JP7511514B2 - Fuel Cell Control System - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池を備えた燃料電池制御システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell control system that is connected to a power grid and has a fuel cell that is capable of supplying power generated during operation to a power load and can supply heat generated during operation to a heat exchanger.
従来、電力系統からの電力供給停止に関する停電情報を利用して燃料電池を制御する燃料電池制御システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a fuel cell control system is known that controls a fuel cell using power outage information regarding a power supply interruption from a power grid (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、燃料電池が電力系統と解列した状態で自立運転を実行するように燃料電池を制御し、この自立運転に先立って、熱交換器で加熱された湯水を貯留する貯湯タンクの湯水を排湯する技術が開示されている。
ところで、燃料電池は運転により発生した熱を熱交換器に供給し、この熱交換器により貯湯タンクの湯水に熱を与えるが、貯湯タンクの熱量が閾値以上となったとき、燃料電池の運転を停止した方が、熱交換器と貯湯タンクとの間を循環する湯水をラジエータ等で冷却して燃料電池の運転を継続するよりも光熱費メリットがある場合には、燃料電池の運転を停止する。一方、特許文献1には、停電時に貯湯タンクの湯水を排湯して自立運転を制御する技術が開示されているが、貯湯タンクの熱量を考慮して燃料電池を自立運転させる技術は開示されていない。
The fuel cell supplies heat generated during operation to a heat exchanger, which then gives heat to the hot water in the hot water storage tank. When the amount of heat in the hot water storage tank exceeds a threshold, if stopping the operation of the fuel cell provides a benefit in terms of utility costs compared to continuing to operate the fuel cell by cooling the hot water circulating between the heat exchanger and the hot water storage tank with a radiator or the like, the operation of the fuel cell is stopped. Meanwhile,
そこで、停電時に、貯湯タンクの熱量を考慮して燃料電池を自立運転させることが可能な燃料電池制御システムが望まれている。 Therefore, there is a need for a fuel cell control system that can operate the fuel cell independently during a power outage while taking into account the heat amount in the hot water tank.
本発明に係る燃料電池制御システムの特徴構成は、電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池と、前記熱交換器で加熱された湯水を貯留し、貯留された湯水を温水消費装置に供給可能な貯湯タンクと、前記燃料電池及び前記貯湯タンクの運転を制御する運転制御部と、前記電力系統からの電力供給停止についての停電情報を取得する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記燃料電池が前記電力系統と解列した状態で自立運転が可能となるように、前記停電情報に含まれる停電期間に応じて、前記貯湯タンクから排出する排湯量を設定し、前記運転制御部は、前記管理装置にて設定された前記排湯量を実行排湯量として、停電が開始される前に前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出して、水を補充する制御を実行する点にある。 The fuel cell control system according to the present invention is characterized in that it comprises a fuel cell that is connected to a power grid and capable of supplying power generated by operation to a power load and heat generated by operation to a heat exchanger, a hot water storage tank that stores hot water heated by the heat exchanger and can supply the stored hot water to a hot water consuming device, an operation control unit that controls the operation of the fuel cell and the hot water storage tank, and a management device that acquires power outage information regarding a power outage from the power grid, the management device sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank according to the power outage period included in the power outage information so that the fuel cell can operate independently in a state where it is disconnected from the power grid, and the operation control unit sets the amount of hot water discharged set by the management device as the actual hot water discharge amount, and controls the discharge of hot water stored in the hot water storage tank before the power outage begins and the refilling of water.
本構成における管理装置は、燃料電池が電力系統と解列した状態で自立運転が可能となるように、停電情報に含まれる停電期間に応じて、貯湯タンクから排出する排湯量を設定する。つまり、管理装置は、停電期間の長短によって排湯量を変更することが可能となるため、少なくとも停電中に貯湯タンクの熱量が閾値を超えないように排湯量を設定すれば、停電中に燃料電池が停止しない。このように、停電時に、貯湯タンクの熱量を考慮して燃料電池を自立運転させることが可能な燃料電池制御システムを提供できる。 The management device in this configuration sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank according to the power outage duration included in the power outage information so that the fuel cell can operate independently when disconnected from the power grid. In other words, since the management device can change the amount of hot water discharged depending on the length of the power outage, if the amount of hot water discharged is set so that the heat quantity of the hot water storage tank does not exceed a threshold value at least during the power outage, the fuel cell will not stop during the power outage. In this way, a fuel cell control system can be provided that can operate the fuel cell independently during a power outage, taking into account the heat quantity of the hot water storage tank.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が第一所定時間以下且つ前記第一所定時間よりも小さい第二所定時間以上である場合、前記第一所定時間に亘って前記自立運転が可能となる長時間自立運転用の前記排湯量を演算し、前記長時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 Another characteristic feature is that, when the power outage period is equal to or less than a first predetermined time and equal to or more than a second predetermined time that is smaller than the first predetermined time, the management device calculates the amount of hot water discharged for long-term independent operation that enables independent operation over the first predetermined time, and sets the amount of hot water discharged for long-term independent operation as the actual amount of hot water discharged.
