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JP7516154B2 - Fuel cell system and power supply system - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、燃料電池システム及び電力供給システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a fuel cell system and a power supply system.

燃料電池システムは、商用系統や需要家の負荷に系統連系されており、燃料電池、パワーコンディショナ(以下、「PCS:Power Conditioning System」という。)を備えている。PCSは燃料電池で発電された電力を直流電流から、商用系統及び需要家の負荷に用いられる交流電流に変換する。燃料電池が発電するには、燃料や冷却水をその燃料電池に供給する必要があり、燃料電池システムはそのための補機をさらに備える必要がある。 A fuel cell system is connected to the commercial grid and consumer loads, and is equipped with a fuel cell and a power conditioning system (hereafter referred to as "PCS: Power Conditioning System"). The PCS converts the power generated by the fuel cell from direct current to alternating current that is used by the commercial grid and consumer loads. For a fuel cell to generate power, fuel and cooling water must be supplied to the fuel cell, and the fuel cell system must be equipped with additional auxiliary equipment for this purpose.

燃料電池システムは、発電を開始するまで起動電力、すなわち補機動力を燃料電池システム外部から供給される必要がある。このため、蓄電装置をその燃料電池システム内部に備えることにより、商用系統が停電した場合においても補機動力を確保し、補機を起動させることで燃料電池を起動させることができる。その一方で、燃料電池が発電を開始した後は、自らが発電した電力の一部を自己消費することで、外部の商用系統からの電力供給は必須ではなくなる。 Until a fuel cell system starts generating power, it needs to be supplied with startup power, i.e., auxiliary power, from outside the fuel cell system. For this reason, by providing a power storage device inside the fuel cell system, auxiliary power can be secured even in the event of a power outage in the commercial grid, and the fuel cell can be started by starting the auxiliary equipment. On the other hand, once the fuel cell starts generating power, it can consume some of the power it generates itself, making it no longer necessary to supply power from an external commercial grid.

しかし、燃料電池システムは、発電容量が大きいほど、そのための起動電力も大きくなり、起動電力を供給する蓄電装置の容量についても同様に大きくなる。そのため、蓄電装置の体積や重量が増加し、高コストとなる。 However, the larger the power generation capacity of a fuel cell system, the greater the startup power required, and the larger the capacity of the power storage device that supplies the startup power. This increases the volume and weight of the power storage device, resulting in higher costs.

特開2014-179184号公報JP 2014-179184 A

そこで、本実施形態は、蓄電装置の容量を削減し、その体積やコストの増大を抑制した燃料電池システム、及び、そのような燃料電池システムを備える電力供給システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present embodiment aims to provide a fuel cell system that reduces the capacity of the power storage device and suppresses increases in volume and cost, and a power supply system that includes such a fuel cell system.

本実施形態に係る燃料電池システムは、起動電力が商用系統から供給される複数の燃料電池発電モジュールを備える燃料電池システムであって、前記複数の燃料電池発電モジュールのそれぞれは、供給された燃料を用いて発電を行う燃料電池を備えており、前記複数の燃料電池発電モジュールは、第1のモジュールグループと第2のモジュールグループとに区分され、前記第1のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールは、前記商用系統が停電した場合に、蓄えられた電力を起動電力として供給する蓄電装置を備えているが、前記第2のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールは、前記蓄電装置を備えていない。 The fuel cell system according to this embodiment is a fuel cell system including a plurality of fuel cell power generation modules that receive startup power from a commercial grid, each of which includes a fuel cell that generates power using the supplied fuel, and which are divided into a first module group and a second module group. The fuel cell power generation modules included in the first module group include a power storage device that supplies stored power as startup power in the event of a power outage in the commercial grid, but the fuel cell power generation modules included in the second module group do not include the power storage device.

第1実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット交流系統設置型)。1 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a first embodiment (a power storage device unit installed in an AC system). 第1実施形態に係る燃料電池システムの起動処理の処理内容を説明するフローチャートを示す図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating the process of the startup process of the fuel cell system according to the first embodiment. 第1実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット直流系統設置型)。1 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a first embodiment (a power storage device unit installed in a DC system); 第1実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型)。1 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a first embodiment (a power storage device unit installed in both a DC system and an AC system); 第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット交流系統設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a second embodiment (a power storage device unit installed in an AC system). 第2実施形態に係る燃料電池システムの起動処理の処理内容を説明するフローチャートを示す図である。FIG. 11 is a flowchart illustrating the process of a startup process of a fuel cell system according to a second embodiment. 第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット直流系統設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a second embodiment (power storage device unit installed in a DC system). 第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a second embodiment (power storage device unit installed in both a DC system and an AC system); 第3実施形態に係る電力供給システムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of a power supply system according to a third embodiment. 第3実施形態に係る電力供給システムの起動処理の処理内容を説明するフローチャートを示す図である。FIG. 11 is a flowchart illustrating the process contents of a startup process of a power supply system according to a third embodiment. 第4実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット交流系統設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a fourth embodiment (power storage device unit installed in an AC system). 第4実施形態に係る燃料電池システムの起動処理の処理内容を説明するフローチャートを示す図である。FIG. 13 is a flowchart illustrating the details of a startup process of a fuel cell system according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット直流系統設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a fourth embodiment (power storage device unit installed in a DC system). 第4実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置ユニット直流系統及び交流形態両設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a fourth embodiment (power storage device unit installed in both DC and AC systems); 第4実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である(蓄電装置設置型)。FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to a fourth embodiment (electricity storage device-installed type).

以下、図面を参照しながら、燃料電池システムの実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行うこととする。 Below, an embodiment of a fuel cell system will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same functions and configurations will be given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be given only when necessary.

〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係る燃料電池システム1の全体構成を示すブロック図である。この図1に示すように、本実施形態における燃料電池システム1は、制御装置10と、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12と、第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14を備えている。すなわち、本実施形態においては、燃料電池システム1は、複数の燃料電池発電モジュール12及び14に分割したモジュール構成となっており、分割した燃料電池発電モジュール12及び14は、それぞれがひとつの燃料電池システムとして機能する。例えば、定格容量が1MWの燃料電池システム1である場合、燃料電池発電モジュール12及び14のうちの1つのモジュールが100kWの定格容量を備えており、このモジュール10台で、燃料電池システム1が構成される。
First Embodiment
Fig. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system 1 according to a first embodiment. As shown in Fig. 1, the fuel cell system 1 in this embodiment includes a control device 10, a fuel cell power generation module 12 included in a first module group, and a fuel cell power generation module 14 included in a second module group. That is, in this embodiment, the fuel cell system 1 has a modular configuration divided into a plurality of fuel cell power generation modules 12 and 14, and each of the divided fuel cell power generation modules 12 and 14 functions as a single fuel cell system. For example, in the case of a fuel cell system 1 with a rated capacity of 1 MW, one of the fuel cell power generation modules 12 and 14 has a rated capacity of 100 kW, and the fuel cell system 1 is made up of 10 of these modules.

制御装置10は、燃料電池発電モジュール12及び14に必要な制御を行う。例えば、制御装置10は、燃料電池発電モジュール12及び14へ指令を送信するコンピュータ、及び、それぞれの燃料電池発電モジュール12及び14と通信し得る通信部等によって実現される。制御装置10のコンピュータは、例えば、さらにそれぞれの燃料電池発電モジュール12及び14の発電状況を管理し、発電状況を記憶する処理記憶ユニット等を備えており、得られた発電状況に基づき、適切な指令を、燃料電池発電モジュール12及び14に対して送信する。また、制御装置10は、通信部を介して、有線や無線通信により、制御装置10と燃料電池発電モジュール12及び14を結合させ、両者の間の通信機能を実現する。その結合の方法は、電気的、機械的、又はこれらを結合した手段などである。 The control device 10 performs the necessary control of the fuel cell power generation modules 12 and 14. For example, the control device 10 is realized by a computer that sends commands to the fuel cell power generation modules 12 and 14, and a communication unit that can communicate with each of the fuel cell power generation modules 12 and 14. The computer of the control device 10 further includes, for example, a processing memory unit that manages the power generation status of each of the fuel cell power generation modules 12 and 14 and stores the power generation status, and transmits appropriate commands to the fuel cell power generation modules 12 and 14 based on the obtained power generation status. In addition, the control device 10 connects the control device 10 and the fuel cell power generation modules 12 and 14 by wired or wireless communication via the communication unit, thereby realizing a communication function between the two. The connection method is electrical, mechanical, or a combination of these.

燃料電池発電モジュール12及び14は、商用系統に接続されており、燃料電池発電モジュール12及び14が発電した電力は、商用系統を介して、需要家の負荷に供給される。また、燃料電池発電モジュール12及び14が停止している状態から起動させる場合には、起動電力が商用系統から燃料電池発電モジュール12及び14に供給される。このため、この燃料電池システム1が備える燃料電池発電モジュール12及び14に起動電力を供給して、一斉に起動させることが可能である。 The fuel cell power generation modules 12 and 14 are connected to a commercial grid, and the power generated by the fuel cell power generation modules 12 and 14 is supplied to consumer loads via the commercial grid. In addition, when the fuel cell power generation modules 12 and 14 are started from a stopped state, startup power is supplied from the commercial grid to the fuel cell power generation modules 12 and 14. Therefore, startup power can be supplied to the fuel cell power generation modules 12 and 14 provided in this fuel cell system 1 to start them up simultaneously.

