JP2013105706A - Fuel cell system and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムおよびその運転方法に関し、特に、商用電源のバックアップ電源として用いられる燃料電池およびその運転方法とに関する。 The present invention relates to a fuel cell system and an operation method thereof, and more particularly to a fuel cell used as a backup power source for a commercial power supply and an operation method thereof.
従来から、通信基地局およびデータセンター等の通信設備、病院ならびに放送局等では、災害等の非常時における停電に対応すべく、バックアップ電源が設置されている。このうち、燃料電池を用いたバックアップ電源としては、水素ボンベに貯蔵した水素を用いて燃料電池で発電を行う構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, backup power sources have been installed in communication facilities such as communication base stations and data centers, hospitals, broadcasting stations, and the like in order to cope with power outages in case of emergency such as disasters. Among these, as a backup power source using a fuel cell, a configuration is known in which power is generated by a fuel cell using hydrogen stored in a hydrogen cylinder (see, for example, Patent Document 1).
この構成のバックアップ電源は、燃料電池を迅速に起動できるという利点を有する。しかしながら、水素ボンベ内の水素が全て消費されれば、ユーザは当該水素ボンベを交換しなければならないので、ボンベ交換の手間とコストとが必要になるという難点がある。また、地震、台風、ハリケーン等の大きな災害が発生したときには、道路等の交通網が寸断され、水素ボンベの供給そのものが滞るおそれがある。このような場合、バックアップ電源が特に必要となる災害時の停電に、燃料電池が役に立たなくなる可能性がある。 The backup power supply having this configuration has an advantage that the fuel cell can be started quickly. However, if all of the hydrogen in the hydrogen cylinder is consumed, the user must replace the hydrogen cylinder, and thus there is a problem that the labor and cost of replacing the cylinder are required. In addition, when a major disaster such as an earthquake, typhoon, or hurricane occurs, the transportation network such as roads may be cut off, and the supply of hydrogen cylinders itself may be delayed. In such a case, there is a possibility that the fuel cell becomes useless in the event of a power outage during a disaster that particularly requires a backup power source.
一方、燃料電池を用いた電源として、水素ボンベを用いない構成のものが知られている。代表的なものとしては、ガス事業者（ガス供給のインフラストラクチャ）により需要に応じて供給される炭化水素系ガスの燃料を利用する構成の電源が挙げられる。この構成では、典型的には、炭化水素系ガスの燃料を改質器で改質して水素を主成分とする改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料電池スタックに供給することで、発電が行われる（例えば、特許文献２参照）。 On the other hand, a power source using a fuel cell is known that does not use a hydrogen cylinder. As a typical example, there is a power source configured to use a hydrocarbon gas fuel supplied according to demand by a gas company (gas supply infrastructure). In this configuration, typically, a hydrocarbon gas fuel is reformed by a reformer to generate a reformed gas mainly composed of hydrogen, and the reformed gas is supplied to the fuel cell stack. Then, power generation is performed (see, for example, Patent Document 2).
前記構成の燃料電池システムの一例について具体的に説明する。図１７に示すように、燃料は、メタノールポンプ３を介して改質器１に供給され、改質器１において水素を主成分とする改質ガスに改質される。改質ガスは、燃料電池スタック１０に供給され、ここで反応に用いられる。燃料電池スタック１０を通過し残った改質ガス（オフガス）は、改質器バーナ６に供給され、燃焼される。この熱によって改質器１が加熱され、改質に必要な熱が供給される。
An example of the fuel cell system configured as described above will be specifically described. As shown in FIG. 17, the fuel is supplied to the
また、燃料電池スタック１０には、さらにファン１５を介して空気が供給される。この燃料電池スタック１０において改質ガスおよび空気が反応し、電気が発生する。
Air is further supplied to the
燃料電池スタック１０の出力は出力コントローラ１７を介して蓄電池１９および負荷２０に供給される。
The output of the
しかしながら、改質器を用いた燃料電池システムがバックアップ電源として利用される場合、以下のような課題がある。 However, when a fuel cell system using a reformer is used as a backup power source, there are the following problems.
第１の課題は、負荷の消費電力に応じて燃料電池から出力される電力の変化量に制限がある。 The first problem is that there is a limit to the amount of change in power output from the fuel cell according to the power consumption of the load.
すなわち、バックアップ電源は、負荷の消費電力に応じた電力を供給することが求められる。これに対し、燃料電池スタックに供給される改質ガスの量により、燃料電池から出力される電力が調整される。このため、負荷の消費電力に応じた量の改質ガスが燃料電池スタックに供給されればよい。 That is, the backup power source is required to supply power according to the power consumption of the load. On the other hand, the electric power output from the fuel cell is adjusted by the amount of the reformed gas supplied to the fuel cell stack. For this reason, an amount of the reformed gas corresponding to the power consumption of the load may be supplied to the fuel cell stack.
しかしながら、改質ガスは、燃料電池スタックにおける発電だけでなく、改質器の加熱にも用いられている。また、改質ガスの生成量は改質ガスの燃焼による改質器の加熱温度に影響される。このため、改質ガスの生成と改質ガスの燃焼とのバランスをとることが必要である。このバランスが崩れ、改質ガスの燃焼量が多いと、改質器が過熱し、内部の触媒が劣化したり、改質ガスの生成量が過剰になったりする。一方、改質ガスの燃焼量が少ないと、改質器の温度が下がり過ぎて、改質ガス中のＣＯ濃度が上昇したり、改質ガスが不足したりする。 However, the reformed gas is used not only for power generation in the fuel cell stack but also for heating the reformer. In addition, the amount of reformed gas produced is affected by the heating temperature of the reformer due to the combustion of the reformed gas. For this reason, it is necessary to balance the generation of the reformed gas and the combustion of the reformed gas. When this balance is lost and the amount of reformed gas burned is large, the reformer overheats, the internal catalyst deteriorates, or the amount of reformed gas generated becomes excessive. On the other hand, if the combustion amount of the reformed gas is small, the temperature of the reformer decreases too much, and the CO concentration in the reformed gas increases or the reformed gas becomes insufficient.
よって、改質器における改質ガスの生成量の変動幅には限度があるため、燃料電池スタックの発電量を大きく変化させることが難しい。それゆえ、負荷の消費電力に応じて燃料電池から出力される電力を大きく変化させることができない。 Therefore, since there is a limit to the fluctuation range of the reformed gas generation amount in the reformer, it is difficult to greatly change the power generation amount of the fuel cell stack. Therefore, the power output from the fuel cell cannot be changed greatly according to the power consumption of the load.
第２の課題は、停電時に負荷に電力を迅速に供給することができない。 The second problem is that power cannot be quickly supplied to the load during a power failure.
すなわち、バックアップ電源は、通常時には発電を停止し、商用電源からの送電が止まる停電時に起動して発電を行う。このため、停電時には迅速に発電できることが要求される。 That is, the backup power supply normally stops power generation, and is activated at the time of a power failure when power transmission from the commercial power supply stops. For this reason, it is required that power can be generated quickly in the event of a power failure.
これに対し、燃料電池システムの起動には改質器を７００℃程度まで加熱して暖機する必要がある。特に、改質器が停止し室温まで冷却されていれば、改質器の暖機に、通常、約１時間程度の加熱時間がかかる。このように起動時間が長ければ、停電時に即座に発電することができず、迅速な電力のバックアップを実現することが困難となる。 On the other hand, in order to start the fuel cell system, it is necessary to heat the reformer to about 700 ° C. to warm it up. In particular, if the reformer is stopped and cooled to room temperature, it usually takes about 1 hour to warm up the reformer. If the start-up time is long in this way, it is not possible to immediately generate power at the time of a power failure, and it becomes difficult to realize quick power backup.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、改質器を備えていても、出力する電力を大きく変化させることが可能な燃料電池システムおよびその運転方法を提供することを目的とする。また、本発明は、さらに停電時に迅速に起動できる燃料電池システムおよびその運転方法を提供することも目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a fuel cell system and a method for operating the fuel cell system that can greatly change the output electric power even if a reformer is provided. For the purpose. Another object of the present invention is to provide a fuel cell system that can be quickly activated in the event of a power failure and an operation method thereof.
本発明のある形態に係る、燃料電池システムは、原料を改質して水素を含有する改質ガスを生成する、複数の改質器と、前記改質器から供給される前記改質ガスを用いて発電する、少なくとも１つの燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックと並列に接続される蓄電池と、前記蓄電池の充電量に応じて前記改質器の運転を制御する制御器とを備える。 A fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of reformers that reform a raw material to generate a reformed gas containing hydrogen, and the reformed gas supplied from the reformer. And at least one fuel cell stack that is used to generate power, a storage battery connected in parallel with the fuel cell stack, and a controller that controls the operation of the reformer in accordance with a charge amount of the storage battery.
本発明の他の形態に係る燃料電池システムの運転方法は、原料を改質して水素を含有する改質ガスを生成する、複数の改質器と、前記改質器から供給される前記改質ガスを用いて発電する、少なくとも１つの燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックと並列に接続される蓄電池を備える、燃料電池システムの運転方法であって、前記蓄電池の充電量に応じて前記改質器の運転を制御する。 A method of operating a fuel cell system according to another aspect of the present invention includes a plurality of reformers that reform a raw material to generate a reformed gas containing hydrogen, and the reformer supplied from the reformer. An operating method of a fuel cell system, comprising: at least one fuel cell stack that generates electricity using a quality gas; and a storage battery connected in parallel with the fuel cell stack, wherein the modification is performed according to a charge amount of the storage battery. Control the operation of the instrument.
本発明は以上のように構成され、燃料電池システムおよびその運転方法において、少なくとも、改質器を備えていても、出力する電力を大きく変化させることができるという効果を奏する。 The present invention is configured as described above. In the fuel cell system and the operation method thereof, the output power can be greatly changed even if at least a reformer is provided.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted.
（実施の形態１）
図１は、燃料電池システムを通信基地局のバックアップ電源として用いる場合の構成を模式的に示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration when a fuel cell system is used as a backup power source of a communication base station.
本発明の実施の形態１に係る燃料電池システム１０は、例えば、通信基地局８１のバックアップ電源として設置される。
The
通信基地局８１は、電源切換器８２を介して商用電力網８４と燃料電池システム１０とに切換可能に接続されている。
The
商用電力網８４は商用電源からの電力を供給するための電力系統である。商用電力網８４には停電検知器８３が設けられている。
The
電源切換器８２は、通信基地局８１の接続先を商用電力網８４と燃料電池システム１０との間で切り替える。停電検知器８３により停電が検知されていない通常時、通信基地局８１が商用電力網８４に接続され、商用電力網８４から通信基地局８１に電力が供給される。一方、停電検知器８３により停電が検知された停電時、通信基地局８１が商用電力網８４に代えて燃料電池システム１０に接続され、燃料電池システム１０から通信基地局８１に電力が供給される。
The
以下の説明では、通信基地局を「外部負荷」と称する。 In the following description, the communication base station is referred to as “external load”.
なお、外部負荷は、燃料電池システム１０をバックアップ電源として用いる対象であって、通信基地局８１に限定されない。外部負荷は、通常時および停電時に関わらず、電力により稼働する必要がある電力消費設備であればよい。例えば、データセンター等の情報処理設備、病院、放送局、住宅等が外部負荷として挙げられる。
The external load is a target for using the
さらに、「外部負荷」として、燃料電池システム１０に抵抗素子等の模擬負荷を備え、後述する出力制御器を、この模擬負荷と電源切換器８２とに切り換えて接続可能な構成としてもよい。
Furthermore, as the “external load”, the
また、燃料電池システム１０は、電力を供給するバックアップ電源として利用されるだけでなく、電力および熱を供給するコジェネレーションシステムとしても利用される。
Further, the
さらに、通常時に通信基地局８１が接続される給電系統は、商用電力網に限定されず、常時稼働する自家発電装置等であってもよい。
Furthermore, the power supply system to which the
［燃料電池システムの構成］
図２は、燃料電池システムの要部構成の一例を模式的に示すブロック図である。
[Configuration of fuel cell system]
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the main part of the fuel cell system.
燃料電池システム１０は、原料を改質して水素を含有する改質ガスを生成する、複数の改質器Ｒｎと、改質器Ｒｎから供給される改質ガスを用いて発電する、少なくとも１つの燃料電池スタックＦｎと、燃料電池スタック（以下、「スタック」と言う。）Ｆｎと並列に接続される蓄電池Ｓ０と、蓄電池Ｓ０の充電量に応じて改質器Ｒｎの運転を制御する制御器Ｃｔとを備える。
The
燃料電池システム１０は、この他に、脱硫器Ｄ０、酸化剤ガス供給器Ｃ０、および複数の熱供給器Ｂｎを備えている。但し、たとえば、後述する、原料供給ライン１１から供給される原料に硫黄が含まれていない場合、脱硫器Ｄ０は不要である。この硫黄を含まない原料としては、硫黄以外の不臭剤が利用された原料などがある。また、改質器Ｒｎがオートサーマル方式により改質するよう構成されている場合には、熱供給器Ｂｎは不要である。
In addition, the
ここで、これら構成要素の符号について説明する。改質器Ｒ１〜Ｒｎを例に挙げれば、「Ｒ１」は「１つ目」の改質器を指し、「Ｒｎ」は「ｎ個目」の改質器を指している。したがって、「改質器Ｒｎ」は、ｎ個の改質器を備えていることを指す。図２の燃料電池システムは３つの改質器を備えているので、ｎ＝３となる。 Here, reference numerals of these components will be described. Taking the reformers R1 to Rn as examples, “R1” refers to the “first” reformer and “Rn” refers to the “nth” reformer. Therefore, “reformer Rn” indicates that n reformers are provided. Since the fuel cell system of FIG. 2 includes three reformers, n = 3.
なお、以下の説明では、便宜上、ｎ個の改質器のうちいずれでもよい場合を説明するときには、「改質器Ｒｎ」と表現する。 In the following description, for convenience, when any of the n reformers may be described, it is expressed as “reformer Rn”.
また、以下の説明では、原料またはガスの流れ方向の上流または下流を、単に「上流」または「下流」と表現する。 In the following description, upstream or downstream in the flow direction of the raw material or gas is simply expressed as “upstream” or “downstream”.
