(57)【要約】【課題】起動時間の短縮・起動エネルギー低減と、定格発電時の消費電力低減の両立を図ること。【解決手段】燃料電池と、燃料電池を昇温するための起動用バーナと、燃料電池温度および電流を検知する検知手段と、該検知手段の信号に基づいて、前記起動用バーナの停止信号を生成するシステム制御装置を備えたことを特徴とする固体酸化物燃料電池システムであって、これにより燃料電池温度および電流がある閾値を超えたことを検知して起動用バーナの燃焼を停止するシステム構成とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、該燃料電池を昇温するための起動用バーナと、燃料電池温度および燃料電池電流を検知する検知手段と、該検知手段の信号に基づいて、前記燃料電池温度および燃料電池電流又は電圧が所定の閾値に達した、又は超えたことを判定して、前記起動用バーナの停止信号を生成するシステム制御装置を備えたことを特徴とする固体酸化物燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御装置は、起動用ガスラインを制御する第１の制御装置と、発電用ガスラインを制御する第２の制御装置とを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物燃料電池システム。
【請求項３】
起動用バーナの燃焼を停止後に起動用ガスラインを制御する制御電源を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の固体酸化物燃料電池システム。
【請求項４】
複数の固体酸化物燃料電池セルからなる燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールの上部に配置された空気ヘッダと、該空気ヘッダに発電用空気を供給する手段と、前記空気ヘッダ及び起動用バーナに接続された起動用燃料ライン及び起動用空気ラインと、前記燃料電池モジュールの温度及び電流又は電圧を検出するセンサと、該センサの信号に基づいて、前記起動用バーナに停止信号を送信するシステム制御装置とを備えたことを特徴とする固体酸化物燃料電池システム。
【請求項５】
前記空気ヘッダは、起動用の高温ガスが供給される供給口と、発電用のガスが供給される供給口の２つを有し、起動用のガス供給ラインと発電用のガス供給ラインを分離させたことを特徴とする請求項４記載の固体酸化物燃料電池システム。
【請求項６】
複数の固体酸化物燃料電池セルからなるモジュールと、該モジュールの上部に配置された空気ヘッダと、前記空気ヘッダに供給する発電用空気を予熱する予熱器と、該空気ヘッダに発電用空気を供給する手段と、該空気ヘッダに燃焼気体を供給する起動用バーナと、前記空気ヘッダ及び起動用バーナに接続された起動用燃料ライン及び起動用空気ラインと、前記モジュールの固体酸化物燃料電池セルの燃料電池温度及び燃料電池電流又は電圧を検出するセンサと、該センサの信号に基づいて、前記燃料電池温度及び燃料電池電流又は電圧が所定の閾値に達した、又は超えたことを判定して前記起動用バーナに停止信号を送信するシステム制御装置と、該システム制御装置の制御信号に基づいて前記起動用バーナを制御する第１の制御装置と、該システム制御装置の制御信号に基づいて前記予熱器を制御する第２の制御装置とを備えたことを特徴とする固体酸化物燃料電池システム。
【請求項７】
複数の固体酸化物燃料電池セルからなるモジュールと、該モジュールの上部に配置された空気ヘッダと、前記空気ヘッダに供給する発電用空気を予熱する予熱器と、該空気ヘッダに発電用空気を供給する手段と、該空気ヘッダに燃焼気体を供給する起動用バーナと、前記空気ヘッダ及び起動用バーナに接続された起動用燃料ライン及び起動用空気ラインと、前記モジュールの固体酸化物燃料電池セルの温度、電流及び電圧を検出するセンサと、該センサの信号に基づいて、前記起動用バーナに停止信号を送信するシステム制御装置とを備え、前記起動用バーナを点火した後、モジュール温度Ｔｃ、モジュール昇温速度ΔＴｈが、Ｔｃ＞Ｔｍｉｎ、ΔＴｈ１＜ΔＴｈ＜ΔＴｈｍａｘの条件Ｉを満たしたときに、前記空気ヘッダに供給する空気及びモジュールに供給するアノードガス量を増加して、発電を開始し、前記条件Ｉを満たさないときは起動用バーナの燃焼量を調整する工程Ｉ（ここでＴｍｉｎは発電するために必要なモジュール温度、ΔＴｈ１は制御したいモジュール昇温速度の最低値、ΔＴｈｍａｘは燃料電池の破損を防止するためのモジュール昇温速度閾値）を含むことを特徴とする固体酸化物燃料電池システム。
