JPH1131521A - 燃料電池システムおよび電力負荷予測装置 - Google Patents
燃料電池システムおよび電力負荷予測装置Info
- Publication number
- JPH1131521A JPH1131521A JP10123173A JP12317398A JPH1131521A JP H1131521 A JPH1131521 A JP H1131521A JP 10123173 A JP10123173 A JP 10123173A JP 12317398 A JP12317398 A JP 12317398A JP H1131521 A JPH1131521 A JP H1131521A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power load
- fuel
- load
- fuel cell
- electric power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の燃料電池システムには、負荷追従性あ
るいは安全性の点でより優れた性能が要求されていた。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、電
力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器１２０
と、燃料電池本体１３０で構成されている。これによ
り、負荷予測情報１８２を用いて改質器１２０の改質燃
料生成量を調整し、負荷変動への優れた追従性を実現で
きる。
るいは安全性の点でより優れた性能が要求されていた。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、電
力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器１２０
と、燃料電池本体１３０で構成されている。これによ
り、負荷予測情報１８２を用いて改質器１２０の改質燃
料生成量を調整し、負荷変動への優れた追従性を実現で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池の発電電
力を利用する燃料電池システムの電力負荷追従性の向上
に関するものである。
力を利用する燃料電池システムの電力負荷追従性の向上
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開昭５７−２１２７７６などに
示される燃料電池システムは、図６のように構成されて
いる。
示される燃料電池システムは、図６のように構成されて
いる。
【０００３】このシステムは、改質装置３０で原料ガス
から水素リッチな燃料ガスを作り、燃料電池本体１０の
アノード極へ燃料ガスを送り、水素とカソード極１２に
供給した酸素を反応させて電力と排熱を取り出す。そし
て、排燃料ガス中の残留水素は、改質装置１０を加熱す
るバーナ５１の燃料として利用する。
から水素リッチな燃料ガスを作り、燃料電池本体１０の
アノード極へ燃料ガスを送り、水素とカソード極１２に
供給した酸素を反応させて電力と排熱を取り出す。そし
て、排燃料ガス中の残留水素は、改質装置１０を加熱す
るバーナ５１の燃料として利用する。
【０００４】電力負荷の上昇により有効電力検出部７１
の出力が増加すると、演算部７０はこれに見合った弁開
度設定値を演算して流量調節器Ｃ４を介して燃料ガス流
量調整弁Ｖ４の弁開度を大きくする。
の出力が増加すると、演算部７０はこれに見合った弁開
度設定値を演算して流量調節器Ｃ４を介して燃料ガス流
量調整弁Ｖ４の弁開度を大きくする。
【０００５】これと同時にバーナ燃料調整弁Ｖ６の流量
調節器Ｃ６には弁Ｖ６の弁開度を小さくするような設定
値が供給され、この結果バーナ５１にはより多くの燃料
が送られて改質装置の出力を増すような制御が行われ
る。
調節器Ｃ６には弁Ｖ６の弁開度を小さくするような設定
値が供給され、この結果バーナ５１にはより多くの燃料
が送られて改質装置の出力を増すような制御が行われ
る。
【０００６】この際、燃料電池の燃料室圧力は過差圧防
止などの目的から定値制御されるため、圧力調整弁Ｖ５
の制御の結果バーナ燃料流量が変化するが、これは流量
調節器Ｃ６にて流量測定部Ｑ６からの帰還信号により微
調整される。
止などの目的から定値制御されるため、圧力調整弁Ｖ５
の制御の結果バーナ燃料流量が変化するが、これは流量
調節器Ｃ６にて流量測定部Ｑ６からの帰還信号により微
調整される。
【０００７】つまり従来の技術は、検出した電力負荷に
したがって燃料の供給量、バーナでの発生熱量を調整す
ることで、電力負荷の変動に追従する方式であった。
したがって燃料の供給量、バーナでの発生熱量を調整す
ることで、電力負荷の変動に追従する方式であった。
【０００８】あるいは、構成が簡素な負荷追従性の向上
手段として特開昭５７−１８００８２のような、改質器
から燃料電池本体の間に改質燃料タンクを設けて改質燃
料を蓄積することで負荷変動に追従する方式が提案され
ている。
手段として特開昭５７−１８００８２のような、改質器
から燃料電池本体の間に改質燃料タンクを設けて改質燃
料を蓄積することで負荷変動に追従する方式が提案され
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の検出した電力負荷にしたがって燃料の供給量を調整
するという方式では、負荷上昇の際には発電量を増やし
ながら改質装置の出力を上げていくため、急激な負荷変
動に対する追従性には限界がある。
来の検出した電力負荷にしたがって燃料の供給量を調整
するという方式では、負荷上昇の際には発電量を増やし
ながら改質装置の出力を上げていくため、急激な負荷変
動に対する追従性には限界がある。
【００１０】また、改質燃料タンクを設け負荷変動に追
従する方式では、大きな負荷変動に追従するには大量の
改質燃料を蓄積する必要があり、他の燃料に比べ爆発な
どの危険性が高い改質燃料を、常に必要量以上貯蔵して
おくことになるため、より安全性の高い方式が望まれ
る。
従する方式では、大きな負荷変動に追従するには大量の
改質燃料を蓄積する必要があり、他の燃料に比べ爆発な
どの危険性が高い改質燃料を、常に必要量以上貯蔵して
おくことになるため、より安全性の高い方式が望まれ
る。
【００１１】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、負荷追従性あるいは安全性においてより優
れた燃料電池システムの提供を目的とする。
ものであり、負荷追従性あるいは安全性においてより優
れた燃料電池システムの提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電力負荷予測装置と、電力負荷予測装置の
出力に従って能力調整する改質手段を備えたものであ
る。
に本発明は、電力負荷予測装置と、電力負荷予測装置の
出力に従って能力調整する改質手段を備えたものであ
る。
【００１３】また、電力負荷予測装置は、過去の電力負
荷実績，暦情報，天候および気象条件に関する情報，対
象域内の人の在不在情報，電力を消費する装置の運転情
報，対象域内の人の在不在に関する予定情報，電力を消
費する装置の運転に関する予定情報のいずれかを用いて
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷を予測するものである。
荷実績，暦情報，天候および気象条件に関する情報，対
象域内の人の在不在情報，電力を消費する装置の運転情
報，対象域内の人の在不在に関する予定情報，電力を消
費する装置の運転に関する予定情報のいずれかを用いて
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷を予測するものである。
【００１４】これにより、優れた負荷追従性を得ること
ができる。
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、電力負
荷を予測する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱さ
れ原燃料から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電
力負荷予測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改
質燃料生成量を調整するものである。
荷を予測する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱さ
れ原燃料から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電
力負荷予測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改
質燃料生成量を調整するものである。
【００１６】これにより、電力負荷を予測し、必要な量
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
【００１７】請求項２に記載の発明は、電力負荷を予測
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、電力負荷に見合った発電を行
い、余剰の改質燃料を改質手段の加熱に使用する。
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、電力負荷に見合った発電を行
