燃料电池的运转方法以及燃料电池系统技术方案

具有：基本运转计划制定部(2)，其基于燃料电池(1)的耐用年限(例如10年)和耐用运转时间(例如4万小时)来制定基本运转计划，使得在每规定的单位期间(例如一天)在第一允许运转时间(例如11小时)和耐用启动次数(例如4千次)中的至少一个的范围内运转燃料电池(1)；特殊运转计划制定部(3)，其制定特殊运转计划，使得在每规定的单位期间(例如一天)在比第一允许运转时间长的第二允许运转时间(例如20小时)和比第一允许启动次数多的第二允许启动次数中的至少一个的范围内运转燃料电池(1)；运转计划选择部(4)，其选择基本运转计划和特殊运转计划中的任一个；以及燃料电池运转部(5)，其基于由运转计划选择部(4)选择出的运转计划来运转燃料电池(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备通过氢气与氧气的电化学反应来进行发电从而供给电和热的燃料电池、并基于考虑到预先设定的耐用年限和设备寿命条件所制定出的运转计划来运转燃料电池的燃料电池的运转方法以及燃料电池系统。
技术介绍
在近年来日渐高涨的防止地球变暖以及抑制二氧化碳排放量这样的社会形势的背景下，开发了家庭用燃料电池热电联产系统，以作为能够从城市燃气等一次性能源高效地取出家庭所消耗的电力和热的设备。这种系统作为例如设置于各家庭中的设施商品需要具有规定的耐用年限(一般需要10年)。但是，在使用于上述系统的燃料电池单体堆叠体中，存在与发电时间成比例的劣 化特性，在当前的技术下寿命为4飞万小时。另一方面，将系统设置于家庭等时的发电时间在使能源削减优先的情况下估计在10年内为6 8万小时左右，因此无法实现作为目标的10年的耐用年限。另外同样地，上述系统具有从由城市燃气等现有的基础设施供给的燃料气体生成氢气的燃料重整机，但是由于存在高温加热部分，因此若重复规定的启动次数则疲劳损坏的可能性变闻。在当前的技术下当重复启动4飞千次时达到寿命，另一方面，将系统设置于家庭时的启动次数即使一日一次，10年也要3650次，若假设一日启动两次以上的情况则有可能无法保持10年。解决这些二律背反是实用化时的大问题。为了解决本问题，例如在专利文献I中公开了以下技术进行控制使得对每单位期间的发电时间以及启动次数进行限制，从而作为设备实现10年的耐用年限。另外，例如在专利文献2中公开了考虑到节能性等的燃料电池系统、其运转方法。专利文献I :日本特开2007-323843号公报专利文献2 日本特开2007-280650号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献I等所公开的现有技术是分别对发电时间和启动次数进行限制，因此有可能在与用户所期待的动作不同的情况下受到的压力大。例如，将系统的寿命设为发电时间4万小时(耐用运转时间)，将启动次数设为4000次(耐用启动次数)。在这种情况下，平均每天的发电时间约为11小时，启动次数约为I. I次。在从清晨起开始发电的情况下，有可能到该日的傍晚之前结束发电，其后即使用户进行发电指示也不会受理。本专利技术是为了解决这种现有技术的问题而完成的，其目的在于能够根据用户的要求来选择缓和限制。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术除了制定基本运转计划以外，还制定特殊运转计划，基于选择的其中一个运转计划来运转燃料电池，其中，在该基本运转计划中，对每规定的单位期间的运转时间、启动次数设置规定的限制，从而能够在规定的耐用年限内不使运转时间达到耐用运转时间且不使启动次数达到耐用启动次数地运转燃料电池，在该特殊运转计划中，缓和针对运转时间、启动次数的规定的限制。由此，在例如商用系统等允许与通常相比缩短可运转年数的情况、或与可运转年数的延长相比用户使一整天的发电优先的情况等下，能够以同意未达到规定的耐用年限就无法使用这样的说明为前提，来应用特殊运转计划，例如，如果用户在知道可运转年数缩短后仍希望缓和限制，则能够选择缓和限制。