ＳＯＦＣ－ガスタービンハイブリッドシステムのダイナミクスと制御に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23561034
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 君島 真仁 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (10298143)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: エネルギーシステム / 固体酸化物形燃料電池 / ガスタービン

研究概要

固体酸化物形燃料電池（SOFC）とガスタービンを組み合わせたハイブリッド発電システムのダイナミクスに着目し，負荷変動時などの動的挙動を予測しうる動特性解析モデルを構築し，制御系を含むシステム設計について研究を展開した．SOFCの動特性解析モデルを構築し，負荷変動追従運転を行うための出力制御の方法を提案することができた．出力300Wクラスのセルスタックを使用し，提案した制御方法の妥当性を実験的に確認することができた．

研究成果

• [雑誌論文] The effect of overpotentials on the transient response of the 300 W SOFC cell stack voltage (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, G. Brus, S. Kimijima, J. S. Szmyd
  • 雑誌名: Applied Energy 巻: 115 ページ: 352-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis on dynamic behavior of solid oxide fuel cell with power output control scheme (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, S. Kimijima, J. S. Szmyd
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 巻: 223 ページ: 232-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study on the 300W class planar type solid oxide fuel cell stack : Investigation for appropriate fuel provision control and the transient capability of the cell performance (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, G. Brus, S. Kimijima, J. S. Szmyd
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 395(art) ページ: 012162
  • DOI: 10.1088/1742-6596/395/1/012162
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental study on transient characterizations of 300 W solid oxide fuel cell stack during load change, 8th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (ExHFT-8) (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, G. Brus, S. Kimijima, J. S. Szmyd
  • 学会等名: Proceedings of 8th World Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics
  • 発表場所: Lisbon (Portugal)
  • 年月日: 20130616-20
• [学会発表] Experimental study on the 300W class planar type solid oxide fuel cell stack : Investigation for appropriate fuel provision control and the transient capability of the cell performance, 6th European Thermal Sciences Conference EUROTHERM2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, G. Brus, S. Kimijima, J. S. Szmyd
  • 学会等名: Proceedings of 6th European Thermal Sciences Conference Eurotherm
  • 発表場所: Poitiers (France)
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] Numerical Analysis on Dynamic Behavior of a Solid Oxide Fuel Cell with a Power Output Control Scheme (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, S. Kimijima and J. S. Szmyd
  • 学会等名: 10th Euroean SOFC Forum
  • 発表場所: Lucern (Switzerland)
  • 年月日: 2012-06-27
• [学会発表] 出力制御系を付帯する固体酸化物形燃料電池の動特性解析(負荷変動追従運転時の燃料不足状態の発生について考察) (2011)
  • 著者名/発表者名: 小松洋介, 君島真仁
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス2011講演論文集
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2011-10-29
• [学会発表] 出力制御系を付帯する固体酸化物形燃料電池の動特性解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小松洋介, 君島真仁
  • 学会等名: 日本機械学会動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] Numerical Analysis on the Dynamic Behavior of a Solid Oxide Fuel Cell with a Multivariable Control Strategy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Komatsu, S. Kimijima and J. Szmyd
  • 学会等名: Proc. 12th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2011-05-05