JPH02168571A - 燃料電池発電装置の制御方法 - Google Patents
燃料電池発電装置の制御方法Info
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- JPH02168571A JPH02168571A JP1173428A JP17342889A JPH02168571A JP H02168571 A JPH02168571 A JP H02168571A JP 1173428 A JP1173428 A JP 1173428A JP 17342889 A JP17342889 A JP 17342889A JP H02168571 A JPH02168571 A JP H02168571A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池発電装置の発電量増加時における
反応ガスの供給量および発電量の制御方法に関する。
反応ガスの供給量および発電量の制御方法に関する。
（従来の技術〕
第４図は燃料電池発電装置の従来の制御方法を示す説明
図であり、燃料改質系ｌは原燃料である天然ガスＩＩＡ
を脱流、水蒸気改質、高温および低温の一酸化炭素変成
等の化学反応によって水素リッチな燃料ガス１２に改質
するとともに、水蒸気改質に要する高温の水蒸気１１Ｂ
を供給する。燃料電池２は燃料ガス１２および空気から
なる反応ガスをその電極部で電気化学的に反応させて発
電を行う。
図であり、燃料改質系ｌは原燃料である天然ガスＩＩＡ
を脱流、水蒸気改質、高温および低温の一酸化炭素変成
等の化学反応によって水素リッチな燃料ガス１２に改質
するとともに、水蒸気改質に要する高温の水蒸気１１Ｂ
を供給する。燃料電池２は燃料ガス１２および空気から
なる反応ガスをその電極部で電気化学的に反応させて発
電を行う。
直流−交流変換器（以下変換器と略称する）３は燃料電
池２の電気出力（発電量ともいう）１３を受けて交流電
力１４に変換し、負荷回路に供給する。
池２の電気出力（発電量ともいう）１３を受けて交流電
力１４に変換し、負荷回路に供給する。
また、燃料電池２で水素が消費された使用済燃料ガス１
２Ｂはかなりの量の水素を含むので、改質系１にリサイ
クルされて燃焼し、得られる熱エネルギが吸熱反応であ
る水蒸気改質反応の反応熱として、あるいは熱変換器の
熱源として利用される。
２Ｂはかなりの量の水素を含むので、改質系１にリサイ
クルされて燃焼し、得られる熱エネルギが吸熱反応であ
る水蒸気改質反応の反応熱として、あるいは熱変換器の
熱源として利用される。
４は制御装置であり、発電量の設定器５の設定信号に基
づき、燃料改質系１に原燃料１１Ａおよび燃料ガス１２
の供給増加指令２１．燃料電池２に燃料ガス１２および
空気等の反応ガスの供給増加指令２２゜変換器３に発電
量１３および交流電力１４の出力増加指令２３をそれぞ
れ出力する。
づき、燃料改質系１に原燃料１１Ａおよび燃料ガス１２
の供給増加指令２１．燃料電池２に燃料ガス１２および
空気等の反応ガスの供給増加指令２２゜変換器３に発電
量１３および交流電力１４の出力増加指令２３をそれぞ
れ出力する。
ところで、変換器３および燃料電池２は指令信号２２お
よび２３に対して数ミリ秒程度の過渡応答速度をもって
追従できる特性を有するが、化学プラントである燃料改
質系１は反応の時定数およびガスの移動速度が遅いため
に指令信号２１に対して過渡応答速度が数十秒程度と遅
く、したがって燃料改質系１から燃料ガス１２の供給を
受けて発電を行う燃料電池２の過渡応答速度は燃料改質
系の過渡応答速度によって拘束される。それ故、発電量
の増加要求に対する燃料電池の応答速度の向上が燃料電
池発電装置の重要な課題となっている０例えば単独運転
される燃料電池発電装置の場合には変換器３に蓄電池を
設け、急激な発電量の増加要求があった場合には蓄電池
から電力を供給し、燃料供給量の増加とともに燃料電池
からの電力供給を増す応答速度の向上方法が知られてい
る。一方交流電力系統に連けい使用される燃料電池発電
装置においては、負荷電力の急増を交流電力系統からの
供給電力で賄えるので、応答速度の向上の必要性は幾分
緩和される。
よび２３に対して数ミリ秒程度の過渡応答速度をもって
追従できる特性を有するが、化学プラントである燃料改
質系１は反応の時定数およびガスの移動速度が遅いため
に指令信号２１に対して過渡応答速度が数十秒程度と遅
く、したがって燃料改質系１から燃料ガス１２の供給を
受けて発電を行う燃料電池２の過渡応答速度は燃料改質
