JPH02250270A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JPH02250270A JPH02250270A JP1073105A JP7310589A JPH02250270A JP H02250270 A JPH02250270 A JP H02250270A JP 1073105 A JP1073105 A JP 1073105A JP 7310589 A JP7310589 A JP 7310589A JP H02250270 A JPH02250270 A JP H02250270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- raw fuel
- load
- fuel
- control valve
- 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
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- 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】
〔産業上の利用分舒〕
この発明は、原燃料１．たとえばメタンガスを主成分と
する天然ガスを水蒸気改質として水素燃料ガスを作り、
これを水素−酸素（空気）型燃料電池に供給して直流電
力を発生し、場合によってはインバータを介して交流電
力を得るような燃料電池発電システムに関し、とくにそ
の燃料制御システムに関するものである。
する天然ガスを水蒸気改質として水素燃料ガスを作り、
これを水素−酸素（空気）型燃料電池に供給して直流電
力を発生し、場合によってはインバータを介して交流電
力を得るような燃料電池発電システムに関し、とくにそ
の燃料制御システムに関するものである。
第５図は例えば特公昭６２−２９８６８号公報に示され
た従来の燃料電池発電システムを示す。図において、句
は燃料処理装置で、改質装置図とバーナ部も１）とから
構成される。（Ｖｔ）は原燃料調節弁であり、（Ｑｌ）
は原燃料流量測定部、（Ｃ１）は原燃料流量調節器であ
る。同様に（Ｖｔ） ＝ （Ｑｔ） 、（Ｃｔ） はそ
れぞれ水蒸気の流量調節弁、流量測定部、流量調節器で
ある。同様に（Ｖｓ）、（Ｑり、ＣＣａ”）はそれぞれ
燃料ガスの流量調節弁、流量測定部、流量調節器である
。
た従来の燃料電池発電システムを示す。図において、句
は燃料処理装置で、改質装置図とバーナ部も１）とから
構成される。（Ｖｔ）は原燃料調節弁であり、（Ｑｌ）
は原燃料流量測定部、（Ｃ１）は原燃料流量調節器であ
る。同様に（Ｖｔ） ＝ （Ｑｔ） 、（Ｃｔ） はそ
れぞれ水蒸気の流量調節弁、流量測定部、流量調節器で
ある。同様に（Ｖｓ）、（Ｑり、ＣＣａ”）はそれぞれ
燃料ガスの流量調節弁、流量測定部、流量調節器である
。
αＱは燃料電池、Ｑυは燃料極、四は空気極である。
（ハ）は出力制御演算部で入力として燃料電池αｑの電
気負荷に関係する信号例えば負荷検出部（ハ）からの信
号を入力とし、原料ガスの設定値ＳＯを出力する。■は
燃料ガスのリザーバタンクである。
気負荷に関係する信号例えば負荷検出部（ハ）からの信
号を入力とし、原料ガスの設定値ＳＯを出力する。■は
燃料ガスのリザーバタンクである。
次に動作について説明する。まず、原料ガスとしては、
メタンガスが用いられているが、改質触媒の活性低下の
原因となる硫黄分を除去する脱硫反応器及び改質ガス中
に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成する一酸化炭
素変成器は図に示していない。原燃料流量調節弁（Ｖｌ
）により流量コントロールされた原燃料と水蒸気流量調
節弁（■、）により流量コントロールされた水蒸気は混
合されて。
メタンガスが用いられているが、改質触媒の活性低下の
原因となる硫黄分を除去する脱硫反応器及び改質ガス中
に含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成する一酸化炭
素変成器は図に示していない。原燃料流量調節弁（Ｖｌ
）により流量コントロールされた原燃料と水蒸気流量調
節弁（■、）により流量コントロールされた水蒸気は混
合されて。
改質装置に）に送られ、水蒸気改質され、精製された水
素を含む燃料ガスとなる。この燃料ガスは、燃料ガス流
量調節弁（ｖ３）を通り、燃料電池００の燃料極συに
供給される。燃料極Ｑυを出た燃料排ガスは、燃料処理
装！−のバーナ部Ｇ１）に送られ、改質反応に必要な熱
