各改質部
２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・は、各々、メタ
ノール等の水素を含む液体燃料（アルコール類）と水と
の混合物が、次の化学反応式（１）に示すような水蒸気
改質反応（式中では、液体燃料としてメタノールを使
用）を引き起こして、水素ガス（Ｈ２）を生成する機能
を有している。なお、この改質反応により生成される水
素以外の微量の生成物（主に、ＣＯ２）は、大気中に排
出される。 ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ → ３Ｈ２＋ＣＯ２ ・・・（１）Here, in the present embodiment, each of the reforming units 211b, 212b, 213b,... Has a mixture of liquid fuel (alcohols) containing hydrogen such as methanol and water, and It has a function of generating a hydrogen gas (H 2 ) by inducing a steam reforming reaction (in the formula, methanol is used as a liquid fuel) as shown in the chemical reaction formula (1). A small amount of products other than hydrogen (mainly, CO 2 ) generated by the reforming reaction are discharged into the atmosphere. CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)

【００４６】なお、上記化学反応式（１）に示すような
水蒸気改質反応は、一般に、２００〜３００℃程度の温
度条件（燃料改質条件に相当する）で促進されるが、そ
のための熱源は、例えば、改質部２１ｂに発熱手段を設
けることにより容易に実現することができる。具体的に
は、本実施形態に係る電源システムを、汎用の化学電池
のようなポータブル電源として適用する場合にあって
は、改質部２１ｂを半導体製造技術を適用して、例え
ば、シリコン基板（又は、シリコンチップ）上に構成す
ることができるため、改質部２１ｂが形成される領域の
シリコン基板上に、抵抗層等からなる薄膜ヒーターを形
成することにより、簡易かつ小型化が可能な構成で、上
記水蒸気改質反応を良好に促進することができる。The steam reforming reaction as shown in the above chemical reaction formula (1) is generally promoted under a temperature condition of about 200 to 300 ° C. (corresponding to a fuel reforming condition). Can be easily realized by, for example, providing a heating means in the reforming section 21b. Specifically, in the case where the power supply system according to the present embodiment is applied as a portable power supply such as a general-purpose chemical battery, the reforming unit 21b is formed by applying a semiconductor manufacturing technology to, for example, a silicon substrate ( Or a silicon chip), so that a thin-film heater composed of a resistance layer or the like is formed on the silicon substrate in the region where the modified portion 21b is formed, so that the configuration can be simplified and reduced in size. Thus, the steam reforming reaction can be favorably promoted.

【００４７】また、各発電部本体２１１ａ、２１２ａ、
２１３ａ、・・・（発電部本体２１ａ）は、図３に示す
ように、大別して、例えば、白金や白金・ルテニウム等
の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる燃料極（カソ
ード）３１と、白金等の触媒微粒子が付着した炭素電極
からなる空気極（アノード）３２と、燃料極３１と空気
極３２の間に介装されたフィルム状のイオン導電膜（交
換膜）３３と、を有して構成されている。ここで、燃料
極３１には、上述した改質部２１ｂを介して抽出された
水素ガス（Ｈ２）が供給され、一方、空気極３２には、
大気中の酸素ガス（Ｏ２）が供給されることにより、各
発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・にお
いて電気化学反応により所定の電気エネルギーが生成
（発電）され、発電部本体２１ａ全体で負荷３４に対す
る駆動電源（電圧／電流）となる電気エネルギーが生成
される。Further, each power generation section main body 211a, 212a,
213a,... (Power generation unit main body 21a) are roughly divided into a fuel electrode (cathode) 31 composed of a carbon electrode to which catalyst fine particles such as platinum or platinum / ruthenium are attached, as shown in FIG. And the like, and an air electrode (anode) 32 made of a carbon electrode to which catalyst fine particles such as the above are attached, and a film-like ion conductive film (exchange membrane) 33 interposed between the fuel electrode 31 and the air electrode 32. It is configured. Here, hydrogen gas (H 2 ) extracted through the above-described reforming section 21b is supplied to the fuel electrode 31, while the air electrode 32 is supplied to the fuel electrode 31.
When the oxygen gas (O 2 ) in the atmosphere is supplied, predetermined electric energy is generated (generated) by an electrochemical reaction in each of the power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,. As a result, electric energy serving as a driving power supply (voltage / current) for the load 34 is generated.

【００４８】具体的には、燃料極３１に水素ガス
（Ｈ２）が供給されると、次の化学反応式（２）に示す
ように、上記触媒により電子（ｅ−）が分離した水素イ
オン（プロトン；Ｈ＋）が発生し、イオン導電膜３３を
介して空気極３２側に通過するとともに、燃料極３１を
構成する炭素電極により電子（ｅ−）が取り出されて負
荷３４に供給される。 ３Ｈ２ → ６Ｈ＋＋６ｅ− ・・・（２）Specifically, when hydrogen gas (H 2 ) is supplied to the fuel electrode 31, as shown in the following chemical reaction formula (2), hydrogen ions (e − ) separated by the above catalyst by the above catalyst are (Proton; H + ) is generated, passes through the ionic conductive film 33 to the air electrode 32 side, and electrons (e − ) are extracted by the carbon electrode constituting the fuel electrode 31 and supplied to the load 34. . 3H 2 → 6H + + 6e - ··· (2)

【００４９】一方、空気極３２に空気が供給されると、
次の化学反応式（３）に示すように、上記触媒により負
荷３４を経由した電子（ｅ−）とイオン導電膜３３を通
過した水素イオン（Ｈ＋）と空気中の酸素ガス（Ｏ２）
が反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。 ６Ｈ＋＋３／２Ｏ２＋６ｅ− → ３Ｈ２Ｏ ・・・（３） このような一連の電気化学反応（（２）式及び（３）
式）は、概ね６０〜８０℃の比較的低温の温度条件で進
行し、電力以外の副生成物は基本的に水（Ｈ２Ｏ）のみ
となる。On the other hand, when air is supplied to the air electrode 32,
As shown in the following chemical reaction formula (3), electrons (e − ) passing through the load 34, hydrogen ions (H + ) passing through the ionic conductive film 33, and oxygen gas (O 2 ) in the air are generated by the catalyst.
React with each other to produce water (H 2 O). 6H + + 3 / 2O 2 + 6e − → 3H 2 O (3) A series of such electrochemical reactions (formula (2) and (3)
The formula) proceeds under relatively low temperature conditions of about 60 to 80 ° C., and the by-product other than electric power is basically only water (H 2 O).

【００５０】なお、上述したような電気化学反応により
負荷３４に供給される駆動電源（電圧／電流）は、各発
電部本体２１ａの燃料極３１に供給される水素ガス（Ｈ
２）の量に依存する。したがって、燃料制御部２３ｂに
よって、改質部２１ｂ及び発電部本体２１ａの各セット
に供給される発電用燃料の量を制御することにより、負
荷に供給される電気エネルギーを任意に調整することが
できる。The driving power (voltage / current) supplied to the load 34 by the above-described electrochemical reaction is the same as the hydrogen gas (H) supplied to the fuel electrode 31 of each power generation unit main body 21a.
2 ) It depends on the quantity. Therefore, by controlling the amount of fuel for power generation supplied to each set of the reforming unit 21b and the power generation unit main body 21a by the fuel control unit 23b, it is possible to arbitrarily adjust the electric energy supplied to the load. .

【００５１】次いで、本実施形態に係る発電部を適用し
た電源システムと、比較例として単一の改質部及び単一
の発電部本体から構成される発電部を備えた電源システ
ム（以下、便宜的に「単一の発電部を有する電源システ
ム」と記す）における発電効率について、具体的な実験
値を示して説明する。Next, a power supply system to which the power generation unit according to this embodiment is applied and a power supply system having a power generation unit composed of a single reforming unit and a single power generation unit main body as a comparative example (hereinafter referred to as “convenient”) The power generation efficiency of the “power supply system having a single power generation unit” will be described with reference to specific experimental values.

【００５２】図４は、単一の発電部を有する電源システ
ムにおける発電効率を示す実験データであり、図５は、
本実施形態に係る電源システムにおける発電部の構成概
念（分割例）を示す模式図と発電効率を示す実験データ
である。なお、本実施形態に係る電源システムと単一の
発電部を有する電源システムにおける発電効率を評価す
る手法としては、発電部から出力される電力と改質部に
おける熱損失との相対関係を比較することにより評価を
行った。FIG. 4 is experimental data showing power generation efficiency in a power supply system having a single power generation unit, and FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration concept (an example of division) of a power generation unit in a power supply system according to the present embodiment and experimental data illustrating power generation efficiency. As a method for evaluating the power generation efficiency in the power supply system according to the present embodiment and the power supply system having a single power generation unit, a relative relationship between the power output from the power generation unit and the heat loss in the reforming unit is compared. The evaluation was performed by:

【００５３】ここで、本実施形態に係る電源システムと
単一の発電部を有する電源システムは、いずれも燃料改
質方式を採用した固体高分子型の燃料電池の構成を有
し、発電部全体における電気エネルギーの最大発生量
（最大出力電力；例えば、１０００ｍＷ）が同一になる
ように設定し、また、少なくとも改質部をシリコン基板
上に構成して、該改質部が形成される領域のシリコン基
板上に薄膜ヒーターを設けることにより燃料改質条件を
設定するように構成した。Here, the power supply system according to the present embodiment and the power supply system having a single power generation unit both have the configuration of a polymer electrolyte fuel cell employing a fuel reforming system, and the entire power generation unit , The maximum amount of electric energy (maximum output power; for example, 1000 mW) is set to be the same, and at least the reformed portion is formed on a silicon substrate, and the region where the reformed portion is formed is formed. The fuel reforming conditions were set by providing a thin film heater on a silicon substrate.

【００５４】まず、単一の発電部を有する電源システム
において、発電部に対して発電用燃料の供給量を調整制
御して出力電力（電気エネルギーの発生量）を設定した
場合の発電効率について説明する。単一の発電部を有す
る電源システムにおいて、発電部に供給する発電用燃料
の量を調整することにより、改質部を介して発電部本体
（燃料電池本体）に供給される水素ガス（Ｈ２）の量を
増加させ、出力電力を増大させた場合（０→１０００ｍ
Ｗ）、図４の実線に示すように、ほぼ全出力電力範囲に
おいて、高い熱損失（１２０〜２００ｍＷ）が発生する
傾向が得られた。First, in a power supply system having a single power generation unit, the power generation efficiency when the output power (the amount of generated electric energy) is set by adjusting and controlling the supply amount of the fuel for power generation to the power generation unit will be described. I do. In a power supply system having a single power generation unit, by adjusting the amount of power generation fuel supplied to the power generation unit, hydrogen gas (H 2 ) supplied to the power generation unit main body (fuel cell main body) via the reforming unit is adjusted. ), The output power is increased (0 → 1000 m).
W), as shown by the solid line in FIG. 4, a tendency to generate high heat loss (120 to 200 mW) was obtained in almost the entire output power range.

【００５５】このような高い熱損失は、改質部における
水蒸気改質反応の際に必要となる２００〜３００℃の温
度条件（燃料改質条件）を、改質部に設けられた薄膜ヒ
ーターにより設定した場合、その熱の一部が、水蒸気改
質反応に利用されず、例えば、シリコン基板等を介して
放熱されるために生じるものと考えられる。Such a high heat loss can be achieved by controlling the temperature condition (fuel reforming condition) of 200 to 300 ° C. required for the steam reforming reaction in the reforming section by the thin film heater provided in the reforming section. When the temperature is set, it is considered that a part of the heat is not used for the steam reforming reaction, but is generated because the heat is radiated through, for example, a silicon substrate.

