JPH01286259A - 燃料電池の運転方法 - Google Patents
燃料電池の運転方法Info
- Publication number
- JPH01286259A JPH01286259A JP63115463A JP11546388A JPH01286259A JP H01286259 A JPH01286259 A JP H01286259A JP 63115463 A JP63115463 A JP 63115463A JP 11546388 A JP11546388 A JP 11546388A JP H01286259 A JPH01286259 A JP H01286259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load current
- gas
- fuel
- fuel cell
- flow rate
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
- H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/043—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods
- H01M8/04303—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems applied during specific periods applied during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
- H01M8/04228—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells during shut-down
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
- H01M8/04395—Pressure; Ambient pressure; Flow of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04574—Current
- H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04664—Failure or abnormal function
- H01M8/04679—Failure or abnormal function of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04955—Shut-off or shut-down of 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
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明方法は、シん酸型燃料電池の運転方法。
ことに反応ガス不足による燃料電池の性能低下を防止す
るための運転方法に関する。
るための運転方法に関する。
燃料電池発電装置においては一般に、電気的負荷の変動
に対する燃料電池の応答速度に比べて、化学プラントで
ある燃料改質系の応答速度が遅いために、例へは負荷の
急増時に燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給が燃料電池で
の消費量に追いつかず、いわゆるガス不足という事態が
発生することがある。また改質系の故障等によってもガ
ス不足が発生する。このようなガス不足によって生ずる
燃料電池の特性劣化を防止する運転方法として、ガス不
足に伴、なって生ずる燃料電池の出方電圧の低下を検出
してその値が例えば定常流量の半分程度に低下したとき
、燃料電池の負荷電流を遮断する方法が知られている。
に対する燃料電池の応答速度に比べて、化学プラントで
ある燃料改質系の応答速度が遅いために、例へは負荷の
急増時に燃料ガスまたは酸化剤ガスの供給が燃料電池で
の消費量に追いつかず、いわゆるガス不足という事態が
発生することがある。また改質系の故障等によってもガ
ス不足が発生する。このようなガス不足によって生ずる
燃料電池の特性劣化を防止する運転方法として、ガス不
足に伴、なって生ずる燃料電池の出方電圧の低下を検出
してその値が例えば定常流量の半分程度に低下したとき
、燃料電池の負荷電流を遮断する方法が知られている。
!2図は従来方法を説明するための特性線図であシ、曲
IFM21は燃料ガス流量の定格値を100%とした燃
料ガス流量の実際値曲線、曲線22け、出力電圧定格値
を100%とした出方電圧実際値曲線、曲線23は燃料
電池の燃料極温度の実際値曲線であシ、時刻1.で燃料
ガスの低下が生じた場合金的にそれぞれの経時変化を示
したものである。図において、定格値流量の燃料ガスお
よび酸化剤ガスが供給ちれて出力電圧定格値Vf保持し
