(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素ガスを含む燃料ガスを改質して、水素ガスを含む改質ガスを得る改質器と、
前記改質ガスを精製して前記水素ガスを取り出す水素精製装置と、
水素ガスを貯蔵する水素貯蔵容器と、
水素ガスを燃料として発電する燃料電池と、
を備え、
前記改質器は、停止、昇温及び降温時を除き、改質効率が最大改質効率に対して９０〜１００％の範囲内となるように連続運転され、
前記改質器で得られた前記水素ガスの量が、前記燃料電池で消費される水素ガスの量よりも多いときは、前記水素貯蔵容器に余剰の水素ガスが貯蔵され、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量が、予め設定された第１の閾値に達したときに、前記改質器における前記改質ガスの生成が停止され、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量に関し、前記第１の閾値よりも低い第２の閾値が、予めさらに設定されており、
利用者の生活パターンから予想される電力需要開始予想時刻よりも前で且つ所定の時間範囲内の時刻において、前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量が前記第２の閾値に達したときに、前記改質器は、出力が前記最大改質効率の９０％を下限として低下した状態で運転される、
燃料電池システム。
【請求項２】
炭化水素ガスを含む燃料ガスを改質して、水素ガスを含む改質ガスを得る改質器と、
前記改質ガスを精製して前記水素ガスを取り出す水素精製装置と、
水素ガスを貯蔵する水素貯蔵容器と、
水素ガスを燃料として発電する燃料電池と、
を備え、
前記改質器は、停止、昇温及び降温時を除き、改質効率が最大改質効率に対して９０〜１００％の範囲内となるように連続運転され、
前記改質器で得られた前記水素ガスの量が、前記燃料電池で消費される水素ガスの量よりも多いときは、前記水素貯蔵容器に余剰の水素ガスが貯蔵され、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量が、予め設定された第１の閾値に達したときに、前記改質器における前記改質ガスの生成が停止され、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量に関し、前記第１の閾値よりも低い第３の閾値が、予めさらに設定されており、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量が前記第１の閾値に達して、前記改質器における前記改質ガスの生成が停止された状態において、前記水素貯蔵容器に貯蔵された水素ガスの量が前記第３の閾値に達したときに、前記改質器における前記改質ガスの生成が開始される、
燃料電池システム。
【請求項３】
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量に関し、前記第１の閾値及び前記第２の閾値よりも低い第３の閾値が、予めさらに設定されており、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量が前記第１の閾値に達して、前記改質器における前記改質ガスの生成が停止された状態において、前記水素貯蔵容器に貯蔵された水素ガスの量が前記第３の閾値に達したときに、前記改質器における前記改質ガスの生成が開始される、
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記水素貯蔵容器に貯蔵された水素ガスの量を測定する水素ガス量測定器をさらに備え、
前記水素ガス量測定器は、前記水素貯蔵容器内の圧力を計測することによって、前記水素貯蔵容器に貯蔵された水素ガスの量を測定する、
請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池と前記水素貯蔵容器とを連結する水素ガス配管と、
前記水素ガス配管上に設けられた、水素ガス流量を制御する流量調整器と、
をさらに備えた、請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料電池は、固体高分子形燃料電池である、
