JP5923356B2 - 燃料電池装置 - Google Patents
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Description
さらに、燃料電池の動作・運転方法の違いにより、パッシブ型とアクティブ型とに分けられる。
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、電力を供給する対象が低負荷である場合であっても、燃料電池装置全体のエネルギー効率を低下させることなく安定的に電力を供給することができる燃料電池装置を提供することである。
また、燃料は、燃料電池に適用可能な燃料であれば良く、例えば、PEFCの場合、燃料としてメタノールや水素などを用いればよい。なお、燃料は燃料電池から取り外し、交換可能なカートリッジとして用意しても良い。
本様態によれば、燃料電池の出力の状態に応じて、燃料電池へ燃料を供給する燃料供給装置を選択することが出来る。
本様態によれば、燃料電池装置の出力状態及び燃料電池へ燃料を供給している燃料供給装置を把握することが出来る。
本様態によれば、燃料電池の出力Pfに対して燃料電池内部での消費電力Piの割合が高い状態での非効率的な発電を回避することが出来る。
本様態によれば、燃料電池が燃料不足状態で発電することを回避し、安定的に電力を供給することが出来る。
本様態によれば、燃料電池装置の外部から燃料電池装置の燃料供給装置を制御することが出来る。
本様態によれば、燃料電池装置の使用者が任意で燃料供給装置を選択することができる。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態における燃料電池装置の例を示す。
図1に示すように、燃料電池装置1は、燃料電池2と、当該燃料電池2に燃料の供給を行うアクティブ燃料供給装置3及びパッシブ燃料供給装置4と、燃料電池2への燃料の供給対象をアクティブ燃料供給装置3及びパッシブ燃料供給装置4の何れかに切替える燃料供給切替部5と、各種の状態検出を行う状態検出部6と、を備えて構成される。
このように構成された燃料電池装置1において、図2のフローチャートによりその動作を説明する。
まず、ステップS1は、燃料電池2へパッシブ燃料供給装置4によって燃料を供給するステップである。具体的には、状態検出部6が、燃料供給切替部5により供給路をパッシブ燃料供給装置4側に切替える制御を行う。その結果、燃料電池2は、パッシブ燃料供給装置4より燃料が供給されて発電を開始する。ここで、本ステップS1では、一例として燃料電池2への燃料供給にパッシブ燃料供給装置4を用いることとしたが、アクティブ燃料供給装置3を用いても良い。すなわち、燃料供給切替部5が、負荷の種類や負荷特性等に応じて、或いは燃料電池装置1の仕様として、適宜、アクティブ燃料供給装置3とパッシブ燃料供給装置4のいずれかを選択する制御を行うこととしても良い。
図3は、本発明の第2実施形態における燃料電池装置構成を示す。ここで、本実施形態に係る燃料電池装置1aが第1実施形態に係る燃料電池装置1と相違する点は、状態検出部6aと外部状態検出部7aである。なお、図2において、状態検出部6aと外部状態検出部7a以外の構成には、図1と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
このように構成された燃料電池装置1aにおいて、図4のフローチャートによりその動作を説明する。
まず、ステップS1aは、図2に示したステップS1と同様に燃料電池2へパッシブ燃料供給装置4によって燃料を供給するステップである。ここで、燃料電池2への燃料供給にパッシブ燃料供給装置4を用いることとしたが、アクティブ燃料供給装置3であっても良く、負荷の種類や負荷特性等により、燃料電池装置1の仕様として適宜、アクティブ燃料供給装置3とパッシブ燃料供給装置4のいずれかを選択して良い。
2 燃料電池
3 アクティブ燃料供給装置
4 パッシブ燃料供給装置
5 燃料供給切替部
6、6a 状態検出部
7a 外部状態検出部
Claims (6)
- 供給された燃料によって発電する燃料電池を含み、当該燃料電池の発電した電力を外部負荷に供給する燃料電池装置であって、
前記燃料電池にアクティブ方式で燃料を供給するアクティブ燃料供給装置と、
前記燃料電池にパッシブ方式で燃料を供給するパッシブ燃料供給装置と、
前記アクティブ燃料供給装置と前記パッシブ燃料供給装置の双方の燃料供給装置に接続され、前記燃料電池に対して双方又は何れか一方の燃料供給装置より燃料を供給するように前記燃料供給装置を切り替える切替部と、
前記燃料電池装置の出力状態を検出するとともに前記切替部の切り替え制御を行う状態検出部と、
を備え、
前記状態検出部は、検出した前記出力状態に応じて、前記切替部により前記燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給装置を切り替え、さらに、前記燃料電池の出力電力Pfと、前記燃料電池装置が前記外部負荷に供給する供給電力Poと、前記燃料電池装置の内部で消費される内部消費電力Piと、前記アクティブ燃料供給装置が消費するアクティブ消費電力Paと、前記燃料電池に対して燃料を供給している燃料供給装置と、を検出することを特徴とする燃料電池装置。 - 前記状態検出部は、前記出力電力Pfに対する前記内部消費電力Piの割合が予め定めた値より大きいとき、前記切替部により前記燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給装置を前記パッシブ燃料供給装置に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。
- 前記状態検出部は、前記燃料電池に対して燃料を供給している燃料供給装置がパッシブ燃料供給装置であると検出した際、前記パッシブ燃料供給装置が前記燃料電池に対して供給可能な最大の燃料供給量で当該燃料電池を発電させた際の電力Pmに対する前記出力電力Pfの割合が予め定めた値を超えた場合に、前記切替部により前記燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給装置を前記アクティブ燃料供給装置に切り替えることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池装置。
- 前記燃料電池装置の外部状態を検出する外部状態検出部を有し、
前記状態検出部は、前記外部状態検出部により検出した前記外部状態に応じて、前記切替部により前記燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給装置を切り替える請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の燃料電池装置。 - 前記外部状態検出部は、前記外部負荷の駆動状態を検出可能であり、
前記状態検出部は、前記外部状態検出部により前記外部負荷が休止状態又は低消費電力状態であることを検出された場合、前記切替部により前記燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給装置を前記パッシブ燃料供給装置に切り替えることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池装置。 - 前記外部状態検出部は、前記燃料電池装置の使用者によって選択された燃料供給装置を検出可能であり、前記切替部により前記燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給装置を前記使用者によって選択された燃料供給装置に切り替えることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池装置。
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