RU2794591C1 - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2794591C1 RU2794591C1 RU2022131722A RU2022131722A RU2794591C1 RU 2794591 C1 RU2794591 C1 RU 2794591C1 RU 2022131722 A RU2022131722 A RU 2022131722A RU 2022131722 A RU2022131722 A RU 2022131722A RU 2794591 C1 RU2794591 C1 RU 2794591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel cell
- fuel
- converted
- unit
- control unit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится настоящее изобретениеThe field of technology to which the present invention relates
Настоящее изобретение относится к системе топливных элементов.The present invention relates to a fuel cell system.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBackground of the Invention
Как правило, в жилых домах или зданиях применяют низкотемпературную систему топливных элементов, например, топливный элемент с полимерным электролитом (PEMFC). Низкотемпературный топливный элемент включает в себя преобразователь и пакет топливных элементов. Преобразователь применяют с целью преобразования бытового газа (сжиженного природного газа, LNG) в углеводородный газ, при этом пакет топливных элементов вырабатывает электроэнергию (часто ее называют «электричеством») и тепло, используя углеводородный газ и воздух. Электроэнергию, выработанную пакетом топливных элементов, подают в жилые дома или здания и применяют в качестве источника питания. Кроме того, тепло, выработанное пакетом топливных элементов, подают для отопления жилых домов и зданий.Typically, a low-temperature fuel cell system such as a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) is used in homes or buildings. The low temperature fuel cell includes a converter and a fuel cell stack. The converter is used to convert city gas (liquefied natural gas, LNG) into hydrocarbon gas, while the fuel cell package generates electricity (often referred to as "electricity") and heat using hydrocarbon gas and air. Electricity generated by the fuel cell stack is supplied to residences or buildings and used as a power source. In addition, the heat generated by the fuel cell stack is used to heat homes and buildings.
В существующей системе топливных элементов для обеспечения электроэнергией или для отопления необходимо задействовать и преобразователь, и пакет топливных элементов. Однако электроэнергия и отопление не всегда требуются в жилых домах или зданиях одновременно, и в случае, когда в жилом доме или здании необходима или электроэнергия или отопление, существует проблема выработки и потребления другого вида энергии без надобности.In an existing fuel cell system, both a converter and a fuel cell stack must be used to provide electricity or heating. However, electricity and heating are not always required in residential houses or buildings at the same time, and in the case where either electricity or heating is needed in a residential house or building, there is a problem of generating and consuming another type of energy unnecessarily.
Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention
Техническая задача, требующая решенияTechnical problem to be solved
Техническая задача, решаемая в настоящем изобретении, то есть, цель настоящего изобретения представляет собой обеспечение системы топливных элементов с энергоэффективностью, повышенной за счет независимого приведения в действие преобразователя и пакета топливных элементов, соответственно.The technical problem to be solved in the present invention, that is, the object of the present invention, is to provide a fuel cell system with energy efficiency improved by independently driving the converter and the fuel cell stack, respectively.
Другая цель настоящего изобретения представляет собой обеспечение системы топливных элементов, которая сводит к минимуму потери тепловой энергии.Another object of the present invention is to provide a fuel cell system that minimizes thermal energy loss.
Дополнительная цель настоящего изобретения представляет собой обеспечение системы топливных элементов, позволяющей максимально повысить прибыль за счет создания стратегии продаж электроэнергии.A further object of the present invention is to provide a fuel cell system that maximizes profits by creating an electricity sales strategy.
Технические задачи настоящего изобретения не ограничены описанными выше целями, и из дальнейшего описания специалистам в данной области техники будут понятны другие цели, не упомянутые в настоящем документе.The technical objects of the present invention are not limited to the objects described above, and from the following description, those skilled in the art will appreciate other objects not mentioned herein.
Техническое решениеTechnical solution
Система топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения может предусматривать для достижения указанных целей следующее: преобразователь для преобразования топлива; блок хранения преобразованного топлива, предназначенный для приема и хранения преобразованного топлива из преобразователя; пакет топливных элементов для выработки электроэнергии и тепла с применением преобразованного топлива; котельный агрегат для обеспечения отопления с применением сетевой воды; аккумуляторный блок, в котором хранят электроэнергию, выработанную пакетом топливных элементов; и блок управления, который управляет работой преобразователя, блока хранения преобразованного топлива, пакета топливных элементов, котельного агрегата и аккумуляторного блока, при этом когда температура сетевой воды в котельном агрегате превышает контрольное значение, а объем хранения преобразованного топлива в блоке хранения преобразованного топлива не выше контрольного значения, блок управления задействует преобразователь с использованием сетевой воды в котельном агрегате.The fuel cell system according to some embodiments of the present invention may include the following to achieve these goals: a fuel conversion converter; a converted fuel storage unit for receiving and storing the converted fuel from the converter; a package of fuel cells for the generation of electricity and heat using converted fuel; boiler unit for providing heating with the use of network water; a battery pack storing electricity generated by the fuel cell stack; and a control unit that controls the operation of the converter, the converted fuel storage unit, the fuel cell package, the boiler unit and the battery unit, when the temperature of the network water in the boiler unit exceeds the control value, and the storage volume of the converted fuel in the converted fuel storage unit is not higher than the control value, the control unit activates the converter using heating water in the boiler unit.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда требуется подача электроэнергии вовне, объем хранения преобразованного топлива в блоке хранения преобразованного топлива не выше контрольного значения, и величина заряда аккумуляторного блока не выше контрольного значения, блок управления может задействовать преобразователь с целью выработки преобразованного топлива, и также может задействовать пакет топливных элементов с использованием преобразованного топлива.According to some embodiments, when an external power supply is required, the amount of converted fuel storage in the converted fuel storage unit is not higher than the control value, and the charge amount of the battery pack is not higher than the control value, the control unit may operate the converter to produce converted fuel, and may also operate fuel cell package using converted fuel.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда требуется подача электроэнергии вовне, объем хранения преобразованного топлива в блоке хранения преобразованного топлива больше контрольного значения, и величина заряда аккумуляторного блока не выше контрольного значения, блок управления может выключить преобразователь, и также может задействовать пакет топливных элементов с использованием преобразованного топлива, которое хранят в блоке хранения преобразованного топлива.According to some embodiments, when an external power supply is required, the amount of converted fuel storage in the converted fuel storage unit is greater than the control value, and the battery pack charge is not greater than the control value, the control unit may turn off the converter, and may also turn on the fuel cell stack using the converted fuel. fuel that is stored in the converted fuel storage unit.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда требуется подача электроэнергии извне и величина заряда аккумуляторного блока выше контрольного значения, блок управления может управлять подачей вовне электроэнергии, которую хранят в аккумуляторном блоке.In some embodiments, when an external power supply is required and the charge value of the battery pack is higher than a control value, the control unit may control the external supply of electric power stored in the battery pack.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда требуется отопление снаружи, температура сетевой воды в котельном агрегате не ниже контрольного значения, и заряд аккумуляторного блока выше контрольного значения, блок управления может управлять нагреванием сетевой воды в котельном агрегате с помощью электроэнергии, которую хранят в аккумуляторном блоке.According to some embodiments, when outdoor heating is required, the heating water temperature in the boiler unit is not lower than the control value, and the charge of the battery pack is higher than the control value, the control unit can control the heating of the heating water in the boiler unit using the electricity stored in the battery pack.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда требуется отопление снаружи, температура сетевой воды в котельном агрегате не ниже контрольного значения, и заряд аккумуляторного блока выше контрольного значения, блок управления может управлять работой пакета топливных элементов и может дополнительно управлять нагреванием сетевой воды в котельном агрегате с использованием электроэнергии, которую хранят в аккумуляторном блоке.According to some embodiments, when outdoor heating is required, the temperature of the heating water in the boiler package is not lower than the control value, and the charge of the battery pack is higher than the control value, the control unit can control the operation of the fuel cell package and can additionally control the heating of the heating water in the boiler package using electric power. stored in the battery pack.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда объем хранения преобразованного топлива в блоке хранения преобразованного топлива не выше контрольного значения, блок управления может задействовать преобразователь.In some embodiments, when the amount of converted fuel storage in the converted fuel storage unit is not greater than a control value, the control unit may actuate the converter.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда объем хранения преобразованного топлива в блоке хранения преобразованного топлива больше контрольного значения, блок управления может выключить преобразователь, и также может задействовать пакет топливных элементов с использованием преобразованного топлива, которое хранят в блоке хранения преобразованного топлива.In some embodiments, when the amount of converted fuel storage in the converted fuel storage unit is greater than the control value, the control unit may turn off the converter, and may also activate the fuel cell stack using the converted fuel stored in the converted fuel storage unit.
