(57)【要約】  本発明は、燃料電池、燃料電池及びエネルギー消費ユニットの間の調整システムとして機能するように配置された余剰エネルギー貯蔵のための緩衝装置、緩衝装置が満杯の時又は需要に応ずるためエネルギーを廃棄するための廃棄装置、燃料電池が合致できるより大きいエネルギー需要に当たり必要時にエネルギーを別の形のエネルギーに変換するための、又は使用されないそして別の形で貯蔵されるエネルギーの変換のための、又は別の形で廃棄される緩衝装置に貯蔵されるエネルギーの変換のための、エネルギー発生装置／変換装置、を有する安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システム及びそれらの使用手順からなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）燃料電池
ｂ）燃料電池およびエネルギー消費ユニットの間の調整システムとして機能するように配置される余剰エネルギーの貯蔵用緩衝装置からなる安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システム。
システムは更に
ｃ）緩衝装置が満杯又は需要に応ずる時、システムから外へ導かれることを要求されるエネルギー廃棄用廃棄装置。
ｄ）燃料電池が合致できるより大きいエネルギー需要でエネルギー要求の形へ緩衝装置に貯蔵されるエネルギーを変換するための、又は使用されないそして別の形で貯蔵されるエネルギーの変換のための、又は別の形で廃棄される緩衝装置に貯蔵されるエネルギーの変換のためのエネルギー発生装置／変換装置からなることを特徴とする。
【請求項２】
システムは以下の要素、即ち
ａ）いくつかの異なる／同一の燃料電池
ｂ）いくつかの異なる／同一の緩衝装置
ｃ）いくつかの異なる／同一の廃棄装置
ｄ）いくつかの異なる／同一の変換装置
ｅ）いくつかの異なる／同一のサブシステム
の一つ又はいくつかからなることを特徴とする請求項１によるシステム。
【請求項３】
緩衝装置は以下の装置、即ち
ａ）液体の圧力ボイラー
ｂ）水素の水素貯蔵ユニット
の一つ又はいくつかであることを特徴とする請求項１によるシステム。
【請求項４】
廃棄装置は以下の装置、即ち
ａ）蒸気排気管
ｂ）冷却器
ｃ）蒸発器
ｄ）加熱要素
の一つ又はいくつかである請求項１によるシステム。
【請求項５】
変換装置は以下の装置、即ち
ａ）電気分解ユニット
ｂ）冷却器
ｃ）タービン
ｄ）発電機
ｅ）ガスバーナー
ｆ）ＰＥＭ電池(陽子交換膜)
ｇ）加熱要素
ｈ）蒸発器
の一つ又はいくつかである請求項１によるシステム。
【請求項６】
それは以下のサブシステム、即ち
ａ）タービン／コンプレッサを持った煙道ガス回路
ｂ）熱回収及び負荷加熱用ボイラー
ｃ）蒸気タービンをもった蒸気冷却回路
ｄ）電気分解ユニットを持った水素回路
ｅ）水素貯蔵器及びＰＥＭ電池
ｆ）ガス貯蔵器及び分配システムを持ったガス回路
ｇ）タービン駆動発電機、パネル及び制御システムを持った電気エネルギー用分配システム。
の一つ又はいくつかからなることを特徴とする請求項１によるシステム。
【請求項７】
ａ）前記燃料電池により生成され、そして述べたシステムにより使用しないエネルギーは前記緩衝装置に貯蔵され、
ｂ）燃料電池が瞬時に供給できるより多いエネルギーに対する前記システムの需要に当たり、述べた緩衝装置に貯蔵されるエネルギーが使用され、
ｃ）前記緩衝装置に貯蔵できない、瞬時に除去を要求されるエネルギーが前記廃棄装置を経由して廃棄され、
ｄ）別の形で要求されるエネルギーが前記変換装置を経由して変換され、