燃料電池システム１０は、原料供給ライン１１を備えている。
The
原料供給ライン１１は、原料ガス源（例えば、都市ガスや液化石油ガス（ＬＰＧ）のインフラストラクチャ）に接続され、原料を供給する。原料としては、たとえば、天然ガス等の炭化水素系ガス、プロパンガス等の他の炭化水素系ガス、灯油等の常温で液体の炭化水素系燃料、メタノールなどの炭化水素以外の有機系燃料が挙げられる。
The raw
原料供給ライン１１は、３ラインに分岐し、３個の改質器Ｒ１〜Ｒ３に接続される。また、原料供給ライン１１には、分岐点の上流側に脱硫器Ｄ０が設けられ、分岐点から３個の改質器Ｒ１〜Ｒ３までの間に原料遮断弁Ｖａ１〜Ｖａ３がそれぞれ設けられる。
The raw
脱硫器Ｄ０は、原料供給ライン１１に接続され、原料に含まれる硫黄成分を除去する。脱硫器Ｄ０としては、例えば、硫黄成分を吸着する吸着剤を備える構成のものが用いられる。脱硫された原料は、原料供給ライン１１および原料遮断弁Ｖａ１〜Ｖａ３を介して改質器Ｒ１〜Ｒ３のそれぞれに供給される。
The desulfurizer D0 is connected to the raw
改質器Ｒｎは、脱硫器Ｄ０により脱硫された原料を改質し、水素含有ガスである改質ガスを生成する。改質器Ｒｎとしては、例えば、水蒸気改質器が用いられる。この場合、炭化水素系ガスに水蒸気を加えたものが原料として当該改質器Ｒｎに供給される。また、図示しないが、改質器Ｒｎの下流側にＣＯ除去器が設けられてもよい。ＣＯ除去器は、改質器Ｒｎによって生成した改質ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）の濃度を減少させるために用いられ、例えば、変成器、選択酸化器、メタン化器等の公知の反応器が用いられる。改質器Ｒ１〜Ｒ３は、改質ガス供給ライン１２−１〜１２−３にそれぞれ接続される。 The reformer Rn reforms the raw material desulfurized by the desulfurizer D0 to generate a reformed gas that is a hydrogen-containing gas. For example, a steam reformer is used as the reformer Rn. In this case, a hydrocarbon gas added with water vapor is supplied as a raw material to the reformer Rn. Although not shown, a CO remover may be provided on the downstream side of the reformer Rn. The CO remover is used to reduce the concentration of carbon monoxide (CO) in the reformed gas generated by the reformer Rn. For example, a known reaction such as a converter, a selective oxidizer, or a methanator is used. A vessel is used. The reformers R1 to R3 are connected to the reformed gas supply lines 12-1 to 12-3, respectively.
改質ガス供給ライン１２−ｎは、複数の改質器Ｒｎと複数のスタックＦｎとを一対一で接続する。改質ガス供給ライン１２−ｎは、改質ガスを改質器ＲｎからスタックＦｎに供給する。 The reformed gas supply line 12-n connects the plurality of reformers Rn and the plurality of stacks Fn on a one-to-one basis. The reformed gas supply line 12-n supplies the reformed gas from the reformer Rn to the stack Fn.
複数のスタックＦｎは複数の改質器Ｒｎにそれぞれ対応する。スタックＦｎは、複数の発電セルをスタック化したものである。各発電セルの具体的な種類は特に限定されない。たとえば、固体高分子電解質形、固体酸化物形、りん酸形、溶融炭酸塩形等の公知のものがスタックＦｎとして用いられる。スタックＦｎは、改質器Ｒｎに加えて、酸化剤ガス供給ライン１４を介して酸化剤ガス供給器Ｃ０にも接続される。
The plurality of stacks Fn correspond to the plurality of reformers Rn, respectively. The stack Fn is a stack of a plurality of power generation cells. The specific type of each power generation cell is not particularly limited. For example, a known polymer electrolyte form, solid oxide form, phosphoric acid form, molten carbonate form or the like is used as the stack Fn. In addition to the reformer Rn, the stack Fn is also connected to the oxidant gas supply C0 via the oxidant
酸化剤ガス供給器Ｃ０は、例えば、公知のブロアであって、酸化剤ガスを供給する。酸化剤ガスとしては、空気および純酸素等が挙げられる。 The oxidant gas supply device C0 is, for example, a known blower and supplies oxidant gas. Examples of the oxidant gas include air and pure oxygen.
スタックＦｎには、改質器Ｒｎからの改質ガスと、酸化剤ガス供給器Ｃ０からの酸化剤ガスが流入する。そして、スタックＦｎにおいて改質ガスおよび酸化剤ガスが反応し、発電が行われる。 The reformed gas from the reformer Rn and the oxidant gas from the oxidant gas supply C0 flow into the stack Fn. Then, the reformed gas and the oxidant gas react in the stack Fn to generate power.
燃焼ガス供給ライン１６−ｎは、改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに、当該改質器Ｒｎで生成し、スタックＦｎで発電に供された残りの改質ガス（オフガス）を供給する。燃焼ガス供給ライン１６−ｎは、たとえば、燃焼ガス弁Ｖｂｎを介してスタックＦｎと熱供給器Ｂｎとをそれぞれ接続する。スタックＦｎで発電に用いられなかった改質ガス、すなわち、オフガスは、燃焼ガスとしてスタックＦｎから燃焼ガス供給ライン１６−ｎに排出される。したがって、この燃焼ガスすなわちオフガスも改質ガスである。 The combustion gas supply line 16-n supplies the remaining reformed gas (off-gas) generated by the reformer Rn and used for power generation by the stack Fn to the heat supplier Bn corresponding to the reformer Rn. . For example, the combustion gas supply line 16-n connects the stack Fn and the heat supplier Bn via the combustion gas valve Vbn. The reformed gas that has not been used for power generation in the stack Fn, that is, off-gas, is discharged from the stack Fn to the combustion gas supply line 16-n as combustion gas. Therefore, this combustion gas, that is, off-gas, is also a reformed gas.
複数の熱供給器Ｂｎは、複数の改質器Ｒｎのそれぞれに対応して設けられ、改質ガスを燃焼することにより、対応する当該改質器Ｒｎに熱を供給する。具体的には、熱供給器Ｂｎは、改質器Ｒｎの近傍に配置され、スタックＦｎから排出されるオフガスを燃焼して、改質器Ｒｎに熱を与える。これにより、改質器Ｒｎの温度は改質反応に必要な温度に保持される。この熱は、水蒸気改質器などの改質器Ｒｎにおける水蒸気改質反応などの吸熱反応に利用される。この改質反応に好ましい温度としては、典型的には、７００℃程度を挙げることができ、熱供給器Ｂｎは、この温度を実現できる火力を備えていればよい。 The plurality of heat supply devices Bn are provided corresponding to each of the plurality of reformers Rn, and supply heat to the corresponding reformers Rn by burning the reformed gas. Specifically, the heat supply unit Bn is disposed in the vicinity of the reformer Rn, burns off-gas discharged from the stack Fn, and gives heat to the reformer Rn. Thereby, the temperature of the reformer Rn is maintained at a temperature necessary for the reforming reaction. This heat is used for an endothermic reaction such as a steam reforming reaction in a reformer Rn such as a steam reformer. A preferable temperature for this reforming reaction is typically about 700 ° C., and the heat supplier Bn only needs to have a thermal power capable of realizing this temperature.
原料供給ライン１１、改質ガス供給ライン１２−ｎ、酸化剤ガス供給ライン１４としては、公知の配管が用いられるが、配管以外の他の公知の流路構築部材を用いてもよい。
As the raw
原料遮断弁Ｖａｎおよび燃焼ガス弁Ｖｂｎとしては、公知の開閉弁等が用いられる。 As the raw material shut-off valve Van and the combustion gas valve Vbn, a known on-off valve or the like is used.
なお、スタックＦｎには水通流経路が設けられているが、図２においては、水通流経路の具体的な構成については、その記載を省略している。水通流経路としては、改質水供給経路、冷却水循環経路、回収水循環経路、貯湯水循環経路等が挙げられるが、特に限定されない。 In addition, although the water flow path is provided in stack Fn, in FIG. 2, the description is abbreviate | omitted about the specific structure of the water flow path. Examples of the water flow path include, but are not particularly limited to, a reforming water supply path, a cooling water circulation path, a recovered water circulation path, and a hot water circulation path.
図２に示すように、改質器ＲｎとスタックＦｎとは改質ガス供給ライン１２−ｎにより一対一で接続され、１つの改質器Ｒｎから１つのスタックＦｎに改質ガスが供給される。この一対の改質器ＲｎおよびスタックＦｎは、発電ユニットＵｎを構成する。燃料電池システム１０は、複数の発電ユニットＵ１〜Ｕｎを備えている。
As shown in FIG. 2, the reformer Rn and the stack Fn are connected one-to-one by the reformed gas supply line 12-n, and the reformed gas is supplied from one reformer Rn to one stack Fn. . The pair of reformers Rn and the stack Fn constitute a power generation unit Un. The
燃料電池システム１０は、さらに、出力制御器Ｉｎを備えている。出力制御器Ｉｎは、発電ユニットＵ１〜ＵｎのスタックＦ１〜Ｆｎおよび蓄電池Ｓ０のそれぞれの電気出力端子に接続されている。また、出力制御器Ｉｎは、図１に示す切換器８２に接続されている。出力制御器Ｉｎは、外部負荷が通信基地局のように直流負荷である場合には、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータで構成される。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力端子にスタックＦ１〜Ｆｎのそれぞれの電気出力端子が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子に蓄電池Ｓ０と切換器８２が接続される。なお、外部負荷が交流負荷である場合には、出力制御器Ｉｎには、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子に蓄電池Ｓ０と並列にインバータが接続され、このインバータの出力端子に切換器８２が接続される。なお、制御器Ｉｎにおいて、良く知られているように、蓄電池Ｓ０とＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子との間に昇降圧コンバータを設けてもよい。そのように構成すると、蓄電池Ｓ０の充放電制御を容易に行うことができる。これらの構成を用いて蓄電池Ｓ０の充放電を制御する方法は周知であるので、その説明を省略する。
The
上述の発電ユニットＵ１〜Ｕｎと出力制御器Ｉｎとは制御器Ｃｔにより制御される。 The power generation units U1 to Un and the output controller In are controlled by the controller Ct.
制御器Ｃｔは、発電ユニットＵ１〜Ｕ３および出力制御器Ｉｎを含む燃料電池システム１０全体の運転を制御する。制御器Ｃｔは、マイクロコントローラ、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller)等の公知の制御器で構成される。制御器Ｃｔは、集中制御を行う単独の制御器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の制御器で構成されてもよい。
The controller Ct controls the operation of the entire
具体的には、制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する検知部として機能する。停電時に図１に示す切換器８２を介して外部負荷（通信基地局８１）に接続されると、外部負荷の消費電力を検知する。外部負荷の消費電力は公知の方法により検知される。たとえば、商用電力網８４と切換器８２との間に設置された電流センサ（図示せず）によって検知された電流値、および外部負荷からの運転状態の情報などがデータ伝達経路を介して制御器Ｃｔに入力され、これらの検知データに基づいて、制御器Ｃｔは消費電力を検知する。
Specifically, the controller Ct functions as a detection unit that detects the power consumption of the external load. When connected to an external load (communication base station 81) via the
制御器Ｃｔは、蓄電池Ｓ０の充電量を検知する検知部として機能する。充電量は、蓄電池Ｓ０の電圧や蓄電池内の電解質の比重を検知する等、公知の方法により検知され、それがデータ伝達経路を介して制御器Ｃｔに入力される。この検知データに基づいて、制御器Ｃｔは蓄電池Ｓ０の充電量を検知する。 The controller Ct functions as a detection unit that detects the charge amount of the storage battery S0. The amount of charge is detected by a known method such as detecting the voltage of the storage battery S0 or the specific gravity of the electrolyte in the storage battery, and this is input to the controller Ct via the data transmission path. Based on this detection data, the controller Ct detects the charge amount of the storage battery S0.
制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力および蓄電池Ｓ０の充電量に応じて、出力制御器Ｉｎにより外部負荷へ出力する電力を調整する。この出力電力の調整に合わせて、発電ユニットＵｎの燃焼ガス弁Ｖｂｎを開閉して、原料供給ライン１１からの原料供給量を制御する。これにより、発電ユニットＵ１〜Ｕｎの発電運転、すなわち、改質器ＲｎおよびスタックＦｎの運転が制御される。
The controller Ct adjusts the power output to the external load by the output controller In according to the power consumption of the external load and the charge amount of the storage battery S0. In accordance with the adjustment of the output power, the combustion gas valve Vbn of the power generation unit Un is opened and closed to control the raw material supply amount from the raw
なお、脱硫器Ｄ０、酸化剤ガス供給器Ｃ０、改質器Ｒｎ、スタックＦｎ、熱供給器Ｂｎ、各ラインおよび各弁の具体的構成は特に限定されない。たとえば、改質器Ｒｎは熱供給器Ｂｎを備えるものに限定されず、オフガスまたは改質ガスまたは原料ガスを燃料として熱を発生させる公知の熱供給器を備えるものが用いられる。 The specific configurations of the desulfurizer D0, the oxidant gas supplier C0, the reformer Rn, the stack Fn, the heat supplier Bn, each line, and each valve are not particularly limited. For example, the reformer Rn is not limited to the one provided with the heat supply unit Bn, and one having a known heat supply unit that generates heat using off-gas, reformed gas, or raw material gas as fuel is used.
［燃料電池システムの運転方法］
図３は、燃料電池システムにおける改質器ＲｎおよびスタックＦｎの運転モードの一例を示すフローチャートである。なお、以下では、蓄電池Ｓ０の充電量を許容充電量（定格充電量）に対するパーセンテージで表す。また、改質器Ｒｎの運転状態を、定格ガス供給量（スタックＦｎの定格発電量（電力）に対応して定められた改質ガス供給量）に対する当該運転状態における改質ガス供給量のパーセンテージで表す。
[Operation method of fuel cell system]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of operation modes of the reformer Rn and the stack Fn in the fuel cell system. In the following, the charge amount of the storage battery S0 is expressed as a percentage of the allowable charge amount (rated charge amount). Further, the operation state of the reformer Rn is a percentage of the reformed gas supply amount in the operation state with respect to the rated gas supply amount (reformed gas supply amount determined corresponding to the rated power generation amount (electric power) of the stack Fn). Represented by
制御器Ｃｔは、スタックＦｎおよび蓄電池Ｓ０の少なくともいずれか一方から負荷へ電力が供給される場合、蓄電池Ｓ０の充電量および外部負荷の消費電力に応じて運転する改質器Ｒｎの数を変える。 When power is supplied to the load from at least one of the stack Fn and the storage battery S0, the controller Ct changes the number of reformers Rn that are operated according to the charge amount of the storage battery S0 and the power consumption of the external load.
