JP6667147B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
図2に示すように、燃料電池システム100の通常運転時には、DC/ACコンバータ14が商用電源である第2系統電源46に電気的に接続されるように、リレー33及びリレー35が制御される。これにより、発電電力ライン28を通じて200Vの交流電力が分電盤50(図7参照)に供給される。燃料電池10で生成された電力は、分電盤50を経由して家庭内の一般負荷に供給される。電力が余っている場合には、余った電力を商用電源に逆潮流させてもよいし、負荷調整器などで消費させてもよい。また、バックアップ熱源であるバックアップボイラ22が商用電源である第1系統電源44に接続されるように、スイッチ30(リレー31及びリレー32)及びリレー34が制御される。給電ライン26を通じて、100Vの交流電力がバックアップ熱源であるバックアップボイラ22に供給される。燃料電池10で生成された電力は、商用電源を経由してバックアップボイラ22にも供給されうる。なお、「通常運転」とは、商用電源が有効であり、かつ、燃料電池10が要求通りの電力(定格電力)を安定して生成しているときの運転を意味する。
図3に示すように、燃料電池10の運転停止時においては、AC/DCコンバータ18が商用電源である第1系統電源44に接続されるように、リレー31、32、34が制御される。これにより、給電ライン26を通じて100Vの交流電力がAC/DCコンバータ18に供給される。バックアップ熱源であるバックアップボイラ22にも100Vの交流電力が供給される。
一般に、燃料電池は、スタックの急速な劣化を抑制するために定期的に休止を必要とする。また、貯湯タンクの湯が満水に達すると、燃料電池は運転を停止する。燃料電池の運転の1サイクルは、例えば、0〜22時間の運転期間(発電期間)と2〜24時間の停止期間とを含む。そのため、停止期間に商用電源の停電が起こる可能性はある。
図5に示すように、燃料電池10の起動後は、燃料電池10で生成された電力が補機12、バックアップ熱源であるバックアップボイラ22及び停電時専用コンセント24に供給される。すなわち、補助電力供給部20が補機12から電気的に切り離されるようにスイッチ30が操作され、燃料電池10で生成された電力が補機12、バックアップボイラ22及び停電時専用コンセント24に供給される。これにより、停電後も燃料電池10が自立運転を続けることが可能となる。制御部16は、例えば、燃料電池10からのフィードバック信号を取得することによって、燃料電池10が起動したかどうかを判断する。
12 補機
14 DC/ACコンバータ
18 AC/DCコンバータ
20 補助電力供給部
20a 回路線
20b 端子
22 バックアップボイラ(バックアップ熱源)
23 電源
24 停電時専用コンセント
26 給電ライン
28 発電電力ライン
29 分岐ライン
30 スイッチ
31,32,34,35 リレー
33 リレー(追加スイッチ)
44 第1系統電源(商用電源)
46 第2系統電源(商用電源)
100 燃料電池システム
Claims (11)
- 燃料電池と、
商用電源からの電力供給によって前記燃料電池の運転に必要な動作を実行可能な補機と、
前記商用電源の停電時に前記補機に電力を供給するための補助電力供給部と、
前記燃料電池及び前記商用電源から前記補助電力供給部への電力供給を禁止するように構成されており、前記燃料電池が運転を停止している状態で前記商用電源の停電が検出された場合に、前記補機への電力供給を前記商用電源から前記補助電力供給部へと切り替えるスイッチと、
前記商用電源と前記補機とを接続して前記商用電源の電力を前記補機に供給するための給電ラインと、
前記商用電源の停電中及び前記燃料電池の停止中にも水を加熱して湯を供給できるバックアップ熱源と、
を備え、
前記バックアップ熱源は、前記給電ラインから分岐する形で設けられており、
前記補機への電力供給が前記商用電源から前記補助電力供給部に切り替えられたとき、前記バックアップ熱源にも前記補助電力供給部から電力が供給される、燃料電池システム。 - 前記燃料電池システムを前記商用電源と連系させるための発電電力ラインをさらに備え、
前記スイッチは、前記給電ラインに設けられており、
前記補助電力供給部は、前記スイッチを介して前記給電ラインに接続されている、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記発電電力ラインは、200Vacの商用電源に接続されるべき回路線であり、
前記給電ラインは、100Vacの商用電源に接続されるべき回路線である、請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記補助電力供給部は、前記スイッチに電気的に接続された回路線及び端子であり、
前記端子に電源を着脱可能に構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池の起動後、前記補助電力供給部が前記補機から電気的に切り離されるように前記スイッチが操作され、前記燃料電池で生成された電力が前記補機に供給される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池の起動後、前記スイッチが操作されることによって前記補助電力供給部が前記補機から電気的に切り離されたとき、前記バックアップ熱源も前記補助電力供給部から電気的に切り離され、前記燃料電池で生成された電力が前記バックアップ熱源にも供給される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池で生成された電力が前記バックアップ熱源に供給されている最中に前記商用電源の停電が解除された場合には、前記スイッチがさらに操作されることによって前記バックアップ熱源への電力供給が前記燃料電池から前記商用電源へと切り替えられる、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料電池システムを前記商用電源と連系させるための発電電力ラインと、
前記発電電力ラインから分岐しており、前記燃料電池で生成された電力を前記バックアップ熱源に供給するときに使用される分岐ラインと、
前記発電電力ラインと前記分岐ラインとの間の分岐位置に設けられた追加スイッチと、
をさらに備え、
前記燃料電池の起動後、前記スイッチが操作されることによって前記バックアップ熱源が前記補助電力供給部から電気的に切り離されたとき、前記発電電力ラインと前記バックアップ熱源とを電気的に接続するように前記追加スイッチが操作される、請求項6又は7に記載の燃料電池システム。 - 停電時専用コンセントをさらに備え、
前記商用電源の停電時には、前記燃料電池で生成された電力が前記停電時専用コンセントに供給される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記燃料電池システムを前記商用電源と連系させるための発電電力ラインと、
前記発電電力ラインから分岐している分岐ラインと、
前記分岐ラインに接続された停電時専用コンセントと、
前記発電電力ラインと前記分岐ラインとの間の分岐位置に設けられた追加スイッチと、
をさらに備え、
前記商用電源の停電時には、前記燃料電池で生成された電力が前記停電時専用コンセントに供給され、
前記燃料電池で生成された電力が前記停電時専用コンセントに供給されている最中に前記商用電源の停電が解除された場合には、前記燃料電池から前記停電時専用コンセントへの電力供給が遮断されるように、前記追加スイッチが操作される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 前記補助電力供給部は、前記燃料電池及び前記商用電源のいずれとも系統連系しない、請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
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