系の過渡応答速度によって拘束される。それ故、発電量
の増加要求に対する燃料電池の応答速度の向上が燃料電
池発電装置の重要な課題となっている０例えば単独運転
される燃料電池発電装置の場合には変換器３に蓄電池を
設け、急激な発電量の増加要求があった場合には蓄電池
から電力を供給し、燃料供給量の増加とともに燃料電池
からの電力供給を増す応答速度の向上方法が知られてい
る。一方交流電力系統に連けい使用される燃料電池発電
装置においては、負荷電力の急増を交流電力系統からの
供給電力で賄えるので、応答速度の向上の必要性は幾分
緩和される。
（発明が解決しようとする課題〕
第５図は交流電力系統に並列接続される燃料電池発電装
置の従来の制御方法を示す説明図であり、図中鎖線で示
す曲線は原料１１Ａ、 ＩＩＢおよび燃料ガス１２の供
給増加指令２１，２２ 、破線で示す曲線は燃料電池２
に供給される燃料ガス１２の供給ガス量、実線で示す曲
線は燃料電池２の発電量１３をそれぞれ表わす０図にお
いて、制御装置４からの制御信号２１，２２．２３は時
刻ｔ、において同時に出されるが、原料および燃料ガス
の供給増加指令２１．２２の指令増加率（曲線の傾斜）
に比べて発電量増加指令の増加率は小さく抑えられ、こ
れに伴って発電量１３は時刻ｔ、からｔｓにかけてゆっ
くり増加する。一方燃料ガス１２の供給量はｔ１時点ま
で遅れて立上がり、時刻ｔ、で指令された供給ガス量に
到達する。その結果、供給ガス量１２と発電量１３は図
中Ｘ点で交差し、Ｘ点より下側の図中ハンチングを付し
て示す範囲では発電量が供給ガス量を上廻っていわゆる
ガス不足を生じ、Ｘ点より上側の範囲では供給ガス量が
発電量を上廻っていわゆる余剰水素ガスを生ずる。
置の従来の制御方法を示す説明図であり、図中鎖線で示
す曲線は原料１１Ａ、 ＩＩＢおよび燃料ガス１２の供
給増加指令２１，２２ 、破線で示す曲線は燃料電池２
に供給される燃料ガス１２の供給ガス量、実線で示す曲
線は燃料電池２の発電量１３をそれぞれ表わす０図にお
いて、制御装置４からの制御信号２１，２２．２３は時
刻ｔ、において同時に出されるが、原料および燃料ガス
の供給増加指令２１．２２の指令増加率（曲線の傾斜）
に比べて発電量増加指令の増加率は小さく抑えられ、こ
れに伴って発電量１３は時刻ｔ、からｔｓにかけてゆっ
くり増加する。一方燃料ガス１２の供給量はｔ１時点ま
で遅れて立上がり、時刻ｔ、で指令された供給ガス量に
到達する。その結果、供給ガス量１２と発電量１３は図
中Ｘ点で交差し、Ｘ点より下側の図中ハンチングを付し
て示す範囲では発電量が供給ガス量を上廻っていわゆる
ガス不足を生じ、Ｘ点より上側の範囲では供給ガス量が
発電量を上廻っていわゆる余剰水素ガスを生ずる。
燃料電池にガス不足が発生すると、本来２０ないし３０
％の残留水素を使用済燃料ガス１２［！として改質系１
にリサイクルされるべき残留水素がすべて燃料電池で消
費されるに止まらず、それでも不足する水素を燃料電池
が保有する電解液中の水を電気分解して作り出すという
現象が発生する。電解液中で水の電気分解が発生すると
電解液濃度が高くなり、電解液の腐食性が高（なるので
、電池構成材料が腐食することにより燃料電池の劣化が
加速され、燃料電池が致命的な損傷を受けるという事態
を招く危険性が増す、また、余剰水素の多量の発生は燃
料電池発電装置の総合効率の低下を招くという問題があ
る。
％の残留水素を使用済燃料ガス１２［！として改質系１
にリサイクルされるべき残留水素がすべて燃料電池で消
費されるに止まらず、それでも不足する水素を燃料電池
が保有する電解液中の水を電気分解して作り出すという
現象が発生する。電解液中で水の電気分解が発生すると
電解液濃度が高くなり、電解液の腐食性が高（なるので
、電池構成材料が腐食することにより燃料電池の劣化が
加速され、燃料電池が致命的な損傷を受けるという事態
を招く危険性が増す、また、余剰水素の多量の発生は燃
料電池発電装置の総合効率の低下を招くという問題があ
る。
一方、それぞれの電気出力時の燃料電池本体の電極部で
の反応ガスの流速を考えた場合、電気出力が低い時の反
応ガスの流速は遅く、電気出力が高い時の反応ガスの流
速は速く、電気出力と反応ガスの流速は比例関係にある
。最近特に、燃料電池本体の電極面積が大きくなる傾向
にあり、電極部の反応ガスの通路の長さが大変長くなっ
てきている。このため、例えば電気出力が低い場合、燃
料電池本体に供給された反応ガスが電極部の反応ガス通
路を通過するのに、１０秒近くもかかると言った状況に
なってきた。従来方法では、電気出力の上昇速さを決め