【００５６】また、単一の発電部を有する電源システム
においては、小さな出力電力を取り出す場合であって
も、改質部全体を上記温度条件に設定する必要があり、
出力電力に関わらず、薄膜ヒーターにより電力が消費さ
れるとともに、上述した周囲への放熱による熱損失が生
じることを回避することができない。そのため、図４に
示した実験結果においては、出力電力に対する熱損失の
割合が、出力電力の２０％以上に達し、発電部全体にお
ける発電効率を大幅に低下させるという問題を有してい
る。Further, in a power supply system having a single power generation unit, even when extracting small output power, it is necessary to set the entire reforming unit to the above temperature conditions.
Irrespective of the output power, power is consumed by the thin-film heater, and the above-described heat loss due to heat radiation to the surroundings cannot be avoided. Therefore, in the experimental results shown in FIG. 4, the ratio of the heat loss to the output power reaches 20% or more of the output power, and there is a problem that the power generation efficiency in the entire power generation unit is greatly reduced.

【００５７】これに対して、本実施形態に係る電源シス
テムにおいては、出力電力に対する改質部における熱損
失及び電力消費を低減して、発電部全体における発電効
率を高めることを目的として、図２の具体構成及び図５
（ａ）の構成概念に示すように、発電部２１を、各々改
質部２１ｂと発電部本体２１ａからなる複数のセットＡ
１、Ａ２、Ａ３、・・・に分割し、かつ、各セットＡ
１、Ａ２、Ａ３、・・・が均一な発電能力を備えた構成
を有し、各セットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・が、動作制
御信号に基づいて個別独立して、最大出力又は非出力の
いずれかとして動作するとともに、各々最大の（又は、
高い）発電能力（例えば、最大出力電力１０ｍＷ）を発
揮することができるように、発電用燃料の供給及び燃料
改質条件（温度条件）の設定が制御される。On the other hand, in the power supply system according to the present embodiment, the heat loss and the power consumption in the reforming section with respect to the output power are reduced, and the power generation efficiency in the entire power generation section is increased. Specific configuration of FIG. 5
As shown in the configuration concept of (a), the power generation unit 21 is divided into a plurality of sets A each including a reforming unit 21b and a power generation unit main body 21a.
1, A2, A3,... And each set A
Have a configuration with a uniform power generation capacity, and each set A1, A2, A3,... Independently outputs the maximum output or non-output based on the operation control signal. Work as either of the outputs, each with the largest (or
The supply of the fuel for power generation and the setting of the fuel reforming conditions (temperature conditions) are controlled so that a (high) power generation capability (for example, a maximum output power of 10 mW) can be exhibited.

【００５８】このような構成を有する電源システムにお
いて、上述した単一の電源部を有する電源システムと同
様に、発電部２１による出力電力を増大させる際に、該
出力電力を発生するために必要最低限の数の上記改質部
２１ｂと発電部本体２１ａからなる各セットＡ１、Ａ
２、Ａ３、・・・に対してのみ、発電用燃料を供給する
とともに、温度条件を設定して電気エネルギーを発生さ
せるように、発電部２１の動作状態を制御することによ
り、図５（ｂ）の実線に示すように、ほぼ全出力電力範
囲（０〜１０００ｍＷ）において、一次関数特性に近似
（追随）した熱損失（０〜２００ｍＷ）が発生する傾向
が得られた。In the power supply system having such a configuration, as in the power supply system having the single power supply unit described above, when the output power of the power generation unit 21 is increased, the minimum power required to generate the output power is obtained. Each set A1, A comprising a limited number of the reforming sections 21b and the power generation section main body 21a
By controlling the operating state of the power generation unit 21 so as to supply the fuel for power generation to only 2, A3,... And to generate the electric energy by setting the temperature condition, FIG. As shown by the solid line in (1), in the almost entire output power range (0 to 1000 mW), there was obtained a tendency that heat loss (0 to 200 mW) approximated (followed) the linear function characteristics.

【００５９】すなわち、各セットＡ１、Ａ２、Ａ３、・
・・は、最大出力電力が１０ｍＷ程度であり、発電部本
体２１ａ及び改質部２１ｂがそれぞれ単一の発電部２１
の最大出力電力に比べて熱容量がほぼ１／１００程度と
小さいため、低電力出力時では、セットＡ１、Ａ２、Ａ
３、・・・のうちから選択されたセットのみ動作させれ
ば、セットＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・のうちの非選択さ
れたセットにおける改質部２１ｂの薄膜ヒーターによる
消費電力及び周囲への放熱による熱損失がないので、発
電部２１全体としての熱損失を極めて小さく抑制され
る。That is, each set A1, A2, A3,.
.. Indicates that the maximum output power is about 10 mW, and the power generation unit main body 21a and the reforming unit 21b are each a single power generation unit 21
Since the heat capacity is as small as about 1/100 of the maximum output power of the sets A1, A2, A
If only the set selected from among the sets 3,... Is operated, the power consumed by the thin-film heater of the reforming unit 21b and the surroundings in the non-selected set among the sets A1, A2, A3,. Since there is no heat loss due to heat radiation, the heat loss of the power generation unit 21 as a whole is suppressed to a very small value.

【００６０】このように、各セットＡ１、Ａ２、Ａ３、
・・・が同じ熱容量のために最大出力時の熱損失率がそ
れぞれ等しいので、全出力電力範囲にわたり、出力電力
に対する熱損失の割合が、常時略一定（図５（ｂ）で
は、出力電力の概ね２０％程度）となり、発電部２１全
体の熱損失は、発電部２１全体の出力電力に対して一次
関数的な挙動を示す。したがって、上述した単一の発電
部を有する電源システムに比較して、特に低電力出力の
際の発電部全体における発電効率を大幅に上昇させるこ
とができるとともに、平均化することができる。Thus, each set A1, A2, A3,
.. Have the same heat capacity and the same heat loss rate at the maximum output, so that the ratio of the heat loss to the output power is almost always constant over the entire output power range (in FIG. (Approximately 20%), and the heat loss of the entire power generation unit 21 exhibits a linear function behavior with respect to the output power of the entire power generation unit 21. Therefore, as compared with the above-described power supply system having a single power generation unit, the power generation efficiency of the entire power generation unit, particularly at the time of low power output, can be significantly increased and can be averaged.

【００６１】これにより、電源システムに接続される負
荷（デバイス）の駆動状態に変動が生じた場合であって
も、発電部２１を構成する複数の改質部２１ｂと発電部
本体２１ａからなるセットのうち、動作させるセットの
数を変化させることにより、発電部２１を常に高い発電
効率で動作させることができるとともに、負荷に供給さ
れる電気エネルギーの量（出力電力）を適切に調整する
ことができるので、発電用燃料の浪費やエネルギー損失
を抑制して、化石燃料等のエネルギー資源の利用／変換
効率を大幅に高めた電源システムを提供することができ
る。Thus, even if the driving state of the load (device) connected to the power supply system fluctuates, the set including the plurality of reforming sections 21b and the power generation section main body 21a constituting the power generation section 21 By changing the number of sets to be operated, the power generation unit 21 can always be operated with high power generation efficiency, and the amount of electric energy (output power) supplied to the load can be appropriately adjusted. Therefore, it is possible to provide a power supply system that suppresses waste of power generation fuel and energy loss, and greatly increases the use / conversion efficiency of energy resources such as fossil fuels.

【００６２】次に、本発明に係る電源システムに適用さ
れる発電部の他の構成概念について、図面を参照して説
明する。図６は、本発明に係る電源システムにおける発
電部の他の構成概念（分割例）を示す模式図である。こ
こでは、上述した実施形態の構成（図２、図５（ａ））
を適宜参照しながら説明する。Next, another configuration concept of the power generation unit applied to the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another configuration concept (division example) of the power generation unit in the power supply system according to the present invention. Here, the configuration of the above-described embodiment (FIG. 2, FIG. 5A)
Will be described with reference to the above as appropriate.

【００６３】上述した実施形態に係る電源システムにお
いては、図５（ａ）に示したように、発電部２１を、各
々改質部２１ｂと発電部本体２１ａからなる複数のセッ
トＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・に分割し、かつ、各セット
Ａ１、Ａ２、Ａ３、・・・が均一な発電能力を備えた構
成を有する場合について説明したが、本構成例において
は、図６に示すように、発電部２１を、図示を省略した
各々改質部２１ｂと発電部本体２１ａからなる複数のセ
ットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・に分割し、かつ、各セッ
トＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・が各々異なる発電能力を備
えた構成を有している。In the power supply system according to the above-described embodiment, as shown in FIG. 5A, the power generation unit 21 is divided into a plurality of sets A1, A2, A3 each including a reforming unit 21b and a power generation unit main body 21a. , And each set A1, A2, A3,... Has a configuration having a uniform power generation capability. In this configuration example, as shown in FIG. , The power generation unit 21 is divided into a plurality of sets B1, B2, B3,... Each including a reforming unit 21b and a power generation unit main body 21a (not shown), and the respective sets B1, B2, B3,. Have different power generation capacities.

【００６４】具体的には、図６に示すように、各セット
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・は、特定のセット、例えば、
Ｂ１を基準として、各々２ｎ倍（ｎ＝１、２、３、・・
・）の重み付けを有するように、異なる発電能力を備え
ている。すなわち、セットＢ２は、セットＢ１に対して
２１＝２倍（ｎ＝１）、セットＢ３は、セットＢ１に対
して２２＝４倍（ｎ＝２）、セットＢ４は、セットＢ１
に対して２３＝８倍（ｎ＝３）、・・・の発電能力を備
えるように各発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３
ａ、・・・が構成されているとともに、各発電部本体２
１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・の発電能力に応じ
て改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・の燃料
改質能力が設定されている。Specifically, as shown in FIG. 6, each set B1, B2, B3,...
Each of them is 2 n times (n = 1, 2, 3,...) Based on B1.
・) It has different power generation capacity so as to have the weighting of ()). That is, the set B2 is 2 1 = 2 times (n = 1) the set B1, the set B3 is 2 2 = 4 times (n = 2) the set B1, and the set B4 is the set B1
Each power generation unit main body 211a, 212a, 213 has a power generation capacity of 2 3 = 8 times (n = 3),.
, and each power generation unit main body 2
The fuel reforming capabilities of the reforming units 211b, 212b, 213b,... Are set in accordance with the power generation capabilities of 11a, 212a, 213a,.

【００６５】したがって、上述した発電部の構成概念
（図５（ａ））では、高い発電効率で１０００ｍＷまで
の出力電力を実現するために、例えば、１０ｍＷの発電
能力を有する改質部と発電部本体からなるセットＡ１、
Ａ２、Ａ３、・・・を１００個設けて、各セット毎に発
電用燃料の供給及び温度条件の設定を制御する必要があ
るが、本構成例によれば、基準となるセットＢ１の発電
能力（最大出力電力）を１０ｍＷとした場合、各々、２
０ｍＷ（＝１０ｍＷ×２１）の発電能力を有するセット
Ｂ２、４０ｍＷ（＝１０ｍＷ×２２）の発電能力を有す
るセットＢ３、８０ｍＷ（＝１０ｍＷ×２３）の発電能
力を有するセットＢ４、１６０ｍＷ（＝１０ｍＷ×
２４）の発電能力を有するセットＢ５、３２０ｍＷ（＝
１０ｍＷ×２５）の発電能力を有するセットＢ６、６４
０ｍＷ（＝１０ｍＷ×２６）の発電能力を有するセット
Ｂ７の合計７個のセットについて、動作制御信号に基づ
いて個別独立し、かつ、各々最大の（又は、高い）発電
能力を発揮することができるように、発電用燃料の供給
及び温度条件の設定を選択的に制御するだけで、上述し
た発電部の構成概念（図５（ａ））と同様に、高い発電
効率で０〜１０００ｍＷ以上の出力電力を実現すること
ができる。Therefore, according to the above-described configuration concept of the power generation unit (FIG. 5A), in order to realize output power up to 1000 mW with high power generation efficiency, for example, a reforming unit having a power generation capacity of 10 mW and a power generation unit Set A1 consisting of the main body,
It is necessary to control the supply of power generation fuel and the setting of temperature conditions for each set by providing 100 A2, A3,... According to this configuration example. When the (maximum output power) is 10 mW, 2
A set B2 having a power generation capacity of 0 mW (= 10 mW × 2 1 ), a set B3 having a power generation capacity of 40 mW (= 10 mW × 2 2 ), a set B4 having a power generation capacity of 80 mW (= 10 mW × 2 3 ), 160 mW ( = 10mW ×
Set having a generating capacity of 2 4) B5,320mW (=
Set B6, 64 having a power generation capacity of 10 mW × 25 )
For a total of seven sets B7 having a power generation capacity of 0 mW (= 10 mW × 2 6 ), the sets B7 individually and independently exhibit the maximum (or high) power generation capacity based on the operation control signal. Only by selectively controlling the supply of the fuel for power generation and the setting of the temperature condition so that it can be performed, the power generation efficiency is 0 to 1000 mW or more as in the configuration concept of the power generation unit described above (FIG. 5A). Output power can be realized.

