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 8

                                                                                             33
                                                                             C 62282-3-201 : 2019
                        1サイクル
            Prated
             Pmin
                       tlc1 tlc2 tlc3 tlc4                      時間
        記号
        Prated 定格電力出力
        Pmin 最小電力出力
        tlc1 電力出力下降動作の開始時刻
        tlc2 電力出力が定格電力出力の±2 %に収まる範囲で最小電力出力に到達した時刻(図13参照)
        tlc3 電力出力上昇動作の開始時刻
        tlc4 電力出力が定格電力出力の±2 %に収まる範囲で定格電力出力に到達した時刻(図13参照)
               図11−蓄電池をもたない燃料電池発電システムの電力出力変化パターン
                        1サイクル
            Prated
            Pmin
                         tlc1 tlc2 tlc3                         時間
                                   tlc4
        記号
        Prated 定格電力出力
        Pmin 最小電力出力
        tlc1 電力出力下降動作の開始時刻
        tlc2 電力出力が定格電力出力の±2 %に収まる範囲で最小電力出力に到達した時刻(図13参照)
        tlc3 電力出力上昇動作の開始時刻
        tlc4 電力出力が定格電力出力の±2 %に収まる範囲で定格電力出力に到達した時刻(図13参照)
                 図12−蓄電池をもつ燃料電池発電システムの電力出力変化パターン

――――― [JIS C 62282-3-201 pdf 36] ―――――

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C 62282-3-201 : 2019
                                       tlc4
                                                                          定格正味電力出力
                                                                          の+2 %
        定格正味電力出力
                                                                          定格正味電力出力
                                                                          の2 %
                     正味電力出力
                                tlc4
                                                                          定格正味電力出力
                                                                          の+2 %
        最小正味電力出力
                                                                          定格正味電力出力
                                                                          の2 %
                                                                           時間
                                                 tlc2
                                  図13−電力出力変化の安定化
14.8.3 電力出力変化率の計算
  電力出力の減少率dPdown(kW/s)及び増加率dPup(kW/s)は,次の式(23)及び式(24)によって算出する。
                                  Pd
                         dPdown         (23)
                                 tlcdown
                               Pd
                         dPup       (24)
                              Δtlcup
                      ここに, dPdown :  電力出力の減少率(kW/s)
                                  dPup :  電力出力の増加率(kW/s)
                                   Pd :  PratedとPminとの間の電力出力の変化幅(kW)
                                Δtlcdown :  tlc1からtlc2への電力出力下降の持続時間(s)
                                 Δtlcup :  tlc3からtlc4への電力出力上昇の持続時間(s)
  電力出力の減少率及び増加率は,3サイクル以上測定した平均値とする。