る一つの条件として、燃料電池本体に供給された反応ガ
スが電極部の反応ガス通路を通過する時間として最低負
荷時の時間を考え、且つ、この時間は最低出力時から最
高出力まで変わらないものとしている。然し、燃料電池
本体の電極面積が大きくなり反応ガスが電極部の反応ガ
ス通路を通過するに要する時間が長くなったことにより
、電気出力上昇時間に占める割合が大きくなり、解決し
なければならない課題となっている。
の反応ガスの流速を考えた場合、電気出力が低い時の反
応ガスの流速は遅く、電気出力が高い時の反応ガスの流
速は速く、電気出力と反応ガスの流速は比例関係にある
。最近特に、燃料電池本体の電極面積が大きくなる傾向
にあり、電極部の反応ガスの通路の長さが大変長くなっ
てきている。このため、例えば電気出力が低い場合、燃
料電池本体に供給された反応ガスが電極部の反応ガス通
路を通過するのに、１０秒近くもかかると言った状況に
なってきた。従来方法では、電気出力の上昇速さを決め
る一つの条件として、燃料電池本体に供給された反応ガ
スが電極部の反応ガス通路を通過する時間として最低負
荷時の時間を考え、且つ、この時間は最低出力時から最
高出力まで変わらないものとしている。然し、燃料電池
本体の電極面積が大きくなり反応ガスが電極部の反応ガ
ス通路を通過するに要する時間が長くなったことにより
、電気出力上昇時間に占める割合が大きくなり、解決し
なければならない課題となっている。
この発明の目的は、制御方法の改善によりガス不足およ
び余剰水素の発生を回避するとともに、反応ガス通路の
長大化による発電量上昇時間の延長を阻止することにあ
る。
び余剰水素の発生を回避するとともに、反応ガス通路の
長大化による発電量上昇時間の延長を阻止することにあ
る。
上記課題を解決するために、この発明によれば、燃料電
池発電装置の発電量増加指令を受けて発電量を増加させ
る場合の制御方法であって、改質系への原料供給および
燃料電池への反応ガス供給の増加指令を先行して行い、
所定時間経過後燃料電池の発電量の増加指令を直流交流
変換器に対して行うこととし、かつ具体的には所定時間
が燃料電池への反応ガス流入量が増加するに要する時間
と、その反応ガスが燃料電池の各単位電池の反応ガス通
路に行き渡るに要する時間との和に相応する時間である
ことまたは発電量の制御が発電量および反応ガス量の累
進的増加を指令する指令信号によってなされることとす
る。
池発電装置の発電量増加指令を受けて発電量を増加させ
る場合の制御方法であって、改質系への原料供給および
燃料電池への反応ガス供給の増加指令を先行して行い、
所定時間経過後燃料電池の発電量の増加指令を直流交流
変換器に対して行うこととし、かつ具体的には所定時間
が燃料電池への反応ガス流入量が増加するに要する時間
と、その反応ガスが燃料電池の各単位電池の反応ガス通
路に行き渡るに要する時間との和に相応する時間である
ことまたは発電量の制御が発電量および反応ガス量の累
進的増加を指令する指令信号によってなされることとす
る。
上記手段において、改質系への原燃料、水蒸気等の原料
供給および燃料電池への燃料ガス、空気等の反応ガス供
給の増加指令を先行して行い、この増加指令に基づき燃
料電池に供給される燃料ガスが実際に増加しはじめるに
要する遅れ時間に相応する所定時間経過後、変換器に発
電量の増加指令を出すようその制御方法を構成したこと
により、従来増加指令を同時に出すことによって生じた
ガス不足が排除され、ガス不足に付随して生ずる電解液
中水分の電気分解が回避され、燃料電池の劣化を防止で
きる。また、燃料ガスの増加率に比例して発電量を増加
させるよう制御してもガス不足を生ずることがないので
、発電量の増加速度を従来のそれより速めることが可能
となる。
供給および燃料電池への燃料ガス、空気等の反応ガス供
給の増加指令を先行して行い、この増加指令に基づき燃
料電池に供給される燃料ガスが実際に増加しはじめるに
要する遅れ時間に相応する所定時間経過後、変換器に発
電量の増加指令を出すようその制御方法を構成したこと
により、従来増加指令を同時に出すことによって生じた
ガス不足が排除され、ガス不足に付随して生ずる電解液
中水分の電気分解が回避され、燃料電池の劣化を防止で
きる。また、燃料ガスの増加率に比例して発電量を増加
させるよう制御してもガス不足を生ずることがないので
、発電量の増加速度を従来のそれより速めることが可能
となる。
また、反応ガス通路が長い燃料電池においては、反応ガ
ス通路全体に反応ガスが行き渡るに要する時間を所定時
間として発電量増加指令を出すとともに、発電量および