【請求項８】
発電開始後、Ｔa＞Ｔｃ＞Ｔｍｉｎ、ΔＴｈ１＜ΔＴｈ＜ΔＴｈｍａｘ、Ｖｃ＞Ｖ０の条件ＩＩを満たしたときに、前記モジュールに供給するアノードガス量及び前記空気ヘッダに供給するカソード空気量を増加して発電電流を増加させ、前記起動用バーナの燃焼量を減少させ、上記条件ＩＩを満たさないときは発電電流を所定の値に維持する工程ＩＩ（ここでＴaは起動用バーナを停止可能なモジュール温度閾値、Ｖ０は、発電するために必要とするモジュール電圧である）を含む請求項７記載の固体酸化物燃料電池システム。
【請求項９】
前記条件ＩＩを満たした場合、発電電流量を増加させ、起動用バーナの燃焼量を減少させたときに、Ｔｍａｘ＞Ｔｃ＞Ｔａ、Ｖｃ＞Ｖ０，Ｉ＞Ｉａの条件ＩＩＩを満たしたときに、起動用バーナを停止し、定格発電に移行し、前記条件ＩＩＩを満たさないときは前記モジュールに対するアノードガス量を増加し、前記空気ヘッダに対するカソード空気量を増加させる工程ＩＩＩ（ここでＴｍａｘはモジュールの限界最高温度、Ｉは発電電流、Ｉａは起動用バーナを停止可能なモジュール電流閾値である）を含む請求項８記載の固体酸化物燃料電池システム。
【請求項１０】
前記工程ＩＩＩにより起動用バーナを停止した後、アノードガス流量及びカソードガス流量を増加し定格発電に移行する請求項９記載の固体酸化物燃料電池システム。
【請求項１１】
前記工程Ｉに続いて，前記工程ＩＩ及び工程ＩＩＩの順で起動から定格発電までを実行する請求項９記載の固体酸化物燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体酸化物形燃料電池発電システムにおいて、起動時間の短縮・起動エネルギー低減と、定格運転時の消費電力低減の両立が得られるシステムである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質の両側にアノードおよびカソードを備え、アノード側には燃料ガスを、カソード側には酸化剤ガス（主として空気）を供給し、電解質を介して燃料と酸化剤を電気化学的に反応させることにより発電する発電装置である。燃料電池の種類の一つである固体酸化物形燃料電池は、作動温度が７００〜１０００℃程度と高く、発電効率が高いこと、また排熱も利用しやすいことから世界的に熱心に研究が進められている。
【０００３】
通常、固体酸化物形燃料電池は、所望の電気出力を得るために、数十から数百程度のセルを積層させた集合体（モジュール）を構成している。通常、このモジュールは、バーナやヒータなどの外部熱源によって発電可能な所定の温度（例えば６００℃程度）まで昇温させたのち、発電を行う。しかしながら、この温度に昇温するためには時間がかかり、エネルギーのロスも大きいことから固体酸化物形燃料電池発電システムの使い勝手が悪いという問題がある。
【０００４】
また、定格発電時においてはなるべくシステム機器の消費電力を低減することも高効率化のために必要である。すなわち、固体酸化物形燃料電池発電システムにとっては、起動時間の短縮・起動エネルギー低減と、定格運転時の消費電力低減の両立を図ることが望まれている。
【０００５】
システムにおける消費電力の低減を図る従来例としては、特許文献１に示される、燃料ガスの主昇圧機と補助昇圧機を並列に設け、燃料ガスの流量に応じて補助昇圧機を起動する例がある。
【０００６】
しかしながら、上記発明においては燃料ガスの流量によって補助昇圧機の起動停止を判断するのみであり、起動用バーナＯＦＦのタイミングが必ずしも明確でなく、その分起動エネルギーロスが多くなるという点が解決されていなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１２８６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、起動時間の短縮及び起動エネルギーの低減と、定格運転時の消費電力低減の両立を図るという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、燃料電池と、燃料電池を昇温するための起動用バーナと、燃料電池温度および燃料電池電流又は電圧を検知する検知手段と、該検知手段の信号に基づいて、前記起動用バーナの停止信号を生成するシステム制御装置を備えた固体酸化物燃料電池システムに関する。