【００６６】これにより、より少ない数の改質部と発電
部本体からなるセットの組合せで、高い発電効率を確保
しつつ、負荷（デバイス）の駆動状態に応じた適切な電
気エネルギー（出力電力）を供給することができるの
で、上述した発電部の構成概念と同等の作用効果を得る
ことができるとともに、発電モジュール２０に設けられ
た各制御部（動作制御部２２、起動部２３ａ、燃料制御
部２３ｂ）における処理負担を大幅に軽減することがで
きる。Thus, with a combination of a set including a smaller number of reforming units and a power generation unit main body, while ensuring high power generation efficiency, appropriate electric energy (output power) according to the driving state of the load (device) is obtained. Can be obtained, the same operation and effect as the above-described concept of the power generation unit can be obtained, and each control unit (the operation control unit 22, the activation unit 23a, the fuel control unit) provided in the power generation module 20 can be obtained. The processing load in 23b) can be greatly reduced.

【００６７】＜第２の実施形態＞次に、本発明に係る電
源システムの第２の実施形態について、図面を参照して
説明する。図７は、本発明に係る電源システムに適用さ
れる発電モジュールの第２の実施形態を示すブロック図
である。ここで、上述した電源システムの基本構成（図
１）及び第１の実施形態における発電モジュール（図
２）と同等の構成については、同一の符号を付して、そ
の説明を簡略化又は省略する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described basic configuration of the power supply system (FIG. 1) and the power generation module (FIG. 2) of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is simplified or omitted. .

【００６８】図７に示すように、本実施形態に係る発電
モジュール２０は、図１に示した電源システムの構成を
基本として、上述した動作制御部２２からの動作制御信
号に基づいて、発電部２１を駆動状態に移行（起動）す
る制御を行う起動部２３ａと、発電部２１への発電用燃
料（水素ガス）や水等の供給量を制御する燃料制御部２
３ｂと、発電部２１への空気（酸素ガス）の供給量を制
御する空気制御部２３ｃと、燃料改質方式の固体高分子
型燃料電池の構成を有する発電部２１と、を有し、該発
電部２１は、燃料制御部２３ｂを介して供給される発電
用燃料を改質して、個別に発電用燃料に含有される水素
をガス化する複数の改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３
ｂ、・・・（改質部２１ｂ）と、各改質部２１１ｂ、２
１２ｂ、２１３ｂ、・・・を介して供給される改質ガス
（水素ガス）及び空気制御部２３ｃを介して供給される
酸素ガスを用い、電気化学反応により所定の電気エネル
ギーを発生する単一の発電部本体２１ａと、を有して構
成されている。なお、本実施形態に係る発電モジュール
２０における動作制御部２２及び出力制御部２３（起動
部２３ａ、燃料制御部２３ｂ、空気制御部２３ｃ）は、
上述した第１の実施形態に示した構成と同等であるの
で、詳しい説明を省略する。As shown in FIG. 7, the power generation module 20 according to this embodiment is based on the configuration of the power supply system shown in FIG. 1, and is based on the operation control signal from the operation control unit 22 described above. An activation unit 23a that performs control to shift (activate) the 21 to a driving state; and a fuel control unit 2 that controls the supply amount of power generation fuel (hydrogen gas), water, and the like to the power generation unit 21
3b, an air control unit 23c that controls the supply amount of air (oxygen gas) to the power generation unit 21, and a power generation unit 21 having a configuration of a polymer electrolyte fuel cell of a fuel reforming system. The power generation unit 21 reforms the power generation fuel supplied via the fuel control unit 23b and individually gasifies the hydrogen contained in the power generation fuel into a plurality of reforming units 211b, 212b, 213.
b,... (reforming unit 21b) and each of the reforming units 211b, 2b
Using a reformed gas (hydrogen gas) supplied through 12b, 213b,... And an oxygen gas supplied through the air control unit 23c, a single electric power generating a predetermined electric energy by an electrochemical reaction. And a power generation unit main body 21a. The operation control unit 22 and the output control unit 23 (the starting unit 23a, the fuel control unit 23b, and the air control unit 23c) in the power generation module 20 according to the present embodiment include:
Since the configuration is the same as that of the first embodiment described above, detailed description is omitted.

【００６９】ここで、発電部２１を構成する複数の改質
部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・（改質部２１
ｂ）は、図５（ａ）に示した場合と同様に、各々均一な
燃料改質能力、又は、図６に示した場合と同様に、各々
異なる燃料改質能力を備え、負荷の駆動状態に応じて動
作制御部２２により設定された所定の数の改質部２１１
ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・に対して、燃料制御部
２３ｂを介して燃料パック１０から取り込まれた所定の
量の発電用燃料が個別に供給されるとともに、燃料改質
条件（温度条件）が設定される。これにより、各改質部
２１ｂにおいて、上記化学反応式（１）に示したような
水蒸気改質反応により個別に改質ガス（水素ガス）が生
成され、該ガスの総量が発電部本体２１ａに供給され
る。Here, a plurality of reforming units 211b, 212b, 213b,.
FIG. 5B shows a uniform fuel reforming capacity as shown in FIG. 5A or different fuel reforming capacities as shown in FIG. A predetermined number of reforming units 211 set by the operation control unit 22 in accordance with
, 212b, 213b,..., a predetermined amount of power generation fuel taken from the fuel pack 10 via the fuel control unit 23b is individually supplied, and fuel reforming conditions (temperature conditions) are provided. Is set. Thereby, in each reforming section 21b, a reformed gas (hydrogen gas) is individually generated by the steam reforming reaction as shown in the chemical reaction formula (1), and the total amount of the gas is transmitted to the power generation section main body 21a. Supplied.

【００７０】また、発電部本体２１ａは、上述した具体
構成例（図３）と同様の構成を有し、上述した改質部２
１ｂを介して抽出された水素ガス（Ｈ２）の総量が燃料
極３１に供給されるとともに、大気中の酸素ガス
（Ｏ２）が空気極３２に供給されることにより、上記化
学反応式（２）、（３）に示したような電気化学反応に
より、所定の電気エネルギーが発生される。このとき、
発電部本体２１ａにより発生される電気エネルギーは、
燃料極３１に供給される水素ガス（Ｈ２）の量に依存す
るので、燃料制御部２３ｂによって、各改質部２１ｂに
供給される発電用燃料の量を制御することにより、負荷
に供給される電気エネルギーの量（出力電力）及び発電
効率を調整制御することができる。The power generation unit main body 21a has the same configuration as that of the above-described specific configuration example (FIG. 3).
The total amount of hydrogen gas (H 2 ) extracted via 1b is supplied to the fuel electrode 31 and oxygen gas (O 2 ) in the atmosphere is supplied to the air electrode 32, whereby the above chemical reaction formula ( A predetermined electric energy is generated by the electrochemical reaction as shown in (2) and (3). At this time,
The electric energy generated by the power generation unit main body 21a is:
Since it depends on the amount of hydrogen gas (H 2 ) supplied to the fuel electrode 31, the amount of fuel for power generation supplied to each reforming unit 21b is controlled by the fuel control unit 23b, so that the fuel is supplied to the load. The amount of electric energy (output power) and the power generation efficiency can be adjusted and controlled.

【００７１】このような構成を有する電源システムにお
いて、発電部２１の改質部２１ｂのみが複数の改質部２
１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・・に分割され、動作
制御信号に基づいて所定の数の改質部２１１ｂ、２１２
ｂ、２１３ｂ、・・・に対してのみ、発電用燃料を供給
するとともに温度条件を設定することにより、所定の燃
料改質能力を発揮しつつ、改質部２１ｂの薄膜ヒーター
による消費電力及び周囲への放熱による熱損失が、実際
に動作する改質部２１ｂの個数分に限定されるので、出
力電力に対する熱損失の割合が、図５（ｂ）に示した実
験結果と同様に、全出力電力範囲にわたり、略一定とな
り、発電部全体における発電効率を大幅に上昇させるこ
とができるとともに、負荷に供給される電気エネルギー
の量（出力電力）を適切に調整することができる。ま
た、複数の改質部２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ、・・
・に対して、単一の発電部本体２１ａを備えているの
で、装置構成を簡素化することができる。In the power supply system having such a configuration, only the reforming section 21 b of the power generation section 21 is provided with a plurality of reforming sections 2.
11b, 212b, 213b,... And a predetermined number of reforming units 211b, 212b based on the operation control signal.
By supplying the fuel for power generation and setting the temperature conditions only for b, 213b,..., the power consumption by the thin film heater of the reforming section 21b and the surrounding Since the heat loss due to the heat radiation to the heater is limited to the number of the reforming units 21b actually operating, the ratio of the heat loss to the output power is reduced to the same as the experimental result shown in FIG. It becomes substantially constant over the power range, so that the power generation efficiency of the entire power generation unit can be significantly increased, and the amount of electric energy (output power) supplied to the load can be appropriately adjusted. Further, a plurality of reforming units 211b, 212b, 213b,.
In contrast, since the single power generation unit main body 21a is provided, the device configuration can be simplified.

【００７２】＜第３の実施形態＞次に、本発明に係る電
源システムの第３の実施形態について、図面を参照して
説明する。図８は、本発明に係る電源システムに適用さ
れる発電モジュールの第３の実施形態を示すブロック図
であり、図９は、本実施形態に係る発電モジュールに適
用される発電部の具体構成例を示す概略構成図である。
ここで、上述した電源システムの基本構成（図１）及び
第１又は第２の実施形態における発電モジュール（図
２、図７）と同等の構成については、同一の符号を付し
て、その説明を簡略化又は省略する。<Third Embodiment> Next, a third embodiment of the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention, and FIG. 9 is a specific configuration example of a power generation unit applied to the power generation module according to the present embodiment. FIG.
Here, the same reference numerals are given to the same configurations as the above-described basic configuration of the power supply system (FIG. 1) and the power generation modules (FIGS. 2 and 7) in the first or second embodiment, and the description thereof will be given. Is simplified or omitted.

【００７３】図８に示すように、本実施形態に係る発電
モジュール２０は、図１に示した電源システムの構成を
基本として、上述した動作制御部２２からの動作制御信
号に基づいて、発電部２１を駆動状態に移行（起動）す
る制御を行う起動部２３ａと、発電部２１への発電用燃
料の供給量を制御する燃料制御部２３ｂと、発電部２１
への空気（酸素ガス）の供給量を制御する空気制御部２
３ｃと、燃料直接供給方式の固体高分子型燃料電池の構
成（詳しくは、後述する）を有する発電部２１と、を有
し、該発電部２１は、燃料制御部２３ｂを介して供給さ
れる発電用燃料及び空気制御部２３ｃを介して供給され
る酸素ガスを用い、電気化学反応により所定の電気エネ
ルギーを個別に発生する複数の発電部本体２１１ａ、２
１２ａ、２１３ａ、・・・（発電部本体２１ａ）と、を
有して構成されている。なお、本実施形態に係る発電モ
ジュール２０における動作制御部２２及び出力制御部２
３（起動部２３ａ、燃料制御部２３ｂ、空気制御部２３
ｃ）は、上述した第１の実施形態に示した構成と同等で
あるので、詳しい説明を省略する。As shown in FIG. 8, the power generation module 20 according to this embodiment is based on the configuration of the power supply system shown in FIG. 1, and is based on the operation control signal from the operation control unit 22 described above. An activation unit 23a that performs control to shift (activate) the 21 to a driving state; a fuel control unit 23b that controls the supply amount of power generation fuel to the power generation unit 21;
Control unit 2 that controls the amount of air (oxygen gas) supplied to
3c, and a power generation unit 21 having a configuration of a polymer fuel cell of a direct fuel supply type (to be described in detail later), and the power generation unit 21 is supplied via a fuel control unit 23b. A plurality of power generation unit main bodies 211a, 2a that individually generate a predetermined electric energy by an electrochemical reaction using a fuel for power generation and oxygen gas supplied through the air control unit 23c.
12a, 213a,... (Power generation unit main body 21a). The operation control unit 22 and the output control unit 2 in the power generation module 20 according to the present embodiment
3 (starting unit 23a, fuel control unit 23b, air control unit 23
Since c) is equivalent to the configuration shown in the above-described first embodiment, detailed description will be omitted.

