(57)【要約】【課題】  燃料電池を用いた複数台の電源モジュールを並列接続したバックアップ電源システムにおける運転効率を向上する。【解決手段】  過去の運転履歴を参照し、水素／発電電力変換効率の高い電源モジュールを選択する手段を備え、選択した電源モジュールは非選択の電源モジュールより先に運転を開始する。【効果】  本発明によれば、複数台の燃料電池を用いたバックアップ電源システムの運転効率を向上し、燃料の消費量を低減することを実現出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスと酸素ガスとの反応により起電力を得る燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、
複数台の前記燃料電池モジュールを並列接続して負荷へ電力を供給する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池モジュールの燃料電池スタックの両端電圧の電圧履歴を記憶する記憶手段を備え、
複数台の前記燃料電池モジュールの起動に際し、前記電圧履歴が所定の電圧閾値に比較し大である燃料電池モジュールを、前記電圧履歴が該所定の電圧閾値に比較し小である燃料電池モジュールに先立って起動することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
水素ガスと酸素ガスとの反応により起電力を得る複数の単位セルを積層して構成された燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、
複数台の前記燃料電池モジュールを並列接続して負荷へ電力を供給する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池モジュールの一部または全ての該単位セルのセル電圧を記憶する記憶手段を備え、
複数台の前記燃料電池モジュールの起動に際し、前記記憶手段で記憶したセル電圧が所定のセル電圧閾値に比較し大である燃料電池モジュールを、前記セル電圧履歴が所定のセル電圧閾値に比較し小である燃料電池モジュールに先立って起動することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
水素ガスと酸素ガスとの反応により起電力を得る燃料電池スタックとを有する燃料電池モジュールと、
前記燃料電池スタックを通流するガス配管の上流または下流に備えられ、ガスの一部を燃料ガス配管の外部に排出する排出弁とを備え、
複数台の前記燃料電池モジュールを並列接続して負荷へ電力を供給する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池モジュールは、前記排出弁の動作回数履歴を記憶する記憶手段と、
複数台の前記燃料電池モジュールの起動に際し、前記動作回数履歴が所定の回数閾値に比較し小である該燃料電池モジュールを、前記動作回数履歴が該所定の回数閾値に比較し大である該燃料電池モジュールに先立って起動することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の燃料電池システムであって、
該燃料電池モジュールは該燃料電池スタックの発電動作を補助する補器を備え、
前記記憶手段は、前記燃料電池スタックの電力を前記補器へ供給せず、かつ該燃料電池スタックの電力を外部負荷へ供給しない状態において記憶操作を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項５】
請求項４記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池モジュールは前記燃料電池スタックの発電電力を負荷に見合う電圧に変換する第１の電源と、
前記燃料電池スタックの発電電力を前記補器に見合う電圧に変換する第２の電源とを備え、
前記記憶手段は、該第１の電源および該第２の電源を停止した状態において記憶操作を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
請求項１乃至３記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池モジュールは前記燃料電池スタックの発電動作を補助する補器を備え、
前記記憶手段は、前記燃料電池スタックの電力を前記補器へ供給し、負荷へ供給しない状態において記憶操作を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
請求項６記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池モジュールは前記燃料電池スタックの発電電力を負荷に見合う電圧に変換する第１の電源と、
前記燃料電池スタックの発電電力を前記補器に見合う電圧に変換する第２の電源とを備え、
前記記憶手段は、前記第１の電源を停止し、前記第２の電源を動作させた状態において記憶操作を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