即ち、起動用バーナの燃焼ガス供給による伝熱と、燃料電池の発電による自己発熱を併用して燃料電池を昇温するシステムにおける燃料電池温度および燃料電池電流がある閾値を超えたことを検知して、起動用バーナの燃焼を停止することを最も主要な特徴とする。また本発明は、起動用ガスラインを制御する制御電源と、発電用ガスラインを制御する制御電源を分けて構成したことを特徴とする。更に、本発明は、起動用バーナの燃焼を停止後に起動用ガスラインを制御する制御電源を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固体酸化物形燃料電池或いは固体酸化物形燃料電池システムの起動時間の短縮及び起動エネルギー低減と定格発電時の消費電力低減の両立ができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、前記制御装置は、起動用ガスラインを制御する第１の制御装置と、発電用ガスラインを制御する第２の制御装置を備えた固体酸化物燃料電池システムが提供される。更に、本発明は、起動用バーナの燃焼を停止後に起動用ガスラインを制御する制御電源を停止する固体酸化物燃料電池システムを含む。これにより、起動時のエネルギーロスを低減するだけでなく、定格発電に移行した燃料電池システムの消費電力を低減し、発電効率を向上することができる。
【００１２】
本発明はまた、複数の固体酸化物燃料電池セルからなるモジュールと、該モジュールの上部に配置された空気ヘッダと、該空気ヘッダに発電用空気を供給する手段と、前記空気ヘッダ及び起動用バーナに接続された起動用燃料ライン及び起動用空気ラインと、前記モジュールの固体酸化物燃料電池セルの温度及び電流を検出するセンサと、該センサの信号に基づいて、前記起動用バーナに停止信号を送信するシステム制御装置とを備えた固体酸化物燃料電池システムを提供する。起動動作後の燃料電池の温度及び電流値を検出し、その信号に基づいてアノードガス及びカソードガス量を制御することにより、燃料電池が異常な高温になって破損したり、無駄な燃料ガスや空気が供給されたりするのを防止することができる。
【００１３】
本明細書において、「上部」とは、必ずしも構造的な意味ではなくて、予熱器が、カソードガスが供給される空気ヘッダの上流側に位置する、あるいは空気ヘッダがモジュールよりも起動用バーナ側である上流側に位置するという意味である。
【００１４】
更に又、複数の固体酸化物燃料電池セルからなるモジュールと、該モジュールの上部に配置された空気ヘッダと、前記空気ヘッダに供給する発電用空気を予熱する予熱器と、該空気ヘッダに発電用空気を供給する手段と、該空気ヘッダに燃焼気体を供給する起動用バーナと、前記空気ヘッダ及び起動用バーナに接続された起動用燃料ライン及び起動用空気ラインと、前記モジュールの固体酸化物燃料電池セルの温度及び電流又は電圧を検出するセンサと、該センサの信号に基づいて、前記起動用バーナに停止信号を送信するシステム制御装置と、該システム制御装置の制御信号に基づいて前記起動用バーナを制御する第１の制御装置と、該システム制御装置の制御信号に基づいて前記予熱器を制御する第２の制御装置とを備えた固体酸化物燃料電池システムを提供する。
【００１５】
本発明の更に他の実施形態によれば、複数の固体酸化物燃料電池セルからなるモジュールと、該モジュールの上部に配置された空気ヘッダと、前記空気ヘッダに供給する発電用空気を予熱する予熱器と、該空気ヘッダに発電用空気を供給する手段と、該空気ヘッダに燃焼気体を供給する起動用バーナと、前記空気ヘッダ及び起動用バーナに接続された起動用燃料ライン及び起動用空気ラインと、前記モジュールの固体酸化物燃料電池セルの温度及び電流又は電圧を検出するセンサと、該センサの信号に基づいて、前記起動用バーナに停止信号を送信するシステム制御装置とを備え、前記起動用バーナを点火した後、モジュール温度Ｔｃ、モジュール昇温速度ΔＴｈが、Ｔｃ＞Ｔｍｉｎ、ΔＴｈ１＜ΔＴｈ＜ΔＴｈｍａｘの条件Ｉを満たしたときに、前記空気ヘッダに供給する空気及びモジュールに供給するアノードガス量を増加して、発電を開始し、前記条件Ｉを満たさないときは起動用バーナの燃焼量を調整する工程Ｉ（ここでＴｍｉｎは発電するために必要なモジュール温度、ΔＴｈ１は制御したいモジュール昇温速度の最低値、ΔＴｈｍａｘは燃料電池の破損を防止するためのモジュール温度閾値である）を含む固体酸化物燃料電池システムが提供される。