Согласно некоторым вариантам осуществления, в блоке управления могут предусматривать двустороннюю расширенную инфраструктуру измерений (AMI), и когда количество электричества (электрический заряд), полученное через двустороннюю расширенную инфраструктуру измерений, больше контрольного значения, блок управления может задействовать пакет топливных элементов и также может управлять подачей вовне электроэнергии, выработанной в пакетом топливных элементов.According to some embodiments, the control unit may provide a two-way extended measurement infrastructure (AMI), and when the amount of electricity (electric charge) received through the two-way extended measurement infrastructure is greater than the control value, the control unit may operate the fuel cell stack and may also control the supply outside the electricity generated in the fuel cell package.
Согласно некоторым вариантам осуществления, в блоке управления могут предусматривать двустороннюю расширенную инфраструктуру измерений (AMI), и когда количество электричества, полученное через двустороннюю расширенную инфраструктуру измерений, больше контрольного значения, блок управления может управлять получением электроэнергии, которую подают извне, и затем хранить ее в аккумуляторном блоке.According to some embodiments, a two-way extended metering infrastructure (AMI) may be provided in the control unit, and when the amount of electricity received through the two-way extended metering infrastructure is greater than a control value, the control unit may control the receipt of electricity that is supplied from the outside and then store it in battery pack.
Согласно некоторым вариантам осуществления, когда величина заряда аккумуляторного блока больше контрольного значения, и пакет топливных элементов задействован, блок управления может управлять подачей вовне электроэнергии, выработанной пакетом топливных элементов.In some embodiments, when the amount of charge in the battery pack is greater than the control value and the fuel cell stack is activated, the control unit may control the external supply of electricity generated by the fuel cell stack.
Характерные детали других вариантов осуществления включены в подробное описание настоящего изобретения и чертежи.Specific details of other embodiments are included in the detailed description of the present invention and the drawings.
Полезный эффект изобретенияUseful effect of the invention
Система топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения может сводить к минимуму потери тепловой энергии за счет независимого приведения в действие преобразователя и пакета топливных элементов, что позволяет повысить энергоэффективность.The fuel cell system according to some embodiments of the present invention can minimize heat loss by independently driving the converter and fuel cell stack, thereby improving energy efficiency.
Кроме того, система топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения может максимально повысить прибыль за счет создания стратегии продаж электроэнергии.In addition, the fuel cell system according to some embodiments of the present invention can maximize profits by creating an electricity sales strategy.
Полезные эффекты настоящего изобретения не ограничены упомянутыми выше эффектами, и из описания формулы изобретения специалистам в данной области техники будут понятны другие эффекты, не упомянутые в настоящем документе.The beneficial effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned herein will be apparent to those skilled in the art from the description of the claims.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
На фиг. 1 представлен пример системы топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 shows an example of a fuel cell system according to some embodiments of the present invention.
На фиг. с 2 по 5 представлены примеры для объяснения работы системы топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.In FIG. 2 through 5 are examples to explain the operation of a fuel cell system according to some embodiments of the present invention.
На фиг. 6 представлен пример системы топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.In FIG. 6 shows an example of a fuel cell system according to some embodiments of the present invention.
На фиг. 7 и 8 представлены примеры для объяснения способа работы системы топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.In FIG. 7 and 8 are examples to explain the operation of a fuel cell system according to some embodiments of the present invention.
Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention
Преимущества и особенности настоящего изобретения и способов их реализации станут очевидными на примере вариантов осуществления, подробно описанных ниже, в сочетании с прилагаемыми чертежами. При этом настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, которые описаны ниже, а может быть реализовано во множестве различных форм. Полное раскрытие настоящего изобретения обеспечивают только эти варианты осуществления и они предназначены для полного информирования специалистов в области техники, к которой относится настоящее изобретение, об объеме изобретения, при этом настоящее изобретение определяется только объемом формулы изобретения. Масштабы и относительные размеры компонент, показанных на чертежах, могут быть специально увеличены для лучшего понимания. Одинаковые позиции на чертежах относятся везде к одним и тем же элементам, а «и/или» означает все без исключения сочетания одного или нескольких описываемых элементов.The advantages and features of the present invention and methods for their implementation will become apparent from the example of the embodiments described in detail below, in combination with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but can be implemented in many different forms. Only these embodiments provide a complete disclosure of the present invention and are intended to fully inform those skilled in the art to which the present invention relates of the scope of the invention, the present invention being defined only by the scope of the claims. The scale and relative dimensions of the components shown in the drawings may be deliberately enlarged for better understanding. Like reference numerals throughout the drawings refer to the same elements throughout, and "and/or" means any and all combinations of one or more of the described elements.