い、余剰の改質燃料を改質手段の加熱に使用する。
【００１８】これにより、電力負荷を予測し、必要な量
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
【００１９】さらに、余剰の改質燃料を改質手段の加熱
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
【００２０】請求項３に記載の発明は、電力負荷を予測
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、電力負荷に見合った発電を行
い、余剰の改質燃料を改質燃料貯蔵手段に貯蔵する。
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、電力負荷に見合った発電を行
い、余剰の改質燃料を改質燃料貯蔵手段に貯蔵する。
【００２１】これにより、電力負荷を予測し、必要な量
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
【００２２】さらに、余剰の改質燃料を改質燃料貯蔵手
段に貯蔵することで、発電量に対して改質燃料が供給過
剰となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
段に貯蔵することで、発電量に対して改質燃料が供給過
剰となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
【００２３】また、電力負荷を予測し、必要な量の改質
燃料を得るよう改質手段の能力を調整することで、常時
多量の改質燃料を貯える必要がなく安全性の向上が図れ
る。
燃料を得るよう改質手段の能力を調整することで、常時
多量の改質燃料を貯える必要がなく安全性の向上が図れ
る。
【００２４】請求項４に記載の発明は、電力負荷を予測
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、酸化ガス中の酸素量を調整し
て電力負荷に見合った発電を行い、改質燃料排気中に含
まれる余剰の改質燃料を改質手段の加熱に使用する。
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、酸化ガス中の酸素量を調整し
て電力負荷に見合った発電を行い、改質燃料排気中に含
まれる余剰の改質燃料を改質手段の加熱に使用する。
【００２５】これにより、電力負荷を予測し、必要な量
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
【００２６】さらに、余剰の改質燃料を改質手段の加熱
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
【００２７】請求項５に記載の発明は、電力負荷を予測
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、酸化ガス中の酸素量を調整し
て電力負荷に見合った発電を行い、余剰の改質燃料の一
部を改質手段の加熱に直接使用する。
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、酸化ガス中の酸素量を調整し
て電力負荷に見合った発電を行い、余剰の改質燃料の一
部を改質手段の加熱に直接使用する。
【００２８】これにより、電力負荷を予測し、必要な量
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
【００２９】さらに、余剰の改質燃料を改質手段の加熱
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ、
改質燃料を直接使用することで燃焼の安定性を向上させ
ることができる。
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ、
改質燃料を直接使用することで燃焼の安定性を向上させ
ることができる。
【００３０】請求項６に記載の発明は、電力負荷を予測
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、酸化ガス排気を利用して酸化
ガス中の酸素量を調整し、電力負荷に見合った発電を行
い、改質燃料排気中に含まれる余剰の改質燃料を改質手
段の加熱に使用する。
する電力負荷予測装置と、適正な温度に加熱され原燃料
から改質燃料を生成する改質手段とを備え、電力負荷予
測装置の負荷予測情報に基づいて改質手段の改質燃料生
成量を調整するとともに、酸化ガス排気を利用して酸化
ガス中の酸素量を調整し、電力負荷に見合った発電を行
い、改質燃料排気中に含まれる余剰の改質燃料を改質手
段の加熱に使用する。
【００３１】これにより、電力負荷を予測し、必要な量
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
の改質燃料を得るよう改質手段の能力を調整すること
で、電力負荷が変動した際に優れた追従性を実現でき
る。
【００３２】さらに、余剰の改質燃料を改質手段の加熱
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
に使用することで、発電量に対して改質燃料が供給過剰
となる場合の燃料利用効率の低下を抑えることができ
る。
【００３３】また、酸化ガス中の酸素量を調整すること
で、燃料電池本体内の改質燃料と酸化ガスの圧力バラン
スをとることが容易となり、燃料電池システムの信頼性
の向上を図ることができる。
で、燃料電池本体内の改質燃料と酸化ガスの圧力バラン
スをとることが容易となり、燃料電池システムの信頼性
の向上を図ることができる。
【００３４】請求項７に記載の発明は、電力負荷実績を
基に電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、
電力負荷を予測するものである。
基に電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、
電力負荷を予測するものである。
【００３５】これにより、個々のシステムに特有な電力
負荷の変動パターンをスケジュールモデルに取り入れる
ことが可能となり、電力負荷予測の精度を向上させるこ
とができる。
負荷の変動パターンをスケジュールモデルに取り入れる
ことが可能となり、電力負荷予測の精度を向上させるこ
とができる。
【００３６】請求項８に記載の発明は、暦情報を用いて
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷を予測するものである。
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷を予測するものである。
【００３７】これにより、月日，曜日，平日と休日とい
った暦の特徴に起因して生じる電力負荷の変動パターン
をスケジュールモデルに取り入れることが可能となり、
電力負荷予測の精度を向上させることができる。
った暦の特徴に起因して生じる電力負荷の変動パターン
をスケジュールモデルに取り入れることが可能となり、
電力負荷予測の精度を向上させることができる。
【００３８】請求項９に記載の発明は、電力供給域内の
天候および気象条件に関する情報に基づいて電力負荷ス
ケジュールモデルを作成または修正し、電力負荷を予測
するものである。
天候および気象条件に関する情報に基づいて電力負荷ス
ケジュールモデルを作成または修正し、電力負荷を予測
するものである。
【００３９】これにより、日射量，降水量，降雪量，積
雪量，気温，湿度など天候および気象条件に起因して生
じる電力負荷の変動パターンをスケジュールモデルに取
り入れることが可能となり、電力負荷予測の精度を向上
させることができる。
雪量，気温，湿度など天候および気象条件に起因して生
じる電力負荷の変動パターンをスケジュールモデルに取
り入れることが可能となり、電力負荷予測の精度を向上
させることができる。
【００４０】請求項１０に記載の発明は、電力供給域内
の人の在不在情報を用いて電力負荷スケジュールモデル
を作成または修正し、電力負荷の変動を予測するもので
ある。
の人の在不在情報を用いて電力負荷スケジュールモデル
を作成または修正し、電力負荷の変動を予測するもので
ある。
【００４１】これにより、人の在不在に起因して生じる
電力負荷の変動パターンをスケジュールモデルに取り入
れることが可能となり、電力負荷予測の精度を向上させ
ることができる。
電力負荷の変動パターンをスケジュールモデルに取り入
れることが可能となり、電力負荷予測の精度を向上させ
ることができる。
【００４２】請求項１１に記載の発明は、電力供給域内
の電力を消費する装置の運転情報を用いて電力負荷スケ
ジュールモデルを作成または修正し、電力負荷の変動を
予測するものである。
の電力を消費する装置の運転情報を用いて電力負荷スケ
ジュールモデルを作成または修正し、電力負荷の変動を
予測するものである。
【００４３】これにより、電力を消費する装置の運転状
況に起因して生じる電力負荷の変動パターンをスケジュ
ールモデルに取り入れることが可能となり、電力負荷予
測の精度を向上させることができる。
況に起因して生じる電力負荷の変動パターンをスケジュ
ールモデルに取り入れることが可能となり、電力負荷予
測の精度を向上させることができる。
【００４４】請求項１２に記載の発明は、電力供給域内
の人の在不在に関する予定情報を用いて電力負荷スケジ
ュールモデルを作成または修正し、電力負荷を予測する
ものである。
の人の在不在に関する予定情報を用いて電力負荷スケジ