て定格電流を出力していた燃料電池の供給燃料ガス流量
が時刻11から+2 にかけて定格値の50%程度に低
下した場合、燃料電池の入口側に配された流thk計と
燃料電池の電極部との間に距離がありこの間に蓄えられ
た燃料ガスが消費されるまでの間出力電圧Vは時刻t1
から+3 までの間曲線22に示すように定格値レベ
ルv6保持し、その抜出力電圧の低下がはじまる。従来
方法では出力電圧が定格値レベルの半分程度に低下する
時刻t4で負荷電流が遮断され出力電圧が零になるが、
出力電圧の低下がはじまる時刻t3において同時に単電
池温度の上昇がはじまり、負荷遮断時刻t4では燃料電
池の作動温度を数10℃超過する異常温度上昇を示す。
IFM21は燃料ガス流量の定格値を100%とした燃
料ガス流量の実際値曲線、曲線22け、出力電圧定格値
を100%とした出方電圧実際値曲線、曲線23は燃料
電池の燃料極温度の実際値曲線であシ、時刻1.で燃料
ガスの低下が生じた場合金的にそれぞれの経時変化を示
したものである。図において、定格値流量の燃料ガスお
よび酸化剤ガスが供給ちれて出力電圧定格値Vf保持し
て定格電流を出力していた燃料電池の供給燃料ガス流量
が時刻11から+2 にかけて定格値の50%程度に低
下した場合、燃料電池の入口側に配された流thk計と
燃料電池の電極部との間に距離がありこの間に蓄えられ
た燃料ガスが消費されるまでの間出力電圧Vは時刻t1
から+3 までの間曲線22に示すように定格値レベ
ルv6保持し、その抜出力電圧の低下がはじまる。従来
方法では出力電圧が定格値レベルの半分程度に低下する
時刻t4で負荷電流が遮断され出力電圧が零になるが、
出力電圧の低下がはじまる時刻t3において同時に単電
池温度の上昇がはじまり、負荷遮断時刻t4では燃料電
池の作動温度を数10℃超過する異常温度上昇を示す。
第6図および第4図は燃料ガス不足が生ずる前後の単電
池の水素極光面温度の分布図であシ、第6図は時刻t1
以前の温度分布を、第4図は時刻t4 以後の破も悪い
m度分布のガを示したものであり、図中矢印で燃料ガス
9の流通方向を示す。
池の水素極光面温度の分布図であシ、第6図は時刻t1
以前の温度分布を、第4図は時刻t4 以後の破も悪い
m度分布のガを示したものであり、図中矢印で燃料ガス
9の流通方向を示す。
図において、燃料電池の作動温度を190℃とした場合
、第6図に示す定格運転状態では単電池表面温度は燃料
ガスの入口(+1.(1、出口側ともにほぼ等しく小さ
な温度差を保持するが、燃料ガス不足を生じた状態では
第4図に示すように燃料ガスの入口側で高い異常温度上
昇を示し、その他の部分では逆に異常に低い温度を示し
、出力電圧の低下を検出してから負荷遮断を行う従来方
法では温度異常の発生を回避できない。
、第6図に示す定格運転状態では単電池表面温度は燃料
ガスの入口(+1.(1、出口側ともにほぼ等しく小さ
な温度差を保持するが、燃料ガス不足を生じた状態では
第4図に示すように燃料ガスの入口側で高い異常温度上
昇を示し、その他の部分では逆に異常に低い温度を示し
、出力電圧の低下を検出してから負荷遮断を行う従来方
法では温度異常の発生を回避できない。
上述のように局部的な異常温度上昇を生ずる理由は、燃
料ガス不足が生ずると発電が燃料ガスの入口側に局部的
に集中するためと考えられる。このような異常温度を生
ずると、異常温度上昇部分の単電池内でQん酸液の水蒸
気圧が高くなジ、水素電極および酸素電極を透過してり
ん酸液または水蒸気が燃料ガスまたは酸化剤ガス中に飛
散するいわゆる飛散現象が激しくなる。その結果、残っ
たりん酸液の濃度の上昇やりん酸液の不足に基づいて単
を池の内部抵抗が局部的に高くなシ、その後の発電性症
に支障を及ぼすばかりか、電極中のシん酸液によって保
持されている酸化剤ガス系と燃料ガス系との間のガスシ
ール性能が低下し、酸素と水素の混触の危険性が増加す
る。また、りん酸液濃度の上昇および異常温度上昇はう
ん酸液の腐食性を高め、これに基づいて電極中の白金触
媒のシンタリングが助長されるので、燃料電池の寿命特
性の低下が加速されるという不都合を生する。
料ガス不足が生ずると発電が燃料ガスの入口側に局部的
に集中するためと考えられる。このような異常温度を生
ずると、異常温度上昇部分の単電池内でQん酸液の水蒸
気圧が高くなジ、水素電極および酸素電極を透過してり
ん酸液または水蒸気が燃料ガスまたは酸化剤ガス中に飛
散するいわゆる飛散現象が激しくなる。その結果、残っ
たりん酸液の濃度の上昇やりん酸液の不足に基づいて単
を池の内部抵抗が局部的に高くなシ、その後の発電性症
に支障を及ぼすばかりか、電極中のシん酸液によって保
持されている酸化剤ガス系と燃料ガス系との間のガスシ
ール性能が低下し、酸素と水素の混触の危険性が増加す
る。また、りん酸液濃度の上昇および異常温度上昇はう
ん酸液の腐食性を高め、これに基づいて電極中の白金触
媒のシンタリングが助長されるので、燃料電池の寿命特
性の低下が加速されるという不都合を生する。
なお上述の説明は燃料ガス不足を例に説明したが、酸化