本構成のように、停電が長時間継続する場合に、第一所定時間に亘って自立運転が可能となる長時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とすれば、停電期間に相当する貯湯タンクの低下すべき熱量を確実に確保することができる。なお、この長時間自立運転用の排湯量は、過去の停電情報から最大となる停電期間を第一所定時間として、貯湯タンクの低下すべき熱量を余分に確保するように設定すれば、停電時に燃料電池が停止することを確実に防止できる。 As in this configuration, if the amount of hot water discharged for long-term independent operation, which allows independent operation for a first specified time when the power outage continues for a long period of time, is set as the actual amount of hot water discharged, it is possible to reliably ensure that the amount of heat that should be reduced in the hot water storage tank is equivalent to the power outage period. Note that if the amount of hot water discharged for long-term independent operation is set to the first specified time that is the maximum power outage period based on past power outage information, and an extra amount of heat that should be reduced in the hot water storage tank is ensured, it is possible to reliably prevent the fuel cell from stopping during a power outage.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、停電終了時刻から第三所定時間に亘って前記温水消費装置での湯水の需要がないと判定した場合、前記停電終了時刻から前記燃料電池の運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算し、前記仮想時間が前記第三所定時間以下のとき、前記停電期間及び前記仮想時間に亘って前記自立運転が可能となる費用削減用の前記排湯量を前記実行排湯量とし、前記仮想時間が前記第三所定時間より大きいとき、前記停電期間のみ前記自立運転が可能となる短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 As another characteristic configuration, when the management device determines that the power outage period is equal to or less than the second predetermined time and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device for a third predetermined time from the power outage end time, it calculates a virtual time from the power outage end time during which cost reduction effects are expected by continuing to operate the fuel cell, and when the virtual time is equal to or less than the third predetermined time, the amount of hot water discharged for cost reduction that enables independent operation over the power outage period and the virtual time is set to the actual amount of hot water discharged, and when the virtual time is greater than the third predetermined time, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables independent operation only during the power outage period is set to the actual amount of hot water discharged.
本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後、第三所定時間(長時間)に亘って湯水需要が見込まれない場合に、停電終了時刻から燃料電池の運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算する。そして、この仮想時間が第三所定時間以下のとき、停電期間及び仮想時間の合計時間に亘って燃料電池の自立運転が可能となる費用削減用の排湯量を実行排湯量とする。また、仮想時間が第三所定時間より大きいとき、停電期間のみ燃料電池の自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧後の電力需要が小さい場合など、燃料電池を停止させずに買電を減らした方がコスト削減できるため、燃料電池の導入メリットを最大限生かすことができる。 In this configuration, if the power outage ends in a short time and no demand for hot water is expected for a third specified time (long time) after the power outage ends, a virtual time is calculated from the time the power outage ends during which cost reduction effects are expected from continuing to operate the fuel cell. Then, when this virtual time is less than or equal to the third specified time, the amount of hot water discharged for cost reduction purposes that allows the fuel cell to operate independently for the total time of the power outage period and the virtual time is set as the actual amount of hot water discharged. Also, when the virtual time is greater than the third specified time, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that allows the fuel cell to operate independently only during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, it is possible to prevent the fuel cell from stopping during a power outage while maximizing the benefits of introducing a fuel cell, since costs can be reduced by reducing electricity purchases without stopping the fuel cell when demand for electricity is low after power is restored, for example.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が第二所定時間以下であり、且つ、停電終了時刻から第三所定時間に亘って前記温水消費装置での湯水の需要がないと判定した場合、前記停電期間のみ前記自立運転が可能となる短時間自立運転用の前記排湯量を演算し、前記短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 Another characteristic configuration is that when the management device determines that the power outage period is equal to or shorter than a second predetermined time and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device for a third predetermined time from the end of the power outage, the management device calculates the amount of hot water discharged for short-term independent operation, which enables independent operation only during the power outage period, and sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation as the actual amount of hot water discharged.
本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれない場合に、停電期間に燃料電池の自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧時に燃料電池を停止することが許容されるので、燃料電池の導入メリットを生かすことができる。 In this configuration, if the power outage lasts for a short time and no demand for hot water is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for short-term independent operation, which allows the fuel cell to operate independently during the power outage, is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell is prevented from shutting down during a power outage, while allowing it to be shut down when power is restored, making the most of the benefits of introducing a fuel cell.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、前記停電終了時刻から前記第三所定時間以内に前記温水消費装置での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から前記温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで前記自立運転が可能となる需要応答用の前記排湯量を演算し、前記需要応答用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 As another characteristic configuration, when the management device determines that the power outage duration is equal to or less than the second predetermined time and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device within the third predetermined time from the power outage end time, the management device calculates the amount of hot water discharged for demand response that enables the independent operation from the power outage start time to the time when the demand for hot water begins at the hot water consumption device, and sets the amount of hot water discharged for demand response as the actual amount of hot water discharged.
本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後に短時間で湯水需要が見込まれる場合に、系統停止開始時刻から温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧後に短時間で湯水需要が見込まれるまで燃料電池を停止させないので、燃料電池の導入メリットを生かすことができる。 In this configuration, if the power outage ends in a short time and hot water demand is expected in a short time after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that enables independent operation from the time the system shutdown begins until the time the hot water consumption device starts demanding hot water is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell is prevented from shutting down during a power outage, while not being shut down until hot water demand is expected in a short time after power is restored, making it possible to take advantage of the benefits of introducing a fuel cell.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、前記停電終了時刻から前記第三所定時間以内に前記温水消費装置での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から前記温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで前記自立運転が可能となる需要応答用の前記排湯量を演算し、前記需要応答用の前記排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき、前記需要応答用の前記排湯量を前記実行排湯量とし、前記費用削減効果が見込まれないとき、前記短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 As another characteristic configuration, when the management device determines that the power outage duration is equal to or less than the second predetermined time and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device within the third predetermined time from the end time of the power outage, it calculates the amount of hot water discharged for demand response that enables the independent operation from the start time of the power outage to the time when the demand for hot water begins at the hot water consumption device, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is expected, it sets the amount of hot water discharged for demand response to the actual amount of hot water discharged, and when a cost reduction effect is not expected, it sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation to the actual amount of hot water discharged.