第1のモジュールグループである、燃料電池発電モジュール12は、モジュール制御装置20と、補機22と、蓄電装置ユニット24と、PCS26と、燃料電池28とを備えている。一方、第2のモジュールグループである、燃料電池発電モジュール14は、モジュール制御装置20と、補機22と、PCS26と、燃料電池28とを備えている。言い換えると、第1のモジュールグループの燃料電池発電モジュール12は、蓄電装置ユニット24を備え、第2のモジュールグループの燃料電池発電モジュール14は、蓄電装置ユニット24を備えていない。そして、燃料電池発電モジュール12及び14を構成する各部は、商用系統からの電力供給が可能な形態にて互いに接続されている。 The fuel cell power generation module 12, which is the first module group, includes a module control device 20, auxiliary equipment 22, a power storage unit 24, a PCS 26, and a fuel cell 28. On the other hand, the fuel cell power generation module 14, which is the second module group, includes a module control device 20, auxiliary equipment 22, a PCS 26, and a fuel cell 28. In other words, the fuel cell power generation module 12 of the first module group includes a power storage unit 24, and the fuel cell power generation module 14 of the second module group does not include a power storage unit 24. The components that make up the fuel cell power generation modules 12 and 14 are connected to each other in a form that allows power to be supplied from the commercial grid.

図1に示す燃料電池システム1においては、第1のモジュールグループの燃料電池発電モジュール12は1つであり、第2のモジュールグループの燃料電池発電モジュール14は1つ又は複数である。 In the fuel cell system 1 shown in FIG. 1, the first module group has one fuel cell power generation module 12, and the second module group has one or more fuel cell power generation modules 14.

第1のモジュールグループの燃料電池発電モジュール12においては、モジュール制御装置20は、補機22と、蓄電装置ユニット24と、PCS26と、燃料電池28に対して、必要な制御を行う。第2のモジュールグループの燃料電池発電モジュール14においては、モジュール制御装置20は、自らの燃料電池発電モジュール14における、補機22と、PCS26と、燃料電池28に対して、必要な制御を行う。例えば、モジュール制御装置20は、補機22、蓄電装置ユニット24、PCS26及び燃料電池28へ指令を送信するコンピュータ、及び、制御装置10と通信し得る通信部等によって実現される。モジュール制御装置20のコンピュータは、例えば、さらに、補機22の起動状況、蓄電装置ユニット24の蓄電又は電力供給状況、PCS26の電流変換状況及び燃料電池28の発電状況を管理し、それら各種状況を記憶する処理記憶ユニット等を備えており、得られた状況を適時に制御装置10に送信したり、制御装置10から必要な指令について通信部等を介して受信したりする。モジュール制御装置20は、通信部を介して、有線や無線通信により、燃料電池発電モジュール12及び14と制御装置10をそれぞれ結合させ、その結合の方法は、電気的、機械的、又はこれらを結合した手段などである。 In the fuel cell power generation module 12 of the first module group, the module control device 20 performs necessary control over the auxiliary equipment 22, the power storage unit 24, the PCS 26, and the fuel cell 28. In the fuel cell power generation module 14 of the second module group, the module control device 20 performs necessary control over the auxiliary equipment 22, the PCS 26, and the fuel cell 28 in its own fuel cell power generation module 14. For example, the module control device 20 is realized by a computer that transmits commands to the auxiliary equipment 22, the power storage unit 24, the PCS 26, and the fuel cell 28, and a communication unit that can communicate with the control device 10. The computer of the module control device 20 further includes, for example, a processing memory unit that manages the start-up status of the auxiliary equipment 22, the storage or power supply status of the power storage unit 24, the current conversion status of the PCS 26, and the power generation status of the fuel cell 28, and stores these various statuses, and transmits the obtained status to the control device 10 in a timely manner, and receives necessary commands from the control device 10 via the communication unit, etc. The module control device 20 connects the fuel cell power generation modules 12 and 14 to the control device 10 via a communication unit, either by wire or wireless communication, and the connection method can be electrical, mechanical, or a combination of these.

補機22は、燃料電池28が発電するために必要な燃料、例えば水素や空気、及び冷却水等などを燃料電池28へ供給する。補機22は、例えば、ブロアやポンプ等によって実現される。この燃料電池発電モジュール12及び14が発電動作をしている場合には、補機22には、その動作電源が商用系統から供給されてもよいし、或いは、燃料電池28が発電した電力が供給されてもよい。 The auxiliary equipment 22 supplies the fuel cell 28 with fuel, such as hydrogen, air, and cooling water, necessary for the fuel cell 28 to generate electricity. The auxiliary equipment 22 is realized, for example, by a blower or a pump. When the fuel cell power generation modules 12 and 14 are generating electricity, the auxiliary equipment 22 may be supplied with its operating power from a commercial system, or may be supplied with electricity generated by the fuel cell 28.

この燃料電池発電モジュール12及び14が停止している状態から起動する場合には、商用系統から起動電力を供給する。このため、商用系統が停電している場合には、燃料電池発電モジュール14の補機22には起動電力を供給することができない。一方、燃料電池発電モジュール12の補機22には、商用系統が停電している場合でも、蓄電装置ユニット24から起動電力を供給することができる。 When the fuel cell power generation modules 12 and 14 are started from a stopped state, startup power is supplied from the commercial grid. Therefore, if the commercial grid is experiencing a power outage, startup power cannot be supplied to the auxiliary equipment 22 of the fuel cell power generation module 14. On the other hand, startup power can be supplied from the power storage unit 24 to the auxiliary equipment 22 of the fuel cell power generation module 12 even if the commercial grid is experiencing a power outage.

燃料電池発電モジュール12に設けられている蓄電装置24ユニットは、燃料電池発電モジュール12の交流系統に設置され、商用系統が停電した場合などに、補機22へ起動電力を供給する。蓄電装置ユニット24は、例えば、蓄電池によって実現される。この蓄電池は、例えば、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池、リチウムイオン蓄電池などで構成することができ、放電後においては再び蓄電することによって再利用が可能である。また、この蓄電装置ユニット24は、少なくとも補機22に起動電力を供給するが、モジュール制御装置20やPCS26にも、必要に応じて、起動電力を供給するようにしてもよい。 The power storage device 24 unit provided in the fuel cell power generation module 12 is installed in the AC system of the fuel cell power generation module 12, and supplies startup power to the auxiliary equipment 22 in the event of a power outage in the commercial system. The power storage device unit 24 is realized, for example, by a storage battery. This storage battery can be composed of, for example, a lead storage battery, an alkaline storage battery, or a lithium ion storage battery, and can be reused by storing electricity again after discharging. Furthermore, this power storage device unit 24 supplies startup power to at least the auxiliary equipment 22, but may also supply startup power to the module control device 20 and the PCS 26 as necessary.

例えば、蓄電装置ユニット24は、商用系統から電力の供給を受けて、蓄電することが可能である。また、蓄電装置ユニット24は、燃料電池28が発電した電力の供給を受けて、蓄電することが可能である。本実施形態においては、この蓄電装置ユニット24は、燃料電池発電モジュール12を停止状態から起動するための起動電力を賄うために必要な容量を有している。好ましくは、この蓄電装置ユニット24の容量は、燃料電池発電モジュール12を起動するために必要となる起動電力の容量と同等か、或いは、わずかに大きい程度の容量であることが望ましい。これは、必要以上の容量を蓄電装置ユニット24が備えることは、この蓄電装置ユニット24の重量や製造コストが必要以上に増大してしまうからである。 For example, the power storage unit 24 can receive power from a commercial grid and store it. The power storage unit 24 can also receive power generated by the fuel cell 28 and store it. In this embodiment, the power storage unit 24 has a capacity necessary to cover the startup power required to start the fuel cell power generation module 12 from a stopped state. Preferably, the capacity of the power storage unit 24 is equal to or slightly larger than the startup power capacity required to start the fuel cell power generation module 12. This is because having a capacity that is greater than necessary for the power storage unit 24 would result in the weight and manufacturing costs of the power storage unit 24 increasing more than necessary.

PCS26は、燃料電池28が発電した電力を直流電流から交流電流に変換する。需要家の負荷、例えば、家庭用電源や機械設備などが挙げられるが、それらは通常、交流電流が用いられる。一方で、燃料電池28から発電された電力は直流電流であることが通常である。そのため、燃料電池発電モジュール12及び14で発電された電力を、商用系統を介して需要家の負荷へ供給する場合、PCS26を介して供給する。本明細書において、商用系統及び燃料電池システム1を含めた電力系統において、PCS26よりも商用系統側の系統を「交流系統」、PCS26よりも燃料電池側を「直流系統」とよぶ。 The PCS 26 converts the power generated by the fuel cell 28 from direct current to alternating current. The consumer's loads, such as household power sources and mechanical equipment, typically use alternating current. On the other hand, the power generated by the fuel cell 28 is typically direct current. Therefore, when the power generated by the fuel cell power generation modules 12 and 14 is supplied to the consumer's loads via the commercial system, it is supplied via the PCS 26. In this specification, in the power system including the commercial system and the fuel cell system 1, the system on the commercial system side of the PCS 26 is called the "AC system," and the system on the fuel cell side of the PCS 26 is called the "DC system."

