LOAD FOLLOWING OPERATION METHOD FOR FUEL CELL SYSTEMReforming is reliably performed and high electric power generation efficiency is obtained during the load following operation of an FC system. Two or more of steam/partial oxidation/autothermal reforming are set as i-th reforming methods, and functions Fi = fi(P), P = fi-1(Fi), and ηi = gi(P) are obtained beforehand. When there is i for which FiR ≥ Fimin, 1) is performed if PD ≤ PiM, and 2) is performed if PD > PiM. 1) If fi(PD) ≤ FiR, Pi* = PD and Fi* = fi(PD) are set. If fi(PD) > FiR, Pi* = the maximum fi-1(FiR) that is less than PD, and Fi* = FiR are set. 2) If fi(PiM) ≤ FiR, Pi* = PiM and Fi* = fi(PiM) are set. If fi(PiM) > FiR, Pi* = the maximum fi-1(FiR) and Fi* = FiR are set. When there are a plurality of i for which FiR ≥ Fimin, PI*, a reforming method, and FI* for i that gives the maximum ηi = gi(Pi*) are adopted. Fi and the like are defined in the description.A method of load following operation of a fuel cell system comprising a reformer for reforming a hydrocarbon-based fuel to produce a reformed gas containing hydrogen, said reformer having a reforming catalyst layer, and a high temperature fuel cell for generating electric power using the reformed gas, wherein at least two reforming methods selected from the group consisting of a steam reforming method, a partial oxidation reforming method, and an autothermal reforming method are determined as i-th reforming methods, where i is an integer of 1 or more and L or less, and L is 2 or 3, functions Fi = fi(P) and P = fi-1(Fi) are obtained beforehand for every i, said functions Fi = fi(P) and P = fi-1(Fi) being functions of an electrical output P of the fuel cell and a flow rate Fi of the hydrocarbon-based fuel required to be supplied to the reforming catalyst layer in order to output the electrical output P from the fuel cell when a reformed gas produced by the i-th reforming method is supplied to the fuel cell, where P = fi-1(Fi) is an inverse function of Fi = fi(P), a function ηi = gi(P) is obtained beforehand for every i, said function ηi = gi(P) being a function of the electrical output P of the fuel cell and an electric power generation efficiency ηi of the fuel cell when a reformed gas produced by the i-th reforming method is supplied to the fuel cell to output the electrical output P from the fuel cell, PiM represents a maximum electrical output of the fuel cell when a reformed gas produced by the i-th reforming method is supplied to the fuel cell, and Fimin represents a minimum value of a flow rate of the hydrocarbon-based fuel determined by the function Fi = fi(P) when P is within a range of 0 or more and PiM or less, the method of load following operation of the fuel cell system comprising: A1) measuring a temperature T of the reforming catalyst layer; B1) for every i, calculating a reformable flow rate FiR that is a flow rate of the hydrocarbon-based fuel capable of being reformed in the reforming catalyst layer at the