本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれる場合に、停電開始時刻から温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで燃料電池の自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき、需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。また、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれないとき、停電期間のみ燃料電池の自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。これにより、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧後に燃料電池の運転メリットを享受できる時点まで燃料電池を停止させないので、燃料電池の熱を利用した湯水需要に極力応えることができる。 In this configuration, if the power outage ends in a short time and hot water demand is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that allows the fuel cell to operate independently from the start of the power outage to the time the hot water demand begins at the hot water consumption device is calculated, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is expected, the amount of hot water discharged for demand response is set as the actual amount of hot water discharged. Also, when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is not expected, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that allows the fuel cell to operate independently only during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged. This prevents the fuel cell from stopping during a power outage, while not stopping the fuel cell until the benefits of operating the fuel cell can be enjoyed after power is restored, making it possible to meet the demand for hot water using the heat of the fuel cell as much as possible.
他の特徴構成として、前記排湯量を表示する表示部を更に備えた点にある。 Another characteristic feature is that it also has a display unit that displays the amount of hot water discharged.
本構成のように、排湯量を表示させる表示部を備えれば、例えば、ユーザーが、排湯実行の要否を判断したり、排湯量を減らして温水消費装置を運転させたりする等、効率の良い自立運転を実現できる。 If a display unit that displays the amount of hot water drained is provided as in this configuration, efficient independent operation can be achieved, for example, by the user determining whether or not to drain the hot water, or by operating the hot water consumption device with a reduced amount of hot water drained.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記運転制御部が前記排湯量に基づいて前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出しているときに前記停電情報の変更があった場合、前記排湯量を変更する点にある。 Another characteristic feature is that the management device changes the amount of hot water discharged if the power outage information changes while the operation control unit is discharging hot water stored in the hot water storage tank based on the amount of hot water discharged.
本構成のように、停電情報の変更に応じて実行排湯量としての排湯量を変更すれば、効率の良い自立運転を実行することができる。 As in this configuration, by changing the amount of hot water discharged as the actual amount of hot water discharged in response to changes in the power outage information, efficient independent operation can be performed.
他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電情報に含まれる他の停電エリアにおける実停電期間を取得し、前記実停電期間に基づいて前記停電期間を補正する点にある。 Another characteristic feature is that the management device obtains the actual power outage duration in other power outage areas included in the power outage information, and corrects the power outage duration based on the actual power outage duration.
本構成のように、例えば、他の停電エリアで実際の停電期間が短縮された場合、自らの燃料電池を自立運転させる停電期間を短縮させることにより、効率の良い自立運転を実行することができる。 With this configuration, for example, if the actual power outage period is shortened in another power outage area, the power outage period during which the fuel cell operates independently can be shortened, allowing for efficient independent operation.
〔全体構成〕
本発明に係る燃料電池制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、燃料電池制御システム100の構成図である。
〔overall structure〕
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fuel cell control system according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
燃料電池制御システム100は、管理装置MDと複数の燃料電池システム30とを備え、管理装置MDが情報収集サイトSTとネットワークを介して接続されており、管理装置MDと複数の燃料電池システム30とがネットワークを介して接続されている。ネットワークは、装置間でデータの通信が可能な通信網であり、例えばWAN(Wide Area Network)などが挙げられるが、その形態は無線及び有線を問わない。また、管理装置MDの機能の一部が夫々の燃料電池システム30に組み込まれていても良い。