したがって、図1に記載の実施形態においては、蓄電装置ユニット24はPCSよりも商用系統側に設置されているので、蓄電装置ユニット24は交流系統に存在するということができ、本実施形態に係る燃料電池システム1は、「蓄電装置ユニット交流系統設置型」であるということができる。 Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, since the power storage unit 24 is installed closer to the commercial system than the PCS, it can be said that the power storage unit 24 is present in the AC system, and the fuel cell system 1 according to this embodiment can be said to be "power storage unit AC system installed type."

燃料電池28は、補機22から、水素や空気等の燃料や、冷却水の等供給を受けて発電し、商用系統を介して、需要家の負荷に電力を供給する。本実施形態においては、例えば、燃料電池28は、定常的に発電を行い電力の供給をするようにしてもよいし、或いは、商用系統の停電時において、商用系統とは独立した供給ラインにて需要家の特定負荷へ電力を供給するようにしてもよい。燃料電池28は、例えば水素などと、酸化剤、例えば酸素などとを電気化学的に反応させて、電気エネルギーを生成する装置であり、例えば水素酸素燃料電池などで実現することができる。 The fuel cell 28 generates electricity by receiving fuel such as hydrogen or air, cooling water, etc. from the auxiliary equipment 22, and supplies the electricity to the consumer's load via the commercial system. In this embodiment, for example, the fuel cell 28 may generate electricity steadily and supply electricity, or, in the event of a power outage in the commercial system, may supply electricity to a specific consumer's load via a supply line independent of the commercial system. The fuel cell 28 is a device that generates electrical energy by electrochemically reacting, for example, hydrogen with an oxidant such as oxygen, and can be realized, for example, by a hydrogen-oxygen fuel cell.

次に、本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される各種の処理について詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理を説明するフローチャートを示す図である。この燃料電池システム起動処理は、商用系統から電力の供給を受けられない状況において、制御装置10が停止している燃料電池システム1を起動させる際に実行される処理である。すなわち、商用系統から起動電力の供給を受けることなく、停止している燃料電池発電モジュール12及び14を順次起動し、燃料電池システム1で発電が行えるようにするために実行される処理である。 Next, various processes executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a flowchart explaining the fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment. This fuel cell system startup process is a process executed when the control device 10 starts up the stopped fuel cell system 1 in a situation where power cannot be supplied from the commercial grid. In other words, this process is executed to sequentially start up the stopped fuel cell power generation modules 12 and 14 and enable the fuel cell system 1 to generate power without receiving a supply of startup power from the commercial grid.

この図2に示すように、この燃料電池システム起動処理においては、燃料電池システム1は、蓄電装置ユニット24に蓄えられた電力を起動電力として用いて、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12を起動する(ステップS10)。本実施形態においては、例えば、商用系統から起動電力の供給が受けられない状況下で、燃料電池システムを起動させる必要が生じた場合に、制御装置10が燃料電池発電モジュール12に起動すべき指令を送信することにより、燃料電池発電モジュール12を起動させる。 As shown in FIG. 2, in this fuel cell system startup process, the fuel cell system 1 uses the power stored in the power storage unit 24 as startup power to start up the fuel cell power generation module 12 included in the first module group (step S10). In this embodiment, for example, when it becomes necessary to start up the fuel cell system under a situation in which startup power cannot be supplied from the commercial grid, the control device 10 starts up the fuel cell power generation module 12 by sending a command to the fuel cell power generation module 12 to start it up.

燃料電池発電モジュール12が起動するには、制御装置10から、燃料電池発電モジュール12のモジュール制御装置20が、燃料電池発電モジュール12を起動すべき旨の指令を受信したのちに、蓄電装置ユニット24に蓄えられた電力を活用して、補機22を起動させる。補機22が起動したのちに、補機22が燃料電池28に燃料及び冷却水等を供給し、燃料電池28を起動させる。燃料電池28が起動し、電力を商用系統や燃料電池発電モジュール14自体に電力供給が可能な状態になったならば、燃料電池発電モジュール12は起動したことになる。 For the fuel cell power generation module 12 to start up, the module control device 20 of the fuel cell power generation module 12 receives a command from the control device 10 to start up the fuel cell power generation module 12, and then starts up the auxiliary equipment 22 using the power stored in the power storage unit 24. After the auxiliary equipment 22 has started up, the auxiliary equipment 22 supplies fuel, cooling water, etc. to the fuel cell 28, starting up the fuel cell 28. Once the fuel cell 28 has started up and is in a state where it can supply power to the commercial grid and to the fuel cell power generation module 14 itself, the fuel cell power generation module 12 is considered to have started up.

次に、制御装置10は、第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14の中から、起動する燃料電池発電モジュール14を決定する(ステップS12)。本実施形態においては、制御装置10が、第2のモジュールグループに含まれる複数の燃料電池発電モジュール14の中から、いずれか1つの燃料電池発電モジュール14を選択することになる。 Next, the control device 10 determines which fuel cell power generation module 14 to start from among the fuel cell power generation modules 14 included in the second module group (step S12). In this embodiment, the control device 10 selects one of the fuel cell power generation modules 14 from among the multiple fuel cell power generation modules 14 included in the second module group.

第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14は、蓄電装置ユニット24を備えていないため、起動するためには外部から起動電力の供給を受ける必要がある。そのため、商用系統などから起動電力の供給を受ける必要があるところ、例えば、停電時などにおいては、商用系統から起動電力の供給を受けられないため、既に発電状態になっている、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12から起動電力の供給を受けることで、商用系統から起動電力の供給を受けることなく、燃料電池発電モジュール14は起動することができる。 The fuel cell power generation module 14 included in the second module group does not have a power storage unit 24, and therefore needs to be supplied with startup power from an external source in order to start up. Therefore, while it is necessary to receive startup power from a commercial grid, for example, during a power outage, when startup power cannot be received from the commercial grid, the fuel cell power generation module 14 can start up without receiving startup power from the commercial grid by receiving startup power from the fuel cell power generation module 12 included in the first module group, which is already in a power generation state.

次に、制御装置10は、ステップS12において決定された燃料電池発電モジュール14について、起動電力を供給して起動する(ステップS14)。起動電力の供給を受けたのちの燃料電池発電モジュール14が起動する流れは、燃料電池発電モジュール12が起動する流れと同様であるため、ここでは詳述しない。 Next, the control device 10 supplies startup power to the fuel cell power generation module 14 determined in step S12 to start it up (step S14). The process of starting up the fuel cell power generation module 14 after receiving the startup power supply is the same as the process of starting up the fuel cell power generation module 12, so it will not be described in detail here.

なお、これらステップS12及びステップS14で起動する第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14の数は、1つに限られるものではなく、一度に複数の燃料電池発電モジュール14を起動するようにしてもよい。すなわち、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12が発電した電力で、第2のモジュールグループに含まれる2つ以上の燃料電池発電モジュール14における補機22の起動電力を賄える場合には、その賄える電力に応じて、複数の燃料電池発電モジュール14を起動するようにしてもよい。 The number of fuel cell power generation modules 14 included in the second module group started in steps S12 and S14 is not limited to one, and multiple fuel cell power generation modules 14 may be started at once. In other words, if the power generated by the fuel cell power generation module 12 included in the first module group is sufficient to cover the startup power of the auxiliary machinery 22 in two or more fuel cell power generation modules 14 included in the second module group, multiple fuel cell power generation modules 14 may be started according to the available power.

次に、制御装置10は、第1及び第2のモジュールグループに含まれるすべての燃料電池発電モジュール12及び14が起動したか否かを判断する(ステップS16)。すなわち、この燃料電池システム1が備えるすべての燃料電池発電モジュール12及び14を起動したか否かを判断する。 Next, the control device 10 determines whether all fuel cell power generation modules 12 and 14 included in the first and second module groups have been started (step S16). In other words, it determines whether all fuel cell power generation modules 12 and 14 included in this fuel cell system 1 have been started.

すべての燃料電池発電モジュールが起動している場合(ステップS16:Yes)、本実施形態に係る燃料電池システム起動処理は終了する。一方、すべての燃料電池発電モジュールを起動していない場合(ステップS16:No)、制御装置10は、ステップS12に戻り、上述した処理を全ての燃料電池発電モジュールが起動するまで繰り返す。 If all fuel cell power generation modules are started (step S16: Yes), the fuel cell system startup process according to this embodiment ends. On the other hand, if all fuel cell power generation modules are not started (step S16: No), the control device 10 returns to step S12 and repeats the above-mentioned process until all fuel cell power generation modules are started.

なお、燃料電池発電モジュール12が起動して発電状態となった場合、その発電された電力の容量に応じて、ステップS14で起動する燃料電池発電モジュール14の台数を調整することが可能である。例えば、起動された1つの燃料電池発電モジュール12が供給する電力で、2つの燃料電池発電モジュール14が起動できる場合には、ステップS12で2つの燃料電池発電モジュール14を起動すると決定し、ステップS14で2つの燃料電池発電モジュール14を起動するようにしてもよい。 When the fuel cell power generation modules 12 are started and in a power generating state, it is possible to adjust the number of fuel cell power generation modules 14 to be started in step S14 according to the capacity of the generated power. For example, if two fuel cell power generation modules 14 can be started with the power supplied by one started fuel cell power generation module 12, it may be decided to start two fuel cell power generation modules 14 in step S12, and two fuel cell power generation modules 14 may be started in step S14.