請求項１〜５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムには、燃料ガスを水素ガスに改質する改質器と、不純ガスを含んだ水素ガスを精製分離するガス選択透過膜と、精製水素を貯蔵する水素貯蔵器と、燃料電池とを備え、改質器が定常運転に未達で効率が低い時などに、水素貯蔵器に貯蔵された精製水素が燃料電池に供給されるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、水素生成を行う改質器又はメンブレンリフォーマを備え、前記改質器又は前記メンブレンリフォーマを定常運転するとともに、過剰の水素ガスを貯蔵するための水素吸蔵容器をさらに備えた、燃料電池システムが開示されている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００４】
さらに、水素生成を行う改質器を連続で定格運転し、改質器で発生した水素が燃料電池で消費しきれない場合には水素貯蔵合金に蓄え、燃料電池での水素消費量が増大して改質器で発生する水素だけでは足りない場合には水素貯蔵合金から水素を補充する、燃料電池システムが開示されている（例えば特許文献４〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５５１８号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５０１５号公報
【特許文献３】特開平１１−１７６４６２号公報
【特許文献４】特開昭５７−７８７７３号公報
【特許文献５】特開２００２−５６８６７号公報
【特許文献６】特開２００２−３４３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３のシステムでは、改質器又はメンブレンリフォーマを定常的に連続で運転するものの、連続で運転する理由として、起動・停止時にかかる時間と、起動・停止の間に生じるエネルギーロスとのみを考慮しているため、改質器又はメンブレンリフォーマをその最高効率を出す条件で連続運転するという概念がない。そのため、改質器でのエネルギーロスが大きい。また、改質器を連続運転させると、燃料電池の運転状況により、消費する水素ガス量が少ない場合に、改質器において過剰の水素ガスが生成されるが、水素貯蔵容器でその過剰分を吸収できなくなった場合の運転方法が考慮されておらず、安全に運転できないという課題を有していた。
【０００７】
また、特許文献４〜６のシステムでは、改質器を効率が高い条件で連続運転するものの、改質ガスから実質的に純粋な水素ガスのみを取り出す水素精製部を備えていないため、二酸化炭素や一酸化炭素、アンモニアなどの不純ガスを含んだ改質ガスが燃料電池に供給されてしまい、純度の高い水素ガスを燃料電池に供給した場合と比較して、燃料電池に用いられている電極の劣化、燃料電池の取り出し電圧の低下、及び、燃料電池の瞬時の負荷変動に対応できないなどの課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高効率の運転が可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
炭化水素ガスを含む燃料ガスを改質して、水素ガスを含む改質ガスを得る改質器と、
前記改質ガスを精製して前記水素ガスを取り出す水素精製装置と、
水素ガスを貯蔵する水素貯蔵容器と、
水素ガスを燃料として発電する燃料電池と、
を備え、
前記改質器は、停止、昇温及び降温時を除き、改質効率が最大改質効率に対して９０〜１００％の範囲内となるように連続運転され、
前記改質器で得られた前記水素ガスの量が、前記燃料電池で消費される水素ガスの量よりも多いときは、前記水素貯蔵容器に余剰の水素ガスが貯蔵され、
前記水素貯蔵容器内に貯蔵された水素ガスの量が、予め設定された第１の閾値に達したときに、前記改質器における前記改質ガスの生成が停止される、
燃料電池システムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料電池システムによれば、改質器は、燃料電池の負荷に合わせて運転される必要がなく、水素貯蔵容器に予め設定された閾値を利用して高い効率を維持しながら運転される。したがって、改質器は、エネルギーロスを抑えて高効率で運転される。その結果、本発明の燃料電池システム全体においても、高効率での運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの運転方法のフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの水素貯蔵容器内の水素圧の経時変化の一例を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの改質器の出力の経時変化の一例を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの運転方法のフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの水素貯蔵容器内の水素圧の経時変化の一例を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの改質器の出力の経時変化の一例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されない。