ュールモデルを作成または修正し、電力負荷を予測する
ものである。
【００４５】これにより、人の在不在についての情報を
事前に取得することが可能となり、電力負荷予測の精度
をさらに向上させることができる。
事前に取得することが可能となり、電力負荷予測の精度
をさらに向上させることができる。
【００４６】請求項１３に記載の発明は、電力供給域内
の電力を消費する装置の運転に関する予定情報を用いて
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷の変動を予測するものである。
の電力を消費する装置の運転に関する予定情報を用いて
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷の変動を予測するものである。
【００４７】これにより、電力を消費する装置の運転状
況を事前に把握することが可能となり、電力負荷予測の
精度をさらに向上させることができる。
況を事前に把握することが可能となり、電力負荷予測の
精度をさらに向上させることができる。
【００４８】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００４９】（実施例１）実施例１は図１に示す様に、
電力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器１２
０と、燃料電池本体１３０で構成されている。
電力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器１２
０と、燃料電池本体１３０で構成されている。
【００５０】電力負荷予測装置１１０では、暦情報など
からなる情報１８１と実負荷情報１８４を受けてモデル
作成部１１１で電力負荷スケジュールモデル１１６を作
成または修正し、モデル記憶部１１２に記憶する。
からなる情報１８１と実負荷情報１８４を受けてモデル
作成部１１１で電力負荷スケジュールモデル１１６を作
成または修正し、モデル記憶部１１２に記憶する。
【００５１】情報１９４は、天候および気象条件に関す
る情報，電力供給域内の人の在不在情報，電力を消費す
る装置の運転情報，電力供給域内の人の在不在に関する
予定情報，電力を消費する装置の運転に関する予定情報
などで構成されている。
る情報，電力供給域内の人の在不在情報，電力を消費す
る装置の運転情報，電力供給域内の人の在不在に関する
予定情報，電力を消費する装置の運転に関する予定情報
などで構成されている。
【００５２】そして、予測情報生成部１１３は電力負荷
スケジュールモデル１１６を参照し、情報１９４を用い
て補正を加え、所定時刻後の予測負荷を負荷予測情報１
８２として送る。
スケジュールモデル１１６を参照し、情報１９４を用い
て補正を加え、所定時刻後の予測負荷を負荷予測情報１
８２として送る。
【００５３】実負荷情報１８４を用いれば、電力負荷ス
ケジュールモデル１１６を作成することができ、作成し
た電力負荷スケジュールモデルを実負荷と比較して修正
を加えれば、よりモデルの精度向上が図れる。
ケジュールモデル１１６を作成することができ、作成し
た電力負荷スケジュールモデルを実負荷と比較して修正
を加えれば、よりモデルの精度向上が図れる。
【００５４】月日，曜日，平日と休日の区別，時刻など
暦に関する情報と、実負荷情報１８４を関連づけること
により、電力供給対象域固有の暦に対する電力負荷スケ
ジュールの特徴を考慮した電力負荷スケジュールモデル
を作成することができる。つまり、空調負荷への季節の
影響や、設備や装置の稼働状況といった電力負荷の傾向
を暦という現在の状況とは直接関係のない大まかな分類
で特徴づけることができるのである。
暦に関する情報と、実負荷情報１８４を関連づけること
により、電力供給対象域固有の暦に対する電力負荷スケ
ジュールの特徴を考慮した電力負荷スケジュールモデル
を作成することができる。つまり、空調負荷への季節の
影響や、設備や装置の稼働状況といった電力負荷の傾向
を暦という現在の状況とは直接関係のない大まかな分類
で特徴づけることができるのである。
【００５５】また、日射量，降水量，降雪量，積雪量，
気温，湿度などの天候および気象条件に関する情報と、
実負荷情報１８４を関連づけることにより、空調や照明
などの設備の稼働状況を間接的に推測し、電力負荷を予
測することができる。
気温，湿度などの天候および気象条件に関する情報と、
実負荷情報１８４を関連づけることにより、空調や照明
などの設備の稼働状況を間接的に推測し、電力負荷を予
測することができる。
【００５６】また、どこに何人の人がいるというよう
な、対象域内の人の在不在情報と、実負荷情報１８４を
関連づけることにより、人の在不在から生じる電力負荷
を予測することができる。実際に電力負荷が生じるの
は、多くの場合人が存在するからであり、人の存在状況
で空調や照明などの設備の稼働状況が変化するからであ
る。
な、対象域内の人の在不在情報と、実負荷情報１８４を
関連づけることにより、人の在不在から生じる電力負荷
を予測することができる。実際に電力負荷が生じるの
は、多くの場合人が存在するからであり、人の存在状況
で空調や照明などの設備の稼働状況が変化するからであ
る。
【００５７】また、空調機や厨房設備、あるいは照明器
や他の設備の稼働率など、電力を消費する装置の運転情
報と実負荷情報１８４を関連づけることにより、電力を
消費する装置の運転状況の違いから生じる電力負荷を予
測することができる。これによれば、空調機や照明その
他の設備の稼働状況を直接的に知るため、高い精度で電
力負荷を予測できる。
や他の設備の稼働率など、電力を消費する装置の運転情
報と実負荷情報１８４を関連づけることにより、電力を
消費する装置の運転状況の違いから生じる電力負荷を予
測することができる。これによれば、空調機や照明その
他の設備の稼働状況を直接的に知るため、高い精度で電
力負荷を予測できる。
【００５８】また、人の在不在に関する予定情報、例え
ばパーティーや会議などのイベント情報を用いれば、空
調や照明その他の設備の稼働状況を予測でき、電力負荷
を予測することができる。
ばパーティーや会議などのイベント情報を用いれば、空
調や照明その他の設備の稼働状況を予測でき、電力負荷
を予測することができる。
【００５９】また、電力を消費する装置の運転予定に関
する情報、例えば空調機のタイマー設定や設備の運転予
定などを直接知ることで電力負荷スケジュールの変化を
予測することができる。
する情報、例えば空調機のタイマー設定や設備の運転予
定などを直接知ることで電力負荷スケジュールの変化を
予測することができる。
【００６０】以上は電力供給域が、家庭や工場・オフィ
スもしくは特定地域である場合の電力負荷予測装置１１
０の説明であるが、車載用の燃料電池システムでも同様
の効果が期待できる。車の場合、電力を消費する装置は
空調機や照明の他に駆動用モーターがあることは言うま
でもない。
スもしくは特定地域である場合の電力負荷予測装置１１
０の説明であるが、車載用の燃料電池システムでも同様
の効果が期待できる。車の場合、電力を消費する装置は
空調機や照明の他に駆動用モーターがあることは言うま
でもない。
【００６１】そして、人の在不在に関する予定情報はバ
スなどで特に有効であり、電力を消費する装置の運転に
関する予定情報には、カーナビからの目的地までの道路
状況や渋滞情報、地図データを利用することも可能であ
る。
スなどで特に有効であり、電力を消費する装置の運転に
関する予定情報には、カーナビからの目的地までの道路
状況や渋滞情報、地図データを利用することも可能であ
る。
【００６２】改質器１２０では、燃料供給装置１２１が
負荷予測情報１８２と実負荷情報１８４に基づき、原燃
料の都市ガス１５１と水１５２を適切な割合で混合して
改質触媒部１２２へ必要な量だけ送るとともに、改質触
媒部１２２を加熱するのに使用する都市ガス１５４を加
熱部にあたるバーナー１２３へ送る。
負荷予測情報１８２と実負荷情報１８４に基づき、原燃
料の都市ガス１５１と水１５２を適切な割合で混合して
改質触媒部１２２へ必要な量だけ送るとともに、改質触
媒部１２２を加熱するのに使用する都市ガス１５４を加
熱部にあたるバーナー１２３へ送る。
【００６３】改質触媒部１２２では、触媒作用による都
市ガスの水蒸気改質が行われ、燃料ガス中のメタンを主
成分とする炭化水素は水素と二酸化炭素に分解されて改
質燃料１５３となる。都市ガスの水蒸気改質反応は約７
００℃から８００℃の雰囲気温度中でおこる吸熱反応で
あるため、改質触媒部１２２をバーナ１２３で加熱して
燃料ガスの供給量に見合う熱を得る。
市ガスの水蒸気改質が行われ、燃料ガス中のメタンを主
成分とする炭化水素は水素と二酸化炭素に分解されて改
質燃料１５３となる。都市ガスの水蒸気改質反応は約７
００℃から８００℃の雰囲気温度中でおこる吸熱反応で
あるため、改質触媒部１２２をバーナ１２３で加熱して
燃料ガスの供給量に見合う熱を得る。
【００６４】バーナー１２３では、都市ガス１５４とと
もに、改質燃料１５３の燃料電池モジュール１３１から
の排気である排気燃料１５５を燃焼させる。都市ガス１
５４の流量は、負荷予測情報１８２と実負荷情報１８４
に基づいて燃料供給装置１２１で決められ、排気燃料１
５５の量は、燃料供給装置１２１と燃料制御弁１３５と
外部排気制御弁１３６によって決められる。
もに、改質燃料１５３の燃料電池モジュール１３１から
の排気である排気燃料１５５を燃焼させる。都市ガス１
５４の流量は、負荷予測情報１８２と実負荷情報１８４
に基づいて燃料供給装置１２１で決められ、排気燃料１