temperature T by the i-th reforming method; C1) when the reformable flow rate FiR calculated in step B1 is smaller than the minimum value Fimin for every i, stopping electric power generation in the fuel cell; D1) when the reformable flow rate FiR calculated in step B1 is equal to or more than the minimum value Fimin for at least one i, for each of said at least one i, performing step d11 if a fuel cell output demand value PD is equal to or less than the maximum electrical output PiM, and performing step d12 if the fuel cell output demand value PD exceeds the maximum electrical output PiM, d11) calculating a flow rate fi(PD) of the hydrocarbon-based fuel required to be supplied to the reforming catalyst layer, in which the i-th reforming method is performed, in order to output the fuel cell output demand value PD from the fuel cell, using the function Fi = fi(P), and if fi(PD) is equal to or less than the reformable flow rate FiR calculated in step B1, then setting Pi* = PD, and setting Fi* = fi(PD), and if fi(PD) exceeds the reformable flow rate FiR calculated in step B1, then setting Pi* = {a value that is less than PD and the maximum among one or more P values calculated from a function P = fi-1(FiR)} and setting Fi* = FiR, d12) calculating a flow rate fi(PiM) of the hydrocarbon-based fuel supplied to the reforming catalyst layer required to be supplied to the reforming catalyst layer, in which the i-th reforming method is performed, in order to output the maximum electrical output PiM from the fuel cell, using the function Fi = fi(P), and if fi(PiM) is equal to or less than the reformable flow rate FiR calculated in step B1, then setting Pi* = PiM, and setting Fi* = fi(PiM), and if fi(PiM) exceeds the reformable flow rate FiR calculated in step B1, then setting Pi* = {a value that is the maximum among one or more P values calculated from the function P = fi-1(FiR)}, and setting Fi* = FiR; E1) when there exist two or more i for which the reformable flow rate FiR calculated in step B1 is equal to or more than the minimum value Fimin, calculating ηi = gi(Pi*) that is an electric power generation efficiency at the electrical output Pi*, using the function ηi = gi(P), for each of said two or more i, and representing i that gives the largest ηi among thus calculated ηi as I, and setting an electrical output of the fuel cell to PI*, setting a reforming method performed in the reformer to an I-th reforming method, and setting a flow rate of the hydrocarbon-based fuel supplied to the reforming catalyst layer to FI*; and F1) when there exists only one i for which the reformable flow rate FiR calculated in step B1 is equal to or more than the minimum value Fimin, representing said only one i as I, and setting the electrical output of the fuel cell to PI*, setting the reforming method performed in the reformer to an I-th reforming method, and setting the flow rate of the hydrocarbon-based fuel su...