剤ガスとしての反応空気不足によっても同様な現象およ
び問題点が発生する。
剤ガスとしての反応空気不足によっても同様な現象およ
び問題点が発生する。
この発明方法の目的は、燃料ガス不足または反応空気不
足を早期に検知して負荷電流を遮断することにより、単
電池の局部的な異常温度上昇を回避することにある。
足を早期に検知して負荷電流を遮断することにより、単
電池の局部的な異常温度上昇を回避することにある。
上述の課題を解決する九めに、この発明方法によれば、
りん酸型燃料電池の反応ガス不足に基づく単電池の異常
温度上昇を回避する発電運転方法であって、燃料電池の
負荷vt流を測定して出力電圧を保持して前記負荷電流
を出力するに要する燃料ガス流量および酸化剤ガス流貸
それぞれの下限値を求め、この下限値を燃料電池のガス
入口側で計測した燃料ガス流量および酸化剤ガス流量の
それぞれの実際値と比較し、この実際値の少くともいず
れか一方が前記下限値より低いとき前記負荷電流の通流
を停止させることとする。
りん酸型燃料電池の反応ガス不足に基づく単電池の異常
温度上昇を回避する発電運転方法であって、燃料電池の
負荷vt流を測定して出力電圧を保持して前記負荷電流
を出力するに要する燃料ガス流量および酸化剤ガス流貸
それぞれの下限値を求め、この下限値を燃料電池のガス
入口側で計測した燃料ガス流量および酸化剤ガス流量の
それぞれの実際値と比較し、この実際値の少くともいず
れか一方が前記下限値より低いとき前記負荷電流の通流
を停止させることとする。
上記手段において、燃料ガス流量および酸化剤ガス流i
jkを燃料電池入口側に配された流量計で測定してそれ
ぞれの実際値とし、燃料電池の負荷電流を計測してこの
出力電流を所定の出力電圧を所定時間保持して出力する
に要する燃料ガス流量および酸化剤ガス流量を求めてそ
れぞれの下限値とし、それぞれの実際値のいずれか一方
でもその下限値を下廻ったとき負荷電流を遮断するよう
構成したことにより、流量計を通過し燃料電池内ガス9
間を移動中の燃料ガスおよび酸化剤が電気化学反応によ
って消費されて出力電圧低下がはじまるまでの所定時間
を負荷電流の遮断に有効に利用することが可能になシ、
シたがって出力電圧の低下に伴なって生ずる単電池の異
常温度上昇を時間的な余裕を持って回避することができ
、局部的な異常温度上昇に付随して発生する燃料電池の
特性低下および酸化剤ガスおよび燃料ガスの混触の危険
性が排除される。
jkを燃料電池入口側に配された流量計で測定してそれ
ぞれの実際値とし、燃料電池の負荷電流を計測してこの
出力電流を所定の出力電圧を所定時間保持して出力する
に要する燃料ガス流量および酸化剤ガス流量を求めてそ
れぞれの下限値とし、それぞれの実際値のいずれか一方
でもその下限値を下廻ったとき負荷電流を遮断するよう
構成したことにより、流量計を通過し燃料電池内ガス9
間を移動中の燃料ガスおよび酸化剤が電気化学反応によ
って消費されて出力電圧低下がはじまるまでの所定時間
を負荷電流の遮断に有効に利用することが可能になシ、
シたがって出力電圧の低下に伴なって生ずる単電池の異
常温度上昇を時間的な余裕を持って回避することができ
、局部的な異常温度上昇に付随して発生する燃料電池の
特性低下および酸化剤ガスおよび燃料ガスの混触の危険
性が排除される。
以下この発明方法を実施例に基づいて説明する。
第1図はこの発明の実施例方法を説明するための装置の
概略構成図である。図において、1は燃料電池であシ、
りん酸液が含浸されたマトリックス3の両側に電極触媒
を担持した酸素電極4Aおよび水素電極4Fを密着配置
した単電池2をガス不透過性のセパレータを介在させて
複数層積層した積層体からなり、単電池2と図示しない
セパレータとの間には燃料ガス9および酸化剤ガスとし
ての反応空気10それぞれの供給通路が互いに直交する
方向に形成される。11は燃料ガス9の供給通路に連通
ずる供給配管に設けられた燃料ガス9の流量センサであ
り、検出された燃料ガス流量は実際値として判断回路1
3に入力δれる。また12は酸化剤ガス10の供給配管
に設けられた流量センサであシ、計測された酸化剤ガス
流量は酸化剤ガス流量の実際値として判断回路14に入
力される。また燃料電池1で水素が消費された燃料ガス
はリターンガス9Eとして図示しない改質器バーナに送
られてリターンガス9E中の可燃性ガスが吸熱反応であ
る改質反応の熱源として利用され、酸化剤ガス10のリ
ターンガス10Eも例えば酸化剤ガス10の予熱用熱源
として利用される。
概略構成図である。図において、1は燃料電池であシ、
りん酸液が含浸されたマトリックス3の両側に電極触媒
を担持した酸素電極4Aおよび水素電極4Fを密着配置
した単電池2をガス不透過性のセパレータを介在させて
複数層積層した積層体からなり、単電池2と図示しない
セパレータとの間には燃料ガス9および酸化剤ガスとし
ての反応空気10それぞれの供給通路が互いに直交する
方向に形成される。11は燃料ガス9の供給通路に連通