５５の量は、燃料供給装置１２１と燃料制御弁１３５と
外部排気制御弁１３６によって決められる。
【００６５】燃料電池本体１３０では、水素を主とし二
酸化炭素や水蒸気を含んだ改質燃料１５３は、制御装置
１３３からの燃料制御信号１８５に応じて燃料制御弁１
３５により流量調整され、固体高分子膜を電解質とする
燃料電池モジュール１３１の水素極に供給される。
酸化炭素や水蒸気を含んだ改質燃料１５３は、制御装置
１３３からの燃料制御信号１８５に応じて燃料制御弁１
３５により流量調整され、固体高分子膜を電解質とする
燃料電池モジュール１３１の水素極に供給される。
【００６６】一方、エアポンプ１３２は、制御装置１３
３からの空気供給信号１８９の値に応じ、酸化ガスであ
る空気１７２を燃料電池モジュール１３１の空気極へ供
給する。空気１７２は、外気１７１に空気極から排出さ
れた空気の一部１７３を循環空気制御弁１３８で流量調
整して混合することで、酸素濃度が調整されている。
３からの空気供給信号１８９の値に応じ、酸化ガスであ
る空気１７２を燃料電池モジュール１３１の空気極へ供
給する。空気１７２は、外気１７１に空気極から排出さ
れた空気の一部１７３を循環空気制御弁１３８で流量調
整して混合することで、酸素濃度が調整されている。
【００６７】燃料電池モジュール１３１では、水素極に
供給された水素が水素イオンとなって電解質中を移動
し、空気極の酸素と反応して水となる。この際の水素イ
オンの移動が電流となって電力を取り出すことができ
る。
供給された水素が水素イオンとなって電解質中を移動
し、空気極の酸素と反応して水となる。この際の水素イ
オンの移動が電流となって電力を取り出すことができ
る。
【００６８】燃料電池モジュール１３１の水素極からの
排気には、未反応の残留水素が含まれており、配管分岐
１３９においてバーナー部１２３で使用する排気燃料１
５５と外部排気１５６とに分けられる。排気燃料１５５
と外部排気１５６の分配は、外部排気制御弁１３６の開
度を外部排気制御信号１８７で調整して行う。
排気には、未反応の残留水素が含まれており、配管分岐
１３９においてバーナー部１２３で使用する排気燃料１
５５と外部排気１５６とに分けられる。排気燃料１５５
と外部排気１５６の分配は、外部排気制御弁１３６の開
度を外部排気制御信号１８７で調整して行う。
【００６９】一方、空気極に供給された空気１７２は酸
素を失い排出され、供給空気中の酸素量を調整するため
配管分岐１４１で排気空気１７４と循環空気１７３に分
岐され、排気制御弁１３７と循環空気制御弁１３８によ
り、排気制御信号１８８および循環空気制御信号１８６
に従って適切に分配される。
素を失い排出され、供給空気中の酸素量を調整するため
配管分岐１４１で排気空気１７４と循環空気１７３に分
岐され、排気制御弁１３７と循環空気制御弁１３８によ
り、排気制御信号１８８および循環空気制御信号１８６
に従って適切に分配される。
【００７０】負荷検出器１３４は、実際の電力負荷を検
出して実負荷情報１８４をモデル作成部１１１、燃料供
給装置１２１、制御装置１３３へ送る。
出して実負荷情報１８４をモデル作成部１１１、燃料供
給装置１２１、制御装置１３３へ送る。
【００７１】制御装置１３３は、負荷予測情報１８２と
実負荷情報１８４に基づいて、発電量と、改質燃料と空
気の流量バランスと、排気燃料１５５と外部排気１５６
の分配、排気空気１７４と循環空気１７３の分配を調整
するため、燃料制御弁１３５、外部排気制御弁１３６、
エアポンプ１３２、排気制御弁１３７、循環空気制御弁
１３８を統括制御している。
実負荷情報１８４に基づいて、発電量と、改質燃料と空
気の流量バランスと、排気燃料１５５と外部排気１５６
の分配、排気空気１７４と循環空気１７３の分配を調整
するため、燃料制御弁１３５、外部排気制御弁１３６、
エアポンプ１３２、排気制御弁１３７、循環空気制御弁
１３８を統括制御している。
【００７２】実施例１では、制御装置１３３と改質器１
２０の燃料供給装置１２１との間で、直接に情報のやり
取りはないが、どちらも負荷予測情報１８２と実負荷情
報１８４に基づいて動作するため、連動して動作するこ
とになる。
２０の燃料供給装置１２１との間で、直接に情報のやり
取りはないが、どちらも負荷予測情報１８２と実負荷情
報１８４に基づいて動作するため、連動して動作するこ
とになる。
【００７３】制御の方法について、電力負荷スケジュー
ルモデル１１６が図４の時間ｔと出力Ｗのグラフの実太
線で示されるような場合を例に取り考えてみる。
ルモデル１１６が図４の時間ｔと出力Ｗのグラフの実太
線で示されるような場合を例に取り考えてみる。
【００７４】図４では、時間ｔと出力Ｗの関係、時間ｔ
と燃料流量の関係が示されており、時間ｔと出力Ｗの関
係の実太線が電力負荷スケジュールモデル１１６を示
し、両グラフの実線が実施例１に示す燃料電池システム
の出力あるいは燃料流量の変化、破線が従来の負荷変動
を検知して制御を行うシステムの出力あるいは燃料流量
の変化を示している。
と燃料流量の関係が示されており、時間ｔと出力Ｗの関
係の実太線が電力負荷スケジュールモデル１１６を示
し、両グラフの実線が実施例１に示す燃料電池システム
の出力あるいは燃料流量の変化、破線が従来の負荷変動
を検知して制御を行うシステムの出力あるいは燃料流量
の変化を示している。
【００７５】電力負荷スケジュールモデル１１６は時間
ｔ１にＰｏ１からＰｏ２へ急に上昇に対し、従来のシス
テムでは負荷変動を検出した時刻ｔ１から燃料流量・出
力を増やし始める。しかし、改質器における熱供給量が
急激には上がらないため必要な燃料流量を得るまでには
（ｔｔ２−ｔ１）の時間がかかり、出力の応答はＰｔ１
からＰｔ２の傾きで変化する。
ｔ１にＰｏ１からＰｏ２へ急に上昇に対し、従来のシス
テムでは負荷変動を検出した時刻ｔ１から燃料流量・出
力を増やし始める。しかし、改質器における熱供給量が
急激には上がらないため必要な燃料流量を得るまでには
（ｔｔ２−ｔ１）の時間がかかり、出力の応答はＰｔ１
からＰｔ２の傾きで変化する。
【００７６】本発明の実施例１は、実際に負荷上昇が生
じる時間ｔ１よりも前のｔｎ１から、燃料制御弁１３５
で燃料電池モジュール１３１に供給する改質燃料の量を
増し、燃料供給装置１２１の出力を増し始める。そし
て、燃料電池モジュール１３１内の圧力バランスを保つ
ためエアポンプ１３２の出力を増し、排気制御弁１３７
および循環空気制御弁１３８を制御して供給空気中の酸
素量を調整して、供給燃料の増加による電力出力の増加
を抑えバーナー部１２３の発熱量を増やして、燃料供給
量をさらに増加させる。
じる時間ｔ１よりも前のｔｎ１から、燃料制御弁１３５
で燃料電池モジュール１３１に供給する改質燃料の量を
増し、燃料供給装置１２１の出力を増し始める。そし
て、燃料電池モジュール１３１内の圧力バランスを保つ
ためエアポンプ１３２の出力を増し、排気制御弁１３７
および循環空気制御弁１３８を制御して供給空気中の酸
素量を調整して、供給燃料の増加による電力出力の増加
を抑えバーナー部１２３の発熱量を増やして、燃料供給
量をさらに増加させる。
【００７７】従って、発電量を増しながら燃料供給量を
増すよりも速やかに（ｔｎ２−ｔｎ１）の短時間で燃料
供給量を必要量にすることができる。
増すよりも速やかに（ｔｎ２−ｔｎ１）の短時間で燃料
供給量を必要量にすることができる。
【００７８】そして、電力供給は燃料供給量を増やした
のち空気量を調整しＰｎ１からＰｎ２へ最大速度で立ち
上げることで、負荷上昇時に優れた応答性を得ることが
できる。
のち空気量を調整しＰｎ１からＰｎ２へ最大速度で立ち
上げることで、負荷上昇時に優れた応答性を得ることが
できる。
【００７９】さらに、電力負荷スケジュールモデル１１
６の時間ｔ３からｔｔ４におけるＰｏ３からＰｏ４へ急
な負荷減少に対して、従来のシステムでは負荷減少を検
出した時間ｔ３から最大速度でＰｔ３からＰｔ４に出力
を減少させる。従って、システムの遅れに相当する分だ
け余剰な電力が発生する。
６の時間ｔ３からｔｔ４におけるＰｏ３からＰｏ４へ急
な負荷減少に対して、従来のシステムでは負荷減少を検
出した時間ｔ３から最大速度でＰｔ３からＰｔ４に出力
を減少させる。従って、システムの遅れに相当する分だ
け余剰な電力が発生する。
【００８０】本発明の実施例１では、実際に負荷減少が
生じる時間ｔ３よりも前のｔｎ３から燃料供給装置１２
１の出力つまり燃料供給量を減らし始める。
生じる時間ｔ３よりも前のｔｎ３から燃料供給装置１２
１の出力つまり燃料供給量を減らし始める。
【００８１】そして、燃料電池モジュール１３１内の圧
力バランスを保つためエアポンプ１３２の出力を減じ、
排気制御弁１３７および循環空気制御弁１３８を制御し
て供給空気中の酸素量を調整して、供給燃料の減少によ
る電力出力の低下を抑えバーナー部１２３の発熱量を減
じ、無駄な燃料排出や余計な発熱を抑えてｔｎ３からｔ
ｎ４でｔ３以降必要な燃料供給量まで落とす。
力バランスを保つためエアポンプ１３２の出力を減じ、
排気制御弁１３７および循環空気制御弁１３８を制御し
て供給空気中の酸素量を調整して、供給燃料の減少によ
る電力出力の低下を抑えバーナー部１２３の発熱量を減
じ、無駄な燃料排出や余計な発熱を抑えてｔｎ３からｔ
ｎ４でｔ３以降必要な燃料供給量まで落とす。
【００８２】電力は需要量と余剰量のバランスの良いタ
イミングを見計らい、最大速度でＰｎ３からＰｎ４に出
力を減少させることで、負荷減少時にも優れた応答性を
得ることができる。
イミングを見計らい、最大速度でＰｎ３からＰｎ４に出
力を減少させることで、負荷減少時にも優れた応答性を
得ることができる。