【００１６】
上記システムは、発電開始後、Ｔa＞Ｔｃ＞Ｔｍｉｎ、ΔＴｈ１＜ΔＴｈ＜ΔＴｈｍａｘ、Ｖｃ＞Ｖ０の条件ＩＩを満たしたときに、前記モジュールに供給するアノードガス量及び前記空気ヘッダに供給するカソード空気量を増加して発電電流を増加させ、前記起動用バーナの燃焼量を減少させ、上記条件ＩＩを満たさないときは発電電流を所定の値に維持する工程ＩＩ（ここでＴaは起動用バーナを停止可能なモジュール温度閾値、Ｖ０は、発電するために必要とするモジュール電圧である）を含むことが好ましい。
【００１７】
又、上記システムは、前記条件ＩＩを満たした場合、発電電流量を増加させ、起動用バーナの燃焼量を減少させたときに、Ｔｍａｘ＞Ｔｃ＞Ｔａ、Ｖｃ＞Ｖ０，Ｉ＞Ｉａの条件ＩＩＩを満たしたときに、起動用バーナを停止し、定格発電に移行し、前記条件ＩＩＩを満たさないときは前記モジュールに対するアノードガス量を増加し、前記空気ヘッダに対するカソード空気量を増加させる工程ＩＩＩ（ここでＴｍａｘはモジュールの限界最高温度、Ｉは発電電流、Ｉａは起動用バーナを停止可能なモジュール電流閾値である）を含むことが好ましい。本発明の実施形態において、前記工程ＩＩＩにより起動用バーナを停止した後、アノードガス流量及びカソードガス流量を増加し定格発電に移行することができる。
【００１８】
本発明の最も好ましい形態は、前記工程Ｉ，工程ＩＩ及び工程ＩＩＩの順で起動から定格発電までを実行する固体酸化物燃料電池システムである。この場合、前記工程ＩＩＩにより起動用バーナを停止した後、アノードガス流量及びカソードガス流量を増加し定格発電に移行することもできる。
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図２、図３及び図４に本発明の実施例による固体酸化物形燃料電池システムを示す。図３の固体酸化物形燃料電池セル８０は、図４に拡大断面図として示すように、円筒形の外側にアノード８０ａ、内側にカソード８０ｃと、それらに挟まれた固体酸化物形電解質８０ｅからなる。図３には、便宜上、３６本しか固体酸化物形燃料電池セル８０を図示していないが、通常数十から数百程度、直列もしくは並列に積層集合させて発電が行われる。本明細書では、この集合体をモジュール３０と称する。
【００２１】
このモジュール３０を本発明の実施例によるシステムに組み込んだものが図２に示す概略図である。燃料電池セル８０のカソード側には、カソードガス９０として酸化剤ガス（空気や燃焼ガス）を流す。このガスは、ガス供給口より供給され、各セルへガスを均等分配するための空気ヘッダ９１を通り、空気導入管９２を通ってカソード８０ｃに到達する。
【００２２】
起動手順としては、起動用バーナ６００を点火し、発電を開始できる最低の温度である約６００〜７００℃まで起動用燃料ライン９０ａと起動用空気ライン９０ｂを起動用バーナ１に供給して高温ガス９０とし、この高温ガスでモジュールを加熱しつづける必要がある。
【００２３】
その後、モジュールが発電を開始できる温度に到達したことを温度センサにより検出すると、起動用燃料ライン９０ａを停止して起動用バーナ１を停止し、アノードガス１００とカソードガス（空気）９０を固体酸化物形燃料電池８０に供給し、発電が行われる。このアノードガス１００は、通常、都市ガスやＬＮＧ、ＬＰＧなどの炭化水素系燃料と水蒸気を混合したガスを改質器で一部あるいは全て水蒸気改質させてからアノードガス１００として供給する。発電時は、セル８０は発熱するので、その熱で７００〜１０００℃程度に熱的に自立して運転されることになる。
【００２４】
ここで問題となるのは、起動用バーナ６００の停止のタイミングである。停止が早すぎると熱自立せずにセル温度が低下し、バーナの再起動が必要となる。この状況では、セル温度低下と再起動時のセル温度上昇といったヒートサイクルがセルに加わることになり、セル破損に繋がる可能性がある。また、停止が遅すぎると、セルおよびモジュールが過昇温し、材料劣化を招く懸念や、本来不要となる起動用バーナを燃焼し続けていることから熱エネルギーロスが増大するという問題がある。従って、実際上、モジュールの所定温度の検出と、その信号に基づく起動用バーナの停止はなるべく短時間内（例えば数秒から数分以内）に行われる必要がある。その時間はモジュールの熱容量、起動用バーナの熱容量、燃料ガス量などによって決まる。
