JP2745776B2 - 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
- JP2745776B2 JP2745776B2 JP2120603A JP12060390A JP2745776B2 JP 2745776 B2 JP2745776 B2 JP 2745776B2 JP 2120603 A JP2120603 A JP 2120603A JP 12060390 A JP12060390 A JP 12060390A JP 2745776 B2 JP2745776 B2 JP 2745776B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- cell stack
- gas
- flow control
- current
- 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.)
- Expired - Fee Related
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
- H01M8/04537—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
- H01M8/04082—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
- H01M8/04298—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
- H01M8/04746—Pressure; Flow
- H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell 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
- H01M8/04082—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
- H01M8/04097—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、個別に反応ガスの供給を受けて発電する定
格主力が同一な複数基の燃料電池スタックを電気的に並
列又は直並列に接続して負荷に電力を供給する燃料電池
発電システムに関する。
格主力が同一な複数基の燃料電池スタックを電気的に並
列又は直並列に接続して負荷に電力を供給する燃料電池
発電システムに関する。
［従来の技術］ 周知のように燃料電池は単位セルを多数積層して構成
した燃料電池スタックに対してその燃料極に水素ガス、
酸化剤極に空気を供給し、化学的な電池反応により燃料
のエネルギーを電気エネルギーに変換して発電するもの
である。
した燃料電池スタックに対してその燃料極に水素ガス、
酸化剤極に空気を供給し、化学的な電池反応により燃料
のエネルギーを電気エネルギーに変換して発電するもの
である。
かかる燃料電池スタックは、製造技術面、及び工場で
製作して現地に輸送する際の寸法的な輸送限界などの面
から、単位セルのサイズ、積層数、従ってスタック１基
当たりの容量が制約を受ける。
製作して現地に輸送する際の寸法的な輸送限界などの面
から、単位セルのサイズ、積層数、従ってスタック１基
当たりの容量が制約を受ける。
ところで、最近では燃料電池発電プラントに対し、そ
の出力容量増大を図ることが大きなテーマになってい
る。ところが、前述のように燃料電池スタックの１基当
たりの出力容量には限界があり、特に大容量出力の燃料
電池発電プラントに対応させるには、同一仕様の複数基
の燃料電池スタックを組合わせ、各燃料電池スタックを
電気的に並列又は直並列に接続して大きな電気出力を得
るようにする必要がある。
の出力容量増大を図ることが大きなテーマになってい
る。ところが、前述のように燃料電池スタックの１基当
たりの出力容量には限界があり、特に大容量出力の燃料
電池発電プラントに対応させるには、同一仕様の複数基
の燃料電池スタックを組合わせ、各燃料電池スタックを
電気的に並列又は直並列に接続して大きな電気出力を得
るようにする必要がある。
一方、前述のように複数基の燃料電池スタックを並列
接続して運転する場合には、燃料電池スタックへの反応
ガス供給系について、天然ガスなどを原燃料とする燃料
改質器、空気ブロアと燃料電池スタックとの間に配管し
た燃料、空気供給ラインを途中で分岐して各分岐ライン
を各燃料電池スタックに接続すると共に、各燃料電池ス
タックの出力電流、及び発電システムとして最良の発電
効率が得られるように設定したガス利用率の基準値（例
えば水素利用率:75％、酸素利用率:50％）を基に、各燃
料電池スタックに供給する反応ガス量をトータル的に一
括して流量制御し、各分岐ラインを通して各燃料電池ス
タックへ分配供給して運転を行うようにしている。
接続して運転する場合には、燃料電池スタックへの反応
ガス供給系について、天然ガスなどを原燃料とする燃料
改質器、空気ブロアと燃料電池スタックとの間に配管し
た燃料、空気供給ラインを途中で分岐して各分岐ライン
を各燃料電池スタックに接続すると共に、各燃料電池ス
タックの出力電流、及び発電システムとして最良の発電
効率が得られるように設定したガス利用率の基準値（例
えば水素利用率:75％、酸素利用率:50％）を基に、各燃
料電池スタックに供給する反応ガス量をトータル的に一
括して流量制御し、各分岐ラインを通して各燃料電池ス
タックへ分配供給して運転を行うようにしている。
［発明が解決しようとしている課題］ ところで、燃料電池スタックは、スタックの単位セル
を構成している電極などの品質のバラツキ、各単位セル
毎の電解質含浸量、運転状態などの条件により、同じ仕
様の下で設計、製作された燃料電池スタックであって