また、例えば、1つの燃料電池発電モジュール12と1つの燃料電池発電モジュール14とが発電状態となっている場合には、その供給電力を起動電力として用いて、2つの燃料電池発電モジュール14を起動することも可能である。 In addition, for example, when one fuel cell power generation module 12 and one fuel cell power generation module 14 are in a power generating state, it is possible to start up the two fuel cell power generation modules 14 by using the supplied power as startup power.

一方、例えば、1つの燃料電池発電モジュール12と2つの燃料電池発電モジュール14とが発電状態となっている場合には、その供給電力を起動電力として用いて、3つの燃料電池発電モジュール14を起動することも可能であり、4つの燃料電池発電モジュール14を起動することも可能である。すなわち、起動されて発電状態となった燃料電池発電モジュール12及び14が発電する電力容量に基づいて、ステップS14で起動する燃料電池発電モジュール14の台数は、任意に設定可能であり、少なくとも1つの燃料電池発電モジュール14を起動すると捉えることができる。 On the other hand, for example, if one fuel cell power generation module 12 and two fuel cell power generation modules 14 are in a power generating state, it is possible to use the supplied power as startup power to start up three fuel cell power generation modules 14, and it is also possible to start up four fuel cell power generation modules 14. In other words, the number of fuel cell power generation modules 14 to be started up in step S14 can be set arbitrarily based on the power capacity generated by the fuel cell power generation modules 12 and 14 that have been started up and are in a power generating state, and it can be considered that at least one fuel cell power generation module 14 is started up.

次に、図3に基づいて、第1実施形態に係る燃料電池システム1の変形例を説明する。図3は、第1実施形態に係る燃料電池システム1の全体構成を示すブロック図であり、「蓄電装置ユニット直流系統設置型」の例を示している。すなわち、燃料電池発電モジュール12において、蓄電装置ユニット24がPCS26よりも燃料電池側に設置されている実施形態である。 Next, a modified example of the fuel cell system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the fuel cell system 1 according to the first embodiment, and shows an example of a "power storage unit DC system installation type." That is, this is an embodiment in which the power storage unit 24 is installed closer to the fuel cell than the PCS 26 in the fuel cell power generation module 12.

本実施形態に関しては、蓄電装置ユニット24から補機22へ供給される電力は、PCS26を介するため、蓄電装置ユニット24が供給する電力は直流電流であるが、PCS26において交流電流に変換されて、補機22には交流電流が供給される。 In this embodiment, the power supplied from the power storage unit 24 to the auxiliary equipment 22 passes through the PCS 26, so the power supplied by the power storage unit 24 is direct current, but is converted to alternating current in the PCS 26, and the alternating current is supplied to the auxiliary equipment 22.

図3に示す燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理に関しては、図2と同様であることから、ここでは詳述しない。 The fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 shown in FIG. 3 is similar to that shown in FIG. 2, so it will not be described in detail here.

次に、図4に基づいて、第1実施形態に係る燃料電池システム1の別の変形例を説明する。図4は、第1実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図であり、「蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型」の例を示している。すなわち、燃料電池発電モジュール12において、蓄電装置ユニット24がPCS26の燃料電池側及び商用系統の両方に設置されている実施形態である。 Next, another modified example of the fuel cell system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the fuel cell system according to the first embodiment, and shows an example of a "power storage unit installed in both the DC and AC systems." That is, this is an embodiment in which the power storage unit 24 is installed in both the fuel cell side of the PCS 26 and the commercial system in the fuel cell power generation module 12.

本実施形態に関しては、上述した図1の燃料電池システム1と図3の燃料電池システム1とが組み合わさった変形例であり、2つの蓄電装置ユニット24から起動電力が補機22に供給される。また、これに加えて、2つの蓄電装置ユニット24を燃料電池発電モジュール12が備えることになるので、例えば、どちらかの蓄電装置ユニット24が補機22へ電力供給が不可能である場合にも、もう一方の蓄電装置ユニット24から補機22へ電力供給が可能であるため、燃料電池発電モジュール12の起動に関して冗長性を持たせることができる。 This embodiment is a modified example that combines the fuel cell system 1 of FIG. 1 and the fuel cell system 1 of FIG. 3 described above, and startup power is supplied to the auxiliary machinery 22 from two power storage units 24. In addition to this, since the fuel cell power generation module 12 is equipped with two power storage units 24, for example, even if one of the power storage units 24 is unable to supply power to the auxiliary machinery 22, the other power storage unit 24 can still supply power to the auxiliary machinery 22, providing redundancy for the startup of the fuel cell power generation module 12.

換言すれば、上述した図1、図3及び図4の燃料電池システム1の構成から明らかなように、本実施形態に係る第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12は、商用系統が接続されるラインに接続された蓄電装置ユニット24と、燃料電池28の出力ラインに接続された蓄電装置ユニット24とのうちの少なくとも一方を備えていればよい。 In other words, as is clear from the configuration of the fuel cell system 1 in Figures 1, 3, and 4 described above, the fuel cell power generation module 12 included in the first module group according to this embodiment only needs to have at least one of a power storage unit 24 connected to a line to which the commercial grid is connected and a power storage unit 24 connected to the output line of the fuel cell 28.

本実施形態に係る本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理に関しては、図2と同様であることから、ここでは詳述しない。 The fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment is similar to that shown in FIG. 2 and will not be described in detail here.

以上のように、本実施形態に係る燃料電池システム1によれば、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12に蓄電装置ユニット24を設け、商用系統から電力の供給を受けられない状況で、停止している燃料電池システム1を起動しなければならない場合には、この蓄電装置ユニット24に蓄えられている電力を用いて、まず燃料電池発電モジュール12を起動することとした。このため、燃料電池システム1全体を起動するよりも、小さい蓄電容量で燃料電池発電モジュール12を起動させることができる。そして、起動された燃料電池発電モジュール12の発電した電力を、起動電力として用いて、順次、第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14を起動させ、最終的にはすべての燃料電池発電モジュール14も起動させることができるようにした。このため、従来のように大きな蓄電容量の蓄電装置を設ける必要がなくなり、設置する蓄電装置の体積、重量、及びコストを抑えることができる。 As described above, according to the fuel cell system 1 of this embodiment, the fuel cell power generation module 12 included in the first module group is provided with a power storage unit 24, and when the stopped fuel cell system 1 must be started up in a situation where power cannot be supplied from the commercial grid, the fuel cell power generation module 12 is first started up using the power stored in the power storage unit 24. This makes it possible to start up the fuel cell power generation module 12 with a smaller power storage capacity than starting up the entire fuel cell system 1. Then, the power generated by the started fuel cell power generation module 12 is used as start-up power to start up the fuel cell power generation modules 14 included in the second module group in sequence, and finally all of the fuel cell power generation modules 14 can be started up. This eliminates the need to provide a power storage device with a large power storage capacity as in the past, and makes it possible to reduce the volume, weight, and cost of the installed power storage device.

〔第2実施形態〕
第2実施形態に係る燃料電池システム1は、上述した第1実施形態に係る燃料電池システム1に、第1のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール12の数を新たなに1つ追加し、合計2つの燃料電池発電モジュール12を備えることにより、燃料電池システム1の起動に要する時間を短縮するとともに、より燃料電池システム1の冗長性や信頼性を向上させ、安定的に燃料電池システム1が起動するようにしたものである。以下、上述した第1実施形態と異なる部分を説明する。
Second Embodiment
The fuel cell system 1 according to the second embodiment is configured such that the number of fuel cell power generation modules 12 belonging to the first module group is increased by one to a total of two fuel cell power generation modules 12, thereby shortening the time required to start up the fuel cell system 1 and improving the redundancy and reliability of the fuel cell system 1, thereby ensuring stable start-up of the fuel cell system 1. The following describes the differences from the first embodiment described above.

図5は、第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。この図5に示すように、本実施形態における燃料電池システム1は、制御装置10と、第1のモジュールグループに属する2つの燃料電池発電モジュール12と、第2のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール14を備えている。 Figure 5 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to the second embodiment. As shown in Figure 5, the fuel cell system 1 in this embodiment includes a control device 10, two fuel cell power generation modules 12 belonging to a first module group, and a fuel cell power generation module 14 belonging to a second module group.

本実施形態における第1のモジュールグループに属する2つの燃料電池発電モジュール12は、各々の蓄電装置ユニット24に蓄えられた電力を起動電力として用いることで、それぞれが独立して自ら起動することができる。本実施形態では、第1のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール12の数が2つになるため、第1のモジュールグループが備える起動電力の総容量は第1実施形態に比べて約2倍となる。 In this embodiment, the two fuel cell power generation modules 12 belonging to the first module group can start up independently by using the power stored in each of the power storage units 24 as startup power. In this embodiment, the number of fuel cell power generation modules 12 belonging to the first module group is two, so the total startup power capacity of the first module group is approximately twice that of the first embodiment.

図5に記載の実施形態においては、蓄電装置ユニット24はPCSよりも商用系統側に設置されているので、蓄電装置ユニット24は交流系統に存在するということができ、本実施形態は、「蓄電装置ユニット交流系統設置型」の燃料電池システム1ということができる。 In the embodiment shown in FIG. 5, the power storage unit 24 is installed closer to the commercial system than the PCS, so the power storage unit 24 can be said to be in the AC system, and this embodiment can be said to be a fuel cell system 1 with a "power storage unit installed in the AC system."