【００７４】ここで、発電部２１を構成する複数の発電
部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・（発電部
本体２１ａ）は、図９に示すように、大別して、所定の
触媒微粒子が付着した炭素電極からなる燃料極４１と、
所定の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる空気極４
２と、燃料極４１と空気極４２の間に介装されたイオン
導電膜４３と、を有して構成されている。ここで、燃料
極４１には、第１の具体構成例に示したような改質部２
１ｂを介すことなく、燃料パック１０に封入された発電
用燃料（例えば、メタノール等のアルコール類）が燃料
制御部２３ｂを介して直接供給され、一方、空気極４２
には大気中の酸素ガス（Ｏ２）が供給される。Here, as shown in FIG. 9, the plurality of power generation section main bodies 211a, 212a, 213a,... A fuel electrode 41 made of a carbon electrode,
Air electrode 4 consisting of a carbon electrode to which predetermined catalyst particles are attached
2 and an ionic conductive film 43 interposed between the fuel electrode 41 and the air electrode 42. Here, the reforming unit 2 as shown in the first specific configuration example is provided in the fuel electrode 41.
The fuel for power generation (for example, alcohols such as methanol) sealed in the fuel pack 10 is directly supplied via the fuel control unit 23b without passing through the fuel electrode 1b.
Is supplied with oxygen gas (O 2 ) in the atmosphere.

【００７５】この発電部本体（燃料電池）２１ａにおけ
る電気化学反応は、具体的には、燃料極４１に発電用燃
料であるメタノール（ＣＨ３ＯＨ）が直接供給される
と、次の化学反応式（４）に示すように、触媒反応によ
り電子（ｅ−）が分離して水素イオン（プロトン；
Ｈ＋）が発生し、イオン導電膜４３を介して空気極４２
側に通過するとともに、燃料極４１を構成する炭素電極
により電子（ｅ−）が取り出されて負荷４４に供給され
る。なお、この触媒反応により生成される水素以外の微
量の生成物（主に、ＣＯ２）は、燃料極４１側から大気
中に排出される。 ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ → ６Ｈ＋＋６ｅ−＋ＣＯ２ ・・・（４）The electrochemical reaction in the power generation unit main body (fuel cell) 21a is, specifically, when methanol (CH 3 OH) as a fuel for power generation is directly supplied to the fuel electrode 41, the following chemical reaction formula As shown in (4), the electrons (e − ) are separated by the catalytic reaction and hydrogen ions (protons;
H + ) is generated, and the air electrode 42 is
Side, and electrons (e − ) are extracted by the carbon electrode constituting the fuel electrode 41 and supplied to the load 44. A small amount of products (mainly CO 2 ) other than hydrogen generated by this catalytic reaction are discharged from the fuel electrode 41 side to the atmosphere. CH 3 OH + H 2 O → 6H + + 6e - + CO 2 ··· (4)

【００７６】一方、空気極４２には空気が供給されるこ
とにより、上述した化学反応式（３）と同様に、触媒に
より負荷４４を経由した電子（ｅ−）とイオン導電膜３
３を通過した水素イオン（Ｈ＋）と空気中の酸素ガス
（Ｏ２）が反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。このよ
うな一連の電気化学反応（（４）式及び（３）式）は、
概ね室温から８０℃程度の間の比較的低温の温度条件で
進行する。ここで、空気極４２で発生する副生成物であ
る水（Ｈ２Ｏ）の少なくとも一部を回収し、燃料極４１
側に必要量を供給するようにすれば、燃料パック１０に
予め備蓄（封入）される水（Ｈ２Ｏ）の量を減らすこと
ができるので、小さい燃料パック１０で長時間電力を供
給することが可能となる。On the other hand, when air is supplied to the air electrode 42, the electrons (e − ) and the ionic conductive film 3 that have passed through the load 44 by the catalyst are supplied in the same manner as in the chemical reaction formula (3) described above.
The hydrogen ions (H + ) passing through 3 react with oxygen gas (O 2 ) in the air to produce water (H 2 O). Such a series of electrochemical reactions (Equations (4) and (3)) are
The process generally proceeds at a relatively low temperature between room temperature and about 80 ° C. Here, at least a part of water (H 2 O) which is a by-product generated in the air electrode 42 is recovered, and the fuel electrode 41 is recovered.
If the required amount is supplied to the side, the amount of water (H 2 O) stored (enclosed) in the fuel pack 10 in advance can be reduced, so that the small fuel pack 10 supplies power for a long time. Becomes possible.

【００７７】このような構成を有する発電部本体２１ａ
によれば、上述した燃料改質型の燃料電池を備えた発電
モジュール（図２）に比較して、改質部２１ｂを必要と
しないので、装置構成を簡素化して小型化することがで
きるとともに、継続的に電気化学反応により電気エネル
ギーを発生することができるので、常時電気エネルギー
を生成、供給する必要がある構成、例えば、携帯電話等
のように常時待機電力を必要とする機器に良好に適用す
ることができる。The power generation unit main body 21a having such a configuration
According to the above, the reforming unit 21b is not required as compared with the above-described power generation module including the fuel reforming type fuel cell (FIG. 2), so that the apparatus configuration can be simplified and downsized. Since electric energy can be continuously generated by an electrochemical reaction, it is suitable for a configuration that needs to constantly generate and supply electric energy, for example, a device such as a mobile phone that requires a constant standby power. Can be applied.

【００７８】＜第４の実施形態＞次に、本発明に係る電
源システムの第４の実施形態について、図面を参照して
説明する。図１０は、本発明に係る電源システムに適用
される発電モジュールの第４の実施形態を示すブロック
図である。ここで、上述した電源システムの基本構成
（図１）及び第１乃至第３の実施形態における発電モジ
ュール（図２、図７、図８）と同等の構成については、
同一の符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。<Fourth Embodiment> Next, a fourth embodiment of the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a block diagram showing a fourth embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention. Here, regarding the basic configuration of the power supply system described above (FIG. 1) and the configuration equivalent to the power generation module (FIGS. 2, 7, and 8) in the first to third embodiments,
The same reference numerals are given and the description is simplified or omitted.

【００７９】図１０に示すように、本実施形態に係る発
電モジュール２０は、図１に示した電源システムの構成
を基本として、上述した動作制御部２２からの動作制御
信号に基づいて、発電部２１を駆動状態に移行（起動）
する制御を行う起動部２３ａと、発電部２１への発電用
燃料の供給量を制御する燃料制御部２３ｂと、内燃機関
型や外燃機関型の発電器の構成（詳しくは、後述する）
を有する発電部２１と、を有し、該発電部２１は、燃料
制御部２３ｂを介して供給される発電用燃料を用い、燃
焼反応や力学的なエネルギー変換作用等により、所定の
電気エネルギーを個別に発生する複数の発電部本体２１
１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・（発電部本体２１
ａ）と、を有して構成されている。なお、本実施形態に
係る発電モジュール２０における動作制御部２２及び出
力制御部２３（起動部２３ａ、燃料制御部２３ｂ）は、
上述した第１の実施形態に示した構成と同等であるの
で、詳しい説明を省略する。As shown in FIG. 10, the power generation module 20 according to this embodiment is based on the configuration of the power supply system shown in FIG. 1, and is based on the operation control signal from the operation control unit 22 described above. 21 is shifted to the driving state (start)
And a fuel control unit 23b for controlling the amount of fuel for power generation to the power generation unit 21, and a generator of an internal combustion engine type or an external combustion engine type (details will be described later).
And a power generation unit 21 that uses a power generation fuel supplied through a fuel control unit 23b to generate predetermined electric energy by a combustion reaction, a dynamic energy conversion action, or the like. A plurality of power generation unit main bodies 21 generated individually
1a, 212a, 213a,...
a). The operation control unit 22 and the output control unit 23 (the start unit 23a and the fuel control unit 23b) in the power generation module 20 according to the present embodiment
Since the configuration is the same as that of the first embodiment described above, detailed description is omitted.

【００８０】すなわち、上述した第１乃至第３の実施形
態においては、発電部本体２１ａとして、燃料電池を適
用した構成を示したため、図２、図７、図８に示したよ
うに、少なくとも起動部２３ａにより燃料制御部２３ｂ
を制御して、発電部本体２１ａへの発電用燃料の供給を
制御することにより、発電部２１の動作状態を制御する
ことができるが、本実施形態に係る発電システムにおい
ては、発電部本体２１ａとして、内燃機関型や外燃機関
型等の燃焼反応や力学的なエネルギー変換作用を伴う発
電部を適用することにより、図１０に示すように、起動
部２３ａにより燃料制御部２３ｂに加えて、各発電部本
体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・をも起動／停
止（燃焼起動／停止）させる制御を行う。That is, in the above-described first to third embodiments, the configuration in which the fuel cell is applied as the power generation section main body 21a is shown, and therefore, as shown in FIG. 2, FIG. 7, and FIG. The fuel control unit 23b is controlled by the unit 23a.
By controlling the supply of fuel for power generation to the power generation unit main body 21a, the operation state of the power generation unit 21 can be controlled. However, in the power generation system according to the present embodiment, the power generation unit main body 21a As shown in FIG. 10, in addition to the fuel control unit 23b by the start unit 23a, by applying a power generation unit having a combustion reaction of an internal combustion engine type or an external combustion engine type or a dynamic energy conversion action, .. Are also controlled to start / stop (combustion start / stop) each of the power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,.

【００８１】ここで、発電部２１を構成する複数の発電
部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・（発電部
本体２１ａ）は、図５（ａ）に示した場合と同様に、各
々均一な発電応力、又は、図６に示した場合と同様に、
各々異なる発電能力を備え、負荷の駆動状態に応じて動
作制御部２２により設定された所定の数の発電部本体２
１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・に対して、燃料制
御部２３ｂを介して燃料パック１０から取り込まれた所
定の量の発電用燃料が個別に供給されるとともに、該発
電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・が起動
制御される。Here, the plurality of power generation section main bodies 211a, 212a, 213a,... (Power generation section main body 21a) constituting the power generation section 21 are each uniform as in the case shown in FIG. The power generation stress or, as shown in FIG. 6,
A predetermined number of power generation unit main bodies 2 having different power generation capacities and set by the operation control unit 22 according to the driving state of the load.
, A predetermined amount of power generation fuel taken from the fuel pack 10 via the fuel control unit 23b is individually supplied to the power generation unit main bodies 211a, 212a,. 213a are controlled to be activated.

【００８２】これにより、動作制御部２２により設定さ
れた各発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・
・において、最大の（又は、高い）発電効率で燃焼反応
や力学的なエネルギー変換作用が継続的に実行されて、
所定の電気エネルギーが個別に発生され、発電部全体と
して、高い発電効率を確保しつつ、負荷（デバイス）の
駆動状態に応じた適切な電気エネルギー（出力電力）を
供給することができる。As a result, each power generation section main body 211a, 212a, 213a,... Set by the operation control section 22.
・ In the maximum (or high) power generation efficiency, the combustion reaction and the dynamic energy conversion are continuously executed,
The predetermined electric energy is individually generated, and the electric power generation unit as a whole can supply appropriate electric energy (output power) according to the driving state of the load (device) while ensuring high power generation efficiency.

【００８３】次いで、本実施形態に係る発電モジュール
に適用される発電部の具体構成例について、図面を参照
して説明する。図１１は、本実施形態に係る発電モジュ
ールに適用される発電部の一具体構成例を示す概略構成
図であり、図１２は、本実施形態に係る発電モジュール
に適用される発電部の他の具体構成例を示す概略構成図
である。Next, a specific configuration example of the power generation unit applied to the power generation module according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a specific configuration example of a power generation unit applied to the power generation module according to the present embodiment. FIG. 12 is another schematic diagram of the power generation unit applied to the power generation module according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a specific configuration example.