また、以下の実施の形態では、同一部材に同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成図を示す。
【００１４】
本実施の形態の燃料電池システムは、炭化水素ガスを含む燃料ガスを改質して、水素ガスを含む改質ガスを得る改質器１０１と、改質ガスを精製して水素ガスを取り出す水素精製装置１０２と、水素ガスを貯蔵する水素貯蔵容器１０３と、水素ガスを燃料として発電する燃料電池１０４と、を備える。本実施の形態の燃料電池システムは、ガス配管１００ａ〜１００ｄと、ポンプ１０５及び１０６と、レギュレータ１０７とを、さらに備える。ガス配管１００ａは、改質器１０１に燃料ガスを導入するための配管である。ガス配管１００ｂは、改質器１０１から水素精製装置１０２へ改質ガスを供給する配管である。ガス配管１００ｃは、水素精製装置１０２から水素貯蔵容器１０３へ、改質ガスから取り出された水素ガスを供給する配管である。ガス配管１００ｄは、水素貯蔵容器１０３と燃料電池１０４とを連結し、燃料電池１０４へ水素を供給するための配管（水素ガス配管）である。ポンプ１０５及び１０６は、それぞれ、ガス配管１００ｂ及び１００ｃ上に設けられている。レギュレータ１０７は、ガス配管１００ｄ上に設けられており、燃料電池１０４に供給される水素ガスの流量を制御する流量調整器として機能する。以下に、本実施の形態の燃料電池システムの各構成について、より詳しく説明する。
【００１５】
都市ガス及び天然ガス等の炭化水素ガスを含む燃料ガスが、ガス配管１００ａを導通して改質器１０１に導入される。
【００１６】
改質器１０１に導入された燃料ガスは、改質器１０１内部で、水と、以下の（化１）及び（化２）に示される化学反応により、水素ガスを多く含んだガス（改質ガス）に改質される。水は、改質器１０１の外部より、配管（図示せず）で改質器１０１内に導入される。
【化１】
0005884071.tif 000002
【化２】
0005884071.tif 000003
【００１７】
改質器１０１から導出される改質ガスは、水素ガス以外にも、二酸化炭素、一酸化炭素及びアンモニアなどの不純ガスを含んでいる。改質ガスは、ガス配管１００ｂ上に設置されたポンプ１０５の動力により、ガス配管１００ｂを経て水素精製装置１０２へ導入される。導入された改質ガスは、水素精製装置１０２において精製されて、水素ガスと不純ガスとに分離される。
【００１８】
水素精製装置１０２における改質ガスの精製方式は、特に限定されない。例えば、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）方式、脱炭酸とメタネーションを組み合せた方式、及び、パラジウム合金などの材料からなる水素透過膜を用いた方式が使用できる。また、ＰＣＰ（Porous Coordination Polymer）と呼ばれるナノサイズの空間をもつ多孔性配位高分子材料を水素透過材料として用いる方式も使用可能である。ＰＣＰを用いる方式は、ＰＳＡ方式又は合金からなる水素透過膜を用いる方式と比較して、より低いガス圧で純度の高い水素を精製できるという利点を有する。
【００１９】
多孔性配位高分子材料とは、有機配位子を金属イオンに連結して作られる高分子材料のことである。有機配位子と金属イオンの種類を制御することにより、その細孔壁の構造を自在に交換し、細孔の空間の大きさ及び細孔壁の性質を随意に制御して、任意のガスのみを透過させたり貯蔵させたりする性質を、高分子材料に与えることができる。
【００２０】
水素精製装置１０２を透過できなかった、水素ガス以外の不純ガス成分からなるオフガスは、連続的に又は一定時間おきに、燃料電池システム外部に排出されるか、又は、改質器１０１へオフガスを導入する配管（図示せず）をさらに設けて、燃料として改質器１０１へ再導入されてもよい。
【００２１】
水素精製装置１０２を透過した水素ガスは、ガス配管１００ｃ上に設けられたポンプ１０６の動力により、ガス配管１００ｃを導通して水素貯蔵容器１０３へ導入される。なお、ポンプ１０６の設置は必ずしも必要ではなく、例えばポンプ１０５の動力のみで水素ガスの輸送を行ってもよい。また、ポンプ１０６のみを設置して、ポンプ１０５は設置せずに、ポンプ１０６の動力で改質器１０１と水素精製装置１０２間のガス輸送を行ってもよい。