制御器Ｃｔは、スタックＦｎおよび蓄電池Ｓ０の少なくともいずれか一方から外部負荷へ電力が供給される場合、蓄電池Ｓ０の充電量および外部負荷の消費電力に応じてスタックＦｎの発電量を変える。 When power is supplied to the external load from at least one of the stack Fn and the storage battery S0, the controller Ct changes the power generation amount of the stack Fn according to the charge amount of the storage battery S0 and the power consumption of the external load.
具体的には、まず、制御器Ｃｔは蓄電池の充電量を検知する（Ｓ１００）。この蓄電池Ｓ０の充電量に応じて、図３に示す改質器ＲｎおよびスタックＦｎの運転モードを制御器Ｃｔは選択する。 Specifically, first, the controller Ct detects the amount of charge of the storage battery (S100). The controller Ct selects the operation mode of the reformer Rn and the stack Fn shown in FIG. 3 according to the charge amount of the storage battery S0.
蓄電池Ｓ０の充電量が多い、たとえば８０％以上である場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、放電優先モード１を実行する（Ｓ１０２）。蓄電池Ｓ０の充電量が中程度、たとえば２０％以上８０％未満である場合（Ｓ１０１：ＮＯ、Ｓ１０３：ＹＥＳ）、バランスモード１を実行する（Ｓ１０４）。蓄電池Ｓ０の充電量が少ない、たとえば２０％未満である場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、充電優先モード１を実行する（Ｓ１０５）。
When the charge amount of the storage battery S0 is large, for example, 80% or more (S101: YES), the
このように選択した運転モードに従って後述するように改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。この運転中に蓄電池Ｓ０の充電量が適宜検知され、充電量に基づいて運転モードが選択される。選択した運転モードが実行中の運転モードと異なる場合、運転モードが切り替えられる。 The reformer Rn and the stack Fn are operated as described later according to the operation mode thus selected. During this operation, the charge amount of the storage battery S0 is appropriately detected, and the operation mode is selected based on the charge amount. When the selected operation mode is different from the operation mode being executed, the operation mode is switched.
［放電優先モード１の運転方法］
図４は、放電優先モード１における制御器Ｃｔの制御の一例を示すフローチャートである。図７（ａ）は、放電優先モード１において燃料電池システムから出力される電力と、外部負荷の消費電力との関係を示す面グラフである。図７（ａ）において、燃料電池システムの出力電力が縦軸に示され、外部負荷の消費電力が横軸に示される。なお、燃料電池システムの出力電力には、スタックＦｎの発電による電力と、蓄電池Ｓ０の放電による電力とがある。
[
FIG. 4 is a flowchart showing an example of control of the controller Ct in the
放電優先モード１では、制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する（Ｓ２００）。
In the
外部負荷の消費電力が小さい、たとえば、１ｋＷ未満である場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１〜Ｒ３を運転せず、外部負荷の消費電力に応じて蓄電池を放電する（Ｓ２０２）。 When the power consumption of the external load is small, for example, less than 1 kW (S201: YES), the controller Ct does not operate the reformers R1 to R3 and discharges the storage battery according to the power consumption of the external load (S202). ).
具体的には、外部負荷の消費電力に相当する量の電流を蓄電池Ｓ０から出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。図７（ａ）に示すように、外部負荷の消費電力に等しい量の電力が燃料電池システム１０の出力制御器Ｉｎから外部負荷に出力される。このように、燃料電池システム１０から外部負荷に供給する電力が蓄電池の充電量に比べて十分に小さい場合、外部負荷の電力は蓄電池の放電のみでまかなわれる。
Specifically, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to the power consumption of the external load flows from the storage battery S0 to the output controller In. As shown in FIG. 7A, an amount of power equal to the power consumption of the external load is output from the output controller In of the
外部負荷の消費電力が、たとえば１ｋＷ以上２ｋＷ未満の場合（Ｓ２０１：ＮＯ、Ｓ２０３：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１を１００％で運転する（Ｓ２０４）。 When the power consumption of the external load is, for example, 1 kW or more and less than 2 kW (S201: NO, S203: YES), the controller Ct operates the reformer R1 at 100% (S204).
改質器Ｒ１が１００％で運転されると、スタックＦ１の定格電力の発電に必要な改質ガス量と、熱供給器Ｂ１で改質反応の加熱に必要な改質ガス量とをまかなうガス量が改質器Ｒ１で生成される。そして、制御器Ｃｔは、１ｋＷに相当する電流をスタックＦ１から出力制御器Ｉｎに流すように、出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、スタックＦ１では、定格電力、たとえば、１ｋＷの発電が行われる（Ｓ２０５）。 When the reformer R1 is operated at 100%, the gas that covers the amount of reformed gas necessary for generating the rated power of the stack F1 and the amount of reformed gas necessary for heating the reforming reaction in the heat supply device B1. A quantity is produced in the reformer R1. Then, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to 1 kW flows from the stack F1 to the output controller In. Thereby, in the stack F1, rated power, for example, 1 kW is generated (S205).
また、外部負荷の消費電力が１ｋＷを超える場合、超える分の電力αに相当する電流を蓄電池Ｓ０から流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する（Ｓ２０６）。これにより、図７（ａ）に示すように、出力制御器Ｉｎを介して燃料電池システム１０から外部負荷に１＋αｋＷの電力が供給される。
When the power consumption of the external load exceeds 1 kW, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to the excess power α flows from the storage battery S0 (S206). As a result, as shown in FIG. 7A, 1 + α kW of power is supplied from the
このように、外部負荷の消費電力が、１個のスタックＦｎの定格電力以上であって２個のスタックＦｎの定格電力の総和未満である場合、１個の改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。そして、１個のスタックＦｎの定格電力より大きな外部負荷の消費電力は、蓄電池Ｓ０の電力で補われる。 Thus, when the power consumption of the external load is equal to or higher than the rated power of one stack Fn and less than the sum of the rated powers of two stacks Fn, one reformer Rn and stack Fn are operated. Is done. And the power consumption of the external load larger than the rated power of one stack Fn is supplemented with the power of the storage battery S0.
外部負荷の消費電力が、たとえば２ｋＷ以上３ｋＷ未満である場合（Ｓ２０３：ＮＯ、Ｓ２０７：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ２０８）。 When the power consumption of the external load is, for example, 2 kW or more and less than 3 kW (S203: NO, S207: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% (S208).
この改質器Ｒ１およびＲ２から、定格電力の発電に必要な量の改質ガスをスタックＦ１およびＦ２は受ける。そして、スタックＦ１およびＦ２から合計２ｋＷに相当する電流を出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、２つのスタックＦ１およびＦ２で合わせて２ｋＷの電力の発電が行われる（Ｓ２０９）。 From the reformers R1 and R2, the stacks F1 and F2 receive the amount of reformed gas necessary for generating the rated power. Then, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to 2 kW in total flows from the stacks F1 and F2 to the output controller In. As a result, the two stacks F1 and F2 collectively generate 2 kW of power (S209).
また、スタックＦ１およびＦ２の合計電力の２ｋＷを外部負荷の消費電力が超えると、超える分の電力αに相当する電流を蓄電池Ｓ０から流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する（Ｓ２１０）。そして、図７（ａ）に示すように、２つのスタックＦ１およびＦ２および蓄電池Ｓ０からの電流により、燃料電池システム１０の出力制御器Ｉｎから外部負荷に２＋αｋＷの電力が供給される。
Further, when the power consumption of the external load exceeds 2 kW of the total power of the stacks F1 and F2, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to the excess power α flows from the storage battery S0 ( S210). Then, as shown in FIG. 7A, 2 + α kW of power is supplied from the output controller In of the
このように、外部負荷の消費電力が、２個のスタックＦｎの定格電力以上であって、３個のスタックＦｎの定格電力未満である場合、２個の改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。そして、２個のスタックＦｎの定格電力より大きな外部負荷の消費電力は、蓄電池Ｓ０の電力で補われる。 As described above, when the power consumption of the external load is equal to or higher than the rated power of the two stacks Fn and lower than the rated power of the three stacks Fn, the two reformers Rn and the stack Fn are operated. The And the power consumption of the external load larger than the rated power of the two stacks Fn is supplemented with the power of the storage battery S0.
外部負荷の消費電力が、たとえば３ｋＷ以上である場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ２１１）。 When the power consumption of the external load is, for example, 3 kW or more (S207: NO), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% each (S211).
この改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３から、定格電力の発電に必要な量の改質ガスがスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３にそれぞれ供給される。スタックＦ１、Ｆ２およびＦ３から合計３ｋＷに相当する電流を出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、３つのスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３で合わせて３ｋＷの発電が行われる（Ｓ２１２）。 From the reformers R1, R2, and R3, the amount of reformed gas necessary for generating the rated power is supplied to the stacks F1, F2, and F3, respectively. The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to a total of 3 kW flows from the stacks F1, F2 and F3 to the output controller In. As a result, 3 kW of power is generated by the three stacks F1, F2, and F3 (S212).
スタックＦ１、Ｆ２およびＦ３の合計電力の３ｋＷを外部負荷の消費電力が超えると、超える分の電力αに相当する電流を蓄電池Ｓ０から流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する（Ｓ２１３）。そして、２つのスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３と蓄電池Ｓ０とからの電流に相当する電力：３＋αｋＷが、燃料電池システム１０の出力制御器Ｉｎから外部負荷に与えられる。
When the power consumption of the external load exceeds 3 kW of the total power of the stacks F1, F2 and F3, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to the excess power α flows from the storage battery S0 ( S213). Then,
このように、外部負荷の消費電力が、３個のスタックＦｎの合計定格電力以上である場合、３個すべての改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。そして、３個のスタックＦｎの定格電力より大きな外部負荷の消費電力は、蓄電池Ｓ０の電力で補われる。 Thus, when the power consumption of the external load is equal to or greater than the total rated power of the three stacks Fn, all three reformers Rn and stacks Fn are operated. And the power consumption of the external load larger than the rated power of the three stacks Fn is supplemented with the power of the storage battery S0.
［バランスモード１の運転方法］
図５は、バランスモード１における制御器Ｃｔの制御の一例を示すフローチャートである。図７（ｂ）は、放電優先モード１において燃料電池システムから出力される電力と、外部負荷の消費電力との関係を示す面グラフである。縦軸および横軸については図７（ａ）と同様である。
[Operation method of balance mode 1]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of control of the controller Ct in the
制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する（Ｓ３００）。 The controller Ct detects the power consumption of the external load (S300).
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ未満である場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１を１００％で運転する（Ｓ３０２）。これにより、スタックＦ１の定格電力の発電に必要な改質ガス量と、熱供給器Ｂ１で改質反応の加熱に必要な改質ガス量とをまかなうガス量が改質器Ｒ１で生成される。 For example, when the power consumption of the external load is less than 1 kW (S301: YES), the controller Ct operates the reformer R1 at 100% (S302). As a result, the reformer R1 generates a gas amount that covers the reformed gas amount necessary for generating the rated power of the stack F1 and the reformed gas amount necessary for heating the reforming reaction in the heat supply device B1. .
制御器Ｃｔは、１ｋＷに相当する電流をスタックＦ１から出力制御器Ｉｎに流すように、出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、スタックＦ１では、定格電力、たとえば、１ｋＷの発電が行われる（Ｓ３０３）。 The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to 1 kW flows from the stack F1 to the output controller In. Thereby, in the stack F1, rated power, for example, 1 kW is generated (S303).
この発電電力は、図７（ｂ）に示すように、外部負荷の消費電力に比べて大きい。このため、消費電力に等しい電力については、この電力に相当する電流をスタックＦ１から外部負荷へ出力制御器Ｉｎを介して流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。 This generated power is larger than the power consumption of the external load, as shown in FIG. For this reason, for power equal to power consumption, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to this power flows from the stack F1 to the external load via the output controller In.
また、発電電力のうち、消費電力を超える量の電力については、この電力に相当する電流を蓄電池Ｓ０に流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、蓄電池Ｓ０が充電される（Ｓ３０４）。 In addition, for the amount of power exceeding the power consumption of the generated power, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to this power flows to the storage battery S0. Thereby, the storage battery S0 is charged (S304).
このように、外部負荷の消費電力が、１個のスタックＦｎの定格電力未満である場合、１個の改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。そして、１個のスタックＦｎの電力は外部負荷へ供給されるとともに、この残りの電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される。 Thus, when the power consumption of the external load is less than the rated power of one stack Fn, one reformer Rn and one stack Fn are operated. The power of one stack Fn is supplied to the external load, and the remaining power is used for charging the storage battery S0.
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ以上２ｋＷ未満である場合（Ｓ３０１：ＮＯ、Ｓ３０５：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ３０６）。この改質器Ｒ１およびＲ２からの改質ガスはスタックＦ１およびＦ２にそれぞれ供給される。 When the power consumption of the external load is, for example, 1 kW or more and less than 2 kW (S301: NO, S305: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% (S306). The reformed gases from the reformers R1 and R2 are supplied to the stacks F1 and F2, respectively.
スタックＦ１およびＦ２から合計２ｋＷに相当する電流を出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これによって、図７（ｂ）に示すように、スタックＦ１およびＦ２において合計２ｋＷの電力が発電される（Ｓ３０７）。 The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to a total of 2 kW flows from the stacks F1 and F2 to the output controller In. As a result, as shown in FIG. 7B, a total of 2 kW of power is generated in the stacks F1 and F2 (S307).
この発電電力のうち、消費電力に等しい電力については、この電力に相当する電流がスタックＦ１およびＦ２から外部負荷へ流される。また、発電電力のうち、消費電力を超える量の電力については、この電力に相当する電流が蓄電池Ｓ０に流される（Ｓ３０８）。 Of the generated power, for power equal to the power consumption, a current corresponding to this power flows from the stacks F1 and F2 to the external load. Moreover, about the electric power of the generated electric power exceeding electric power consumption, the electric current equivalent to this electric power is sent through storage battery S0 (S308).
このように、外部負荷の消費電力が、１個のスタックＦｎの定格電力以上であって、２個のスタックＦｎの定格電力未満である場合、２個のスタックＦｎの電力は外部負荷への供給および蓄電池Ｓ０への充電に利用される。 Thus, when the power consumption of the external load is equal to or higher than the rated power of one stack Fn and less than the rated power of the two stacks Fn, the power of the two stacks Fn is supplied to the external load. And is used for charging the storage battery S0.