【００８４】本実施形態に係る発電部２１を構成する複
数の発電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・
（発電部本体２１ａ）の一具体構成例は、例えば、図１
１に示すように、複数の羽根が円周に沿って配列され、
自在に回転する可動羽根５２ａと、可動羽根５２ａの回
転中心に直結された発電器５５と、可動羽根５２ａの外
周側に複数の羽根が配列された固定羽根５２ｂと、可動
羽根５２ａと固定羽根５２ｂとからなるガスタービン５
２への気化された発電用燃料（燃料ガス）の供給を制御
する吸気制御部５３と、燃焼後の排気ガスの排出を制御
する排気制御部５４と、を有して構成されている。ここ
で、ガスタービン５２、吸気制御部５３及び排気制御部
５４からなる発電部本体２１ａの構成は、半導体製造技
術を適用することにより、例えば、単一のシリコンチッ
プ５１上に微細化して形成することができる。A plurality of power generation section main bodies 211a, 212a, 213a,... Constituting the power generation section 21 according to the present embodiment.
One specific configuration example of the (power generation unit main body 21a) is, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a plurality of blades are arranged along the circumference,
A movable blade 52a that freely rotates, a generator 55 directly connected to the center of rotation of the movable blade 52a, a fixed blade 52b in which a plurality of blades are arranged on the outer peripheral side of the movable blade 52a, a movable blade 52a and a fixed blade 52b. Gas turbine 5 consisting of
An intake control unit 53 controls the supply of vaporized power generation fuel (fuel gas) to the fuel cell 2, and an exhaust control unit 54 controls the discharge of exhaust gas after combustion. Here, the configuration of the power generation unit main body 21a composed of the gas turbine 52, the intake control unit 53, and the exhaust control unit 54 is formed, for example, on a single silicon chip 51 by applying a semiconductor manufacturing technology to be fine. be able to.

【００８５】このような構成を有する発電部本体２１ａ
において、吸気制御部５３を介してガスタービン５２の
燃焼室に燃料ガスを取り込み、所定のタイミングで該燃
料ガスを点火、燃焼することにより、燃焼室の圧力が上
昇して力学エネルギーに変換されて、可動羽根５２ａを
回転させて発電器５５を駆動し、電気エネルギーを発生
する。そして、燃焼後の排気ガスは、排気制御部５４に
より所定のタイミングで排出される。ここで、発電部本
体２１ａの起動動作は、図１０に示したように、上述し
た起動部２３ａにより燃料ガスの供給動作とともに制御
され、また、燃料ガスの吸気、点火動作、排気ガスの排
出動作は、所定の動作電源に基づいて動作する吸気制御
部５３、ガスタービン５２、排気制御部５４により制御
される。The power generation section main body 21a having such a configuration
In the above, the fuel gas is taken into the combustion chamber of the gas turbine 52 via the intake control unit 53, and the fuel gas is ignited and burned at a predetermined timing, whereby the pressure in the combustion chamber is increased and converted into mechanical energy. Then, the movable blade 52a is rotated to drive the generator 55 to generate electric energy. Then, the exhaust gas after combustion is discharged at a predetermined timing by the exhaust control unit 54. Here, the start-up operation of the power generation unit main body 21a is controlled together with the supply operation of the fuel gas by the above-described start-up unit 23a as shown in FIG. Are controlled by an intake control unit 53, a gas turbine 52, and an exhaust control unit 54 that operate based on a predetermined operation power supply.

【００８６】すなわち、本構成例における発電モジュー
ルは、上述した各構成例に示したような燃料電池に替え
て、燃料ガスの燃焼反応により生じる熱膨張（圧力差）
に基づく力学エネルギーにより発電器を回転させて電気
エネルギーを生成するガス燃焼型タービン発電器を備え
た構成を有している。That is, in the power generation module of this configuration example, the thermal expansion (pressure difference) caused by the combustion reaction of the fuel gas is used instead of the fuel cell as shown in each of the above configuration examples.
And a gas-fired turbine generator that generates electric energy by rotating the generator with mechanical energy based on the above.

【００８７】したがって、本具体構成例に係る発電部を
適用した電源システムによれば、発電部２１を複数の発
電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・により
構成し、動作制御信号に基づいて所定の数の発電部本体
２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・に対してのみ、
各々最大の（又は、高い）発電能力を発揮することがで
きるように、燃料ガスの供給量を調整するとともに、ガ
スタービン５２の起動（燃料ガスを点火、燃焼するこ
と）を制御することにより、ガス燃焼型タービン発電器
におけるエネルギー損失が最小限に抑制されるので、上
述した図５（ｂ）に示した実験結果と同様に、全出力電
力範囲にわたり、発電部全体における発電効率を大幅に
上昇させることができるとともに、負荷に供給される電
気エネルギーの量（出力電力）を適切に調整することが
できる。Therefore, according to the power supply system to which the power generation unit according to this specific configuration example is applied, the power generation unit 21 is constituted by the plurality of power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,. Only for a predetermined number of power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,.
By adjusting the supply amount of the fuel gas and controlling the start-up (ignition and burning of the fuel gas) of the gas turbine 52 so as to exhibit the maximum (or high) power generation capability, Since the energy loss in the gas-fired turbine generator is suppressed to a minimum, the power generation efficiency of the entire power generation unit is significantly increased over the entire output power range, similarly to the experimental result shown in FIG. 5B described above. And the amount of electric energy (output power) supplied to the load can be appropriately adjusted.

【００８８】なお、本具体構成例に係る発電部を適用し
た電源システムにおいては、燃料パック１０に封入され
る発電用燃料として、発火性又は燃焼性（あるいは、可
燃性）を有する液化燃料を用い、ガスタービン５２に設
けた燃焼室において液化燃料を燃焼する場合について説
明したが、燃焼室を設けず、常温常圧で気体となり、高
圧化することにより液化される液剤を、液化した状態で
燃料パック１０に封入することにより、上述した燃料パ
ック１０に封入した発火性又は可燃性の発電用燃料の代
替として利用して、吸気制御部５３が開放して上記液剤
が気化したことによる圧力差により、可動羽根５２ａを
回転させて発電するようにしてもよい。In the power supply system to which the power generation unit according to this specific configuration example is applied, a liquefied fuel having ignitability or combustibility (or combustibility) is used as the fuel for power generation sealed in the fuel pack 10. The case where the liquefied fuel is burned in the combustion chamber provided in the gas turbine 52 has been described, but the combustion chamber is not provided, and the gas becomes gas at normal temperature and normal pressure. By being enclosed in the pack 10, it is used as a substitute for the ignitable or flammable power generation fuel enclosed in the fuel pack 10 described above, and the pressure difference caused by the opening of the intake control unit 53 and the vaporization of the liquid agent is caused by the pressure difference. Alternatively, the movable blade 52a may be rotated to generate power.

【００８９】つまり、ガスタービン５２内の気体は、排
気制御部５４を開放すると、ガスは気圧の低い方、すな
わち、常圧である外気に向けて排出されるので、このと
きのガスの流動により可動羽根５２ａを回転させて電力
を発生させることができる。このようなタービンを設け
た発電部の構成によれば、副生成物として水が発生しな
いので、水を回収する必要がない。ここで、上記液剤
は、必ずしも燃焼性を有する必要はなく、むしろ排気ガ
スとして排気することを考慮すれば、不燃性又は難燃性
を有し、さらに、毒性がない方が望ましい。なお、液剤
が燃焼性又は毒性がある材料や物質からなる場合は、排
気ガスを外部に排気する前に難燃化や無毒化する処理が
必要となることはいうまでもない。That is, the gas in the gas turbine 52 is discharged to the lower pressure, that is, to the outside air at normal pressure when the exhaust control unit 54 is opened. Electric power can be generated by rotating the movable blade 52a. According to the configuration of the power generation unit provided with such a turbine, since water is not generated as a by-product, there is no need to collect water. Here, the liquid agent does not necessarily have to have flammability, but rather has non-combustibility or flame retardancy and desirably has no toxicity, considering that it is exhausted as exhaust gas. In the case where the liquid agent is made of a flammable or toxic material or substance, it goes without saying that it is necessary to perform a treatment for making it nonflammable or detoxifying before exhausting the exhaust gas to the outside.

【００９０】そして、本実施形態に係る発電部２１を構
成する複数の発電部本体２１ａの他の具体構成例は、例
えば、図１２に示すように、燃料ガスを触媒燃焼させて
熱を発生させる触媒燃焼器６１と、概ね一定の温度を保
持する定温部６２と、触媒燃焼器６１を第１の温度端、
定温部６２を第２の温度端として、第１及び第２の温度
端間に生じた温度差により、ゼーベック効果に基づく熱
電子を放出させて電気エネルギーを生成する温度差発電
器６３と、を有して構成されている。ここで、触媒燃焼
器６１、定温部６２及び温度差発電器６３からなる発電
部本体２１ａの構成は、上述した各構成例と同様に、半
導体製造技術を適用することにより、微細化して形成す
ることができる。Another specific configuration example of the plurality of power generation section main bodies 21a constituting the power generation section 21 according to the present embodiment generates heat by catalytic combustion of a fuel gas as shown in FIG. 12, for example. A catalytic combustor 61; a constant temperature section 62 for maintaining a substantially constant temperature;
A temperature difference generator 63 that generates thermoelectric energy based on the Seebeck effect based on a temperature difference generated between the first and second temperature ends with the constant temperature section 62 as a second temperature end; It is configured to have. Here, the configuration of the power generation unit main body 21a including the catalytic combustor 61, the constant temperature unit 62, and the temperature difference power generator 63 is miniaturized and formed by applying a semiconductor manufacturing technique, similarly to the above-described respective configuration examples. be able to.

【００９１】このような発電部本体２１ａにおいて、上
述した出力制御部２３（燃料制御部２３ｂ）を介して触
媒燃焼器６１に燃料ガスが供給されると、該燃料ガスが
触媒燃焼反応により発熱して、触媒燃焼器６１の温度が
上昇する。一方、定温部６２の温度はほぼ一定に設定さ
れているので、触媒燃焼器６１と定温部６２との間には
温度勾配（熱傾斜）が発生する。そして、この温度勾配
により熱エネルギーが温度差発電器６３を移動すること
により、ゼーベック効果に基づく熱電子が放出されて電
気エネルギーが発生する。In such a power generation unit main body 21a, when the fuel gas is supplied to the catalytic combustor 61 via the output control unit 23 (fuel control unit 23b), the fuel gas generates heat due to the catalytic combustion reaction. Thus, the temperature of the catalytic combustor 61 rises. On the other hand, since the temperature of the constant temperature section 62 is set substantially constant, a temperature gradient (thermal gradient) occurs between the catalytic combustor 61 and the constant temperature section 62. Then, thermal energy moves through the temperature difference generator 63 due to this temperature gradient, so that thermoelectrons based on the Seebeck effect are emitted to generate electric energy.

【００９２】したがって、本具体構成例に係る発電部を
適用した電源システムによれば、発電部２１を複数の発
電部本体２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・により
構成し、動作制御信号に基づいて所定の数の発電部本体
２１１ａ、２１２ａ、２１３ａ、・・・に対してのみ、
各々最大の（又は、高い）発電能力を発揮することがで
きるように、燃料ガスの供給量を調整するとともに、触
媒燃焼器６１における触媒燃焼反応を制御することによ
り、温度差発電器におけるエネルギー損失が最小限に抑
制されるので、上述した図５（ｂ）に示した実験結果と
同様に、全出力電力範囲にわたり、発電部全体における
発電効率を大幅に上昇させることができるとともに、負
荷に供給される電気エネルギーの量（出力電力）を適切
に調整することができる。Therefore, according to the power supply system to which the power generation unit according to this specific configuration example is applied, the power generation unit 21 is composed of a plurality of power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,. Only for a predetermined number of power generation unit main bodies 211a, 212a, 213a,.
By adjusting the supply amount of the fuel gas and controlling the catalytic combustion reaction in the catalytic combustor 61 so that the maximum (or high) power generation capability can be exhibited, the energy loss in the temperature difference generator can be improved. Is minimized, so that the power generation efficiency of the entire power generation unit can be significantly increased over the entire output power range and supplied to the load, similarly to the experimental results shown in FIG. 5B described above. The amount of output electric power (output power) can be appropriately adjusted.