請求項１乃至３記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池モジュールは外部より前記記憶手段に記憶指令を与える記憶指令手段を備え、
該記憶手段は、前記記憶指令が発生している状態において記憶操作を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
請求項１乃至８記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池モジュールは通信手段を備え、並列接続された複数台の前記燃料電池モジュールは前記通信手段を介し相互に前記記憶手段の記憶内容を確認することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
請求項９記載の燃料電池システムであって、
並列接続された複数台の前記燃料電池モジュールは、各々に固有の順序を設定可能であり、前記記憶手段の記憶内容と前記順序に基づき起動の判定を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０記載の燃料電池システムであって、
前記燃料電池モジュールは、電圧履歴，セル電圧履歴，動作回数，順序、および起動判定結果のいずれかを表示する表示手段を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１記載の燃料電池システムであって、
複数台の前記燃料電池モジュールの燃料となる水素ガスは、共通の水素源より複数台の前記燃料電池モジュールへ分岐して供給可能であり、
前記燃料電池モジュールの出力系統に、交流入力電力を整流し直流出力電力を得る整流器の出力、および充放電機能を備えた蓄電装置を並列接続し、前記交流入力電力の喪失時に前記負荷の電力需要をバックアップすることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システム、特にバックアップ電源において用いられる燃料電池発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）は、水素を主成分とする燃料ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させて起電力を得る装置であり、家庭用などのコージェネシステムへの適用が検討されている。ＰＥＦＣを適用できる負荷は家庭用の１ｋＷ相当から産業用の数百ｋＷまで多岐に渡るため、例えば負荷５ｋＷの集合住宅などには１ｋＷのシステムを５並列するようなシステムが考えられ、変動する負荷に対しては、負荷率の低下時は稼動台数を制限することで待機損失を低減し、さらに５並列した各システムの稼働率を平準化するような運転方法が検討されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７８１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、停電など系統電力の異常時に用いる５ｋＷのバックアップ電源について、例えば１ｋＷのＰＥＦＣシステムを５並列することを考える。バックアップ電源は、停電などの系統電力の異常時にのみ動作させるなど、稼働率が極端に小さい運転を前提としているため、並列した各システムの稼働率の平準化は実現性が低い。
【０００５】
一方で、長時間運転しない状態で放置された場合には、燃料電池中の湿分などの状態に固体差が生じ、並列した１ｋＷのシステム間で発電効率などに性能差が生じる。このような場合、稼働率を平準化する運転を行うと、例えば最も発電効率の低いシステムを優先して発電させるなどの動作が発生し、省エネルギーの点で課題がある。また燃料電池を用いたバックアップ電源では、使用した分の水素燃料を後に補給するコストが発生するため、極力効率の低い運転は避け、消費燃料を抑制する必要がある。特に、並列したシステムに対し共通の燃料源から燃料を供給する場合は効率の低い運転は避ける必要がある。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、複数台の燃料電池を用いたバックアップ電源システムの運転効率の向上を実現することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、本発明は水素ガスと酸素ガスとの反応により起電力を得る燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、複数台の前記燃料電池モジュールを並列接続して負荷へ電力を供給する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールの燃料電池スタックの両端電圧の電圧履歴を記憶する記憶手段を備え、複数台の前記燃料電池モジュールの起動に際し、前記電圧履歴が所定の電圧閾値に比較し大である燃料電池モジュールを前記電圧履歴が該所定の電圧閾値に比較し小である燃料電池モジュールに先立って起動することを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記課題を解決する為に、本発明は水素ガスと酸素ガスとの反応により起電力