(57)【要約】  【課題】  複数の発電系統のうち一部の発電系統が発電不能または発電量低下となった場合でも発電を継続できる燃料電池システムを提供する。  【解決手段】  原燃料ガスを改質する改質器３と、該改質器３に原燃料ガスを供給する原燃料ポンプ３５と、改質器３に水を供給する水ポンプ１２と、改質器３にて生成された改質ガスが供給されるスタック５と、該スタック５に空気を供給するブロア３７と、改質器３への原燃料ガスの供給路を開閉する開閉弁４１とを具備する複数の発電系統１と、該複数の発電系統１の供給路にそれぞれ原燃料ガスを供給する１本の上流側原燃料供給路４５と、複数の発電系統１の一部の発電系統１が発電不能となった場合、または一部の発電系統１の発電量が低下した場合に、一部の発電系統１のみの開閉弁４１を閉に制御する制御装置７とを具備することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料ガスを改質する改質器と、該改質器に原燃料ガスを供給する原燃料ポンプと、前記改質器に水を供給する水ポンプと、前記改質器にて生成された改質ガスが供給されるスタックと、該スタックに空気を供給するブロアと、前記改質器への前記原燃料ガスの供給路を開閉する開閉弁とを具備する複数の発電系統と、該複数の発電系統の前記供給路にそれぞれ前記原燃料ガスを供給する１本の上流側原燃料供給路と、前記複数の発電系統の一部の発電系統が発電不能となった場合、または前記一部の発電系統の発電量が所定量以下に低下した場合に、前記一部の発電系統のみの前記開閉弁を閉に制御する制御装置とを具備することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記複数の発電系統の前記スタックおよび前記改質器がぞれぞれ合金製の筐体内に収納されており、複数の前記筐体が当接もしくは近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記一部の発電系統の前記スタックが収容された筐体に隣接する筐体の温度を上げるべく、前記原燃料ポンプ、前記水ポンプおよび前記ブロアの少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項２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、複数の発電系統を具備する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、種々の燃料電池装置が提案されており、このような燃料電池装置としては、外装ケース内に燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを動作させるための補機とを収納してなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この燃料電池装置では、外装ケース内が仕切板により上下に仕切られており、その上方側に燃料電池モジュールが収容され、下方側には、燃料電池モジュールを動作させるための補機類が収容されている。補機としては、空気を供給するブロア、原燃料を供給する原燃料ポンプ、脱硫器、改質器に水を供給するための水ポンプ等が挙げられ、これらの補機を制御する制御装置を具備している。
【０００４】
燃料電池モジュールは、収納容器内に、複数の燃料電池セルを電気的に直列に接続してなるスタック装置を収納して構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３８１８５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、従来の燃料電池システムは、一つの燃料電池モジュールに原燃料等を供給する補機類が１セット収納された単一の発電系統であり、一つの補機が故障すると、発電不能となり、燃料電池システム全体を停止せざるを得なかった。
【０００７】
本発明は、複数の発電系統のうち一部の発電系統が発電不能または発電量低下となった場合でも発電を継続できる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】
【０００８】
本発明の燃料電池システムは、原燃料ガスを改質する改質器と、該改質器に原燃料ガスを供給する原燃料ポンプと、前記改質器に水を供給する水ポンプと、前記改質器にて生成された改質ガスが供給されるスタックと、該スタックに空気を供給するブロアと、前記改質器への前記原燃料ガスの供給路を開閉する開閉弁とを具備する複数の発電系統と、該複数の発電系統の前記供給路にそれぞれ前記原燃料ガスを供給する１本の上流側原燃料供給路と、前記複数の発電系統の一部の発電系統が発電不能となった場合、または前記一部の発電系統の発電量が所定量以下に低下した場合に、前記一部の発電系統のみの前記開閉弁を閉に制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の燃料電池システムでは、制御装置は、複数の発電系統の一部の発電系統が発電不能となった場合、または一部の発電系統の発電量が低下した場合に、一部の発電系統のみの原燃料ガスの開閉弁を閉に制御するため、一部の発電系統が停止される一方で、他の発電系統の発電が継続され、複数の発電系統のうち一部の発電系統が発電不能または発電量低下となった場合でも発電を継続できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複数の発電系統を有する燃料電池システムを示すブロック図である。