【００２５】
ここで、特許文献１に示す流量のみの判断では、上記に示すモジュールの熱自立判断とセル温度最適判断には不向きであり、起動用バーナを停止するタイミングが最適化されていない。さらに問題となるのは、特許文献１に記載の技術では、起動用バーナの停止後も、起動用ガスラインを制御する制御電源や、ガス供給のためのブロア、流量調整器、電磁弁などを稼動し続けているために、待機電力が生じ、結果的に定格発電時の消費電力を増加させているという点である。
【００２６】
この問題は、図２に示す本発明の実施例によるシステムと図１のフローチャートにより、以下のようにして解決される。まず、図２の空気ヘッダ９１は、起動用の高温ガス９０が供給される供給口と、発電用のガス９０ｃが供給される供給口の２つを有しており、起動用のガス供給ラインと発電用のガス供給ラインを分離させたことを特徴とする。また、モジュールに設けられた温度センサ２Ａによりモジュールの温度を検知し、検知信号２ＡＳとしてシステム制御装置３００に送信して制御を行う。
【００２７】
図１において、Ｔｍｉｎは、発電するために必要とするモジュール温度、Ｔｍａｘは、モジュールの限界最高温度、Ｔａは、起動用バーナを停止可能なモジュール温度閾値、ΔＴｈｍａｘは、燃料電池の破損を防止するためのモジュール温度閾値、ΔＴｈ１は制御したいモジュール昇温速度の最低値、Ｖ０は、発電するために必要とするモジュール電圧、Ｉａは、起動用バーナを停止可能なモジュール電流閾値である。
【００２８】
起動手順としては、起動用ラインへの制御信号３０２Ｓにより起動用空気ライン９０ｂから空気が起動用バーナ６００に送り込まれ、続いて起動用燃料ガスライン９０ａから燃料ガスが送り込まれると同時にイグナイタ（図示せず）により起動用バーナ６００が点火する。点火後の高温燃焼ガスは９０として空気ヘッダ９１を通り、モジュール３０内へ供給され昇温が始まる。
【００２９】
昇温が始めると、急激な熱衝撃によるモジュールの破損を防止するため、モジュール温度を温度センサ２Ａにより検知し、信号として２ＡＳがシステム制御装置３００へ入力され、制御信号３０２Ｓが起動用ライン９０ａ、９０ｂに送信されてある昇温速度を守るように起動用バーナの燃焼量が調整される。
【００３０】
このシステム構成における昇温特性図を図５に示す。モジュールの加熱手段である高温ガス９０は、バーナ６００に起動用燃料ライン９０ａと起動用空気ライン９０ｂを供給して燃焼させることにより生成し、直近のセルに供給することで、モジュールの昇温が容易になり、起動時間の短縮と起動エネルギー低減が達成できる。
【００３１】
本システムにおいて昇温開始し、起動用ガス９０によりモジュールの温度が発電可能開始温度Ｔｍｉｎ（例えば６００℃）以上になると、起動用バーナ６００を燃焼させながら発電用空気ライン９０ｃから空気をカソード側に供給する。そして、システム制御装置３００は制御信号３０３Ｓにより負荷制御装置４００を起動させ、制御信号３０４Ｓによりモジュールから電流を引き抜き発電を開始する。すると発電電流によって生じるセルの自己発熱によりモジュール温度２Ａの昇温が加速される。ここで、起動用のガス供給ラインと発電用のガス供給ラインを分離させたことで、起動用バーナの燃焼量調整と発電に必要な空気量の調整を同時に、独立に行うことが出来、本発明の起動が可能となる。また、排ガス１０１と熱交換する予熱器５００を設けてあるため、発電する場合に供給する空気ライン９０ｃは予熱された状態でモジュールに供給できるので、発電開始時にモジュール温度が急に低下することがないといった利点も得られている。
【００３２】
ここで従来においては、バーナ６００の停止のタイミングが必ずしも明確でなかった。昇温途中においてモジュール温度が低くても発電可能な最低温度、最低電圧以上であれば、電流によって自己発熱している量が確保できている場合、起動用バーナ６００を停止することが可能である。しかし、モジュール温度のみを閾値とするとそれが判断できず、結果として起動用バーナ６００の燃焼時間が増え、起動エネルギーロスの増加に繋がってしまう。また、電流のみの閾値ではモジュールが過昇温され材料劣化を引き起こす懸念がある。
【００３３】