も、各燃料電池スタックの個々の電池出力特性（Ｉ−Ｖ
特性）が第３図のように若干相違する。なお、第３図は
２基の燃料電池スタックA,Bに対する各々のＩ−Ｖ特性
を示したものである。
を構成している電極などの品質のバラツキ、各単位セル
毎の電解質含浸量、運転状態などの条件により、同じ仕
様の下で設計、製作された燃料電池スタックであって
も、各燃料電池スタックの個々の電池出力特性（Ｉ−Ｖ
特性）が第３図のように若干相違する。なお、第３図は
２基の燃料電池スタックA,Bに対する各々のＩ−Ｖ特性
を示したものである。
このように電池出力特性が相違する２基の燃料電池ス
タックA,Bを電気的に並列接続し、各燃料電池スタック
の出力電流と基準のガス利用率から求めた発電システム
全体での必要な反応ガス量を各燃料電池スタックA,Bに
分配供給して運転すると、第２図で明らかなように出力
電圧V0に対して燃料電池スタックA,Bが分担する電流
IA，IB（システム全体での電流はIA＋IB）の間には各電
池特性に応じて差が生じる。つまり、電流は各燃料電池
スタックA,Bに均等に1/2ずつ分担されず、電池特性の低
い燃料電池スタックＡの電流分担率は小さく、電池特性
の高い燃料電池スタックＢでは逆に電流分担率が大きく
なる。
タックA,Bを電気的に並列接続し、各燃料電池スタック
の出力電流と基準のガス利用率から求めた発電システム
全体での必要な反応ガス量を各燃料電池スタックA,Bに
分配供給して運転すると、第２図で明らかなように出力
電圧V0に対して燃料電池スタックA,Bが分担する電流
IA，IB（システム全体での電流はIA＋IB）の間には各電
池特性に応じて差が生じる。つまり、電流は各燃料電池
スタックA,Bに均等に1/2ずつ分担されず、電池特性の低
い燃料電池スタックＡの電流分担率は小さく、電池特性
の高い燃料電池スタックＢでは逆に電流分担率が大きく
なる。
しかも、燃料電池で消費する水素、酸素量は、ファラ
デー定数により電流値に比例することから、前述のよう
に燃料電池スタックA,Bの電流分担率が異なると、電流
分担率が小で電流の少ない燃料電池スタックＡでは、所
定のガス利用率通りに反応ガスの水素、酸素が消費され
ずに系外に排出されてしまう。これに対して、電流分担
率が大で電流の大きな燃料電池スタックＢでは、分担電
流に対して反応ガス量が不足し、このためにガス利用率
は基準値により高まると共に、応ガス供給量の不足から
所謂ガス欠運転の状態が発生する。しかも、燃料電池が
ガス欠状態になると、各単位セルではガス入口側にのみ
電池反応が集中し、この結果として単位セルに局部的な
過熱が生じて出力特性の低下、セルの損傷を来してセル
の寿命を縮め、最悪の場合に運転不能の状態に到る。
デー定数により電流値に比例することから、前述のよう
に燃料電池スタックA,Bの電流分担率が異なると、電流
分担率が小で電流の少ない燃料電池スタックＡでは、所
定のガス利用率通りに反応ガスの水素、酸素が消費され
ずに系外に排出されてしまう。これに対して、電流分担
率が大で電流の大きな燃料電池スタックＢでは、分担電
流に対して反応ガス量が不足し、このためにガス利用率
は基準値により高まると共に、応ガス供給量の不足から
所謂ガス欠運転の状態が発生する。しかも、燃料電池が
ガス欠状態になると、各単位セルではガス入口側にのみ
電池反応が集中し、この結果として単位セルに局部的な
過熱が生じて出力特性の低下、セルの損傷を来してセル
の寿命を縮め、最悪の場合に運転不能の状態に到る。
また、燃料電池の一般特性として大電流で継続運転す
ると電解質の飛散量が増大するなどして燃料電池の特性
劣化速度が早まることが知られている。従って、発電シ
ステム全体での燃料電池の長寿命化を図るには、可能な
限り並列接続された各燃料電池スタックの電流分担率を
均等化させて運転することが必要である。
ると電解質の飛散量が増大するなどして燃料電池の特性
劣化速度が早まることが知られている。従って、発電シ
ステム全体での燃料電池の長寿命化を図るには、可能な
限り並列接続された各燃料電池スタックの電流分担率を
均等化させて運転することが必要である。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複
数基の燃料電池スタックを並列運転して運転する際の反
応ガス供給制御方式を改良することにより、ガス欠状態
の発生を回避し、しかも各燃料電池スタックの電流分担
率を均等化して燃料電池発電システム全体での発電効率
の向上化を図るようにした燃料電池発電システムを提供
することを目的とする。
数基の燃料電池スタックを並列運転して運転する際の反
応ガス供給制御方式を改良することにより、ガス欠状態
の発生を回避し、しかも各燃料電池スタックの電流分担
率を均等化して燃料電池発電システム全体での発電効率
の向上化を図るようにした燃料電池発電システムを提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ このような目的は、本発明によれば、各燃料電池スタ
ックの出力電流を検出する電流検出手段と、各燃料電池
スタック毎にその反応ガス供給ラインの入口側に設けら
れた流量制御弁と、電流検出手段によって検出された出
力電流検出値と予め設定した基準のガス利用率とから各
燃料電池スタックに必要な反応ガス供給量を演算しこの
演算値に基づいて流量制御弁の弁開度を制御する流量制
御装置とを備え、この流量制御装置は、電流検出手段に
よって検出された出力電流の大きい燃料電池スタックに
対しては基準のガス利用率を維持するように当該流量制
御弁の弁開度を制御して反応ガス供給量を制御し、電流
検出手段によって検出された出力電流の小さい燃料電池
スタックに対してはガス利用率を基準値より低い値に変
更して流量制御弁の弁開度を高めて反応ガス供給量を増
量させることによって達成される。
ックの出力電流を検出する電流検出手段と、各燃料電池