ずる供給配管に設けられた燃料ガス9の流量センサであ
り、検出された燃料ガス流量は実際値として判断回路1
3に入力δれる。また12は酸化剤ガス10の供給配管
に設けられた流量センサであシ、計測された酸化剤ガス
流量は酸化剤ガス流量の実際値として判断回路14に入
力される。また燃料電池1で水素が消費された燃料ガス
はリターンガス9Eとして図示しない改質器バーナに送
られてリターンガス9E中の可燃性ガスが吸熱反応であ
る改質反応の熱源として利用され、酸化剤ガス10のリ
ターンガス10Eも例えば酸化剤ガス10の予熱用熱源
として利用される。
一方燃料電池1の出力側には負荷7に直列に電流検出器
5および遮断器6が設けられ、電流検出器5で検出ちれ
た負荷電光重の検知信号は判断回路13および14に入
力される。判断回路13および14はそれぞれ出力電圧
Vを所定時間保持して負荷電光重を供給するに必要な燃
料ガス9および酸化剤ガス10の流量を前記検知信号に
基づいて算出するガス流量下限値の演算部と、燃料ガス
9および酸化剤ガス10それぞれの実際値と下限゛値紫
比較して実際値が下限値を下廻ったとき遮断器乙に負#
電光重の遮断を指令する信号を発する比較回路とを含む
よう構成される。なお出力電圧■の保持時間は第2図に
おいて燃料ガス(または酸化剤ガス)流量実際値の低下
が開始してから出力電圧低下がはじまるまでの時刻t1
からt、にかけての時間間隔に基づいて決めることがで
き、したがって燃料ガス流量および酸化剤ガス流量それ
ぞれの下限値としては、負荷電光重〈対応する定常ガス
流量t−10%ないし50%程度下廻る範囲に選ぶこと
ができる。
5および遮断器6が設けられ、電流検出器5で検出ちれ
た負荷電光重の検知信号は判断回路13および14に入
力される。判断回路13および14はそれぞれ出力電圧
Vを所定時間保持して負荷電光重を供給するに必要な燃
料ガス9および酸化剤ガス10の流量を前記検知信号に
基づいて算出するガス流量下限値の演算部と、燃料ガス
9および酸化剤ガス10それぞれの実際値と下限゛値紫
比較して実際値が下限値を下廻ったとき遮断器乙に負#
電光重の遮断を指令する信号を発する比較回路とを含む
よう構成される。なお出力電圧■の保持時間は第2図に
おいて燃料ガス(または酸化剤ガス)流量実際値の低下
が開始してから出力電圧低下がはじまるまでの時刻t1
からt、にかけての時間間隔に基づいて決めることがで
き、したがって燃料ガス流量および酸化剤ガス流量それ
ぞれの下限値としては、負荷電光重〈対応する定常ガス
流量t−10%ないし50%程度下廻る範囲に選ぶこと
ができる。
上述のように構成された燃料電池の運転方法を再び第2
図を用いて説明する。燃料ガス流量(および酸化剤ガス
流りが定格値(曲線21における100%レベル)を保
持して定格負荷電光重および定格出力電圧V(曲線22
の100%レベル)を保持して発電運転されている燃料
電池1に、供給される燃料ガス9の流量が例えば改質系
の故障により時刻t1からt2にかけて定格流量の50
%にまで減少する事態が発生した場合、燃料ガス流量の
低下は流量セン+j11によって時々刻々検出されてそ
の出力実際値1g号11Aが判断回路13に入力される
。−力定格電流■は電流検出器5で検出されてその検出
信号5Aか判断回路13の燃料ガス流tの下限値演算部
に入力され、例えば下限値信号として定格値流量を25
%下廻るレベルの信号が出力されたと仮定すると、実際
値信号11Aが下限値(fi号レベルに低下した時点で
判断回路13から負荷亀光重の遮断指令信号13Aが出
力され、この信号を受けた遮断器6が開路する。
図を用いて説明する。燃料ガス流量(および酸化剤ガス
流りが定格値(曲線21における100%レベル)を保
持して定格負荷電光重および定格出力電圧V(曲線22
の100%レベル)を保持して発電運転されている燃料
電池1に、供給される燃料ガス9の流量が例えば改質系
の故障により時刻t1からt2にかけて定格流量の50
%にまで減少する事態が発生した場合、燃料ガス流量の
低下は流量セン+j11によって時々刻々検出されてそ
の出力実際値1g号11Aが判断回路13に入力される
。−力定格電流■は電流検出器5で検出されてその検出
信号5Aか判断回路13の燃料ガス流tの下限値演算部
に入力され、例えば下限値信号として定格値流量を25
%下廻るレベルの信号が出力されたと仮定すると、実際
値信号11Aが下限値(fi号レベルに低下した時点で
判断回路13から負荷亀光重の遮断指令信号13Aが出
力され、この信号を受けた遮断器6が開路する。
このとき、改質系の故障原因は排除されていないので、
燃料ガス流量は50%に向けて更に低下するが、負荷電
流が時刻t2前後で零になることによって燃料ガス不足
は解消し、従来時刻t3で開始される出力電圧Vの低下
、およびこれに基因する単電池m度の異常上昇を時刻t
2からt3にかけての余裕時間を有効に利用して完全に
回避することができる。
燃料ガス流量は50%に向けて更に低下するが、負荷電
流が時刻t2前後で零になることによって燃料ガス不足