The fuel
本実施形態に係る燃料電池制御システム100では、管理装置MDが、電力系統35からの系統電力の供給が停止される地域と、系統電力の供給停止が開始される系統停止開始時刻(停電期間時刻)と、系統電力の供給が再開される系統再開時刻(停電終了時刻)とを含む停電情報を、ネットワークを介して情報収集サイトSTから取得する。停電期間は、系統再開時刻から系統停止開始時刻を減算して求められる。この停電情報に基づいて複数の燃料電池システム30が制御される。
In the fuel
また、夫々の燃料電池システム30には、ユーザーが操作可能なリモートコントローラRMが設けられており、このリモートコントローラRMは、燃料電池システム30の運転状態を表示可能なディスプレイとしての表示部73を備えている。このように、管理装置MDは、燃料電池システム30外部から取得した停電情報を利用して、燃料電池システム30を制御し、燃料電池システム30の運転状態を表示部73に表示させてユーザーが確認できるものとなっている。以下に各部について説明する。
Each
〔燃料電池システム〕
以下に、燃料電池システム30について説明するが、まずは、分散電源として燃料電池システム30が各家庭に配置されている構成について説明する。図1は、分散電源として燃料電池システム30を各家庭(図では1つの家庭)に配置した場合の構成図である。
[Fuel Cell System]
The
燃料電池システム30は、固体高分子形燃料電池FC(以下単に「燃料電池FC」と記載する)を備える。燃料電池FCは、固体高分子電解質膜4を燃料極3と酸素極5とで挟んで構成されるセルCを、冷却水を通流させる冷却水流路を有する冷却部6を介して、複数積層してなる。尚、図1中では簡略化のため単一のセルCのみを記載している。燃料極3には燃料ガス(水素)が供給され、酸素極5には酸素含有ガス(空気)が供給され、もって発電が行われる。
The
冷却部6は、導電性を有しかつ多孔質である材料により形成される。例えば、カーボンのプレートが用いられる。これにより冷却部6の冷却水流路を通流する冷却水が、燃料極3を通じて固体高分子電解質膜4に供給される。
The
冷却部6には冷却水循環路19を循環する水(以下、「冷却水」と記載する)が供給されて、燃料電池FCの冷却が行われる。冷却部6を通過することで温度が上昇した冷却水は、冷却水循環路19の途中に設けられた熱交換器8に流入する。この熱交換器8において、冷却水は、排熱回収路25を流れる湯水と熱交換して燃料電池FCから回収した排熱をその湯水に渡す。湯水は、貯湯タンク7に貯えられ、そこで蓄熱が行われる。つまり、燃料電池FCは、運転により発生した熱を熱交換器8に供給可能に構成されている。
Water circulating through the cooling water circuit 19 (hereinafter referred to as "cooling water") is supplied to the
改質器1には、炭化水素を含む原燃料(例えば、メタンを含む都市ガス13Aなど)が供給され、且つ、冷却水循環路19から分岐した改質用水供給路20を介し弁V2を通じて水が供給される。改質器1は、併設される燃焼器2から与えられる燃焼熱を利用して、原燃料の水蒸気改質を行う。改質器1での水蒸気改質により得られた水素を主成分とする燃料ガスは、燃料ガス供給路14を介して燃料極3に供給される。
The
燃料極3では、供給された全ての燃料ガスが発電反応で消費される訳ではない。そのため、燃料極3から排出される燃料極排ガスの中には水素等の燃料ガスの成分が残存している。そこで、燃焼器2での燃焼用ガスとして、燃料極排ガスを利用している。具体的には、燃料極3から燃焼器2へ、燃料極排ガス路15を介して燃料極排ガスを供給する。燃焼器2で燃焼された後の燃焼排ガスは、燃焼排ガス路16を介して外部に排出される。
At the
燃料極排ガス及び燃焼排ガスには水分が含まれている。そのため、その水分を回収する目的で、燃料極排ガス路15及び燃焼排ガス路16の途中に水回収器21、22を設けている。水回収器21、22は、例えば、凝縮器とドレントラップとを組み合わせて構成される。つまり、燃料極排ガス及び燃焼排ガスに含まれる水分が凝縮器によって凝縮され、その凝縮水がドレントラップによって取り出される。ドレントラップによって取り出された水は水回収タンク10へと回収され、冷却水循環路19を循環する水として再利用される。
The fuel electrode exhaust gas and the combustion exhaust gas contain moisture. Therefore, in order to recover this moisture,
このように、冷却水循環路19を流れる冷却水は、燃料極排ガス中に含まれていた水分や、燃焼排ガス中に含まれていた水分が混入しているため、電解質や水に溶解しない不純物などを含んでいることが想定される。そのため、本実施形態の燃料電池システム30は、冷却水循環路19を流れる冷却水が、冷却水循環路19の途中に設けられる水処理装置9によって処理されるように構成してある。この水処理装置9は、冷却水中に存在している有機物などを吸着可能な吸着材と、冷却水中に溶存しているイオンを除去可能なイオン交換樹脂とを含む。
As described above, the cooling water flowing through the cooling
上述した熱交換器8において冷却水から回収した排熱(即ち、燃料電池FCから回収した排熱)は、排熱回収路25を流れる湯水に与えられ、その湯水は貯湯タンク7に貯えられる。つまり、貯湯タンク7は、燃料電池FCの運転により発生した熱を用いて加熱された湯水が貯留される。この貯湯タンク7には、貯留された湯水温度を計測する湯水温度センサSが設けられている。貯湯タンク7の下部には、給水路71を介して上水が供給される。本実施形態における貯湯タンク7には、温度成層を形成する状態で湯水が貯えられる。つまり、貯湯タンク7の内部では、相対的に低温の湯水がその下部に貯えられ、相対的に高温の湯水がその上部に貯えられるように構成されている。また、貯湯タンク7の下部は、貯湯タンク7に貯留された湯水が排湯路72を介して外部に排出可能に構成されている。運転制御部27は、弁V1の開閉を制御して排湯量を調整し、貯湯タンク7から排湯されたとき、給水路71を介して上水が補充され、貯湯タンク7内の湯水量が満タンとなるように制御する。
The exhaust heat recovered from the cooling water in the heat exchanger 8 (i.e., the exhaust heat recovered from the fuel cell FC) is given to the hot water flowing through the exhaust
本実施形態において、燃料電池FCの排熱を回収する排熱回収装置12は、貯湯タンク7と補助熱源機11と熱交換器8とを備える。この排熱回収装置12は、貯湯タンク7に貯えている湯水が貯湯タンク7と熱交換器8との間で循環する排熱回収路25を有する。排熱回収路25の途中には、排熱回収路25を通って貯湯タンク7から熱交換器8へと流れる湯水からの放熱を行うための放熱器Rが設置されている。運転制御部27は、貯湯タンク7から熱交換器8へと流れる湯水の温度が設定上限温度未満の場合には、この放熱器Rの動作を停止させている。一方、運転制御部27は、貯湯タンク7から熱交換器8へと流れる湯水の温度が設定上限温度以上である場合には、この放熱器Rを放熱作動させて湯水の温度を低下させる。
In this embodiment, the exhaust
排熱回収路25における湯水の流速はポンプP2によって調整される。また、排熱回収装置12は、貯湯タンク7に蓄えている湯水が補助熱源機11を経由して温水消費装置13に供給される湯水循環路26を有する。湯水循環路26における湯水の流速はポンプP3によって調整される。温水消費装置13が、湯水の熱のみを利用する床暖房装置などの場合、温水消費装置13で熱が利用された後の湯水は湯水循環路26を通って貯湯タンク7に帰還する。或いは、温水消費装置13が、湯水自体を利用する給湯装置などの場合、貯湯タンク7には湯水は帰還しない。補助熱源機11は、温水消費装置13で要求される湯水を所定温度に昇温した上で温水消費装置13に供給する際に使用される。このように、貯湯タンク7は、熱交換器8で加熱された湯水を貯留し、貯留された湯水を温水消費装置13に供給可能に構成されている。
The flow rate of the hot water in the exhaust