スタック毎にその反応ガス供給ラインの入口側に設けら
れた流量制御弁と、電流検出手段によって検出された出
力電流検出値と予め設定した基準のガス利用率とから各
燃料電池スタックに必要な反応ガス供給量を演算しこの
演算値に基づいて流量制御弁の弁開度を制御する流量制
御装置とを備え、この流量制御装置は、電流検出手段に
よって検出された出力電流の大きい燃料電池スタックに
対しては基準のガス利用率を維持するように当該流量制
御弁の弁開度を制御して反応ガス供給量を制御し、電流
検出手段によって検出された出力電流の小さい燃料電池
スタックに対してはガス利用率を基準値より低い値に変
更して流量制御弁の弁開度を高めて反応ガス供給量を増
量させることによって達成される。
［作用］ 本発明によれば、並列運転される複数基の燃料電池ス
タックに対し、各燃料電池スタックの電池出力特性が原
因で各燃料電池スタックの電流分担率が異なる場合、電
流検出手段によって検出された出力電流の大きい燃料電
池スタックに対しては基準のガス利用率を維持するよう
に当該流量制御弁の弁開度を制御して反応ガス供給量を
制御し、電流検出手段によって検出された出力電流の小
さい燃料電池スタックに対してはガス利用率を基準値よ
り低い値に変更して流量制御弁の弁開度を高めて反応ガ
ス供給量を増量させる。
タックに対し、各燃料電池スタックの電池出力特性が原
因で各燃料電池スタックの電流分担率が異なる場合、電
流検出手段によって検出された出力電流の大きい燃料電
池スタックに対しては基準のガス利用率を維持するよう
に当該流量制御弁の弁開度を制御して反応ガス供給量を
制御し、電流検出手段によって検出された出力電流の小
さい燃料電池スタックに対してはガス利用率を基準値よ
り低い値に変更して流量制御弁の弁開度を高めて反応ガ
ス供給量を増量させる。
これにより、各燃料電池スタックの電流分担が均等化
されるので、燃料電池発電システム全体での発電効率の
向上が図れると共に、発電特性の早期劣化を防ぐことが
できる。
されるので、燃料電池発電システム全体での発電効率の
向上が図れると共に、発電特性の早期劣化を防ぐことが
できる。
［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は２基の燃料電池スタックを電気的に並列接続
して構成した燃料電池発電システムの概略構成図を示
す。この図において、1A,1Bは燃料電池スタック、２は
燃料電池スタック1A,1Bを並列接続した電気出力回路、
３は燃料電池の直流出力を交流に変換インバータ、4,5
はそれぞれ図示されていない燃料ガスの改質器，空気ブ
ロアから送気されて来た燃料ガス，空気を各燃料電池ス
タック1A,1Bの燃料極，酸化剤極に供給する燃料ガス，
空気供給ライン、6A,6B及び7A,7Bは燃料ガス供給ライン
4,空気供給ライン５の分岐ライン4A,4B,5A,5Bに介挿接
続した燃料電池スタック入口側の流量制御弁、8A,8Bは
電気出力回路２の並列分岐回路2A,2Bで燃料電池スタッ
ク1A,1Bの出力電流IA，IBを検出する電流検出器、９は
電流検出器8A,8Bの検出信号及びガス利用率の基準値
（例えば水素利用率:75％、酸素利用率:50％）を基に、
各燃料電池スタック1A,1Bに供給するべき適正な燃料ガ
ス，空気供給量を演算し、流量制御弁6A,6B及び7A,7Bの
調節器（図示されていない）に弁開度を与える流量制御
部である。
して構成した燃料電池発電システムの概略構成図を示
す。この図において、1A,1Bは燃料電池スタック、２は
燃料電池スタック1A,1Bを並列接続した電気出力回路、
３は燃料電池の直流出力を交流に変換インバータ、4,5
はそれぞれ図示されていない燃料ガスの改質器，空気ブ
ロアから送気されて来た燃料ガス，空気を各燃料電池ス
タック1A,1Bの燃料極，酸化剤極に供給する燃料ガス，
空気供給ライン、6A,6B及び7A,7Bは燃料ガス供給ライン
4,空気供給ライン５の分岐ライン4A,4B,5A,5Bに介挿接
続した燃料電池スタック入口側の流量制御弁、8A,8Bは
電気出力回路２の並列分岐回路2A,2Bで燃料電池スタッ
ク1A,1Bの出力電流IA，IBを検出する電流検出器、９は
電流検出器8A,8Bの検出信号及びガス利用率の基準値
（例えば水素利用率:75％、酸素利用率:50％）を基に、
各燃料電池スタック1A,1Bに供給するべき適正な燃料ガ
ス，空気供給量を演算し、流量制御弁6A,6B及び7A,7Bの
調節器（図示されていない）に弁開度を与える流量制御
部である。
次に、本発明による反応ガス供給量の制御方式を説明
する。
する。
第１図のように電気的に並列接続して発電を行ってい
る燃料電池スタック1A,1Bの運転状態で、燃料電池スタ
ック1A,1Bの電池特性差が原因で第３図のように出力電
流IA，IBに差が生じた場合には、電流分担率が大、つま
り出力電流の大きな燃料電池スタック1Bに対しては、電
流IBの検出値と基準のガス利用率とから必要な反応ガス
供給量を演算し、その指令を流量制御弁6B,7Bに与えて
燃料電池スタック1Bへの反応ガス供給量を増量制御す
る。これに対して、電流分担率が小、つまり出力電流の
小さな燃料電池スタック1Aでは、水素、酸素のガス利用
率を基準値よりも低く変更して燃料ガス、空気の供給流
量を増量するように、流量制御弁6A,7Aの弁開度を制御
する。
る燃料電池スタック1A,1Bの運転状態で、燃料電池スタ
ック1A,1Bの電池特性差が原因で第３図のように出力電
流IA，IBに差が生じた場合には、電流分担率が大、つま
り出力電流の大きな燃料電池スタック1Bに対しては、電
流IBの検出値と基準のガス利用率とから必要な反応ガス
供給量を演算し、その指令を流量制御弁6B,7Bに与えて
燃料電池スタック1Bへの反応ガス供給量を増量制御す
る。これに対して、電流分担率が小、つまり出力電流の
