JP2003243011A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 系統電力ライン出力と別系統の補機用電力を
高効率に供給する燃料電池発電システムを提供する。 【解決手段】 燃料ガス１９と酸化剤ガス１４との電気
化学的反応により発電する燃料電池１２と、燃料電池１
２から出力される直流電圧を変圧するＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力側に接続
され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／ＤＣコン
バータ２０で変圧された直流電圧を交流電圧に変換する
ＤＣ／ＡＣインバータ２２と、燃料電池１２用の補機３
０、３１、３２に電力を供給する補機動力端子２５と、
補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ／Ａ
Ｃインバータ２２の出力側との間で切り換える切換回路
４４とを備える燃料電池発電システム。
高効率に供給する燃料電池発電システムを提供する。 【解決手段】 燃料ガス１９と酸化剤ガス１４との電気
化学的反応により発電する燃料電池１２と、燃料電池１
２から出力される直流電圧を変圧するＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力側に接続
され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／ＤＣコン
バータ２０で変圧された直流電圧を交流電圧に変換する
ＤＣ／ＡＣインバータ２２と、燃料電池１２用の補機３
０、３１、３２に電力を供給する補機動力端子２５と、
補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ／Ａ
Ｃインバータ２２の出力側との間で切り換える切換回路
４４とを備える燃料電池発電システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池発電シス
テムに関し、特に燃料電池発電システムを駆動するポン
プやブロア等の補機電力の効率的な供給を図る燃料電池
発電システムに関するものである。
テムに関し、特に燃料電池発電システムを駆動するポン
プやブロア等の補機電力の効率的な供給を図る燃料電池
発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池発電システムは、発電シ
ステムを駆動するポンプやブロア等の補機に電源を供給
するために、発電システムの起動時から燃料電池の運転
動作が確立するまで商用電源や系統電源から補機用の電
源を供給していた。また、発電システムが燃料電池の運
転動作状態に移行した後には、燃料電池から発電される
電力の一部を利用して補機用の電源を供給していた。
ステムを駆動するポンプやブロア等の補機に電源を供給
するために、発電システムの起動時から燃料電池の運転
動作が確立するまで商用電源や系統電源から補機用の電
源を供給していた。また、発電システムが燃料電池の運
転動作状態に移行した後には、燃料電池から発電される
電力の一部を利用して補機用の電源を供給していた。
【０００３】図４は、従来の燃料電池発電システムのブ
ロック図である。従来の燃料電池発電システムは、燃料
電池１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ／ＡＣ
インバータ２２と、ＡＣ／ＤＣ安定化電源回路と、補機
３０と、補機３１と、補機３２と、を備え、燃料電池発
電システムの起動時から燃料電池の運転動作が確立する
まで、負荷３８に電力を供給している系統電源３６から
ＡＣ／ＤＣ安定化電源回路２４を経由して補機３０や、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６付き補機３１や、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２８付き補機３２へ補機用の電力を供給して
いた。
ロック図である。従来の燃料電池発電システムは、燃料
電池１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ／ＡＣ
インバータ２２と、ＡＣ／ＤＣ安定化電源回路と、補機
３０と、補機３１と、補機３２と、を備え、燃料電池発
電システムの起動時から燃料電池の運転動作が確立する
まで、負荷３８に電力を供給している系統電源３６から
ＡＣ／ＤＣ安定化電源回路２４を経由して補機３０や、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６付き補機３１や、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２８付き補機３２へ補機用の電力を供給して
いた。
【０００４】また、燃料電池発電システムが燃料電池の
運転動作を維持する状態に移行した後には、系統電源３
６に代えて、燃料電池１２から発電される直流電力をＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２と
を経由させて出力する交流電力を再度ＡＣ／ＤＣ安定化
電源回路２４を通じて補機３０や、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ２６付き補機３１や、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８付き
補機３２へ補機用の電力として供給していた。
運転動作を維持する状態に移行した後には、系統電源３
６に代えて、燃料電池１２から発電される直流電力をＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２と
を経由させて出力する交流電力を再度ＡＣ／ＤＣ安定化
電源回路２４を通じて補機３０や、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ２６付き補機３１や、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８付き
補機３２へ補機用の電力として供給していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような従来
の燃料電池発電システムでは、燃料電池１２で発電され
た電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ２２を経由して補機に供給されるため、これら変換
器の電力変換効率に相当する電力損失が生じていた。ま
た、燃料電池１２からＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ
／ＡＣインバータ２２を経由して補機に至るまでの配線
長に起因する電圧降下も電力損失となっていた。
の燃料電池発電システムでは、燃料電池１２で発電され
た電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ２２を経由して補機に供給されるため、これら変換
器の電力変換効率に相当する電力損失が生じていた。ま
た、燃料電池１２からＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ
／ＡＣインバータ２２を経由して補機に至るまでの配線
長に起因する電圧降下も電力損失となっていた。
【０００６】そこで本発明は、補機用電源の無駄な電力
損失を抑え、発電効率を向上させた燃料電池発電システ
ムを提供することを目的としている。
損失を抑え、発電効率を向上させた燃料電池発電システ
ムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による燃料電池発電システム
は、例えば図１に示すように、燃料電池発電システム３
９は、燃料ガス１９と酸化剤ガス１４との電気化学的反
応により発電する燃料電池１２と、燃料電池１２から出
力される直流電圧を所定の直流電圧に変圧するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力
側に接続され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２０で変圧された直流電圧を交流電圧に
変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２と、補機３０、３
１、３２に電力を供給する補機動力端子２５と、補機動
力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ／ＡＣイン
バータ２２の出力側との間で切り換える切換回路４５
と、を備える。
に、請求項１に係る発明による燃料電池発電システム
は、例えば図１に示すように、燃料電池発電システム３
９は、燃料ガス１９と酸化剤ガス１４との電気化学的反
応により発電する燃料電池１２と、燃料電池１２から出
力される直流電圧を所定の直流電圧に変圧するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力
側に接続され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２０で変圧された直流電圧を交流電圧に
変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２と、補機３０、３
１、３２に電力を供給する補機動力端子２５と、補機動
力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ／ＡＣイン
バータ２２の出力側との間で切り換える切換回路４５
と、を備える。
【０００８】ここで、燃料電池１２は典型的には固体高
分子形燃料電池であり、系統電源３６とは単相三線式１
００／２００Ｖや単相２００Vのような商用電源を含む
ものである。
分子形燃料電池であり、系統電源３６とは単相三線式１
００／２００Ｖや単相２００Vのような商用電源を含む
ものである。
【０００９】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムを起動させる時点では系統電源３６側から補機３
０、３１、３２用の電力を供給することができ、その
後、燃料電池１２の発電開始に伴い、燃料電池１２の出
力ラインから補機３０、３１、３２用の電力を供給する
ことができる。
テムを起動させる時点では系統電源３６側から補機３
０、３１、３２用の電力を供給することができ、その
後、燃料電池１２の発電開始に伴い、燃料電池１２の出
力ラインから補機３０、３１、３２用の電力を供給する
ことができる。
【００１０】上記目的を達成するために、請求項２に係
る発明による燃料電池発電システムは、例えば図２に示
すように、請求項１又は２に記載の燃料電池発電システ
ムにおいて、ＤＣ／ＡＣインバータ２２としての系統連
系インバータの出力側と切換回路４４との間にＡＣ／Ｄ
Ｃ安定化電源回路２４を備える。
る発明による燃料電池発電システムは、例えば図２に示
すように、請求項１又は２に記載の燃料電池発電システ
ムにおいて、ＤＣ／ＡＣインバータ２２としての系統連
系インバータの出力側と切換回路４４との間にＡＣ／Ｄ
Ｃ安定化電源回路２４を備える。
【００１１】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムを起動させる時点では系統電源３６側からＡＣ／Ｄ
Ｃ安定化電源回路２４を経由して補機３０、３１、３２
用の電力を安定して供給することができ、その後、燃料
電池１２の発電開始に伴い、燃料電池１２の出力ライン
から補機３０、３１、３２用の電力を供給することがで
きる。
テムを起動させる時点では系統電源３６側からＡＣ／Ｄ
Ｃ安定化電源回路２４を経由して補機３０、３１、３２
用の電力を安定して供給することができ、その後、燃料
電池１２の発電開始に伴い、燃料電池１２の出力ライン
から補機３０、３１、３２用の電力を供給することがで
きる。
【００１２】上記目的を達成するために、請求項３に係
る発明による燃料電池発電システムは、例えば図３に示
すように、請求項１に記載の燃料電池発電システムにお
いて、燃料電池１２の出力側と切換回路４４との間にＤ
Ｃ／ＤＣ安定化電源回路５０を備える。
る発明による燃料電池発電システムは、例えば図３に示
すように、請求項１に記載の燃料電池発電システムにお
いて、燃料電池１２の出力側と切換回路４４との間にＤ
Ｃ／ＤＣ安定化電源回路５０を備える。
【００１３】このように構成すると、燃料電池発電シス
テムを起動させる時点では系統電源３６側から補機３
０、３１、３２用の電力を供給することができ、その
後、燃料電池１２の発電開始に伴い、燃料電池１２の出
力ラインからＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０を経由して
補機３０、３１、３２用の電力を安定して供給すること
ができる。
テムを起動させる時点では系統電源３６側から補機３
０、３１、３２用の電力を供給することができ、その
後、燃料電池１２の発電開始に伴い、燃料電池１２の出
力ラインからＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０を経由して
補機３０、３１、３２用の電力を安定して供給すること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似記
号を付し、重複した説明は省略する。
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似記
号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】図１は、本発明による第１の実施の形態で
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム３９は、水素を含む燃料ガス１９と空気
または酸素を含む酸化剤ガス１４との電気化学的反応に
より発電する燃料電池１２と、燃料電池１２から出力さ
れる、例えば約５０Ｖの直流電圧を約３００Ｖの所定の
直流電圧に変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２０の出力側に接続され、系統電源３
６と連系するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０で変圧
された約３００Ｖの直流電圧を２００Ｖ／５０Ｈｚ又は
２００V／６０Ｈｚの交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣイ
ンバータ２２と、燃料電池１２用の二電源回路３３付き
補機３０と二電源回路２７付き補機３１と、二電源回路
２９付き補機３２に電力を供給する補機動力端子２５
と、補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ
／ＡＣインバータ２２としての系統連系インバータの出
力側との間で補機用電力を切り換える切換回路４５と、
メインコントロール部４２とを備える。
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム３９は、水素を含む燃料ガス１９と空気
または酸素を含む酸化剤ガス１４との電気化学的反応に
より発電する燃料電池１２と、燃料電池１２から出力さ