ｅ）システムの別の部分への移送を要求されるエネルギーが前記サブシステムを経由して移送されることを特徴とする請求項１によるシステム用の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置における燃料電池用システム及びその応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を、電気エネルギー生成器又は違った見地でエネルギーステーションとして使用することは興味を引くことである。燃料電池設備は、例えば燃料経済、環境配慮、資源利用等のため、これらの使用を望ましいこととする多くの特徴を有する。関係する設備は移動ユニットは勿論のこと、静止でありそれらは陸上、海上又は船上、又はその他あらゆる所の永久設備である。しかしこれらの場所は、しばしば電気エネルギー負荷は時がたてば、大なり小なり変動する特徴がある。いくつかの設備は程度の差はあるが予測できる短時間の部分的に大きな負荷変動を有する。更に負荷の瞬間的消失の危険又は可能性、又は非常に急速な負荷増大に対する要望も関係する。この様な設備の規模は数百kWから数十MW迄変動する。
【０００３】
この様な設備に成功するための問題は実際の燃料電池設備は不安定な負荷側面に追従することが困難であることである。化学‐電気プロセスが起こり、そして通例それらが最良に機能する限定された負荷範囲をそれらは有する。燃料電池の上手な利用のため、それらが適するそれらの作動条件内で作動することをそれらは可能にされるべきである。これは燃料電池が限られた範囲で実際の負荷変動にさらされるだけであるべきであることを意味する。
【０００４】
純水素で作動する燃料電池であるいわゆるＰＥＭ電池は、素早く調整できるが、しかしこれらは通常数百kWの小さな設備である。純水素は高価でそして先端技術であると考えられ、これまでかなり限定された容量用が開発されただけの費用のかかる貯蔵施設を必要とする。
【０００５】
例えば天然ガスのような通常水素以外の燃料で作動するいわゆる高温電池は調整のための柔軟性は極めて少ない。これはより安価であるので天然ガス又は他の炭化水素化合物を燃料として利用することができる燃料電池を使用できれば、それは有利である。
【０００６】
燃料電池は、他の装置と比べて特に環境面でこの技術に精通する人々に知られる多くの有利な点を有する。
【０００７】
更に、高温電池を有することも技術的理由で望ましい。次に例えば廃ガス中の熱を利用することができる。言換えれば、それは天然ガス又は他のガス又は炭化水素化合物で作動し、そして経済的に最も興味のある純水素に依存しない高温電池であり、そして本発明が第一に目指すそれは、この型の設備である。工業設備、船舶の作動及び海上設備に関係すると考えられるそれはこのような電池の型である。このような燃料の型に関係するプロジェクトの実現は、これらの電池の型はまだ大きいそして不規則な負荷変動に適さないということで遅れている。本発明を適用することにより、この遅れは排除される。
【発明の開示】
【０００８】
緩衝装置、変換装置及び廃棄装置、今後負荷システムと呼ぶ、のようなこれらの付加システムが周囲のプロセスが要求する負荷変動に気を付け、そしてこれにより設備が設計される骨組及び条件内での電気エネルギー生成器として燃料電池設備が機能できるような方法で燃料電池設備を保護するような方法で燃料電池設備の周囲の技術的システムを建設／配置することにより、本発明はこの問題を解決する。これにより、付加システムはエネルギー生成器と消費器の間の調整システムとしての機能を有する。
【０００９】
本発明は、独立した請求項１及び７の特徴部分により特徴付けられる、一方代わりの解決法は従属する請求項により定義される。
【００１０】
このような付加システムを持って燃料電池設備の使用は大きいそして不規則な負荷変動のある用途に可能となる。好ましくは直流／直流の形で瞬時に余剰エネルギーを除去する目的でボイラーの水ドームの中へ一直線にエネルギーを廃棄するための配置がシステムの基本的特徴である。本発明に関する特別なことは、多くのサブシステム／回路及び要素の組み合わせが共に、以前は知られなかった利点を有するシステムの特徴を全体として提供することである。このようなサブシステム／回路の例は、タービン／コンプレッサを持った煙道ガス回路、熱回収及び付加加熱用ボイラー、蒸気タービンを持った蒸気冷却回路、電気分解装置を持った水素回路、水素貯蔵器及びＰＥＭ電池、ガス貯蔵器及び分配システムを持ったガス回路、タービン駆動発電機を含む電気エネルギー用分配システム、パネル及び制御システムである。このようなシステムの数及び範囲は、プロセス、又は応用で期待される実際の負荷変動に依存する各々の場合において適合される。
