JIS C 62282-3-201:2019 燃料電池技術―第３－２０１部：定置用燃料電池発電システム―小形定置用燃料電池発電システムの性能試験方法 | ページ 6

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                                                                             C 62282-3-201 : 2019
                                 EVf :  原燃料の単位体積当たりのエネルギー入力(kJ/m3)
        注記2 JIS C 62282-3-200における燃料消費エネルギーの計算で考慮される気体燃料の比エンタ
                ルピー及び圧力エネルギーは,低温及び低圧で運転する燃料電池発電システムでは無視
                できる値であるため,上記の燃料消費エネルギーの計算では除外している。
b) 質量流量を用いる場合
  1) 気体燃料の単位質量当たりのエネルギー入力Emf(kJ/kg)は,式(7)によって算出する。
                              Hf0
                         Emf        (7)
                              Mf
                      ここに, Emf :  気体燃料の単位質量当たりのエネルギー入力(kJ/kg)
                                Hf0 :  基準状態における原燃料のモル発熱量(kJ/mol)
                                 Mf :  原燃料のモル質量(kg/mol)。
                                       測定は,ASTM F2602に規定する方法による。
        注記3 Hf0の算出方法は,式(5)に示している。
  2) 原燃料の平均発熱量入力Pfin(kJ/s)は,式(8)によって算出する。
                        Pfin=qmf・Emf  (8)
                      ここに, Pfin :  原燃料の平均発熱量入力(kJ/s)
                                Emf :  気体燃料の単位質量当たりのエネルギー入力(kJ/kg)
                                 qmf :  原燃料の平均質量流量(kg/s)
14.2.2 液体燃料消費量試験
14.2.2.1 一般事項
  この試験では,定格電力出力における液体燃料の入力を測定する。製造業者が,50 %部分負荷出力・75 %
部分負荷出力・最小電力出力を指定する場合は,これらの条件においても同様に測定する。
  この試験は,電力出力試験(14.3)及び熱回収試験(14.4)と同時に実施する。
14.2.2.2 試験方法
  試験方法は,次による。
a) 試験開始前に,燃料電池発電システムを定格電力出力で30分間以上運転する。
b) 蓄電池をもつ燃料電池発電システムの場合は,試験開始前に,定格電力出力で30分間以上,かつ,蓄
    電池の公称充電状態に到達するまで運転する。
c) 燃料電池発電システムを定格電力出力の運転に保ったまま,試験を開始する。製造業者によって,50 %
    部分負荷出力・75 %部分負荷出力・最小電力出力を指定する場合は,これらの条件において,この試
    験を繰り返す。
d) 最初に,液体燃料タンク又は液体燃料タンクを含む燃料電池発電システム全体の質量を測定する。
e) 試験は,3時間以上行う。液体燃料が断続的に供給される場合は,供給間隔の20倍又は3時間のいず
    れか長い方でデータを収集する。
f)  最後に,液体燃料タンク又は液体燃料タンクを含む燃料電池発電システム全体の質量を測定する。
14.2.2.3 液体燃料の平均発熱量入力の計算(Calculation of average liquid fuel power input)
  試験継続期間中の液体燃料の積算エネルギー入力Efin(kJ)は,式(9)によって算出する。
                        Efin=(A−B)・Hfl  (9)
                      ここに, Efin :  液体燃料の積算エネルギー入力(kJ)
                                  A :  試験開始時の液体燃料タンクの質量(kg)
                                  B :  試験終了時の液体燃料タンクの質量(kg)
                                 Hfl :  平均温度Tfにおける液体燃料の発熱量(kJ/kg)。
                                       測定は,ASTM D4809に規定する方法による。

――――― [JIS C 62282-3-201 pdf 26] ―――――

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C 62282-3-201 : 2019
  原燃料の平均発熱量入力Pfin(kJ/s)は,式(10)によって算出する。
                              Efin
                         Pfin       (10)
                               Δt
                      ここに, Pfin :  原燃料の平均発熱量入力(kJ/s)
                                Efin :  液体燃料の積算エネルギー入力(kJ)
                                 Δt :  試験継続期間(s)
    注記 (対応国際規格の注記の内容は,規定であることから,本文に移した。)