は解消し、従来時刻t3で開始される出力電圧Vの低下
、およびこれに基因する単電池m度の異常上昇を時刻t
2からt3にかけての余裕時間を有効に利用して完全に
回避することができる。
なお、負荷電光重の遮断は電流検出器5によって検知さ
れ、下限値信号レベルも低下するので、実際値イg号が
下PJi値信号レベし金上廻ることにより、遮断指令1
6号の出力が停止する。また、遮断指令信号を燃料電池
発電装置の非常停止信号として利用できることはいうま
でもないことである。
れ、下限値信号レベルも低下するので、実際値イg号が
下PJi値信号レベし金上廻ることにより、遮断指令1
6号の出力が停止する。また、遮断指令信号を燃料電池
発電装置の非常停止信号として利用できることはいうま
でもないことである。
上記動作説明は改質糸の故障により燃料ガス流量が低下
した場合を例に説明したが、酸化剤ガス流量が低下した
場合についても同様である。また負荷Z側の故障等によ
って負荷電光重が急増することによってもガス不足が発
生するが、この場合も前述の動作説明同様に負荷電流が
遮断される。
した場合を例に説明したが、酸化剤ガス流量が低下した
場合についても同様である。また負荷Z側の故障等によ
って負荷電光重が急増することによってもガス不足が発
生するが、この場合も前述の動作説明同様に負荷電流が
遮断される。
この発明方法は前述のように、燃料[池入口側で検出し
た燃料ガス渡世および酸化剤ガス流量の実際++fと、
負#電流測定値に対応して求められる燃料ガス流蓋およ
び酸化剤ガス流量の下限値とを比べして実際値が下限値
を下廻ったとき負荷電流の通流を停止するよう構成した
。その結果、ガス不足が発生した後出力電圧の低下およ
び単電池温度の異常上昇がはじまるまでの余裕時間を有
効に利用し、てガス不足を早期に解消することがn」能
となり11!圧低下を検知して負荷電流を遮断する従来
方法では回避できなかつ7?:単電池温度の異常上昇が
ほぼ完全に排除され、これに付随して発生する″a解液
のtI<散、ガスシール性能の低下2反応ガスの混合、
電極触媒のシンタリングなど燃料電池の性能低下や寿命
低下を防止することができる。
た燃料ガス渡世および酸化剤ガス流量の実際++fと、
負#電流測定値に対応して求められる燃料ガス流蓋およ
び酸化剤ガス流量の下限値とを比べして実際値が下限値
を下廻ったとき負荷電流の通流を停止するよう構成した
。その結果、ガス不足が発生した後出力電圧の低下およ
び単電池温度の異常上昇がはじまるまでの余裕時間を有
効に利用し、てガス不足を早期に解消することがn」能
となり11!圧低下を検知して負荷電流を遮断する従来
方法では回避できなかつ7?:単電池温度の異常上昇が
ほぼ完全に排除され、これに付随して発生する″a解液
のtI<散、ガスシール性能の低下2反応ガスの混合、
電極触媒のシンタリングなど燃料電池の性能低下や寿命
低下を防止することができる。
WJ1図はこの発明の実施例方法を説明するための装置
の構成図、第2図は従来方法における燃料電池の異常状
態を示す特性線図、@6図および第4図は従来方法にお
ける単電池温度の分布図である。 1・・・燃料′!Ic池、2・・・単電池、5・・・電
流検出器、6・・・遮断器、7・・・負荷、9・・・燃
料ガス、10・・・酸化剤ガス、11.12・・・流量
センサ、13.14・・・判断回路、11A・・・実際
値信号、16A・・・遮断指令信号。 第1図 賂2目 循3図 第4図
の構成図、第2図は従来方法における燃料電池の異常状
態を示す特性線図、@6図および第4図は従来方法にお
ける単電池温度の分布図である。 1・・・燃料′!Ic池、2・・・単電池、5・・・電
流検出器、6・・・遮断器、7・・・負荷、9・・・燃
料ガス、10・・・酸化剤ガス、11.12・・・流量
センサ、13.14・・・判断回路、11A・・・実際
値信号、16A・・・遮断指令信号。 第1図 賂2目 循3図 第4図
Claims (1)
- 1)りん酸型燃料電池の反応ガス不足に基づく単電池の
異常温度上昇を回避する発電運転方法であって、燃料電
池の負荷電流を測定して出力電圧を保持して前記負荷電
流を出力するに要する燃料ガス流量および酸化剤ガス流
量それぞれの下限値を求め、この下限値を燃料電池のガ
ス入口側で計測した燃料ガス流量および酸化剤ガス流量
のそれぞれの実際値と比較し、この実際値の少くともい
ずれか一方が前記下限値より低いとき前記負荷電流の通