【００８３】上記の実施例１において、負荷予測情報１
８２を用いて改質燃料１５３の生成量を調整し、余剰の
改質燃料をバーナー１２３で利用するため、原燃料の利
用効率の低下を抑え、負荷変動に対し優れた応答性を持
つ燃料電池システムを提供することができる。
８２を用いて改質燃料１５３の生成量を調整し、余剰の
改質燃料をバーナー１２３で利用するため、原燃料の利
用効率の低下を抑え、負荷変動に対し優れた応答性を持
つ燃料電池システムを提供することができる。
【００８４】なお、実施例１では固体高分子型の燃料電
池を使用したが、他にもリン酸型，固体酸化物型などの
種類があり、いずれの種類でも実施例１中の燃料電池１
３１として使用しても同様の効果が得られる。
池を使用したが、他にもリン酸型，固体酸化物型などの
種類があり、いずれの種類でも実施例１中の燃料電池１
３１として使用しても同様の効果が得られる。
【００８５】また、原燃料としては、都市ガスの他に天
然ガス，ＬＰＧ，消化ガス，メタノールなどを用いても
同様の効果が得られる。
然ガス，ＬＰＧ，消化ガス，メタノールなどを用いても
同様の効果が得られる。
【００８６】（実施例２）実施例２は図２に示す通り、
電力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器１２
０と、燃料電池本体２３０で構成される。
電力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器１２
０と、燃料電池本体２３０で構成される。
【００８７】燃料電池本体２３０の制御装置２３３は、
負荷予測情報１８２および実負荷情報１８４に基づいて
演算を行い、制御信号２８５，２９１を電池改質燃料制
御弁２３５、バーナー改質燃料制御弁２４３に送る。電
池改質燃料制御弁２３５とバーナー改質燃料制御弁２４
３の開度が調整され、改質燃料１５３がバーナー改質燃
料２５５と電池改質燃料２５７に適切に分配される。
負荷予測情報１８２および実負荷情報１８４に基づいて
演算を行い、制御信号２８５，２９１を電池改質燃料制
御弁２３５、バーナー改質燃料制御弁２４３に送る。電
池改質燃料制御弁２３５とバーナー改質燃料制御弁２４
３の開度が調整され、改質燃料１５３がバーナー改質燃
料２５５と電池改質燃料２５７に適切に分配される。
【００８８】実施例１と異なる点は、改質燃料１５３が
配管分岐２４２および電池改質燃料制御弁２３５とバー
ナー改質燃料制御弁２４３で、バーナー改質燃料２５５
と電池改質燃料２５７に分配され、余剰な改質燃料が直
接バーナー１２３で燃料として利用されることである。
配管分岐２４２および電池改質燃料制御弁２３５とバー
ナー改質燃料制御弁２４３で、バーナー改質燃料２５５
と電池改質燃料２５７に分配され、余剰な改質燃料が直
接バーナー１２３で燃料として利用されることである。
【００８９】上記の実施例２において、負荷予測情報１
８２を用いて改質燃料１５３の生成量を調整し、余剰の
改質燃料をバーナー１２３で利用するため、原燃料の利
用効率の低下を抑え、負荷変動に対し優れた応答性を持
つ燃料電池システムを提供することができる。
８２を用いて改質燃料１５３の生成量を調整し、余剰の
改質燃料をバーナー１２３で利用するため、原燃料の利
用効率の低下を抑え、負荷変動に対し優れた応答性を持
つ燃料電池システムを提供することができる。
【００９０】さらに、改質燃料を直接バーナー燃料とし
て使用するため、バーナー改質燃料２５５の組成比が一
定し、バーナー１２３での燃焼の安定性が向上する。
て使用するため、バーナー改質燃料２５５の組成比が一
定し、バーナー１２３での燃焼の安定性が向上する。
【００９１】なお、実施例１同様、リン酸型，固体酸化
物型などの燃料電池を実施例２中の燃料電池モジュール
１３１として使用しても同様の効果が得られる。
物型などの燃料電池を実施例２中の燃料電池モジュール
１３１として使用しても同様の効果が得られる。
【００９２】また、原燃料としては、都市ガスの他に天
然ガス，ＬＰＧ，消化ガス，メタノールなどを用いても
同様の効果が得られる。
然ガス，ＬＰＧ，消化ガス，メタノールなどを用いても
同様の効果が得られる。
【００９３】（実施例３）実施例３は図３に示す通り、
電力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器３２
０と、燃料電池本体３３０で構成される。
電力負荷予測装置１１０と改質手段にあたる改質器３２
０と、燃料電池本体３３０で構成される。
【００９４】実施例１と異なる点は、改質器３２０のバ
ーナー３２３が都市ガス１５４のみを加熱燃料とし、燃
料電池本体３３０に、改質燃料蓄積部にあたるアキュム
レータ３４５と、圧力センサ３４６と、燃料制御弁３３
５と、外気１７４のみ導入するエアポンプ３３２と、制
御装置３３３を用いていることである。
ーナー３２３が都市ガス１５４のみを加熱燃料とし、燃
料電池本体３３０に、改質燃料蓄積部にあたるアキュム
レータ３４５と、圧力センサ３４６と、燃料制御弁３３
５と、外気１７４のみ導入するエアポンプ３３２と、制
御装置３３３を用いていることである。
【００９５】アキュムレータ３４５には改質ガスを蓄え
る働きがあり、燃料電池モジュール１３１の出力電力の
負荷追従性を向上させることができる。アキュムレータ
３４５には圧力センサ３４６が取り付けられており、圧
力センサ信号３９２が制御装置３３３に送られ、アキュ
ムレータ３４５の内部圧力が監視されている。
る働きがあり、燃料電池モジュール１３１の出力電力の
負荷追従性を向上させることができる。アキュムレータ
３４５には圧力センサ３４６が取り付けられており、圧
力センサ信号３９２が制御装置３３３に送られ、アキュ
ムレータ３４５の内部圧力が監視されている。
【００９６】改質燃料１５３は制御装置３３３からの燃
料制御信号３８５に応じて燃料制御弁３３５により流量
調整され、燃料電池モジュール１３１の水素極に供給さ
れる。
料制御信号３８５に応じて燃料制御弁３３５により流量
調整され、燃料電池モジュール１３１の水素極に供給さ
れる。
【００９７】エアポンプ３３２は、制御装置３３３から
の空気供給信号３８９の値に応じた量の空気３７２を燃
料電池モジュール１３１の空気極へ供給する。
の空気供給信号３８９の値に応じた量の空気３７２を燃
料電池モジュール１３１の空気極へ供給する。
【００９８】電力負荷検出器１３４は常に電力負荷状態
を監視しており電力負荷情報１８４が制御装置３３３と
負荷予測装置１１０へ送られる。
を監視しており電力負荷情報１８４が制御装置３３３と
負荷予測装置１１０へ送られる。
【００９９】制御の方法について、負荷パターン１１６
が図５の時間ｔと出力Ｗのグラフの実線で示されるよう
な場合を例に取り考えてみる。
が図５の時間ｔと出力Ｗのグラフの実線で示されるよう
な場合を例に取り考えてみる。
【０１００】図５では、時間ｔと出力Ｗの関係、時間ｔ
とアキュムレータ３４５内部の圧力の関係が示されてい
る。
とアキュムレータ３４５内部の圧力の関係が示されてい
る。
【０１０１】負荷パターン１１６は時間ｔ１にＷ１から
Ｗ２へ急上昇、時間ｔ３にＷ２からＷ１へ急下降する。
定常状態では出力Ｗ１に対応するアキュムレータ３４５
の圧力がＰ１、出力Ｗ２に対応する圧力がＰ２である。
Ｗ２へ急上昇、時間ｔ３にＷ２からＷ１へ急下降する。
定常状態では出力Ｗ１に対応するアキュムレータ３４５
の圧力がＰ１、出力Ｗ２に対応する圧力がＰ２である。
【０１０２】これに対し実施例３の燃料電池システム
は、時間ｔ１よりもΔｔ１だけ前に燃料制御弁３３５の
改質ガス供給量を増し、燃料供給装置１２１の出力を上
げ始める。
は、時間ｔ１よりもΔｔ１だけ前に燃料制御弁３３５の
改質ガス供給量を増し、燃料供給装置１２１の出力を上
げ始める。
【０１０３】次に、燃料電池モジュール１３１内の圧力
バランスを保つためエアポンプ３３２の出力を増し、燃
料制御弁３３５を制御して改質燃料３９２の流量を調整
して電力出力を実負荷に合わせる。
バランスを保つためエアポンプ３３２の出力を増し、燃
料制御弁３３５を制御して改質燃料３９２の流量を調整
して電力出力を実負荷に合わせる。
【０１０４】そして、バーナ３２３の発熱量と燃料供給
量のバランスを取りながら、アキュムレータ３４５内の
圧力が出力Ｗ２に対応する圧力Ｐ２よりもΔＰ２高い圧
力になったら、そのときの電力負荷に見合っただけの燃
料供給量に戻し、圧力は維持して待機状態に入る。
量のバランスを取りながら、アキュムレータ３４５内の
圧力が出力Ｗ２に対応する圧力Ｐ２よりもΔＰ２高い圧
力になったら、そのときの電力負荷に見合っただけの燃
料供給量に戻し、圧力は維持して待機状態に入る。
【０１０５】実際に時間ｔ１、あるいはその前後で電力
負荷検出器１３４が負荷上昇を検出したら、速やかに燃
料制御弁３３５、供給酸素量を調整して負荷に見合う出
力を得る。その後、負荷に見合う出力を保ち、空気およ
び酸素の量を調整しながら負荷に見合う圧力になるよう
燃料供給量を調整していく。
負荷検出器１３４が負荷上昇を検出したら、速やかに燃
料制御弁３３５、供給酸素量を調整して負荷に見合う出
力を得る。その後、負荷に見合う出力を保ち、空気およ
び酸素の量を調整しながら負荷に見合う圧力になるよう
燃料供給量を調整していく。
【０１０６】時間ｔ３、あるいはその前後で負荷の減少
を検出したら、速やかに燃料制御弁３３５の改質燃料３
９２の流量を絞り負荷に見合う出力を得る。その後、負
荷に見合う出力を保ち、空気および酸素の量を調整しな
がら負荷に見合う圧力になるよう燃料供給量を調整して
いく。このときの負荷変動は、アキュムレータ３４５に