【図２】発電系統、貯湯ユニットおよびこれらの接続を示す構成図である。
【図３】スタックが収容された筐体（燃料電池モジュール）を４個当接して配置した状態を示す斜視図である。
【図４】燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図５】図３に示す燃料電池モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、４個の発電系統（燃料電池装置）１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備える燃料電池システムの一形態を示すブロック図である。なお、図１においては、燃料電池装置として固体酸化物形の燃料電池を用いる場合を示しており、以降の説明においては、燃料電池として固体酸化物形の燃料電池を例示して説明する。
【００１２】
燃料電池システムは、図１および図２に示すように、４個の発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）と、それぞれの発電系統１に接続され、熱交換後の湯水を貯湯する一つの貯湯ユニット２と、発電系統１と貯湯ユニット２間を水が循環するための循環配管１５とから構成されている。発電系統１、貯湯ユニット２を、それぞれを図２に一点鎖線で囲って示す。なお、図２では、１個の発電系統１に貯湯ユニット２が接続されている状態を記載しているが、実際は４個の発電系統１に１個の貯湯ユニット２が接続されている。
【００１３】
発電系統１は、系統電源に連系し、燃料ガスと空気とで発電を行なう燃料電池スタック（以下、スタックということがある）５、都市ガス等の原燃料を供給する原燃料供給管１８、スタック５に空気を供給するための空気供給管１９、原燃料と空気または水蒸気とにより原燃料を改質する改質器３を備えている。
【００１４】
原燃料供給管１８は電動式の原燃料ポンプ３５を具備し、この原燃料ポンプ３５で原燃料、例えば、都市ガス、プロパンガス等を改質器３に供給している。空気供給管１９は電動式のブロア３７を具備し、このブロア３７で空気をスタック５に供給している。改質器３、スタック５、原燃料供給管１８および空気供給管１９でスタック装置２１を構成しており、後述する合金製の筐体２２内にスタック装置２１を収容して燃料電池モジュール４が構成されている。発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、それぞれスタック５を具備している。
【００１５】
発電系統１の原燃料ポンプ３５の上流側には原燃料ガス流量を測定する流量計３９が配置され、この流量計３９の上流側には、原燃料供給管１８からなる供給路を開閉する開閉弁４１が配置されている。発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）のそれぞれの原燃料供給管１８には、図１に示したように、１本の上流側原燃料供給管４５が接続され、この上流側原燃料供給管４５には、脱硫器４７が設けられている。
【００１６】
なお、後述するが、スタック５と改質器３とを筐体２２に収納することで、図４、５に示すような燃料電池モジュール４（以下、モジュールという場合がある）が構成されている。図２においては、モジュール４を二点鎖線により囲って示している。
【００１７】
また、図２に示す燃料電池システムにおいては、熱交換器８で生成された凝縮水を処理するための凝縮水処理装置９と、凝縮水処理装置９にて処理された水（純水）を貯水するための水タンク１１とが設けられており、水タンク１１と熱交換器８との間が凝縮水供給管１０により接続されている。発電系統１の熱交換器８と貯湯ユニット２の貯湯タンク１６との間は、水を循環させる循環配管１５とで接続されている。熱交換器８では、発電系統１のスタック５の発電により生じた排ガス（排熱）と、貯湯ユニット２の水との間で熱
交換を行なうように構成されている。
【００１８】
なお、熱交換器８での熱交換により生成される凝縮水の水質によっては、凝縮水処理装置９を設けない構成とすることもできる。また、凝縮水処理装置９が水を貯水する機能を有する場合には、水タンク１１を設けない構成とすることもできる。
【００１９】
水タンク１１と改質器３とは水供給管１３により接続されており、この水供給管１３には水供給装置である水ポンプ１２が設けられており、水タンク１１に貯水された水は水ポンプ１２により改質器３に供給されるように構成されている。