14.3 電力出力試験

14.3.1 一般事項
  この試験では,定格電力出力における平均正味電力出力を測定する。製造業者が50 %部分負荷出力・75 %
部分負荷出力・最小電力出力を指定する場合は,これらの条件においても同様に測定する。
  この試験は,原燃料消費量試験(14.2)及び熱回収試験(14.4)と同時に実施する。
14.3.2 試験方法
  試験方法は,次による。
a) 試験開始前に,燃料電池発電システムを定格電力出力で30分間以上運転する。
b) 蓄電池をもつ燃料電池発電システムの場合は,試験開始前に,定格電力出力で30分間以上,かつ,蓄
    電池の公称充電状態に到達するまで運転する。
c) 燃料電池発電システムを定格電力出力の運転に保ったまま,試験を開始する。製造業者が50 %部分負
    荷出力・75 %部分負荷出力・最小電力出力を指定する場合は,これらの条件において,この試験を繰
    り返す。
d) 試験継続期間中に電力エネルギー出力及び電力エネルギー入力を測定する。この試験は,3時間以上
    行う。原燃料が断続的に供給される場合は,供給間隔の20倍又は3時間のいずれか長い方でデータを
    収集する。
14.3.3 平均正味電力出力の計算
  平均正味電力出力Pn(kW)は,式(11)によって算出する。
                             Wout Win
                         Pn            3 600 (11)
                                Δt
                      ここに,   Pn :  平均正味電力出力(kW)
                                Wout :  試験継続期間中の電気エネルギー出力(kWh)
                                Win :  試験継続期間中の電気エネルギー入力(kWh)
                                  Δt :  試験継続期間(s)

14.4 熱回収試験

14.4.1 一般事項
  この試験では,定格電力出力における平均回収熱出力を測定する。製造業者が50 %部分負荷出力・75 %
部分負荷出力・最小電力出力を指定する場合は,これらの条件においても同様に測定する。
  この試験は,原燃料消費量試験(14.2)及び電力出力試験(14.3)と同時に行う。
  回収熱を利用しない燃料電池発電システムは,熱回収試験を省略することができる。
14.4.2 試験方法
  試験方法は,次による。
a) 試験開始前に,燃料電池発電システムを定格電力出力で30分間以上運転する。
b) 蓄電池をもつ燃料電池発電システムの場合は,試験開始前に,定格電力出力で30分間以上,かつ,蓄

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    電池の公称充電状態に到達するまで運転する。
c) 復路流体の温度を回収熱の使用条件に適する水準に設定する。熱負荷に入る冷却流体量を制御し,a)
    及びb)の条件を試験全体にわたって維持する。
d) 燃料電池発電システムを定格電力出力の運転に保ったまま,試験を開始する。製造業者が50 %部分負
    荷出力・75 %部分負荷出力・最小電力出力を指定する場合は,これらの条件において,この試験を繰
    り返す。
e) 熱回収流体の出口における往路流温度,熱回収流体の入口における復路流温度,及び入口又は出口に
    おける積算体積流量又は積算質量流量を測定する。それぞれの測定は,60秒以下の間隔で3時間以上
    行う。原燃料が断続的に供給される場合は,原燃料の供給間隔の20倍又は3時間のいずれか長い方で
    データを収集する。往路熱回収流体温度,復路熱回収流体温度,及びこれらの温度差を報告書に記載
    する。
14.4.3 平均回収熱出力の計算
  試験継続期間中の平均回収熱出力PHR(kJ/s)は,次の手順によって算出する。
a) 体積流量を用いる場合
  1) 熱回収流体の平均体積流量qVHR(m3/s)は,積算体積(m3)を試験継続期間(s)で除して,式(12)
      によって算出する。
                               VHR
                         qVHR        (12)
                                Δt
                      ここに, qVHR :  熱回収流体の平均体積流量(m3/s)
                                VHR :  熱回収流体の積算体積(m3)
                                 Δt :  試験継続期間(s)
  2) 試験継続期間中の平均回収熱出力PHR(kJ/s)は,式(13)によって算出する。熱回収流体の温度は,
      試験継続期間中の平均値を用いる。
                        PHR=(THR1−THR2)・qVHR・ρHR・cHR  (13)
                      ここに, PHR :  試験継続期間中の平均回収熱出力(kJ)
                               THR1 :  熱回収流体の出口平均温度(K)
                               THR2 :  熱回収流体の入口平均温度(K)
                               qVHR :  熱回収流体の平均体積流量(m3/s)
                                ρHR :  THR1における熱回収流体の密度(kg/m3)
                                cHR :  THR1とTHR2との中間温度における熱回収流体の比熱[kJ/(kg・
                                       K)]。
                                       熱回収流体として水が使われている場合は,その比熱として
                                       4.186 kJ/(kg・K)を用いる。
b) 質量流量を用いる場合
  1) 試験継続期間中の熱回収流体の平均質量流量qmHR(kg/s)は,試験期間中の熱回収流体の積算質量
      流量(kg)を試験継続期間(s)で除して,式(14)によって算出する。
                               mHR
                         qmHR        (14)
                                Δt
                      ここに, qmHR :  熱回収流体の平均質量流量(kg/s)
                                mHR :  熱回収流体の積算質量(kg)
                                 Δt :  試験継続期間(s)
  2) 試験継続期間中の平均回収熱出力PHR(kJ/s)は,式(15)によって算出する。熱回収流体の温度は,
      試験継続期間中の平均値を用いる。