外部負荷の消費電力が、たとえば、２ｋＷ以上３ｋＷ未満である場合（Ｓ３０５：Ｎ０、Ｓ３０９：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ３１０）。この改質器Ｒ１〜Ｒ３からの改質ガスはスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３それぞれに供給される。 When the power consumption of the external load is, for example, 2 kW or more and less than 3 kW (S305: N0, S309: YES), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S310). The reformed gases from the reformers R1 to R3 are supplied to the stacks F1, F2 and F3, respectively.
スタックＦ１〜Ｆ３から合計３ｋＷに相当する電流を出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。よって、図７（ｂ）に示すように、スタックＦ１〜Ｆ３により合計３ｋＷの電力が発電される（Ｓ３１１）。 The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to a total of 3 kW flows from the stacks F1 to F3 to the output controller In. Accordingly, as shown in FIG. 7B, a total of 3 kW of power is generated by the stacks F1 to F3 (S311).
この発電電力のうち、消費電力に等しい電力については、この電力に相当する電流がスタックＦ１〜Ｆ３から外部負荷へ流される。また、発電電力のうち、消費電力を超える量の電力については、この電力に相当する電流が蓄電池Ｓ０に流される（Ｓ３１２）。 Among the generated power, for power equal to the power consumption, a current corresponding to this power flows from the stacks F1 to F3 to the external load. Moreover, about the electric power of the amount exceeding power consumption among generated electric power, the electric current equivalent to this electric power is sent through storage battery S0 (S312).
このように、外部負荷の消費電力が、２個のスタックＦｎの定格電力以上であって、３個のスタックＦｎの定格電力未満である場合、３個のスタックＦｎの電力は外部負荷への供給および蓄電池Ｓ０への充電に利用される。 As described above, when the power consumption of the external load is equal to or higher than the rated power of the two stacks Fn and lower than the rated power of the three stacks Fn, the power of the three stacks Fn is supplied to the external load. And is used for charging the storage battery S0.
外部負荷の消費電力が３ｋＷ以上である場合（Ｓ３０９：ＮＯ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ３１３）。この改質器Ｒ１〜Ｒ３からの改質ガスはスタックＦ１〜Ｆ３のそれぞれに供給される。 When the power consumption of the external load is 3 kW or more (S309: NO), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S313). The reformed gas from the reformers R1 to R3 is supplied to each of the stacks F1 to F3.
スタックＦ１〜Ｆ３から合計３ｋＷに相当する電流を流すように、出力制御器Ｉｎは制御される。これにより、図７（ｂ）に示すように、スタックＦ１〜Ｆ３において合計３ｋＷの電力が発電される（Ｓ３１４）。 The output controller In is controlled so that a current corresponding to a total of 3 kW flows from the stacks F1 to F3. As a result, as shown in FIG. 7B, a total of 3 kW of power is generated in the stacks F1 to F3 (S314).
この場合、全てのスタックＦ１〜Ｆ３の合計電力は外部負荷の消費電力に足りない。このため、スタックＦ１〜Ｆ３の発電に加えて、蓄電池Ｓ０が放電される（Ｓ３１５）。このスタックＦ１〜Ｆ３からの電流と、蓄電池Ｓ０からの電流とが出力制御器Ｉｎを介して外部負荷に供給される。 In this case, the total power of all the stacks F1 to F3 is insufficient for the power consumption of the external load. For this reason, in addition to the power generation of the stacks F1 to F3, the storage battery S0 is discharged (S315). The current from the stacks F1 to F3 and the current from the storage battery S0 are supplied to the external load via the output controller In.
このように、外部負荷の消費電力が、３個のスタックＦｎの定格電力以上である場合、３個のスタックＦｎの電力は外部負荷への供給および蓄電池Ｓ０への充電に利用される。 Thus, when the power consumption of the external load is equal to or higher than the rated power of the three stacks Fn, the power of the three stacks Fn is used for supplying the external load and charging the storage battery S0.
［充電優先モード１の運転方法］
図６は、充電優先モード１における制御器Ｃｔの制御の一例を示すフローチャートである。図７（ｃ）は、放電優先モード１において燃料電池システムから出力される電力と、外部負荷の消費電力との関係を示す面グラフである。縦軸および横軸については図７（ａ）と同様である。
[Operation method of charge priority mode 1]
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of control of the controller Ct in the
制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する（Ｓ４００）。 The controller Ct detects the power consumption of the external load (S400).
負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ未満である場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１を１００％で運転し（Ｓ４０２）、改質器Ｒ２を外部負荷の消費電力に相当する割合で運転する（Ｓ４０３）。 For example, when the power consumption of the load is less than 1 kW (S401: YES), the controller Ct operates the reformer R1 at 100% (S402), and the reformer R2 corresponds to the power consumption of the external load. Driving at a rate (S403).
制御器Ｃｔは、１ｋＷに相当する電流をスタックＦ１から出力制御器Ｉｎに流すように、出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、改質器Ｒ１からの改質ガスに基づいて、定格電力、たとえば、１ｋＷでスタックＦ１は発電する（Ｓ４０４）。そして、スタックＦ１の発電電力のすべてについては、この電力に相当する電流を蓄電池Ｓ０に流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、１ｋＷの電力が蓄電池Ｓ０に充電される（Ｓ４０６）。このとき、最大充電電流以下で電流がスタックＦ１から蓄電池Ｓ０へ出力制御器Ｉｎを介して流される。最大充電電流に比べて大きな電流が流されると、蓄電池Ｓ０の寿命が短くなってしまう。ただし、最大充電電流に比べて非常に小さな電流で充電されると、充電効率が低くなってしまう。 The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to 1 kW flows from the stack F1 to the output controller In. Thereby, based on the reformed gas from the reformer R1, the stack F1 generates power with a rated power, for example, 1 kW (S404). For all of the generated power of the stack F1, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to this power flows to the storage battery S0. Thereby, 1 kW of electric power is charged in the storage battery S0 (S406). At this time, a current equal to or less than the maximum charging current is passed from the stack F1 to the storage battery S0 via the output controller In. When a current larger than the maximum charging current flows, the life of the storage battery S0 is shortened. However, if charging is performed with a very small current compared to the maximum charging current, the charging efficiency is lowered.
なお、最大充電電流は、蓄電池ＳＯの電極材料や構造に依存する。また、蓄電池ＳＯの寿命が短くなることがある程度許容される場合には、蓄電池ＳＯの充電電流を最大充電電流より大きくしてもよい。 The maximum charging current depends on the electrode material and structure of the storage battery SO. Further, when the life of the storage battery SO is allowed to be shortened to some extent, the charging current of the storage battery SO may be made larger than the maximum charging current.
本実施例では、１ｋＷ（最大充電電流×蓄電池電圧＝１ｋＷ）の電力に相当する最大充電電流が例示されている。 In this embodiment, a maximum charging current corresponding to a power of 1 kW (maximum charging current × storage battery voltage = 1 kW) is illustrated.
また、制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力に相当する電流をスタックＦ２から出力制御器Ｉｎに流すように、出力制御器Ｉｎを制御する。これによって、改質器Ｒ２からの改質ガスによりスタックＦ２は外部負荷の消費電力に対応する電力で発電する（Ｓ４０５）。この電力に相当する電流をスタックＦ２から外部負荷へ出力制御器Ｉｎを介して流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。 Further, the controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to the power consumption of the external load flows from the stack F2 to the output controller In. As a result, the stack F2 generates power with the power corresponding to the power consumption of the external load by the reformed gas from the reformer R2 (S405). The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to this power flows from the stack F2 to the external load via the output controller In.
このように、外部負荷の消費電力が、１個のスタックＦｎの定格電力未満である場合、２個の改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。そして、一方のスタックＦｎの電力は外部負荷へ供給され、他方のスタックＦｎの電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される。 Thus, when the power consumption of the external load is less than the rated power of one stack Fn, the two reformers Rn and the stack Fn are operated. The power of one stack Fn is supplied to an external load, and the power of the other stack Fn is used for charging the storage battery S0.
外部負荷の消費電力が１ｋＷ以上２ｋＷ未満である場合（Ｓ４０１：ＮＯ、Ｓ４０７：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転し（Ｓ４０８）、改質器Ｒ３を外部負荷の消費電力に相当する割合で運転する（Ｓ４０９）。 When the power consumption of the external load is 1 kW or more and less than 2 kW (S401: NO, S407: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% each (S408), and the reformer R3 is externally connected. Operation is performed at a rate corresponding to the power consumption of the load (S409).
スタックＦ１およびＦ２から合計２ｋＷに相当する電流を出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これによって、改質器Ｒ１およびＲ２からの改質ガスにより、定格電力でスタックＦ１およびＦ２が発電する（Ｓ４１０）。スタックＦ１およびＦ２における２ｋＷの発電電力のうち、１ｋＷの電力が蓄電池Ｓ０に最大充電電流で充電される（Ｓ４１２）。残りの１ｋＷの電力が後述するように外部負荷に供給される。 The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to a total of 2 kW flows from the stacks F1 and F2 to the output controller In. As a result, the stacks F1 and F2 generate electricity with rated power by the reformed gas from the reformers R1 and R2 (S410). Of the 2 kW generated power in the stacks F1 and F2, 1 kW of power is charged to the storage battery S0 with the maximum charging current (S412). The remaining 1 kW of power is supplied to the external load as will be described later.
改質器Ｒ３からの改質ガスによりスタックＦ３は発電する（Ｓ４１１）。この発電電力は、外部負荷の消費電力に対応する電力から１ｋＷの電力を引いた電力である。このため、スタックＦ３の電力と、前述の残りの１ｋＷの電力とを合わせた電力は、外部負荷の消費電力に等しい。この電力が外部負荷に供給される。 The stack F3 generates power with the reformed gas from the reformer R3 (S411). This generated power is power obtained by subtracting 1 kW from the power corresponding to the power consumption of the external load. Therefore, the combined power of the stack F3 and the remaining 1 kW is equal to the power consumption of the external load. This electric power is supplied to the external load.
このように、図７（ｃ）に示すように、外部負荷の消費電力：１＋αｋＷが、１個のスタックＦｎの定格電力以上、２個のスタックＦｎの定格電力未満、たとえば、１ｋＷ以上２ｋＷ未満である。この場合、燃料電池システム１０では、３個のスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３の発電電力：２ｋＷと、スタックＦ３の発電電力：αｋＷとの合計電力２＋αｋＷが発電される。この発電電力：２＋αｋＷのうち、１＋αｋＷの電力が外部負荷への供給にあたられ、１ｋＷの電力が蓄電池Ｓ０の充電にあてられる。
Thus, as shown in FIG. 7C, the power consumption of the external load: 1 + α kW is greater than or equal to the rated power of one stack Fn and less than the rated power of two stacks Fn, for example, 1 kW or more and less than 2 kW. is there. In this case, in the
外部負荷の消費電力が２ｋＷ以上３ｋＷ未満である場合（Ｓ４０７：ＮＯ、Ｓ４１３：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ４１４）。改質器Ｒ１〜Ｒ３からスタックＦ１〜Ｆ３に改質ガスがそれぞれ供給される。 When the power consumption of the external load is 2 kW or more and less than 3 kW (S407: NO, S413: YES), the controller Ct operates each of the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S414). Reformed gas is supplied from the reformers R1 to R3 to the stacks F1 to F3, respectively.
スタックＦ１〜Ｆ３から合計３ｋＷに相当する電流を流すように、出力制御器Ｉｎが制御される。これによって、改質器Ｒ１〜Ｒ３からの改質ガスによりスタックＦ１〜Ｆ３は合計３ｋＷで発電する（Ｓ４１５）。スタックＦ１、Ｆ２およびＦ３における３ｋＷの発電電力のうち、消費電力に相当する電力が外部負荷に供給される。この残りの電力が蓄電池Ｓ０に最大充電電流で充電される（Ｓ４１６）。 The output controller In is controlled so that a current corresponding to a total of 3 kW flows from the stacks F1 to F3. As a result, the stacks F1 to F3 generate electricity at a total of 3 kW by the reformed gas from the reformers R1 to R3 (S415). Of the 3 kW generated power in the stacks F1, F2 and F3, power corresponding to the power consumption is supplied to the external load. This remaining power is charged to the storage battery S0 with the maximum charging current (S416).
このように、図７（ｃ）に示すように、外部負荷の消費電力：２＋αｋＷが、２個のスタックＦｎの定格電力以上、３個のスタックＦｎの定格電力未満、たとえば、２ｋＷ以上３ｋＷ未満である。この場合、燃料電池システム１０では、３個のスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３により合計で３ｋＷの電力が発電される。この発電電力：３ｋＷのうち、２＋αｋＷの電力が外部負荷へ供給され、１−αｋＷの電力が蓄電池Ｓ０の充電に利用される。
Thus, as shown in FIG. 7C, when the power consumption of the external load: 2 + α kW is greater than or equal to the rated power of the two stacks Fn and less than the rated power of the three stacks Fn, for example, 2 kW or more and less than 3 kW is there. In this case, in the
外部負荷が３ｋＷ以上である場合（Ｓ４１３：ＮＯ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ４１７）。 When the external load is 3 kW or more (S413: NO), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S417).
改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３からの改質ガスによりスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３において、合計３ｋＷの電力が発電される（Ｓ４１８）。スタックＦ１、Ｆ２およびＦ３における３ｋＷの発電電力に比べて外部負荷の消費電力が大きい。このため、燃料電池システム１０から外部負荷へ供給される電力は不足する。よって、商用電源などの電力供給源から電力を取得することが可能であれば、スタックＦ１、Ｆ２およびＦ３の発電電力に他の電力供給源からの電力を加えた電力が外部負荷に供給される（Ｓ４１９）。一方、他の電力供給源から電力を取得することができなければ、スタックＦ１、Ｆ２およびＦ３の発電電力のみが外部負荷に供給される。
A total of 3 kW of electric power is generated in the stacks F1, F2, and F3 by the reformed gas from the reformers R1, R2, and R3 (S418). The power consumption of the external load is larger than the 3 kW generated power in the stacks F1, F2 and F3. For this reason, the electric power supplied from the
このように、図７（ｃ）に示すように、外部負荷の消費電力：３＋αｋＷが、３個のスタックＦｎの定格電力以上、たとえば、３ｋＷ以上である。この場合、燃料電池システム１０では、３個のスタックＦ１、Ｆ２およびＦ３の発電電力：３ｋＷが発電される。この発電電力：３ｋＷのすべてが外部負荷へ供給される。
Thus, as shown in FIG. 7C, the power consumption of the external load: 3 + α kW is equal to or higher than the rated power of the three stacks Fn, for example, 3 kW or higher. In this case, in the
このように、外部負荷の消費電力に応じて、運転する改質器Ｒｎの数が変化される。このため、燃料電池システム１０における改質器Ｒｎは改質ガスの生成量を大きく変動することができる。これにより、スタックＦｎで発電される発電量も大きく変化させることが可能である。それゆえ、燃料電池システム１０から出力される電力を外部負荷の消費電力に対応させることができる。
Thus, the number of reformers Rn to be operated is changed according to the power consumption of the external load. For this reason, the reformer Rn in the
また、各スタックＦｎの発電可能な定格電力より小さな電力は蓄電池Ｓ０からの電力により調整される。このため、各スタックＦｎで定格電力が発電されるように、改質器Ｒｎが１００％で運転される。これにより、単位発電量あたりの改質器Ｒｎの放熱が抑えられ、改質器Ｒｎの効率が高められる。 Further, the power smaller than the rated power that can be generated by each stack Fn is adjusted by the power from the storage battery S0. For this reason, the reformer Rn is operated at 100% so that the rated power is generated in each stack Fn. Thereby, the heat release of the reformer Rn per unit power generation is suppressed, and the efficiency of the reformer Rn is increased.