反応ガス量を累進的に増加するよう指令することにより
、発電量の増加に要する時間をガス不足を生ずることな
く短縮することができる。
ス通路全体に反応ガスが行き渡るに要する時間を所定時
間として発電量増加指令を出すとともに、発電量および
反応ガス量を累進的に増加するよう指令することにより
、発電量の増加に要する時間をガス不足を生ずることな
く短縮することができる。
以下この発明方法を実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例方法を実現するための装置の
概略構成図、第２図は実施例方法を示す説明図であり、
従来技術と同じ部分には同一参照符号を用いることによ
り詳細な説明を省略する。
概略構成図、第２図は実施例方法を示す説明図であり、
従来技術と同じ部分には同一参照符号を用いることによ
り詳細な説明を省略する。
図において、制御装置４の発電量の増加指令の出力側に
は遅延手段３４が設けられ、原料増加指令２１および燃
料ガス１２および空気からなる反応ガスの供給増加指令
２２より所定時間遅れて発電量増加指令３３が変換器３
に向けて出力され、変換器３からフィードバックされる
発電量の検出信号３３Ｂとの整合演算が制御回路で行わ
れることにより発電量の増加速度がほぼ一定に制御され
る。
は遅延手段３４が設けられ、原料増加指令２１および燃
料ガス１２および空気からなる反応ガスの供給増加指令
２２より所定時間遅れて発電量増加指令３３が変換器３
に向けて出力され、変換器３からフィードバックされる
発電量の検出信号３３Ｂとの整合演算が制御回路で行わ
れることにより発電量の増加速度がほぼ一定に制御され
る。
すなわち、第２図において、時刻ｔ０で燃料供給増加指
令２１および２２が出力されたと仮定する。原料増加指
令２１に基づいて増加した原料が改質系で燃料ガスに改
質されて反応ガス供給増加指令２２に基づいて燃料電池
２に流入するまでの遅延時間を経過した時刻ｔ、で燃料
電池２の供給ガス量１２が立上がり、改質系の過渡応答
速度によって決まる一定の増加率に基づいて燃料ガスの
供給量が破線で示す曲線のように立上がり、時刻ｔ２で
指令値に到達する。変換器への発電量増加指令３３は時
刻りで出力され、発電量１３は増加指令３４に遅滞なく
追随して実線で示す曲線のように供給ガス量の増加に相
応した一定の上昇率で上昇し、時刻ｔ、で供給ガス量と
ほとんど同時に指令値に到達する。
令２１および２２が出力されたと仮定する。原料増加指
令２１に基づいて増加した原料が改質系で燃料ガスに改
質されて反応ガス供給増加指令２２に基づいて燃料電池
２に流入するまでの遅延時間を経過した時刻ｔ、で燃料
電池２の供給ガス量１２が立上がり、改質系の過渡応答
速度によって決まる一定の増加率に基づいて燃料ガスの
供給量が破線で示す曲線のように立上がり、時刻ｔ２で
指令値に到達する。変換器への発電量増加指令３３は時
刻りで出力され、発電量１３は増加指令３４に遅滞なく
追随して実線で示す曲線のように供給ガス量の増加に相
応した一定の上昇率で上昇し、時刻ｔ、で供給ガス量と
ほとんど同時に指令値に到達する。
上述の制御方法により、燃料ガスおよび発電量の制御が
行われることにより、供給ガス量曲線と発電量曲線とを
互いにほぼ平行する形で変化させることが可能となるの
で、ガス不足の発生が回避され、したがって電解液中水
分の電気分解と、これに起因して生ずる燃料電池構成材
料の劣化が阻止され、燃料電池の長期信顛性を向上する
ことができる。また、使用済燃料ガス１２Ｅ中の残存水
素ガス量が過剰になることを防止できるので、余剰水素
が改質系の熱源として無駄に消費されることによって生
ずる燃料電池発電装置の総合効率の低下を防止できる。
行われることにより、供給ガス量曲線と発電量曲線とを
互いにほぼ平行する形で変化させることが可能となるの
で、ガス不足の発生が回避され、したがって電解液中水
分の電気分解と、これに起因して生ずる燃料電池構成材
料の劣化が阻止され、燃料電池の長期信顛性を向上する
ことができる。また、使用済燃料ガス１２Ｅ中の残存水
素ガス量が過剰になることを防止できるので、余剰水素
が改質系の熱源として無駄に消費されることによって生
ずる燃料電池発電装置の総合効率の低下を防止できる。
さらに、発電量の増加率を抑えて行う従来方法に比べて
、指令発電量に到達する時点を従来の時刻ｔ、から時刻
ｔ８に短縮することも可能であり、燃料電池の過渡応答
速度を向上できる利点が得られる。
、指令発電量に到達する時点を従来の時刻ｔ、から時刻
ｔ８に短縮することも可能であり、燃料電池の過渡応答