14.9 停止試験

14.9.1 一般事項
  この試験では,燃料電池発電システムの停止時間,並びに停止に必要とする原燃料エネルギー及び/又
は電気エネルギーを測定する。
  停止時間の定義は,蓄電池をもつ燃料電池発電システムも,蓄電池をもたない燃料電池発電システムも
同一である。停止時間は,定格電力出力から保管停止状態に移行するまでに必要とする時間である。
  停止エネルギーの定義は,蓄電池をもつ燃料電池発電システムも,蓄電池をもたない燃料電池発電シス
テムも同一である。停止エネルギーは,停止時間中の燃料電池発電システム外部から供給されるエネルギ
ーである。統合された蓄電池からの,停止に用いる電気エネルギーは,通常燃料電池発電システム外部で
は測定できないため無視する(図2参照)。
14.9.2 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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                                                                             C 62282-3-201 : 2019
    電池の公称充電状態に達するまで運転する。
c) 試験を開始する。電力出力,電力入力,電気エネルギー出力,電気エネルギー入力,原燃料の積算体
    積流量又は積算質量流量,原燃料の温度,原燃料の圧力及び大気圧力を試験終了まで15秒以下の間隔
    で測定する。液体燃料を用いる燃料電池発電システムの場合は,液体燃料の圧力及び大気圧力は測定
    しない。
d) 通常の停止動作を開始し,停止動作の開始時刻を記録する。
e) 通常の停止動作が完了したら,停止動作の完了時刻を記録する。
    注記1 停止動作の開始は,停止ボタンを押したときか,又は正常な停止信号が送られたときである。
    注記2 停止動作の完了時刻は,燃料電池発電システムの正味電力出力が,保管停止状態の正味電力
            出力の150 %以内に再び戻った時である(14.7.3及び図14参照)。
  保管停止状態における燃料電池発電システムの正味電力出力は,燃料電池発電システムの起動動作の開
始直前の正味電力出力である。必要であればこの試験前に(加熱器が使われている場合は加熱器を停止し
て),保管停止状態における燃料電池発電システムの正味電力出力値を確認する。
              正味電力出力
                                           Δtshut
                                                                           時間
                            tshut1                   tshut2
             記号
             Δtshut 停止時間(s)
             tshut1 停止動作の開始時刻
             tshut2 停止動作の完了時刻
                               図14−停止時の電力出力チャート例
14.9.3 結果の計算
14.9.3.1 停止時間の計算
  停止時間Δtshut(s)は,式(25)によって算出する(図14を参照)。
                        Δtshut=tshut2−tshut1 (25)
                      ここに, Δtshut :  停止時間(s)
                                tshut1 :  停止動作の開始時刻
                                tshut2 :  停止動作の完了時刻
14.9.3.2 停止エネルギーの計算
14.9.3.2.1 停止に必要とする原燃料エネルギーの計算
  気体燃料を用いる燃料電池発電システムの場合,停止時間中に必要とする原燃料エネルギーは,停止時
間中の原燃料の積算入力の測定値を用いて算出する。計算手順は,体積流量,質量流量のいずれについて
も14.2.1.3による。14.2.1.3の式(1)式(8)に用いられている平均流量に代えて,原燃料の積算入力を用い

――――― [JIS C 62282-3-201 pdf 38] ―――――

36
C 62282-3-201 : 2019
る。
  液体燃料を用いる燃料電池発電システムの場合,停止時間中に必要とする液体燃料エネルギーは,停止
動作の開始時刻及び停止動作の完了時刻の両方において,燃料タンク又は燃料電池発電システム全体の質
量の測定値を用いて,式(9)によって算出する。
  図9のような構成の場合は,液体燃料リザーバをう回させておくか,又は液体燃料リザーバを再配置し
て,燃料タンクと一緒に質量を測定する。
14.9.3.2.2 停止に必要とする電気エネルギーの計算
  停止時間中に必要とする電気エネルギーWinshut(kJ)は,式(26)によって算出する。
                        Winshut=Win−Wout  (26)
                      ここに, Winshut :  停止時間中に必要とする電気エネルギー(kWh)
                                 Wout :  停止時間中の電気エネルギー出力(kWh)
                                 Win :  停止時間中の電気エネルギー入力(kWh)

14.10 効率計算

14.10.1  一般事項
  発電効率,熱回収熱効率及び総合効率は,14.2,14.3及び14.4における計算値に基づいて算出する。
  JIS C 62282-3-200における効率計算では,システムに供給される原燃料及び反応用空気の比エンタルピ
ー及び圧力エネルギーを考慮している。この規格では,これらを効率計算に考慮しないが,これは原燃料
及び反応用空気が低温低圧で供給される燃料電池発電システムにおいては,これらの値が無視できるほど
さ(些)少なためである。原燃料の発熱量以外のエネルギー入力がある場合の計算方法は,JIS C 62282-3-200
を適用する。
  回収熱を利用しない燃料電池発電システムの場合は,熱回収熱効率の計算は省略することができ,総合
効率は発電効率に等しい。
14.10.2  発電効率
  発電効率ηel(%)は,式(27)によって算出する。
                               n
                          el      100 %   (27)
                              fin
                      ここに,    ηel :  発電効率(%)
                                  Pn :  平均正味電力出力(kW)(14.3.3による。)
                                 Pfin :  原燃料の平均発熱量入力(kJ/s)(14.2.1.3.2及び14.2.2.3によ
                                        る。)
14.10.3  熱回収効率の計算
  熱回収効率ηth(%)は,式(28)によって算出する。
                              HR
                         ηth     100 %   (28)
                               fin
                      ここに,   ηth :  熱回収効率(%)
                                PHR :  平均回収熱出力(kJ/s)(14.4.3による。)
                                Pfin :  原燃料の平均発熱量入力(kJ/s)(14.2.1.3.2及び14.2.2.3によ
                                       る。)
  熱回収効率は,効率試験中に測定した熱回収流体の平均温度THR1及びTHR2とともに報告書に記載する。
14.10.4  総合エネルギー効率
  総合エネルギー効率ηtotal(%)は,式(29)によって算出する。
                        ηtotal=ηel+ηth  (29)