【００１１】
この応用で使用される省略語は
ＭＣＦＣ：溶融炭素燃料電池
ＳＯＦＣ：固体酸化物燃料電池
ＰＥＭ：陽子交換膜電池
ＤＣ：直流
【００１２】
この発明は、それ自身知られる構成要素及びサブシステムを持った技術システムを如何に構築し、そしてそれ自身の条件でそして周囲のプロセス／消費システムにおける負荷変動からの最小限の影響及び外乱で燃料電池設備が作動できるような方法で如何に燃料電池と接続及びその周りにこれらを一体化できるかに対する主な解決法である。更にそれが役立つ設備に依存し多かれ少なかれ複雑に構築されるこの付加システムはプロセスの実際の負荷変動及び外乱が要望する要求に合致するような特性、特徴及び容量を有する。
【００１３】
本発明の一部である特性は、
【００１４】
‐実際の燃料電池が即応できるべきである限度を超える大きな変動又は外乱を負荷側面が示せる場合、又はそれらが追従することが望ましくない場合の状況で、電気エネルギーの生成用に使用されることが望まれる燃料電池は、燃料電池が作動耐久性のそれらの機能において不必要に負荷がかからず又は外乱を受けないような方法で需要に合致するような特徴及び容量を有する技術システムと共に配置される。
‐緩衝システムは提供される実際の設備の特徴に応じ色々な構成で組み立てできる。
‐緩衝システムは設備から出る電気エネルギー生成が燃料電池設備を閉鎖する必要なく、ゼロからそのままで燃料電池設備容量よりかなり高い最大容量迄調整できる。
‐緩衝システムは以下になるように全体設備に対する調整システムの重要な部分として機能できる。
・短期継続負荷変動はそれ自身の緩衝装置／廃棄装置容量で付加システムにより処理される。
・余剰エネルギーは非常に短い警報でシステムの外へ導くことができる。
・付加エネルギーは付加システムの内部特徴及び緩衝装置容量の助けで非常に短い警報で提供することができる。
‐付加システムは中央燃料電池設備の最低容量以下及び最高容量以上の両方の広い限度内で設備からエネルギー生成レベルを調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の応用例は
‐電気エネルギー需要における瞬時変動は発電機及び蒸気回路を持った蒸気タービンにより処理される。この回路はそれ自身の内部緩衝装置容量を有する。
‐プロセスにおける大きい瞬時負荷減少は便宜上電気エネルギー／直流の形であると見なされるエネルギー余剰量がボイラーの水ドームへ一直線に廃棄されるか、又はそれは蒸気タービンの外側をそして直接冷却器へ蒸気をバイパスさせ、これにより蒸気タービン駆動発電機を救済することで処理できる。
‐例えば大きな消費のスタートアップ又は船舶を危険な状況から逃すために最大の努力が要求される場合の緊急状況において電気エネルギー生成の瞬時又は非常に急速な増加に対する要求は例えばタービンへの蒸気供給の増加の開始、蒸気生成の増加のためのボイラーの付加燃焼のためのガスバーナー点火、水素のＰＥＭ電池スタート、により達成できる。
【００１６】
高温電池容量を超える容量を共に有するこれらの動作は全て、高温電池への影響の必要なく実際ほんの数秒で非常に短い警報で実行することができる。
【００１７】
高温電池容量より高い、長い時間の負荷は以下により達成できる。
‐水素のＰＥＭ電池の作動
‐ガスによるボイラーの付加点火
‐オイルによるボイラーの付加点火
‐別の燃料によるボイラーの付加点火
【００１８】
非常に低い又は無負荷での長い時間は例えば以下により解決できる。
‐貯蔵器が満杯になる迄貯蔵器用水素を生成する。
‐高温電池をゼロ出力迄下げて調整し、しかしガス燃焼により温度を維持する。
【００１９】
本発明は開示される図の助けによりここでより詳細に記述されるだろう。
【００２０】
図１ａは３００〜１０００kWの間の負荷変動を示す。これはドックに入っている又はまだ積荷中にある船舶の例である。
【００２１】