速度を向上できる利点が得られる。
第３図はこの発明の異なる実施例方法を示す説明図であ
り、反応ガス通路の長い大型の燃料電池への適用例を示
したものであり、第１図と同様に構成された装置が用い
られる０図において、発電量の設定器５の設定信号に基
づき、制御装置４が原料供給増加指令２１および反応ガ
ス供給増加指令２２を時刻ｔ、で燃料改質系１および燃
料電池２に向けて出力するが、その増加率は前述の実施
例と異なり、供給量が累進的に増加するよう制御される
。
り、反応ガス通路の長い大型の燃料電池への適用例を示
したものであり、第１図と同様に構成された装置が用い
られる０図において、発電量の設定器５の設定信号に基
づき、制御装置４が原料供給増加指令２１および反応ガ
ス供給増加指令２２を時刻ｔ、で燃料改質系１および燃
料電池２に向けて出力するが、その増加率は前述の実施
例と異なり、供給量が累進的に増加するよう制御される
。
原料増加指令２１に基づいて増加した原料が改質系で燃
料ガスに改質されて、反応ガス供給増加指令２２に基づ
いて燃料電池２に流入し、電極部の反応ガスの通路に行
き渡るまでの遅延時間を経過した時刻ｔ１．で、燃料電
池２の供給ガス量１２が立ち上がり、改質系の過渡応答
速度とその時の燃料ガスが燃料電池２の電極部の反応ガ
ス通路に行き渡る時間によって決まる増加率に基づいて
、燃料ガスの供給が破線で示す曲線のように燃料ガス量
が多くなるに従い急峻な立ち上がりとなり、時刻ｔ２゜
で指令値に到達する。変換器への発電量増加指令３３は
時刻ｔ、。で出力され、発電量１３は増加指令３４に遅
滞なく追随して実線のように供給ガス量の増加に相応し
た上昇率で急上昇し、時刻１．。で供給ガス量と殆ど同
時に指令値に到達する。
料ガスに改質されて、反応ガス供給増加指令２２に基づ
いて燃料電池２に流入し、電極部の反応ガスの通路に行
き渡るまでの遅延時間を経過した時刻ｔ１．で、燃料電
池２の供給ガス量１２が立ち上がり、改質系の過渡応答
速度とその時の燃料ガスが燃料電池２の電極部の反応ガ
ス通路に行き渡る時間によって決まる増加率に基づいて
、燃料ガスの供給が破線で示す曲線のように燃料ガス量
が多くなるに従い急峻な立ち上がりとなり、時刻ｔ２゜
で指令値に到達する。変換器への発電量増加指令３３は
時刻ｔ、。で出力され、発電量１３は増加指令３４に遅
滞なく追随して実線のように供給ガス量の増加に相応し
た上昇率で急上昇し、時刻１．。で供給ガス量と殆ど同
時に指令値に到達する。
反応ガス通路が長大化することにより、反応ガスが反応
ガス通路全体に行き渡るまでに要する時間１．、−１・
は、前述の実施例におけるＬ＋ Ｌｅより長くなるが
、反応ガスおよび発電量を累進的に増加することにより
、発電量の増加に要する時間ｔ８゜−ｔ６．を短縮でき
るので、発電量の増加指令が出されてから、発電量が指
令値に到達するまでの全体の時間の遅延を防止すること
ができる。また、反応ガス通路全体に反応ガスが行き渡
った時点で、反応ガス量の上昇速度に見合う発電量の増
加指令を行うので、ガス不足の発生をほぼ完全に回避す
ることができる。
ガス通路全体に行き渡るまでに要する時間１．、−１・
は、前述の実施例におけるＬ＋ Ｌｅより長くなるが
、反応ガスおよび発電量を累進的に増加することにより
、発電量の増加に要する時間ｔ８゜−ｔ６．を短縮でき
るので、発電量の増加指令が出されてから、発電量が指
令値に到達するまでの全体の時間の遅延を防止すること
ができる。また、反応ガス通路全体に反応ガスが行き渡
った時点で、反応ガス量の上昇速度に見合う発電量の増
加指令を行うので、ガス不足の発生をほぼ完全に回避す
ることができる。
この発明は前述のように、燃料電池の発電量の増加要求
に対して、燃料ガス等の供給増加指令を先行し、燃料電
池への反応ガス流入量が増加するに要する所定時間後、
発電量増加指令を変換器に向けて出力するよう制御方法
を構成した。その結果、従来技術で問題となった燃料ガ
スのガス不足が排除され、不足した水素を燃料電池が電
解液中水分を電気分解して作り出すという作用が阻止さ
れ、電解液濃度が上昇することによって生ずる燃料電池
構成材料の劣化が回避される。また、燃料ガス供給量の
増加に比例して発電量を増す制御が可能となり、余剰水
素の発生が抑えられることにより、燃料電池発電装置の
総合効率を向上できる利点が得られる。ことに、交流電
力系統に並列接続される燃料電池発電装置においては、
燃料電池に速い応答速度を求める要求度が単独運転され
る装置のそれに比べて低いので、燃料電池の劣化が抑制