それに対し本発明では、図１に示すフローチャートのように、温度センサ２Ａにより検出されたモジュール温度が閾値Ｔｍｉｎ＝８５０℃を超え、かつ、電流も閾値Ｉａ＝２０Ａを超えたときに起動用バーナ６００を停止するというように温度と電流の両者の判断基準を設けたので、起動用バーナ６００の停止のタイミングが最適化される。ここでは、電流の閾値Ｉａ＝２０Ａに到達する前にモジュール最高温度であるＴｍａｘ（例９５０℃）に到達しないよう、起動用バーナの燃焼量を減少させる工夫も取り入れている。このような起動方法は、本発明に示したように、起動用のガス供給ラインと発電用のガス供給ラインを分離させたことで、起動用バーナの燃焼量調整と発電に必要な空気量の調整を同時に、独立に行うことが出来るため達成が可能となる。
【００３４】
また、図１のフローチャートに示したように、モジュールの温度だけでなく、モジュールの電圧も監視することにすれば、よりモジュールへの損傷が少なく起動が可能となる。なお、ここでのＴｍａｘ＝９５０℃、Ｔａ＝８５０℃、Ｔｍｉｎ＝６００℃、Ｉａ＝２０Ａはあくまで一例であって、燃料電池材料、電極面積、セル数やモジュール規模などにより最適な値があることは言うまでも無い。本発明は温度と電流値又は電圧値の両者又は３者を判断基準として設けたことが最大の特徴であり、この精神の範囲内で様々な変更、追加が可能である。
【実施例２】
【００３５】
図６は、本発明の他の実施例を示したものである。この実施例では、システム制御装置３００を発電用ライン制御装置３０１と起動用ライン制御装置３０２の２つに分割してある。本発明では、まず、実施例１で説明した起動用バーナ１が起動用ライン制御装置３０２からの制御信号３０２によって停止される。その後、システム制御装置３００からの制御信号３０２Ａによって、起動用ライン制御装置３０１の電源をＯＦＦにする。また、起動用バーナ１用のブロア、流量調整器、電磁弁などの機器の電源もＯＦＦにする。このような制御を行うことで、バーナ停止後は不要である、起動用ラインの構成機器および制御機器全ての電源がＯＦＦになるので、待機電力が大幅に減ることになる。その結果、定格発電時における消費電力が低減でき、燃料電池発電システムの高効率化が達成できる。
【００３６】
これまでの実施例では円筒形で示したが、本発明は円筒形以外の平板形の固体酸化物形燃料電池の場合にも適用できるのはもちろんである。また、カソード側のガス供給ラインにおける起動用バーナの制御方法を説明してきたが、アノード側でも同様の構成としても発明の効果が得られることはもちろんである。
【００３７】
上述した本発明の実施形態により固体酸化物形燃料電池システムの起動時間の短縮・起動エネルギー低減と、定格発電時の消費電力低減の両立が達成できるため、地球環境に優しい分散電源システムとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１の起動手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例１のシステム構成図である。
【図３】本発明の実施例１による図２のＡ−Ａ線に沿ったモジュールの平断面図である。
【図４】本発明の実施例１における単セルの拡大縦断面図である。
【図５】本発明の実施例１において採用されたシステムの昇温特性図である。
【図６】本発明の他の実施例によるシステム構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…起動用バーナ、２Ａ…温度センサ、２ＡＳ…検知信号、３０…モジュール、８０…固体酸化物形燃料電池セル、８０ａ…アノード、８０ｃ…カソード、８０ｅ…固体電解質、９０…カソードガス、９０ａ…起動用燃料ガスライン、９０ｂ…起動用空気ライン、９０ｃ…発電用空気ライン、９１…空気ヘッダ、９２…空気導入管、９３…ガス供給口、１００…アノードガス、１０１…排ガス、３００…システム制御装置、３０１…発電用ライン制御装置、３０２…起動用ライン制御装置、３０１Ｓ…発電用ラインへの制御信号、３０１Ａ…発電用ライン制御装置への制御信号、３０２Ｓ…起動用ラインへの制御信号、３０２Ａ…起動用ラインへの制御信号、３０３Ｓ…負荷制御装置への制御信号、３０４Ｓ…モジュール発電電流の制御信号、４００…負荷制御装置、５００…予熱器、６００…起動用バーナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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