小さな燃料電池スタック1Aでは、水素、酸素のガス利用
率を基準値よりも低く変更して燃料ガス、空気の供給流
量を増量するように、流量制御弁6A,7Aの弁開度を制御
する。
これにより燃料電池スタック1Aの電池特性が改善さ
れ、燃料電池スタック1A,1Bの出力電流IA，IB差が僅少
となって電流分担率が均等化されて発電システム全体で
の発電効率の向上が図れると共に、電流分担が高い燃料
電池スタックの電流を低めることにより、電池特性の早
期劣化が防止され、燃料電池の長寿命化が図れる。
れ、燃料電池スタック1A,1Bの出力電流IA，IB差が僅少
となって電流分担率が均等化されて発電システム全体で
の発電効率の向上が図れると共に、電流分担が高い燃料
電池スタックの電流を低めることにより、電池特性の早
期劣化が防止され、燃料電池の長寿命化が図れる。
第２図は第１図の実施例の応用例を示し、第１図の構
成に加え、燃料電池スタック１てA,1Bに対し、燃料ガス
供給ライン4,空気供給ライン５の分岐ライン4A,4B,5A,5
Bにはスタックの入口、出口間にブロア10を含めて、燃
料ガス循環ライン11A,11B及び空気循環ライン12A,12Bを
設け、燃料電池の運転時にはフレッシュな燃料ガス，空
気を入口側から供給しつつ、一方では燃料電池スタック
1A,1Bの出口からオフガスの一部を入口側に還流して再
度電池反応に関与させるように循環送流している。
成に加え、燃料電池スタック１てA,1Bに対し、燃料ガス
供給ライン4,空気供給ライン５の分岐ライン4A,4B,5A,5
Bにはスタックの入口、出口間にブロア10を含めて、燃
料ガス循環ライン11A,11B及び空気循環ライン12A,12Bを
設け、燃料電池の運転時にはフレッシュな燃料ガス，空
気を入口側から供給しつつ、一方では燃料電池スタック
1A,1Bの出口からオフガスの一部を入口側に還流して再
度電池反応に関与させるように循環送流している。
ところで、このような構成の反応ガス供給系では、反
応ガスが燃料電池スタックを通過する過程でガス中の水
素，酸素成分が消費されることから、燃料電池スタック
1A,1Bの電流分担率に応じて循環反応ガスの組成も変わ
って来る。そこで、第１図の実施例で述べたのと同様な
手法により、燃料電池スタック1A,1Bの電流検出値に基
づいて流量制御弁6A,6B及び7A,7Bの弁開度を制御して水
素，酸素を多く含むフレッシュな燃料ガス，空気の供給
量を調整することにより、循環反応ガスを常に適正な水
素，酸素濃度に維持して運転することができる。
応ガスが燃料電池スタックを通過する過程でガス中の水
素，酸素成分が消費されることから、燃料電池スタック
1A,1Bの電流分担率に応じて循環反応ガスの組成も変わ
って来る。そこで、第１図の実施例で述べたのと同様な
手法により、燃料電池スタック1A,1Bの電流検出値に基
づいて流量制御弁6A,6B及び7A,7Bの弁開度を制御して水
素，酸素を多く含むフレッシュな燃料ガス，空気の供給
量を調整することにより、循環反応ガスを常に適正な水
素，酸素濃度に維持して運転することができる。
なお、図示された電気回路は２基の燃料電池スタック
を並列接続した組み合わせ例をしめしたが、例えば４基
の燃料電池スタックを採用し、２基ずつ直列に接続した
ユニットをさらに並列に接続した直並列回路でも同様に
実施できることは勿論である。
を並列接続した組み合わせ例をしめしたが、例えば４基
の燃料電池スタックを採用し、２基ずつ直列に接続した
ユニットをさらに並列に接続した直並列回路でも同様に
実施できることは勿論である。
［発明の効果］ 並列接続して運転される燃料電池スタックの内、特に
電流分担が小さい燃料電池スタックに対してはガス利用
率を基準値より低めるように変更して反応ガス供給量を
増量制御することにより、当該燃料電池スタックの出力
特性が改善され、電池出力特性差に起因する各燃料電池
スタック間の電流差を僅少にして、電流分担率の均等
化、並びに燃料電池システム全体としての発電効率を一
層改善することができる。
電流分担が小さい燃料電池スタックに対してはガス利用
率を基準値より低めるように変更して反応ガス供給量を
増量制御することにより、当該燃料電池スタックの出力
特性が改善され、電池出力特性差に起因する各燃料電池
スタック間の電流差を僅少にして、電流分担率の均等
化、並びに燃料電池システム全体としての発電効率を一
層改善することができる。
第１図，第２図は本発明のそれぞれ異なる実施例のシス
テムフロー図、第３図は燃料電池スタックの電流−電圧
特性を示す電池出力特性図である。 1A,1B:燃料電池スタック、2:電気出力回路、4:燃料ガス
供給ライン、5:空気ガス供給ライン、6A,6B,7A,7B:流量
制御弁、78A,8B:電流検出器、9:流量制御部。
テムフロー図、第３図は燃料電池スタックの電流−電圧
特性を示す電池出力特性図である。 1A,1B:燃料電池スタック、2:電気出力回路、4:燃料ガス
供給ライン、5:空気ガス供給ライン、6A,6B,7A,7B:流量
制御弁、78A,8B:電流検出器、9:流量制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】個別に反応ガスの供給を受けて発電する定
格主力が同一な複数基の燃料電池スタックを電気的に並
列又は直並列に接続して負荷に電力を供給する燃料電池
発電システムにおいて、各燃料電池スタックの出力電流
を検出する電流検出手段と、各燃料電池スタック毎にそ
の反応ガス供給ラインの入口側に設けられた流量制御弁
と、電流検出手段によって検出された出力電流検出値と
予め設定した基準のガス利用率とから各燃料電池スタッ
クに必要な反応ガス供給量を演算しこの演算値に基づい
て流量制御弁の弁開度を制御する流量制御装置とを備
え、この流量制御装置は、電流検出手段によって検出さ
れた出力電流の大きい燃料電池スタックに対しては基準
のガス利用率を維持するように当該流量制御弁の弁開度