図１ｂ及び１ｃは夫々３〜７MW又は０．５〜５MWの負荷範囲内で作動する動作状態を示す。これらの図における変動は５秒当たり±２０％である。図は、これらの範囲内で５秒当たり±２０％の負荷変動を受けられることを示す。これは例えば船舶の負荷を変化させる天候状況又は他の要因のため船舶が要求速度を達成しなければならない時に発生する。
【００２２】
図２は１５秒にわたって±３０％の負荷変動でしかし５秒にわたる±９０％の付随する大きな負荷外乱が発生する場合の動作状況の例を示す。これは天候又は他の要因により起こる。
【００２３】
図３の図解は、レベル１及びレベル２の間のこの例では約１６２５kW〜３２５0ｋWの主燃料電池設備に対する負荷範囲の例を表示する。１６２５kW及びこれはより低い「緩衝装置へ」の表示のある実際の負荷の間の範囲が貯蔵される余剰エネルギーを示す。３２５０kWより上の「緩衝装置から」の表示がある範囲は、余剰、貯蔵からとられ、そして高い負荷へ適用されるエネルギーを示す。レベル１及びレベル２の間の範囲は燃料電池設備のある型の通常動作レベルを表示する。燃料電池設備はレベル１及びレベル２の間の範囲外の負荷はかけられない又はかけるべきではなく、しかし設備周囲の本発明によるシステムのため著しく高い効果又は著しく低い効果が燃料電池設備単独でより全体システムにて、これが燃料電池に害を及ぼさずに達成することができる。
【００２４】
図４は燃料電池の周囲の煙道ガス回路の例を示す．これは本発明の比較的簡単な実施例である。生成されそして燃料電池／変換装置（１）で変換される余剰エネルギーは排気管／出口（２）を経由してそして膨張タービン（３）を経由して緩衝装置又は変換装置として機能できるボイラー（４）へ導かれる。熱交換器（１２）を持った蒸気回路（５）は船上で他の設備で使用できる熱又は圧力を回収するためボイラーに配置される。ボイラー（４）からの排気は、排気管／出口（７）を通して放出される。更にボイラーの熱はターボコンプレッサ（８）を通して圧縮される外気入り口（９）からの空気を加熱するために使用される。圧縮空気（６）は熱交換器（１１）で予備加熱され、そして燃料電池／変換装置（１）へ導かれる。更にノズル（１０）の助けを持って付加燃焼の可能性がある。
【００２５】
図５は本発明によるシステムの例を示す。ガス入り口（１８）を経由して天然ガス貯蔵器（２）から来る天然ガスで作動するシステムが天然ガスで作動する燃料電池（１）の周囲に建設される。燃料電池（１）からの排気ガスは排気管（１９）、膨張タービン（８）および排気管入り口（２３）を経由してボイラー（３）へ導かれる。ボイラー（３）及び周囲のシステムはエネルギーの回収、貯蔵及び変換の目的を有する。ボイラー自身は熱及び圧力の形でエネルギーを貯える。熱交換器（２１）はボイラー（３）に配置されそこでそれがターボコンプレッサ（７）から来る、空気入り口（１６）を経由して燃料電池（１）へ導かれる圧縮空気を加熱する。更に熱交換器（１５）はそこで燃料電池（１）へ導かれる水が加熱されるボイラー（３）に配置される。
【００２６】
更に、エネルギーの貯蔵及び変換に役立つ水-蒸気回路が配置される。この回路は水供給用ポンプ（２５）、水蒸発用加熱要素（１４）を持った水容器、例えば船上の中央加熱設備に熱を提供するための熱交換器（２４）、熱交換器（２２）への飽和蒸気用出口（１３）を持った蒸気容器、膨張タービン（９）へ導く過熱蒸気用パイプ、システムで再利用できる水を回収するための冷却装置（１０）からなる。膨張タービン（９）はエネルギーの一部を電気に変換するため直流発電機（１１）を駆動する。
【００２７】
付加点火のためのノズル（１２）がボイラー（３）に配置される。
【００２８】