次に、図6に基づいて、本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理を説明する。図6に示す燃料電池システム起動処理は、上述した図2に示す燃料電池システム起動処理に対応する処理であるが、ここでは、最初に2つの燃料電池発電モジュール12を起動させる点で相違している。 Next, the fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 6. The fuel cell system startup process shown in FIG. 6 corresponds to the fuel cell system startup process shown in FIG. 2 described above, but differs in that the two fuel cell power generation modules 12 are started up first.

この図6に示すように、この燃料電池システム起動処理においては、蓄電装置ユニット24に蓄えられた電力を起動電力として用いて、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12を起動する(ステップS20)。本実施形態においては、上述の通り、燃料電池発電モジュール12が2つあるため、制御装置10は、2つの燃料電池発電モジュール12の起動に関する指令を送信する。 As shown in FIG. 6, in this fuel cell system startup process, the power stored in the power storage unit 24 is used as startup power to start up the fuel cell power generation modules 12 included in the first module group (step S20). In this embodiment, as described above, since there are two fuel cell power generation modules 12, the control device 10 transmits commands to start up the two fuel cell power generation modules 12.

上述の制御装置10が送信する指令であるが、例えば、2つの燃料電池発電モジュール12を同時に起動させてもよく、時間差を設けて順番に起動させてもよく、一方の燃料電池発電モジュール12が故障している場合などにおいては片方の燃料電池発電モジュール12だけを起動させてもよい。 The command sent by the control device 10 described above may, for example, start up the two fuel cell power generation modules 12 simultaneously, or start them in sequence with a time lag, or, in the case where one of the fuel cell power generation modules 12 is faulty, only one of the fuel cell power generation modules 12 may be started.

次に、制御装置10は、第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14の中から、起動する燃料電池発電モジュール14を決定する(ステップS22)。本実施形態においては、制御装置10が、第2のモジュールグループに含まれる複数の燃料電池発電モジュール14の中から、いずれか2つの燃料電池発電モジュール14を選択する。 Next, the control device 10 determines which fuel cell power generation modules 14 to start from among the fuel cell power generation modules 14 included in the second module group (step S22). In this embodiment, the control device 10 selects any two fuel cell power generation modules 14 from among the multiple fuel cell power generation modules 14 included in the second module group.

次に、制御装置10は、ステップS22において決定された燃料電池発電モジュール14について、起動電力を供給して起動する(ステップS24)。そして、制御装置10は、第1及び第2のモジュールグループに含まれるすべての燃料電池発電モジュール12及び14が起動したか否かを判断する(ステップS26)。これらステップS24及びステップS26の処理は、上述した第1実施形態におけるステップS14及びステップS16の処理と同様である。 Next, the control device 10 supplies startup power to the fuel cell power generation module 14 determined in step S22 to start it up (step S24). The control device 10 then determines whether all fuel cell power generation modules 12 and 14 included in the first and second module groups have started up (step S26). The processing of steps S24 and S26 is similar to the processing of steps S14 and S16 in the first embodiment described above.

なお、2つの燃料電池発電モジュール12が起動して発電状態となった場合、その発電された電力の容量に応じて、ステップS24で起動する燃料電池発電モジュール14の台数を調整することが可能である。例えば、起動された2つの燃料電池発電モジュール12が供給する電力で、3つの燃料電池発電モジュール14が起動できる場合には、ステップS22で3つの燃料電池発電モジュール14を起動すると決定し、ステップS24で3つの燃料電池発電モジュール14を起動するようにしてもよい。一方で、起動された2つの燃料電池発電モジュール12が供給する電力で、1つの燃料電池発電モジュール14しか起動できない場合には、ステップS22で1つの燃料電池発電モジュール14を起動すると決定し、ステップS24で1つの燃料電池発電モジュール14を起動するようにしてもよい。 When two fuel cell power generation modules 12 are started and in a power generating state, it is possible to adjust the number of fuel cell power generation modules 14 to be started in step S24 according to the capacity of the generated power. For example, if three fuel cell power generation modules 14 can be started with the power supplied by the two started fuel cell power generation modules 12, it may be decided in step S22 to start three fuel cell power generation modules 14, and the three fuel cell power generation modules 14 may be started in step S24. On the other hand, if only one fuel cell power generation module 14 can be started with the power supplied by the two started fuel cell power generation modules 12, it may be decided in step S22 to start one fuel cell power generation module 14, and the one fuel cell power generation module 14 may be started in step S24.

上述の通り、本実施形態に係る燃料電池システム1の第1のモジュールグループは、合計2つの燃料電池発電モジュール12を備えているため約2倍の電力を第2のモジュールグループに供給できることから、第2のモジュールグループに属する全ての燃料電池発電モジュール14を起動させる時間が第1実施形態よりも短縮されることが期待され、より早期に燃料電池システム1が起動できる。 As described above, the first module group of the fuel cell system 1 according to this embodiment has a total of two fuel cell power generation modules 12, and therefore can supply approximately twice as much power to the second module group. This means that it is expected that the time required to start up all of the fuel cell power generation modules 14 belonging to the second module group will be shorter than in the first embodiment, and the fuel cell system 1 can be started up more quickly.

次に、図7に基づいて、第2実施形態に係る燃料電池システム1の変形例を説明する。図7は、第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図であり、「蓄電装置ユニット直流系統設置型」の例を示している。すなわち、蓄電装置ユニット24がPCS26よりも燃料電池側に設置されている実施形態であり、上述した第1実施形態における図3に対応している。 Next, a modified example of the fuel cell system 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a block diagram showing the overall configuration of the fuel cell system according to the second embodiment, and shows an example of a "power storage unit installed in a DC system." In other words, this is an embodiment in which the power storage unit 24 is installed closer to the fuel cell than the PCS 26, and corresponds to FIG. 3 in the first embodiment described above.

第1実施形態と同様に、蓄電装置ユニット24から補機22へ供給される電力は、PCS26を介するため、蓄電装置ユニット24が供給する電力は直流電流であるが、PCS26において交流電流に変換されて、補機22には交流電流が供給される。 As in the first embodiment, the power supplied from the power storage unit 24 to the auxiliary equipment 22 passes through the PCS 26, so the power supplied by the power storage unit 24 is direct current, but is converted to alternating current in the PCS 26, and the alternating current is supplied to the auxiliary equipment 22.

図7に示す燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理に関しては、図6と同様であることから、ここでは詳述しない。 The fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 shown in FIG. 7 is similar to that shown in FIG. 6, so it will not be described in detail here.

次に、図8に基づいて、第2実施形態に係る燃料電池システム1の別の変形例を説明する。図8は、第2実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図であり、「蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型」の例を示している。すなわち、各々の燃料電池発電モジュール12において、蓄電装置ユニット24がPCS26の燃料電池側及び商用系統の両方に設置されている実施形態であり、上述した第1実施形態における図4に対応している。 Next, another modified example of the fuel cell system 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a block diagram showing the overall configuration of the fuel cell system according to the second embodiment, and shows an example of a "power storage unit installed in both the DC and AC systems." That is, in each fuel cell power generation module 12, the power storage unit 24 is installed on both the fuel cell side of the PCS 26 and on the commercial system, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment described above.

上述した第1実施形態と同様に、例えば、同一の燃料電池発電モジュール12内における、どちらかの蓄電装置ユニット24が補機22へ電力供給が不可能である場合にも、もう一方の蓄電装置ユニット24から補機22へ電力供給が可能であるため、燃料電池発電モジュール12の起動に関して冗長性を持たせることができる。 As with the first embodiment described above, even if, for example, one of the power storage units 24 in the same fuel cell power generation module 12 is unable to supply power to the auxiliary equipment 22, the other power storage unit 24 can still supply power to the auxiliary equipment 22, providing redundancy in the startup of the fuel cell power generation module 12.

本実施形態に係る本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理に関しては、図6と同様であることから、ここでは詳述しない。 The fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment is similar to that shown in FIG. 6 and will not be described in detail here.

なお、第2実施形態においては、3つ類型について説明した。すなわち、「蓄電装置ユニット交流系統設置型」、「蓄電装置ユニット直流系統設置型」、及び「蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型」の3類型である。その他にも、例えば、一方の燃料電池発電モジュール12においては、蓄電装置ユニット24が直流系統に配置されているが、もう一方の燃料電池発電モジュール12においては交流系統に配置されてもよく、又はその逆の配置でもよい。さらに、一方の燃料電池発電モジュール12は1つのみの蓄電装置ユニット24を備えているが、もう一方の燃料電池発電モジュール12は2つの蓄電装置ユニット24を備えていてもよい。そのため、本実施形態においては、蓄電装置ユニット24の配置する場所に特段の制限はなく、任意の態様で変形することが可能である。 In the second embodiment, three types have been described. That is, the three types are "electricity storage unit installed in AC system", "electricity storage unit installed in DC system", and "electricity storage unit installed in both DC system and AC system". In addition, for example, in one fuel cell power generation module 12, the electricity storage unit 24 may be arranged in the DC system, but in the other fuel cell power generation module 12, it may be arranged in the AC system, or vice versa. Furthermore, one fuel cell power generation module 12 may have only one electricity storage unit 24, but the other fuel cell power generation module 12 may have two electricity storage units 24. Therefore, in this embodiment, there is no particular restriction on the location where the electricity storage unit 24 is arranged, and it can be modified in any manner.