を得る複数の単位セルを積層して構成された燃料電池スタックを有する燃料電池モジュールと、複数台の前記燃料電池モジュールを並列接続して負荷へ電力を供給する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールの一部または全ての該単位セルのセル電圧を記憶する記憶手段を備え、複数台の前記燃料電池モジュールの起動に際し、前記記憶手段で記憶したセル電圧が所定のセル電圧閾値に比較し大である燃料電池モジュールを、前記セル電圧履歴が所定のセル電圧閾値に比較し小である燃料電池モジュールに先立って起動することを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記課題を解決する為に、本発明は水素ガスと酸素ガスとの反応により起電力を得る燃料電池スタックとを有する燃料電池モジュールと、前記燃料電池スタックを通流するガス配管の上流または下流に備えられ、ガスの一部を燃料ガス配管の外部に排出する排出弁とを備え、複数台の前記燃料電池モジュールを並列接続して負荷へ電力を供給する燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは、前記排出弁の動作回数履歴を記憶する記憶手段と、複数台の前記燃料電池モジュールの起動に際し、前記動作回数履歴が所定の回数閾値に比較し小である該燃料電池モジュールを、前記動作回数履歴が該所定の回数閾値に比較し大である該燃料電池モジュールに先立って起動することを特徴とするものである。
【００１０】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは該燃料電池スタックの発電動作を補助する補器を備え、前記記憶手段は、前記燃料電池スタックの電力を前記補器へ供給せず、かつ該燃料電池スタックの電力を外部負荷へ供給しない状態において記憶操作を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは前記燃料電池スタックの発電電力を負荷に見合う電圧に変換する第１の電源と、前記燃料電池スタックの発電電力を前記補器に見合う電圧に変換する第２の電源とを備え、前記記憶手段は、該第１の電源および該第２の電源を停止した状態において記憶操作を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは前記燃料電池スタックの発電動作を補助する補器を備え、前記記憶手段は、前記燃料電池スタックの電力を前記補器へ供給し、負荷へ供給しない状態において記憶操作を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは前記燃料電池スタックの発電電力を負荷に見合う電圧に変換する第１の電源と、前記燃料電池スタックの発電電力を前記補器に見合う電圧に変換する第２の電源とを備え、前記記憶手段は、前記第１の電源を停止し、前記第２の電源を動作させた状態において記憶操作を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは外部より前記記憶手段に記憶指令を与える記憶指令手段を備え、該記憶手段は、前記記憶指令が発生している状態において記憶操作を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは通信手段を備え、並列接続された複数台の前記燃料電池モジュールは前記通信手段を介し相互に前記記憶手段の記憶内容を確認することを特徴とするものである。
【００１６】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、並列接続された複数台の前記燃料電池モジュールは、各々に固有の順序を設定可能であり、前記記憶手段の記憶内容と前記順序に基づき起動の判定を行うことを特徴とするものである。
【００１７】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュールは、電圧履歴，セル電圧履歴，動作回数，順序、および起動判定結果のいずれかを表示する表示手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
更に、本発明は燃料電池システムにおいて、複数台の前記燃料電池モジュールの燃料となる水素ガスは、共通の水素源より複数台の前記燃料電池モジュールへ分岐して供給可能であり、前記燃料電池モジュールの出力系統に、交流入力電力を整流し直流出力電力を得る整流器の出力、および充放電機能を備えた蓄電装置を並列接続し、前記交流入力電力の喪失時に前記負荷の電力需要をバックアップすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数台の燃料電池を用いたバックアップ電源システムの運転効率を向上し、燃料の消費量を低減することを実現出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明に係わる燃料電池システムの実施形態について図１から図６を用いて説明する。
【００２１】