更に水素回路が燃料電池（１）の周囲に設置される．更に水素回路が燃料電池（１）の周囲に設置される。この回路は後に必要な場合使用できる余剰エネルギーの変換及び貯蔵で使用される。燃料電池（１）からのエネルギーは船舶のエネルギー需要に合致するように船（２６）上の設備へ導かれる。交流／直流変換装置（２０）は同じ目的で交流を直流に変換する．更に直流電流発電機（１１）からの電気は船（２６）上の設備へ供給される。燃料電池（１）からの余剰エネルギーは要求に応じて電気分解装置（４）へ導かれる。電気分解装置は燃料電池（１）から供給される電気エネルギーの使用により水から水素を製造する。水素は水素貯蔵ユニット（５）へ貯蔵される。船上でより多くの電気エネルギー需要がある場合は水素貯蔵器（５）からの水素は電気エネルギーを発生させるためＰＥＭ電池（６）で使用される。水素貯蔵器（５）からの水素は更に、必要な場合は燃料電池（１）用の燃料として、又は別のエネルギー交換器の燃料として使用できる。
【００２９】
図６は図５に示すそれに相当するシステムを示す。同じ要素が使用されるが、しかし回路は代わりの方法で組み立てられる。
【００３０】
完全な設備は別の機能を持った、いくつかのサブ回路を有する。燃料電池は以下の接続の一つ以上を持って配置される。
‐天然ガス入り口例えばＬＮＧ（液化天然ガス）貯蔵器からの蒸発ガス。周囲温度に相当する温度を有するガスが通常提供されるだろう。
‐水入り口。水は蒸気の形で予備加熱される。
‐空気入り口。空気は予備加熱される。適切な温度が選択される。空気量は作動状況に調整される。
‐排気出口
【００３１】
ターボチャージャーは空気‐排気回路を駆動するように配置できる。ターボチャージャーにより上昇される圧力は改質装置／燃料電池での圧力低下、駆動タービンでの必要な圧力低下及びボイラーでの圧力低下に打ち勝つに十分である。
【００３２】
図５及び６でのそれらによるシステムはこの発明の実施例の例である．それらは例えば燃料電池ユニット（ＭＣＦＣ又はＳＯＦＣ）ボイラー／熱回収ボイラー、水素回路、ＬＮＧ接続のＬＮＧ回路、蒸気タービン装置を持った蒸気冷却回路、ＬＮＧ又はオイルバーナー、煙道ガス回路、できればターボコンプレッサである（圧縮空気）発生器、熱供給回路用熱交換器、特に消費システムへの電気供給のための電気エネルギー回路からなる。
【００３３】
蒸気回路は直流発電機を駆動する蒸気タービンを駆動する。燃料電池は直流を直流分配ゾーンへ供給する。タービン駆動直流発電機は同様のものを直流分配ゾーンへ供給する。
【００３４】
負荷の急激な消失の場合、直流エネルギーはボイラー内の水中への加熱螺旋へ向けることができる。これはオートメーション技術により制御される。ボイラーでの電気エネルギーのこのような廃棄は蒸気を生成する。余剰蒸気生成の場合、蒸気は更に冷却器へ廃棄することができ、これによりエネルギーはシステムの外へ放出される。タービンへの蒸気はタービンの外へそして直接冷却器へ導かれ、ここで発電機からの電気生成は廃棄される。
【００３５】
必要な電気エネルギーの急速な立ち上げの突然の需要がある場合、これはガスバーナーをスタートすることによりボイラーの蒸気流の増加及び付加加熱のスタートにより提供できる。タービン電気エネルギー用蒸気はボイラーで以下により生成できる。
【００３６】
‐排気ガスからの熱回収
‐ガスバーナーによる付加点火
‐ディーゼルオイルバーナーによる付加点火
‐他の型のバーナーによる付加点火
【００３７】
ボイラー水へ廃棄された電気エネルギーは、タービンへの蒸気を生成する方法とみなしていない。これは緊急時に生成エネルギー又は大エネルギー消費の突然の消失の場合、又は燃料電池が追従できる又はすべき速さより速い負荷減少の結果としての余剰エネルギーを除去する一つの方法である。
【００３８】
ボイラーでの余剰電気エネルギーを廃棄する代案は水素を生成するための電気分解ユニットへそれを廃棄することである。水素は次に電気エネルギーを生成するためＰＥＭ電池装置の燃料として後に使用されるために貯蔵される。この組み合わせは燃料電池がそれ以下ではそれが作動しない定義された最低容量を有するように燃料電池と組み合わせて配置するため実際的である。それでエネルギーの需要が燃料電池の好ましい作動状態より低い期間に、余剰エネルギーは電気分解ユニットへ導くことができる．後にエネルギーの需要が容量より又は燃料電池の好ましい作動状態より大きい場合は、ＰＥＭ電池は蒸気タービンの代わりに追加の負荷エネルギーを生成するために作動することができる。これはシステムの冗長性を付加する。
【００３９】