【００９３】なお、上述した各具体構成例は、発電モジ
ュール２０に適用される発電部の一例を示したに過ぎ
ず、本発明に係る電源システムの構成を何ら限定するも
のではない。要するに、本発明に適用される発電部２１
は、燃料パック１０に封入された液体燃料又は気体燃料
が直接又は間接的に供給されることにより、発電部内部
で電気化学反応や燃焼反応等により電気エネルギーを発
生することができるものであれば、他の構成を有するも
のであってもよく、例えば、ガス燃焼タービンに替え
て、ロータリーエンジンやスターリングエンジン、パル
ス燃焼エンジン等の内燃機関又は外燃機関（エンジン）
と電磁誘導や圧電変換による発電器とを組み合わせたも
の、熱音響効果による外力発生手段と電磁誘導や圧電変
換による発電器とを組み合わせたもの、あるいは、電磁
流体力学（ＭＨＤ）発電器等を良好に適用することがで
きる。The above specific examples are merely examples of the power generation unit applied to the power generation module 20, and do not limit the configuration of the power supply system according to the present invention. In short, the power generation unit 21 applied to the present invention
If the liquid fuel or the gaseous fuel sealed in the fuel pack 10 can be supplied directly or indirectly to generate electric energy by an electrochemical reaction or a combustion reaction inside the power generation unit. , May have another configuration. For example, an internal combustion engine such as a rotary engine, a Stirling engine, a pulse combustion engine, or an external combustion engine (engine) may be used instead of a gas combustion turbine.
Good combination of a generator with electromagnetic induction or piezoelectric conversion, a combination of external force generating means by thermoacoustic effect and a generator by electromagnetic induction or piezoelectric conversion, or a magnetohydrodynamic (MHD) generator Can be applied to

【００９４】次に、本発明に係る電源システムに適用さ
れる外形形状について、図面を参照して説明する。図１
３は、本発明に係る電源システムに適用される外形形状
の具体例を示す概略構成図であり、図１４は、本発明に
係る電源システムに適用される外形形状と、汎用の化学
電池の外形形状との対応関係を示す概略構成図である。Next, an outer shape applied to the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a specific example of the outer shape applied to the power supply system according to the present invention. FIG. 14 is a diagram illustrating the outer shape applied to the power supply system according to the present invention and the outer shape of a general-purpose chemical battery. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a correspondence relationship with a shape.

【００９５】上述したような構成を有する電源システム
において、燃料パック１０を発電モジュール２０に結合
した状態、又は、一体的に構成した状態における外形形
状は、例えば、図１３に示すように、汎用の化学電池に
多用されている円形電池７１、７２、７３や、特殊形状
の電池（非円形電池）８１、８２、８３の規格に則っ
て、これらのいずれかと同等の形状及び寸法を有するよ
うに形成されているとともに、例えば、図３、図９に示
した発電モジュール２０の発電部本体２１ａの燃料極３
１、４１及び空気極３２、４２が、図１３に示す各電池
形状の正極及び負極に各々対応するように、電気的に構
成されている。In the power supply system having the above-described configuration, the external shape in a state where the fuel pack 10 is connected to the power generation module 20 or in a state where the fuel pack 10 is integrally formed is, for example, as shown in FIG. Formed to have the same shape and size as any of the circular batteries 71, 72, 73, which are widely used for chemical batteries, and the specially shaped batteries (non-circular batteries) 81, 82, 83 in accordance with the standards. The fuel electrode 3 of the power generation unit main body 21a of the power generation module 20 shown in FIGS.
The cathodes 1 and 41 and the cathodes 32 and 42 are electrically configured to correspond to the cathode and anode of each battery shape shown in FIG.

【００９６】ここで、円形電池７１、７２、７３は、具
体的には、市販のマンガン乾電池やアルカリ乾電池、ニ
ッケル・カドミウム電池、リチウム電池等に最も多用さ
れ、対応する機器も多いシリンダ型（円筒型：図１３
（ａ））や、腕時計等に利用されるボタン型（図１３
（ｂ））、カメラや電子手帳等に利用されるコイン型
（図１３（ｃ））等の外形形状を有している。The circular batteries 71, 72, and 73 are most commonly used for commercially available manganese dry batteries, alkaline dry batteries, nickel-cadmium batteries, lithium batteries, and the like. Type: Fig. 13
(A)) and a button type used in a wristwatch or the like (FIG. 13)
(B)), and has an outer shape such as a coin type (FIG. 13 (c)) used for a camera, an electronic organizer and the like.

【００９７】一方、非円形電池８１、８２、８３は、具
体的には、コンパクトカメラやデジタルスチルカメラ
等、使用する機器の形状等に対応して設計（カスタマイ
ズ）された特殊形状型（図１３（ｄ））や、携帯音響機
器や携帯電話等の小型薄型化に対応した角形（図１３
（ｅ））、平型（図１３（ｆ））等の外形形状を有して
いる。On the other hand, the non-circular batteries 81, 82, and 83 are, specifically, a special shape type (FIG. 13) that is designed (customized) according to the shape of a device to be used, such as a compact camera or a digital still camera. (D)) and a rectangular shape (FIG. 13) corresponding to miniaturization of a portable audio device, a cellular phone, or the like.
(E)) and a flat shape (FIG. 13 (f)).

【００９８】なお、上述したように、本発明に係る電源
システムに搭載される発電モジュール２０（発電部２
１、動作制御部２２、出力制御部２３）は、既存の半導
体技術を適用することにより、例えば、数ミクロンオー
ダーにマイクロチップ化、あるいは、マイクロプラント
化することができる。また、発電モジュール２０の発電
部２１として、高いエネルギー利用効率を実現すること
ができる燃料電池を適用することにより、既存の化学電
池と同等（又は、それ以上）の電池容量を実現するため
に必要となる発電用燃料の量を比較的少量に抑制するこ
とができる。As described above, the power generation module 20 (power generation unit 2) mounted on the power supply system according to the present invention.
1. The operation control unit 22 and the output control unit 23) can be formed into microchips or microplants on the order of several microns, for example, by applying existing semiconductor technology. In addition, by applying a fuel cell capable of realizing high energy use efficiency as the power generation unit 21 of the power generation module 20, it is necessary to realize a battery capacity equivalent to (or more than) an existing chemical battery. Can be suppressed to a relatively small amount.

【００９９】さらに、本実施形態に係る電源システムに
おいては、後述するように、本実施形態に係る電源シス
テム（発電モジュール）を、半導体製造技術を適用して
小型軽量化し、汎用の化学電池と同等の形状になるよう
に構成することにより、外形形状及び電気的特性のいず
れにおいても汎用の化学電池との高い互換性を実現する
ことができ、既存の電池市場における普及を一層容易な
ものとすることができる。Further, in the power supply system according to the present embodiment, as described later, the power supply system (power generation module) according to the present embodiment is reduced in size and weight by applying a semiconductor manufacturing technique, and is equivalent to a general-purpose chemical battery. By adopting such a configuration, it is possible to achieve high compatibility with general-purpose chemical batteries in both the external shape and the electrical characteristics, and further facilitate the spread in the existing battery market. be able to.

【０１００】したがって、本実施形態に係る電源システ
ムにおいて、図１３に示した既存の電池形状を良好に実
現することができ、例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示
すように、燃料パック１０Ａを発電モジュール２０Ａに
結合した状態における外形寸法（例えば、長さＬａ、直
径Ｄａ）が、図１４（ｃ）に示すような汎用の化学電池
９１の外形寸法（例えば、長さＬｐ、直径Ｄｐ）と略同
等になるように構成することができる。Therefore, in the power supply system according to the present embodiment, the existing battery shape shown in FIG. 13 can be satisfactorily realized. For example, as shown in FIGS. The external dimensions (for example, length La, diameter Da) in a state where 10A is coupled to the power generation module 20A are the external dimensions (for example, length Lp, diameter Dp) of a general-purpose chemical battery 91 as shown in FIG. ) Can be configured to be substantially equivalent to the above.

【０１０１】これにより、汎用の化学電池と同一又は同
等の電気的特性（電圧／電流特性）を有する電気エネル
ギーを供給することができるとともに、外形形状におい
ても同等の形状及び寸法を備えた完全互換の電源システ
ムを実現することができるので、既存の携帯機器等のデ
バイスに対して、汎用の化学電池と全く同様に、動作電
源として適用することができ、燃料電池を用いた電源シ
ステムを容易に普及させることができる。As a result, it is possible to supply electric energy having the same or equivalent electric characteristics (voltage / current characteristics) as those of a general-purpose chemical battery, and to have a completely interchangeable external shape having the same shape and dimensions. Power supply system can be realized, so that it can be applied to existing mobile devices and other devices as an operating power supply, just like a general-purpose chemical battery, facilitating the use of a fuel cell-based power supply system. Can be spread.

【０１０２】特に、発電モジュールとして燃料電池を備
えた構成を適用し、かつ、燃料パックとして電気エネル
ギーの発生に伴う副生成物を回収、保持する手段を備
え、上述した分解性プラスチック等の材料からなる構成
を適用することにより、自然環境やデバイスへの悪影響
を抑制しつつ、高いエネルギー利用効率を実現すること
ができるので、既存の化学電池の投棄や埋め立て処理に
よる環境問題やエネルギー利用効率の問題等を良好に解
決することができる。In particular, a structure including a fuel cell as a power generation module is applied, and a fuel pack is provided with means for collecting and holding by-products accompanying the generation of electric energy. By applying this configuration, it is possible to achieve high energy use efficiency while suppressing the adverse effects on the natural environment and devices, so environmental problems and energy use efficiency problems caused by dumping and reclaiming existing chemical batteries. Etc. can be solved favorably.

【０１０３】なお、図１３に示した外形形状はいずれ
も、日本国内の規格に則って市販、又は、デバイスに付
属して流通、販売されている化学電池の一例であって、
本発明の適用が可能な構成例のごく一部を示したものに
過ぎない。すなわち、本発明に係る電源システムに適用
可能な外形形状は、上記具体例以外であってもよく、例
えば、世界各国で流通、販売されている化学電池、ある
いは、将来実用化が予定されている化学電池の形状に合
致し、さらには、電気的特性をも合致するように設計す
ることができることはいうまでもない。Note that the external shapes shown in FIG. 13 are all examples of chemical batteries that are commercially available in accordance with Japanese standards or are distributed and sold with devices.
It is only a part of a configuration example to which the present invention can be applied. That is, the outer shape applicable to the power supply system according to the present invention may be other than the above specific examples. For example, chemical batteries distributed and sold in countries around the world, or commercialization in the future, are planned. Needless to say, it can be designed so as to match the shape of the chemical battery and also to match the electrical characteristics.

【０１０４】なお、上述した各実施形態においては、図
１に示した基本構成に適用した場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
発電モジュールの各構成を駆動するための動作電源を、
電源システム内部で自立的に生成して、供給するように
した構成を有するものであってもよい。In each of the embodiments described above, the case where the present invention is applied to the basic configuration shown in FIG. 1 has been described. However, the present invention is not limited to this.
An operating power supply for driving each configuration of the power generation module,
It may have a configuration in which it is generated and supplied independently within the power supply system.

【０１０５】この構成に係る発電モジュールは、具体的
には、図１５に示すように、大別して、主発電部２１Ａ
（上述した発電部２１に相当する）と、副発電部２１Ｂ
と、動作制御部２２と、出力制御部２３と、を有して構
成されている。ここで、主発電部２１Ａ（発電部２
１）、動作制御部２２及び出力制御部２３は、上述した
各実施形態に示した構成と同等であるので、詳しい説明
を省略する。The power generation module according to this configuration is specifically divided roughly as shown in FIG.
(Corresponding to the power generation unit 21 described above) and the sub power generation unit 21B
, An operation control unit 22 and an output control unit 23. Here, the main power generation unit 21A (power generation unit 2)
1) Since the operation control unit 22 and the output control unit 23 are the same as those shown in the above-described embodiments, detailed description will be omitted.