されることによって燃料電池の長寿命化と、これに基づ
く経済性の向上に貢献できる利点が得られる。
に対して、燃料ガス等の供給増加指令を先行し、燃料電
池への反応ガス流入量が増加するに要する所定時間後、
発電量増加指令を変換器に向けて出力するよう制御方法
を構成した。その結果、従来技術で問題となった燃料ガ
スのガス不足が排除され、不足した水素を燃料電池が電
解液中水分を電気分解して作り出すという作用が阻止さ
れ、電解液濃度が上昇することによって生ずる燃料電池
構成材料の劣化が回避される。また、燃料ガス供給量の
増加に比例して発電量を増す制御が可能となり、余剰水
素の発生が抑えられることにより、燃料電池発電装置の
総合効率を向上できる利点が得られる。ことに、交流電
力系統に並列接続される燃料電池発電装置においては、
燃料電池に速い応答速度を求める要求度が単独運転され
る装置のそれに比べて低いので、燃料電池の劣化が抑制
されることによって燃料電池の長寿命化と、これに基づ
く経済性の向上に貢献できる利点が得られる。
また、燃料電池の発電量の増加要求に対して、燃料ガス
など急増する供給増加指令を先行し、燃料電池への反応
ガス流入量が増加するに要する時間とその反応ガスが燃
料電池の電極部の反応ガス通路に行き渡る時間後、反応
ガスの増加に比例した発電量増加指令を変換器に対して
行うよう構成した場合には、長い反応ガス通路を有する
大型燃料電池の発電量増加制御を最短の時間でガス不足
を生ずることなく行うことができる。
など急増する供給増加指令を先行し、燃料電池への反応
ガス流入量が増加するに要する時間とその反応ガスが燃
料電池の電極部の反応ガス通路に行き渡る時間後、反応
ガスの増加に比例した発電量増加指令を変換器に対して
行うよう構成した場合には、長い反応ガス通路を有する
大型燃料電池の発電量増加制御を最短の時間でガス不足
を生ずることなく行うことができる。
第１図はこの発明の実施例方法を説明するための装置の
概略説明図、第２図は実施例方法を示す説明図、第３図
はこの発明の異なる実施例方法を示す説明図、第４図は
従来装置を示す構成図、第５図は従来方法を示す説明図
である。 ｌ：燃料改質系、２：燃料電池、３：変換器、４：制御
装置、５：発電量設定器、ＩＩＡ Ｆ原燃料、１１Ｂ 水蒸気、 １２：燃料ガス、 １３：電気出力 （発 電量） ２１：原料供給増加指令、 ２２：反応ガス供 給増加指令、 ２３゜ ３３： 発電量増加指令、 ３４： 遅延 鳥３閃 第１ 図 ｏ ｔ４ ｚ 時用− 烹Ｚ 図 ／２Ｅ 第４ ｔｏｔ＋なｔ３ Ｂ刑箱− 吊 ス
概略説明図、第２図は実施例方法を示す説明図、第３図
はこの発明の異なる実施例方法を示す説明図、第４図は
従来装置を示す構成図、第５図は従来方法を示す説明図
である。 ｌ：燃料改質系、２：燃料電池、３：変換器、４：制御
装置、５：発電量設定器、ＩＩＡ Ｆ原燃料、１１Ｂ 水蒸気、 １２：燃料ガス、 １３：電気出力 （発 電量） ２１：原料供給増加指令、 ２２：反応ガス供 給増加指令、 ２３゜ ３３： 発電量増加指令、 ３４： 遅延 鳥３閃 第１ 図 ｏ ｔ４ ｚ 時用− 烹Ｚ 図 ／２Ｅ 第４ ｔｏｔ＋なｔ３ Ｂ刑箱− 吊 ス
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）燃料電池発電装置の発電量増加指令を受けて発電量
を増加させる場合の制御方法であって、改質系への原料
供給および燃料電池への反応ガス供給の増加指令を先行
して行い、所定時間経過後燃料電池の発電量の増加指令
を直流交流変換器に対して行うことを特徴とする燃料電
池発電装置の制御方法。 ２）所定時間が燃料電池への反応ガス流入量が増加する
に要する時間と、その反応ガスが燃料電池の各単位電池
の反応ガス通路に行き渡るに要する時間との和に相応す
る時間であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池
発電装置の制御方法。 ３）発電量の制御が発電量および反応ガス量の累進的増
加を指令する指令信号によってなされることを特徴とす
る請求項１記載の燃料電池発電装置の制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20405288 | 1988-08-17 | ||