れる、例えば約５０Ｖの直流電圧を約３００Ｖの所定の
直流電圧に変圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２０の出力側に接続され、系統電源３
６と連系するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０で変圧
された約３００Ｖの直流電圧を２００Ｖ／５０Ｈｚ又は
２００V／６０Ｈｚの交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣイ
ンバータ２２と、燃料電池１２用の二電源回路３３付き
補機３０と二電源回路２７付き補機３１と、二電源回路
２９付き補機３２に電力を供給する補機動力端子２５
と、補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ
／ＡＣインバータ２２としての系統連系インバータの出
力側との間で補機用電力を切り換える切換回路４５と、
メインコントロール部４２とを備える。
【００１６】メインコントロール部４２は、マイクロプ
ロセッサや制御用コンピュータで構成し、燃料電池１
２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ／ＡＣインバータ
としての系統連系インバータ、切換回路４５、及び、補
機３０、３１、３２を制御信号により制御する。
ロセッサや制御用コンピュータで構成し、燃料電池１
２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、ＤＣ／ＡＣインバータ
としての系統連系インバータ、切換回路４５、及び、補
機３０、３１、３２を制御信号により制御する。
【００１７】また、メインコントロール部４２は、燃料
電池１２の出力電圧やＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力
電圧、系統電源３６の電圧を各々監視して、負荷３８に
電力を供給している系統電源３６の交流電力の位相及び
電圧と比較しながら、系統連系インバータから供給する
電力を系統電源３６に同期させるように発電制御をする
ことができる。
電池１２の出力電圧やＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力
電圧、系統電源３６の電圧を各々監視して、負荷３８に
電力を供給している系統電源３６の交流電力の位相及び
電圧と比較しながら、系統連系インバータから供給する
電力を系統電源３６に同期させるように発電制御をする
ことができる。
【００１８】燃料電池発電システム３９は、内部のＡＣ
バスに関連するＡ側節点とＤＣバスに関連するＢ側節点
を有し、起動時において、切換回路４５としてのスイッ
チング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチング
トランジスタのチャネルを補機動力端子２５のＡ側節点
と系統電源３６との間を電気的に導通させるように切換
回路４５のＡ側節点の導通チャネル４１を閉状態にす
る。なお、この時点では、切換回路４５のＢ側節点の導
通チャネル４３は開放状態である。
バスに関連するＡ側節点とＤＣバスに関連するＢ側節点
を有し、起動時において、切換回路４５としてのスイッ
チング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチング
トランジスタのチャネルを補機動力端子２５のＡ側節点
と系統電源３６との間を電気的に導通させるように切換
回路４５のＡ側節点の導通チャネル４１を閉状態にす
る。なお、この時点では、切換回路４５のＢ側節点の導
通チャネル４３は開放状態である。
【００１９】また、上記実施の形態では、切換回路４５
のＡ側節点の導通チャネル４１を閉状態にして、交流電
力をＡＣバスへ供給していたが、これに代えて系統連系
インバータ２２の出力ラインからダイオード７を介して
ＤＣバスへ直流電力を供給することもできる。
のＡ側節点の導通チャネル４１を閉状態にして、交流電
力をＡＣバスへ供給していたが、これに代えて系統連系
インバータ２２の出力ラインからダイオード７を介して
ＤＣバスへ直流電力を供給することもできる。
【００２０】補機３０は、ＡＣバスに接続された二電源
回路３３を通じて電力の供給を受け、補機３１は、ＡＣ
バスに接続された二電源回路２７を通じて電力の供給を
受け、補機３２は、ＡＣバスに接続された二電源回路２
９を通じて電力の供給を受けることにより、系統電源３
６側から燃料電池発電システム３９の起動時の電力供給
を受けることができる。
回路３３を通じて電力の供給を受け、補機３１は、ＡＣ
バスに接続された二電源回路２７を通じて電力の供給を
受け、補機３２は、ＡＣバスに接続された二電源回路２
９を通じて電力の供給を受けることにより、系統電源３
６側から燃料電池発電システム３９の起動時の電力供給
を受けることができる。
【００２１】ここで、二電源回路３３は、ＡＣバス入力
とＤＣバス入力の２系統のバス入力を有し、切換回路４
５によりＡＣバスがアクティブ状態に達したときは、Ａ
Ｃバスから交流電源の供給を受けて直流電圧に整流し補
機３０の定格電圧へ降圧した直流電圧を出力するアダプ
タとして機能する電気回路である。
とＤＣバス入力の２系統のバス入力を有し、切換回路４
５によりＡＣバスがアクティブ状態に達したときは、Ａ
Ｃバスから交流電源の供給を受けて直流電圧に整流し補
機３０の定格電圧へ降圧した直流電圧を出力するアダプ
タとして機能する電気回路である。
【００２２】また、二電源回路３３は、切換回路４５に
よりＤＣバスがアクティブ状態に達したときは、ＤＣバ
スから直流電源の供給を受けて補機３０の定格電圧へ適
合させた直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータとし
て機能する電気回路である。
よりＤＣバスがアクティブ状態に達したときは、ＤＣバ
スから直流電源の供給を受けて補機３０の定格電圧へ適
合させた直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣコンバータとし
て機能する電気回路である。
【００２３】さらに、他の二電源回路２７、２９も同様
に、ＡＣバスとＤＣバスのアクティブ状態を検知する若
しくはメインコントロール部４２から制御信号を受信し
てＡＣバスとＤＣバスを切り換えて補機３１、３２の定
格電圧を出力する電気回路である。
に、ＡＣバスとＤＣバスのアクティブ状態を検知する若
しくはメインコントロール部４２から制御信号を受信し
てＡＣバスとＤＣバスを切り換えて補機３１、３２の定
格電圧を出力する電気回路である。
【００２４】メインコントロール部４２の電源は、燃料
電池の始動時に、系統電源３６の交流電圧を整流して電
源供給しても良く、燃料電池発電システム３９内部のバ
ッテリを含む蓄電及び放電システムから電源供給しても
良い。
電池の始動時に、系統電源３６の交流電圧を整流して電
源供給しても良く、燃料電池発電システム３９内部のバ
ッテリを含む蓄電及び放電システムから電源供給しても
良い。
【００２５】上記メインコントロール部４２へ蓄電及び
放電システムから電源供給をする場合には、燃料電池１
２の通常動作モード時に、バッテリを含む蓄電及び放電
システムを燃料電池の出力電圧から充電することができ
る。
放電システムから電源供給をする場合には、燃料電池１
２の通常動作モード時に、バッテリを含む蓄電及び放電
システムを燃料電池の出力電圧から充電することができ
る。
【００２６】補機３０は、例えば、燃料電池１２に原燃
料１６や酸化剤ガス１４としての空気や酸素を供給する
ブロアに相当する機器であり、補機３１は、例えば、燃
料電池１２の冷却水を循環させるポンプに相当する機器