源として燃焼される。各流量の設定値は、電池の出力を
出力制御演算部Ｑ０を入力することにより、各種効率と
電池出力との関数として求められる。この得られた設定
値ＳＯを各流量調節器（Ｃ８）〜（Ｃ８）に同時に送る
。例えば、原燃料では、原燃料流量調節器（Ｃ１）に与
えられた流量設定値は、ここで流量測定部（Ｑ、）から
の流量実際値信号と比較され、この比較結果に基づいて
原燃料流量調節弁（■１）へその開度設定値を与える。
素を含む燃料ガスとなる。この燃料ガスは、燃料ガス流
量調節弁（ｖ３）を通り、燃料電池００の燃料極συに
供給される。燃料極Ｑυを出た燃料排ガスは、燃料処理
装！−のバーナ部Ｇ１）に送られ、改質反応に必要な熱
源として燃焼される。各流量の設定値は、電池の出力を
出力制御演算部Ｑ０を入力することにより、各種効率と
電池出力との関数として求められる。この得られた設定
値ＳＯを各流量調節器（Ｃ８）〜（Ｃ８）に同時に送る
。例えば、原燃料では、原燃料流量調節器（Ｃ１）に与
えられた流量設定値は、ここで流量測定部（Ｑ、）から
の流量実際値信号と比較され、この比較結果に基づいて
原燃料流量調節弁（■１）へその開度設定値を与える。
同様に、水蒸気流量、燃料ガス流量に対しても各流量調
節弁（Ｖり 、 （ＶＳ）を制御する。
節弁（Ｖり 、 （ＶＳ）を制御する。
従来の燃料電池発電システムは以上のように構成されて
いるので、負荷が急激に変動する場合にも各流量を設定
値に合せるように制御されているために、全体効率が優
先する安定期間の制御性と負荷急変時の連応性との両方
の対応ができず、負荷急変時にはガス流量が確保できな
い問題点があった。
いるので、負荷が急激に変動する場合にも各流量を設定
値に合せるように制御されているために、全体効率が優
先する安定期間の制御性と負荷急変時の連応性との両方
の対応ができず、負荷急変時にはガス流量が確保できな
い問題点があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、効率の良い運転ができるとともに、負荷急変時
に各流量調節弁の速い応答性が得られる燃料電池発電シ
ステムを得ることを目的とする。
もので、効率の良い運転ができるとともに、負荷急変時
に各流量調節弁の速い応答性が得られる燃料電池発電シ
ステムを得ることを目的とする。
この発明に係る燃料電池発電システムは、燃料電池の出
力から電池負荷に見合った電気量を検出する負荷検出部
と、あらかじめ設定された原燃料。
力から電池負荷に見合った電気量を検出する負荷検出部
と、あらかじめ設定された原燃料。
水蒸気の流量設定値信号を負荷検出部が検出した電気量
に対応して出力する第１の演算部と、この第１の演算部
からの原燃料の流量設定値信号と原燃料流量測定部から
の流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基づい
て原燃料流量調節弁へその弁開度を調節すべき開度設定
値信号を出力する原燃料流量調節器と、第１の演算部か
らの水蒸気の流量設定値信号と水蒸気流量測定部からの
流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基づいて
水蒸気流量調節弁へその弁開度を調節すべき開度設定値
信号を出力する水蒸気流量調節器と、負荷検出部が検出
した電気量より電池負荷の急激な変動を検出する負荷急
変検出部と、この負荷急変検出部の出力により原燃料流
量調節弁と水蒸気流量調節弁の開度信号を切り換える切
換器と、あらかじめ設定され１こ原燃料、水蒸気の流量
に対応する各流量調節弁の開度設定値を負荷検出部が検
出した電気量に対応して出力する第２の演算部とを設け
たものである。
に対応して出力する第１の演算部と、この第１の演算部
からの原燃料の流量設定値信号と原燃料流量測定部から
の流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基づい
て原燃料流量調節弁へその弁開度を調節すべき開度設定
値信号を出力する原燃料流量調節器と、第１の演算部か
らの水蒸気の流量設定値信号と水蒸気流量測定部からの
流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基づいて
水蒸気流量調節弁へその弁開度を調節すべき開度設定値
信号を出力する水蒸気流量調節器と、負荷検出部が検出
した電気量より電池負荷の急激な変動を検出する負荷急
変検出部と、この負荷急変検出部の出力により原燃料流
量調節弁と水蒸気流量調節弁の開度信号を切り換える切
換器と、あらかじめ設定され１こ原燃料、水蒸気の流量