また、第2実施形態においては、2つの燃料電池発電モジュール12で第1のモジュールグループを構成したが、3つ、4つ等の複数の燃料電池発電モジュール12で第1のモジュールグループを構成してもよい。このようにすることにより、商用系統から起動電力が供給できない状況で燃料電池システム1を起動する際の冗長性をより高めることができる。 In addition, in the second embodiment, the first module group is composed of two fuel cell power generation modules 12, but the first module group may be composed of multiple fuel cell power generation modules 12, such as three or four. This can further increase redundancy when starting up the fuel cell system 1 in a situation where startup power cannot be supplied from the commercial grid.

〔第3実施形態〕
第3実施形態においては、上述した第1実施形態及び第2実施形態に係る燃料電池システム1に、図9に示すような非常用蓄電装置16を追加的に設けることにより電力供給システム2を構成して、燃料電池システム1が運転不能である場合にも、商用系統を介して、需要家の負荷に電力を供給できるようにしている。以下においては、第1実施形態の変形例として第3実施形態に係る電力供給システム2を説明するが、第2実施形態を変形して第3実施形態に係る電力供給システム2を実現することも可能である。
Third Embodiment
In the third embodiment, an emergency power storage device 16 as shown in Fig. 9 is additionally provided to the fuel cell system 1 according to the first and second embodiments described above to configure a power supply system 2 so that power can be supplied to a consumer load via a commercial grid even when the fuel cell system 1 is inoperable. In the following, the power supply system 2 according to the third embodiment will be described as a modification of the first embodiment, but it is also possible to realize the power supply system 2 according to the third embodiment by modifying the second embodiment.

図9は、第3実施形態に係る電力供給システム2の全体構成を説明するブロック図である。この図9に示すように、第3実施形態に係る電力供給システム2は、燃料電池システム1の外部に非常用蓄電装置16を備えている。本実施形態においては、この非常用蓄電装置16は、需要家の負荷に電力を供給したり燃料電池発電モジュール12及び14に起動電力を供給したりする、商用系統に接続されている。 Figure 9 is a block diagram explaining the overall configuration of the power supply system 2 according to the third embodiment. As shown in this Figure 9, the power supply system 2 according to the third embodiment includes an emergency power storage device 16 outside the fuel cell system 1. In this embodiment, this emergency power storage device 16 is connected to a commercial grid that supplies power to consumer loads and supplies startup power to the fuel cell power generation modules 12 and 14.

非常用蓄電装置16は、例えば、蓄電装置ユニット24が故障などの原因により、補機22に電力を供給できない場合において、商用系統側から、需要家の負荷に非常用の電力を供給する。非常用蓄電装置16は、蓄電装置ユニット24と同様に、例えば、蓄電池によって実現され、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池、リチウムイオン蓄電池などでよく、放電後においては再び蓄電することによって再利用できてもよい。非常用蓄電装置16の蓄電容量は、複数の需要家の負荷に非常用の電力を供給することを想定して、蓄電装置ユニット24の蓄電容量よりも、大きくてもよい。 The emergency power storage device 16 supplies emergency power to the consumer load from the commercial grid when, for example, the power storage device unit 24 is unable to supply power to the auxiliary device 22 due to a malfunction or other reason. The emergency power storage device 16, like the power storage device unit 24, is realized by, for example, a storage battery, which may be a lead storage battery, an alkaline storage battery, or a lithium ion storage battery, and may be capable of being reused by storing electricity again after discharging. The storage capacity of the emergency power storage device 16 may be larger than the storage capacity of the power storage device unit 24, assuming that emergency power will be supplied to multiple consumer loads.

次に、本実施形態に係る電力供給システム2で実行される各種の処理について詳細に説明する。図10は、本実施形態に係る電力供給システム2で実行される電力供給システム起動処理を説明するフローチャートを示す図である。この電力供給システム起動処理は、制御装置10が電力供給システム2を起動させる際に実行される処理である。本実施形態においては、例えば、電力供給システム2を起動させる際に、制御装置10が燃料電池発電モジュール12を起動させることにより実行される処理である。 Next, various processes executed in the power supply system 2 according to this embodiment will be described in detail. FIG. 10 is a diagram showing a flowchart explaining the power supply system startup process executed in the power supply system 2 according to this embodiment. This power supply system startup process is a process executed when the control device 10 starts up the power supply system 2. In this embodiment, for example, this process is executed by the control device 10 starting up the fuel cell power generation module 12 when starting up the power supply system 2.

この図10に示すように、この燃料電池システム起動処理においては、制御装置10が、燃料電池システム1が運転可能かどうかを判断する(ステップS30)。燃料電池システム1が運転可能な場合(ステップS30:Yes)は、上述した燃料電池システム起動処理を開始する(ステップS32)。燃料電池システム起動処理は、第1実施形態における図2のステップS10乃至ステップS16、又は、第2実施形態における図6のステップS20乃至ステップS26の通りである。 As shown in FIG. 10, in this fuel cell system startup process, the control device 10 determines whether the fuel cell system 1 is operable (step S30). If the fuel cell system 1 is operable (step S30: Yes), the above-mentioned fuel cell system startup process is started (step S32). The fuel cell system startup process is as shown in steps S10 to S16 of FIG. 2 in the first embodiment, or steps S20 to S26 of FIG. 6 in the second embodiment.

一方で、燃料電池システム1の故障などの原因により、燃料電池システム1が運転可能でない場合(ステップ30:No)、非常用蓄電装置16から商用系統へ電力供給して(ステップS34)、需要家の負荷の電力を確保する。 On the other hand, if the fuel cell system 1 is not operable due to a malfunction of the fuel cell system 1 or other reasons (step 30: No), power is supplied from the emergency power storage device 16 to the commercial grid (step S34) to ensure power for the consumer's load.

以上のように、本実施形態に係る電力供給システム2によれば、何らかの理由により燃料電池システム1が運転不能であっても、非常用蓄電装置16に蓄えられている電力を、商用系統側から、需要家の負荷に供給することができる。このため、燃料電池システム1が運転不能であっても、需要家に電力供給を行うための電力供給システム2としての役割を果たすことができ、第1実施形態及び第2実施形態に記載の燃料電池システム1よりも冗長性を向上させることができる。 As described above, according to the power supply system 2 of this embodiment, even if the fuel cell system 1 is inoperable for some reason, the power stored in the emergency power storage device 16 can be supplied to the consumer's load from the commercial grid. Therefore, even if the fuel cell system 1 is inoperable, it can still function as the power supply system 2 for supplying power to consumers, and can provide improved redundancy compared to the fuel cell system 1 described in the first and second embodiments.

なお、非常用蓄電装置16は、商用系統を介して、燃料電池発電モジュール12の補機22に起動電力を供給して補機22を起動させることができるようにしてもよい。これにより、燃料電池発電モジュール12の起動及び燃料電池システム1の起動について、より高い冗長性を持たすことができ、燃料電池システム1の起動の安定性を担保することができる。 The emergency power storage device 16 may be configured to supply startup power to the auxiliary equipment 22 of the fuel cell power generation module 12 via the commercial grid to start up the auxiliary equipment 22. This provides higher redundancy for the startup of the fuel cell power generation module 12 and the startup of the fuel cell system 1, and ensures the stability of the startup of the fuel cell system 1.

また、例えば、燃料電池システム1における燃料電池発電モジュール12のみが起動不可能であって、燃料電池発電モジュール14は外部から補機への起動電力が供給されれば、起動が可能である場合については、非常用蓄電装置16から商用系統を通じて燃料電池発電モジュール14に起動電力の供給を行い起動させることで、燃料電池システム1を起動させてもよく、非常用蓄電装置16の電力は需要家の負荷のみに用いることに制限されない。 In addition, for example, if only the fuel cell power generation module 12 in the fuel cell system 1 cannot be started, and the fuel cell power generation module 14 can be started if startup power is supplied to the auxiliary equipment from the outside, the fuel cell system 1 can be started by supplying startup power from the emergency power storage device 16 through the commercial grid to the fuel cell power generation module 14, and the power of the emergency power storage device 16 is not limited to being used only for consumer loads.

図9においては、燃料電池システム1は「蓄電装置ユニット交流系統設置型」が図示されている。しかし、非常用蓄電装置16を備える電力供給システム2の燃料電池システム1は、「蓄電装置ユニット直流系統設置型」、又は「蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型」の燃料電池システム1を備えるようにしてもよい。すなわち、第3実施形態に係る電力供給システム2は、上述した全ての第1実施形態の変形例及び第2実施形態の変形例にも適用が可能である。 In FIG. 9, the fuel cell system 1 is illustrated as being "a power storage unit installed in an AC system." However, the fuel cell system 1 of the power supply system 2 equipped with the emergency power storage device 16 may be equipped with a fuel cell system 1 of "a power storage unit installed in a DC system" or "a power storage unit installed in both a DC system and an AC system." In other words, the power supply system 2 according to the third embodiment can be applied to all of the above-mentioned modifications of the first embodiment and the second embodiment.

また、図9においては、非常用蓄電装置16は、燃料電池システム1の外部に図示されているが、実際には、非常用蓄電装置16は燃料電池システム1に物理的に分離されていても、物理的に分離されていなくてもよく、その設置の位置については制限されない。 In addition, in FIG. 9, the emergency power storage device 16 is illustrated as being outside the fuel cell system 1, but in reality, the emergency power storage device 16 may or may not be physically separated from the fuel cell system 1, and there are no restrictions on the location where it is installed.