Используемая в настоящем документе терминология применяется для описания вариантов и не предназначена для ограничения настоящего изобретения. В настоящем документе использование единственного числа включает в себя также множественное число, если в предложении не указано иное. В настоящем документе «включает в себя» и/или «включающий в себя» не исключает присутствия или добавления одной или нескольких других компонент помимо указанных компонент.The terminology used herein is used to describe variations and is not intended to limit the present invention. In this document, the use of the singular includes the plural as well, unless otherwise indicated in the sentence. As used herein, "comprising" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the specified components.
Несмотря на то, что первый, второй и пр. использованы для описания различных элементов или компонент, эти элементы или компоненты, конечно, не ограничены этими терминами. Эти термины использованы только для того, чтобы отличать один элемент или компонент от другого. Таким образом, само собой разумеется, что по существу настоящего изобретения упомянутый ниже первый элемент или компонент может представлять собой второй элемент.Although the first, second, etc. are used to describe various elements or components, these elements or components are, of course, not limited to these terms. These terms are only used to distinguish one element or component from another. Thus, it goes without saying that, in the spirit of the present invention, the first element or component mentioned below may be the second element.
Если не указано иное, все термины (включая технические и научные термины), используемые в настоящем документе, могут быть использованы в значениях, обычно понятных специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Кроме того, термины, определенные в любом широко распространенном словаре, не подлежат идеальному или чрезмерному толкованию, если только они не определены четко и конкретно.Unless otherwise indicated, all terms (including technical and scientific terms) used herein can be used in the meanings commonly understood by specialists in the field of technology to which the present invention pertains. In addition, terms defined in any commonly used dictionary are not subject to ideal or overinterpretation unless they are clearly and specifically defined.
На фиг. 1 представлен пример системы 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Система 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения может представлять собой низкотемпературную систему топливных элементов. Так, система 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения может представлять собой топливный элемент с полимерным электролитом (PEMFC), и варианты осуществления им не ограничены.In FIG. 1 shows an example of a fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention. The fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention may be a low temperature fuel cell system. Thus, the fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention may be a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), and the embodiments are not limited thereto.
Как видно из фиг. 1, в системе 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения могут предусматривать блок 10 электрогенератора, блок 20 подачи электроэнергии и блок 30 управления. В блоке 10 электрогенератора могут предусматривать преобразователь 100, блок 110 хранения преобразованного топлива, пакет 120 топливных элементов и блок 130 утилизации побочных продуктов. Кроме того, в блоке 20 подачи электроэнергии могут предусматривать котельный агрегат 200 и аккумуляторный блок 210.As can be seen from FIG. 1, in a fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention, a
Преобразователь 100 может получать топливо извне. Преобразователь 100 может преобразовывать топливо, подаваемое извне, для выработки преобразованного топлива и преобразованного побочного продукта. Преобразованное топливо, выработанное преобразователем 100, могут подавать в блок 110 хранения преобразованного топлива. Преобразованный побочный продукт, выработанный преобразователем 100, могут подавать в блок 130 утилизации побочных продуктов.Converter 100 may receive fuel from outside.
Так, подаваемое извне топливо может содержать газообразный метан (СН4). Кроме того, используя газообразный метан (СН4) и воду (Н2О), преобразователь 100 может вырабатывать водород (Н2) и углекислый газ (СО2). В этом случае выработанный водород (Н2) могут подавать в блок 110 хранения преобразованного топлива в качестве преобразованного топлива, и выработанный углекислый газ (СО2) могут подавать в блок 130 утилизации побочных продуктов в качестве преобразованного побочного продукта. Однако это только один пример, и варианты осуществления им не ограничены.Thus, externally supplied fuel may contain gaseous methane (CH 4 ). In addition, using methane gas (CH 4 ) and water (H 2 O),
Блок 110 хранения преобразованного топлива может получать преобразованное топливо из преобразователя 100. В блоке 110 хранения преобразованного топлива могут хранить преобразованное топливо. В блоке 110 хранения преобразованного топлива могут хранить преобразованное топливо в газообразной, жидкой или твердой фазе. Так, блок 110 хранения преобразованного топлива может получать из преобразователя 100 водород (Н2) в качестве преобразованного топлива и хранить водород (Н2) в виде гидрида металла. В этом случае для эффективного хранения водорода (Н2) в блоке 110 хранения преобразованного топлива могут дополнительно предусматривать регулятор температуры и давления между преобразователем 100 и гидридом металла. Регулятор температуры и давления может контролировать хранение и выделение газообразного водорода (Н2) путем соответствующей регулировки температуры и давления гидрида металла. Так, в качестве регулятора температуры и давления могут применять компрессор винтового типа, но варианты осуществления настоящего изобретения им не ограничены. Хранящееся преобразованное топливо могут подавать из блока 110 хранения преобразованного топлива в пакет 120 топливных элементов.Converted
Пакет 120 топливных элементов может получать преобразованное топливо из блока 110 хранения преобразованного топлива. Пакет 120 топливных элементов может вырабатывать электроэнергию с применением преобразованного топлива и воздуха (например, кислорода (О2)). Когда пакет 120 топливных элементов при помощи преобразованного топлива вырабатывает электроэнергию, благодаря внутренней химической реакции также может вырабатываться тепло. Другими словами, пакет 120 топливных элементов может вырабатывать электроэнергию и тепло, используя преобразованное топливо. Электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов, могут подавать в аккумуляторный блок 210. Так, электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов, могут хранить в батарее аккумуляторов (или «конденсаторе») аккумуляторного блока 210.The
Кроме того, тепло, выработанное пакетом 120 топливных элементов, могут подавать в котельный агрегат 200. Так, тепло, выработанное пакетом 120 топливных элементов, могут подавать к сетевой воде котельного агрегата 200. Сетевой водой называют воду, которую подают от котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов с целью обеспечения отопления.In addition, the heat generated by the
Так, тепло, выработанное пакетом 120 топливных элементов, могут подавать в охлаждающий агент, циркулирующий в котельном агрегате 120. Поскольку охлаждающий агент пакета 120 топливных элементов поглощает тепло, выработанное в пакете 120 топливных элементов, температура может повышаться. Охлаждающий агент, имеющий повышенную температуру, может обмениваться теплом с сетевой водой котельного агрегата 200 посредством теплообменника. Таким образом, повышенную температуру охлаждающего агента могут снижать, поскольку она отдает тепло посредством теплообменника, и температуру сетевой воды могут повышать, поскольку сетевая вода посредством теплообменника поглощает тепло из охлаждающего агента, имеющего повышенную температуру. Другими словами, посредством теплообменника тепло, выработанное пакетом 120 топливных элементов, могут применять для нагревания сетевой воды котельного агрегата 200.Thus, the heat generated by the
Согласно другому примеру, охлаждающий агент пакета 120 топливных элементов могут подавать непосредственно в котельный агрегат 200 для использования в качестве сетевой воды. Другими словами, охлаждающий агент, циркулирующий в пакете 120 топливных элементов, поглощает тепло, выработанное в пакете 120 топливных элементов, для повышения температуры, и охлаждающий агент с повышенной температурой могут подавать в котельный агрегат 200, тем самым его напрямую применяют в качестве сетевой воды. Другими словами, тепло, выработанное пакетом 120 топливных элементов, могут напрямую применять для нагревания сетевой воды котельного агрегата 200. Наконец, тепло, выработанное пакетом 120 топливных элементов, могут подавать в сетевую воду котельного агрегата 200.According to another example, the coolant of the
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, преобразователь 100 может получать тепло от котельного агрегата 200. Так, преобразователь 100 может получать сетевую воду напрямую из котельного агрегата 200. Согласно другому примеру преобразователь 100 может получать тепло от сетевой воды котельного агрегата 200 посредством теплообменника. Подробное описание будет приведено ниже.According to some embodiments of the present invention, the
Котельный агрегат 200 может обеспечивать отопление вовне системы 1 топливных элементов. Так, котельный агрегат 200 может обеспечивать отопление здания и т.п.Таким образом, котельный агрегат 200 может обеспечивать отоплением путем подачи сетевой воды с повышенной температурой к зданию и т.п.