【００２２】
水素貯蔵容器１０３に貯蔵された水素ガスは、燃料電池１０４の水素ガス要求量に応じて、ガス配管１００ｄ上に設けられたレギュレータ１０７によって、必要な分だけ燃料電池１０４のアノード部に供給される。レギュレータ１０７は、燃料電池１０４への水素ガス供給量を調節する機能を有していればよく、特に限定されない。例えば、マスフローコントローラーなどが使用可能である。
【００２３】
水素貯蔵容器１０３から燃料電池１０４への水素ガスの輸送は、水素貯蔵容器１０３の水素ガス圧により行われることが好ましい。しかし、場合により、ガス配管１００ｄ上にポンプなどの動力源を設置して、水素ガスの輸送を行ってもよい。
【００２４】
燃料電池１０４は、固体高分子形、リン酸形、溶融炭酸形及び固体酸化物形など、いずれの方式のものでもよいが、本実施の形態の燃料電池システムには、運転温度が低く水素ガス以外の影響を受けやすい固体高分子形燃料電池が好ましく利用できる。
【００２５】
水素貯蔵容器１０３には、例えば、高圧水素タンク方式、水素吸蔵合金方式及びカーボンナノチューブのような炭素系材料方式のものが使用できる。これらの中でも、高圧水素タンク方式の容器は、容器内部の水素ガスの量を、容器内の圧力を計測することで簡便に把握することができるので、水素貯蔵容器１０３に好適に用いられる。この場合、高圧水素タンク方式の容器には、ガス圧計（水素ガス量測定器）が設置されており、このガス圧計が容器内のガスの圧力を計測することによって、貯蔵されている水素ガスの量が測定される。
【００２６】
改質器１０１は、停止、昇温及び降温時を除き、改質効率が最大改質効率に対して９０〜１００％の範囲内となるように、連続運転される。改質効率(ＨＨＶベース)は、都市ガス等の原料ガスから発電燃料である水素を生成する効率を、原料ガスの総発熱量に対する水素の総発熱量の比で示した値である。一般的な改質器の最大改質効率は、８０〜９０％(例えば、８５％)である。改質器１０１のより高効率な運転を考慮すると、改質器１０１は最大改質効率で連続運転されることが好ましい。なお、改質器１０１が連続運転されている間、生成する水素ガス量は、燃料電池１０４の要求水素量に関りなく一定である。
【００２７】
以下、改質器１０１の改質効率が最大改質効率での運転を、定格運転という場合がある。
【００２８】
改質器１０１で生成する水素ガスの量が、燃料電池１０４の要求水素量を上回っている時には、余剰の水素ガスは水素貯蔵容器１０３に貯蔵され、燃料電池１０４の要求水素量に満たない場合は、不足分は水素貯蔵容器１０３に貯蔵されている水素ガスを放出することでまかなわれる。
【００２９】
水素貯蔵容器１０３に貯蔵される水素ガスの量が多くなり、水素貯蔵容器１０３内の水素ガスの圧力が、水素貯蔵容器１０３で安全に貯蔵される水素ガスの最大圧力、又は、別に法律などで定められる規制値などにより設定される最大圧力に基づいて予め設定された上限値（第１の閾値）に達してしまった場合、改質器１０１は、改質ガスの生成を停止、好ましくは運転を停止する。
【００３０】
改質器１０１が改質ガスの生成を停止した状態において、水素貯蔵容器１０３内の水素ガスの量（水素ガスの圧力）が、予め設定された下限値（第３の閾値）まで低下した場合、改質器１０１は再起動されて、改質ガスの生成を開始する。前記下限値は、改質器１０１が完全に冷却した後、定格運転できるまでの時間と、燃料電池１０４が消費する水素ガス量とから定められる固定値によって決定されてもよい。また、改質器１０１が運転を停止して完全冷却される前に、改質器１０１の運転を再開すると、定格運転に達するまでの時間が、運転を再開した時点での改質器１０１の温度に依存して異なる。そのため、前記下限値は、改質器１０１が運転を停止して温度が下降していく際の温度に依存して決定される変数によって決定されてもよい。
【００３１】
図２には、本実施の形態における燃料電池システムの運転方法のフローチャートが示されている。図３には、本実施の形態における水素貯蔵容器１０３内の水素圧の経時変化の一例が示されている。図４には、本実施の形態における改質器１０１の出力の経時変化の一例が示されている。以下、図２〜４を参照しながら、本実施の形態における燃料電池システムの運転方法について説明する。
【００３２】