さらに、バランスモード１および充電優先モード１では、各スタックＦｎの発電電力のうち外部負荷の消費電力を超える量の電力が充電池Ｓ０の充電に利用される。このため、電力の無駄がなく、燃料電池システム１０における電力が効率的に用いられる。
Further, in the
（実施の形態２）
実施の形態１に係る燃料電池システム１０では、燃焼ガス供給ライン１６−１〜１６−３がそれぞれ独立していた。これに対し、本発明の実施の形態２に係る燃料電池システム１０では、燃焼ガス供給ライン１６−１〜１６−３がオフガス相互利用ライン１３により互いに接続されている。この点以外は、実施の形態２に係る燃料電池システム１０は実施の形態１の燃料電池システム１０と同様の構成を有する。
(Embodiment 2)
In the
改質ガス相互利用ラインは、それぞれの改質器Ｒｎから燃料電池スタックＦｎに供給され、かつ、当該燃料電池スタックＦｎから排出される改質ガスであるオフガスの一部を他の改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに供給する、オフガス相互利用ライン１３である。
The reformed gas mutual use line is supplied to the fuel cell stack Fn from each reformer Rn, and a part of the off-gas which is the reformed gas discharged from the fuel cell stack Fn is transferred to another reformer Rn. The off-gas
［燃料電池システムの構成］
図８は、燃料電池システムの要部構成の一例を模式的に示すブロック図である。
[Configuration of fuel cell system]
FIG. 8 is a block diagram schematically illustrating an example of a main configuration of the fuel cell system.
オフガス相互利用ライン１３は、それぞれの改質器Ｒｎで生成された改質ガスを、他の改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに供給する。
The off-gas
オフガス相互利用ライン１３は、それぞれの改質器ＲｎからスタックＦｎに供給され、かつ、当該スタックＦｎから排出される改質ガスであるオフガスの一部を他の改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに供給する。
The off-gas
オフガス相互利用ライン１３は、各燃焼ガス供給ライン１６−１〜１６−３を互いに接続する。したがって、各燃焼ガス弁Ｖｂｎの開閉により、スタックＦｎからの燃焼ガスを対応する熱供給器Ｂｎだけでなく、これ以外の熱供給器Ｂｎにも選択的に供給される。
The off-gas
制御器Ｃｔは、少なくとも１つの改質器Ｒｎを稼働させている間は他の改質器Ｒｎを必要に応じて停止させる。停止中の改質器Ｒｎのうち少なくとも１つについて稼働を開始させる場合に、オフガス相互利用ライン１３を介して当該稼働を開始させる改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに、稼働中の改質器Ｒｎで生成された改質ガスを供給して当該稼働を開始させる改質器Ｒｎを当該熱供給器Ｂｎにより暖機させる制御を行う。
The controller Ct stops other reformers Rn as needed while operating at least one reformer Rn. When the operation of at least one of the stopped reformers Rn is started, the heat supply unit Bn corresponding to the reformer Rn that starts the operation via the off-gas
出力制御器Ｉｎに複数のＤＣ−ＤＣコンバータが設けられる。複数のＤＣ−ＤＣコンバータは、スタックＦ１〜Ｆｎのそれぞれに対応する。スタックＦ１〜Ｆｎの電気出力端子は、対応するＤＣ−ＤＣコンバータの入力端子にそれぞれ接続される。これにより、各スタックＦ１〜Ｆｎの発電電力が個別に制御される。このため、後述するバランスモード２において、スタックＦ１を１ｋＷで発電させ、スタックＦ２を０．７５ｋＷで発電させることができる。ただし、実施の形態１と同様に、スタックＦ１〜Ｆｎの全てを１つのＤＣ−ＤＣコンバータに接続されてもよい。この場合、制御器Ｃｔは、スタックＦ１およびＦ２の発電電力を個別に制御することができない。
The output controller In is provided with a plurality of DC-DC converters. A plurality of DC-DC converters correspond to each of the stacks F1 to Fn. The electrical output terminals of the stacks F1 to Fn are respectively connected to the input terminals of the corresponding DC-DC converter. Thereby, the generated electric power of each stack F1-Fn is controlled separately. For this reason, in
［燃料電池システムの運転方法］
図９は、燃料電池システムにおける改質器ＲｎおよびスタックＦｎの運転モードの一例を示すフローチャートである。
[Operation method of fuel cell system]
FIG. 9 is a flowchart showing an example of operation modes of the reformer Rn and the stack Fn in the fuel cell system.
制御器Ｃｔは、少なくとも１つの改質器Ｒｎを稼働させている間は他の改質器Ｒｎを停止させ、停止中の改質器Ｒｎのうち少なくとも１つについて稼働を開始させる場合に、改質ガス相互利用ライン（オフガス相互利用ライン１３）を介して当該稼働を開始させる改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに、稼働中の改質器Ｒｎで生成された改質ガスを供給して当該稼働を開始させる改質器Ｒｎを当該熱供給器により暖機させる制御を行う。 The controller Ct stops the other reformer Rn while at least one reformer Rn is in operation, and changes the operation when starting operation of at least one of the stopped reformers Rn. The reformed gas generated in the operating reformer Rn is supplied to the heat supply unit Bn corresponding to the reformer Rn that starts the operation through the gas-based gas mutual use line (off-gas mutual use line 13). Then, the reformer Rn that starts the operation is controlled to be warmed up by the heat supplier.
制御器Ｃｔは、まず、蓄電池の充電量を検知する（Ｓ５００）。この蓄電池Ｓ０の充電量に応じて、図９に示す改質器ＲｎおよびスタックＦｎの運転モードを制御器Ｃｔは判断する。 The controller Ct first detects the charge amount of the storage battery (S500). The controller Ct determines the operation mode of the reformer Rn and the stack Fn shown in FIG. 9 according to the charge amount of the storage battery S0.
具体的には、蓄電池Ｓ０の充電量が多い、たとえば８０％以上である場合（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、運転モードが放電優先モード２であると判断される（Ｓ５０２）。蓄電池Ｓ０の充電量が中程度、たとえば２０％以上８０％未満である場合（Ｓ５０１：ＮＯ、Ｓ５０３：ＹＥＳ）、運転モードがバランスモード２であると判断される（Ｓ５０４）。蓄電池Ｓ０の充電量が少ない、たとえば２０％未満である場合（Ｓ５０３：ＮＯ）、運転モードが充電優先モード２であると判断される（Ｓ５０５）。 Specifically, when the amount of charge of storage battery S0 is large, for example, 80% or more (S501: YES), it is determined that the operation mode is discharge priority mode 2 (S502). When the charge amount of storage battery S0 is medium, for example, 20% or more and less than 80% (S501: NO, S503: YES), it is determined that the operation mode is balance mode 2 (S504). When the charge amount of the storage battery S0 is small, for example, less than 20% (S503: NO), it is determined that the operation mode is the charge priority mode 2 (S505).
このように判断された運転モードに従って後述するように改質器ＲｎおよびスタックＦｎが運転される。この運転中に蓄電池Ｓ０の充電量が適宜検知され、充電量から運転モードが判断される。判断された運転モードが実行中の運転モードと異なる場合、運転モードが切り替えられる。 According to the operation mode thus determined, the reformer Rn and the stack Fn are operated as will be described later. During this operation, the charge amount of the storage battery S0 is appropriately detected, and the operation mode is determined from the charge amount. When the determined operation mode is different from the operation mode being executed, the operation mode is switched.
［放電優先モード２の運転方法］
図１０は、放電優先モード２における制御器Ｃｔの制御の一例を示すフローチャートである。図１３（ａ）は、放電優先モード２において燃料電池システムから出力される電力と、外部負荷の消費電力との関係を示す面グラフである。図１３（ａ）において、燃料電池システムの発電電力が縦軸に示され、外部負荷の消費電力が横軸に示される。なお、燃料電池システムにおける発電電力には、スタックＦｎの発電による電力と、蓄電池Ｓ０の放電による電力とがある。
[
FIG. 10 is a flowchart showing an example of control of the controller Ct in the
放電優先モード２では、制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する（Ｓ６００）。
In the
外部負荷の消費電力が小さい、たとえば、１ｋＷ未満である場合（Ｓ６０１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１を５０％で運転する（Ｓ６０２）。 When the power consumption of the external load is small, for example, less than 1 kW (S601: YES), the controller Ct operates the reformer R1 at 50% (S602).
具体的には、制御器Ｃｔは原料遮断弁Ｖａ１および燃焼ガス弁Ｖｂ１を開ける。これにより、燃料ガスが、改質器Ｒ１およびスタックＦ１を通過し、熱供給器Ｂ１に供給される。なお、原料遮断弁Ｖａ１および燃焼ガス弁Ｖｂ１を開ける順序は、原料遮断弁Ｖａ１が先であっても、燃焼ガス弁Ｖｂ１が先であっても、これらが同時であってもよい。 Specifically, the controller Ct opens the raw material cutoff valve Va1 and the combustion gas valve Vb1. As a result, the fuel gas passes through the reformer R1 and the stack F1, and is supplied to the heat supplier B1. The order of opening the raw material shut-off valve Va1 and the combustion gas valve Vb1 may be the same, even if the raw material shut-off valve Va1 is first or the combustion gas valve Vb1 is first.
制御器Ｃｔは、熱供給器Ｂ１を点火する。これにより、燃料ガスが燃焼されて、改質器Ｒ１が加熱される。改質反応温度に達した改質器Ｒ１は、改質ガスを生成しスタックＦ１に排出する。ここで、改質器Ｒ１が５０％で運転される。これにより、１００％で運転された改質器Ｒ１が生成する改質ガス量のおおよそ半分の量の改質ガスが生成される。 The controller Ct ignites the heat supplier B1. As a result, the fuel gas is combusted and the reformer R1 is heated. The reformer R1 that has reached the reforming reaction temperature generates reformed gas and discharges it to the stack F1. Here, the reformer R1 is operated at 50%. As a result, approximately half of the amount of reformed gas produced by the reformer R1 operated at 100% is produced.
この場合、スタックＦ１は発電を行わないので、改質ガスは、スタックＦ１で消費されずに、燃焼ガス供給ライン１６−１を介して熱供給器Ｂ１にオフガスとして供給される。オフガスは熱供給器Ｂ１で燃焼され、改質器Ｒ１の温度が維持される。 In this case, since the stack F1 does not generate power, the reformed gas is not consumed in the stack F1, but is supplied as off-gas to the heat supplier B1 via the combustion gas supply line 16-1. The off gas is combusted in the heat supply device B1, and the temperature of the reformer R1 is maintained.
次に、制御器Ｃｔは、発電ユニットＵ２の燃焼ガス弁Ｖｂ２を開ける。これにより、スタックＦ１からのオフガスは、熱供給器Ｂ１だけでなく、オフガス相互利用ライン１３を介して熱供給器Ｂ２にも供給される。なお、このとき、原料遮断弁Ｖａ１は閉じられたままであるので、熱供給器Ｂ２はスタックＦ２からオフガスの供給を受けない。
Next, the controller Ct opens the combustion gas valve Vb2 of the power generation unit U2. Thereby, the off gas from the stack F1 is supplied not only to the heat supply device B1 but also to the heat supply device B2 via the off gas
制御器Ｃｔは熱供給器Ｂ２を点火する。これにより、燃焼ガスが燃焼されて、改質器Ｒ２が暖機される。 The controller Ct ignites the heat supplier B2. As a result, the combustion gas is combusted and the reformer R2 is warmed up.
さらに、制御器Ｃｔは、発電ユニットＵ３の燃焼ガス弁Ｖｂ３を開ける。これにより、スタックＦ１からのオフガスは、オフガス相互利用ライン１３を通り、熱供給器Ｂ３にも供給される。熱供給器Ｂ３が点火されると、オフガスが燃焼し、改質器Ｒ３が暖機される
（Ｓ６０３）。
Furthermore, the controller Ct opens the combustion gas valve Vb3 of the power generation unit U3. As a result, the off gas from the stack F1 passes through the off gas
また、制御器Ｃｔは蓄電池Ｓ０を放電する（Ｓ６０４）。これにより、外部負荷の消費電力に相当する電流が、蓄電池Ｓ０から出力制御器Ｉｎを介して外部負荷に供給される。 Further, the controller Ct discharges the storage battery S0 (S604). Thereby, a current corresponding to the power consumption of the external load is supplied from the storage battery S0 to the external load via the output controller In.
このように、放電優先モード２では、停電などにより燃料電池システム１０が外部負荷に接続されると、改質器Ｒ１〜Ｒ３の暖機と共に、蓄電池Ｓ０が放電される。このため、外部負荷の消費電力は、蓄電池Ｓ０からの電力により補われる。また、外部負荷の増大に備えて、暖機された改質器Ｒ１〜Ｒ３を待機させておくことができる。そして、外部負荷の消費電力が蓄電池Ｓ０からの電力より大きくなると、燃料電池システム１０から外部負荷へ与えられる電力が不足する。このとき、スタックＦｎの発電が開始される。発電するスタックＦｎの数は、不足電力に応じて変化する。したがって、外部負荷の消費電力の増大に際して迅速に発電を行うことが可能である。
Thus, in the
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ以上２ｋＷ未満である場合（Ｓ６０１：ＮＯ、Ｓ６０５：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１を１００％で運転する（Ｓ６０６）。 When the power consumption of the external load is, for example, 1 kW or more and less than 2 kW (S601: NO, S605: YES), the controller Ct operates the reformer R1 at 100% (S606).
