JP6300880B2 - 燃料電池発電システム - Google Patents
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Description
例えば、発電装置を自立運転させているときに使用できる電力はその発電装置の最大発電電力以内である。そして、最大発電電力以上の電力負荷が発電装置に接続された場合、例えば、発電装置から電力負荷への電力の供給を停止又は設定時間の間停止した後に再び電力の供給を開始する電力供給中断処理が行われる。但し、発電装置からの電力の供給を再開したとしても、発電装置の最大発電電力以上の電力負荷が接続されたままであれば、上記電力供給中断処理が繰り返されることになる。
前記燃料電池発電装置が有する前記発電制御手段は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された、前記連系電力線とは別の自立電力線に前記燃料電池部の発電電力を出力する自立運転を行うように構成され、
給電線に接続され、前記正常状態においては当該給電線が前記交流線に接続されることで前記交流線を介した電力の供給を受け、前記異常状態においては当該給電線が前記自立電力線に接続されることで前記自立電力線を介した前記燃料電池発電装置からの電力の供給を受ける電力負荷装置を備え、
前記給電線とは別の給電線に接続され、前記異常状態において当該別の給電線が接続される前記自立電力線を介した前記燃料電池発電装置からの電力の供給を受ける自立運転時用電気端子を備え、
前記電力負荷装置は、充電式電池を有し、前記交流線から自身への電力の供給及び前記燃料電池発電装置から前記自立電力線を介しての自身への電力の供給の何れもが停止されると前記充電式電池からの電力の供給を受けて動作し、及び、電力の供給を受けている間は前記燃料電池発電装置が前記連系運転を行うことを許可されているか否かについての連系許否情報を記憶すると共に当該連系許否情報を設定タイミングで前記燃料電池発電装置に伝達するように構成され、
前記燃料電池発電装置の前記発電制御手段は、前記連系運転を行っているときに前記電力負荷装置から伝達される前記連系許否情報を参照して前記連系運転を行うことを許可されていると判定できないと、前記燃料電池部の発電運転を停止させるように構成され、
前記燃料電池発電装置が前記自立電力線への電力の供給を開始するとき、前記燃料電池発電装置から前記自立電力線を介した前記自立運転時用電気端子及び前記電力負荷装置への電力の供給が、前記別の給電線に接続される前記自立運転時用電気端子よりも、前記給電線に接続される前記電力負荷装置に対して時間的に優先して開始されるように構成され、
前記燃料電池発電装置の前記発電制御手段は、前記自立運転を行っているときに、前記電力負荷装置による消費電力と、前記自立運転時用電気端子に接続される自立時用電力負荷装置による消費電力との和が設定上限電力以上になると、前記自立電力線への前記燃料電池部からの電力の供給を停止する又は設定時間の間停止した後に前記自立電力線への前記燃料電池部からの電力の供給を再開する電力供給中断処理を行うように構成されている点にある。
従って、燃料電池発電装置の不必要な停止によって燃料電池発電装置の劣化が進むという問題を回避でき、及び、燃料電池発電装置が不必要に停止することで使用者に不便を強いるという問題も回避できる。
前記燃料電池発電装置の前記発電制御手段は、前記燃料電池発電装置から前記自立電力線への電力の供給を開始するとき、前記燃料電池発電装置から前記第1自立電力線への電力の供給を、前記燃料電池発電装置から前記第2自立電力線への電力の供給よりも時間的に優先して開始するように構成されている点にある。
以下に図面を参照して第1実施形態の燃料電池システムの構成について説明する。
図1は、第1実施形態の燃料電池発電システムの構成を示す図である。図1に示すように、燃料電池発電システムは、燃料電池発電装置10と排熱回収装置20(本発明の「電力負荷装置」に対応)と電気コンセント7(本発明の「自立運転時用電気端子」に対応)とを備える。
燃料電池発電装置10の記憶手段14は、燃料電池発電装置10で取り扱われる様々な情報を記憶する。
燃料電池発電装置10では、発電制御手段12が、排熱回収装置20から伝達された連系許否情報を記憶手段14に記憶させる。
図3は、連系時及び自立時における電力の供給形態を示す図である。具体的には、図3(a)は燃料電池発電装置10が連系運転を行っているときの電力の供給形態を示す図であり、図3(b)は燃料電池発電装置10が自立運転を行っているときの電力の供給形態を示す図である。尚、図3(a)及び図3(b)では、図面の簡略化のため、自動電源切替器3の内部の構成(即ち、図2で示した構成)についての記載を省略している。また、図3(a)及び図3(b)では、電力供給が行われる部位を太線で描き、電力供給が行われない部位を細線で描いている。
つまり、本実施形態において、燃料電池発電装置10の発電制御手段12は、負荷側を監視して(即ち、排熱回収装置20及び自立時用電力負荷装置9の消費電力の和が設定上限電力以上であるか否かを監視して)行う上記電力供給中断処理と、電力系統1側を監視して(即ち、電力系統1からの電力供給が正常状態であるか異常状態であるかを監視して)連系運転と自立運転とを切り替える上記切替処理とを並行して実施している。
第2実施形態の燃料電池発電システムは、自立電力線の構成が上記第1実施形態と異なっている。以下に第2実施形態の燃料電池発電システムについて説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図6は、連系時及び自立時における電力の供給形態を示す図である。具体的には、図6(a)は燃料電池発電装置10が連系運転を行っているときの電力の供給形態を示す図であり、図6(b)は燃料電池発電装置10が自立運転を行っているときの電力の供給形態を示す図である。尚、図6(a)及び図6(b)では、図面の簡略化のため、自動電源切替器3の内部の構成(即ち、図5で示した構成)についての記載を省略している。また、図6(a)及び図6(b)では、電力供給が行われる部位を太線で描き、電力供給が行われない部位を細線で描いている。