――――― [JIS C 62282-3-201 pdf 28] ―――――

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C 62282-3-201 : 2019
                        PHR=(THR1−THR2)・qmHR・cHR  (15)
                      ここに, PHR :  試験継続期間中の平均回収熱出力(kJ/s)
                               THR1 :  熱回収流体の出口平均温度(K)
                               THR2 :  熱回収流体の入口平均温度(K)
                               qmHR :  熱回収流体の平均質量流量(kg/s)
                                cHR :  THR1とTHR2との中間温度における熱回収流体の比熱[kJ/(kg・
                                       K)]。
                                       熱回収流体として水が使われている場合は,その比熱として
                                       4.186 kJ/(kg・K)を用いる。

14.5 起動試験

14.5.1 一般事項
  この試験では,燃料電池発電システムの起動時間,並びに起動に必要とする原燃料エネルギー及び/又
は電気のエネルギーを測定する。
  蓄電池をもつ燃料電池発電システムであって,蓄電池が公称充電状態に到達したことを識別する手段を
備えていない場合は,起動に必要とする原燃料エネルギーを決定する試験は必須ではない[11.3 b)を参照]。
14.5.2 蓄電池充電状態の判定
  蓄電池が公称充電状態まで充電完了した時刻は,次の二つの方法のいずれかによって決定することがで
きる。
a) 蓄電池が公称充電状態に到達したことを識別する手段(例えば,表示手段又は出力信号)を備えたシ
    ステムの場合,充電完了時刻を,その識別する手段によって決定する[11.3 b)を参照]。
b) 蓄電池が公称充電状態に到達したことを識別する手段を備えていないシステムの場合,充電完了時刻
    を,蓄電池充電のために原燃料流量が一旦上昇した後に,原燃料の入力流量が原燃料の定格流量の±
    2 %に収まる範囲に安定した時間を測定して決定してもよい(図8を参照)。ただし,この測定は必須
    ではない。
14.5.3 試験方法
  試験方法は,次による。
a) 試験前に48時間以上,燃料電池発電システムを停止状態又は保管停止状態に維持する。
b) 蓄電池をもつ燃料電池発電システムの場合は,蓄電池を公称充電状態まで充電してから,試験前に48
    時間以上,燃料電池発電システムを停止状態又は保管停止状態に維持する。
c) 試験を開始する。電気エネルギー出力,電気エネルギー入力,積算原燃料流量(液体燃料の場合は積
    算質量流量),原燃料温度,原燃料圧力及び雰囲気圧力を,15秒以下の間隔で測定する。
d) 定格電力出力で起動操作を開始し,起動動作の開始時刻を記録する。
e) 蓄電池をもたない燃料電池発電システムの場合は,起動動作の完了時刻を記録する。
f)  蓄電池をもつ燃料電池発電システムの場合は,起動動作の完了時刻,及び電池が公称充電状態に到達
    するまでに要した時間を記録する。
    注記1 起動動作の開始時刻は,起動ボタンを押したとき又は正常な起動信号が送られたときである。
    注記2 起動動作の完了時刻は,正味電力出力が発生したときである。

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                   力
                   電力出
                            tst1              tst2
                   正味              Δtst
                                                                    時間
                               停止状態からの起動          保管停止状態からの起動
                 記号
                 Δtst起動時間(s)
                 tst1 起動動作の開始時刻
                 tst2 起動動作の完了時刻
               図7−蓄電池をもたない燃料電池発電システムの起動時の電力チャート例

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