〔第4実施形態〕
第4実施形態に係る燃料電池システム1は、上述した第1実施形態、第2実施形態又は第3実施形態に係る燃料電池システム1において、第1のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール12と、第2のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール14とをスイッチを介して接続し、商用系統を介さずとも各燃料電池発電モジュール12及び14に起動電力の供給を可能としている。以下においては、第1実施形態の変形例として第4実施形態に係る燃料電池システム1を説明するが、第2実施形態又は第3実施形態を変形して第4実施形態に係る燃料電池システム1を実現することも可能である。
Fourth Embodiment
The fuel cell system 1 according to the fourth embodiment is the fuel cell system 1 according to the first, second or third embodiment described above, in which a fuel cell power generation module 12 belonging to a first module group and a fuel cell power generation module 14 belonging to a second module group are connected via a switch, making it possible to supply startup power to each of the fuel cell power generation modules 12 and 14 without going through a commercial grid. In the following, the fuel cell system 1 according to the fourth embodiment will be described as a modification of the first embodiment, but it is also possible to realize the fuel cell system 1 according to the fourth embodiment by modifying the second or third embodiment.

図11は、第4実施形態に係る燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。この図11に示すように、本実施形態における燃料電池システム1は、制御装置10と、第1のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール12と、第2のモジュールグループに属する燃料電池発電モジュール14とを備え、全ての燃料電池発電モジュール12及び14がスイッチ30を介して互いに接続されている。換言すれば、スイッチ30は、蓄電装置ユニット24を、複数の燃料電池発電モジュール12及び14のいずれかに択一的に接続する。 Figure 11 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell system according to the fourth embodiment. As shown in Figure 11, the fuel cell system 1 in this embodiment includes a control device 10, a fuel cell power generation module 12 belonging to a first module group, and a fuel cell power generation module 14 belonging to a second module group, and all of the fuel cell power generation modules 12 and 14 are connected to each other via a switch 30. In other words, the switch 30 selectively connects the power storage device unit 24 to one of the multiple fuel cell power generation modules 12 and 14.

図11で示すように、本実施形態においては、全ての燃料電池発電モジュール12及び14が互いに接続されているため、燃料電池発電モジュール12における蓄電装置ユニット24の電力が、いずれの燃料電池発電モジュール14にもスイッチ30の接続を選択することで供給が可能となる。したがって、本実施形態においては、蓄電装置ユニット24を備える第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12だけでなく、蓄電装置ユニット24を備えていない第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14も、起動電力を供給して、最初に起動される燃料電池発電モジュールとすることができる。 As shown in FIG. 11, in this embodiment, all fuel cell power generation modules 12 and 14 are connected to each other, so that the power of the power storage device unit 24 in the fuel cell power generation module 12 can be supplied to any of the fuel cell power generation modules 14 by selecting the connection of the switch 30. Therefore, in this embodiment, not only the fuel cell power generation module 12 included in the first module group that has the power storage device unit 24, but also the fuel cell power generation module 14 included in the second module group that does not have the power storage device unit 24 can be supplied with startup power and become the first fuel cell power generation module to be started up.

そのため、燃料電池発電モジュール12において蓄電装置ユニット24以外の構成要素(例えば、補機22など)に故障がありつつも、蓄電装置ユニット24には不備はなく、電力の供給が可能な場合には、当該蓄電装置ユニット24が存在する燃料電池発電モジュール12以外の燃料電池発電モジュール14に起動電力を供給することで、その起動電力の供給を受けた燃料電池発電モジュール14が起動し、さらに他の燃料電池発電モジュール14を起動させることにより、燃料電池システム1の起動を担保することができる。 Therefore, if there is a failure in a component of the fuel cell power generation module 12 other than the power storage unit 24 (e.g., the auxiliary equipment 22, etc.), but there is no defect in the power storage unit 24 and power can be supplied, startup power can be supplied to the fuel cell power generation module 14 other than the fuel cell power generation module 12 in which the power storage unit 24 is located, and the fuel cell power generation module 14 that receives the startup power will start up, and by starting up the other fuel cell power generation modules 14, the startup of the fuel cell system 1 can be ensured.

このため、本実施形態においては、制御装置10は、燃料電池発電モジュール12及び14のそれぞれから、故障があるか、或いは、運転が可能であるか否かを示す運転可否情報を取得し、起動電力を供給すべき燃料電池発電モジュール12及び14を決定できるようにしている。すなわち、制御装置10は、運転可否情報に基づいて、実際に起動が可能であるか否かを含めて、起動する燃料電池発電モジュール12及び14を決定する。 For this reason, in this embodiment, the control device 10 acquires operation capability information from each of the fuel cell power generation modules 12 and 14, indicating whether there is a malfunction or whether operation is possible, and is able to determine which of the fuel cell power generation modules 12 and 14 should be supplied with startup power. In other words, the control device 10 determines which of the fuel cell power generation modules 12 and 14 should be started, including whether startup is actually possible, based on the operation capability information.

次に、本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される各種の処理について詳細に説明する。図12は、本実施形態に係る燃料電池システム1で実行される燃料電池システム起動処理を説明するフローチャートを示す図である。この燃料電池システム起動処理は、制御装置10が燃料電池システム1を起動させる際に実行される処理である。 Next, various processes executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment will be described in detail. FIG. 12 is a diagram showing a flowchart explaining the fuel cell system startup process executed in the fuel cell system 1 according to this embodiment. This fuel cell system startup process is a process executed when the control device 10 starts up the fuel cell system 1.

この図12に示すように、この燃料電池システム起動処理においては、蓄電装置ユニット24に蓄えられた電力を起動電力として供給される、燃料電池発電モジュール12及び14を決定する(ステップS40)。本実施形態においては、第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12を最初に起動する燃料電池発電モジュールとして決定することもできるし、第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール14を最初に起動する燃料電池発電モジュールとして決定することもできる。 As shown in FIG. 12, in the fuel cell system startup process, the fuel cell power generation modules 12 and 14 to which the power stored in the power storage unit 24 will be supplied as startup power are determined (step S40). In this embodiment, the fuel cell power generation module 12 included in the first module group can be determined as the fuel cell power generation module to be started first, or the fuel cell power generation module 14 included in the second module group can be determined as the fuel cell power generation module to be started first.

次に、制御装置10は、スイッチ30を制御して、決定された燃料電池発電モジュール12又は14に蓄電装置ユニット24を接続する(ステップS42)。そして、スイッチ30を介して蓄電装置ユニット24に蓄えられた電力が、接続された燃料電池発電モジュール12又は14に起動電力として供給され、当該燃料電池発電モジュール12又は14が起動する(ステップS44)。 Next, the control device 10 controls the switch 30 to connect the power storage unit 24 to the determined fuel cell power generation module 12 or 14 (step S42). Then, the power stored in the power storage unit 24 via the switch 30 is supplied to the connected fuel cell power generation module 12 or 14 as startup power, and the fuel cell power generation module 12 or 14 starts up (step S44).

次に、制御装置10は、第1又は第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール12又は燃料電池発電モジュール14の中から、起動する燃料電池発電モジュールを決定する(ステップS46)。そして、発電状態となっている燃料電池発電モジュール12又は14が発電する電力を、決定された燃料電池発電モジュール14へ起動電力として供給する(ステップS48)。起動電力を供給する場合、商用系統側がら供給してもよく、スイッチ30を介してもよく、その方法は限定されない。 Next, the control device 10 determines which fuel cell power generation module to start from among the fuel cell power generation modules 12 or 14 included in the first or second module group (step S46). Then, the control device 10 supplies the power generated by the fuel cell power generation module 12 or 14 that is in a power generating state as startup power to the determined fuel cell power generation module 14 (step S48). When supplying startup power, it may be supplied from the commercial grid or via the switch 30, and the method is not limited.

次に、制御装置10は、第1及び第2のモジュールグループに含まれるすべての燃料電池発電モジュール12及び14が起動したか否かを判断する(ステップS50)。ここでは、故障等で起動できないとされた燃料電池発電モジュール12及び14は、すべて起動したか否かの判断からは除外される。 Next, the control device 10 determines whether all fuel cell power generation modules 12 and 14 included in the first and second module groups have been started (step S50). Here, fuel cell power generation modules 12 and 14 that are determined to be unable to be started due to a malfunction or the like are excluded from the determination of whether all have been started.

本実施形態の燃料電池システム1においても、上述した第1実施形態と同様に、図13に示すような、蓄電装置ユニット24が直流系統側に存在する「蓄電装置ユニット直流系統設置型」の燃料電池システム1としても、図14に示すような、蓄電装置ユニット24が交流系統及び直流系統の両方に存在する「蓄電装置ユニット直流系統及び交流系統両設置型」の燃料電池システム1としても実現可能である。また、その燃料電池システム起動処理は図12と同様である。 As in the first embodiment described above, the fuel cell system 1 of this embodiment can be realized as a "power storage unit installed in a DC system" fuel cell system 1 in which the power storage unit 24 is present on the DC system side as shown in FIG. 13, or as a "power storage unit installed in both a DC system and an AC system" fuel cell system 1 in which the power storage unit 24 is present on both the AC system and the DC system as shown in FIG. 14. The fuel cell system startup process is the same as that of FIG. 12.