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                                                                             C 62282-3-201 : 2019
                      ここに, ηtotal :  総合エネルギー効率(%)
                                 ηel :  発電効率(%)
                                 ηth :  熱回収効率(%)

14.11 運転サイクル発電効率

14.11.1  一般事項
  ここでは,起動からランプアップ及び定格電力出力運転を経過して停止までの一連の運転サイクル中の
発電効率の計算方法について規定する。
  計算結果は,定格電力出力での運転期間に依存する。この期間に関しては,試験した燃料電池発電シス
テムの一つ以上の代表的な値を選択することができる。
  算出した運転サイクル発電効率は,選定した定格出力運転期間とともに報告書に記載する。
  定格出力運転期間に採用する代表的な値は,燃料電池発電システムの基本的な燃料電池の種類に依存す
る。定格出力運転期間の選択に関するガイドラインを,附属書Fに示す。蓄電池をもつ燃料電池発電シス
テムの場合,定格出力運転期間は,蓄電池を公称充電状態まで充電するために十分な長さとする。
14.11.2  運転サイクル中の原燃料エネルギー入力の計算
a) 蓄電池をもたないシステムの場合 運転サイクル中の原燃料エネルギー入力は,定格電力出力での運
    転期間を考慮して,次の期間の原燃料エネルギー入力を合計することによって,式(30)によって算出
    する。
  − 起動時間中[14.5.4.2.1 a)で算出する。]
  − ランプアップ時間中(14.6.3.2.1で算出する。)
  − 定格電力出力運転中(14.2の原燃料消費量試験で算出した原燃料の平均発熱量入力を用いる。)
  − 停止時間中(14.9.3.2.1で算出する。)
                        Efincyc=Efinst+Efinramp+Pfin・trated+Efinshut  (30)
                      ここに,  Efincyc :  運転サイクル中に必要とする原燃料エネルギー入力(kJ)
                                 Efinst :  起動時間中に必要とする原燃料エネルギー入力(kJ)
                                Efinramp :  ランプアップ時間中に必要とする原燃料エネルギー入力
                                         (kJ)
                                  Pfin :  原燃料の平均発熱量入力(kJ/s)
                                  trated :  運転サイクル中の定格電力出力の運転期間(s)
                                Efinshut :  停止時間中に必要とする原燃料エネルギー入力(kJ)
b) 蓄電池をもつシステムの場合 運転サイクル中の原燃料エネルギー入力は,定格電力出力での運転期
    間を考慮して,次の期間の原燃料エネルギー入力を合計することによって,式(31)によって算出する。
  − 起動時間中[14.5.4.2.1 b)で算出する。]
  − 定格電力出力運転中(14.2の原燃料消費量試験で算出した原燃料の平均発熱量入力を用いる。)
  − 停止時間中(14.9.3.2.1で算出する。)
                        Efincyc=Efinst+Pfin・trated+Efinshut  (31)
                      ここに, Efincyc :  運転サイクル中に必要とする原燃料エネルギー入力(kJ)
                                Efinst :  起動時間中に必要とする原燃料エネルギー入力(kJ)
                                 Pfin :  原燃料の平均発熱量入力(kJ/s)
                                 trated :  運転サイクル中の定格電力出力の運転期間(s)
                               Efinshut :  停止時間中に必要とする原燃料エネルギー入力(kJ)
    注記 蓄電池をもつシステムの場合,定格出力運転へのランプアップ工程は起動試験の一部である。
14.11.3  運転サイクル中の正味電気エネルギー出力の計算
a) 蓄電池をもたないシステムの場合 運転サイクル中の正味電気エネルギー出力は,定格電力出力での

――――― [JIS C 62282-3-201 pdf 40] ―――――

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