であり、補機３２は、例えば、改質器１８に水を供給す
るポンプに相当する機器である。
料１６や酸化剤ガス１４としての空気や酸素を供給する
ブロアに相当する機器であり、補機３１は、例えば、燃
料電池１２の冷却水を循環させるポンプに相当する機器
であり、補機３２は、例えば、改質器１８に水を供給す
るポンプに相当する機器である。
【００２７】燃料電池発電システム３９は、起動後にお
いて、メインコントロール部４２の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路４５としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子２５のＢ側節点と
燃料電池１２の出力側との間を電気的に導通させるよう
に切換回路４５のＢ側節点の導通チャネル４３を閉状態
にする。なお、この時点で、切換回路４５のＡ側節点の
導通チャネル４１は開放状態に移行するように制御され
る。
いて、メインコントロール部４２の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路４５としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子２５のＢ側節点と
燃料電池１２の出力側との間を電気的に導通させるよう
に切換回路４５のＢ側節点の導通チャネル４３を閉状態
にする。なお、この時点で、切換回路４５のＡ側節点の
導通チャネル４１は開放状態に移行するように制御され
る。
【００２８】補機動力端子２５のＢ側節点は、ＤＣバス
に接続され、各二電源回路３３、２７、２９のＤＣ入力
へ燃料電池１２の直流電圧を供給するように構成されて
いる。
に接続され、各二電源回路３３、２７、２９のＤＣ入力
へ燃料電池１２の直流電圧を供給するように構成されて
いる。
【００２９】燃料電池発電システム３９は、通常の運転
時において、上記燃料電池１２の出力側から切換回路４
５を通じて電力を補機３０、３１、３２に供給しなが
ら、メインコントロール部４２により発電制御を行う。
時において、上記燃料電池１２の出力側から切換回路４
５を通じて電力を補機３０、３１、３２に供給しなが
ら、メインコントロール部４２により発電制御を行う。
【００３０】また、燃料電池発電システム３９は、燃料
電池１２から、例えば約５０Ｖ程度の直流電圧をＤＣ／
ＤＣコンバータ２０により約３００Ｖ程度の直流電圧に
昇圧変換し、ＤＣ／ＡＣインバータ２２としての系統連
系インバータを制御し、系統電源３６と同期させて、例
えば周波数５０Ｈｚ、電圧２００Ｖの交流電力を負荷３
８へ供給するように発電制御を行う。
電池１２から、例えば約５０Ｖ程度の直流電圧をＤＣ／
ＤＣコンバータ２０により約３００Ｖ程度の直流電圧に
昇圧変換し、ＤＣ／ＡＣインバータ２２としての系統連
系インバータを制御し、系統電源３６と同期させて、例
えば周波数５０Ｈｚ、電圧２００Ｖの交流電力を負荷３
８へ供給するように発電制御を行う。
【００３１】上記系統連系インバータは、周波数５０Ｈ
ｚ又は６０Ｈｚ、電圧２００Ｖの交流電圧を出力するよ
うに構成したが、本実施の形態では、メインコントロー
ル部４８に指令を与えるだけで、任意の周波数及び電圧
を選択することができる。例えば、周波数６０Ｈｚ、電
圧２００Ｖの交流電圧や、周波数５０Ｈｚ、電圧１００
Ｖの交流電圧や、外国仕様の負荷３８としての電気機器
に電力を供給する場合には、１１０Ｖの交流電圧を出力
することができる。
ｚ又は６０Ｈｚ、電圧２００Ｖの交流電圧を出力するよ
うに構成したが、本実施の形態では、メインコントロー
ル部４８に指令を与えるだけで、任意の周波数及び電圧
を選択することができる。例えば、周波数６０Ｈｚ、電
圧２００Ｖの交流電圧や、周波数５０Ｈｚ、電圧１００
Ｖの交流電圧や、外国仕様の負荷３８としての電気機器
に電力を供給する場合には、１１０Ｖの交流電圧を出力
することができる。
【００３２】補機３０、３１、３２に対する電力は、燃
料電池１２の出力側から直接供給しているので、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２として
の系統連系インバータの変換効率に相当する電力損失及
びＤＣ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２
２を経由する補機までの配線上の電圧降下を払拭するこ
とができるので、通常運転中の燃料電池発電システム３
９の発電効率を総合的に向上させることができる。
料電池１２の出力側から直接供給しているので、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２として
の系統連系インバータの変換効率に相当する電力損失及
びＤＣ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２
２を経由する補機までの配線上の電圧降下を払拭するこ
とができるので、通常運転中の燃料電池発電システム３
９の発電効率を総合的に向上させることができる。
【００３３】また、上記実施の形態では通常運転中の燃
料電池発電システム３９は、燃料電池１２から直接補機
に対して電力を供給するように構成したが、通常運転中
の燃料電池発電システム３９の補機３０、３１、３２に
対する電力を系統電源３６から適宜供給するように切換
回路４５を構成しなおしても良い。
料電池発電システム３９は、燃料電池１２から直接補機
に対して電力を供給するように構成したが、通常運転中
の燃料電池発電システム３９の補機３０、３１、３２に
対する電力を系統電源３６から適宜供給するように切換
回路４５を構成しなおしても良い。
【００３４】すなわち、メインコントロール部４２は、
燃料電池１２の電気化学的反応が燃料ガス１９又は酸化
剤ガス１４の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池１２の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池１
２の電気化学的反応が回復するまで補機３０、３１、３
２に対する電力を系統電源３６から供給するように切換
回路４５を構成し直す。つまり電力供給系統を再構成す
る。
燃料電池１２の電気化学的反応が燃料ガス１９又は酸化
剤ガス１４の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池１２の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池１
２の電気化学的反応が回復するまで補機３０、３１、３
２に対する電力を系統電源３６から供給するように切換
回路４５を構成し直す。つまり電力供給系統を再構成す
る。
【００３５】図２は、本発明による第２の実施の形態で
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム４０は、燃料ガス１９と酸化剤ガス１４
との電気化学的反応により発電する燃料電池１２と、燃
料電池１２から出力される、例えば約５０Ｖの直流電圧
を約３００Ｖの所定の直流電圧に変圧するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力側に
接続され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２０で変圧された約３００Ｖの直流電圧を２
００Ｖ／５０Ｈｚ又は２００Ｖ／６０Ｈｚの交流電圧に
変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２としての系統連系イ
