燃料电池发电系统技术方案

燃料电池发电系统具备：燃料电池；至少1个压缩机，其设在用于向所述燃料电池供给氧化性气体的氧化性气体供给线路上；第1电机，其构成为，可以驱动所述至少1个压缩机之中第1压缩机；1个以上的电源转换器，其设于所述第1电机与电力系统之间，可以调节所述第1电机的扭矩。可以调节所述第1电机的扭矩。可以调节所述第1电机的扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池发电系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池发电系统。

技术介绍

[0002]作为包含燃料电池的发电系统，提出有加压型燃料电池发电系统，其构成方式为，使经过加压的氧化性气体(例如空气)供给到燃料电池的氧侧电极。
[0003]例如，在专利文献1中公开有一种包含加压空气供给系统的燃料电池系统，其利用由涡轮机驱动的压缩机对空气进行压缩，并将压缩的空气供给到燃料电池的空气极。在此加压空气供给系统中，燃料电池系统在正常运转时，利用来自燃料电池燃料极的燃料气体排气、和来自燃料电池空气极的排出空气经燃烧而生成的燃烧气体，使上述的涡轮机驱动。另外，在专利文献1中还记述有在燃料电池系统和加压空气供给系统起动时，以电机辅助压缩机的驱动，直至驱动压缩机的涡轮机的输出功率足够高。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利第6591112号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]附带一提，在加压型燃料电池发电系统正常运转时，会根据输出请求而使燃料电池的输出功率变化(增减)。这时，关于对燃料电池的燃料供给量，可以通过燃料供给阀的开度调节等，根据输出请求而比较迅速地增减，但另一方面，关于氧化性气体对燃料电池的供给量，有时则难以迅速使之变化。这出于如下等理由，例如使用来自燃料电池的排气而驱动涡轮机时，被涡轮机驱动的压缩机进行的向燃料电池供给氧化性气体的供给量依存于来自燃料电池的排气的量和温度，但燃料电池的容积比较大，因此难以使来自燃料电池的排气量和温度迅速增减。因此，不能增大燃料电池的输出变化速度，在实际运用中存在负载跟踪性不充分的情况。
[0009]特别是组装到太阳能电池或风力发电等可再生能源这样的负载变动大的电力系统中时，要求更良好的负载跟踪性和工作稳定性。
[0010]鉴于上述情况，本专利技术的至少一个实施方式，其目的在于，提供一种可以增大燃料电池的输出变化速度的燃料电池发电系统。
[0011]解决问题的手段
[0012]本专利技术的至少一个实施方式的燃料电池发电系统，具备：
[0013]燃料电池；
[0014]至少1个压缩机，其设在用于向所述燃料电池供给氧化性气体的氧化性气体供给线路上；
[0015]第1电机，其构成为能够驱动所述至少1个压缩机之中的第1压缩机；
[0016]电源转换器，其设于所述第1电机与电力系统之间，能够调节所述第1电机的扭矩。
[0017]专利技术效果
[0018]根据本专利技术的至少一个实施方式，能够提供可以增大燃料电池的输出变化速度的燃料电池发电系统。
附图说明
[0019]图1是一个实施方式的SOFC模块(燃料电池模块)的概略图。
[0020]图2是构成一个实施方式的SOFC模块(燃料电池模块)的SOFC盒(燃料电池盒)的概略剖视图。
[0021]图3是构成一个实施方式的SOFC模块(燃料电池模块)的电池堆的概略剖视图。
[0022]图4是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0023]图5是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0024]图6是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0025]图7是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0026]图8是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0027]图9是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0028]图10是表示一个实施方式的燃料电池发电系统的结构的概略图。
[0029]图11是表示典型的燃料电池发电系统的结构的概略图。
具体实施方式
[0030]以下，参照附图，对于本专利技术的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式记述或显示在附图中的零部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，并没有以其限定本专利技术范围的意思，而仅是说明例。