Аккумуляторный блок 210 может подавать электроэнергию вовне системы 1 топливных элементов. Так, аккумуляторный блок 210 может подавать электроэнергию, которую хранят в конденсаторе аккумуляторного блока 210, к зданию и т.п. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в аккумуляторном блоке 210 могут предусматривать конденсатор, систему управления аккумулятором (BMS), систему регулирования мощности (PCS) и т.п., и варианты осуществления не ограничены ими.The
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, электроэнергию, которую хранят в аккумуляторном блоке 210, могут применять для повышения температуры сетевой воды в котельном агрегате 200. Подробное описание будет приведено ниже.According to some embodiments of the present invention, the electrical energy stored in the
В блоке 130 утилизации побочного продукта могут применять преобразованный побочный продукт, выработанный в преобразователе 100. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, при помощи по меньшей мере части преобразованного побочного продукта в блоке 130 утилизации побочного продукта могут вырабатывать преобразованное топливо и электроэнергию. Преобразованные побочные продукты, не использованные в блоке 130 утилизации побочного продукта, могут отводить посредством выпускного канала. Выпускной канал могут выводить вовне и могут подключать к некоторому устройству для дальнейшей переработки преобразованного побочного продукта.By-
Так, в блоке 130 утилизации побочного продукта углекислый газ (СО2) как преобразованный побочный продукт могут растворять в жидкой воде (Н2О) с целью получения ионов водорода (Н+) и ионов гидрокарбоната (НСО3-). Восстановление ионов водорода (Н+) может привести к образованию газообразного водорода (Н2) в качестве преобразованного топлива. В процессе восстановления ионов водорода (Н+) могут генерировать поток электронов (то есть, электрический ток). Другими словами, в блоке 130 утилизации побочного продукта с применением углекислого газа (СО2) могут вырабатывать газообразный водород (Н2) и электроэнергию в качестве преобразованного топлива, которое представляет собой преобразованный побочный продукт. Преобразованное топливо, выработанное в блоке 130 утилизации побочного продукта, могут подавать в блок 110 хранения преобразованного топлива. Кроме того, электроэнергию, выработанную блоком 130 утилизации побочного продукта, могут подавать в аккумуляторный блок 210.Thus, in the by-
На чертежах не показано, но в блоке 130 утилизации побочного продукта могут предусматривать блок переработки побочного продукта и блок хранения побочного продукта. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в блоке переработки побочного продукта могут применять часть преобразованного побочного продукта с целью выработки преобразованного топлива и электроэнергии, и в блоке хранения побочного продукта могут хранить остальной преобразованный побочный продукт, не использованный в блоке переработки побочного продукта. Когда количество преобразованного побочного продукта в блоке хранения побочного продукта превышает определенное значение, преобразованный побочный продукт могут отводить из блока 130 утилизации побочного продукта через выпускное отверстие.Not shown in the drawings, but the by-
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, блок 30 управления может управлять всей работой блока 10 выработки электроэнергии и блоком 20 подачи электроэнергии. Другими словами, блок 30 управления может контролировать всю работу преобразователя 100, блока 110 хранения преобразованного топлива, пакета 120 топливных элементов, блока 130 утилизации побочных продуктов, котельного агрегата 200 и аккумуляторного блока 210.According to some embodiments of the present invention, the
На фиг. 1 показан пример, на котором поясняют некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Кроме того, при реализации системы 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения не обязательно будут предусматривать все компоненты, показанные на фиг. 1. Кроме того, в конфигурацию не обязательно будут включать только те компоненты, которые показаны на фиг. 1. Другими словами, специалисты в данной области техники могут исключить некоторые из компонент, показанных на фиг. 1, или добавить другие компоненты, не показанные на фиг. 1. Так, систему 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения могут конфигурировать путем исключения блока 130 утилизации побочных продуктов.In FIG. 1 shows an example in which some embodiments of the present invention are explained. In addition, implementation of the fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention will not necessarily include all of the components shown in FIG. 1. In addition, the configuration will not necessarily include only those components shown in FIG. 1. In other words, those skilled in the art may omit some of the components shown in FIG. 1, or add other components not shown in FIG. 1. Thus, the fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention may be configured by eliminating the by-
На фиг. 2 представлена схема работы системы 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Работа системы 1 топливных элементов в случае, когда извне системы 1 топливных элементов запрашивают электроэнергию и отопление (например, для здания), будет описана на примере фиг. 1 и 2.In FIG. 2 is a diagram of the operation of a fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention. The operation of the fuel cell system 1 in the case where power and heating are requested from the outside of the fuel cell system 1 (for example, for a building) will be described using the example of FIG. 1 and 2.