に対応する各流量調節弁の開度設定値を負荷検出部が検
出した電気量に対応して出力する第２の演算部とを設け
たものである。
この発明における燃料電池発電システムは、安定状態で
は電池負荷に見合う流量設定値に対して流量実際値信号
とを比較して流量調節弁へ弁開度信号を出力し、負荷急
変時は流量調節器を介さずに電池負荷に対応して直接流
量調節弁へ弁開度信号を出力する。
は電池負荷に見合う流量設定値に対して流量実際値信号
とを比較して流量調節弁へ弁開度信号を出力し、負荷急
変時は流量調節器を介さずに電池負荷に対応して直接流
量調節弁へ弁開度信号を出力する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、Ｃ０は水素−酸素型の燃料電池で、燃料極
Ｑυ、空気室＠、電極α罎およびα勺ならびに電解液含
浸マトリクスＣＬｅから構成されている。
図において、Ｃ０は水素−酸素型の燃料電池で、燃料極
Ｑυ、空気室＠、電極α罎およびα勺ならびに電解液含
浸マトリクスＣＬｅから構成されている。
空気極四には、空気源よりブロアαηを介して空気が供
給される。輪は直交変換装置で、燃料電池αＱの出力で
ある直流電力を交流電力に変換する。（７）は改質装置
であり、原燃料流量調節弁（ｖｌ）と水蒸気流量調節弁
（■）とにより流量を制御され、混合されたガスを水蒸
気改質し、燃料電池０１の燃料である水素を含む燃料ガ
スに改質するものである。
給される。輪は直交変換装置で、燃料電池αＱの出力で
ある直流電力を交流電力に変換する。（７）は改質装置
であり、原燃料流量調節弁（ｖｌ）と水蒸気流量調節弁
（■）とにより流量を制御され、混合されたガスを水蒸
気改質し、燃料電池０１の燃料である水素を含む燃料ガ
スに改質するものである。
（ハ）は原燃料中に含まれる硫黄分を除去する脱硫器、
鱒は水蒸気源である気水分離器、（ト）は改質された燃
料ガス中の一酸化炭素を水素と二酸化炭素に変成する一
酸化炭素変成器、（財）は燃料ガスを適度に冷却する冷
却器、Ｑｌは気水分離である。燃料電池の改質プロセス
についてはこの発明に直接関与しないので説明は省略す
る。
鱒は水蒸気源である気水分離器、（ト）は改質された燃
料ガス中の一酸化炭素を水素と二酸化炭素に変成する一
酸化炭素変成器、（財）は燃料ガスを適度に冷却する冷
却器、Ｑｌは気水分離である。燃料電池の改質プロセス
についてはこの発明に直接関与しないので説明は省略す
る。
燃料電池発電システムにおいて、高い効率にて運転する
ためには燃料電池特性と改質装置の効率の相乗効果を考
慮して水素利用率が決定される。
ためには燃料電池特性と改質装置の効率の相乗効果を考
慮して水素利用率が決定される。
このため、電池負荷に対して原料ガス流量及び水蒸気流
量が決定され、この流量をプロセス内の変動等の外乱：
こ対応するよう制御されるが、急激な変動に対しては第
４図（Ａ）に示すように、原料流量（原料ガス及び水蒸
気）がむだ時間及び制御系の一次遅れにより追いつかな
い。そのため、電力負荷制御された直交変換装置−によ
り燃料電池α０は劣下分の電流を強制的に取り出させら
れるため第４図（Ａ）の（ｄ）のように電池電圧が低下
する。また、第４図（Ａ）の（Ｃ）のように高い水素利
用率運転は電池性能劣下にもつながる。第２図はこの発
明に於ける具体的な実施例を示すもので、動作原理の理
解を容易ならしめるために各種配管系は要部のみ抽出し
かつ簡略化して描いている。第２図において、００は燃
料電池、Ｑｌは燃料極、＠は空気極、■は改質装置、（
７）は燃料処理装置、←０はバーナ部、（ＶＩ）は原燃
料流量調節弁、（Ｑｌ）は原燃料流量測定部、（■）は
水蒸気流量調節弁、（Ｃ２）は水蒸気流量測定部、（２
）は燃料電池（ｉｏの出力から電池負荷に見合った電気
量を検出する負荷検出部、輪はあらかじめ設定された水
素利用率に相当する原燃料、水蒸気の流量設定値信号を
負荷検出部（ハ）が検出したフル気量に対応してその電
気量をパラメータとする関数として発生して出力する第
１の演算部、（Ｃ８）はこの第１の演算部−からの原燃
料の流量設定値信号Ｓｏｌと原燃料流量測定部（Ｃ８）
からの流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基
づいて原燃料流量調節弁（Ｖｌ）へその弁開度を調節す
べき開度設定値信号を出力する原燃料流量調節器、（Ｃ
２）は第１の演算部−からの水蒸気の流量設定値信号Ｓ
０２と水蒸気流量測定部（Ｑ、）からの流量実際値信号
とを比較しかつこの比較結果に基づいて水蒸気流量調節
弁（ｈ）へその弁開度を調節すべき開度設定値信号を出