流を停止させることを特徴とする燃料電池の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115463A JPH01286259A (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | 燃料電池の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63115463A JPH01286259A (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | 燃料電池の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286259A true JPH01286259A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14663164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63115463A Pending JPH01286259A (ja) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | 燃料電池の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286259A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007244179A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | ハイブリッド電源装置 |
| EP2416421A4 (en) * | 2009-03-31 | 2014-05-07 | Toto Ltd | SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL |
-
1988
- 1988-05-12 JP JP63115463A patent/JPH01286259A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007244179A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | ハイブリッド電源装置 |
| EP2416421A4 (en) * | 2009-03-31 | 2014-05-07 | Toto Ltd | SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL |
| US9184457B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-11-10 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6783879B2 (en) | Dynamic fuel processor mechanization and control | |
| JPH0668891A (ja) | 燃料電池発電装置とその制御方法 | |
| JPS6010425B2 (ja) | 燃料電池の出力電力を低下させる方法 | |
| CN101322268A (zh) | 基于利用率的燃料电池监测和控制 | |
| JPH04315774A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP2918759B2 (ja) | 燃料電池の制御装置 | |
| JPH0955219A (ja) | 燃料電池発電装置およびその運転方法 | |
| AU2017227948B2 (en) | Fuel cell system with leakage detection | |
| JP2009070788A (ja) | 燃料供給制御方法及びその方法を利用した燃料電池装置 | |
| JPS61279071A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2005063724A (ja) | 燃料電池システム | |
| JPH01286259A (ja) | 燃料電池の運転方法 | |
| JP2679298B2 (ja) | りん酸形燃料電池のりん酸残量監視装置 | |
| EP1995811A1 (en) | Method for purging pem-type fuel cells | |
| JP2819819B2 (ja) | 燃料電池の異常検出装置 | |
| JPH04174975A (ja) | 積層型燃料電池 | |
| JPS6191877A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| CN102208667A (zh) | 基于利用率的燃料电池监测和控制 | |
| JPH05190189A (ja) | 燃料電池発電装置の運転方法 | |
| CN100517405C (zh) | 一种带有can接口的燃料电池发电系统氢气报警装置 | |
| JPH0282459A (ja) | 燃料電池の運転制御装置 | |
| JPS59149664A (ja) | 燃料電池装置 | |
| JPH06188016A (ja) | 燃料電池発電プラント | |
| JPH09306520A (ja) | 燃料電池発電装置の異常判定装置 | |
| JPH03163762A (ja) | 燃料電池の停止方法 |