ンバータと、燃料電池１２用の補機３０と、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２６付き補機３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ
２８付き補機３２に電力を供給する補機動力端子２５
と、補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ
／ＡＣインバータ２２としての系統連系インバータの出
力側との間で補機用電力を切り換える切換回路４４と、
ＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力側と切換回路４４との
間に配置されるＡＣ／ＤＣ安定化電源回路２４と、メイ
ンコントロール部４２とを備える。
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム４０は、燃料ガス１９と酸化剤ガス１４
との電気化学的反応により発電する燃料電池１２と、燃
料電池１２から出力される、例えば約５０Ｖの直流電圧
を約３００Ｖの所定の直流電圧に変圧するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力側に
接続され、系統電源３６と連系するために、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２０で変圧された約３００Ｖの直流電圧を２
００Ｖ／５０Ｈｚ又は２００Ｖ／６０Ｈｚの交流電圧に
変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２としての系統連系イ
ンバータと、燃料電池１２用の補機３０と、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ２６付き補機３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ
２８付き補機３２に電力を供給する補機動力端子２５
と、補機動力端子２５を、燃料電池１２の出力側とＤＣ
／ＡＣインバータ２２としての系統連系インバータの出
力側との間で補機用電力を切り換える切換回路４４と、
ＤＣ／ＡＣインバータ２２の出力側と切換回路４４との
間に配置されるＡＣ／ＤＣ安定化電源回路２４と、メイ
ンコントロール部４２とを備える。
【００３６】メインコントロール部４２は、上記実施の
形態と同様に、マイクロプロセッサや制御用コンピュー
タで構成し、燃料電池１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２
０、ＤＣ／ＡＣインバータとしての系統連系インバー
タ、切換回路４４、及び、補機３０、３１、３２を制御
する。
形態と同様に、マイクロプロセッサや制御用コンピュー
タで構成し、燃料電池１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２
０、ＤＣ／ＡＣインバータとしての系統連系インバー
タ、切換回路４４、及び、補機３０、３１、３２を制御
する。
【００３７】燃料電池発電システム４０は、起動時にお
いて、切換回路４４としてのスイッチング素子又は電磁
リレー若しくは半導体スイッチングトランジスタのチャ
ネルを補機動力端子２５と系統電源３６との間を電気的
に導通させるように切換回路４４のＡ側節点の導通チャ
ネルを閉状態にする。なお、この時点では、切換回路４
４のＢ側節点の導通チャネルは開放状態である。
いて、切換回路４４としてのスイッチング素子又は電磁
リレー若しくは半導体スイッチングトランジスタのチャ
ネルを補機動力端子２５と系統電源３６との間を電気的
に導通させるように切換回路４４のＡ側節点の導通チャ
ネルを閉状態にする。なお、この時点では、切換回路４
４のＢ側節点の導通チャネルは開放状態である。
【００３８】補機３０は、補機動力端子２５に接続され
たＤＣバスを通じて電力の供給を受け、補機３１は、Ｄ
Ｃバスに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２６を通じて
電力の供給を受け、補機３２は、ＤＣバスに接続された
ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を通じて電力の供給を受ける
ことにより、系統電源３６側からＡＣ／ＤＣ安定化電源
回路２４を介して燃料電池発電システム３９の起動時の
電力供給を受けることができる。なお、補機３０、補機
３１、及び、補機３２は、上記第１の実施の形態と同様
の機器であり説明を省略する。
たＤＣバスを通じて電力の供給を受け、補機３１は、Ｄ
Ｃバスに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２６を通じて
電力の供給を受け、補機３２は、ＤＣバスに接続された
ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を通じて電力の供給を受ける
ことにより、系統電源３６側からＡＣ／ＤＣ安定化電源
回路２４を介して燃料電池発電システム３９の起動時の
電力供給を受けることができる。なお、補機３０、補機
３１、及び、補機３２は、上記第１の実施の形態と同様
の機器であり説明を省略する。
【００３９】ＡＣ／ＤＣ安定化電源回路２４は、補機３
０の定格電源を供給する第１の直流電源として機能す
る。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、この第１の直
流電源から補機３１の定格電源を供給する第２の直流電
源として機能する。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８
は、第１の直流電源から補機３２の定格電源を供給する
第３の直流電源として機能する。
０の定格電源を供給する第１の直流電源として機能す
る。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、この第１の直
流電源から補機３１の定格電源を供給する第２の直流電
源として機能する。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８
は、第１の直流電源から補機３２の定格電源を供給する
第３の直流電源として機能する。
【００４０】このように、補機の多様な定格電源に適用
させるため複数段のＤＣ／ＤＣコンバータを組み合わせ
ることにより、各ＤＣ／ＤＣコンバータを小型に構成す
ることができ、しかもＤＣバスの本数を減少させること
ができるので、燃料電池発電システムのコストを低減さ
せることができる。
させるため複数段のＤＣ／ＤＣコンバータを組み合わせ
ることにより、各ＤＣ／ＤＣコンバータを小型に構成す
ることができ、しかもＤＣバスの本数を減少させること
ができるので、燃料電池発電システムのコストを低減さ
せることができる。
【００４１】燃料電池発電システム４０は、起動後にお
いて、メインコントロール部４２の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路４４としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子２５と燃料電池１
２の出力側との間を電気的に導通させるように切換回路
４４のＢ側節点の導通チャネルを閉状態にする。なお、
この時点で、切換回路４４のＡ側節点の導通チャネルは
開放状態に移行するように制御される。
いて、メインコントロール部４２の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路４４としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子２５と燃料電池１