ここでは、改質器１０１が連続で定格運転されている状態を初期状態とし（Ｓ１１）、図３及び図４においては初期状態の時刻をＴ１で表している。燃料電池１０４で消費される水素ガス量が減少し、改質器１０１で生成される水素ガス量が、燃料電池１０４で消費される水素ガス量に対して過剰な状態が続くと、水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐは増加していく。水素貯蔵容器１０３の耐圧性能などから決定される、水素貯蔵容器１０３で貯蔵できる水素圧の上限値（第１の閾値）をＰｍａｘとすると、水素圧ＰがＰｍａｘに到達したとき（Ｓ１２）、改質器１０１は改質ガスの生成を停止する（Ｓ１３）。ここでは、改質器１０１が運転を停止する例が示されている。図３及び図４において、時刻Ｔ２は、水素圧ＰがＰｍａｘに到達した時刻を示す。
【００３３】
改質器１０１が改質ガスの生成を停止した状態において、燃料電池１０４で水素貯蔵容器１０３に貯蔵された水素ガスの消費が行なわれることによって、水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐが低下していき、水素圧Ｐが下限値（第３の閾値）Ｐｍｉｎに達したとき（Ｓ１４）、改質器１０１は再起動される（Ｓ１５）。図３及び図４において、時刻Ｔ３は、水素圧ＰがＰｍｉｎに到達した時刻を示す。
【００３４】
改質器１０１が再起動された後は、水素貯蔵容器１０３内の水素圧ＰがＰｍａｘに達しない限り、改質器１０１は連続で定格運転される。
【００３５】
前述の運転方法により、本実施の形態の燃料電池システムは、改質器の効率を低下させることなく、結果として燃料電池システム全体の発電効率を落とさずに、高い効率で運転することが可能となる。また、純度の高い水素を燃料として燃料電池を運転することにより、負荷変動への高速対応を可能にすることができる。
【００３６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における燃料電池システムについて説明する。本実施の形態の燃料電池システムは、改質器の運転方法が実施の形態１の燃料電池システムと異なる点を除いて、実施の形態１の燃料電池システムと同じである。したがって、本実施の形態の燃料電池システムの構成要素は、図１に示された燃料電池システムと同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。以下に、図１及び図５〜７を参照しながら、本実施の形態の燃料電池システムにおける改質器の運転方法について説明する。図５は、本実施の形態における燃料電池システムの運転方法のフローチャートを示す。図６は、本実施の形態における水素貯蔵容器内の水素圧の経時変化の一例を示す。図７は、本実施の形態における改質器の出力の経時変化の一例を示す。なお、図６及び図７における時刻Ｔ１〜Ｔ３は、図３及び図４における時刻Ｔ１〜Ｔ３と同じ意味で用いられている。
【００３７】
本実施の形態においては、利用者の生活パターンを学習する機能などにより、燃料電池１０４を定格で運転開始する時刻（電力需要開始予想時刻）が決められている。利用者の生活パターンは、燃料電池１０４に保存されてもよいし、外部にサーバ（図示せず）を設置して保存されてもよい。
【００３８】
本実施の形態においては、水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐの閾値として、Ｐｍｉｎ（第３の閾値）及びＰｍａｘ（第１の閾値）とは異なる、Ｐｘ（第２の閾値）という別の閾値がさらに設定されている。Ｐｘは、Ｐｍｉｎ＜Ｐｘ＜Ｐｍａｘの関係を満たす。
【００３９】
本実施の形態の燃料電池システムでは、水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達した時刻と、利用者の生活パターンから予想される電力需要開始予想時刻との関係に応じて、改質器１０１の運転方法が異なる。なお、ここでは、改質器１０１が連続で定格運転されている状態を初期状態（Ｓ２１）とする。
【００４０】
水素圧Ｐが減少しているか、又は、水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達していない場合は、そのまま連続で定格運転が継続される（Ｓ２２）。一方、水素圧Ｐが減少しておらず、水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達したと判断された場合に（Ｓ２２）、水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達した時刻（Ｔ４）が、利用者の生活パターンから予想される電力需要開始予想時刻よりも前であって、且つ、電力需要開始予想時刻に対して所定の時間範囲内であるかどうかが判断される（Ｓ２３）。