【０１０６】この構成に係る副発電部２１Ｂは、電源シ
ステムの外部からの燃料供給に依存することなく、電源
システムの内部において、常時、所定の電気エネルギー
を自立的に発生して、発電モジュール２０の各構成（少
なくとも動作制御部２２及び出力制御部２３）に対し
て、動作電源（電圧／電流）となる電気エネルギーを供
給する。The auxiliary power generation unit 21B according to this configuration always independently generates predetermined electric energy inside the power supply system independently of the fuel supply from the outside of the power supply system. (At least the operation control unit 22 and the output control unit 23) are supplied with electric energy serving as an operation power supply (voltage / current).

【０１０７】したがって、副発電部２１Ｂにおける電気
エネルギーの発生方法は、例えば、上述した各実施形態
に示した発電部２１と同様に、燃料パック１０から供給
される発電用燃料を用いた電気化学反応や燃焼反応によ
るもの（図３、図９、図１１、図１２参照）を良好に適
用することができるほか、燃料パック１０に封入された
発電用燃料の充填圧力（又は、吐出圧力）を用いてター
ビン（発電器）を回転させて電気エネルギーを発生する
力学的なエネルギー変換作用等によるもの、また、発電
モジュール２０内に、太陽電池や生物電池、振動発電器
等を備え、これらにより電気エネルギーを発生するも
の、さらには、上述した発電部２１と同等の構成を有す
る主発電部２１Ａにより生成された電気エネルギーの一
部を充電池やコンデンサ等の電気エネルギー蓄積手段に
蓄積し、常時、自立的に電気エネルギーを放出（放電）
させるようにしたもの等であってもよい。Therefore, the method of generating electric energy in the sub power generation unit 21B is, for example, the same as that of the power generation unit 21 shown in each of the above-described embodiments, except that the electrochemical reaction using the power generation fuel supplied from the fuel pack 10 is performed. And combustion reaction (see FIG. 3, FIG. 9, FIG. 11, and FIG. 12) can be satisfactorily applied, and the charging pressure (or discharge pressure) of the fuel for power generation sealed in the fuel pack 10 can be used. By rotating a turbine (generator) to generate electrical energy, etc., and a solar cell, a biological battery, a vibration power generator, and the like in the power generation module 20. And a part of the electric energy generated by the main power generation unit 21A having the same configuration as the power generation unit 21 described above. Accumulated in the electric energy storage means, such as a service always autonomously releases electric energy (discharge)
It is also possible to use a device that allows the user to do so.

【０１０８】そのため、副発電部２１Ｂとして、燃料パ
ック１０から供給される発電用燃料を用いて、電気化学
反応や燃焼反応、力学的なエネルギー変換作用等によ
り、電気エネルギーを発生する構成を適用する場合に
は、発電モジュール２０の各構成（動作制御部２２、出
力制御部２３）に対する動作電源となる電気エネルギー
を生成するために必要な最低限の量の発電用燃料が、燃
料パック１０から副発電部２１Ｂに常時供給される。For this reason, a configuration in which electric energy is generated by an electrochemical reaction, a combustion reaction, a dynamic energy conversion action, or the like using the fuel for power generation supplied from the fuel pack 10 is applied as the sub power generation section 21B. In such a case, a minimum amount of power generation fuel required to generate electric energy serving as an operation power source for each component (operation control unit 22 and output control unit 23) of the power generation module 20 is supplied from the fuel pack 10 to the auxiliary unit. It is always supplied to the power generation unit 21B.

【０１０９】ここで、出力制御部２３を構成する起動部
２３ａ及び燃料制御部２３ｂには、副発電部２１Ｂから
の電気エネルギーが動作電源として供給されるが、駆動
時に燃料制御部２３ｂで消費する電力が副発電部２１Ｂ
では十分供給できない場合には、副発電部２１Ｂからの
電力に加えて、主発電部２１Ａで発生される電力の一部
を燃料制御部２３ｂに出力することにより、燃料制御動
作を維持することもできる。このとき、電源システムと
して負荷（デバイス）に供給される電力が損なわれない
ように、燃料制御部２３ｂは、燃料制御部２３ｂ自体で
消費される電力の上積み分に相当する燃料及び負荷に供
給される電力分に相当する燃料を主発電部２１Ａに供給
するように制御する。なお、空気制御部２３ｃを有する
場合には、主発電部２１Ａにおいて十分に発電するため
に必要な酸素量を満たす空気を主発電部２１Ａに供給す
る。Here, the starting unit 23a and the fuel control unit 23b constituting the output control unit 23 are supplied with electric energy from the auxiliary power generation unit 21B as an operation power source, but are consumed by the fuel control unit 23b during driving. Electric power is supplied to the auxiliary power generation unit 21B
If the power cannot be supplied sufficiently, the fuel control operation may be maintained by outputting a part of the power generated by the main power generation unit 21A to the fuel control unit 23b in addition to the power from the sub power generation unit 21B. it can. At this time, the fuel control unit 23b is supplied to the fuel and the load corresponding to the added amount of the power consumed by the fuel control unit 23b so that the power supplied to the load (device) as the power supply system is not damaged. Control is performed so as to supply fuel corresponding to a certain amount of power to the main power generation unit 21A. When the air control unit 23c is provided, air that satisfies the amount of oxygen necessary for sufficient power generation in the main power generation unit 21A is supplied to the main power generation unit 21A.

【０１１０】このように、本構成に係る電源システムに
よれば、電源システムの外部から動作電源の供給を受け
ることなく、主発電部２１Ａにおいて、最大の（又は、
高い）発電効率で燃焼反応や力学的なエネルギー変換作
用が継続的に実行されて、所定の電気エネルギーが個別
に発生され、発電部全体として、高い発電効率を確保し
つつ、負荷（デバイス）の駆動状態に応じた適切な電気
エネルギー（出力電力）を供給することができるので、
所定の電気的特性を実現しつつ、エネルギーの利用効率
が極めて高い電源システムを提供することができる。As described above, according to the power supply system of the present configuration, the maximum (or the maximum) can be obtained in the main power generation section 21A without receiving the supply of the operation power from outside the power supply system.
(High) The combustion reaction and the dynamic energy conversion action are continuously performed at the power generation efficiency, and predetermined electric energy is generated individually. Since appropriate electric energy (output power) can be supplied according to the driving state,
It is possible to provide a power supply system having extremely high energy use efficiency while realizing predetermined electrical characteristics.

【０１１１】また、上述した各実施形態においては、図
示を省略したが、燃料パック１０に残存する発電用燃料
の量（残量）を監視するための残量検出手段を備え、該
発電用燃料の残量に基づいて、発電部２１又は主発電部
２１Ａにより生成される電気エネルギー（特に、駆動電
圧）を徐々に変化（低下）させるものであってもよい。
このような構成によれば、本発明に係る電源システムか
ら出力される電気エネルギー（駆動電圧）を、化学電池
における経時的な電圧変化に対応させて変化させること
ができるので、化学電池を動作電源とする各種デバイス
に標準的に搭載されている電池残量の通知機能を良好に
動作させることができ、化学電池との互換性を一層高め
ることができる。Although not shown in each of the above-described embodiments, a remaining amount detecting means for monitoring the amount (remaining amount) of power generation fuel remaining in the fuel pack 10 is provided. The electric energy (particularly, the drive voltage) generated by the power generation unit 21 or the main power generation unit 21A may be gradually changed (decreased) based on the remaining amount.
According to such a configuration, the electric energy (drive voltage) output from the power supply system according to the present invention can be changed in accordance with the time-dependent voltage change in the chemical battery. The function of notifying the remaining battery level, which is standardly mounted in various devices, can be operated satisfactorily, and compatibility with chemical batteries can be further enhanced.

【０１１２】[0112]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料封入部（燃料パック）に充填、封入された液体又は
気体からなる発電用燃料、又は、該発電用燃料から供給
される特定の成分（例えば、水素）を用いて発電を行う
発電モジュール（発電器）を備えたポータブル型の電源
システムにおいて、発電モジュールは、複数の発電部に
分割され、電源システムに接続される負荷の駆動に必要
とされる電気エネルギーに応じて、出力設定制御手段に
より該複数の発電部の動作状態（発電状態）が制御され
るように構成されている。As described above, according to the present invention,
A power generation module (power generation) that generates power by using a liquid or gas fuel for power generation or a specific component (for example, hydrogen) supplied from the fuel for power generation that is filled and sealed in a fuel sealed portion (fuel pack). ), The power generation module is divided into a plurality of power generation units, and the power setting module controls the power generation module according to electric energy required to drive a load connected to the power supply system. The operation state (power generation state) of the plurality of power generation units is configured to be controlled.

【０１１３】これにより、負荷の駆動状態に対応した電
気エネルギーが発生されるように、所定の発電部が起動
され、かつ、該発電部が最も発電効率の良い動作状態に
なるように制御されるので、負荷の駆動状態が変動した
場合であっても、該変動に対応した適切な電気エネルギ
ーを高効率で発生して出力することができ、発電用燃料
の浪費を抑制して、化石燃料等のエネルギー資源の利用
／変換効率を大幅に高めた電源システムを提供すること
ができる。Thus, a predetermined power generation unit is started so that electric energy corresponding to the drive state of the load is generated, and the power generation unit is controlled so as to be in an operation state with the highest power generation efficiency. Therefore, even when the driving state of the load fluctuates, appropriate electric energy corresponding to the fluctuation can be generated and output with high efficiency, suppressing waste of fuel for power generation, fossil fuel, etc. And a power supply system with greatly improved energy resource utilization / conversion efficiency.

【０１１４】ここで、上記複数の発電部は、各々均一な
発電能力を備え、かつ、出力設定制御手段は、負荷の駆
動状態に応じて、複数の発電部のうち、所定の数の発電
部を動作するように設定制御するものであってもよい
し、また、上記複数の発電部は、各々異なる発電能力を
備え、かつ、出力設定制御手段は、負荷の駆動状態に応
じて、複数の発電部のうち、所定の発電部を動作するよ
うに設定制御するものであってもよい。Here, each of the plurality of power generation units has a uniform power generation capability, and the output setting control means controls a predetermined number of power generation units among the plurality of power generation units in accordance with the driving state of the load. May be set and controlled to operate, and the plurality of power generation units may have different power generation capacities, and the output setting control unit may control the plurality of power generation units according to the driving state of the load. Among the power generating units, a unit that performs setting control to operate a predetermined power generating unit may be used.

【０１１５】すなわち、所定（一定）の発電能力を備え
た発電部を動作させる数、又は、各々異なる発電能力を
備えた発電部の選択を、電気エネルギーが供給される負
荷の駆動状態に応じて設定制御する。これにより、各発
電部を高い発電効率で動作させつつ、動作する発電部の
数、又は、発電能力を制御することにより、任意の電気
エネルギーを高い発電効率で発生して、負荷に適切に供
給することができるので、発電用燃料の浪費を抑制し
て、エネルギー資源の利用／変換効率を大幅に向上する
ことができる。In other words, the number of operating the power generation units having the predetermined (constant) power generation capability or the selection of the power generation units having the different power generation capabilities is determined according to the driving state of the load to which the electric energy is supplied. Control settings. By controlling the number of operating power generation units or power generation capacity while operating each power generation unit with high power generation efficiency, any electric energy can be generated with high power generation efficiency and appropriately supplied to the load. Therefore, waste of power generation fuel can be suppressed, and utilization / conversion efficiency of energy resources can be greatly improved.