２の出力側との間を電気的に導通させるように切換回路
４４のＢ側節点の導通チャネルを閉状態にする。なお、
この時点で、切換回路４４のＡ側節点の導通チャネルは
開放状態に移行するように制御される。
【００４２】燃料電池発電システム４０は、通常の運転
時において、上記燃料電池１２の出力側から切り替え回
路４４を通じて電力を補機３０、３１、３２に供給しな
がら、メインコントロール部４２により発電制御を行
う。
時において、上記燃料電池１２の出力側から切り替え回
路４４を通じて電力を補機３０、３１、３２に供給しな
がら、メインコントロール部４２により発電制御を行
う。
【００４３】また、燃料電池発電システム４０内部の電
力変換方式は、上記第１の実施の形態と同様の方式を採
用することができるので説明を省略する。
力変換方式は、上記第１の実施の形態と同様の方式を採
用することができるので説明を省略する。
【００４４】本実施の形態では、補機３０、３１、３２
に対する電力は、燃料電池１２の出力側から直接供給し
ているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣイ
ンバータ２２としての系統連系インバータとＡＣ／ＤＣ
インバータ２２の変換効率に相当する電力損失及びＤＣ
／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２とＡ
Ｃ／ＤＣインバータ２２を経由する補機までの配線上の
電圧降下を払拭することができるので、通常運転中の燃
料電池発電システム３９の発電効率を総合的に向上させ
ることができる。
に対する電力は、燃料電池１２の出力側から直接供給し
ているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣイ
ンバータ２２としての系統連系インバータとＡＣ／ＤＣ
インバータ２２の変換効率に相当する電力損失及びＤＣ
／ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２とＡ
Ｃ／ＤＣインバータ２２を経由する補機までの配線上の
電圧降下を払拭することができるので、通常運転中の燃
料電池発電システム３９の発電効率を総合的に向上させ
ることができる。
【００４５】また、上記実施の形態では通常運転中の燃
料電池発電システム４０は、燃料電池１２から直接補機
に対して電力を供給するように構成したが、通常運転中
の燃料電池発電システム４０の補機３０、３１、３２に
対する電力を系統電源３６から適宜供給するように切換
回路４４を構成しなおしても良い。
料電池発電システム４０は、燃料電池１２から直接補機
に対して電力を供給するように構成したが、通常運転中
の燃料電池発電システム４０の補機３０、３１、３２に
対する電力を系統電源３６から適宜供給するように切換
回路４４を構成しなおしても良い。
【００４６】すなわち、メインコントロール部４２は、
燃料電池１２の電気化学的反応が燃料ガス１９又は酸化
剤ガス１４の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池１２の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池１
２の電気化学的反応が回復するまで補機３０、３１、３
２に対する電力を系統電源３６から供給するように切換
回路４５を構成しなおすことができる。
燃料電池１２の電気化学的反応が燃料ガス１９又は酸化
剤ガス１４の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池１２の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池１
２の電気化学的反応が回復するまで補機３０、３１、３
２に対する電力を系統電源３６から供給するように切換
回路４５を構成しなおすことができる。
【００４７】さらに、上述の切替回路４４を切替える際
に生じる直流電源の瞬断を防止するために、ＡＣ／ＤＣ
安定化電源２４からダイオード７を介してＤＣバスへ直
流電圧を供給し、燃料電池１２の出力端子をスイッチ５
及びダイオード６を介してＤＣバスへ接続することで、
燃料電池１２からも直流電圧をＤＣバスへ供給すること
もできる。
に生じる直流電源の瞬断を防止するために、ＡＣ／ＤＣ
安定化電源２４からダイオード７を介してＤＣバスへ直
流電圧を供給し、燃料電池１２の出力端子をスイッチ５
及びダイオード６を介してＤＣバスへ接続することで、
燃料電池１２からも直流電圧をＤＣバスへ供給すること
もできる。
【００４８】例えば、スイッチ５を閉状態にした場合、
切替回路４４の切替操作により補機に対する直流電源の
瞬断を防止することができる。一方、燃料電池１２の出
力電圧がＡＣ／ＤＣ安定化電源２４から供給される直流
電圧より高電圧の状態であって、スイッチ５を開放状態
に維持する設定により燃料電池１２の出力端子から電流
を供給させないというオプションも選択することができ
る。
切替回路４４の切替操作により補機に対する直流電源の
瞬断を防止することができる。一方、燃料電池１２の出
力電圧がＡＣ／ＤＣ安定化電源２４から供給される直流
電圧より高電圧の状態であって、スイッチ５を開放状態
に維持する設定により燃料電池１２の出力端子から電流
を供給させないというオプションも選択することができ
る。
【００４９】図３は、本発明による第３の実施の形態で
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム４６は、上記第２の実施の形態に、燃料
電池１２の出力側と切換回路４４との間に配置するＤＣ
／ＤＣ安定化電源回路５０を更に備える。
ある燃料電池発電システムのブロック図である。燃料電
池発電システム４６は、上記第２の実施の形態に、燃料
電池１２の出力側と切換回路４４との間に配置するＤＣ
／ＤＣ安定化電源回路５０を更に備える。
【００５０】メインコントロール部４８は、上記実施の
形態と同様に、マイクロプロセッサや制御用コンピュー
タで構成し、燃料電池１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２
０、ＤＣ／ＡＣインバータとしての系統連系インバー
タ、切換回路４４、及び、補機３０、３１、３２を制御
する。
形態と同様に、マイクロプロセッサや制御用コンピュー
タで構成し、燃料電池１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ２
０、ＤＣ／ＡＣインバータとしての系統連系インバー
タ、切換回路４４、及び、補機３０、３１、３２を制御
する。
【００５１】燃料電池発電システム４６の起動は、上記
第２の実施の形態と同様に構成できるので、説明を省略
する。
第２の実施の形態と同様に構成できるので、説明を省略
する。
【００５２】補機３０は、補機動力端子２５に接続され
たＤＣバスを通じて電力の供給を受け、補機３１は、Ｄ
Ｃバスに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２６を通じて
電力の供給を受け、補機３２は、ＤＣバスに接続された
ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を通じて電力の供給を受ける
ことにより、系統電源３６側からＡＣ／ＤＣ安定化電源
回路２４を介して燃料電池発電システム３９の起動時の
電力供給を受けることができる。なお、補機３０、補機
３１、及び、補機３２は、上記第２の実施の形態と同様
の機器であり説明を省略する。
たＤＣバスを通じて電力の供給を受け、補機３１は、Ｄ
Ｃバスに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２６を通じて
