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公開番号2025110782
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004821
出願日2024-01-16
発明の名称発電ユニット
出願人三浦工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250722BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】負荷モジュールを装備させても設置面積の増大を抑制可能な発電ユニットを提供する。
【解決手段】発電ユニット100は、商用電源系統500に対して並列状態または解列状態で運転され、発電モジュール20と、補機30と、発電モジュール20および補機30が載置されるユニットベース60と、発電モジュール20および補機30を囲うようにユニットベース60上に載置される筐体62と、筐体62の内部に配置されたパワーコンディショナ16と、筐体62の内部に配置されたコントローラ17と、筐体62の内部または外部に配置され、商用電源系統500との解列状態時に、発電モジュール20の発電電力の一部を外部に供給する自立コンセント300と、筐体62の内部に配置され、商用電源系統500との解列状態時に、発電モジュール20の発電電力の一部を内部で消費する負荷モジュール40とを備える。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
商用電源系統に対して並列状態または解列状態で運転される発電ユニットであって、
補機により作動される発電モジュールと、
前記発電モジュールおよび前記補機が載置されるユニットベースと、
前記発電モジュールおよび前記補機を囲うように前記ユニットベース上に設置された筐体と、
前記筐体の内部に配置され、前記発電モジュールの発電電力を前記商用電源系統の交流電力に相当する出力電力に変換するパワーコンディショナと、
前記筐体の内部に配置され、前記発電モジュールおよび前記補機を制御するコントローラと、
前記筐体の内部または外部に配置され、前記商用電源系統との解列状態時に、前記発電モジュールの発電電力の一部を外部に供給する自立コンセントと、
前記筐体の内部に配置され、前記商用電源系統との解列状態時に、前記発電モジュールの発電電力の一部を内部で消費する負荷モジュールと、を備える
発電ユニット。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記負荷モジュールは、
通気口および排気口を有するヒータケースと、
前記ヒータケース内に収容された電気ヒータ群と、
前記通気口から前記排気口に向けて、前記電気ヒータ群に接触する空気流を生成する放熱ファンと、を備える
請求項１に記載の発電ユニット。
【請求項３】
前記負荷モジュールにおいて、前記放熱ファンは、前記筐体内の換気用ファンを兼ねている
請求項２に記載の発電ユニット。
【請求項４】
前記筐体の内部に配置され、前記ヒータケースが収容される混合ボックスをさらに備え、
前記発電モジュールは、固体酸化物形燃料電池セルを集積したセルスタックを含み、
前記補機は、前記セルスタックから排出されるオフガスを燃焼させるバーナと、冷却用空気の流通により前記セルスタックを冷却する冷却体と、を含み、
前記混合ボックスは、前記バーナで生成された燃焼ガスおよび前記冷却体を通過した冷却用空気を流入させるガス流入ポートを有し、
前記放熱ファンの駆動により生じる空気流は、前記電気ヒータ群に接触した後、前記混合ボックス内で前記ガス流入ポートからの流入ガスと混合されながら排出される
請求項３に記載の発電ユニット。
【請求項５】
前記負荷モジュールは、
通気口および排気口を有する支持プレートと、
前記支持プレートの板面上に支持された電気ヒータ群と、
前記通気口から前記排気口に向けて、前記電気ヒータ群に接触する空気流を生成する放熱ファンと、を備え、
前記負荷モジュールは、前記筐体を構成する上面パネルの内部に配置される
請求項１に記載の発電ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等を用いた発電ユニットに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
需要家が電力事業者から購入している商用電力の一部を自家発電電力に切り替えることで、二酸化炭素の排出量削減につながることが期待される。例えば、石炭やＬＮＧを燃料とする火力発電の一次エネルギー効率は４０％程度であるのに対し、メタンを主成分とする都市ガスを燃料改質して発電する固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）の一次エネルギー効率は５０％～６５％を見込める。そのため、自家発電電力の割合を増やすと、環境負荷の低減に貢献し得る。
【０００３】
また、自然災害による停電発生時に自立して電力供給を維持するシステムを実現することで、社会生活や経済活動への悪影響を軽減できることが期待される。例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、都市ガスの供給が遮断されなければ、自立して発電を行い、外部へ電力供給が可能である。地震の場合、規模によってはガスインフラが破損することがあるが、台風の場合、ガスインフラへの影響はほぼないと言えるので、電力供給を継続し得る。
【０００４】
特許文献１～３には、商用電源系統に対して並列状態で運転され、電力需要設備に電力供給を行う発電ユニット（燃料電池ユニット）が開示されている。発電ユニットの運用時おいては、商用電源系統側に逆潮流させることは認められていない。そのため、特許文献１，２に記載の発電ユニットでは、余剰分の発電電力を電気ヒータ等で消費させるようにしている。
【０００５】
また、特許文献３に記載の発電ユニットは、商用電源系統の停電時、逆潮流を回避するために商用電源系統から解列され、自立運転に切り替えられる。発電ユニットが解列されると電力需要設備に電力を供給できないため、電力使用機器を接続可能な自立コンセントに自家発電電力を送り、需要家の電力ニーズに応えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－２３８４９６号公報
特開２０１３－０３８０５２号公報
特開２０１５－１５６７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的な自立コンセントは、数台の電力使用機器を同時に使用できるように、複数のプラグ差し込み口を有しているが、電力使用機器の接続数などによって消費電力は変動する。そのため、発電ユニットの自立運転電力（出力電力）を一定としておき、余剰分の発電電力を電気ヒータ等が組み込まれた負荷モジュールで消費させるようする。
【０００８】
発電ユニットに負荷モジュールを装備させる場合、需要家の多様な電力ニーズに応えるためには、十分な自立運転電力を確保するのが望ましい。しかしながら、自立運転電力を増やすと、必然的に負荷モジュールのサイズも大型化に向かうので、発電ユニットの設置面積が増えてしまうという不都合があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、負荷モジュールを装備させても設置面積の増大を抑制可能な発電ユニット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】
【００１０】
本発明に係る発電ユニットは、商用電源系統に対して並列状態または解列状態で運転される発電ユニットであって、補機により作動される発電モジュールと、前記発電モジュールおよび前記補機が載置されるユニットベースと、前記発電モジュールおよび前記補機を囲うように前記ユニットベース上に設置された筐体と、前記筐体の内部に配置され、前記発電モジュールの発電電力を前記商用電源系統の交流電力に相当する出力電力に変換するパワーコンディショナと、前記筐体の内部に配置され、前記発電モジュールおよび前記補機を制御するコントローラと、前記筐体の内部または外部に配置され、前記商用電源系統との解列状態時に、前記発電モジュールの発電電力の一部を外部に供給する自立コンセントと、前記筐体の内部に配置され、前記商用電源系統との解列状態時に、前記発電モジュールの発電電力の一部を内部で消費する負荷モジュールとを備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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