燃料電池FCが発電運転を行っている間、運転制御部27は、改質器1および燃焼器2を動作させて改質器1から燃料ガスを燃料極3に供給し、酸素含有ガス供給路17に設けられたブロア(図示せず)を動作させて空気(酸素含有ガス)を酸素極5に供給する。その結果、セルCでは発電反応が行われ、電力負荷部32などにインバータ31を介して電力が出力される。酸素極5で生じる酸素極排ガスは、酸素極排ガス路18を通じて外部に排出される。
While the fuel cell FC is generating electricity, the
燃料電池システム30の燃料電池FCは、電力系統35に連系されている。燃料電池FCの発電電力は、インバータ31にて所定の電圧、周波数、位相に変換して電力線PLに供給される。燃料電池FC、及び、貯湯タンク7を含む排熱回収装置12の動作は、運転制御部27により制御される。
The fuel cell FC of the
運転制御部27は、改質器1で燃料ガスを生成するとき、改質器1に原燃料を供給し、且つ、冷却水循環路19に設けているポンプP1を動作させると共に冷却水循環路19から分岐した改質用水供給路20に設けている弁V2を開弁して改質器1に改質用水を供給する。改質器1には上述したように燃焼器2で発生される燃焼熱が与えられて、水蒸気改質反応が促進される。
When fuel gas is generated in the
燃料電池FCは、運転により発生した電力を電力負荷部32に供給可能に構成されている。運転制御部27は、所定の上限出力電力と下限出力電力との間で、燃料電池FCから電力線PLへの出力電力を調節できる。例えば、運転制御部27は、燃料電池FCの出力電力を上限出力電力に維持して連続運転(定格出力運転)させることができる。また、運転制御部27は、燃料電池FCの出力電力を、電力負荷部32の負荷電力に追従させる運転(負荷追従運転)を行わせることもできる。例えば、運転制御部27は、電力負荷部32の電力負荷を計測する電力負荷計測部33の計測値に基づいて、電力系統35から供給される電力がゼロ又はゼロに近い値になるように燃料電池FCの出力電力を調節することで、電力負荷部32の負荷電力に追従させる運転を行わせることができる。
The fuel cell FC is configured to be able to supply the power generated by operation to the
電力線PLの電力系統35への出力端には、停電時に電力系統35と解列した状態とすることが可能なスイッチ34が設けられている。このスイッチ34は、燃料電池FCの通常運転時にはオンとなっており、停電時などにおける燃料電池FCの自立運転時にはオフとすることで燃料電池FCが電力系統35と解列した状態となる。
A
〔管理装置〕
次に、管理装置MDについて説明する。管理装置MDは、管理制御部41と、記憶部42とを備えている。管理制御部41は、ネットワークを介して、情報収集サイトSTにアクセスし、系統電力の供給が停止される地域と、系統電力の供給停止が開始される系統停止開始時刻(停電開始時刻)と、系統電力の供給が再開される系統再開時刻(停電終了時刻)とを含む停電情報を取得する。そして、管理制御部41は、停電情報に基づいて運転制御部27に燃料電池システム30を自立運転準備制御するように指令する。なお、運転制御部27及び管理制御部41は、情報処理機能,情報記憶機能及び情報通信機能等を有するハードウェア及びソフトウェアで構成されている。また、記憶部42は、各種データを記憶する記憶媒体で構成されている。
[Management device]
Next, the management device MD will be described. The management device MD includes a
管理制御部41は、取得した停電情報を記憶部42に記憶させる。なお、管理制御部41が情報収集サイトST内の停電情報から必要な情報を選択的に取得し、記憶部42はこの選択された情報を記憶しても良い。
The
〔燃料電池制御システムの制御形態〕
続いて、図2~図7を用いて、上述した燃料電池制御システム100における、停電時の制御形態について説明する。燃料電池FCは運転により発生した熱を熱交換器8に供給し、この熱交換器8により貯湯タンク7の湯水に熱量を与えるが、貯湯タンク7の熱量が閾値(例えば、図2に示す湯水温度T5が50℃)以上となったとき、燃料電池FCの運転を停止した方が、熱交換器8と貯湯タンク7との間を循環する湯水を放熱器Rで冷却して燃料電池FCの運転を継続するよりも光熱費メリットがある場合には、燃料電池FCの運転を停止する。
[Control mode of fuel cell control system]
2 to 7, the control mode during a power outage in the above-mentioned fuel
一方、本実施形態における燃料電池制御システム100は、管理装置MDが電力系統35から電力供給停止についての停電情報を取得し、運転制御部27が停電開始直前にスイッチ34をオフにして、電力系統35と解列した状態で燃料電池FCを自立運転させ、電力需要や給湯需要に対応させることができる。このとき、運転制御部27は、貯湯タンク7の熱量が閾値以上となって燃料電池FCが停止しないように、停電が開始される前に、弁V1を開弁し、貯湯タンク7に貯留された湯水を排湯路72から排出すると共に、給水路71を介して上水を補充する制御を実行する(図2参照)。
On the other hand, in the fuel
本実施形態における管理装置MDは、燃料電池FCが電力系統35と解列した状態で自立運転が可能となるように、停電情報に含まれる停電期間に応じて、貯湯タンク7から排出する排湯量を設定する。換言すると、停電時に燃料電池FCが停止しないように、自立運転時間に対応した貯湯タンク7の熱量を低下させるべく、貯湯タンク7から排湯すると共に貯湯タンク7に上水を補充し、貯湯タンク7内の湯水の温度を低下させる。具体的には、運転制御部27が、湯水温度センサSにて計測された貯湯タンク7内の湯水温度(例えば図2に示す湯水温度T1)を、燃料電池FCの自立運転時間に対応して付与される熱量分だけ低下させるように、弁V1の開弁時間を制御する。燃料電池FCの自立運転時間に対応して付与される熱量は、燃料電池FCの自立運転時における出力(例えば600W)から換算され、この熱量に基づいて貯湯タンク7内の湯水温度の下げ量(例えば、図2に示す湯水温度T1を5℃下げる)が計算され、この湯水温度の下げ量となるように貯湯タンク7から排出する排湯量を設定する。このように、運転制御部27は、管理装置MDにて設定された排湯量を実行排湯量として、停電が開始される前に貯湯タンク7に貯留された湯水を排出して、水を補充する制御を実行する。
In this embodiment, the management device MD sets the amount of hot water to be discharged from the hot
上述したように、管理装置MDは、燃料電池FCが電力系統35と解列した状態で自立運転が可能となるように、停電情報に含まれる停電期間に応じて、貯湯タンク7から排出する排湯量を設定する。つまり、管理装置MDは、停電期間の長短によって排湯量を変更することが可能となるため、少なくとも停電中に貯湯タンク7の熱量が閾値を超えないように排湯量を設定すれば、停電中に燃料電池FCが停止しない。このように、停電時に、貯湯タンク7の熱量を考慮して燃料電池FCを自立運転させることが可能な燃料電池制御システム100となっている。
As described above, the management device MD sets the amount of hot water discharged from the hot
本実施形態におけるリモートコントローラRMの表示部73は、排湯量を表示しても良い。このように、排湯量を表示させる表示部73を備えれば、例えば、ユーザーが、排湯実行の要否を判断したり、排湯量を減らすために温水消費装置13を運転させたりする等、効率の良い自立運転を実現できる。
In this embodiment, the
また、管理装置MDは、運転制御部27が設定された排湯量に基づいて貯湯タンク7に貯留された湯水を排出しているときに停電情報の変更(例えば停電期間が1時間延長)があった場合、排湯量を変更(例えば停電期間1時間に相当する排湯量を追加)しても良い。このように、停電情報の変更に応じて実行排湯量としての排湯量を変更すれば、効率の良い自立運転を実行することができる。
In addition, if there is a change in the power outage information (e.g., the power outage period is extended by one hour) while the