Когда подачу электроэнергии и отопление запрашивают извне системы 1 топливных элементов (S200), блок 30 управления может определить превышает ли заряд аккумуляторного блока 210 первое контрольное значение (S201). Пользователь системы 1 топливных элементов может при необходимости устанавливать первое контрольное значение или может существовать значение, предварительно заданное изготовителем системы 1 топливных элементов. Другими словами, блок 30 управления может проверить превышает ли величина заряда аккумуляторного блока 210 первое контрольное значение.When power supply and heating are requested from outside the fuel cell system 1 (S200), the
Когда величина заряда аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение (S201, Y), блок 30 управления может определять превышает ли температура сетевой воды в котельном агрегате 200 второе контрольное значение (S202). Пользователь системы 1 топливных элементов может при необходимости устанавливать второе контрольное значение или может существовать значение, предварительно заданное изготовителем системы 1 топливных элементов.When the charge amount of the
Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение (S202, Y), блок 30 управления может подавать электроэнергию, хранящуюся в аккумуляторном блоке 210 вовне системы 1 топливных элементов (S203). Кроме того, блок 30 управления может подавать сетевую воду, имеющую температуру выше второго контрольного значения, из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов (S204). Другими словами, когда заряд аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение и температура сетевой воды в котельном агрегате 200 выше второго контрольного значения, блок 30 управления может подавать электроэнергию и обеспечивать отопление вовне системы 1 топливных элементов, даже не приводя в действие пакет 120 топливных элементов.When the heating water temperature in the
Согласно некоторым вариантам осуществления, даже когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может дополнительно нагревать сетевую воду в котельном агрегате 200 при помощи электроэнергии, хранящейся в аккумуляторном блоке 210, и затем подавать подогретую сетевую воду вовне системы 1 топливных элементов.According to some embodiments, even when the temperature of the heating water in the
Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 не выше второго контрольного значения (S202, N), блок 30 управления может подавать электроэнергию, хранящуюся в аккумуляторном блоке 210 вовне системы 1 топливных элементов (S205). Кроме того, блок 30 управления может нагревать сетевую воду в котельном агрегате 200 при помощи электроэнергии, хранящейся в аккумуляторном блоке 210. Блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200, нагретую при помощи электроэнергии, хранящейся в аккумуляторном блоке 210, вовне системы 1 топливных элементов (S206). Другими словами, когда заряд аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение и температура сетевой воды в котельном агрегате 200 ниже или равна второму контрольному значению, блок 30 управления может подавать электроэнергию и обеспечивать отопление вовне системы 1 топливных элементов при только помощи электроэнергии, хранящейся в аккумуляторном блоке 210, даже не приводя в действие пакет 120 топливных элементов.When the heating water temperature in the
Когда величина заряда аккумуляторного блока 210 не выше первого контрольного значения (S201, N), блок 30 управления может определять превышает ли температура сетевой воды в котельном агрегате 200 второе контрольное значение (S207). Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение (S207, Y), блок 30 управления может определять превышает ли объем хранения преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, третье контрольное значение (S208). Пользователь системы 1 топливных элементов может при необходимости устанавливать третье контрольное значение или может существовать значение, предварительно заданное изготовителем системы 1 топливных элементов.When the charge amount of the
Согласно некоторым вариантам осуществления, управление работой преобразователя 100 и работой пакета 120 топливных элементов могут осуществлять независимо друг от друга. Когда объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива превышает третье контрольное значение (S208, Y), блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов только с использованием преобразованного топлива, которое хранят в блоке 110 хранения преобразованного топлива, не приводя в действие преобразователь 100. Другими словами, блок 30 управления может управлять подачей преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, в пакет 120 топливных элементов, не приводя в действие преобразователь 100, и может дополнительно задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, подаваемого из блока 110 хранения преобразованного топлива. Пакет 120 топливных элементов может вырабатывать электроэнергию с использованием преобразованного топлива, при этом блок 30 управления может подавать электроэнергию, выработанную в пакете 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов (S209). Так, блок 30 управления может управлять прямой подачей электроэнергии, выработанной пакетом 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов посредством устройства преобразования энергии и т.п. Согласно другому примеру, электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов, могут хранить в аккумуляторном блоке 210, при этом блок 30 управления может задействовать аккумуляторным блоком 210 с целью подачи электроэнергии вовне.In some embodiments, operation of
Поскольку температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов (S203). Блок 30 управления может обеспечивать отопление путем подачи сетевой воды из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов (S210). Согласно некоторым вариантам осуществления, даже когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может дополнительно нагревать сетевую воду с использованием тепла, выработанного во время работы пакета 120 топливных элементов, и подогретую сетевую воду могут подавать вовне системы 1 топливных элементов. Однако варианты осуществления этим не ограничены и, конечно, блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов без дополнительного нагревания сетевой воды в котельном агрегате 200.Since the heating water temperature in the
Когда объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива не выше третьего контрольного значения (S208, N), может потребоваться приведение в действие преобразователя 100. В этом случае, поскольку температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может задействовать преобразователь 100 с использованием сетевой воды из котельного агрегата 200.When the storage amount of converted fuel in the converted
Для преобразования топлива преобразователю 100 может быть необходимо топливо и газообразная вода (то есть, водяной пар). Для осуществления фазового перехода воды в газообразное состояние необходимо подводить к воде тепловую энергию. Согласно некоторым вариантам осуществления, блок 30 управления может нагревать и испарять жидкую воду при помощи электроэнергии аккумуляторного блока 210 или внешней электроэнергии. При этом для снижения потребления электроэнергии из аккумуляторного блока 210 или внешней электроэнергии, блок управления 30 может использовать сетевую воду из котельного агрегата 200, температура которой выше второго контрольного значения. Так, сетевую воду из котельного агрегата 200 могут непосредственно подавать в преобразователь 100, и блок 30 управления может нагревать и превращать в пар сетевую воду, поданную в преобразователь 100. Согласно другому примеру, сетевая вода из котельного агрегата 200 может передавать тепло жидкой воде, поданной в преобразователь 100, посредством теплообменника. Другими словами, в силу того, что блок 30 управления управляет преобразователем 100 с использованием тепла сетевой воды из котельного агрегата 200, могут снижать потребление электроэнергии, которое происходит при работе преобразователя 100, и тем самым могут повышать эффективность.
