[發(fā)明專利]固體氧化物燃料電池系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380034247.9
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104508886A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 井上和博;西山拓雄
• 申請（專利權(quán)）人: 吉坤日礦日石能源株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/00;H01M8/12
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備將固體氧化物電解質(zhì)膜用作電解質(zhì)、能利用比較高的溫度的發(fā)電高效地進(jìn)行發(fā)電的固體氧化物燃料電池(SOFC)的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)，特別是涉及能進(jìn)行與系統(tǒng)電源連接的系統(tǒng)連接運行和脫離系統(tǒng)電源的獨立運行的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

專利文獻(xiàn)1中公開了緊急時應(yīng)對式燃料電池系統(tǒng)。

其能與商用電源連接地使用靠近需要電功率的場所的基于分散型發(fā)電的電源，即使從商用電源切斷，也能獨立運行、獨立啟動。因此構(gòu)成為能避免災(zāi)害時等的短路事故，能向家庭供電，能適當(dāng)消耗基于家庭功耗的變動的剩余電功率而安全運行。

在該專利文獻(xiàn)1中，在獨立運行時，根據(jù)外部負(fù)載電功率而任意變動，向家庭進(jìn)行供電。在該情況下，難以與家庭功耗的變動對應(yīng)地發(fā)電，因此進(jìn)行比家庭功耗過剩的發(fā)電，剩余電功率由負(fù)載裝置適當(dāng)消耗。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本公開專利公報：特開2007－179886號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

但是，實際上難以由燃料電池總是比外部負(fù)載電功率多地發(fā)電，在該方面有改進(jìn)的余地。

本發(fā)明是著眼于這樣的現(xiàn)有的課題而完成的，其目的在于提供如下燃料電池系統(tǒng)：通過獨立運行時的適當(dāng)控制，不會使系統(tǒng)大型化，在停電時也能確保所需的電功率。

用于解決問題的方案

因此，本發(fā)明是固體氧化物燃料電池系統(tǒng)，具備：

固體氧化物燃料電池，其利用燃料和氧化劑的電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行發(fā)電；功率調(diào)節(jié)器，其設(shè)于該燃料電池的輸出側(cè)；以及控制裝置，其控制上述燃料電池和上述功率調(diào)節(jié)器，能切換與系統(tǒng)電源連接的系統(tǒng)連接運行和脫離系統(tǒng)電源的獨立運行，上述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)的特征在于，

上述控制裝置包含：

總負(fù)載電功率檢測部，其在獨立運行時檢測本系統(tǒng)的總負(fù)載電功率；

發(fā)電電功率固定控制部，其在獨立運行時將上述燃料電池的發(fā)電電功率控制為預(yù)定的固定值；以及

停止供電部，其在獨立運行時的總負(fù)載電功率超出上述固定值的情況下，將向連接到本系統(tǒng)的外部負(fù)載的供電停止固定時間。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，將系統(tǒng)的發(fā)電電功率控制為固定的發(fā)電電功率，在總負(fù)載電功率超出該固定電功率時停止供電固定時間，在該期間內(nèi)，能調(diào)整為僅在停電時實際上需要的功耗并在經(jīng)過固定時間后重新開始供電。

由此，在臨時停電時，不必為了總是比外部負(fù)載的功耗多地發(fā)電而增大系統(tǒng)發(fā)電量，能抑制伴隨系統(tǒng)的大型化、進(jìn)而發(fā)電量增大的成本上升，并且能確保實際上合理的供電。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的一實施方式的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

圖2是從停止?fàn)顟B(tài)啟動上述系統(tǒng)并設(shè)為獨立運行固定電功率控制時的時序圖。

圖3是上述系統(tǒng)從高電功率運行狀態(tài)使輸出電功率下降并設(shè)為獨立運行固定電功率控制時的時序圖。

圖4是模式切換控制的流程圖。

圖5是獨立運行模式的流程圖。

圖6是示出在獨立運行固定電功率控制時外部負(fù)載電功率超出固定電功率時的狀態(tài)的時序圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地說明。

圖1是示出本發(fā)明的一實施方式的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成圖。

本實施方式的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)構(gòu)成為包含固體氧化物燃料電池(SOFC)1、功率調(diào)節(jié)器(PCS)2以及控制裝置100。

固體氧化物燃料電池(SOFC)1是多個固體氧化物燃料電池單元的組合體(電池堆)。各燃料電池單元具有燃料極(陽極)、氧化劑極(陰極)、以及配置于它們之間的電解質(zhì)層。對燃料極供應(yīng)含氫燃料，對氧化劑極供應(yīng)空氣(含氧)作為氧化劑。

因此，固體氧化物燃料電池(SOFC)1是對電解質(zhì)層的一端側(cè)的燃料極供應(yīng)氫，對電解質(zhì)層的另一端側(cè)供應(yīng)氧，由此通過氫和氧的電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)電(產(chǎn)生直流電功率)。利用固體氧化物電解質(zhì)膜形成電解質(zhì)層的固體氧化物燃料電池(SOFC)1在比較高的溫度下發(fā)電，因此能高效發(fā)電，作為家用特別優(yōu)良。