このとき、原料遮断弁Ｖａ１が開けられ、原料供給ライン１１からの原料は改質器Ｒ１に供給される。改質器Ｒ１は改質ガスをスタックＦ１に供給する。燃焼ガス弁Ｖｂ１が開けられ、オフガスが熱供給器Ｂ１に供給される。
At this time, the raw material shut-off valve Va1 is opened, and the raw material from the raw
ここで、定格電力、たとえば、１ｋＷに相当する電流を流すように出力制御器Ｉｎが制御されると、スタックＦ１では１ｋＷの発電が行われる（Ｓ６０７）。このため、改質器Ｒ１からの改質ガスのほとんど全てが、スタックＦ１の反応および熱供給器Ｂ１の燃焼に使用される。 Here, when the output controller In is controlled so as to flow a current corresponding to the rated power, for example, 1 kW, the stack F1 generates 1 kW (S607). For this reason, almost all of the reformed gas from the reformer R1 is used for the reaction of the stack F1 and the combustion of the heat supplier B1.
また、制御器Ｃｔは、改質器Ｒ２を２５％で運転する（Ｓ６０８）。ここで、原料遮断弁Ｖａ２および燃焼ガス弁Ｖｂ２およびＶｂ３が開けられる。また、スタックＦ２およびＦ３では発電が行われない。よって、改質器Ｒ２からの改質ガスはスタックＦ２を通り熱供給器Ｂ２にオフガスとして与えられる。熱供給器Ｂ２は、オフガスを燃焼し、改質器Ｒ２を暖機する。また、改質器Ｒ２からの改質ガスは、オフガス相互利用ライン１３を通り、熱供給器Ｂ３にも供給される。熱供給器Ｂ３は、オフガスが燃焼し、改質器Ｒ３を暖機する（Ｓ６０９）。
Further, the controller Ct operates the reformer R2 at 25% (S608). Here, the raw material shutoff valve Va2 and the combustion gas valves Vb2 and Vb3 are opened. Further, power generation is not performed in the stacks F2 and F3. Therefore, the reformed gas from the reformer R2 passes through the stack F2 and is given to the heat supply unit B2 as an off gas. The heat supplier B2 burns off gas and warms up the reformer R2. Further, the reformed gas from the reformer R2 passes through the off-gas
また、外部負荷の消費電力が１ｋＷを超える場合、超える分の電力：αｋＷに相当する電流が蓄電池Ｓ０から放電される（Ｓ６１０）。そして、図１３（ａ）に示すように、スタックＦ１の電力：１ｋＷおよび蓄電池Ｓ０の電力：αｋＷを合わせた１＋αｋＷの電力が、燃料電池システム１から外部負荷に供給される。
When the power consumption of the external load exceeds 1 kW, the current corresponding to the excess power: α kW is discharged from the storage battery S0 (S610). Then, as shown in FIG. 13A, 1 + αkW of power, which is the sum of the power of the stack F1: 1 kW and the power of the storage battery S0: αkW, is supplied from the
このように、スタックＦ１および蓄電池Ｓ０の電力が燃料電池システム１０から外部負荷に供給される。これと共に、改質器Ｒ２およびＲ３が暖機される。よって、外部負荷の消費電力がスタックＦ１および蓄電池Ｓ０の電力より大きくなると、改質器Ｒ２およびＲ３の一方または両方が運転される。そして、スタックＦ２および／またはＦ３は、改質器Ｒ２および／またはＲ３からの改質ガスを基に発電する。したがって、外部負荷の消費電力の増大に際して迅速に発電を行うが可能である。
Thus, the electric power of the stack F1 and the storage battery S0 is supplied from the
外部負荷の消費電力が、たとえば、２ｋＷ以上３ｋＷ未満である場合（Ｓ６０５：ＮＯ、Ｓ６１１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ６１２）。このとき、原料遮断弁Ｖａ１およびＶａ２が開けられ、原料は改質器Ｒ１およびＦ２に供給される。燃焼ガス弁Ｖｂ１およびＶｂ２が開けられ、改質器Ｒ１およびＲ２からの改質ガスはスタックＦ１およびＦ２にそれぞれ供給される。このスタックＦ１およびＦ２で合計２ｋＷの電力に相当する電流を流すように出力制御器Ｉｎが制御されると、スタックＦ１およびＦ２で合計２ｋＷの発電が行われる（Ｓ６１３）。 When the power consumption of the external load is, for example, 2 kW or more and less than 3 kW (S605: NO, S611: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% (S612). At this time, the raw material shut-off valves Va1 and Va2 are opened, and the raw material is supplied to the reformers R1 and F2. The combustion gas valves Vb1 and Vb2 are opened, and the reformed gases from the reformers R1 and R2 are supplied to the stacks F1 and F2, respectively. When the output controller In is controlled so that a current corresponding to a total of 2 kW of power flows in the stacks F1 and F2, a total of 2 kW of power is generated in the stacks F1 and F2 (S613).
ここで、原料遮断弁Ｖａ３および燃焼ガス弁Ｖｂ３が開けられる。これにより、燃料ガスがオフガスとして発電していないスタックＦ３を通過し熱供給器Ｂ３に供給される。熱供給器Ｂ３は、オフガスを燃焼し改質器Ｒ３を暖機する（Ｓ６１４）。 Here, the raw material shutoff valve Va3 and the combustion gas valve Vb3 are opened. Thereby, fuel gas passes through stack F3 which is not generating electric power as off gas, and is supplied to heat supply device B3. The heat supplier B3 burns off gas and warms up the reformer R3 (S614).
さらに、外部負荷の消費電力がスタックＦ１およびＦ２の合計発電電力を超える場合、制御器Ｃｔは、超える電力：αｋＷで蓄電池Ｓ０を放電させる（Ｓ６１５）。これにより、スタックＦ１およびＦ２からの電力：２ｋＷと、蓄電池Ｓ０からの電力αｋＷとの合計電力：２＋αｋＷが外部負荷に供給される。 Furthermore, when the power consumption of the external load exceeds the total generated power of the stacks F1 and F2, the controller Ct discharges the storage battery S0 with the excess power: α kW (S615). Thereby, the total power: 2 + α kW of the power: 2 kW from the stacks F1 and F2 and the power α kW from the storage battery S0 is supplied to the external load.
このように、スタックＦ１およびＦ２と、蓄電池Ｓ０との電力により外部負荷の消費電力が補われる。これと共に、改質器Ｒ３が暖機される。よって、外部負荷の消費電力がスタックＦ１およびＦ２と蓄電池Ｓ０との電力より大きくなると、改質器Ｒ３が運転される。そして、スタックＦ３は、改質器Ｒ３からの改質ガスを基に発電する。したがって、外部負荷の消費電力の増大に際し、迅速に発電を行い、外部負荷に供給する電力を増やすことができる。 Thus, the power consumption of the external load is supplemented by the power of the stacks F1 and F2 and the storage battery S0. At the same time, the reformer R3 is warmed up. Therefore, when the power consumption of the external load becomes larger than the power of the stacks F1 and F2 and the storage battery S0, the reformer R3 is operated. The stack F3 generates power based on the reformed gas from the reformer R3. Therefore, when increasing the power consumption of the external load, it is possible to quickly generate power and increase the power supplied to the external load.
外部負荷の電力が、たとえば３ｋＷ以上である場合（Ｓ６１１：ＮＯ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ６１６）。原料遮断弁Ｖａ１〜Ｖａ３および燃焼ガス弁Ｖｂ１〜Ｖｂ３が開けられている。このため、改質器Ｒ１〜Ｒ３のそれぞれは、原料を受けて、改質ガスを生成する。スタックＦ１〜Ｆ３から合計３ｋＷに相当する電流を出力制御器Ｉｎに流すように、制御器Ｃｔは出力制御器Ｉｎを制御する。これにより、スタックＦ１〜Ｆ３において、合計で３ｋＷの電力が発電される（Ｓ６１７）。 When the power of the external load is, for example, 3 kW or more (S611: NO), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S616). The raw material shut-off valves Va1 to Va3 and the combustion gas valves Vb1 to Vb3 are opened. For this reason, each of reformer R1-R3 receives a raw material, and produces | generates reformed gas. The controller Ct controls the output controller In so that a current corresponding to a total of 3 kW flows from the stacks F1 to F3 to the output controller In. As a result, a total of 3 kW of power is generated in the stacks F1 to F3 (S617).
また、外部負荷の消費電力がスタックＦ１〜Ｆ３の合計電力を超える場合、制御器Ｃｔは、超える電力：αｋＷで蓄電池Ｓ０を放電させる（Ｓ６１８）。これにより、スタックＦ１〜Ｆ３からの電力：３ｋＷと、蓄電池Ｓ０からの電力αｋＷとの合計電力：３＋αｋＷが外部負荷に供給される。 When the power consumption of the external load exceeds the total power of the stacks F1 to F3, the controller Ct discharges the storage battery S0 with the excess power: α kW (S618). Thereby, the total power: 3 + α kW of the power: 3 kW from the stacks F1 to F3 and the power α kW from the storage battery S0 is supplied to the external load.
このように、スタックＦ１〜Ｆ３と蓄電池Ｓ０との電力により外部負荷の消費電力が補われる。 Thus, the power consumption of the external load is supplemented by the power of the stacks F1 to F3 and the storage battery S0.
［バランスモード２の運転方法］
図１１は、バランスモード２における制御器Ｃｔの制御の一例を示すフローチャートである。図１３（ｂ）は、バランスモード２において燃料電池システムから出力される電力と、外部負荷の消費電力との関係を示す面グラフである。
[Operation method of balance mode 2]
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the control of the controller Ct in the
制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する（Ｓ７００）。 The controller Ct detects the power consumption of the external load (S700).
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ未満である場合（Ｓ７０１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１を１００％で運転する（Ｓ７０２）。このとき、原料遮断弁Ｖａ１および燃焼ガス弁Ｖｂ１が開けられ、改質器Ｒ１は原料から改質ガスを生成している。制御器ＣｔによりスタックＦ１から５００Ｗに相当する電流を流すように、出力制御器Ｉｎが制御される。これにより、改質器Ｒ１からの改質ガスを基にスタックＦ１が５００Ｗで発電する（Ｓ７０３）。 For example, when the power consumption of the external load is less than 1 kW (S701: YES), the controller Ct operates the reformer R1 at 100% (S702). At this time, the raw material shutoff valve Va1 and the combustion gas valve Vb1 are opened, and the reformer R1 generates the reformed gas from the raw material. The output controller In is controlled so that a current corresponding to 500 W flows from the stack F1 by the controller Ct. Thereby, the stack F1 generates power at 500 W based on the reformed gas from the reformer R1 (S703).
このとき、改質器Ｒ１は、スタックＦ１が定格電力、たとえば、１ｋＷを発電できる量の改質ガスを生成している。これに対し、スタックＦ１では、この定格電力の半分、たとえば、５００Ｗの電力を発電している。このため、スタックＦ１では、改質器Ｒ１からの改質ガスがすべて消費されていない。スタックＦ１を通過したオフガスには、消費されなかった水素が含まれている。そこで、燃焼ガス弁Ｖｂ１に加えて、Ｖｂ２およびＶｂ３が開けられる。オフガスは、燃焼ガスとしてオフガス相互利用ライン１３および燃焼ガス供給ライン１６−２および１６−３を介して熱供給器Ｂ２およびＢ３に供給される。
At this time, the reformer R1 generates the reformed gas in such an amount that the stack F1 can generate rated power, for example, 1 kW. On the other hand, the stack F1 generates half the rated power, for example, 500 W of power. For this reason, all the reformed gas from the reformer R1 is not consumed in the stack F1. The off gas that has passed through the stack F1 contains hydrogen that has not been consumed. Therefore, Vb2 and Vb3 are opened in addition to the combustion gas valve Vb1. The off gas is supplied to the heat supply devices B2 and B3 as the combustion gas via the off gas
制御器Ｃｔは熱供給器Ｂ２およびＢ３を点火すると、改質器Ｒ２およびＲ３が暖機される（Ｓ７０４）。 When the controller Ct ignites the heat supply devices B2 and B3, the reformers R2 and R3 are warmed up (S704).
さらに、外部負荷の消費電力がスタックＦ１の発電電力を超える場合、制御器Ｃｔは、超える電力：αｋＷで蓄電池Ｓ０を放電させる（Ｓ７０５）。これにより、スタックＦ１からの電力：０．５ｋＷと、蓄電池Ｓ０からの電力αｋＷとの合計電力：０．５＋αｋＷが外部負荷に供給される。 Furthermore, when the power consumption of the external load exceeds the generated power of the stack F1, the controller Ct discharges the storage battery S0 with the excess power: α kW (S705). Thereby, the total power: 0.5 + α kW of the power from the stack F1: 0.5 kW and the power α kW from the storage battery S0 is supplied to the external load.
一方、外部負荷の消費電力に対してスタックＦ１の発電電力が余る場合、消費電力に相当する電力が外部負荷に供給される。また、余った電力で蓄電池Ｓ０は充電される（Ｓ７０５）。 On the other hand, when the power generated by the stack F1 is greater than the power consumed by the external load, power corresponding to the power consumed is supplied to the external load. Further, the storage battery S0 is charged with the surplus power (S705).
このように、外部負荷の消費電力に比べてスタックＦ１の発電電力が大きければ、スタックＦ１の電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される。このため、スタックＦ１の電力が無駄になることがなく、燃料電池システム１０における電力が有効に利用される。
Thus, if the generated power of the stack F1 is larger than the power consumption of the external load, the power of the stack F1 is used for charging the storage battery S0. For this reason, the power of the stack F1 is not wasted, and the power in the
また、改質器Ｒ２およびＲ３が暖機される。よって、外部負荷の消費電力がスタックＦ１および蓄電池Ｓ０の電力より大きくなると、改質器Ｒ２およびＲ３の一方または両方が運転される。そして、スタックＦ２および／またはＦ３は、改質器Ｒ３からの改質ガスを基に発電する。したがって、外部負荷の消費電力の増大に際し、迅速に発電を行い、外部負荷に供給する電力を増やすことができる。 Also, the reformers R2 and R3 are warmed up. Therefore, when the power consumption of the external load becomes larger than the power of the stack F1 and the storage battery S0, one or both of the reformers R2 and R3 are operated. The stack F2 and / or F3 generates power based on the reformed gas from the reformer R3. Therefore, when increasing the power consumption of the external load, it is possible to quickly generate power and increase the power supplied to the external load.