Другими словами, когда количество электроэнергии в аккумуляторном блоке 210 не больше первого контрольного значения, температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, и объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива не больше третьего контрольного значения, блок 30 управления может задействовать преобразователь 100 с использованием сетевой воды из котельного агрегата 200 и может подавать топливо, выработанное преобразователем 100, на пакет 120 топливных элементов. Блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива и может подавать электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов (S211). Кроме того, блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов (S212).In other words, when the amount of electric power in the
Согласно некоторым вариантам осуществления, даже когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может дополнительно нагревать сетевую воду с использованием тепла, выработанного во время работы пакета 120 топливных элементов, и подогретую сетевую воду могут подавать вовне системы 1 топливных элементов. Однако варианты осуществления этим не ограничены и, конечно, блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов без дополнительного нагревания сетевой воды в котельном агрегате 200.According to some embodiments, even when the temperature of the heating water in the
Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 не выше второго контрольного значения (S207, N), блок 30 управления может определять превышает ли объем хранения преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, третье контрольное значение (S213).When the heating water temperature in the
Когда объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива превышает третье контрольное значение (S213, Y), блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием только преобразованного топлива, которое хранят в блоке 110 хранения преобразованного топлива, не приводя в действие преобразователь 100. Другими словами, блок 30 управления может управлять работой с целью подачи преобразованного топлива, которое хранят в блоке 110 хранения преобразованного топлива, в пакет 120 топливных элементов, не приводя в действие преобразователь 100. Блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов для выработки электроэнергии, и может управлять подачей выработанной энергии вовне системы 1 топливных элементов (S214). Кроме того, блок 30 управления может управлять нагреванием сетевой воды в котельном агрегате 200 с использованием тепла, выработанного пакетом 120 топливных элементов, и может управлять подачей нагретой сетевой воды вовне системы 1 топливных элементов (S215).When the storage amount of converted fuel in the converted
Когда объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива не выше третьего контрольного значения (S213, N), может потребоваться приведение в действие преобразователя 100. Блок 30 управления может управлять работой преобразователя 100 с целью выработки преобразованного топлива, и может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием выработанного преобразованного топлива. В пакете 120 топливных элементов могут вырабатывать электроэнергию и тепло. Блок 30 управления может управлять подачей электроэнергии, выработанной в пакете 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов (S216). Кроме того, блок 30 управления может управлять нагреванием сетевой воды в котельном агрегате 200 с использованием тепла, выработанного пакетом 120 топливных элементов, и может управлять подачей сетевой воды вовне системы 1 топливных элементов (S217).When the converted fuel storage amount in the converted
На фиг. 3 представлена схема системы 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В частности, работа системы 1 топливных элементов в случае, когда извне системы 1 топливных элементов запрашивают только подачу электроэнергии, будет описана на примере фиг. 1 и 3. Для удобства описания содержимое, аналогичное или идентичное представленному выше, будет описано кратко или пропущено.In FIG. 3 is a diagram of a fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention. Specifically, the operation of the fuel cell system 1 in the case where only electric power is requested from the outside of the fuel cell system 1 will be described with reference to FIG. 1 and 3. For convenience of description, contents similar or identical to those presented above will be described briefly or omitted.
Когда подачу электроэнергии запрашивают извне системы 1 топливных элементов (S300), блок 30 управления может проверять превышает ли электроэнергия, которую хранят в аккумуляторном блоке 210, первое контрольное значение (S301). Когда величина заряда аккумуляторного блока 210, превышает первое контрольное значение (S301, Y), блок 30 управления может подавать электроэнергию, которую хранят в аккумуляторном блоке 210, вовне системы 1 топливных элементов (S302).When power supply is requested from outside the fuel cell system 1 (S300), the
Когда величина заряда аккумуляторного блока 210 не выше первого контрольного значения (S301, N), блок 30 управления может определять превышает ли объем хранения преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, третье контрольное значение (S302). Когда объем хранения преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, превышает третье контрольное значение (S302, Y), блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, которое хранят в блоке 110 хранения преобразованного топлива, не приводя в действие преобразователь 100. Кроме того, блок 30 управления может управлять подачей электроэнергии, выработанной пакетом 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов (S303).When the charge amount of the
Когда объем хранения преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, не выше третьего контрольного значения (S302, N), блок 30 управления может определять превышает ли температура сетевой воды в котельном агрегате 200 третье контрольное значение (S304). Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение (S304, Y), блок 30 управления может задействовать преобразователь 100 с использованием сетевой воды из котельного агрегата 200. Блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, выработанного преобразователем 100, и может подавать электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов (S305).When the storage amount of the converted fuel stored in the converted
Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 не выше второго контрольного значения (S304, N), блок 30 управления может задействовать преобразователь 100, и может дополнительно управлять подачей преобразованного топлива, выработанного в преобразователе 100, в пакет (120) топливных элементов. Блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, выработанного в преобразователе 100, и может подавать электроэнергию, выработанную в пакете 120 топливных элементов, вовне системы 1 топливных элементов (S306).When the heating water temperature in the
На фиг. 4 представлена схема работы системы 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Работа системы 1 топливных элементов в случае, когда извне системы 1 топливных элементов запрашивают только отопление, будет описана на примере фиг. 1 и 4. Для удобства описания содержимое, аналогичное или идентичное представленному выше, будет описано кратко или пропущено.In FIG. 4 is a diagram of the operation of a fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention. The operation of the fuel cell system 1 in the case where only heating is requested from the outside of the fuel cell system 1 will be described with reference to FIG. 1 and 4. For convenience of description, contents similar or identical to those presented above will be described briefly or omitted.
Когда извне системы 1 топливных элементов (S400) запрашивают только отопление, блок 30 управления может определять превышает ли температура сетевой воды в котельном агрегате 200 второе контрольное значение (S401). Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение (S401, Y), блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов (S402).When only heating is requested from the outside of the fuel cell system 1 (S400), the
Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 не выше второго контрольного значения (S401, N), блок 30 управления может определять превышает ли заряд аккумуляторного блока 210 первое контрольное значение (S403). Когда заряд аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение (S403, Y), блок 30 управления может нагревать сетевую воду в котельном агрегате 200 с использованием электроэнергии аккумуляторного блока 210, и может подавать нагретую сетевую воды из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов (S404).When the heating water temperature of the
Когда величина заряда аккумуляторного блока 210 не выше первого контрольного значения (S403, N), блок 30 управления может проверять превышает ли объем хранения преобразованного топлива, хранящегося в блоке 110 хранения преобразованного топлива, третье контрольное значение (S405). Когда объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива превышает третье контрольное значение (S405, Y), блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, которое хранят в блоке 110 хранения преобразованного топлива, не приводя в действие преобразователь 100. При этом блок 30 управления может управлять зарядкой аккумуляторного блока 210 с использованием электроэнергии, выработанной в пакете 120 топливных элементов (S406). Кроме того, блок 30 управления может нагревать сетевую воду в котельном агрегате 200 с использованием тепла, выработанного пакетом 120 топливных элементов, и может управлять подачей нагретой сетевой воды вовне системы 1 топливных элементов (S407).When the charge amount of the
Когда объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива не выше третьего контрольного значения (S405, N), блок 30 управления может задействовать преобразователь 100. Блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, подаваемого из преобразователя 100. Блок 30 управления может управлять хранением электроэнергии, выработанной пакетом 120 топливных элементов в аккумуляторном блоке 210 (S408). Кроме того, блок 30 управления может нагревать сетевую воду в котельном агрегате 200 с использованием тепла, выработанного пакетом 120 топливных элементов, и может подавать нагретую сетевую воду вовне системы 1 топливных элементов (S407).When the storage amount of converted fuel in the converted
На фиг. 5 представлена схема для объяснения работы системы 1 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Штатная работа системы 1 будет описана на примере фиг. 1 и 5. Для удобства описания содержимое, аналогичное или идентичное представленному выше, будет описано кратко или пропущено.In FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a fuel cell system 1 according to some embodiments of the present invention. The regular operation of the system 1 will be described using the example of FIG. 1 and 5. For convenience of description, contents similar or identical to those presented above will be described briefly or omitted.