緩衝装置、変換装置及び廃棄装置の付加システムのため、全体システムの容量は本質的に燃料電池それ自身の容量より大きい。これは燃料電池が多かれ少なかれ定常レベルで作動することを可能にし、こうして以前には可能でなかったものを船上の大燃料電池へ適用することができる。
【００４０】
ＭＣＦＣ以外の型の燃料電池を使用できる。システムはそれが熱回収にとって蒸気生成に例えばＳＯＦＣ（固体酸化物燃料電池）として便利であるような高温の排気ガスを提供するいかなる型の燃料電池又は変換装置／燃料電池の組み合わせでも組み立てることができる。
【００４１】
本発明は、燃料電池、燃料電池及びエネルギー消費ユニットの間で調整システムとして機能するように配置される余剰エネルギー貯蔵のための緩衝装置、緩衝装置が満杯の場合エネルギー廃棄のための廃棄装置、及び燃料電池が合致するより大きいエネルギー需要の間に、エネルギーの所望の形への緩衝装置に貯蔵されるエネルギーの変換のための、又は使用されないそして別の形で貯蔵されるエネルギーの変換のための、又は別の形で廃棄される緩衝装置に貯蔵されるエネルギーの変換のためのエネルギー発生装置／変換装置、からなる、安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システムからなる。
【００４２】
本発明も、以下の要素の一つ以上、即ちいくつかの異なる／同一の燃料電池、いくつかの異なる／同一の緩衝装置、いくつかの異なる／同一の廃棄装置、いくつかの異なる／同一の変換装置及びいくつかの異なる／同一のサブシステムからなる安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システムからなる。
【００４３】
本発明は更に安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システムからなり、そこで緩衝装置は以下の用途即ち液体の圧力ボイラー、水素タンク又は水素用の他の貯蔵ユニット、又はこの技術に精通する人々に知られる他の装置の一つ又はいくつかである。
【００４４】
本発明は更に安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システムからなり、そこで廃棄装置は例えば以下の用途、即ち蒸気排気管、冷却器、例えば水中の電気加熱要素、又はこの技術に精通する人々に知られる他の用途、の一つまたはいくつかである。
【００４５】
本発明はまた、安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システムからなり、そこで変換装置は例えば以下の用途、即ち電気分解ユニット、蒸発ユニット、冷却器、タービン、発電機、ガスバーナー、ＰＥＭ電池（陽子交換膜）、加熱要素、又はこの技術に精通する人々に知られる他の用途の一つ又はいくつかである。
【００４６】
更に本発明は安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用システムからなり、そこでそれは以下のサブシステム、即ちタービン／コンプレッサの煙道ガス回路、熱回収及び付加加熱用蒸気ボイラー、蒸気タービンを持った蒸気冷却回路、電気分解ユニットを持った水素回路、水素貯蔵器及びＰＥＭ電池、ガス貯蔵器及び分配システムを持ったガス回路、タービン駆動発電機を持った電気エネルギー用分配システム、パネル及び制御システム、又はこの技術に精通する人々に知られる他の用途、の一つ又はいくつかからなる。
【００４７】
本発明も安定／不安定負荷側面を持った静止／移動装置の燃料電池用装置の使用手順からなり、そこで述べた燃料電池により生成され、そして述べたシステムにより使用されないエネルギーが述べた緩衝装置に貯蔵され、述べたシステムにより燃料電池が瞬時供給できるより多いエネルギーの需要があれば、述べた緩衝装置に貯蔵されるエネルギーが使用され、述べた緩衝装置に貯蔵できない又はすべきでないエネルギーが述べた廃棄装置を経由して廃棄され、別の形で必要なエネルギーが述べた変換装置を経由して変換され、システムの別の部分へ移送が必要なエネルギーは述べたサブシステムを経由して移送される。（又上記「経由」の全てに「この技術に精通する人々に知られる他の装置の適用」を含む。）