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ以上２ｋＷ未満である場合（Ｓ７０１：ＮＯ、Ｓ７０６：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ７０７）。このとき、原料遮断弁Ｖａ１およびＶａ２と、燃焼ガス弁Ｖｂ１およびＶｂ２とが開けられる。改質器Ｒ１およびＲ２は、原料から改質ガスを生成し、改質ガスをスタックＦ１およびＦ２にそれぞれ供給する。 When the power consumption of the external load is, for example, 1 kW or more and less than 2 kW (S701: NO, S706: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% (S707). At this time, the raw material shutoff valves Va1 and Va2 and the combustion gas valves Vb1 and Vb2 are opened. The reformers R1 and R2 generate reformed gas from the raw material and supply the reformed gas to the stacks F1 and F2, respectively.
スタックＦ１では１ｋＷで発電が行われる（Ｓ７０８）。このため、改質器Ｒ１からの改質ガスのほとんどは、スタックＦ１の発電および熱供給器Ｂ１の燃焼に利用される。 The stack F1 generates power at 1 kW (S708). For this reason, most of the reformed gas from the reformer R1 is used for power generation of the stack F1 and combustion of the heat supplier B1.
スタックＦ２では７５０Ｗで発電が行われる（Ｓ７０８）。よって、改質器Ｒ２からの改質ガスの一部は、スタックＦ２の発電および熱供給器Ｂ２の燃焼で消費されずに残る。そこで、燃焼ガス弁Ｖｂ３が開けられる。スタックＦ２から流出したオフガスは、燃焼ガスとしてオフガス相互利用ライン１３および燃焼ガス供給ライン１６−３を介して熱供給器Ｂ３に供給される。制御器Ｃｔは熱供給器Ｂ３を点火すると、改質器Ｒ３が暖機される（Ｓ７０９）。
The stack F2 generates power at 750 W (S708). Therefore, a part of the reformed gas from the reformer R2 remains without being consumed by the power generation of the stack F2 and the combustion of the heat supplier B2. Therefore, the combustion gas valve Vb3 is opened. The off gas flowing out of the stack F2 is supplied as a combustion gas to the heat supplier B3 through the off gas
さらに、外部負荷の消費電力がスタックＦ１およびＦ２の合計電力を超える場合、制御器Ｃｔは、超える電力：αｋＷで蓄電池Ｓ０を放電させる（Ｓ７１０）。これにより、スタックＦ１およびＦ２からの電力：１．７５ｋＷと、蓄電池Ｓ０からの電力αｋＷとの合計電力：１．７５＋αｋＷが外部負荷に供給される。 Furthermore, when the power consumption of the external load exceeds the total power of the stacks F1 and F2, the controller Ct discharges the storage battery S0 with the excess power: α kW (S710). As a result, the total power of 1.75 + α kW including the power of 1.75 kW from the stacks F1 and F2 and the power α kW from the storage battery S0 is supplied to the external load.
一方、外部負荷の消費電力に対してスタックＦ１およびＦ２の発電電力が余る場合、消費電力に相当する電力が外部負荷に供給される。また、余った電力で蓄電池Ｓ０は充電される（Ｓ７１０）。 On the other hand, when the power generated by the stacks F1 and F2 is greater than the power consumed by the external load, power corresponding to the power consumed is supplied to the external load. Further, the storage battery S0 is charged with the surplus power (S710).
このように、外部負荷の消費電力に比べてスタックＦ１およびＦ２の発電電力が大きければ、スタックＦ１およびＦ２の電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される。このため、スタックＦ１の電力が無駄になることがなく、燃料電池システム１０における電力が有効に利用される。
Thus, if the generated power of the stacks F1 and F2 is larger than the power consumption of the external load, the power of the stacks F1 and F2 is used for charging the storage battery S0. For this reason, the power of the stack F1 is not wasted, and the power in the
また、改質器Ｒ３が暖機される。よって、外部負荷の消費電力が燃料電池システム１０の電力より大きくなると、改質器Ｒ３が運転される。スタックＦ３は、改質器Ｒ３からの改質ガスを基に発電する。したがって、外部負荷の消費電力の増大に際し、迅速に発電を行い、外部負荷に供給する電力を増やすことができる。
Further, the reformer R3 is warmed up. Therefore, when the power consumption of the external load becomes larger than the power of the
外部負荷の消費電力が、たとえば、２ｋＷ以上３ｋＷ未満である場合（Ｓ７０６：ＮＯ、Ｓ７１１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ７１２）。このとき、原料遮断弁Ｖａ１〜Ｖａ３と、燃焼ガス弁Ｖｂ１〜Ｖｂ３とが開けられる。改質器Ｒ１〜Ｒ３は、原料から改質ガスを生成し、改質ガスをスタックＦ１〜Ｆ３にそれぞれ供給する。 When the power consumption of the external load is, for example, 2 kW or more and less than 3 kW (S706: NO, S711: YES), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S712). At this time, the raw material shutoff valves Va1 to Va3 and the combustion gas valves Vb1 to Vb3 are opened. The reformers R1 to R3 generate reformed gas from the raw material and supply the reformed gas to the stacks F1 to F3, respectively.
スタックＦ１〜Ｆ３のそれぞれにおいて１ｋＷで発電が行われる（Ｓ７１３）。 Power generation is performed at 1 kW in each of the stacks F1 to F3 (S713).
また、外部負荷の消費電力に対してスタックＦ１〜Ｆ３の発電電力が余る場合、消費電力に相当する電力が外部負荷に供給される。また、余った電力で蓄電池Ｓ０は充電される（Ｓ７１４）。 In addition, when the power generated by the stacks F1 to F3 is greater than the power consumed by the external load, power corresponding to the power consumed is supplied to the external load. Further, the storage battery S0 is charged with the surplus power (S714).
このように、スタックＦ１〜Ｆ３の発電電力のうち、外部負荷の消費電力より大きな電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される。このため、スタックＦ１〜Ｆ３の電力が無駄なく利用される。 Thus, the electric power larger than the power consumption of the external load among the generated electric power of the stacks F1 to F3 is used for charging the storage battery S0. For this reason, the power of the stacks F1 to F3 is used without waste.
外部負荷の消費電力が、たとえば、３ｋＷ以上である場合（Ｓ７１１：ＮＯ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ７１５）。ここで、原料遮断弁Ｖａ１〜Ｖａ３および燃焼ガス弁Ｖｂ１〜Ｖｂ３が開けられる。改質器Ｒ１〜Ｒ３で生成されたオフガスはスタックＦ１〜Ｆ３にそれぞれ供給される。スタックＦ１〜Ｆ３のそれぞれにおいて、１ｋＷで発電され、合計で３ｋＷの電力が発電される（Ｓ７１６）。 When the power consumption of the external load is, for example, 3 kW or more (S711: NO), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S715). Here, the raw material shut-off valves Va1 to Va3 and the combustion gas valves Vb1 to Vb3 are opened. Off-gas generated in the reformers R1 to R3 is supplied to the stacks F1 to F3, respectively. In each of the stacks F1 to F3, power is generated at 1 kW, and a total of 3 kW is generated (S716).
さらに、外部負荷の消費電力がスタックＦ１〜Ｆ３の合計電力を超える場合、制御器Ｃｔは、超える電力：αｋＷで蓄電池Ｓ０を放電させる（Ｓ７１７）。これにより、図１３（ｂ）に示すように、スタックＦ１〜Ｆ３からの電力：３ｋＷと、蓄電池Ｓ０からの電力αｋＷとの合計電力：３＋αｋＷが、燃料電池システム１０で発電され、外部負荷に供給される。
Furthermore, when the power consumption of the external load exceeds the total power of the stacks F1 to F3, the controller Ct discharges the storage battery S0 with the excess power: α kW (S717). As a result, as shown in FIG. 13B, the total power: 3 + α kW of the power from the stacks F1 to F3: 3 kW and the power α kW from the storage battery S0 is generated by the
［充電優先モード２の運転方法］
図１２は、充電優先モード２における制御器Ｃｔの制御の一例を示すフローチャートである。図１３（ｃ）は、充電優先モード２において燃料電池システムから出力される電力と、外部負荷の消費電力との関係を示す面グラフである。
[Operation method of charge priority mode 2]
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the control of the controller Ct in the
制御器Ｃｔは、外部負荷の消費電力を検知する（Ｓ８００）。 The controller Ct detects the power consumption of the external load (S800).
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ未満である場合（Ｓ８０１：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ８０２）。このとき、原料遮断弁Ｖａ１およびＶａ２と、燃焼ガス弁Ｖｂ１およびＶｂ２が開けられる、改質器Ｒ１およびＲ２は、原料から改質ガスを生成し、スタックＦ１およびＦ２に供給する。 For example, when the power consumption of the external load is less than 1 kW (S801: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% (S802). At this time, the reformers R1 and R2, which open the raw material shut-off valves Va1 and Va2 and the combustion gas valves Vb1 and Vb2, generate reformed gas from the raw material and supply it to the stacks F1 and F2.
改質器Ｒ１からの改質ガスを基にスタックＦ１が定格電力、たとえば、１ｋＷを発電する（Ｓ８０３）。この電力で蓄電池Ｓ０は最大充電電流で充電される（Ｓ８０５）。 Based on the reformed gas from the reformer R1, the stack F1 generates a rated power, for example, 1 kW (S803). With this electric power, the storage battery S0 is charged with the maximum charging current (S805).
また、スタックＦ２は、改質器Ｒ２からの改質ガスにより発電する（Ｓ８０４）。これにより発電される電力は、外部負荷の消費電力に相当し、外部負荷に供給される。この時に生成する改質ガスは、スタックＦ２の発電電力相当分よりも多いため、改質器Ｒ２からの改質ガスのすべてがスタックＦ２で消費されずに残る。そこで、燃焼ガス弁Ｖｂ３が開けられると、オフガスはオフガス相互利用ライン１３および燃焼ガス供給ライン１６−３を介して熱供給器Ｂ３に供給される。この熱供給器Ｂ３は、オフガスを燃焼し、改質器Ｒ３を暖機する（Ｓ８０６）。
Further, the stack F2 generates power with the reformed gas from the reformer R2 (S804). The power generated thereby corresponds to the power consumption of the external load and is supplied to the external load. Since the reformed gas generated at this time is larger than the amount corresponding to the generated power of the stack F2, all of the reformed gas from the reformer R2 remains without being consumed in the stack F2. Therefore, when the combustion gas valve Vb3 is opened, the off gas is supplied to the heat supplier B3 via the off gas
このように、改質器Ｒ２の改質ガスにより改質器Ｒ３が暖機される。よって、外部負荷の消費電力がスタックＦ１およびＦ２の電力より大きくなると、改質器Ｒ３が運転される。そして、スタックＦ３は、改質器Ｒ３からの改質ガスを基に発電する。したがって、外部負荷の消費電力の増大に際し、迅速に発電を行い、外部負荷に供給する電力を増やすことができる。 Thus, the reformer R3 is warmed up by the reformed gas of the reformer R2. Therefore, when the power consumption of the external load becomes larger than the power of the stacks F1 and F2, the reformer R3 is operated. The stack F3 generates power based on the reformed gas from the reformer R3. Therefore, when increasing the power consumption of the external load, it is possible to quickly generate power and increase the power supplied to the external load.
外部負荷の消費電力が、たとえば、１ｋＷ以上２ｋＷ未満である場合（Ｓ８０１：ＮＯ、Ｓ８０７：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１およびＲ２をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ８０８）。改質器Ｒ１およびＲ２からの改質ガスによりスタックＦ１およびＦ２において１ｋＷの電力がそれぞれ発電される（Ｓ８１０）。 When the power consumption of the external load is, for example, 1 kW or more and less than 2 kW (S801: NO, S807: YES), the controller Ct operates the reformers R1 and R2 at 100% (S808). 1 kW of electric power is generated in the stacks F1 and F2 by the reformed gas from the reformers R1 and R2 (S810).
また、制御器Ｃｔは改質器Ｒ３を運転する（Ｓ８０９）。ここで、外部負荷の消費電力のうち、スタックＦ１およびスタックＦ２の発電電力（この場合は２ｋＷ）で補えない電力分を発電するのに必要な改質ガスの量と、改質器Ｒ３の暖機に必要な改質ガスの量とが、改質器Ｒ３で生成される。このため、改質器Ｒ３からの改質ガスにより、スタックＦ３では、外部負荷の消費電力から２ｋＷを引いた電力：αｋＷが発電される（Ｓ８１１）。 Further, the controller Ct operates the reformer R3 (S809). Here, of the power consumed by the external load, the amount of reformed gas necessary to generate power that cannot be supplemented by the power generated by the stack F1 and the stack F2 (in this case, 2 kW), and the warming of the reformer R3 The amount of reformed gas necessary for the machine is generated in the reformer R3. For this reason, the reformed gas from the reformer R3 generates, in the stack F3, power: α kW obtained by subtracting 2 kW from the power consumed by the external load (S811).
よって、燃料電池システム１０において２＋αｋＷの電力が発電される。この電力のうち、１ｋＷの電力が最大充電電流で蓄電池Ｓ０に充電される（Ｓ８１２）。残りの電力：１＋αｋＷの電力が外部負荷に供給される。
Therefore, the
外部負荷の消費電力が、たとえば、２ｋＷ以上３ｋＷ未満である場合（Ｓ８０７：ＮＯ、Ｓ８１３：ＹＥＳ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ８１４）。このとき、原料遮断弁Ｖａ１〜Ｖａ３と、燃焼ガス弁Ｖｂ１〜Ｖｂ３とが開けられる。改質器Ｒ１〜Ｒ３は、原料から改質ガスを生成し、改質ガスをスタックＦ１〜Ｆ３にそれぞれ供給する。 When the power consumption of the external load is, for example, 2 kW or more and less than 3 kW (S807: NO, S813: YES), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S814). At this time, the raw material shutoff valves Va1 to Va3 and the combustion gas valves Vb1 to Vb3 are opened. The reformers R1 to R3 generate reformed gas from the raw material and supply the reformed gas to the stacks F1 to F3, respectively.
スタックＦ１〜Ｆ３のそれぞれにおいて１ｋＷで発電が行われる。これにより、合計で３ｋＷの電力が発電される（Ｓ８１５）。 Power generation is performed at 1 kW in each of the stacks F1 to F3. As a result, a total of 3 kW of power is generated (S815).
このスタックＦ１〜Ｆ３の発電電力は、外部負荷の消費電力より大きい。このため、消費電力に相当する電力は外部負荷に供給され、残る電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される（Ｓ８１６）。 The generated power of the stacks F1 to F3 is larger than the power consumption of the external load. For this reason, the power corresponding to the power consumption is supplied to the external load, and the remaining power is used for charging the storage battery S0 (S816).