図１は、燃料電池システムの概略の構成を示す。燃料電池スタックが格納され発電を行う燃料電池モジュール１Ａ、および１Ｂは、燃料源である共通の水素ボンベ２より分岐した水素配管３を通じて、それぞれ水素Ｈ2を受給する。また、燃料電池モジュール１Ａ、および１Ｂは、それぞれの筐体上に設けられた出力端子１４より直流の発電電力を外部に取り出すことが可能である。燃料電池モジュール１Ａ、および１Ｂの出力端子１４は、外部負荷９，整流器７の出力端子，蓄電装置８のそれぞれに並列接続され、電源システムを構成する。整流器７は、１００Ｖまたは２００Ｖ級の商用交流電源などの系統電源６を入力とし、２４Ｖ，４８Ｖなど所定の直流電圧の出力に変換する機能があり、停電など系統電源６の異常時にはその出力を停止する。燃料電池モジュール１Ａ、および１Ｂは、系統電源６が異常となり整流器７の出力が停止した場合に蓄電装置８と協調して外部負荷９の無停電運転を継続するバックアップ運転を主として行う。ここで、外部負荷９には放送・通信用基地局，データサーバなどが適用することが可能である。また、燃料電池モジュール１Ａ，１Ｂは、通信ケーブル、もしくは無線通信などの通信手段４で互いに結ばれており、それぞれの情報を相互に確認できる構成となっている。また、燃料電池モジュール１Ａ，１Ｂの筐体上には、モジュール内部の情報を表示する表示手段１８を設けることが可能である。
【００２２】
図２は、燃料電池モジュール１Ａを例に燃料電池モジュール内部の詳細構成を示す。燃料電池モジュール１Ａの内部には燃料電池スタック１０，電力変換装置１１，制御装置１２，補器１７，外部スイッチＳWが格納されている。燃料電池スタック１０の内部では、燃料となる水素Ｈ2および空気Ａirなどが補器１７の動作によって通流され、各燃料は燃料電池スタック１０の起電力として消費される。補器１７のうち、水素Ｈ2の経路には燃料電池スタック１０の上流または下流に排出弁１７ａが設置されている。排出弁１７ａは燃料電池スタック１０に通流する水素Ｈ2ガスの一部を外部に排出する機能がある。
【００２３】
燃料電池スタック１０は複数の燃料電池セルを直列接続するように積層した構造となっており、積層の最端部の正負端子を電力変換装置１１の入力に接続する。電力変換装置１１は、燃料電池スタック１０より入力した電力を、出力端子１４を介した外部負荷９、および補器１７の所望する電圧にそれぞれ変換し供給する機能、および燃料電池スタック１０の過電流保護などの機能を備えている。例えば図２に示すように、電力変換装置１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１５，１６のように３つの電源回路で構成しても良い。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、燃料電池スタック１０の電力の一部を出力端子１４の電力として変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は、燃料電池スタック１０の電力の一部を補器１７の電力として変換する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、出力端子１４の電力の一部を補器１７の電力として変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５、およびＤＣ／ＤＣコンバータ１６は双方とも補器１７へ電力を供給するため、相互の干渉を防止するためダイオードＤ２，Ｄ３をそれぞれの出力端に設置してもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力端にも、燃料電池モジュール１Ｂとの多並列運転のため干渉防止用のダイオードＤ１を設けてもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、および１５は、外部信号ＳD1，ＳD2によりそれぞれ運転／停止の切り替えが可能となっている。
【００２４】
制御装置１２は、燃料電池スタック１０の監視，補器１７および電力変換装置１１の操作，外部との信号取り合いなどを行う。例えば、燃料電池スタック１０の電流ＩFC，燃料電池スタック１０の両端電圧ＶFC、もしくは燃料電池スタック１０の内部のセル電圧ＶCELLなどを監視し、補器操作指令ＳA、ＤＣ／ＤＣコンバータ操作指令ＳD1，ＳD2などを操作する。また、通信手段４を介した外部との通信を制御装置１２で行う。また、制御装置１２の電源は、補器１７と同様に電力変換装置１１を通じて供給する。また、制御装置１２には外部スイッチＳWの切り替えによる設定信号ＳEが入力される。また、表示器１８は、７ビットＬＥＤや液晶パネルなどを用いて制御装置１２の信号で表示を切り替えても良い。
【００２５】