電力の供給を受け、補機３２は、ＤＣバスに接続された
ＤＣ／ＤＣコンバータ２８を通じて電力の供給を受ける
ことにより、系統電源３６側からＡＣ／ＤＣ安定化電源
回路２４を介して燃料電池発電システム３９の起動時の
電力供給を受けることができる。なお、補機３０、補機
３１、及び、補機３２は、上記第２の実施の形態と同様
の機器であり説明を省略する。
【００５３】燃料電池発電システム４６は、起動後にお
いて、メインコントロール部４８の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路４４としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子２５と燃料電池１
２の出力側との間にＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０を介
して電気的に導通させるように切換回路４４のＢ側節点
の導通チャネルを閉状態にする。なお、この時点で、切
換回路４４のＡ側節点の導通チャネルは開放状態に移行
するように制御される。
いて、メインコントロール部４８の制御により通常の運
転状態に移行した段階で切換回路４４としてのスイッチ
ング素子又は電磁リレー若しくは半導体スイッチングト
ランジスタのチャネルを補機動力端子２５と燃料電池１
２の出力側との間にＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０を介
して電気的に導通させるように切換回路４４のＢ側節点
の導通チャネルを閉状態にする。なお、この時点で、切
換回路４４のＡ側節点の導通チャネルは開放状態に移行
するように制御される。
【００５４】燃料電池発電システム４６は、通常の運転
時において、上記燃料電池１２の出力側からＤＣ／ＤＣ
安定化電源回路５０を介して切り替え回路４４を通じ電
力を補機３０、３１、３２に供給しながら、メインコン
トロール部４８により発電制御を行う。
時において、上記燃料電池１２の出力側からＤＣ／ＤＣ
安定化電源回路５０を介して切り替え回路４４を通じ電
力を補機３０、３１、３２に供給しながら、メインコン
トロール部４８により発電制御を行う。
【００５５】また、燃料電池発電システム４６内部の電
力変換方式は、上記第１の実施の形態と同様の方式を採
用することができるので説明を省略する。
力変換方式は、上記第１の実施の形態と同様の方式を採
用することができるので説明を省略する。
【００５６】本実施の形態では、補機３０、３１、３２
に対する電力は、燃料電池１２の出力側からＤＣ／ＤＣ
安定化電源回路５０を介して供給しているので、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２として
の系統連系インバータとＡＣ／ＤＣインバータ２２の変
換効率に相当する電力損失及びＤＣ／ＤＣコンバータ２
０とＤＣ／ＡＣインバータ２２とＡＣ／ＤＣインバータ
２２を経由する補機までの配線上の電圧降下を払拭する
ことができるので、通常運転中の燃料電池発電システム
３９の発電効率を総合的に向上させることができる。
に対する電力は、燃料電池１２の出力側からＤＣ／ＤＣ
安定化電源回路５０を介して供給しているので、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２０とＤＣ／ＡＣインバータ２２として
の系統連系インバータとＡＣ／ＤＣインバータ２２の変
換効率に相当する電力損失及びＤＣ／ＤＣコンバータ２
０とＤＣ／ＡＣインバータ２２とＡＣ／ＤＣインバータ
２２を経由する補機までの配線上の電圧降下を払拭する
ことができるので、通常運転中の燃料電池発電システム
３９の発電効率を総合的に向上させることができる。
【００５７】しかも、燃料電池１２から出力される直流
電圧が補機３０等の要求する所定の直流電圧値とずれて
いた場合であっても、ＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０に
より補正した安定化直流電圧を補機３０等に供給するこ
とができる。この場合、ＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０
の変換効率に相当する電力損失を生じるが、補機３０等
の定格電圧を確保するためには有効な手段である。
電圧が補機３０等の要求する所定の直流電圧値とずれて
いた場合であっても、ＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０に
より補正した安定化直流電圧を補機３０等に供給するこ
とができる。この場合、ＤＣ／ＤＣ安定化電源回路５０
の変換効率に相当する電力損失を生じるが、補機３０等
の定格電圧を確保するためには有効な手段である。
【００５８】上記実施の形態では通常運転中の燃料電池
発電システム４６は、燃料電池１２からＤＣ／ＤＣ安定
化電源回路５０を介して補機３０等に対して電力を供給
するように構成したが、通常運転中の燃料電池発電シス
テム４６の補機３０、３１、３２に対する電力を系統電
源３６から適宜供給するように切り替え回路４４を再構
成しても良い。
発電システム４６は、燃料電池１２からＤＣ／ＤＣ安定
化電源回路５０を介して補機３０等に対して電力を供給
するように構成したが、通常運転中の燃料電池発電シス
テム４６の補機３０、３１、３２に対する電力を系統電
源３６から適宜供給するように切り替え回路４４を再構
成しても良い。
【００５９】すなわち、メインコントロール部４８は、
燃料電池１２の電気化学的反応が燃料ガス１９又は酸化
剤ガス１４の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池１２の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池１
２の電気化学的反応が回復するまで補機３０、３１、３
２に対する電力を系統電源３６から供給するように切り
替え回路４４を再構成することができる。
燃料電池１２の電気化学的反応が燃料ガス１９又は酸化
剤ガス１４の供給中断等により一時的に低下した状態を
検知したときや、過負荷により燃料電池１２の出力電圧
が異常に低下した状態を検知した場合には、燃料電池１
２の電気化学的反応が回復するまで補機３０、３１、３
２に対する電力を系統電源３６から供給するように切り
替え回路４４を再構成することができる。
【００６０】なお、切替回路４４を補完又は代替するス
イッチ５、ダイーオード６及びダイオード７は上記実施
の形態と同様の部材が使用できるので、説明を省略す
る。
イッチ５、ダイーオード６及びダイオード７は上記実施
の形態と同様の部材が使用できるので、説明を省略す
る。
【００６１】以上説明したように、燃料電池発電システ
ムにおいて、燃料電池から電力供給が開始される前に、
燃料電池を稼動させる補機用電力を商用電力である系統
電源から供給して燃料電池発電システムを起動させ、燃
料電池から継続的に電力が出力される段階から補機用電
力供給機構を再構成し、補機用電力源を系統電源の電力
から切り離し、燃料電池の出力端子側へ接続し直す又は
切り替えることができる。
ムにおいて、燃料電池から電力供給が開始される前に、
燃料電池を稼動させる補機用電力を商用電力である系統
電源から供給して燃料電池発電システムを起動させ、燃
料電池から継続的に電力が出力される段階から補機用電
力供給機構を再構成し、補機用電力源を系統電源の電力
から切り離し、燃料電池の出力端子側へ接続し直す又は
切り替えることができる。
【００６２】よって、補機は、系統電源に接続する直流
昇圧回路や直流交流インバータの変換効率に起因する電
力損失や配線上の電圧降下に起因する電力損失から開放
された電力源から安定した電力の供給を受けることがで