力する水蒸気流量調節器、６１）は負荷検出部（ハ）が
検出した電気量より電池負荷の急激な変動をその変化率
より求めて検出する負荷急変検出部、■は負荷急変検出
部６］）からの出力により原燃料流量調節弁（■１）と
水蒸気流量調節弁（Ｖりの開度信号を切り換える切換器
、（２）はあらかじめ設定された水素利用率に相当する
原燃料、水蒸気の流量に対応する各流量調節弁（Ｖｔ）
＝ （Ｖｔ）の開度設定値を負荷検出部（２）で検出
した電気量に対応してその電気量をパラメータとする関
数として発生して出力する第２の演算部である。
量が決定され、この流量をプロセス内の変動等の外乱：
こ対応するよう制御されるが、急激な変動に対しては第
４図（Ａ）に示すように、原料流量（原料ガス及び水蒸
気）がむだ時間及び制御系の一次遅れにより追いつかな
い。そのため、電力負荷制御された直交変換装置−によ
り燃料電池α０は劣下分の電流を強制的に取り出させら
れるため第４図（Ａ）の（ｄ）のように電池電圧が低下
する。また、第４図（Ａ）の（Ｃ）のように高い水素利
用率運転は電池性能劣下にもつながる。第２図はこの発
明に於ける具体的な実施例を示すもので、動作原理の理
解を容易ならしめるために各種配管系は要部のみ抽出し
かつ簡略化して描いている。第２図において、００は燃
料電池、Ｑｌは燃料極、＠は空気極、■は改質装置、（
７）は燃料処理装置、←０はバーナ部、（ＶＩ）は原燃
料流量調節弁、（Ｑｌ）は原燃料流量測定部、（■）は
水蒸気流量調節弁、（Ｃ２）は水蒸気流量測定部、（２
）は燃料電池（ｉｏの出力から電池負荷に見合った電気
量を検出する負荷検出部、輪はあらかじめ設定された水
素利用率に相当する原燃料、水蒸気の流量設定値信号を
負荷検出部（ハ）が検出したフル気量に対応してその電
気量をパラメータとする関数として発生して出力する第
１の演算部、（Ｃ８）はこの第１の演算部−からの原燃
料の流量設定値信号Ｓｏｌと原燃料流量測定部（Ｃ８）
からの流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基
づいて原燃料流量調節弁（Ｖｌ）へその弁開度を調節す
べき開度設定値信号を出力する原燃料流量調節器、（Ｃ
２）は第１の演算部−からの水蒸気の流量設定値信号Ｓ
０２と水蒸気流量測定部（Ｑ、）からの流量実際値信号
とを比較しかつこの比較結果に基づいて水蒸気流量調節
弁（ｈ）へその弁開度を調節すべき開度設定値信号を出
力する水蒸気流量調節器、６１）は負荷検出部（ハ）が
検出した電気量より電池負荷の急激な変動をその変化率
より求めて検出する負荷急変検出部、■は負荷急変検出
部６］）からの出力により原燃料流量調節弁（■１）と
水蒸気流量調節弁（Ｖりの開度信号を切り換える切換器
、（２）はあらかじめ設定された水素利用率に相当する
原燃料、水蒸気の流量に対応する各流量調節弁（Ｖｔ）
＝ （Ｖｔ）の開度設定値を負荷検出部（２）で検出
した電気量に対応してその電気量をパラメータとする関
数として発生して出力する第２の演算部である。
次に動作について説明する。電池負荷の変化が少ない場
合には、第１の演算部−により、原燃料及び水蒸気流量
は電池負荷と各種の効率の関数として次式で計算される
。
合には、第１の演算部−により、原燃料及び水蒸気流量
は電池負荷と各種の効率の関数として次式で計算される
。
Ｑ ” ｆ＋ （ｐ＊ ｎ ｐ ｋ ｅ Ｘ ）ここで
Ｑ：必要流量、ｐ：負荷量、ｎ：直交変楔装置効率、ｋ
：単位変換定数、Ｘ：水素利用率である。
Ｑ：必要流量、ｐ：負荷量、ｎ：直交変楔装置効率、ｋ
：単位変換定数、Ｘ：水素利用率である。
ここで求められた流量設定値をそれぞれＳＯｉ＊Ｓ０２
として、原燃料流量調節器（Ｃ１）及び水素気流量調節
器（Ｃりに出力する。各流量調節器（Ｃｓ）−（Ｃｔ）
では・各流量測定部（Ｑｌ）および（Ｑ、）からの流量
実際値信号と比較し、その差をなくすように弁開度信号
を切換器（２）を通して各流量調節弁（ｖｌ）および（
ｖ２）に送る。電池負荷がある定値以上の変化をした場
合には、負荷急変検出部ｆ３１）により急変を検出し、
切換器−により、調節弁への信号を第２の演算部（ハ）
よりの出力に切換える。この時の調節弁への出力信号は
次式となる。
として、原燃料流量調節器（Ｃ１）及び水素気流量調節
器（Ｃりに出力する。各流量調節器（Ｃｓ）−（Ｃｔ）
では・各流量測定部（Ｑｌ）および（Ｑ、）からの流量
実際値信号と比較し、その差をなくすように弁開度信号
を切換器（２）を通して各流量調節弁（ｖｌ）および（
ｖ２）に送る。電池負荷がある定値以上の変化をした場
合には、負荷急変検出部ｆ３１）により急変を検出し、