また、管理装置MDは、停電情報に含まれる他の停電エリアにおける実停電期間を取得し、実停電期間に基づいて停電期間を補正しても良い。このように、例えば、他の停電エリアで実際の停電期間が短縮された場合、自らの燃料電池FCを自立運転させる停電期間を短縮させることにより、効率の良い自立運転を実行することができる。 The management device MD may also obtain the actual power outage duration in other power outage areas included in the power outage information, and correct the power outage duration based on the actual power outage duration. In this way, for example, if the actual power outage duration in other power outage areas is shortened, efficient independent operation can be achieved by shortening the power outage duration during which the fuel cell FC is operated independently.
続いて、燃料電池制御システム100の制御例について説明する。
[第一実施例]
図3に示すように、第一実施例として、管理装置MDは、停電期間が第一所定時間(例えば2時間)以下であり、且つ、停電期間が第一所定時間よりも小さい第二所定時間(例えば10分)以上である場合、第一所定時間に亘って燃料電池FCを自立運転が可能となる長時間自立運転用の排湯量を演算し、この長時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。この実施例では、例えば、貯湯タンク7の排湯量が全容量に対して5分の1となるように予め設定しても良い。つまり、燃料電池FCが所定の出力(例えば600W)で自立運転をしたときに、排湯直後の貯湯タンク7の湯水温度(例えば、図2に示す湯水温度T1が40℃)に対して、第一所定時間経過後に貯湯タンク7の熱量が閾値(例えば、図2に示す湯水温度T1が48℃)となるように設定される。なお、第一所定時間は、計画停電等による時間として設定されることが好ましく、第二所定時間は、過去の実績から平均停電時間として設定されることが好ましいが、特に限定されない(以下、同様)。
Next, a control example of the fuel
[First embodiment]
As shown in Fig. 3, in the first embodiment, when the power outage period is equal to or shorter than a first predetermined time (e.g., 2 hours) and equal to or longer than a second predetermined time (e.g., 10 minutes) that is shorter than the first predetermined time, the management device MD calculates the amount of discharged hot water for long-term independent operation that allows the fuel cell FC to operate independently for the first predetermined time, and sets this amount of discharged hot water for long-term independent operation as the actual amount of discharged hot water. In this embodiment, for example, the amount of discharged hot water from the hot
本実施例のように、停電が長時間継続する場合に、第一所定時間に亘って自立運転が可能となる長時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とすれば、停電期間に相当する貯湯タンク7の低下すべき熱量を確実に確保することができる。なお、この長時間自立運転用の排湯量は、過去の停電情報から最大となる停電期間を第一所定時間として、貯湯タンク7の低下すべき熱量を余分に確保するように設定すれば、停電時に燃料電池FCが停止することを確実に防止できる。
As in this embodiment, if the amount of hot water discharged for long-term independent operation, which allows independent operation for a first specified time when the power outage continues for a long period of time, is set as the actual amount of hot water discharged, it is possible to reliably ensure that the amount of heat that should be reduced in the hot
[第二実施例]
図4に示すように、第二実施例として、管理装置MDは、停電期間が第二所定時間(例えば10分)以下であり、且つ、停電終了時刻(停電期間終了後)から第三所定時間(例えば1時間50分)に亘って温水消費装置13での湯水の需要がないと判定した場合、停電期間のみ燃料電池FCの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を演算し、この短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。温水消費装置13での湯水の需要は、過去の使用実績を学習しておくことで判定できる(以下、同様)。本実施例では、燃料電池FCが所定の出力(例えば600W)で自立運転をしたときに、排湯直後の貯湯タンク7の湯水温度(例えば、図2に示す湯水温度T1が46℃)に対して、第二所定時間経過後に貯湯タンク7の熱量が閾値(例えば、図2に示す湯水温度T1が48℃)となるように設定される。なお、第三所定時間は、第一所定時間から第二所定時間を減算した値とすることが好ましいが、この減算した値より小さい値又は大きい値としても良く、特に限定されない(以下、同様)。
[Second embodiment]
As shown in Fig. 4, in the second embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second predetermined time (e.g., 10 minutes) and that there is no demand for hot water in the hot
本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれない場合に、停電期間に燃料電池FCの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池FCが停止することを防止しながら、電力復旧時に燃料電池FCを停止することが許容されるので、燃料電池FCの導入メリットを生かすことができる。 In this embodiment, when the power outage lasts for a short time and no demand for hot water is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables the fuel cell FC to operate independently during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell FC is prevented from stopping during a power outage, while allowing the fuel cell FC to stop when power is restored, making it possible to take advantage of the benefits of introducing the fuel cell FC.