き、燃料電池発電システム全体の発電効率を向上させる
ことができる。
昇圧回路や直流交流インバータの変換効率に起因する電
力損失や配線上の電圧降下に起因する電力損失から開放
された電力源から安定した電力の供給を受けることがで
き、燃料電池発電システム全体の発電効率を向上させる
ことができる。
【００６３】また、メインコントローラ部の制御の下、
通常運転時の燃料電池の出力電圧を監視し、燃料電池の
低負荷時又は高負荷時において燃料電池の電気的化学反
応が低下した際には、補機用電力源を燃料電池側から外
部電源に一時的に切り替えるように再構成することがで
き、信頼性の高い燃料電池発電システムを提供すること
ができる。
通常運転時の燃料電池の出力電圧を監視し、燃料電池の
低負荷時又は高負荷時において燃料電池の電気的化学反
応が低下した際には、補機用電力源を燃料電池側から外
部電源に一時的に切り替えるように再構成することがで
き、信頼性の高い燃料電池発電システムを提供すること
ができる。
【００６４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、起動時に
系統電源から補機の電力を供給し、燃料電池の通常の運
転動作時には、燃料電池から系統電源へ出力する主電力
系と、燃料電池の出力端子から補機用の電力を供給する
ので、補機用の電力供給効率が向上し、燃料電池発電シ
ステム全体の発電効率を向上させることができる。
系統電源から補機の電力を供給し、燃料電池の通常の運
転動作時には、燃料電池から系統電源へ出力する主電力
系と、燃料電池の出力端子から補機用の電力を供給する
ので、補機用の電力供給効率が向上し、燃料電池発電シ
ステム全体の発電効率を向上させることができる。
【００６５】また、系統連系インバータの出力側から補
機の電力を供給するシステムに比べて本発明のように、
燃料電池の出力端子から補機用電力を供給することで、
ＤＣ／ＤＣコンバータや系統連系インバータの出力容量
を小規模に構成することができるので、システムを小型
化し、製造コストを軽減させることができる。
機の電力を供給するシステムに比べて本発明のように、
燃料電池の出力端子から補機用電力を供給することで、
ＤＣ／ＤＣコンバータや系統連系インバータの出力容量
を小規模に構成することができるので、システムを小型
化し、製造コストを軽減させることができる。
【図１】第１の実施の形態である燃料電池発電システム
の模式的なブロック図である。
の模式的なブロック図である。
【図２】第２の実施の形態である燃料電池発電システム
の模式的なブロック図である。
の模式的なブロック図である。
【図３】第３の実施の形態である燃料電池発電システム
の模式的なブロック図である。
の模式的なブロック図である。
【図４】従来の燃料電池発電システムの模式的なブロッ
ク図である。
ク図である。
１２ 燃料電池
１４ 酸化剤ガス
１６ 原燃料
１８ 改質器
１９ 燃料ガス
２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２ ＤＣ／ＡＣインバータ
２４ 安定化電源回路
２６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２７ 二電源回路
２８ コンバータ
２９ 二電源回路
３０ 補機
３１ 補機
３２ 補機
３３ 二電源回路
３６ 系統電源
３８ 負荷
３９ 燃料電池発電システム
４０ 燃料電池発電システム
４１ Ａ側節点の導通チャネル
４２ メインコントロール部
４３ Ｂ側節点の導通チャネル
４４ 切換回路
４５ 切換回路
４６ 燃料電池発電システム
４８ メインコントロール部
５０ 安定化電源回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 芳我 尚秀
東京都港区港南１−６−34 荏原バラード
株式会社内
(72)発明者 渡辺 学
東京都港区港南１−６−34 荏原バラード
株式会社内
(72)発明者 青山 昌二
東京都港区港南１−６−34 荏原バラード
株式会社内
(72)発明者 立石 和文
東京都港区港南１−６−34 荏原バラード
株式会社内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06
5H027 AA06 BA01 DD01 MM26
Claims (3)
- 【請求項１】 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的反
応により発電する燃料電池と；前記燃料電池から出力さ
れる直流電圧を所定の直流電圧に変圧するＤＣ／ＤＣコ
ンバータと；前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続
され、系統電源と連系するために、前記ＤＣ／ＤＣコン
バータで変圧された直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ
／ＡＣインバータと；補機に電力を供給する補機動力端
子と；前記補機動力端子を、前記燃料電池の出力側と前
記ＤＣ／ＡＣインバータの出力側との間で切り替える切
換回路とを備える；燃料電池発電システム。 - 【請求項２】 前記ＤＣ／ＡＣインバータの出力側と前
記切換回路との間にＡＣ／ＤＣ安定化電源回路を備え
る、請求項１に記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項３】 前記燃料電池の出力側と前記切換回路と
の間にＤＣ／ＤＣ安定化電源回路を備える、請求項１又
は請求項２に記載の燃料電池発電システム。
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|---|---|---|---|
| JP2002035424A JP4102572B2 (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 燃料電池発電システム |
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| JP2002035424A JP4102572B2 (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 燃料電池発電システム |
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|---|---|
| JP2003243011A true JP2003243011A (ja) | 2003-08-29 |
| JP4102572B2 JP4102572B2 (ja) | 2008-06-18 |
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ID=27777614
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| JP2002035424A Expired - Lifetime JP4102572B2 (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 燃料電池発電システム |
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-
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- 2002-02-13 JP JP2002035424A patent/JP4102572B2/ja not_active Expired - Lifetime
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