专利技术的效果根据本专利技术，除了制定基本运转计划以外，还制定特殊运转计划，基于选择的其中 一个运转计划来运转燃料电池，其中，在该基本运转计划中，对每规定的单位期间的运转时间、启动次数设置规定的限制，从而能够在整个规定的耐用年限内运转燃料电池，在该特殊运转计划中，缓和针对运转时间、启动次数的规定的限制，因此，在例如商用系统等允许与通常相比缩短可运转年数的情况、或与可运转年数的延长相比用户使一整天的发电优先的情况等下，能够以同意未达到规定的耐用年限就无法使用这样的说明为前提，来应用特殊运转计划，例如，如果用户在知道可运转年数缩短后仍希望缓和限制，则能够选择缓和限制。因此，能够响应以下的需求用户针对基于现有的基本运转计划的燃料电池的运转，不满发电时间短，用户觉得即使缩短可运转年数也没关系，想要进一步增加发电机会。另外，对于觉得即使缩短可运转年数也没关系而期望可以随时受理发电指示的用户，能够提供即使该日的发电结束之后也能够受理发电指示的系统。附图说明图I是表示本专利技术的实施方式I中的燃料电池系统的概要结构的一例的框图。图2是表示本专利技术的实施方式I中的燃料电池系统中的燃料电池的运转方法的一例的工序图。图3是表示本专利技术的实施方式2中的燃料电池系统的概要结构的一例的框图。图4是表示本专利技术的实施方式2中的燃料电池系统中的燃料电池的运转方法的一例的工序图。图5是表示本专利技术的实施方式3中的燃料电池系统的概要结构的一例的结构图。图6是表示本专利技术的实施方式4中的燃料电池系统的概要结构的一例的结构图。具体实施例方式第一专利技术是一种具备供给电和热的燃料电池单元的燃料电池系统的运转方法，该方法包括基本运转计划制定工序，基于燃料电池单元的耐用年限以及耐用运转时间和耐用启动次数中的至少任一个来制定基本运转计划，使得在每规定的单位期间在第一允许运转时间和第一允许启动次数中的至少一个的范围内运转燃料电池单元；特殊运转计划制定工序，制定特殊运转计划，使得在每规定的单位期间在第二允许运转时间和第二允许启动次数的至少一个的范围内运转燃料电池单元，其中，该第二允许运转时间比第一允许运转时间长，该第二允许启动次数比第一允许启动次数多；运转计划选择工序，选择基本运转计划和特殊运转计划中的任一个；以及燃料电池运转工序，基于通过运转计划选择工序选择出的运转计划来运转燃料电池单元。在上述结构的燃料电池的运转方法中，例如，如果设置者(维修人员)通过运转计划选择工序选择基本运转计划，则在燃料电池运转工序中基于基本运转计划来运转燃料电池，如果在用户知道在经过规定的耐用年限之前就会达到设备寿命(“达到设备寿命”是指满足运转时间达到耐用运转时间或启动次数达到耐用启动次数，以下相同)的基础上由设置者(维修人员)通过运转计划选择工序选择特殊运转计划，则在燃料电池运转工序中基于特殊运转计划来运转燃料电池。因此，在用户针对基于基本运转计划的燃料电池的运转的发电时间短而感到不满时，有如下选择余地，因此进一步扩大了用户的选择范围，而不会感到压力在用户了解在经过耐用年限之前就会达到设备寿命的基础上，选择基于具有更长的允许运转时间的特殊运转计划的燃料电池的运转。 第二专利技术是特别是在第一专利技术中还包括如下步骤的燃料电池的运转方法电力利用工序，使用由燃料电池单元发电产生的电力；电力需求预测工序，预测要使用的电力的需求；热利用工序，储存利用发电时所产生的热进行加温后得到的热水并使用热水；热需求预测工序，预测要使用的热水的需求；以及允许运转时间设定工序或允许启动次数设定工序，在该允许运转时间设定工序中，根据电力的需求和热水的需求中的至少一个来设定第二允许运转时间，在该允许启动次数设定工序中，根据电力的需求和热水的需求中的至少一个来设定第二允许启动次数。在上述结构的燃料电池的运转方法中，将从第一允许运转时间和第二允许运转时间中选择出的某一个时间设为每规定的单位期间的最长运转时间，或者将从第一允许启动次数和第二允许启动次数中选择出的某一个次数设为每规定的单位期间的最大启动次数，基于基本运转计划和特殊运转计划中至少特殊运转计划的燃料电池的运转是响应于设置燃料电池系统的家庭的电力需求或热需求的运转，因此能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤玄道，田中良和，岛田孝德，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：