| JP63-204052 | 1988-08-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168571A true JPH02168571A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=16483952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173428A Pending JPH02168571A (ja) | 1988-08-17 | 1989-07-05 | 燃料電池発電装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168571A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05251101A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置およびその運転起動方法 |
| JPH06231790A (ja) * | 1993-02-04 | 1994-08-19 | Youyuu Tansanengata Nenryo Denchi Hatsuden Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai | 溶融炭酸塩型燃料電池用燃料供給方法 |
| JP2009163940A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 |
| JP2014182884A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
| CN113997831A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-02-01 | 博雷顿科技有限公司 | 一种氢电混动汽车燃料电池功率输出控制方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60241667A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池の負荷制御装置 |
| JPS6438969A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-09 | Fuji Electric Co Ltd | Control of fuel cell |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP1173428A patent/JPH02168571A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60241667A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池の負荷制御装置 |
| JPS6438969A (en) * | 1987-08-03 | 1989-02-09 | Fuji Electric Co Ltd | Control of fuel cell |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05251101A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置およびその運転起動方法 |
| JPH06231790A (ja) * | 1993-02-04 | 1994-08-19 | Youyuu Tansanengata Nenryo Denchi Hatsuden Syst Gijutsu Kenkyu Kumiai | 溶融炭酸塩型燃料電池用燃料供給方法 |
| JP2009163940A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムおよび燃料電池システムの制御方法 |
| JP2014182884A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池システム |
| CN113997831A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-02-01 | 博雷顿科技有限公司 | 一种氢电混动汽车燃料电池功率输出控制方法 |
| CN113997831B (zh) * | 2021-12-03 | 2024-02-27 | 博雷顿科技股份公司 | 一种氢电混动汽车燃料电池功率输出控制方法 |
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