より吸収される。
を検出したら、速やかに燃料制御弁３３５の改質燃料３
９２の流量を絞り負荷に見合う出力を得る。その後、負
荷に見合う出力を保ち、空気および酸素の量を調整しな
がら負荷に見合う圧力になるよう燃料供給量を調整して
いく。このときの負荷変動は、アキュムレータ３４５に
より吸収される。
【０１０７】実際の負荷が負荷パターン１１６に沿わず
変動しなかった場合は、時間（ｔ１−Δｔ１）から時間
（ｔ３＋Δｔ３）まで待機運転を行った後、そのときの
負荷に見合う運転状態に戻す。
変動しなかった場合は、時間（ｔ１−Δｔ１）から時間
（ｔ３＋Δｔ３）まで待機運転を行った後、そのときの
負荷に見合う運転状態に戻す。
【０１０８】実施例３の燃料電池システムは、アキュム
レータ３４５により負荷追従性を上げ、電力負荷のフィ
ードバック制御を行いながら、負荷パターン１１６に従
って負荷の急上昇が予測される時間に前もって待機状態
を設定するものである。圧力を高くして改質ガスを蓄積
するので、アキュムレータ３４５は小型化が可能であ
る。
レータ３４５により負荷追従性を上げ、電力負荷のフィ
ードバック制御を行いながら、負荷パターン１１６に従
って負荷の急上昇が予測される時間に前もって待機状態
を設定するものである。圧力を高くして改質ガスを蓄積
するので、アキュムレータ３４５は小型化が可能であ
る。
【０１０９】さらに、負荷変動を学習してより正確な負
荷パターンに従って待機状態の設定を行う。
荷パターンに従って待機状態の設定を行う。
【０１１０】上記の実施例３において、負荷予測情報１
８２を用いて改質燃料１５３の生成量を調整し、余剰の
改質燃料をアキュムレータ３４５に蓄えるため、原燃料
の利用効率を損なうことなく、負荷変動に対し優れた応
答性を得ることができる。
８２を用いて改質燃料１５３の生成量を調整し、余剰の
改質燃料をアキュムレータ３４５に蓄えるため、原燃料
の利用効率を損なうことなく、負荷変動に対し優れた応
答性を得ることができる。
【０１１１】さらに、負荷パターンのずれにも容易に対
応することができ、必要以上に改質ガスを蓄積すること
を避けることで安全性にも優れた燃料電池システムを提
供することができる。
応することができ、必要以上に改質ガスを蓄積すること
を避けることで安全性にも優れた燃料電池システムを提
供することができる。
【０１１２】なお、実施例１同様、リン酸型，固体酸化
物型などの燃料電池を実施例３中の燃料電池モジュール
１３１として使用しても同様の効果が得られる。
物型などの燃料電池を実施例３中の燃料電池モジュール
１３１として使用しても同様の効果が得られる。
【０１１３】また、原燃料としては、都市ガスの他に天
然ガス，ＬＰＧ，消化ガス，メタノールなどを用いても
同様の効果が得られる。
然ガス，ＬＰＧ，消化ガス，メタノールなどを用いても
同様の効果が得られる。
【０１１４】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１に記載の発明は、電力負荷予測装置の負荷予測情報を
用いて改質器の改質燃料生成量を調整するもので、この
構成によれば負荷変動への優れた追従性を得るという効
果を奏する。
１に記載の発明は、電力負荷予測装置の負荷予測情報を
用いて改質器の改質燃料生成量を調整するもので、この
構成によれば負荷変動への優れた追従性を得るという効
果を奏する。
【図１】本発明、一実施例を示す燃料電池システムの説
明図
明図
【図２】本発明、一実施例を示す燃料電池システムの説
明図
明図
【図３】本発明、一実施例を示す燃料電池システムの説
明図
明図
【図４】本発明、一実施例の制御の説明図
【図５】本発明、一実施例の制御の説明図
【図６】同従来例を示す燃料電池システムの説明図
１１０ 電力負荷予測装置 １１１ モデル作成部 １１２ モデル記憶部 １１３ 予測情報生成部 １２０ 改質器 １２１ 燃料供給装置 １２２ 改質触媒部 １２３ バーナー １３０ 燃料電池本体 １３１ 燃料電池モジュール １３２ エアポンプ １３３ 制御装置 １３４ 負荷検出器
Claims (16)
- 【請求項１】電力負荷スケジュールモデルを用いて前記
電力負荷を予測する電力負荷予測装置と、適正温度に加
熱され原燃料を改質して水素を含む改質燃料を生成する
改質手段と、前記改質燃料と酸素を含む酸化ガスを発電
反応部で反応させ発電する燃料電池本体を備え、前記電
力負荷の予測に従い、前記改質手段の能力を調整するこ
とを特徴とした燃料電池システム。 - 【請求項２】電力負荷の予測に従って改質手段の能力を
調整しつつ、前記電力負荷に応じて発電を行い、余剰の
改質燃料を前記改質手段の加熱に利用することを特徴と
した請求項１記載の燃料電池システム。 - 【請求項３】燃料電池本体に改質燃料を貯蔵する改質燃
料貯蔵手段を備え、余剰の前記改質燃料を貯蔵すること
を特徴とした請求項１記載の燃料電池システム。 - 【請求項４】発電反応に使用する酸化ガス中の酸素量を
調整して前記電力負荷に応じた発電を行い、発電反応後
の改質燃料排気を改質手段の加熱に利用することを特徴
とする請求項１〜２記載の燃料電池システム。 - 【請求項５】燃料電池本体あるいは改質手段において、
改質燃料を発電反応部と改質手段の加熱部へ分配する配
管分岐を備え、余剰の前記改質燃料を前記改質手段の加
熱部へ送ることを特徴とする請求項１〜２記載の燃料電
池システム。 - 【請求項６】酸化ガス中の酸素量を調整するために発電
反応部からの酸化ガス排気を利用することを特徴とした
請求項１，２，４記載の燃料電池システム。 - 【請求項７】電力負荷実績を基に電力負荷スケジュール
モデルを作成または修正し、電力負荷を予測する電力負
荷予測装置。 - 【請求項８】暦情報を用いて電力負荷スケジュールモデ
ルを作成または修正し、電力負荷を予測する電力負荷予
測装置。 - 【請求項９】電力供給域内の天候および気象条件に関す
る情報に基づいて電力負荷スケジュールモデルを作成ま
たは修正し、電力負荷を予測する電力負荷予測装置。 - 【請求項１０】電力供給域内の人の在不在情報を用いて
電力負荷スケジュールモデルを作成または修正し、電力
負荷の変動を予測する電力負荷予測装置。 - 【請求項１１】電力供給域内の電力を消費する装置の運
転情報を用いて電力負荷スケジュールモデルを作成また
は修正し、電力負荷の変動を予測する電力負荷予測装
置。 - 【請求項１２】電力供給域内の人の在不在に関する予定
情報を用いて電力負荷スケジュールモデルを作成または
修正し、電力負荷を予測する電力負荷予測装置。 - 【請求項１３】電力供給域内の電力を消費する装置の運
転に関する予定情報を用いて電力負荷スケジュールモデ
ルを作成または修正し、電力負荷の変動を予測する電力
負荷予測装置。 - 【請求項１４】暦情報として、月日，曜日，平日と休日
の区別，時刻のいずれかまたは複数を用いることを特徴
とする請求項８記載の電力負荷予測装置。 - 【請求項１５】天候および気象条件に関する情報とし
て、日射量，降水量，降雪量，積雪量，気温，湿度のい
ずれかまたは複数を用いることを特徴とした請求項９記
載の電力負荷予測装置。 - 【請求項１６】請求項７〜１５記載の電力負荷予測装置
のいずれか１つ、あるいは複数を用いたことを特徴とす
る請求項１〜６記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10123173A JPH1131521A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-06 | 燃料電池システムおよび電力負荷予測装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12063097 | 1997-05-12 | ||
| JP9-120630 | 1997-05-12 | ||
| JP10123173A JPH1131521A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-06 | 燃料電池システムおよび電力負荷予測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131521A true JPH1131521A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=26458173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10123173A Pending JPH1131521A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-06 | 燃料電池システムおよび電力負荷予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131521A (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185196A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | 燃料電池システム |
| JP2001185197A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | 燃料電池システム |
| JP2002184441A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置 |