切換器−により、調節弁への信号を第２の演算部（ハ）
よりの出力に切換える。この時の調節弁への出力信号は
次式となる。
Ｖ＝ｆ（ｐ）
ここで、■＝調節弁出力、ｐ：負荷量である。
第３図に、切換制御の詳細図を示す。負荷急変を検出し
た負荷急変検出部ｆ８１）はタイマ（ロ）により一定時
間、切換器（至）を第２の演算部（至）側に保持した後
、第１の演算部−に切換器（イ）を調節器出力側にす◇
この操作により、流量の安定性が保たれる。
た負荷急変検出部ｆ８１）はタイマ（ロ）により一定時
間、切換器（至）を第２の演算部（至）側に保持した後
、第１の演算部−に切換器（イ）を調節器出力側にす◇
この操作により、流量の安定性が保たれる。
この発明による方式での流量制御状態を第４図（ト）に
示す。弁開度を少し多めにあけるように設定することに
より、第４図ＣＢ）の（Ｃ）に示すように水素利用率の
急増が抑えられる。
示す。弁開度を少し多めにあけるように設定することに
より、第４図ＣＢ）の（Ｃ）に示すように水素利用率の
急増が抑えられる。
なお、上記実施例では負荷検出を電池出力としているが
、直交変換装置の出力でも良い。また、弁開度の設定値
において負荷の関数としたが、負荷増分の関数として現
吠開度に加算するような制御系としても同様な結果が得
られる。
、直交変換装置の出力でも良い。また、弁開度の設定値
において負荷の関数としたが、負荷増分の関数として現
吠開度に加算するような制御系としても同様な結果が得
られる。
この発明は以と説明した通り、燃料電池の出力から電池
負荷に見合った電気量を検出する負荷検出部と、あらか
じめ設定された原燃料、水蒸気の流量設定値信号を負荷
検出部が検出しｔコミ気量に対応して出力する第１の演
算部と、この第１の演算部からの原燃料の流量設定値信
号と原燃料流量測定部からの流量実際値信号とを比較し
かつこの比較結果に基づいて原燃料流量調整弁へその弁
開度を調節すべき開度設定値信号を出力する原燃料流量
調節器と、第１の演算部からの水蒸気の流量設定値信号
と水蒸気流量測定部からの流量実際値信号とを比較しか
つこの比較結果に基づいて水蒸気流量調節弁へその弁開
度を調節すべき開度設定値信号を出力する水蒸気流量調
節器と、負荷検出部が検出した電気量より電池負荷の急
激な変動を検出する負荷急変検出部と、この負荷急変検
出部の出力により原燃料流量調節弁と水蒸気流量調節弁
の開度信号を切り換える切換器と、あらかじめ設定され
た原燃料、水蒸気の流量に対応する各流量調節弁の開度
設定値を負荷検出部が検出した電気量に対応して出力す
る第２の演算部とを設け、安定状態では電池負荷に見合
う流量設定値に対して流量実際値信号とを比較して流量
調節弁へ弁開度信号を出力し、負荷急変時は流量調節器
を介さずに電池負荷に対応して直接流量調節弁へ弁開度
信号を出力するようにしたことにより、効率の良い運転
ができると共に、負荷急変時に各流量調節弁の連応性の
高い燃料電池発電システムを得ることができる。
負荷に見合った電気量を検出する負荷検出部と、あらか
じめ設定された原燃料、水蒸気の流量設定値信号を負荷
検出部が検出しｔコミ気量に対応して出力する第１の演
算部と、この第１の演算部からの原燃料の流量設定値信
号と原燃料流量測定部からの流量実際値信号とを比較し
かつこの比較結果に基づいて原燃料流量調整弁へその弁
開度を調節すべき開度設定値信号を出力する原燃料流量
調節器と、第１の演算部からの水蒸気の流量設定値信号
と水蒸気流量測定部からの流量実際値信号とを比較しか
つこの比較結果に基づいて水蒸気流量調節弁へその弁開
度を調節すべき開度設定値信号を出力する水蒸気流量調
節器と、負荷検出部が検出した電気量より電池負荷の急
激な変動を検出する負荷急変検出部と、この負荷急変検
出部の出力により原燃料流量調節弁と水蒸気流量調節弁
の開度信号を切り換える切換器と、あらかじめ設定され
た原燃料、水蒸気の流量に対応する各流量調節弁の開度
設定値を負荷検出部が検出した電気量に対応して出力す
る第２の演算部とを設け、安定状態では電池負荷に見合
う流量設定値に対して流量実際値信号とを比較して流量
調節弁へ弁開度信号を出力し、負荷急変時は流量調節器
を介さずに電池負荷に対応して直接流量調節弁へ弁開度
信号を出力するようにしたことにより、効率の良い運転
ができると共に、負荷急変時に各流量調節弁の連応性の
高い燃料電池発電システムを得ることができる。
第１図及び第２図はこの発明の一実施例による燃料電池
発電システムの基本系統図、及び具体的系統図、第３図
はこの発明に係る切換制御を示す系統図、第４図はこの
発明と従来の場合の原燃料流量と電池出力との関係を示