を制御して反応ガス供給量を制御し、電流検出手段によ
って検出された出力電流の小さい燃料電池スタックに対
してはガス利用率を基準値より低い値に変更して流量制
御弁の弁開度を高めて反応ガス供給量を増量させること
を特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120603A JP2745776B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 燃料電池発電システム |
| US07/694,785 US5141824A (en) | 1990-05-10 | 1991-05-02 | Fuel-cell power-generation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120603A JP2745776B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417269A JPH0417269A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2745776B2 true JP2745776B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=14790343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120603A Expired - Fee Related JP2745776B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 燃料電池発電システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5141824A (ja) |
| JP (1) | JP2745776B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021131515A1 (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2022045809A (ja) * | 2020-09-09 | 2022-03-22 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2023524852A (ja) * | 2020-05-15 | 2023-06-13 | セルセントリック・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー | 燃料電池システム用の空気供給装置および燃料電池システム |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5366821A (en) * | 1992-03-13 | 1994-11-22 | Ballard Power Systems Inc. | Constant voltage fuel cell with improved reactant supply and control system |
| US5508359A (en) * | 1993-11-22 | 1996-04-16 | The Dow Chemical Company | Blends of high MW branched polycarbonate with a lower MW polycarbonate |
| US5552224A (en) * | 1993-11-22 | 1996-09-03 | The Dow Chemical Company | Carbonate blend polymer compositions comprising a high molecular weight branched carbonate polymer component and methods for their preparation |
| JP3111787B2 (ja) * | 1994-01-20 | 2000-11-27 | 富士電機株式会社 | 燃料電池発電装置及びその起動方法 |
| US5678647A (en) * | 1994-09-07 | 1997-10-21 | Westinghouse Electric Corporation | Fuel cell powered propulsion system |
| US6387556B1 (en) * | 1997-11-20 | 2002-05-14 | Avista Laboratories, Inc. | Fuel cell power systems and methods of controlling a fuel cell power system |
| US6451467B1 (en) * | 2000-06-30 | 2002-09-17 | Plug Power Inc. | Flow control subsystem for a fuel cell system |
| US6638652B1 (en) * | 1998-10-02 | 2003-10-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell control apparatus |
| US6312846B1 (en) | 1999-11-24 | 2001-11-06 | Integrated Fuel Cell Technologies, Inc. | Fuel cell and power chip technology |
| US6835481B2 (en) | 2000-03-29 | 2004-12-28 | Idatech, Llc | Fuel cell system with load management |