[第三実施例]
図5に示すように、第三実施例として、管理装置MDは、停電期間が第二所定時間(例えば10分)以下であり、且つ、停電終了時刻(停電期間終了後)から第三所定時間(例えば1時間50分)以内に温水消費装置13での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から温水消費装置13にて湯水の需要が開始される時刻まで(例えば1時間)自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、この需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。本実施例では、燃料電池FCが所定の出力(例えば600W)で自立運転をしたときに、排湯直後の貯湯タンク7の湯水温度(例えば、図2に示す湯水温度T1が43℃)に対して、停電終了後、第三所定時間経過後に貯湯タンク7の熱量が閾値(例えば、図2に示す湯水温度T1が48℃)となるように設定される。
[Third embodiment]
5, in the third embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second predetermined time (e.g., 10 minutes) and that there is a demand for hot water in the hot
本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に短時間で湯水需要が見込まれる場合に、停電開始時刻から温水消費装置13にて湯水の需要が開始される時刻まで自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池FCが停止することを防止しながら、電力復旧後に短時間で湯水需要が見込まれるまで燃料電池FCを停止させないので、燃料電池FCの導入メリットを生かすことができる。
In this embodiment, when a power outage ends in a short time and hot water demand is expected in a short time after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that enables independent operation from the time the power outage starts until the time the hot
[第四実施例]
図6に示すように、第四実施例として、管理装置MDは、停電期間が第二所定時間(例えば10分)以下であり、且つ、停電終了時刻(停電期間終了後)から第三所定時間(例えば1時間50分)以内に温水消費装置13での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から温水消費装置13にて湯水の需要が開始される時刻まで燃料電池FCの自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき(図6(A))、需要応答用の排湯量を実行排湯量とし、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれないとき(図6(B))、停電期間のみ燃料電池FCの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。
[Fourth embodiment]
As shown in Figure 6, in a fourth embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second specified time (e.g., 10 minutes) and that there is a demand for hot water at the hot
需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果の演算例としては、需要応答用の排湯量に相当する水道代金が温水消費装置13での湯水の需要があるまで燃料電池FCを運転したときに削減される光熱費以下のとき(図6(A))、需要応答用の排湯量を実行排湯量とし、需要応答用の排湯量に相当する水道代金が温水消費装置13での湯水の需要があるまで燃料電池FCを運転したときに削減される光熱費よりも大きいとき(図6(B))、停電期間のみ燃料電池FCの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とすることが挙げられる。燃料電池FCを運転したときに削減される光熱費は、燃料電池FCを運転しないときのガス代及び電気代から、燃料電池FCの運転に要する光熱費(ガス代+水道代)を減算して求めれる(以下、同様)。本実施例では、温水消費装置13での湯水の需要が停電停止から長時間先であり、湯水の需要があるときまで燃料電池FCを自立運転しても光熱費メリットがないと判断した場合に、自立運転を停止して、燃料電池FCの停止を許容するものである。
An example of the calculation of the cost reduction effect based on the amount of discharged hot water for demand response is as follows: when the water bill equivalent to the amount of discharged hot water for demand response is equal to or less than the utility bill saved when the fuel cell FC is operated until there is a demand for hot water in the hot water consumption device 13 (FIG. 6(A)), the amount of discharged hot water for demand response is set as the actual amount of discharged hot water; and when the water bill equivalent to the amount of discharged hot water for demand response is greater than the utility bill saved when the fuel cell FC is operated until there is a demand for hot water in the hot water consumption device 13 (FIG. 6(B)), the amount of discharged hot water for short-term independent operation, which allows the fuel cell FC to operate independently only during power outages, is set as the actual amount of discharged hot water. The utility bill saved when the fuel cell FC is operated is calculated by subtracting the utility bill (gas bill + water bill) required to operate the fuel cell FC from the gas bill and electricity bill when the fuel cell FC is not operated (same below). In this embodiment, if it is determined that the demand for hot water at the hot
本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれる場合に、停電開始時刻から温水消費装置13にて湯水の需要が開始される時刻まで燃料電池FCの自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、この需要応答用の排湯量に相当する水道代金が温水消費装置13での湯水の需要があるまで燃料電池FCを運転したときに削減される光熱費以下のとき、需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、燃料電池FCの運転による光熱費メリットが、需要応答用の排湯量に相当する水道代金(デメリット)よりも大きいときは、需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。これにより、停電時に燃料電池FCが停止することを防止しながら、電力復旧後に燃料電池FCの運転メリットを享受できる時点まで燃料電池FCを停止させないので、燃料電池FCの熱を利用した湯水需要に極力応えることができる。
In this embodiment, when a power outage ends in a short time and hot water demand is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that allows the fuel cell FC to operate independently from the start of the power outage until the hot water demand begins at the hot
[第五実施例]
図7に示すように、第五実施例として、管理装置MDは、停電期間が第二所定時間(例えば10分)以下であり、且つ、停電終了時刻(停電期間終了後)から第三所定時間(例えば1時間50分)以内に温水消費装置13での湯水の需要がないと判定した場合、停電終了時刻から燃料電池FCの運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算し、この仮想時間が第三所定時間以下のとき(図7(A))、停電期間及び仮想時間に亘って燃料電池FCの自立運転が可能となる費用削減用の排湯量を実行排湯量とし、仮想時間が第三所定時間より大きいとき(図7(B))、停電期間のみ燃料電池FCの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。
[Fifth embodiment]
As shown in Figure 7, in a fifth embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second specified time (e.g., 10 minutes) and that there is no demand for hot water at the hot
燃料電池FCの運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間の演算例としては、燃料電池FCの停止及び起動に要する費用及び仮想時間に亘って燃料電池FCの自立運転が可能となる排湯量に相当する水道代金の合計金額が、仮想時間に亘って燃料電池FCを運転したときに削減される光熱費と等しくなる仮想時間を演算することが挙げられる。本実施例では、燃料電池FCを停止してから次回の発電までの時間が短時間で、燃料電池FCの停止,起動による損失よりも発電継続によるメリットがあると判断された場合に、排湯量を追加するものである。 An example of the calculation of a virtual time in which the cost reduction effect of continuing to operate the fuel cell FC is expected is to calculate a virtual time in which the total amount of the water bill equivalent to the cost required to stop and start the fuel cell FC and the amount of discharged hot water that enables the fuel cell FC to operate independently over the virtual time is equal to the utility bill reduced when the fuel cell FC is operated over the virtual time. In this embodiment, the amount of discharged hot water is added when the time from stopping the fuel cell FC to the next power generation is short and it is determined that the benefit of continuing to generate power outweighs the loss caused by stopping and starting the fuel cell FC.