【００２０】
さらに図２に示す発電系統１には、補機として、パワーコンディショナ（供給電力調整部）６、パワーコンディショナ６の換気ファン（図示せず）、原燃料供給管１８の原燃料ポンプ３５、空気供給管１９のブロア３７のほか、筐体２２内の各種センサ、循環配管１５内の水を循環させる循環ポンプ１７、出口水温センサ１４、後述する着火装置等が設けられている。
【００２１】
なお、図１に示す燃料電池システムの発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）についても、それぞれ図２に示す補機を有しているが、図１においては、原燃料供給管１８の原燃料ポンプ３５、空気供給管１９のブロア３７、原燃料ガスの流量を検出する流量計３９、原燃料供給管１８の供給路を開閉する開閉弁４１等の一部のみ記載している。
【００２２】
パワーコンディショナ６は、モジュール４にて発電された直流電力を交流電力に変換し、変換された電力を外部の負荷に供給する量を調整するものである。出口水温センサ１４は、熱交換器８の出口に設けられ熱交換器８の出口を流れる水（循環水流）の水温を測定する。
【００２３】
本実施形態では、図１に示したように、４個の発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有しており、一つの貯湯ユニット２は４個の発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に接続され、それぞれの発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の熱交換器８において熱交換されて高温の湯水が貯湯タンク１６に溜められる。
【００２４】
そして、本実施形態では、制御装置７は、複数の発電系統１の一部の発電系統１が発電不能となった場合、または一部の発電系統１の発電量が所定量以下に低下した場合に、一部の発電系統１のみの原燃料ガスの開閉弁４１を閉に制御する。所定量とは、例えば、発電系統１の定格発電量の８０％以下とされている。
【００２５】
このような燃料電池システムでは、例えば、４個の発電系統１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）のうち、発電系統１ａの補機が故障した場合には、制御装置７は、発電系統１ａの原燃料ガスの開閉弁４１のみを閉にする。これにより、発電系統１ａのスタック５での発電が停止される一方で、発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄにおける発電は継続されるため、燃料電池システムとして発電を継続できる。
【００２６】
また、一部の発電系統１が発電不能もしくは発電量が低下した場合に、メンテナンスを促す信号を発信させたり、システムのリモコン等に表示させたりすることができる。
【００２７】
さらに、各スタック５の電圧からスタック劣化状況を確認し、劣化状況に応じて、各スタック５の最大出力を抑制する。最大出力を抑制することで、スタック５の劣化を遅らせることができる。あるいは、スタック５の寿命を延ばすことができる。具体的には、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と電圧のテーブルを元に、最大出力を決定する。
【００２８】
また、各スタック５の電圧からスタック劣化状況を確認し、劣化状況に応じて、各スタック５の燃料利用率を制御する。燃料利用率を制御することで、スタック５の劣化を遅らせることができる。あるいは、スタック５の寿命を延ばすことができる。具体的には、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と電圧のテーブルを元に、電圧が閾値よりも低下した場合には、燃料利用率を低下させる。
【００２９】
さらに、各スタック５の代表的な温度からスタック劣化状況を確認し、劣化状況に応じて、各スタック５の最大出力を抑制する。最大出力を抑制することで、スタック５の劣化を遅らせることができる。あるいは、スタック５の寿命を延ばすことができる。具体的には、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温度のテーブルを元に、最大出力を決定する。
【００３０】
また、各スタック５の代表的な温度からスタック劣化状況を確認し、劣化状況に応じて、各スタック５の空気利用率を制御する。空気利用率を制御することで、スタック５の劣化を遅らせることができる。あるいは、スタック５の寿命を延ばすことができる。具体的には、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温度のテーブルを元に、スタック５の代表的な温度が閾値よりも上昇した場合には、空気利用率を低下させる。または、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温度のテーブルを元に、スタック５の代表的な温度が閾値よりも低下した場合には、空気利用率を上昇させる。