なお、本実施形態においては、蓄電装置ユニット24は、必ずしも燃料電池発電モジュール12の装置内に設置されている必要は無い。すなわち、蓄電装置ユニット24を、燃料電池発電モジュール12の外部に設置することも可能である。 In this embodiment, the power storage unit 24 does not necessarily have to be installed inside the fuel cell power generation module 12. In other words, the power storage unit 24 can also be installed outside the fuel cell power generation module 12.

図15は、蓄電装置ユニット24を燃料電池発電モジュール12の内部に設置する代わりに、燃料電池発電モジュール12の外部に蓄電装置18を設置した燃料電池システム1の内部構成を示している。この図15に示す変形例においては、燃料電池発電モジュール12に設置された蓄電装置ユニット24を燃料電池発電モジュール12の外部へ取り出し、蓄電装置18として設置されている。この場合は、制御装置10は燃料電池発電モジュール12及び14に関して運転可能か否かを示す運転可否情報を取得し、この運転可否情報に基づいて、運転可能な燃料電池発電モジュール12及び14を選択する。そして、選択された燃料電池発電モジュール12及び14に、起動電力が蓄電装置18から供給されるように、スイッチ30を制御する。 Figure 15 shows the internal configuration of a fuel cell system 1 in which, instead of installing the power storage unit 24 inside the fuel cell power generation module 12, the power storage device 18 is installed outside the fuel cell power generation module 12. In the modified example shown in Figure 15, the power storage device unit 24 installed in the fuel cell power generation module 12 is taken outside the fuel cell power generation module 12 and installed as the power storage device 18. In this case, the control device 10 obtains operability information indicating whether the fuel cell power generation modules 12 and 14 are operable or not, and selects the fuel cell power generation modules 12 and 14 that are operable based on this operability information. Then, the switch 30 is controlled so that startup power is supplied from the power storage device 18 to the selected fuel cell power generation modules 12 and 14.

以上のように、本実施形態に係る燃料電池システム1によれば、燃料電池発電モジュール12の規模に見合った蓄電装置ユニット24により、燃料電池発電モジュール12が起動でき、燃料電池システム1全体の起動をすることができ、燃料電池システム1の規模に比して、蓄電装置ユニット24の体積や重量の抑えることができ、コスト削減などを図ることができる。 As described above, according to the fuel cell system 1 of this embodiment, the fuel cell power generation module 12 can be started up by the power storage unit 24 that is appropriate for the size of the fuel cell power generation module 12, and the entire fuel cell system 1 can be started up. In addition, the volume and weight of the power storage unit 24 can be reduced compared to the size of the fuel cell system 1, thereby enabling cost reductions, etc.

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。 Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented only as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel apparatus and method described in this specification can be embodied in various other forms. In addition, various omissions, substitutions, and modifications can be made to the forms of the apparatus and method described in this specification without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents are intended to include such forms and modifications that fall within the scope and spirit of the invention.

1…燃料電池システム、2…電力供給システム、10…制御装置、12…第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール、14…第2のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュール、16…非常用蓄電装置、18…蓄電装置、20…モジュール制御装置、22…補機、24…蓄電装置ユニット、26…PCS(パワーコンディショナ)、28…燃料電池、30…スイッチ 1... fuel cell system, 2... power supply system, 10... control device, 12... fuel cell power generation module included in first module group, 14... fuel cell power generation module included in second module group, 16... emergency power storage device, 18... power storage device, 20... module control device, 22... auxiliary equipment, 24... power storage device unit, 26... PCS (power conditioner), 28... fuel cell, 30... switch

Claims (8)

起動電力が商用系統から供給される複数の燃料電池発電モジュールを備える燃料電池システムと、
前記燃料電池システムに前記起動電力を供給する前記商用系統に接続されて、前記燃料電池システムが運転不能である場合に、蓄えられた電力を非常用電力として前記商用系統から需要家に供給する非常用蓄電装置と、
を備える電力供給システムであって、
前記燃料電池システムは、
前記複数の燃料電池発電モジュールのそれぞれは、供給された燃料を用いて発電を行う燃料電池を備えており、
前記複数の燃料電池発電モジュールは、第1のモジュールグループと第2のモジュールグループとに区分され、前記第1のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールは、前記商用系統が停電した場合に、蓄えられた電力を起動電力として供給する蓄電装置を備えているが、前記第2のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールは、前記蓄電装置を備えておらず、
前記第1のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールにおける前記蓄電装置は、前記燃料電池発電モジュールの商用系統が接続されるラインに接続された第1の蓄電装置ユニットと、前記燃料電池発電モジュールの前記燃料電池の出力ラインに接続された第2の蓄電装置ユニットとを備える、
電力供給システム。
A fuel cell system including a plurality of fuel cell power generation modules, the startup power of which is supplied from a commercial grid;
an emergency power storage device connected to the commercial grid that supplies the startup power to the fuel cell system, and that supplies stored power to a consumer from the commercial grid as emergency power when the fuel cell system is inoperable;
A power supply system comprising:
The fuel cell system includes:
Each of the plurality of fuel cell power generation modules includes a fuel cell that generates power using a supplied fuel,
the plurality of fuel cell power generation modules are divided into a first module group and a second module group, the fuel cell power generation modules included in the first module group are provided with a power storage device that supplies stored power as startup power in the event of a power outage in the commercial grid, and the fuel cell power generation modules included in the second module group are not provided with the power storage device,
The power storage device in the fuel cell power generation module included in the first module group includes a first power storage unit connected to a line to which a commercial grid of the fuel cell power generation module is connected, and a second power storage unit connected to an output line of the fuel cell of the fuel cell power generation module.
Power supply system.
前記複数の燃料電池発電モジュールの起動を制御する制御装置をさらに備えており、
前記制御装置は、前記第1のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールが起動されて発電状態となった場合に、この燃料電池発電モジュールが発電した電力を起動電力として用いて、前記第2のモジュールグループに含まれる少なくとも1つの燃料電池発電モジュールを起動する、請求項1に記載の電力供給システム。
A control device for controlling the start-up of the plurality of fuel cell power generation modules is further provided,
2. The power supply system of claim 1, wherein when the fuel cell power generation module included in the first module group is started up and enters a power generating state, the control device uses the power generated by the fuel cell power generation module as startup power to start up at least one fuel cell power generation module included in the second module group.
前記第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュールは、1つであり、
前記制御装置は、前記第1のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールが発電した電力を起動電力として用いて、前記第2のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールのうちの1つ又は複数を起動する、請求項に記載の電力供給システム。
the first module group includes one fuel cell power generation module,
The power supply system of claim 2, wherein the control device uses power generated by the fuel cell power generation module included in the first module group as startup power to start up one or more of the fuel cell power generation modules included in the second module group.
前記第1のモジュールグループに含まれる燃料電池発電モジュールは、複数であり、
前記制御装置は、前記第1のモジュールグループに含まれる複数の燃料電池発電モジュールが起動されて発電状態となった場合に、
前記第1のモジュールグループに含まれる複数の燃料電池発電モジュールが発電した電力を起動電力として用いて、前記第2のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールのうちの1つ又は複数の燃料電池発電モジュールを起動する、
請求項に記載の電力供給システム。
the first module group includes a plurality of fuel cell power generation modules;
When the plurality of fuel cell power generation modules included in the first module group are started up and enter a power generation state, the control device
start up one or more of the fuel cell power generation modules included in the second module group by using electric power generated by the plurality of fuel cell power generation modules included in the first module group as start-up electric power;
The power supply system according to claim 2 .
前記複数の燃料電池発電モジュールのそれぞれは、前記燃料電池に燃料を供給する補機をさらに備えており、
前記第1のモジュールグループに含まれる前記燃料電池発電モジュールにおける前記蓄電装置は、起動電力を少なくとも前記補機に供給して前記補機を起動し、前記補機から燃料を前記燃料電池に供給する、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の電力供給システム。
Each of the plurality of fuel cell power generation modules further includes an auxiliary device that supplies fuel to the fuel cell;
5. The power supply system according to claim 1, wherein the power storage device in the fuel cell power generation module included in the first module group supplies startup power to at least the auxiliary machinery to start up the auxiliary machinery, and supplies fuel from the auxiliary machinery to the fuel cell.
前記蓄電装置は、1つ分の燃料電池発電モジュールの起動電力を賄うために必要な容量の蓄電池を備える、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の電力供給システム。 5. The power supply system according to claim 1, wherein the power storage device comprises a storage battery having a capacity sufficient to cover the start-up power of one fuel cell power generation module. 前記非常用蓄電装置は、前記燃料電池発電モジュールに起動電力を供給して、前記燃料電池発電モジュールを起動させることができる、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の電力供給システム。 5. The power supply system according to claim 1, wherein the emergency power storage device is capable of supplying startup power to the fuel cell power generation module to start up the fuel cell power generation module. 前記蓄電装置を、前記複数の燃料電池発電モジュールのいずれかに択一的に接続するスイッチをさらに備えており、
前記制御装置は、前記複数の燃料電池発電モジュールの運転可否情報に基づいて、前記スイッチを制御して、前記蓄電装置を接続する燃料電池発電モジュールを選択する、
請求項乃至請求項のいずれかに記載の電力供給システム。
a switch for selectively connecting the power storage device to any one of the plurality of fuel cell power generation modules;
the control device controls the switch based on operation availability information of the plurality of fuel cell power generation modules to select a fuel cell power generation module to which the power storage device is connected.
The power supply system according to any one of claims 2 to 4 .
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