図３は、燃料電池モジュールの運転制御の一例について、横軸を時間としてその動作例を示したものである。まず初期状態では補器１７は停止しており、燃料電池スタック１０への燃料の通流が行われず電圧ＶFC，電流ＩFCともにゼロとなっている。その後、起動を開始するべく時刻ｔ０において補器操作指令ＳAを発送すると、燃料電池スタック１０へ水素Ｈ2や空気Ａｉｒが供給され、電圧ＶFCが上昇し燃料電池スタック１０の起動が完了する。その後、時刻ｔ１においてＤＣ／ＤＣコンバータ操作指令ＳD2を発送しＤＣ／ＤＣコンバータ１５を起動すれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５を通じて燃料電池スタック１０が補器１７の電力供給を開始し、補器１７の電力分だけ電流ＩFCが上昇する。その後、さらに時刻ｔ２でＤＣ／ＤＣコンバータ操作指令ＳD1を発送しＤＣ／ＤＣコンバータ１３を起動すれば、出力端子１４に接続された外部負荷９に燃料電池スタック１０が電力供給を開始し、外部負荷９の電力分だけ電流ＩFCが上昇する。ここで、電圧ＶFCは電流ＩFCの上昇に伴い、燃料電池スタック１０の内部抵抗などの損失分だけ低下する。時刻ｔ２の後、燃料電池モジュールを停止させる時刻ｔ３までの間は、例えば、外部負荷９の電力需要ＰＬを超過しない最大の出力ＰFCで燃料電池モジュールの発電を行うことで、電力需要ＰＬの一部をバックアップ可能である。また、仮に外部負荷９の電力需要ＰＬを出力ＰFCが超過した場合は、蓄電装置８に超過分を充電してもよい。
【００２６】
図４は、制御装置１２の詳細な機能構成を示しており、燃料電池スタック状態判定手段Ｍ１，排出回数カウント手段Ｍ２，運転制御手段Ｍ３，履歴更新手段Ｍ４，履歴保存手段Ｍ５，外部通信手段Ｍ６を含んでいる。ここで、燃料電池スタック状態判定手段Ｍ１は、燃料電池スタック１０の電圧ＶFC，セル電圧ＶCELLを監視，分析することで燃料電池スタック１０の状態を診断する。燃料電池スタック状態判定手段Ｍ１は、判定結果に基づき補器１７の操作ＳA、特に排出弁１７ａの操作ＳAaを行う。例えば燃料電池スタック１０の電圧ＶFCもしくはセル電圧ＶCELLが一時的に所定の閾値電圧よりも低下した場合、燃料電池スタック１０の内部の水素Ｈ2流路中に液滴が滞留している可能性があるが、排出弁１７ａを数ｍｓなど短時間だけ開くことで液滴を系外に排出して電圧の低下を防ぐことができる。ここで、例えばセル電圧ＶCELLの排出弁１７ａ操作に関する閾値電圧は１セルあたり３００ｍＶ以下が望ましい。排出回数カウント手段Ｍ２は排出弁ａ２の排出動作回数Ｐg_ctを計測する。電圧ＶFC，セル電圧ＶCELL，排出動作回数Ｐg_ctは履歴保存手段Ｍ５に保存される。履歴保存手段Ｍ５は不揮発性のメモリ等を使用し、履歴の保存は履歴更新手段Ｍ４により管理する。履歴更新手段Ｍ４は更新指令Ｍ_en、または設定信号ＳEの信号に基づき、履歴保存手段Ｍ５の記憶操作を行う。運転制御手段Ｍ３は、補器操作指令ＳA，ＤＣ／ＤＣコンバータ操作指令ＳD1，ＳD2などの操作，履歴更新手段Ｍ４の更新タイミングＭ_enの管理，外部通信手段Ｍ６を用いた外部通信などを行う。
【００２７】
図５は、燃料電池スタック１０の電圧ＶFC−電流ＩFC特性の例を示したものである。図５のように電流ＩFCの全範囲でＶA＞ＶBとなる電圧特性ＶA，ＶBに関して、ＰA＝ＰBとなる電力ＰA，ＰBを得るにはそれぞれの発電電流ＩA，ＩBはＩA＜ＩBの関係となる。一般に燃料電池スタック１０は、発電電流が増加すると発電に伴う発熱も増加し、消費する水素量も増加する傾向がある。従って、特性ＶA，ＶBの２台の燃料電池モジュールを並列運転する場合、同等の電力Ｐを得るためには特性ＶAのシステムを優先して運転する方が高効率となる。そこで、予め電圧特性ＶFCの高低を過去の運転履歴より診断し、電圧ＶFCの高いモジュールを先に起動するように制御することで、システム全体の高効率化が可能となる。
【００２８】
なお、電圧ＶFCはセル電圧ＶCELLを積層した電圧に相当し、効率の高低の判定はセル電圧ＶCELLで代替えしても良く、複数の積層セル電圧ＶCELLのうち、例えば最大値，最小値，中間値，平均値などを用いても良い。
【００２９】
また、排出動作回数Ｐg_ctは、燃料電池スタック１０の電圧低下回数に相当するほか、燃料電池スタック１０内部の水素Ｈ2燃料を発電に利用せず系外に排出し浪費する回数であるため、回数が少ない方が高効率となる。従って、排出動作回数Ｐg_ctの少ない燃料電池モジュールを優先して起動する方法でも高効率化は可能である。
【００３０】
診断の方法としては、複数台の燃料電池モジュールのうち、それぞれの燃料電池スタック１０が規定の条件範囲にある状態の電圧ＶFC，セル電圧ＶCELL，排出動作回数Ｐg_ctを計測，保存し、モジュール毎の保存結果を比較すればよい。また、できるだけ最新の効率特性を反映するため、整流器７の出力が停止した後に、全モジュールを一旦起動して履歴を保存した上で全モジュールを停止させ、その後、診断結果に基づき高効率のモジュールから順に起動しても構わない。なお、保存の際に燃料電池スタック１０の発電電力がモジュール毎に異なると、効率性能の比較が正常に行われない可能性があるため、保存を行う際の燃料電池スタック１０の発電電力はできるだけ同等であることが望ましい。特にＤＣ／ＤＣコンバータ１３が稼動している状態では、外部負荷９が変動するため、条件を一致させることが難しいとの問題がある。
【００３１】