このように、スタックＦ１〜Ｆ３の発電電力のうち、外部負荷の消費電力より大きな電力は蓄電池Ｓ０の充電に利用される。このため、スタックＦ１〜Ｆ３の電力が無駄なく利用される。 Thus, the electric power larger than the power consumption of the external load among the generated electric power of the stacks F1 to F3 is used for charging the storage battery S0. For this reason, the power of the stacks F1 to F3 is used without waste.
外部負荷の消費電力が、たとえば、３ｋＷ以上である場合（Ｓ８１３：ＮＯ）、制御器Ｃｔは改質器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３をそれぞれ１００％で運転する（Ｓ８１７）。これにより、改質器Ｒ１〜Ｒ３で生成されたオフガスはスタックＦ１〜Ｆ３にそれぞれ供給される。スタックＦ１〜Ｆ３のそれぞれにおいて、１ｋＷで発電され、合計で３ｋＷの電力が発電される（Ｓ８１８）。 When the power consumption of the external load is, for example, 3 kW or more (S813: NO), the controller Ct operates the reformers R1, R2, and R3 at 100% (S817). Thereby, the off gas produced | generated by reformer R1-R3 is supplied to stack F1-F3, respectively. In each of the stacks F1 to F3, power is generated at 1 kW, and a total of 3 kW is generated (S818).
このスタックＦ１〜Ｆ３の合計電力が外部負荷の消費電力を超える場合、燃料電池システム１０の電力は消費電力に対して不足する。このため、商用電源などの電力を供給するグリッドから電力を受けることができれば、制御器Ｃｔは、不足する電力をグリッドからの電力で補って、外部負荷に供給する。
When the total power of the stacks F1 to F3 exceeds the power consumption of the external load, the power of the
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る燃料電池システム１０では、改質ガス相互利用ラインは、それぞれの改質器Ｒｎで生成された燃料電池スタックＦｎに供給される改質ガスを、当該他の燃料電池スタックのオフガスと合わせて、他の改質器Ｒｎに対応する熱供給器Ｂｎに、オフガス相互利用ライン１３および燃焼ガス供給ライン１６−ｎを介して供給するように構成されている。
(Embodiment 3)
In the
図１４は、燃料電池システム１０の要部構成の一例を模式的に示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram schematically illustrating an example of a main configuration of the
改質ガス利用ライン１７−１は、改質器Ｒ１から三方弁Ｖｃ１で分岐され、燃焼ガス供給ライン１６−１に合流する。同様に、改質ガス利用ライン１７−２、１７−３は、改質器Ｒ２、Ｒ３から三方弁Ｖｃ２、Ｖｃ３で分岐され、燃焼ガス供給ライン１６−２、１６−３にそれぞれ合流する。 The reformed gas utilization line 17-1 is branched from the reformer R1 by the three-way valve Vc1, and merges with the combustion gas supply line 16-1. Similarly, the reformed gas utilization lines 17-2 and 17-3 are branched from the reformers R2 and R3 by the three-way valves Vc2 and Vc3, and merge into the combustion gas supply lines 16-2 and 16-3, respectively.
三方弁Ｖｃ１が改質ガス利用ライン１７−１側に切り替えられ、燃焼ガス弁Ｖｂ１が開けられる。これにより、改質器Ｒ１で生成した改質ガスは、燃料電池スタックＦ１に入ることなく、燃焼ガス供給ライン１６−１に合流し、熱供給器Ｂ１に供給されて燃焼される。 The three-way valve Vc1 is switched to the reformed gas utilization line 17-1 side, and the combustion gas valve Vb1 is opened. As a result, the reformed gas generated by the reformer R1 joins the combustion gas supply line 16-1 without entering the fuel cell stack F1, and is supplied to the heat supplier B1 and burned.
また、改質ガス利用ライン１７−１は燃焼ガス供給ライン１６−１を介してオフガス相互利用ライン１３にも接続している。このため、燃焼ガス弁Ｖｂ２、Ｖｂ３が開けられると、改質器Ｒ１からの改質ガスは、他のスタックＦ２、Ｆ３のオフガスや他の改質器Ｒ２、Ｒ３の改質ガスと合流し、他の熱供給器Ｂ２、Ｂ３にも供給される。
The reformed gas utilization line 17-1 is also connected to the off-gas
これにより、スタックＦ１が発電状態にない場合に、スタックＦ１に改質ガスを流すことなく、改質器Ｒ１を暖機できる。また、他の改質器Ｒ２、Ｒ３に改質ガスを供給した場合には、他の改質器Ｒ２、Ｒ３も暖機できる。 Thereby, when the stack F1 is not in the power generation state, the reformer R1 can be warmed up without flowing the reformed gas through the stack F1. In addition, when the reformed gas is supplied to the other reformers R2 and R3, the other reformers R2 and R3 can be warmed up.
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る燃料電池システム１０では、個々のスタックＦｎが、改質器Ｒｎとともに断熱材Ｈｎにより包まれている。これ以外の点は、実施の形態１および２に係る燃料電池システム１０と同様である。
(Embodiment 4)
In the
図１５は、燃料電池システム１０の要部構成の一例を模式的に示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram schematically illustrating an example of a main configuration of the
スタックＦｎには、例えば固体電解質形燃料電池（Ｓ０ＦＣ）が用いられる。スタックＦｎ、改質器Ｒｎおよび熱供給器Ｂｎが断熱材Ｈｎにより覆われている。 For example, a solid oxide fuel cell (SOFC) is used for the stack Fn. The stack Fn, the reformer Rn, and the heat supplier Bn are covered with a heat insulating material Hn.
この構成によれば、スタックＦｎは改質器Ｒｎおよび熱供給器Ｂｎとともに断熱材Ｈｎに覆われている。この熱供給器Ｂｎにより改質器Ｒｎが暖機されている際、これらの温度はほぼ一定である。また、断熱材Ｈｎにより熱の出入りが遮られている。このため、スタックＦｎの温度変化は小さい。よって、Ｓ０ＦＣのように、温度変化に応じて膨張および収縮するようなものであっても、頻繁な温度変化によるスタックＦｎのセルが破損する等の劣化が防止される。したがって、燃料電池システム１０において、より安定した運転が可能となる。
According to this configuration, the stack Fn is covered with the heat insulating material Hn together with the reformer Rn and the heat supplier Bn. When the reformer Rn is warmed up by the heat supplier Bn, these temperatures are substantially constant. In addition, heat entry and exit is blocked by the heat insulating material Hn. For this reason, the temperature change of the stack Fn is small. Therefore, even if it expands and contracts in response to a temperature change like S0FC, deterioration such as breakage of the cells of the stack Fn due to frequent temperature changes is prevented. Therefore, the
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る燃料電池システム１０は、複数のスタックＦ１〜Ｆ３に代えて、単一で大型のスタックＦ０を備えている。これ以外の点は、実施の形態１および２に係る燃料電池システム１０と同様である。
(Embodiment 5)
The
図１６は、燃料電池システム１０の要部構成の一例を模式的に示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram schematically illustrating an example of a main configuration of the
改質ガス供給ライン２２は、複数の改質器Ｒｎで生成された改質ガスを合流してスタックＦｎに供給するように、改質器ＲｎおよびスタックＦｎを接続する。
The reformed
改質ガス供給ライン２２の下流側の端はスタックＦ０に接続され、上流側の端は３つに分岐されて改質器Ｒ１〜Ｒ３にそれぞれ接続される。改質ガス供給ライン２２は、改質器Ｒ１〜Ｒ３からの改質ガスをまとめて単一のスタックＦ０に供給する。
The downstream end of the reformed
酸化剤ガス供給ライン２４の上流側の端は酸化剤ガス供給器ＣＯに接続され、下流側の端は単一のスタックＦＯに接続される。酸化剤ガス供給ライン２４は、酸化剤ガス供給器ＣＯからスタックＦＯに酸化剤ガスを供給する。
The upstream end of the oxidant
燃料電池システム３０の運転方法では、スタックＦ０の発電量が、実施の形態１〜３のスタックＦ１、Ｆ２、Ｆ３の合計の発電量と同じになるように制御される。
In the operation method of the
このような構成によれば、燃料電池システム１０は大型のスタックＦ０を１つのみ備えているため、燃料電池システム１０の全体構成は簡素である。
According to such a configuration, since the
また、燃焼ガス弁Ｖｂ１〜Ｖｂ３を開閉することにより、稼働中の改質器Ｒｎからのオフガスを他の停止中の改質器Ｒｎの暖機に用いることができる。 Further, by opening and closing the combustion gas valves Vb1 to Vb3, the off-gas from the operating reformer Rn can be used to warm up the other stopped reformers Rn.
なお、上記全実施の形態では、各運転モードにおいて蓄電池Ｓ０の最大充電電流が一定に設定された。これに対し、最大充電電流に応じてスタックＦｎの発電電力を変えることが望ましい。すなわち、外部負荷の消費電力と蓄電池Ｓ０の最大充電電流に相当する電力との合計電力に応じて、燃料電池システム１０の発電電力となることが望ましい。これによって、できるだけ早く蓄電池を充電することができる。
In all the above embodiments, the maximum charging current of the storage battery S0 is set constant in each operation mode. On the other hand, it is desirable to change the generated power of the stack Fn according to the maximum charging current. That is, it is desirable that the generated power of the
また、上記全実施の形態では、各運転モードにおいて、各スタックＦｎの発電可能な定格電力を１ｋＷと例示したが、この定格電力はこれに限定されない。このため、外部負荷の消費電力を１ｋＷごとに電力の発電および供給の方法が判断されたが、定格電力に応じて電力の発電および供給の方法が判断されてもよい。たとえば、各スタックＦｎあたりの発電可能な定格電力が２ｋＷである場合、外部負荷の消費電力の判断基準は、２ｋＷ、４ｋＷおよび６ｋＷに設定される。 In all the above embodiments, in each operation mode, the rated power that can be generated by each stack Fn is exemplified as 1 kW, but this rated power is not limited to this. For this reason, although the method of generating and supplying electric power is determined every 1 kW for the power consumption of the external load, the method of generating and supplying electric power may be determined according to the rated power. For example, when the rated power that can be generated per stack Fn is 2 kW, the criterion for determining the power consumption of the external load is set to 2 kW, 4 kW, and 6 kW.
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are obvious to one skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of the structure and / or function may be substantially changed without departing from the spirit of the invention.
本発明の燃料電池システムおよびその運転方法は、改質器を備えていても、出力する電力の変動幅が大きく、停電時に迅速に起動できる燃料電池システムおよびその運転方法として有用である。 The fuel cell system and the operation method thereof of the present invention are useful as a fuel cell system and an operation method thereof that can be quickly activated at the time of a power failure even if the reformer is provided.
Ｂｎ、Ｂ１〜Ｂ３ 熱供給器
Ｃｔ 制御器
Ｉｎ 出力制御器
Ｓ０ 蓄電池
Ｆ０、Ｆｎ、Ｆ１〜Ｆ３ 燃料電池スタック
Ｒｎ、Ｒ１〜Ｒ３ 改質器
Ｕｎ、Ｕ１〜Ｕ３ 発電ユニット
１０ 燃料電池システム
１２−ｎ、１２−１〜１２−３ 改質ガス供給ライン
１３ オフガス相互利用ライン（改質ガス相互利用ライン）
１６−ｎ、１６−１〜１６−３ 燃焼ガス供給ライン
１７−１〜１７−３ 改質ガス利用ライン
２２ 改質ガス供給ライン
Bn, B1 to B3 Heat supply device Ct controller In output controller S0 Storage battery F0, Fn, F1 to F3 Fuel cell stack Rn, R1 to R3 Reformer Un, U1 to U3
16-n, 16-1 to 16-3 Combustion gas supply line 17-1 to 17-3 Reformed
Claims (13)
前記改質器から供給される前記改質ガスを用いて発電する、少なくとも１つの燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックと並列に接続される蓄電池と、
前記蓄電池の充電量に応じて前記改質器の運転を制御する制御器とを備える、燃料電池システム。 A plurality of reformers for reforming raw materials to produce reformed gas containing hydrogen;
At least one fuel cell stack that generates electric power using the reformed gas supplied from the reformer;
A storage battery connected in parallel with the fuel cell stack;
A fuel cell system comprising: a controller that controls operation of the reformer according to a charge amount of the storage battery.
複数の前記改質器と複数の前記燃料電池スタックとをそれぞれ一対一で接続する改質ガス供給ラインをさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 A plurality of the fuel cell stacks respectively corresponding to the plurality of reformers;
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a reformed gas supply line that connects the plurality of reformers and the plurality of fuel cell stacks in a one-to-one relationship.
前記改質器に対応する前記熱供給器に、当該改質器で生成された改質ガスを供給する、燃焼ガス供給ラインをさらに備える、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 A heat supply unit that is provided corresponding to each of the plurality of reformers and that supplies heat to the corresponding reformer by burning the reformed gas;
The fuel according to any one of claims 1 to 4, further comprising a combustion gas supply line that supplies the reformed gas generated by the reformer to the heat supply unit corresponding to the reformer. Battery system.
前記蓄電池の充電量に応じて前記改質器の運転を制御する、燃料電池システムの運転方法。 A plurality of reformers for reforming a raw material to generate a reformed gas containing hydrogen; and at least one fuel cell stack for generating electric power using the reformed gas supplied from the reformer; A method for operating a fuel cell system comprising a storage battery connected in parallel with the fuel cell stack,
An operation method of a fuel cell system, wherein operation of the reformer is controlled in accordance with a charge amount of the storage battery.
前記燃料電池スタックの発電量に供する前記改質ガスに比べて多い稼働中の前記改質器で生成される前記改質ガスを、前記改質ガス相互利用ラインを介して停止中の前記改質器に対応する前記熱供給器に供給する、請求項１２に記載の燃料電池システムの運転方法。 The fuel cell system is provided corresponding to each of the plurality of reformers, a heat supplier that supplies heat to the reformer by burning the reformed gas, and each of the reformers A reformed gas mutual use line for supplying the reformed gas generated in step (b) to the heat supply unit corresponding to the other reformer;
The reformed gas generated by the reformer that is in operation more than the reformed gas used for the power generation amount of the fuel cell stack is stopped through the reformed gas mutual use line. The operation method of the fuel cell system according to claim 12, wherein the heat supply device is supplied to the heat supply device corresponding to the device.
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