[0031]以下，为了便于说明，以纸面为基准使用“上”和“下”的表现形式所说明的各组件的位置关系，分别表示垂直上方侧、垂直下方侧。另外，在本实施方式中，在上下方向和水平方向上能够得到同样效果的，纸面的上下方向未必限定为垂直上下方向，例如也可以对应与垂直方向正交的水平方向。
[0032]以下，对于采用固体氧化物形燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)，作为构成燃料电池发电系统的燃料电池的实施方式进行说明，但在一些实施方式中，也可以采用SOFC以外类型的燃料电池(例如熔融碳酸盐型燃料电池(Molten－carbonate fuel cells，MCFC)等)，作为构成燃料电池发电系统的燃料电池。
[0033](燃料电池的构成)
[0034]首先，参照图1～图3，对于构成几个实施方式的燃料电池发电系统的燃料电池进行说明。还有，本说明书中的燃料电池，可以是以下说明的燃料电池模块、燃料电池盒或电池堆。图1是一个实施方式的SOFC模块(燃料电池模块)的概略图。图2是构成一个实施方式的SOFC模块(燃料电池模块)的SOFC盒(燃料电池盒)的概略剖视图。图3是构成一个实施方式的SOFC模块(燃料电池模块)的电池堆的概略剖视图。
[0035]SOFC模块(燃料电池模块)201，如图1所示，例如，具有多个SOFC盒(燃料电池盒)203、和收纳此多个SOFC盒203的压力容器205。还有，图1中例示了圆柱形的SOFC的电池堆
101，但不需要一定是这样，例如也可以是平板形的电池堆。另外，SOFC模块201，具备燃料气体供给管207和多个燃料气体供给支管207a、以及燃料气体排放管209和多个燃料气体排放支管209a。另外，SOFC模块201，具备氧化性气体供给管(未图示)和氧化性气体供给支管(未图示)、以及氧化性气体排放管(未图示)和多个氧化性气体排放支管(未图示)。
[0036]燃料气体供给管207，设于压力容器205的内部，与根据SOFC模块201的发电量而供给规定气体组成和规定流量的燃料气体的燃料气体供给部连接，并且与多个燃料气体供给支管207a连接。此燃料气体供给管207，将由上述的燃料气体供给部供给的规定流量的燃料气体，分岔引导至多个燃料气体供给支管207a。另外，燃料气体供给支管207a连接于燃料气体供给管207，并且与多个SOFC盒203连接。该燃料气体供给支管207a，将从燃料气体供给管207供给的燃料气体，以大致均等的流量引导至多个SOFC盒203，使多个SOFC盒203的发电性能大体均匀。
[0037]燃料气体排放支管209a连接于多个SOFC盒203，并且与燃料气体排放管209连接。该燃料气体排放支管209a，将从SOFC盒203排出的燃料气体排气引导至燃料气体排放管209。另外，燃料气体排放管209与多个燃料气体排放支管209a连接，并且一部分配置在压力容器205的外部。该燃料气体排放管209，将从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池发电系统，其具备：燃料电池；至少1个压缩机，所述压缩机设在用于向所述燃料电池供给氧化性气体的氧化性气体供给线路上；第1电机，所述第1电机构成为，能够驱动所述至少1个压缩机之中的第1压缩机；1个以上的电源转换器，所述电源转换器设于所述第1电机与电力系统之间，能够调节所述第1电机的扭矩。2.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统，其中，具备用于控制所述1个以上的电源转换器的控制器，所述控制器以实现与所述燃料电池的输出请求值相对应的所述氧化性气体向所述燃料电池的供给量的方式，调节所述第1电机的扭矩，如此控制所述1个以上的电源转换器。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统，其中，所述1个以上的电源转换器，包括设于所述电力系统与所述第1电机之间的交流交流转换器。4.根据权利要求1或2所述的燃料电池发电系统，其中，所述1个以上的电源转换器，包括：逆变器，所述逆变器设于所述燃料电池与所述电力系统之间；直流交流转换器，所述直流交流转换器设于所述燃料电池与所述逆变器之间的第1直流电路之...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井康，真竹德久，大泽弘行，加藤芳树，久留长生，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：