す曲線図、第５図は従来の燃料電池発電システムを示す
系統図である。 図において、ＱＯは燃料電池、に）は改質装置、閃は燃
料処理装置、（ハ）は負荷検出部、（至）は第１の演算
部、６カは負荷急変検出部、幻は切換器、（ハ）は第２
の演算部、（Ｖ、）は原燃料流量調節弁、（Ｖ２）は水
蒸気流量調節弁、（Ｃ１）は原燃料流量調節器、（Ｃ２
）は水蒸気流量調節器、（Ｑりは原燃料流量測定部、（
Ｑりは水蒸気流量測定部である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
発電システムの基本系統図、及び具体的系統図、第３図
はこの発明に係る切換制御を示す系統図、第４図はこの
発明と従来の場合の原燃料流量と電池出力との関係を示
す曲線図、第５図は従来の燃料電池発電システムを示す
系統図である。 図において、ＱＯは燃料電池、に）は改質装置、閃は燃
料処理装置、（ハ）は負荷検出部、（至）は第１の演算
部、６カは負荷急変検出部、幻は切換器、（ハ）は第２
の演算部、（Ｖ、）は原燃料流量調節弁、（Ｖ２）は水
蒸気流量調節弁、（Ｃ１）は原燃料流量調節器、（Ｃ２
）は水蒸気流量調節器、（Ｑりは原燃料流量測定部、（
Ｑりは水蒸気流量測定部である。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 原燃料を改質して水素燃料ガスを生成する改質装置を
含む燃料処理装置と、前記燃料処理装置から得られる水
素燃料ガスを燃料とする燃料電池と、前記改質装置への
原燃料供給路に設けられた原燃料流量調節弁と、前記原
燃料供給路を流れる原燃料流量を測定して該流量の実際
値信号を出力する原燃料流量測定部と、前記改質装置に
至る改質用水蒸気供給路に設けられた水蒸気流量調節弁
と、前記水蒸気供給路を流れる水蒸気流量を測定して該
流量の実際値信号を出力する水蒸気流量測定部と、前記
燃料電池の出力から電池負荷に見合つた電気量を検出す
る負荷検出部と、あらかじめ設定された原燃料、水蒸気
の流量設定値信号を前記負荷検出部が検出した電気量に
対応して出力する第１の演算部と、この第１の演算部か
らの原燃料の流量設定値信号と前記原燃料流量測定部か
らの流量実際値信号とを比較しかつこの比較結果に基づ
いて前記原燃料流量調節弁へその弁開度を調節すべき開
度設定値信号を出力する原燃料流量調節器と、前記第１
の演算部からの水蒸気の流量設定値信号と前記水蒸気流
量測定部からの流量実際値信号とを比較しかつこの比較
結果に基づいて前記水蒸気流量調節弁へその弁開度を調
節すべき開度設定値信号を出力する水蒸気流量調節器と
、前記負荷検出部が検出した電気量より電池負荷の急激
な変動を検出する負荷急変検出部と、前記負荷急変検出
部の出力により前記原燃料流量調節弁と前記水蒸気流量
調節弁の開度信号を切り換える切換器と、あらかじめ設
定された原燃料、水蒸気の流量に対応する前記各流量調
節弁の開度設定値を前記負荷検出部で検出した電気量に
対応して出力する第２の演算部とを備えたことを特徴と
する燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1073105A JPH02250270A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1073105A JPH02250270A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250270A true JPH02250270A (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=13508690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1073105A Pending JPH02250270A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02250270A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002175826A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池発電システム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212778A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Fuel controlling method in fuel cell power generating system |