연료 전지 시스템의 부하 추종 운전 방법FC 시스템 부하 추종 운전시에 확실하게 개질하여 높은 발전 효율을 얻는다. 수증기/부분 산화/자기 열 개질 중 2 이상을 제 i 개질법으로 하고, 함수 Fi ＝ fi(P), P ＝ fi-1(Fi), ηi ＝ gi(P) 를 미리 구하고, FiR ≥ Fimin 이 되는 i 가 있으면 PD ≤ PiM 이면 1) 을 PD ＞ PiM 이면 2) 를 실시한다. 1) fi(PD) ≤ FiR 이면 Pi* ＝ PD, Fi* ＝ fi(PD), fi(PD) ＞ FiR 이면 Pi* ＝ PD 미만으로 최대의 fi-1(FiR), Fi* ＝ FiR 로 하고, 2) fi(PiM) ≤ FiR 이면 Pi* ＝ PiM, Fi* ＝ fi(PiM), fi(PiM) ＞ FiR 이면 Pi* ＝ 최대의 fi-1(FiR), Fi* ＝ FiR 로 한다. FiR ≥ Fimin 이 되는 i 가 복수 있으면 최대의 ηi ＝ gi(Pi*) 을 부여하는 i 에 대한 PI*, 개질법 및 FI* 을 채용한다. Fi 등은 명세서에 정의된다.탄화수소계 연료를 개질하여 수소를 함유하는 개질 가스를 제조하는, 개질 촉매층을 갖는 개질기와, 그 개질 가스를 사용하여 발전을 실시하는 고온형 연료 전지를 갖는 연료 전지 시스템의 부하 추종 운전 방법으로서,수증기 개질법, 부분 산화 개질법 및 자기 열 개질법으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2 종의 개질법을 제 i 개질법으로서 정하고, 단 i 는 1 이상 L 이하의 정수로서 L 은 2 또는 3 이고,모든 i 에 대해, 미리 연료 전지의 전기 출력 P 와, 제 i 개질법으로 제조한 개질 가스를 연료 전지에 공급하였을 때에 전기 출력 P 를 연료 전지로 출력하기 위해 개질 촉매층에 공급하는 것이 필요한 탄화수소계 연료의 유량 Fi 의 함수 Fi ＝ fi(P) 및 P ＝ fi-1(Fi) 를 구해 두고,단, P ＝ fi-1(Fi) 는 Fi ＝ fi(P) 의 역함수이고,모든 i 에 대해, 미리 연료 전지의 전기 출력 P 와, 제 i 개질법으로 제조한 개질 가스를 연료 전지에 공급하여 연료 전지로 전기 출력 P 를 출력할 때의 연료 전지의 발전 효율 ηi 의 함수 ηi ＝ gi(P) 를 구해 두고,제 i 개질법으로 제조한 개질 가스를 연료 전지에 공급하였을 때의 연료 전지의 최대 전기 출력을 PiM 으로 나타내고,P 가 0 이상 PiM 이하의 범위에 있을 때의 함수 Fi ＝ fi(P) 에 의해 정해지는 탄화수소계 연료의 유량의 최소값을 Fimin 으로 나타냈을 때,A1) 개질 촉매층의 온도 T 를 측정하는 공정,B1) 모든 i 에 대해, 그 온도 T 의 개질 촉매층에 있어서 제 i 개질법에 의해 개질 가능한 탄화수소계 연료의 유량인 개질 가능 유량 FiR 을 산출하는 공정,C1) 모든 i 에 대해, 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 이 상기 최소값 Fimin 보다 작은 경우, 연료 전지에 있어서의 발전을 정지시키는 공정,D1) 적어도 하나의 i 에 대해, 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 이 상기 최소값 Fimin 이상인 경우, 이 적어도 하나의 i 의 각각에 대해, 연료 전지 출력 요구값 PD 가 상기 최대 전기 출력 PiM 이하이면 공정 d11 을 실시하고, 연료 전지 출력 요구값 PD 가 상기 최대 전기 출력 PiM 을 초과하고 있으면 공정 d12 를 실시하는 공정,d11) 상기 함수 Fi ＝ fi(P) 를 사용하여, 연료 전지 출력 요구값 PD 를 연료 전지로 출력하기 위해 제 i 개질법을 실시하는 개질 촉매층에 공급하는 것이 필요한 탄화수소계 연료의 유량 fi(PD) 를 산출하고,fi(PD) 가 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 이하이면, Pi* ＝ PD 로 하고, Fi* ＝ fi(PD) 로 하고,fi(PD) 가 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 을 초과하고 있으면, Pi* ＝ ｛함수 P ＝ fi-1(FiR) 로부터 계산되는 P 의 값 중 PD 미만으로 최대의 값｝으로 하고, Fi* ＝ FiR 로 하는 공정,d12) 상기 함수 Fi ＝ fi(P) 를 사용하여, 상기 최대 전기 출력 PiM 을 연료 전지로 출력하기 위해 제 i 개질법을 실시하는 개질 촉매층에 공급하는 것이 필요한 개질 촉매층에 공급하는 탄화수소계 연료의 유량 fi(PiM) 을 산출하고,fi(PiM) 이 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 이하이면, Pi* ＝ PiM 으로 하고, Fi* ＝ fi(PiM) 으로 하고,fi(PiM) 이 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 을 초과하고 있으면, Pi* ＝ ｛함수 P ＝ fi-1(FiR) 로부터 계산되는 P 의 값 중 최대의 값｝으로 하고, Fi* ＝ FiR 로 하는 공정,E1) 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 이 상기 최소값 Fimin 이상이 되는 i 가 2 개 이상 있는 경우, 이 2 개 이상의 i 의 각각에 대해, 함수 ηi ＝ gi(P) 를 사용하여, 전기 출력 Pi* 에 있어서의 발전 효율 ηi ＝ gi(Pi*) 을 산출하고, 산출한 ηi 중에서 가장 큰 ηi 를 부여하는 i 를 I 로 나타내고,연료 전지의 전기 출력을 PI* 로 하고, 개질기로 실시하는 개질법을 제 I 개질법으로 하고, 개질 촉매층에 공급하는 탄화수소계 연료의 유량을 FI* 로 하는 공정, 그리고,F1) 공정 B1 에서 산출한 개질 가능 유량 FiR 이 상기 최소값 Fimin 이상이 되는 i 가 단 1 개인 경우, 이 단 1 개의 i 를 I 로 나타내고,연료 전지의 전기 출력을 PI* 로 하고, 개질기로 실시하는 개질법을 제 I 개질법으로 하고, 개질 촉매층에 공급하는 탄화수소계 연료의 유량을 FI* 로 하는 공정을 갖는, 연료 전지 시스템의 부하 추종 운전 방법.