| US6830060B2 (en) * | 2000-06-27 | 2004-12-14 | Siemens Vdo Automotive, Inc. | Air mass flow controller valve |
| CA2329058A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-19 | Powerdisc Development Corp. Ltd. | Fuel cell powered electrical motor |
| US7222001B2 (en) * | 2002-05-14 | 2007-05-22 | Plug Power Inc. | System for monitoring and controlling fuel cell-based power generation units |
| US20050249987A1 (en) * | 2004-05-04 | 2005-11-10 | Angstrom Power Incorporated | Fault tolerant fuel cell systems |
| US9142844B2 (en) * | 2005-05-18 | 2015-09-22 | Sprint Communications Company L.P. | Power system for a telecommunications network |
| JP2007059359A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Tokyo Gas Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池システムの運転制御方法 |
| CN100470900C (zh) * | 2005-12-13 | 2009-03-18 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池系统及其控制方法 |
| US9819037B2 (en) | 2006-03-02 | 2017-11-14 | Encite Llc | Method and apparatus for cleaning catalyst of a power cell |
| US7964314B2 (en) * | 2007-10-30 | 2011-06-21 | Corning Incorporated | Segmented solid oxide fuel cell stack and methods for operation and use thereof |
| US20090208781A1 (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-20 | Skinner George A | Method for operating a fuel cell system |
| CA2763171C (en) | 2009-06-12 | 2013-11-26 | Idatech, Llc | Systems and methods for independently controlling the operation of fuel cell stacks and fuel cell systems incorporating the same |
| DE102017001056A1 (de) * | 2017-02-04 | 2018-08-09 | Diehl Aerospace Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie |
| US12283727B2 (en) | 2022-08-16 | 2025-04-22 | H2 Powertech, Llc | Hydrogen-producing fuel cell systems and methods of operating the same |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3044023C2 (de) * | 1980-11-22 | 1984-11-22 | Eltro GmbH, Gesellschaft für Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg | Transversal angeregter Gaslaser-Oszillator oder -Verstärker |
| JPS57204927A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Battery power generating system |
| JPS59114769A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-02 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
| US4657829A (en) * | 1982-12-27 | 1987-04-14 | United Technologies Corporation | Fuel cell power supply with oxidant and fuel gas switching |
| JPS6037673A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-27 | Toshiba Corp | 燃料電池プラント |