この為、実施例の図３で示す時刻ｔ１の直前の状態は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１５ともに稼動しておらず、燃料電池スタック１０の発電電力は定格の数パーセント以内であり、モジュール毎の発電電力の差は小さいと考えられる。従って、ｔ１の直前に更新指令Ｍ_enを発送し、履歴更新手段Ｍ４が履歴保存手段Ｍ５の記憶操作を行えば、モジュール間の条件差が小さい状態でモジュール毎の性能を比較可能となる。
【００３２】
また、図３で示す時刻ｔ２の直前の状態は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５のみ稼動しているが、燃料電池スタック１０の発電電力はそれぞれの補器１７の動力分であり、補器１７の動力は複数台のモジュール毎の差は小さいと考えられる。従って、ｔ２の直前に更新指令Ｍ_enを発送し、履歴更新手段Ｍ４が履歴保存手段Ｍ５の記憶操作を行えば、モジュール間の条件差が小さい状態でモジュール毎の性能を比較可能となる。更に、燃料電池スタック１０の性能を維持するためのメンテナンス運転などは、外部負荷９に影響を与えないよう、電力変換装置１１のうちＤＣ／ＤＣコンバータ１５のみ稼動させることが考えられ、定期的なメンテナンス運転の際に履歴保存手段Ｍ５の記憶を更新しても良い。
【００３３】
また、図３の時刻ｔ２から時刻ｔ３の間においても、外部負荷９の条件が十分に均等であれば、複数台のモジュール間で電流ＩFCの差は小さいと考えられる。したがって、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間において、外部負荷９には手動調整可能な負荷を設け、規定の負荷条件に設定したのち設定信号ＳEの操作で履歴更新手段Ｍ４の操作を行う方法でも、モジュール間の条件差を小さく出来る。特に、この更新方法はモジュール製造過程において出荷前の動作試験の際に行ってもよい。
【００３４】
保存した各データから起動の順序を判定する方法としては、通信手段４を介して電圧ＶFC，セル電圧ＶCELL，排出動作回数Ｐg_ctのそれぞれの保存値を相互に確認可能とし、各データの値の大小の順序で起動順序を設定してもよい。
【００３５】
または、モジュール毎に電圧ＶFC，セル電圧ＶCELL，排出動作回数Ｐg_ctのそれぞれに対し所定の判定閾値を儲け、判定閾値に対する大小より起動優先の可否を判定し、通信手段４を介して優先の可否のみを相互に確認してもよい。ここで判定閾値には例えば電圧ＶFC、およびセル電圧ＶCELLは１セルあたり６００ｍＶ相当、排出動作回数Ｐg_ctには１００回程度を設定してもよい。このように、起動優先の可否のみであれば１ビットのデータで表現できるため、通信手段４を通じて相互に確認する情報量を削減でき、制御の高速化を図ることができる。ただし、優先の可否のみでは同一の判定結果のモジュールは同時に起動する可能性がある。この場合は、図６に示すように、並列接続した燃料電池モジュール毎に予め固有の順序情報を与えておき、優先の可否が同一のモジュールが存在した場合は順序情報に沿って起動をする方法を用いてもよい。
【００３６】
なお、電圧ＶFC，セル電圧ＶCELL，排出動作回数Ｐg_ct，優先の可否，順序情報，起動順序などは、燃料電池モジュール筐体に設けた表示器１８により外部に通知できれば、メンテナンスなどの際に運転員が状態を確認することができ、作業性を高めることができる。
【００３７】
以上述べた構成によれば、高効率運転が予想できるモジュールを優先して発電運転させることができ、並列運転時の全体システムの高効率化が可能となる。また、本実施例では２台の燃料電池モジュール１Ａ，１Ｂを例に説明を行ったが、並列時の合成電流や、通信手段４の通信能力の許容する範囲内であれば、その並列数は１０台程度などまで増設することも実現出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は複数台の燃料電池モジュールを接続することで出力を得る構成を備えた燃料電池発電システム全般に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１に係わる燃料電池システムの概要を示す図。
【図２】本発明の実施形態１に係わる燃料電池モジュールの詳細図。
【図３】本発明の実施形態１に係わる燃料電池モジュールの動作例。
【図４】本発明の実施形態１に係わる制御装置の機能構成を示す図。
【図５】本発明の実施形態１に係わる燃料電池スタックの発電特性例。
【図６】本発明の実施形態１に係わる起動順序判定例。
【符号の説明】
【００４０】
１Ａ，１Ｂ  燃料電池モジュール
２  水素ボンベ
３  水素配管
４  通信手段
５  電力計
６  系統電源
７  整流器
８  蓄電装置
９  外部負荷
１０  燃料電池スタック
１１  電力変換装置
１３，１５，１６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４  出力端子
１７  補器
【図１】
2010055974.tif 000003
【図２】
2010055974.tif 000004
【図３】
2010055974.tif 000005
【図４】
2010055974.tif 000006
【図５】
2010055974.tif 000007
【図６】
2010055974.tif 000008