水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達した時刻（Ｔ４）が、利用者の生活パターンから予想される電力需要開始予想時刻よりも前であって、且つ、電力需要開始予想時刻に対して所定の時間範囲内である場合、改質器１０１における改質ガスの生成を完全に停止する、又は、改質器１０１の運転を完全に停止してしまうよりも、改質器１０１を定格運転から許容される範囲内の状態に下げて運転した方が、システムとしてのエネルギー損失が小さくなる。そこで、このような場合は、改質器１０１は、出力が最大改質効率の９０％を下限として低下した状態で、運転が継続される（Ｓ２４）。出力が低下した状態で運転された場合であっても、最大改質効率の９０％までであれば、システムの発電効率を大きく低下させることはない。なお、所定の時間範囲は特に限定されず、適宜選択することが可能であるが、例えば２０〜６０分の範囲内で決定するとよく、一例として３０分が挙げられる。
【００４１】
出力を低下させて改質器１０１の運転を継続している状態において、水素貯蔵容器１０３内の水素圧ＰがＰｍａｘに達してしまった場合は（Ｓ２５）、改質器１０１の運転が停止される（Ｓ２６）。一方、出力を低下させて改質器１０１の運転を継続している状態において、電力需要予想開始時刻となって燃料電池１０４の定格運転が始まった場合、改質器１０１は定格運転に復帰する（Ｓ２７）。
【００４２】
水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達した時刻（Ｔ４）が、電力需要開始予想時刻よりも前であるが所定の時間範囲外である場合は、水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達したときに、改質器１０１は改質ガスの生成を停止する（Ｓ２３，Ｓ２６）。ここでは、改質器１０１が運転を停止する例が示されている。運転を停止した後のフローは、実施の形態１の場合と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４３】
水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達してから、電力需要開始予想時刻に達するまでの間、改質器１０１が最大改質効率の９０％で運転している時に生成する水素量を水素貯蔵容器１０３に貯蔵しても、水素貯蔵容器１０３内の水素圧ＰがＰｍａｘに達しないように、圧力Ｐｘが決定されることが望ましい。
【００４４】
なお、本実施の形態では、水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達した時刻（Ｔ４）が、電力需要開始予想時刻よりも前であるが所定の時間範囲外である場合には、改質器１０１は改質ガスの生成を停止するが、この方法に限定されない。例えば、水素圧Ｐが圧力Ｐｘに達した時刻（Ｔ４）が、電力需要開始予想時刻よりも前であるが所定の時間範囲外である場合は、水素貯蔵容器１０３内の水素圧Ｐが圧力Ｐｘよりも大きくなった場合であっても、水素ＰｘがＰｍａｘに到達するまで改質器１０１の定格運転を継続することも可能である。
【００４５】
前述の運転方法により、本実施の形態の燃料電池システムは、改質器の効率を低下させることなく、結果として燃料電池システム全体の発電効率を落とさずに、高い効率で運転することが可能となる。また、純度の高い水素を燃料として燃料電池を運転することにより、負荷変動への高速対応を可能にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の燃料電池システムは、高効率での運転が可能であるので、住宅用の燃料電池システムとしてはもちろんのこと、燃料電池自動車用の燃料電池システムなど、様々な用途に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１００ａ〜１００ｄ    ガス配管
１０１    改質器
１０２    水素精製装置
１０３    水素貯蔵容器
１０４    燃料電池
１０５、１０６    ポンプ
１０７    レギュレータ
【図１】
0005884071.tif 000004
【図２】
0005884071.tif 000005
【図３】
0005884071.tif 000006
【図４】
0005884071.tif 000007
【図５】
0005884071.tif 000008
【図６】
0005884071.tif 000009
【図７】
0005884071.tif 000010