Блок 30 управления может всегда проверять температуру сетевой воды в котельном агрегате 200 и объем хранения в блоке 110 хранения преобразованного топлива. Когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение и объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива не выше третьего контрольного значения (S500), блок 30 управления может задействовать преобразователь 100 с использованием сетевой воды из котельного агрегата 200. Кроме того, блок 30 управления может управлять хранением преобразованного топлива, выработанного преобразователем 100, в блоке 110 хранения преобразованного топлива (S510).The
Как описано выше, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, когда необходимо подавать электроэнергию вовне системы 1 топливных элементов и заряд аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение, блок 30 управления может управлять подачей электроэнергии, которую хранят в аккумуляторном блоке 210, не приводя в действие преобразователь 100 и пакет 120 топливных элементов.As described above, according to some embodiments of the present invention, when it is necessary to supply power to the outside of the fuel cell system 1 and the charge of the
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, когда необходимо подавать электроэнергию вовне системы 1 топливных элементов, заряд аккумуляторного блока 210 не выше первого контрольного значения и объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива превышает третье контрольное значение, блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов с использованием преобразованного топлива, которое хранят в блоке 110 хранения преобразованного топлива, не приводя в действие преобразователь 100.According to some embodiments of the present invention, when it is necessary to supply power outside the fuel cell system 1, the charge of the
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, когда требуется подача электроэнергии вовне системы 1 топливных элементов, заряд аккумуляторного блока 210 не выше первого контрольного значения, объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива не выше третьего контрольного значения и температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может задействовать преобразователь 100 с использованием сетевой воды из котельного агрегата 200.According to some embodiments of the present invention, when power is required outside the fuel cell system 1, the charge of the
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, когда требуется обеспечить отопление вовне системы 1 топливных элементов и температура сетевой воды в котельном агрегате 200 превышает второе контрольное значение, блок 30 управления может подавать сетевую воду из котельного агрегата 200 вовне системы 1 топливных элементов, не приводя в действие преобразователь 100 и пакет 120 топливных элементов.According to some embodiments of the present invention, when it is desired to provide heating outside the fuel cell system 1 and the heating water temperature in the
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, когда требуется обеспечить отопление вовне системы 1 топливных элементов, заряд аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение и температура сетевой воды в котельном агрегате 200 не выше второго контрольного значения, блок 30 управления может нагревать сетевую воду в котельном агрегате 200 с использованием заряда аккумуляторного блока 210, не приводя в действие пакет 120 топливных элементов.According to some embodiments of the present invention, when it is required to provide heating outside the fuel cell system 1, the charge of the
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, блок 30 управления всегда проверяет температуру сетевой воды в котельном агрегате 200 и объем хранения преобразованного топлива в блоке 110 хранения преобразованного топлива и, когда температура сетевой воды в котельном агрегате 200 не выше третьего контрольного значения, блок 30 управления может задействовать преобразователь 100 с использованием сетевой воды из котельного агрегата 200.According to some embodiments of the present invention, the
На фиг. 6 представлен пример системы 2 топливных элементов согласно некоторым другим вариантам осуществления настоящего изобретения. Для удобства описания содержимое, аналогичное или идентичное представленному выше, будет пропущено или описано кратко.In FIG. 6 shows an example of a fuel cell system 2 according to some other embodiments of the present invention. For convenience of description, content similar or identical to the above will be omitted or described briefly.
Блок 30 управления системой 2 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения может предусматривать двустороннюю расширенную инфраструктуру 310 измерений (AMI). Посредством двусторонней AMI 310 блок 30 управления может предоставлять информацию, например, об использованной вовне электроэнергии, и может получать извне информацию, например, о расходе топлива и тарифе (счете) на электроэнергию.The fuel cell system 2
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, систему 2 топливных элементов могут по сети подключать ко внешнему устройству 3. Согласно некоторым вариантам осуществления, внешнее устройство 3 может осуществлять контроль за правильно ли блок 30 управления осуществляет управление и т.п. Кроме того, когда система 2 топливных элементов работает неисправно, внешнее устройство 3 может управлять блоком 30 управления посредством дистанционного управления и т.п. Кроме того, внешнее устройство 3 может получать информацию о работе системы 2 топливных элементов и т.п., и может вносить ее в базу данных с целью улучшения работы и повышения эффективности блока 30 управления, а также обновлять ее. Кроме того, изготовитель системы 2 топливных элементов может задействовать программу энергосбережения, в которой при помощи внешнего устройства 3 отражают тарифы на электроэнергию и топливо.According to some embodiments of the present invention, the fuel cell system 2 may be networked to an external device 3. In some embodiments, the external device 3 may monitor whether the
На фиг. 7 и 8 представлены схемы работы системы 2 топливных элементов согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Способ работы системы 2 топливных элементов будет описан на примере фиг. 6, 7 и 8. Для удобства описания содержимое, аналогичное или идентичное представленному выше, будет описано кратко или пропущено.In FIG. 7 and 8 are diagrams of the operation of a fuel cell system 2 according to some embodiments of the present invention. The operation method of the fuel cell system 2 will be described with reference to FIG. 6, 7, and 8. For convenience of description, content similar or identical to the above will be described briefly or omitted.