本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれない場合に、燃料電池FCの停止及び起動に要する費用及び仮想時間に亘って燃料電池FCの自立運転が可能となる排湯量に相当する水道代金の合計金額が、仮想時間に亘って燃料電池FCを運転したときに削減される光熱費と等しくなる仮想時間を演算する。そして、この仮想時間が第三所定時間よりも小さいとき、停電期間及び仮想時間の合計時間に亘って燃料電池FCの自立運転が可能となる費用削減用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池FCが停止することを防止しながら、電力復旧後の電力需要が小さい場合など、燃料電池FCを停止させずに買電を減らした方がコスト削減できるため、燃料電池FCの導入メリットを最大限生かすことができる。 In this embodiment, when the power outage ends in a short time and no demand for hot water is expected after the power outage ends, a virtual time is calculated in which the total amount of the cost required to stop and start the fuel cell FC and the water bill equivalent to the amount of hot water discharged that allows the fuel cell FC to operate independently over the virtual time is equal to the utility bill reduced by operating the fuel cell FC over the virtual time. Then, when this virtual time is shorter than a third predetermined time, the amount of hot water discharged for cost reduction that allows the fuel cell FC to operate independently over the total of the power outage period and the virtual time is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, by preventing the fuel cell FC from stopping during a power outage while reducing electricity purchases without stopping the fuel cell FC in cases where demand for electricity is low after power is restored, costs can be reduced, and the benefits of introducing a fuel cell FC can be maximized.
[その他の実施形態]
<1>上述した実施形態では、燃料電池システム30が固体高分子形燃料電池FCを備えたが、燃料電池システム30が、固体酸化物形燃料電池、リン酸形燃料電池又は溶融炭酸塩形燃料電池を備えても良い。
[Other embodiments]
<1> In the above-described embodiment, the
<2>上記実施形態では、具体的な数値を挙げて燃料電池システムで行われる制御例について説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり適宜変更可能である。 <2> In the above embodiment, specific numerical values are given to explain examples of control performed in the fuel cell system, but these numerical values are given for illustrative purposes and can be changed as appropriate.
なお、上述した実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above-mentioned embodiments (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction occurs. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.
本発明は、電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池を備えた燃料電池制御システムに利用可能である。 The present invention can be used in a fuel cell control system that includes a fuel cell that is connected to a power grid and can supply power generated during operation to a power load, and can supply heat generated during operation to a heat exchanger.
7 :貯湯タンク
8 :熱交換器
13 :温水消費装置
27 :運転制御部
32 :電力負荷部
35 :電力系統
73 :表示部
100 :燃料電池制御システム
FC :固体高分子形燃料電池(燃料電池)
MD :管理装置
7: Hot water storage tank 8: Heat exchanger 13: Hot water consumption device 27: Operation control unit 32: Power load unit 35: Power system 73: Display unit 100: Fuel cell control system FC: Solid polymer electrolyte fuel cell (fuel cell)
MD: Management device
Claims (9)
前記熱交換器で加熱された湯水を貯留し、貯留された湯水を温水消費装置に供給可能な貯湯タンクと、
前記燃料電池及び前記貯湯タンクの運転を制御する運転制御部と、
前記電力系統からの電力供給停止についての停電情報を取得する管理装置と、を備え、
前記管理装置は、前記燃料電池が前記電力系統と解列した状態で自立運転が可能となるように、前記停電情報に含まれる停電期間に応じて、前記貯湯タンクから排出する排湯量を設定し、
前記運転制御部は、前記管理装置にて設定された前記排湯量を実行排湯量として、停電が開始される前に前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出して、水を補充する制御を実行する燃料電池制御システム。 a fuel cell that is connected to an electric power system and is capable of supplying electric power generated during operation to an electric power load section and of supplying heat generated during operation to a heat exchanger;
A hot water storage tank that stores the hot water heated by the heat exchanger and can supply the stored hot water to a hot water consuming device;
an operation control unit that controls the operation of the fuel cell and the hot water storage tank;
A management device that acquires power outage information regarding a power supply interruption from the power grid,
the management device sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank according to a power outage period included in the power outage information so that the fuel cell can operate independently in a state where it is disconnected from the power grid;
The operation control unit of this fuel cell control system performs control to discharge the hot water stored in the hot water storage tank and replenish the tank with water before a power outage begins, using the amount of hot water drained set by the management device as the actual amount of hot water drained.
The fuel cell control system according to claim 1 , wherein the management device acquires actual power outage periods in other power outage areas included in the power outage information, and corrects the power outage periods based on the actual power outage periods.
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