【０１１６】なお、上記複数の発電部が、各々異なる発
電能力を備える場合にあっては、該複数の発電部は、特
定の発電部を基準として、各々２ｎ倍（ｎ＝１、２、
３、・・・）の異なる発電能力を備えているように構成
することができる。これにより、各発電部を高い発電効
率で動作させつつ、選択する発電部の発電能力の組合せ
により、基準となる発電部能力の２倍、３倍、４倍、・
・・２ｎ＋ １倍の２ｎ＋１段階の発電能力を、少ない数
の発電部で実現することができるので、上記出力設定制
御部の処理負担を軽減しつつ、負荷の駆動状態の変動に
対応して設定される電気エネルギーの総量を細かく調整
することができ、発電用燃料の浪費を抑制して、エネル
ギー資源の利用／変換効率を大幅に向上することができ
る。In the case where the plurality of power generation units have different power generation capacities, each of the plurality of power generation units is 2 n times (n = 1, 2,...) With respect to a specific power generation unit.
3,...). Thereby, while operating each power generation unit with high power generation efficiency, the power generation capacity of the selected power generation unit can be selected to be twice, three times, four times,.
The ·· 2 n + 1 times 2 n + 1 stages of power generation capacity, it is possible to realize a small number of the power generation unit, while reducing the processing load of the output setting control unit, with the variation of the driving state of the load It is possible to finely adjust the total amount of electric energy set in advance, suppress waste of fuel for power generation, and greatly improve the use / conversion efficiency of energy resources.

【０１１７】この場合、上記出力設定制御部は、電気エ
ネルギーが供給される負荷の駆動状態に応じて、複数の
発電部への発電用燃料の供給量を制御して、電気エネル
ギーの発生量を制御するように構成されているものであ
ってもよい。これにより、各発電部に供給される発電用
燃料の量を調整して、負荷の駆動状態に対応し、かつ、
最も発電効率が高くなるように、各発電部の動作状態を
制御して適切な電気エネルギーを発生、出力することが
できるので、電源システムとしての燃料消費量の削減及
び発電効率の向上を図ることができ、少ない燃料で長時
間の発電を可能とすることができる。In this case, the output setting control section controls the supply amount of the fuel for power generation to the plurality of power generation sections in accordance with the driving state of the load to which the electric energy is supplied, thereby reducing the amount of generation of the electric energy. It may be configured to control. Thereby, the amount of the fuel for power generation supplied to each power generation unit is adjusted to correspond to the driving state of the load, and
Since the operating state of each power generation unit can be controlled to generate and output appropriate electric energy so that the power generation efficiency is the highest, reduction of fuel consumption and improvement of power generation efficiency as a power supply system can be achieved. Therefore, it is possible to generate power for a long time with a small amount of fuel.

【０１１８】また、上記複数の発電部は、各々、発電用
燃料が直接的又は間接的に供給される燃料極と、空気中
の酸素が供給される空気極と、を備え、燃料極及び空気
極における電気化学反応により、電気エネルギーを発生
するように構成されているものであってもよく、さら
に、発電用燃料が直接的又は間接的に供給され、該発電
用燃料の燃焼反応に基づいて、電気エネルギーを発生す
るように構成されているものであってもよい。Each of the plurality of power generation units includes a fuel electrode to which fuel for power generation is supplied directly or indirectly, and an air electrode to which oxygen in the air is supplied. It may be configured to generate electric energy by an electrochemical reaction at the pole, and furthermore, the fuel for power generation is supplied directly or indirectly, and based on the combustion reaction of the fuel for power generation. , And may be configured to generate electrical energy.

【０１１９】すなわち、発電モジュール（各発電部）に
おける電気エネルギーの発生方法（発電方法）は、発電
用燃料を用いた電気化学反応によるもの、例えば、各発
電部を構成する燃料極（カソード）に供給される発電用
燃料（水素）と、空気極（アノード）に供給される酸素
による電気化学反応により電気エネルギーを発生する燃
料電池を良好に適用することができるし、発電用燃料を
用いた燃焼反応によるもの、例えば、ガス燃焼型タービ
ン発電器やゼーベック効果を利用した温度差発電器によ
るものを良好に適用することもできる。That is, a method of generating electric energy (power generation method) in the power generation module (each power generation unit) is based on an electrochemical reaction using fuel for power generation, for example, a method of generating a fuel electrode (cathode) constituting each power generation unit. A fuel cell that generates electric energy by an electrochemical reaction between the supplied power generation fuel (hydrogen) and the oxygen supplied to the air electrode (anode) can be applied favorably, and combustion using the power generation fuel A reactor based on a reaction, for example, a gas-fired turbine generator or a temperature difference generator utilizing the Seebeck effect can be suitably applied.

【０１２０】これにより、汎用の化学電池に比較して、
極めてエネルギー利用効率の高い燃料電池やガス燃焼型
タービン発電器等の発電手段を適用することができるの
で、電気エネルギーの効率的な発生（発電）を行うこと
ができ、エネルギー資源の消費量を削減して有効な利用
を図ることができる。As a result, compared with a general-purpose chemical battery,
Since power generation means such as fuel cells and gas-fired turbine generators with extremely high energy use efficiency can be applied, electric energy can be efficiently generated (power generation) and energy consumption is reduced. And effective use can be achieved.

【０１２１】ここで、本発明に係る電源システムに用い
る発電用燃料として、メタノールや天然ガス等の水素を
含む燃焼性の液体（又は、液化）燃料又は気体燃料を適
用し、発電部内で改質ガス化して、又は、直接発電に用
いるものであってもよい。これにより、比較的簡易な構
成で電気化学反応や燃焼反応を促進して、所望の電気エ
ネルギーを発生することができるので、電源システムの
小型化及びエネルギーの利用／変換効率の向上を図るこ
とができる。Here, a combustible liquid (or liquefied) fuel containing hydrogen, such as methanol or natural gas, or a gaseous fuel is applied as a power generation fuel used in the power supply system according to the present invention, and reformed in the power generation unit. It may be gasified or used for direct power generation. This facilitates the electrochemical reaction and combustion reaction with a relatively simple configuration and can generate desired electric energy, so that the power supply system can be downsized and the energy use / conversion efficiency can be improved. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る電源システムの基本構成を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a power supply system according to the present invention.

【図２】本発明に係る電源システムに適用される発電モ
ジュールの第１の実施形態の要部構成を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a first embodiment of a power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図３】第１の実施形態に係る発電モジュールに適用さ
れる発電部の具体構成例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a specific configuration example of a power generation unit applied to the power generation module according to the first embodiment.

【図４】単一の発電部を有する電源システムにおける発
電効率を示す実験データである。FIG. 4 is experimental data showing power generation efficiency in a power supply system having a single power generation unit.

【図５】本実施形態に係る電源システムにおける発電部
の構成概念（分割例）を示す模式図と発電効率を示す実
験データである。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration concept (division example) of a power generation unit in the power supply system according to the present embodiment and experimental data showing power generation efficiency.

【図６】本発明に係る電源システムにおける発電部の他
の構成概念（分割例）を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration concept (division example) of the power generation unit in the power supply system according to the present invention.

【図７】本発明に係る電源システムに適用される発電モ
ジュールの第２の実施形態を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図８】本発明に係る電源システムに適用される発電モ
ジュールの第３の実施形態を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図９】第３の実施形態に係る発電モジュールに適用さ
れる発電部の具体構成例を示す概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a specific configuration example of a power generation unit applied to a power generation module according to a third embodiment.

【図１０】本発明に係る電源システムに適用される発電
モジュールの第４の実施形態を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a fourth embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図１１】本実施形態に係る発電モジュールに適用され
る発電部の一具体構成例を示す概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating a specific configuration example of a power generation unit applied to the power generation module according to the present embodiment.

【図１２】本実施形態に係る発電モジュールに適用され
る発電部の他の具体構成例を示す概略構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating another specific configuration example of the power generation unit applied to the power generation module according to the present embodiment.

【図１３】本発明に係る電源システムに適用される外形
形状の具体例を示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a specific example of an outer shape applied to the power supply system according to the present invention.

【図１４】本発明に係る電源システムに適用される外形
形状と、汎用の化学電池の外形形状との対応関係を示す
概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a correspondence relationship between an outer shape applied to the power supply system according to the present invention and an outer shape of a general-purpose chemical battery.

【図１５】本発明に係る電源システムの他の基本構成を
示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing another basic configuration of the power supply system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、１０Ａ 燃料パック ２０、２０Ａ 発電モジュール ２１ 発電部 ２１ａ 発電部本体 ２１ｂ 改質部 ２２ 動作制御部 ２３ 出力制御部 ２３ａ 起動部 ２３ｂ 燃料制御部 ２３ｃ 空気制御部 ３１、４１ 燃料極 ３２、４２ 空気極 ３３、４３ イオン導電膜 ３４、４４ 負荷 10, 10A fuel pack 20, 20A power generation module 21 power generation unit 21a power generation unit main body 21b reforming unit 22 operation control unit 23 output control unit 23a activation unit 23b fuel control unit 23c air control unit 31, 41 fuel electrode 32, 42 air electrode 33, 43 Ion conductive film 34, 44 Load

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 発電用燃料が封入された燃料封入部と、 該燃料封入部から供給される前記発電用燃料を用いて電
気エネルギーを発生する発電モジュールと、を備え、 前記発電モジュールは、 前記電気エネルギーが供給される所定の負荷の駆動状熊
に応じて、前記電気エネルギーの発生量を設定制御する
出力設定制御手段と、 該出力設定制御手段により個別に動作状態が制御される
複数の発電部と、を有していることを特徴とする電源シ
ステム。1. A fuel filling section in which a fuel for power generation is filled, and a power generation module for generating electric energy using the fuel for power generation supplied from the fuel filling section, wherein the power generation module comprises: Output setting control means for setting and controlling the generation amount of the electric energy in accordance with the driving state of a predetermined load to which the electric energy is supplied; and a plurality of power generators whose operation states are individually controlled by the output setting control means. And a power supply system. 【請求項２】 前記複数の発電部は、各々均一な発電能
力を備え、 前記出力設定制御手段は、前記負荷の駆動状態に応じ
て、前記複数の発電部のうち、所定の数の発電部を動作
するように設定制御することを特徴とする請求項１記載
の電源システム。2. The plurality of power generation units each have a uniform power generation capability, and the output setting control unit includes a predetermined number of power generation units among the plurality of power generation units according to a driving state of the load. 2. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is set and controlled to operate. 【請求項３】 前記複数の発電部は、各々異なる発電能
力を備え、 前記出力設定制御手段は、前記負荷の駆動状態に応じ
て、前記複数の発電部のうち、所定の発電部を動作する
ように設定制御することを特徴とする請求項１記載の電
源システム。3. The plurality of power generation units have different power generation capacities, and the output setting control unit operates a predetermined power generation unit among the plurality of power generation units according to a driving state of the load. The power supply system according to claim 1, wherein the setting is controlled in such a manner. 【請求項４】 前記複数の発電部は、特定の発電部を基
準として、各々２ｎ倍（ｎ＝１、２、３、・・・）の異
なる発電能力を備えていることを特徴とする請求項３記
載の電源ステム。4. The plurality of power generation units each have a different power generation capability of 2 n times (n = 1, 2, 3,...) With respect to a specific power generation unit. The power supply system according to claim 3. 【請求項５】 前記出力設定制御部は、前記負荷の駆動
状態に応じて、前記複数の発電部への前記発電用燃料の
供給量を制御することを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれかに記載の電源システム。5. The power setting control unit according to claim 1, wherein the output setting control unit controls a supply amount of the power generation fuel to the plurality of power generation units according to a driving state of the load. A power supply system according to any of the above. 【請求項６】 前記複数の発電部は、各々、前記発電用
燃料が直接的又は間接的に供給される燃料極と、空気中
の酸素が供給される空気極と、を備え、前記燃料極及び
空気極における電気化学反応により、前記電気エネルギ
ーを発生することを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
かに記載の電源システム。6. The plurality of power generation units each include a fuel electrode to which the fuel for power generation is supplied directly or indirectly, and an air electrode to which oxygen in the air is supplied. The power supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein the electric energy is generated by an electrochemical reaction at an air electrode. 【請求項７】 前記発電用燃料は、水素を含む液体燃料
又は気体燃料であることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載の電源システム。7. The power supply system according to claim 1, wherein the fuel for power generation is a liquid fuel containing hydrogen or a gaseous fuel.
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