| JP2002201002A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-16 | Toyota Motor Corp | 改質器の起動制御 |
| JP2002281672A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-09-27 | Aisin Seiki Co Ltd | 家庭用燃料電池システムの制御装置 |
| JP2003045460A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-14 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池装置及びその制御方法 |
| US6607855B2 (en) | 2000-03-24 | 2003-08-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for fuel cell |
| JP2004335368A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Sekisui Chem Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2004109832A1 (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-16 | Hitachi, Ltd. | 学習制御を有する燃料電池発電システム |
| JP2005019032A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Chofu Seisakusho Co Ltd | 燃料電池の出力制御装置及び出力制御方法 |
| JP2005093120A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の制御装置及び制御方法 |
| JP2006211808A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 負荷変動予測装置、負荷変動予測方法、及び負荷変動予測装置に負荷変動予測方法を実行させるプログラム |
| JP2006285343A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Osaka Gas Co Ltd | 省エネルギ効果表示システム及び家庭用コジェネレーションシステム |
| JP2007202276A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 負荷動作予測装置、負荷動作予測装置の負荷動作予測方法、及び電力供給制御装置 |
| JP2008078016A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2008131051A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| US7518262B2 (en) | 2003-07-23 | 2009-04-14 | The Japan Research Insitute, Limited | Power supply system, multiple dwelling, and computer program |
| JP2009225641A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Toshiba Corp | 受電点電力運用制御装置及び受電点電力運用制御方法 |
| JP2011223870A (ja) * | 2011-04-28 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池と充放電可能な蓄電部とを利用した電力の供給 |
| JP2011232903A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Sekisui Chem Co Ltd | 予測表示サーバ及び予測表示システム |
| JP2012191700A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Sumitomo Forestry Co Ltd | 蓄電池利用システム |
| JP2013093934A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Sony Corp | 電力需要予測装置、電力需要予測方法、電力需要予測システムおよび電力異常検出システム |
| JPWO2013111655A1 (ja) * | 2012-01-26 | 2015-05-11 | コニカミノルタ株式会社 | 燃料電池システム |
| EP2763268A4 (en) * | 2011-09-28 | 2015-12-02 | Kyocera Corp | POWER MANAGEMENT SYSTEM, POWER MANAGEMENT DEVICE AND POWER MANAGEMENT PROCESS |
| CN116565966A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-08 | 国能青海黄河玛尔挡水电开发有限公司 | 智能水力发电双微机自动同步控制*** |
-
1998
- 1998-05-06 JP JP10123173A patent/JPH1131521A/ja active Pending
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185196A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | 燃料電池システム |
| JP2001185197A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Daikin Ind Ltd | 燃料電池システム |
| US6607855B2 (en) | 2000-03-24 | 2003-08-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Control system for fuel cell |
| JP2002184441A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Toyota Motor Corp | 燃料電池装置 |
| JP2002201002A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-16 | Toyota Motor Corp | 改質器の起動制御 |
| JP4590730B2 (ja) * | 2000-12-27 | 2010-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | 改質器の起動制御 |
| JP2002281672A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-09-27 | Aisin Seiki Co Ltd | 家庭用燃料電池システムの制御装置 |
| JP2003045460A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-14 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料電池装置及びその制御方法 |
| JP2004335368A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Sekisui Chem Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP4638132B2 (ja) * | 2003-05-09 | 2011-02-23 | 積水化学工業株式会社 | 燃料電池システム |
| WO2004109832A1 (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-16 | Hitachi, Ltd. | 学習制御を有する燃料電池発電システム |
| JP2004362857A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Hitachi Ltd | 学習制御を有する燃料電池発電システム |
| JP2005019032A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Chofu Seisakusho Co Ltd | 燃料電池の出力制御装置及び出力制御方法 |
| US7518262B2 (en) | 2003-07-23 | 2009-04-14 | The Japan Research Insitute, Limited | Power supply system, multiple dwelling, and computer program |
| JP2005093120A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の制御装置及び制御方法 |
