[发明专利]固体氧化物燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及具备将固体氧化物电解质膜用作电解质、能利用比较高的温度的发电高效地进行发电的固体氧化物燃料电池(SOFC)的固体氧化物燃料电池系统，特别是涉及能进行与系统电源连接的系统连接运行和脱离系统电源的独立运行的固体氧化物燃料电池系统。

背景技术

专利文献1中公开了紧急时应对式燃料电池系统。

其能与商用电源连接地使用靠近需要电功率的场所的基于分散型发电的电源，即使从商用电源切断，也能独立运行、独立启动。因此构成为能避免灾害时等的短路事故，能向家庭供电，能适当消耗基于家庭功耗的变动的剩余电功率而安全运行。

在该专利文献1中，在独立运行时，根据外部负载电功率而任意变动，向家庭进行供电。在该情况下，难以与家庭功耗的变动对应地发电，因此进行比家庭功耗过剩的发电，剩余电功率由负载装置适当消耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报：特开2007－179886号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，实际上难以由燃料电池总是比外部负载电功率多地发电，在该方面有改进的余地。

本发明是着眼于这样的现有的课题而完成的，其目的在于提供如下燃料电池系统：通过独立运行时的适当控制，不会使系统大型化，在停电时也能确保所需的电功率。

用于解决问题的方案

因此，本发明是固体氧化物燃料电池系统，具备：

固体氧化物燃料电池，其利用燃料和氧化剂的电化学反应进行发电；功率调节器，其设于该燃料电池的输出侧；以及控制装置，其控制上述燃料电池和上述功率调节器，能切换与系统电源连接的系统连接运行和脱离系统电源的独立运行，上述固体氧化物燃料电池系统的特征在于，

上述控制装置包含：

总负载电功率检测部，其在独立运行时检测本系统的总负载电功率；

发电电功率固定控制部，其在独立运行时将上述燃料电池的发电电功率控制为预定的固定值；以及

停止供电部，其在独立运行时的总负载电功率超出上述固定值的情况下，将向连接到本系统的外部负载的供电停止固定时间。

发明效果

根据本发明，将系统的发电电功率控制为固定的发电电功率，在总负载电功率超出该固定电功率时停止供电固定时间，在该期间内，能调整为仅在停电时实际上需要的功耗并在经过固定时间后重新开始供电。

由此，在临时停电时，不必为了总是比外部负载的功耗多地发电而增大系统发电量，能抑制伴随系统的大型化、进而发电量增大的成本上升，并且能确保实际上合理的供电。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的固体氧化物燃料电池系统的构成图。

图2是从停止状态启动上述系统并设为独立运行固定电功率控制时的时序图。

图3是上述系统从高电功率运行状态使输出电功率下降并设为独立运行固定电功率控制时的时序图。

图4是模式切换控制的流程图。

图5是独立运行模式的流程图。

图6是示出在独立运行固定电功率控制时外部负载电功率超出固定电功率时的状态的时序图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式详细地说明。

图1是示出本发明的一实施方式的固体氧化物燃料电池系统的构成图。

本实施方式的固体氧化物燃料电池系统构成为包含固体氧化物燃料电池(SOFC)1、功率调节器(PCS)2以及控制装置100。

固体氧化物燃料电池(SOFC)1是多个固体氧化物燃料电池单元的组合体(电池堆)。各燃料电池单元具有燃料极(阳极)、氧化剂极(阴极)、以及配置于它们之间的电解质层。对燃料极供应含氢燃料，对氧化剂极供应空气(含氧)作为氧化剂。

因此，固体氧化物燃料电池(SOFC)1是对电解质层的一端侧的燃料极供应氢，对电解质层的另一端侧供应氧，由此通过氢和氧的电化学反应而发电(产生直流电功率)。利用固体氧化物电解质膜形成电解质层的固体氧化物燃料电池(SOFC)1在比较高的温度下发电，因此能高效发电，作为家用特别优良。