【００３１】
また、各スタック５の代表的な温度からスタック劣化状況を確認し、劣化状況に応じて、各スタック５の燃料利用率を制御する。燃料利用率を制御することで、スタック５の劣化を遅らせることができる。あるいは、スタック５の寿命を延ばすことができる。具体的には、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温度のテーブルを元に、スタック５の代表的な温度が閾値よりも上昇した場合には、燃料利用率を上昇させる。または、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温度のテーブルを元に、スタック５の代表的な温度が閾値よりも低下した場合には、燃料利用率を低下させる。
【００３２】
さらに、各スタック５の代表的な温度からスタック劣化状況を確認し、劣化状況に応じて、各スタックのS/C（改質水と燃料ガスの比率）を制御する。S/Cを制御することで、スタック５の劣化を遅らせることができる。あるいは、スタック５の寿命を延ばすことができる。具体的な運転方法としては、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温度のテーブルを元に、スタック５の代表的な温度が閾値よりも上昇した場合には、S/Cを上昇させる。または、各スタック５について、制御部メモリに保存された出力と温
度のテーブルを元に、スタック５の代表的な温度が閾値よりも低下した場合には、S/Cを
低下させる。
【００３３】
図３は、筐体２２内にスタック装置２１を収容した４個のモジュールを、当接もしくは近接して配置した状態を示している。これらのモジュールでは、原燃料ガスおよび水の供給位置が、隣接するモジュール間では筐体の対向面の位置とされ、また、空気の供給位置と排ガスの排出位置が、隣接するモジュール間では反対の位置とされ、各モジュールでの温度を均一化できるように構成されている。
【００３４】
そして、制御装置７は、発電不能または発電量が低下した、例えば発電系統１ａのスタック５が収容された筐体２２に隣接する発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄの筐体２２の温度を上げるべく、原燃料ポンプ３５、水ポンプ１２およびブロア３７の少なくとも１つを制御する。例えば、原燃料ポンプ３５による原燃料の供給量を増加させ、発電系統１ａに隣接する発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄのスタック５の燃料利用率を下げる。これにより、燃料電池セルの発電に利用されなかった余剰の燃料ガスが燃焼し、発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄの筐
体２２内の温度を向上でき、燃料電池システムとして最適温度を維持できる。
【００３５】
また、例えば、ブロア３７による空気供給量を低下させ、発電系統１ａに隣接する発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄのスタック５の空気利用率を上げる。これにより、発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄの筐体２２内への空気供給量を低下できるため、発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄの筐体２２内の温度を向上でき、燃料電池システムとして最適温度を維持できる。
【００３６】
さらに、例えば、水ポンプ１２および原燃料ポンプ３５による供給量を制御し、発電系統１ａに隣接する発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄのＳ／Ｃ（改質水と燃料ガスの比率）を低下させ、発電系統１ｂ、１ｃ、１ｄの筐体２２内の温度を向上でき、燃料電池システムとして最適温度を維持できる。
【００３７】
図４、図５は、発電系統１を構成するモジュール４の一形態を示し、図４はモジュール４を示す外観斜視図であり、図５は図４に示すモジュール４の断面図である。
【００３８】
図４に示すモジュール４においては、筐体２２の内部に、複数の柱状の燃料電池セル２３の下端をガラスシール材等の絶縁性接合材（図示せず）でガスタンク２４に固定してなるスタック５を２つ備えるスタック装置２１を収納している。スタック５は、複数の燃料電池セル２３を立設させた状態で一列に配列し、隣接する燃料電池セル２３間が集電部材（図示せず）を介して電気的に直列に接続されている。燃料電池セル２３は、内部を燃料ガスが流通するガス流路（図示せず）を有している。
【００３９】