| JP2006211808A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 負荷変動予測装置、負荷変動予測方法、及び負荷変動予測装置に負荷変動予測方法を実行させるプログラム |
| JP2006285343A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Osaka Gas Co Ltd | 省エネルギ効果表示システム及び家庭用コジェネレーションシステム |
| JP4641850B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-03-02 | 大阪瓦斯株式会社 | 省エネルギ効果表示システム及び家庭用コジェネレーションシステム |
| JP2007202276A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 負荷動作予測装置、負荷動作予測装置の負荷動作予測方法、及び電力供給制御装置 |
| JP2008078016A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| WO2008131051A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| US8409758B2 (en) | 2007-04-17 | 2013-04-02 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| US8663851B2 (en) | 2007-04-17 | 2014-03-04 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| JP2009225641A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Toshiba Corp | 受電点電力運用制御装置及び受電点電力運用制御方法 |
| JP2011232903A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-17 | Sekisui Chem Co Ltd | 予測表示サーバ及び予測表示システム |
| JP2012191700A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Sumitomo Forestry Co Ltd | 蓄電池利用システム |
| JP2011223870A (ja) * | 2011-04-28 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 燃料電池と充放電可能な蓄電部とを利用した電力の供給 |
| EP2763268A4 (en) * | 2011-09-28 | 2015-12-02 | Kyocera Corp | POWER MANAGEMENT SYSTEM, POWER MANAGEMENT DEVICE AND POWER MANAGEMENT PROCESS |
| US9727038B2 (en) | 2011-09-28 | 2017-08-08 | Kyocera Corporation | Fuel cell control using pseudo power consumption |
| JP2013093934A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Sony Corp | 電力需要予測装置、電力需要予測方法、電力需要予測システムおよび電力異常検出システム |
| US9135582B2 (en) | 2011-10-24 | 2015-09-15 | Sony Corporation | Power demand forecast device, method and system and power failure detection system |
| US9880578B2 (en) | 2011-10-24 | 2018-01-30 | Sony Corporation | Power demand forecast device, method and system and power failure detection system |
| JPWO2013111655A1 (ja) * | 2012-01-26 | 2015-05-11 | コニカミノルタ株式会社 | 燃料電池システム |
| CN116565966A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-08 | 国能青海黄河玛尔挡水电开发有限公司 | 智能水力发电双微机自动同步控制*** |
| CN116565966B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-10-24 | 国能青海黄河玛尔挡水电开发有限公司 | 智能水力发电双微机自动同步控制*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1131521A (ja) | 燃料電池システムおよび電力負荷予測装置 | |
| US6960400B2 (en) | Fuel cell power generation system and control method thereof | |
| JP4192301B2 (ja) | 改質器の制御装置 | |
| US7824814B2 (en) | Power generation control system for fuel cell | |
| US7033688B2 (en) | Apparatus and method for controlling a fuel cell system | |
| KR100458082B1 (ko) | 이동체용 연료전지 시스템 및 그 제어 방법 | |
| US6959249B2 (en) | Load following algorithm for a fuel cell based system | |
| CA2282192C (en) | Fuel cell control apparatus and method of controlling fuel cell using control apparatus | |
| JP2001043880A (ja) | 燃料電池スタックの監視及びシステム制御 | |
| US6635373B2 (en) | Fuel cell system and method | |
| US20080032163A1 (en) | Preventing corrosion during start up and shut down of a fuel cell | |
| US6332901B1 (en) | Carbon monoxide reducing device for reducing carbon monoxide in a reformate gas | |
| US20070184319A1 (en) | Method and apparatus for controlling the differential pressure in a fuel cell | |
| JPH0458463A (ja) | 燃料電池発電システムの出力制御装置 | |
| US6613465B2 (en) | Control device for a fuel reforming apparatus | |
| CN101326666B (zh) | 燃料电池***和移动体 | |
| US11335930B2 (en) | Fuel cell system and method for operating the same | |
| US20180006317A1 (en) | Fuel cell system and method for operating the same | |
| US20090136790A1 (en) | Regulating An Oxidizer In An Electrochemical Cell Pumping System | |
| JP2006338925A (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2001165431A (ja) | 燃料電池用改質器の空燃比制御装置 | |
| US6607855B2 (en) | Control system for fuel cell | |
| JP3443237B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池発電システム | |
| JP3698101B2 (ja) | 燃料改質型燃料電池システムの制御装置 | |
| JP2002371396A (ja) | 電解装置及び電解方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041117 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20041214 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050627 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061101 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070612 |