【００４８】
エネルギーを一つの形から他の形へ変換するための変換装置も余剰エネルギー又は不要エネルギーの除去のための廃棄装置として使用できる。
【００４９】
本発明からなるシステムは非常に複雑な又はその簡略版である。システムの複雑性は目指す用途に依存しそして技術的に予想されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】負荷変動の概略図提示の例を示す。変動は大小が考えられ、また形状および時間において統計的に不規則になりうる。
【図２】負荷外乱の概略図提示の例を示す。
【図３】燃料電池設備における負荷側面の例を示す。船舶が作動中の全時間にわたる可能な負荷変動の概略図である。
【図４】煙道ガス回路を持った燃料電池を持った(サブ)システムの例の概略提示を示す。
【図５】図４に示すサブシステムからなる、より進歩した設備を概略的に示す。
【図６】付加システムの簡略版が利用できることを示すため、設備の簡略版を概略的に示す。
【符号の説明】
【００５１】
図４
１（Ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ  ａｎｄ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）：燃料電池及び変換装置
２：排気／出口
３（Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｔｕｒｂｉｎｅ）：膨張タービン
４（Ｓｔｅａｍ  ｂｏｉｌｅｒ）：蒸気ボイラー
５（Ｓｔｅａｍ  ｃｉｒｃｕｉｔ）：蒸気回路
６（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ａｎｄ  ｐｒｅ-ｈｅａｔｅｄ  ｆｒｅｓｈ  ａｉｒ）：圧縮・予熱外気
７（Ｅｘｈａｕｓｔ）：排気
８（Ｔｕｒｂｏ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）：ターボコンプレッサ
９（Ｆｒｅｓｈ  ａｉｒ  ｉｎｔａｋｅ）：外気取り入れ口
１０：ノズル
１１、１２：熱交換器
図５
１（Ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ  ａｇｇｒｅｇａｔｅ）：燃料電池集合体
２  （Ｎａｔｕｒａｌ  ｇａｓ）：天然ガス
３：ボイラー
４（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｅｒ）：電気分解装置
５（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｓｔｏｒａｇｅ）：水素貯蔵器
６（ＰＥＭ  ｃｅｌｌ）：ＰＥＭ電池
７：コンプレッサ
８、９：膨張タービン
１０（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）：冷却器
１１（ＡＣ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）：交流発電機
１２：ノズル
１３：蒸気出口 
１４：加熱要素
１５、２１、２２、２４：熱交換器
１６：空気入り口
１８：ガス入り口
１９：排気
２０：交流直流変換装置
２３：排気入り口
２５：ポンプ
２６：船舶
【図１ａ】
2006528416.tif 000003
【図１ｂ】
2006528416.tif 000004
【図１ｃ】
2006528416.tif 000005
【図２】
2006528416.tif 000006
【図３】
2006528416.tif 000007
【図４】
2006528416.tif 000008
【図５】
2006528416.tif 000009
【図６】
2006528416.tif 000010
【国際調査報告】
2006528416.tif 000011
2006528416.tif 000012