<1>
上記実施形態では、燃料電池発電システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態で示した排熱回収装置20が、本発明における電力負荷装置である場合を説明したが、本発明における電力負荷装置の機能を他の装置に持たせてもよい。
上記実施形態では、自動電源切替器3の内部の電気回路の構成例を図面と共に説明したが、その電気回路の構成は適宜変更可能である。
上記実施形態では、排熱回収装置20の記憶手段24に連系許否情報(入力された暗証番号が有効であるか否かの情報、即ち、連系運転を行うことを許可されているか否かの情報)が記憶されており、充電式電池21の電池容量が零になった場合には、その連系許否情報が記憶手段24から失われる例を説明したが、記憶手段24に別の情報が記憶されていてもよい。
例えば、排熱回収装置20の記憶手段24に、燃料電池発電装置10及び排熱回収装置20を運転することで達成したCO2削減量(例えば、燃料電池発電装置10及び排熱回
収装置20を運転せずに電気と熱とを発生させた場合との比較)に関する情報を記憶しておくこともできる。
2 交流線
6 自立電力線
6a 第1自立電力線
6b 第2自立電力線
7 電気コンセント(自立運転時用電気端子)
9 自立時用電力負荷装置
10 燃料電池発電装置
11 燃料電池部
12 発電制御手段
20 排熱回収装置(電力負荷装置)
21 充電式電池
30 ディレイ回路
Claims (5)
- 燃料電池部、及び、電力系統から交流線への電力供給が正常に行われる正常状態になると、前記交流線に接続される連系電力線に前記燃料電池部の発電電力を出力する連系運転を行うように構成されている発電制御手段を有する燃料電池発電装置を備える燃料電池発電システムであって、
前記燃料電池発電装置が有する前記発電制御手段は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された、前記連系電力線とは別の自立電力線に前記燃料電池部の発電電力を出力する自立運転を行うように構成され、
給電線に接続され、前記正常状態においては当該給電線が前記交流線に接続されることで前記交流線を介した電力の供給を受け、前記異常状態においては当該給電線が前記自立電力線に接続されることで前記自立電力線を介した前記燃料電池発電装置からの電力の供給を受ける電力負荷装置を備え、
前記給電線とは別の給電線に接続され、前記異常状態において当該別の給電線が接続される前記自立電力線を介した前記燃料電池発電装置からの電力の供給を受ける自立運転時用電気端子を備え、
前記電力負荷装置は、充電式電池を有し、前記交流線から自身への電力の供給及び前記燃料電池発電装置から前記自立電力線を介しての自身への電力の供給の何れもが停止されると前記充電式電池からの電力の供給を受けて動作し、及び、電力の供給を受けている間は前記燃料電池発電装置が前記連系運転を行うことを許可されているか否かについての連系許否情報を記憶すると共に当該連系許否情報を設定タイミングで前記燃料電池発電装置に伝達するように構成され、
前記燃料電池発電装置の前記発電制御手段は、前記連系運転を行っているときに前記電力負荷装置から伝達される前記連系許否情報を参照して前記連系運転を行うことを許可されていると判定できないと、前記燃料電池部の発電運転を停止させるように構成され、
前記燃料電池発電装置が前記自立電力線への電力の供給を開始するとき、前記燃料電池発電装置から前記自立電力線を介した前記自立運転時用電気端子及び前記電力負荷装置への電力の供給が、前記別の給電線に接続される前記自立運転時用電気端子よりも、前記給電線に接続される前記電力負荷装置に対して時間的に優先して開始されるように構成され、
前記燃料電池発電装置の前記発電制御手段は、前記自立運転を行っているときに、前記電力負荷装置による消費電力と、前記自立運転時用電気端子に接続される自立時用電力負荷装置による消費電力との和が設定上限電力以上になると、前記自立電力線への前記燃料電池部からの電力の供給を停止する又は設定時間の間停止した後に前記自立電力線への前記燃料電池部からの電力の供給を再開する電力供給中断処理を行うように構成されている燃料電池発電システム。 - 前記燃料電池発電装置から前記自立運転時用電気端子へ至る間の前記別の給電線の途中に電力供給の開始を遅延させるディレイ回路を有し、前記燃料電池発電装置が前記自立電力線への電力の供給を開始するとき、前記ディレイ回路による遅延作用によって、前記燃料電池発電装置から前記自立電力線を介した電力の供給が、前記自立運転時用電気端子よりも前記電力負荷装置に対して時間的に優先して開始される請求項1に記載の燃料電池発電システム。
- 前記自立電力線が、前記燃料電池発電装置が前記自立運転を行っているとき、前記燃料電池発電装置から前記電力負荷装置へ前記給電線を介して接続される第1自立電力線と、前記燃料電池発電装置から前記自立運転時用電気端子へ前記別の給電線を介して接続される第2自立電力線とを有し、
前記燃料電池発電装置の前記発電制御手段は、前記燃料電池発電装置から前記自立電力線への電力の供給を開始するとき、前記燃料電池発電装置から前記第1自立電力線への電力の供給を、前記燃料電池発電装置から前記第2自立電力線への電力の供給よりも時間的に優先して開始するように構成されている請求項1に記載の燃料電池発電システム。 - 前記電力負荷装置は、前記燃料電池発電装置からの排熱を回収する排熱回収装置である請求項1〜3の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記自立運転時用電気端子は電気コンセントとして構成されている請求項1〜4の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
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