なお、スタック５の両端部には、スタック５（燃料電池セル２３）の発電により生じた電気を集電して外部に引き出すための、電流引き出し部を有する導電部材が配置されている（図示せず）。なお、図４においては、スタック装置２１が２個のスタック５を備えている場合を示しているが、適宜その個数は変更することができ、例えばスタック５を１個だけ備えていてもよく、３個以上備えていても良い。
【００４０】
また、筐体２２には、後述する燃料電池セル２３を通過した燃料ガスを燃焼させるための電動式の着火装置、モジュール４内の温度を測定するための熱電対が設けられている。
【００４１】
また、図４においては、燃料電池セル２３として、内部を燃料ガスが長手方向に流通するガス流路を有する中空平板型で、ガス流路を有する支持体の表面に、燃料極層、固体電解質層および酸素極層を順に積層してなる固体酸化物形の燃料電池セル２３を例示している。なお、燃料電池セル２３においては、内部を空気が長手方向に流通するガス流路を有する形状とすることもできる。この場合、内側より酸素極層、固体電解質層、燃料極層を順に設け、モジュール４の構成は適宜変更すればよい。さらには、燃料電池セル２３は中空平板型に限られるものではなく、例えば平板型や円筒型とすることもでき、あわせて筐体２２の形状を適宜変更することが好ましい。
【００４２】
また、図４に示すモジュール４においては、燃料電池セル２３の発電で使用する燃料ガスを得るために、改質器３をスタック５の上方に配置している。この改質器３に、原燃料供給管１８を介して都市ガス等の原燃料を供給し、改質して水素ガスを含む燃料ガスを生成する。
【００４３】
また、改質器３は、効率のよい改質反応である水蒸気改質と、部分酸化改質とを行なうことができる構造とすることができ、水を気化させるための気化部２６と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒（図示せず）が配置された改質部２５とを備えている。
【００４４】
改質触媒としては、水蒸気改質のほか、部分酸化改質も可能な燃焼触媒を用いることが
できる。
【００４５】
そして、図４に示すように、改質器３で生成された燃料ガス（水素含有ガス）は、燃料ガス流通管２７を介してガスタンク２４に供給され、ガスタンク２４より燃料電池セル２３の内部に設けられたガス流路に供給される。なお、スタック装置２１の構成は、燃料電池セル２３の種類や形状により、適宜変更することができ、例えばスタック装置２１に改質器３を含むこともできる。
【００４６】
また図４においては、筐体２２の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されるスタック装置２１を後方に取り出した状態を示している。ここで、図４に示したモジュール４においては、スタック装置２１を、筐体２２内にスライドして収納することが可能である。
【００４７】
なお、筐体２２の内部には、空気が燃料電池セル２３の側方を下端部から上端部に向けて流れるように、空気を供給するための空気導入部材２９が配置されている。この空気導入部材２９は、ガスタンク２４に並置されたスタック５の間に配置されている。
【００４８】
図５に示すように、モジュール４を構成する筐体２２は、内壁３３と外壁３４とを有する二重構造で、外壁３４により筐体２２の外枠が形成されるとともに、内壁３３によりスタック装置２１を収納する発電室３５が形成されている。さらに筐体２２においては、内壁３３と外壁３４との間を、燃料電池セル２３に導入する空気が流通する空気流路４０としている。この空気流路４０に、空気導入部材２９が接続されている。
【００４９】
ここで、筐体２２内には、空気導入部材２９が、内壁３３を貫通して挿入されて固定されている。空気導入部材２９は、筐体２２の上部より、上端側に空気が流入するための空気流入口（図示せず）とフランジ部４４とを備え、下端部にスタック５の下端部に空気を導入するための空気流出口が設けられている。
【００５０】
なお、図５においては、空気を筐体２２内に導入する空気導入部材２９が、筐体２２の内部に並置された２つのスタック５間に位置するように配置されているが、スタック５の数により、適宜配置することができる。例えば、筐体２２内にスタック５を１つだけ収納する場合には、空気導入部材２９を２つ設け、スタック５を両側から挟み込むように配置することができる。
【００５１】
また発電室３５内には、モジュール４内の熱が極端に放散され、スタック５の温度が低下して発電量が低減しないよう、モジュール４内の温度を高温に維持するための断熱部材３７が適宜設けられている。
【００５２】
断熱部材３７は、スタック５の近傍に配置することが好ましく、特には、燃料電池セル２３の配列方向に沿ってスタック５の側面側に配置するとともに、スタック５の側面における燃料電池セル２３の配列方向に沿った幅と同等またはそれ以上の幅を有する断熱部材３７を配置することが好ましい。
【００５３】
また、燃料電池セル２３の配列方向に沿った内壁３３の内側には、排ガス用内壁３９が設けられており、内壁３３と排ガス用内壁３９との間が、発電室３５内の排ガスが上方から下方に向けて流れる排ガス流路４１とされている。なお、排ガス流路４１は、筐体２２の底部に設けられた排気孔４５と通じている。