На фиг. 6 и 7 двусторонняя расширенная инфраструктура 310 измерений блока 30 управления может получать информацию о счете за электроэнергию (S700). Когда тариф на электроэнергию меньше четвертого контрольного значения (S701, Y), блок 30 управления может проверять превышает ли заряд аккумуляторного блока 210 первое контрольное значение (S702). Когда величина заряда аккумуляторного блока 210 превышает первое контрольное значение (S702, Y), блок 30 управления может осуществлять общее управление (S703). Общее управление относится к работе системы топливных элементов, описанной выше на примере рис. с 1 по 5. Четвертое контрольное значение могут определять на основе затрат, понесенных при работе пакета 120 топливных элементов.In FIG. 6 and 7, the two-way
Когда заряд аккумуляторного блока 210 не выше первого контрольного значения (S702, N), блок 30 управления может приобретать электроэнергию извне системы 2 топливных элементов. Блок 30 управления может управлять хранением электроэнергии, приобретенной извне системы 2 топливных элементов, в аккумуляторном блоке 210 (S704).When the charge of the
Когда тариф на электроэнергию не ниже четвертого контрольного значения (S701, N), блок 30 управления может проверять превышает ли тариф на электроэнергию пятое контрольное значение (S705). Когда тариф на электроэнергию не выше пятого контрольного значения (S705, N), блок 30 управления может осуществлять общее управление (S703). Пятое контрольное значение могут определять на основе затрат, понесенных при работе пакета 120 топливных элементов. Четвертое контрольное значение и пятое контрольное значение могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от Друга.When the power rate is not lower than the fourth reference value (S701, N), the
Когда тариф на электроэнергию больше пятого контрольного значения (S705, Y), блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов (S706). Блок 30 управления может продавать электроэнергию за счет управления электроэнергией, вырабатываемой пакетом 120 топливных элементов для поставки вовне системы 2 топливных элементов (S707).When the electric power rate is greater than the fifth reference value (S705, Y), the
Как видно из фиг. 6 и 8, блок 30 управления может определять заряд аккумуляторного блока 210 и работает ли пакет 120 топливных элементов. Когда заряд аккумуляторного блока 210 больше первого контрольного значения, но необходима непрерывная работа пакета 120 топливных элементов (S800), блок 30 управления может подавать вовне и продавать электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов (S801). Так, когда электроэнергию больше не могут хранить в аккумуляторном блоке 210 из-за непрерывной работы пакета 120 топливных элементов, блок 30 управления может продавать электроэнергию, выработанную пакетом 120 топливных элементов.As can be seen from FIG. 6 and 8, the
Как описано выше, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, система 2 топливных элементов может устанавливать стратегию продаж электроэнергии, исходя из информации о тарифе на электроэнергию, полученной от двусторонней AMI 310. Другими словами, когда тариф на электроэнергию ниже затрат на выработку электроэнергии при помощи системы 2 топливных элементов, блок 30 управления может приобретать электроэнергию и хранить ее в аккумуляторном блоке 210. Кроме того, когда тариф на электроэнергию выше затрат на выработку электроэнергии при помощи системы 2 топливных элементов, блок 30 управления может задействовать пакет 120 топливных элементов и, тем самым, продавать электроэнергию.As described above, according to some embodiments of the present invention, the fuel cell system 2 may set an electricity sales strategy based on the electricity tariff information received from the two-
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, когда в аккумуляторном блоке 210 больше нет места для хранения электроэнергии, а пакет 120 топливных элементов вырабатывает электроэнергию, блок 30 управления может продавать электроэнергию, вырабатываемую пакетом 120 топливных элементов, вовне системы 2 топливных элементов.According to some embodiments of the present invention, when the
Несмотря на то, что варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше на примере прилагаемых чертежей, настоящее изобретение не ограничено приведенными выше вариантами осуществления и может быть реализовано в различных видах. Кроме того, специалистам в той области техники, к которой относится настоящее изобретение, будет понятно, что настоящее изобретение может быть реализовано в других конкретных видах без изменения сущности и основных признаков настоящего изобретения. Таким образом, следует понимать, что описанные выше примеры осуществления во всех аспектах носят только иллюстративный характер и не являются ограничивающими.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and may be embodied in various forms. Moreover, those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the spirit and essential features of the present invention. Thus, it should be understood that the above-described embodiments are in all respects illustrative only and are not restrictive.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2020-0055684 | 2020-05-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2794591C1 true RU2794591C1 (en) | 2023-04-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU33671U1 (en) * | 2003-07-29 | 2003-10-27 | Закрытое акционерное общество "Индепенлент Пауэр Технолоджис", ЗАО "ИПТ" | Fuel cell-based power plant for supplying electrical and thermal energy to individual buildings |
| KR100892160B1 (en) * | 2008-07-14 | 2009-04-10 | 주식회사 씨에이치피테크 | Perprmance testing apparatus for residential fuel cell cogeneration system |
| RU2526851C1 (en) * | 2013-07-22 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Power supply plant on fuel cells |
| WO2014142387A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 지에스칼텍스 주식회사 | Control apparatus and control method of fuel cell system |
| CN104884873A (en) * | 2012-12-28 | 2015-09-02 | 庆东纳碧安株式会社 | Boiler system using fuel cell |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU33671U1 (en) * | 2003-07-29 | 2003-10-27 | Закрытое акционерное общество "Индепенлент Пауэр Технолоджис", ЗАО "ИПТ" | Fuel cell-based power plant for supplying electrical and thermal energy to individual buildings |
| KR100892160B1 (en) * | 2008-07-14 | 2009-04-10 | 주식회사 씨에이치피테크 | Perprmance testing apparatus for residential fuel cell cogeneration system |
| CN104884873A (en) * | 2012-12-28 | 2015-09-02 | 庆东纳碧安株式会社 | Boiler system using fuel cell |
| WO2014142387A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 지에스칼텍스 주식회사 | Control apparatus and control method of fuel cell system |
| RU2526851C1 (en) * | 2013-07-22 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Power supply plant on fuel cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sun et al. | Sustainable residential micro-cogeneration system based on a fuel cell using dynamic programming-based economic day-ahead scheduling | |
| KR20100061453A (en) | Apparatus, system, and method to manage the generation and use of hybrid electric power | |
| KR100764784B1 (en) | Fuel cell unit system | |
| Gugulothu et al. | Energy management strategy for standalone DC microgrid system with photovoltaic/fuel cell/battery storage | |
| Kumar et al. | Operational characteristics of metal hydride energy storage system in microgrid | |
| Kumar et al. | Techno‐economic analysis of metal hydride‐based energy storage system in microgrid | |
| Shen et al. | Structure design and control strategy of a new alkaline water electrolyzer based on heat exchange | |
| Abdin et al. | A review of renewable hydrogen hybrid energy systems towards a sustainable energy value chain | |
| CN114335627B (en) | Fuel cell cogeneration system and control method thereof | |
| KR101371986B1 (en) | Fuel sell system of apartment house | |
| RU2334308C2 (en) | Device for control of fuel element system operation and method of such control | |
| CN101170178B (en) | Fuel battery system for apartment building and control method of the system | |
| RU2794591C1 (en) | Fuel cell system | |
| Cai et al. | Performance and sustainability assessment of PEMFC/solar-driven CCP systems with different energy storage devices | |
| CN101170179A (en) | Fuel battery system for apartment building and its operation method | |
| Slouma et al. | An improved simple Fuel Cell model for Energy Management in residential buildings. | |
| CN114069000B (en) | Hydrogen energy distributed power generation system and operation method | |
| Bayendang et al. | Combined cold, heat and power (CCHP) systems and fuel cells for CCHP applications: a topological review | |
| KR102324535B1 (en) | A fuel cell system | |
| Ma et al. | Development of 10kW proton exchange membrane fuel cell combined heat and power system for domestic building services | |
| Alizadeh Kharkeshi et al. | Sensitivity analysis of energy, exergy, and environmental models for a combined cooling, heating, and power system at different operating conditions of proton exchange membrane fuel cell | |
| CN218352262U (en) | Modular green electricity hydrogen production storage system | |
| Mewafy et al. | Optimal design of multiuse hybrid microgrids power by green hydrogen–ammonia | |
| Ahmed | Computational modeling and polarization characteristics of proton exchange membrane fuel cell with evaluation of its interface systems | |
| CN114243771B (en) | Method and system for deciding hydrogen production and digestion routes by using renewable energy of local micro-grid |