| JPS6196674A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電設備の制御方式 |
| JPS634565A (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-09 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1073105A patent/JPH02250270A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57212778A (en) * | 1981-06-23 | 1982-12-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Fuel controlling method in fuel cell power generating system |
| JPS6196674A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 燃料電池発電設備の制御方式 |
| JPS634565A (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-09 | Toshiba Corp | 燃料電池発電システム |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002175826A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Ebara Ballard Corp | 燃料電池発電システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5961928A (en) | Gas generating system and method | |
| JPH07296834A (ja) | 燃料電池発電プラント及び該プラントの改質器運転方法 | |
| JPS6229869B2 (ja) | ||
| JP2006073218A (ja) | 燃料電池発電システムとその制御方法 | |
| JP2860208B2 (ja) | 燃料電池発電装置の運転制御装置 | |
| JP2018135244A (ja) | 水素利用システム | |
| JP2671523B2 (ja) | 燃料電池発電装置の運転制御方法 | |
| JP7819453B2 (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JPS6229868B2 (ja) | ||
| JPH0268862A (ja) | 燃料電池プラントの燃料切り換え方法および燃料電池プラント | |
| JP2005190802A (ja) | 燃料電池発電装置の運転制御方法 | |
| JP4742540B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JPS6229867B2 (ja) | ||
| JPS58163183A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP3808636B2 (ja) | 燃料電池発電システムおよび発電システム | |
| JPH0547401A (ja) | 燃料電池の燃料切替方法およびその装置 | |
| JP3358227B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPH03167759A (ja) | 燃料電池用燃料改質器の触媒温度制御装置 | |
| JP2009080944A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JPH0789495B2 (ja) | 燃料電池発電プラント | |
| JPH03266367A (ja) | 燃料電池システムの燃料系統制御装置 | |
| JPH0256866A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| CN121439851B (zh) | 一种二氧化碳循环式水氢发电装置 | |
| JPS63213262A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JP5781810B2 (ja) | 燃料電池システム |