【００５４】
それにより、モジュール４の運転に伴って生じる排ガスは、排ガス流路４１を流れた後、排気孔４５より排気される構成となっている。なお、排気孔４５は筐体２２の底部の一部を切り欠くようにして形成してもよく、また管状の部材を設けることにより形成しても
よい。
【００５５】
ここで、モジュール４においては、後述する燃料電池セル２３を通過した燃料ガスに着火させるための電動式の着火装置が、燃料電池セル２３と改質器３との間に位置するようにそれぞれ挿入されている。
【００５６】
固体酸化物形の燃料電池においては、燃料電池セル２３が発電可能となる温度が高温であるため、燃料電池システムの起動工程においてはモジュール４の温度を高温に上昇させる必要があり、また燃料電池システムの通常運転工程には、モジュール４を高温に維持する必要がある。ここで、図４および図５に示すモジュールにおいては、着火装置を作動させて、燃料電池セル２３を通過した燃料ガスを燃焼させることで、モジュール４の温度を向上させることができ、それによりモジュール４の起動処理を行なうことができる。あわせて、改質器３の温度も向上させることができる。
【００５７】
なお、空気導入部材２９の内部には、スタック５近傍の温度を測定するための熱電対が配置されており、熱電対の測温部が燃料電池セル２３の長手方向の中央部でかつ燃料電池セル２３の配列方向における中央部に位置するように配置されている。
【００５８】
ここで、燃料電池システムの通常起動工程および通常運転工程について説明する。先ず原燃料供給管１８の電動式の原燃料ポンプ３５、空気供給管１９の電動式のブロア３７を作動させる。この時点ではモジュール４の温度が低いため、燃料電池セル２３での発電や改質器３での改質反応は行なわれない。
【００５９】
次に、発電系統１のモジュール４に設けられた着火装置を作動させる。それにより、原燃料供給管１８の原燃料ポンプ３５より供給され、スタック５を通過した燃料ガスが燃焼し、その燃焼熱により、モジュール４や改質器３の温度が上昇する。改質器３の温度が水蒸気改質可能な温度となれば、水ポンプ１２を作動させ改質器３に水を供給する。それにより、改質器３にて燃料電池セル２３の発電に必要な水素含有ガスである燃料ガスが生成される。燃料電池セル２３は、発電開始可能な温度となれば、改質器３にて生成された燃料ガスと、空気供給管１９より供給される空気とで発電を開始する。
【００６０】
ここで、燃料電池システムの起動工程を完了させ、通常運転工程に切り替える。スタック５で生じた電力は、パワーコンディショナ６にて交流に変換された後、外部負荷の要求に応じて、制御装置７により外部負荷に供給制御されるとともに、補機にも、系統電源からの電力供給に替えてスタック５からの電力が供給されるように制御される。
【００６１】
なお、制御装置７は、スタック５の発電量に対応して必要となる空気を供給するように、空気供給管１９の電動式のブロア３７の動作を制御し、あわせて、改質器３にて、スタック５の発電量に対応して必要となる燃料ガスを生成するように、原燃料供給管１８の電動式の原燃料ポンプ３５の動作を制御するとともに、水供給装置である電動式の水ポンプ１２の動作を制御する。
【００６２】
スタック５の運転に伴って生じた排ガスは、熱交換器８に供給され、循環配管１５を流れる水とで熱交換される。熱交換器８での熱交換により生じたお湯は、循環配管１５を流れて貯湯タンク１６に貯水される。一方、熱交換器８での熱交換によりスタック５より排出される排ガスに含まれる水が凝縮水となり、凝縮水供給管１０を通じて、凝縮水処理装置９に供給される。凝縮水は、凝縮水処理装置９にて純水とされて、水タンク１１に供給される。水タンク１１に貯水された水は、水供給装置である電動式の水ポンプ１２により水供給管１３を介して改質器３に供給される。このように、凝縮水を有効利用することにより、水自立運転を行なうことができる。
【００６３】
以上、本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
【００６４】
例えば、上記形態では、４つの発電系統を有する燃料電池システムについて記載したが、複数の発電系統を有する燃料電池システムであれば良い。
【符号の説明】
【００６５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：発電系統
３：改質器
４：燃料電池モジュール
５：スタック
７：制御装置
８：熱交換器
１２：水ポンプ
１７：循環ポンプ
１８：原燃料供給管
１９：空気供給管
２１：スタック装置
２２：筐体
３５：原燃料ポンプ
３７：ブロア
３９：流量計
４１：開閉弁
４５：上流側原燃料供給管
【図１】
2015141825.tif 000003
【図２】
2015141825.tif 000004
【図３】
2015141825.tif 000005
【図４】
2015141825.tif 000006
【図５】
2015141825.tif 000007