| JPS6056374A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-01 | Toshiba Corp | 燃料電池の燃料流量制御装置 |
| JPS6151772A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置の流量制御装置 |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120603A patent/JP2745776B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-02 US US07/694,785 patent/US5141824A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021131515A1 (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2021103645A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | 富士電機株式会社 | 燃料電池システム |
| JP2023524852A (ja) * | 2020-05-15 | 2023-06-13 | セルセントリック・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー | 燃料電池システム用の空気供給装置および燃料電池システム |
| JP7486608B2 (ja) | 2020-05-15 | 2024-05-17 | セルセントリック・ゲーエムベーハー・ウント・コー・カーゲー | 燃料電池システム用の空気供給装置および燃料電池システム |
| JP2022045809A (ja) * | 2020-09-09 | 2022-03-22 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム |
| JP7190467B2 (ja) | 2020-09-09 | 2022-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5141824A (en) | 1992-08-25 |
| JPH0417269A (ja) | 1992-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2745776B2 (ja) | 燃料電池発電システム | |
| US8221911B2 (en) | Method for operating redox flow battery and redox flow battery cell stack | |
| JP4591721B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| EP2320504B1 (en) | Method of operating a fuel cell/battery passive hybrid power supply | |
| US7348083B2 (en) | Fuel cell system | |
| US20030091882A1 (en) | Fuel cell power systems and methods of operating fuel cell power systems | |
| US7087333B2 (en) | Hydrogen recirculation without a pump | |
| JP2001210346A (ja) | 燃料電池積層体を貫流する燃料流を確立する方法及び燃料電池システム | |
| US8192876B2 (en) | Method for operating a fuel cell system in a mode of reduced power output | |
| US6696190B2 (en) | Fuel cell system and method | |
| JPH09259913A (ja) | 燃料電池発電装置およびその運転方法 | |
| KR20230004335A (ko) | 연료 전지 재생 시스템 및 재생 방법 | |
| US7442456B2 (en) | Current control for parallel fuel cell stacks | |
| JPH0824050B2 (ja) | 燃料電池発電システムの運転方法 | |
| KR101572033B1 (ko) | 연료전지 스택의 활성화 장치 | |
| JPH0444391B2 (ja) | ||
| KR101656993B1 (ko) | 실시간 부하 추종이 가능한 연료전지 시스템 및 그 제어 방법 | |
| JP2013243009A (ja) | 燃料電池システム | |
| US11522205B2 (en) | Fuel cell system and control method for fuel cell system | |
| JPH0426069A (ja) | 燃料電池発電装置の運転制御方式 | |
| US20080152968A1 (en) | Controlling oxidant flows in a fuel cell system | |
| JP4617638B2 (ja) | 動力システム | |
| US20250266479A1 (en) | Fuel cell power generation control system | |
| JP2016134258A (ja) | 燃料電池システムの制御装置 | |
| CN115954508B (zh) | 一种燃料电池的停机控制方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |