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家用燃料电池(SOFC)开发成功  “ENE-FARM type S”即将上市

发表日:2012年04月03日
大阪燃气公司
爱信精机株式会社
京瓷株式会社
株式会社长府制作所
丰田汽车公司
大阪燃气公司(以下简称“大阪燃气”)、爱信精机株式会社(以下简称“爱信”)、京瓷株式会社(以下简称“京瓷”)、株式会社长府制作所(以下简称“长府”)以及丰田汽车公司(以下简称“丰田”)联合开发出家用固体氧化物燃料电池废热发电系统(以下简称“SOFC系统*1”)。

此次开发的新产品“ENE-FARM type S“发电率高达46.5%*3,在家用燃料电池领域创下世界新高*2。其中,电池堆*4由京瓷制造,配置电池堆的发电单元由爱信制造,利用废热的热水供暖单元由长府制造。该系统将由大阪燃气于2012年4月27日,以2,751,000日元(含税)的现金标准价发售,今后将进一步强化生产体制,积极致力于推广和普及。

SOFC系统集成了大阪燃气的废热发电系统设计、施工以及维护技术;京瓷的电池堆*4设计、制造技术;爱信/丰田的发电单元设计、制造技术;以及长府利用废热热水供暖单元的设计、制造技术,可谓博采众长。而且,在独立行政法人新能源·产业技术综合开发机构、财团法人新能源财团实施的“固体氧化物燃料电池实证研究”中,共对121套系统进行了测试。

“ENE-FARM type S”电池堆中的电解质采用了陶瓷材质,工作时的温度高达700~750度。该热能可用作将城市燃气改质成氢气的能源,因此,发电效率提升至46.5%,而综合能源效率也高达90.0%*3

利用废热的热水供暖单元为了有效利用发电时产生的高温废热,将热水箱的容量设定为90升的小型水箱,而且在后备锅炉中配备了潜热回收型的高效率热水供暖机。这使得整个系统更加经济、环保。与以往采用燃气热水供暖机的系统*5相比,该系统每年可减少约1.9吨CO2排放量、节省约7.6万日元光热费(照明取暖费用)。

另外,由于系统所需零件数量以及排热量较少,发电单元和利用废热的热水供暖单元的结构设计变得更加紧凑,不仅有利于安装到空间受限的独户住宅,而且,还有望被应用到公寓式住宅中。

【ENE-FARM type S 外形图】
照片:ENE-FARM type S 外形图 照片:厨房遥控装置
厨房遥控装置
照片:浴室遥控装置
浴室遥控装置

※1 Solid Oxide Fuel Cell的简称。即采用电解质陶瓷材料的燃料电池。氧离子生成后会穿过电解质,与氢和一氧化碳发生反应产生电能。其最大特点是一氧化碳得到利用。
※2 针对家庭燃料电池废热发电系统(大阪燃气截至2012年3月13日的调查结果)
※3 低位发热值标准(Lower Heating Value)。即在发热量中不包括燃气完全燃烧时产生的水蒸气的冷凝潜热的部分。
※4 所谓“电池单元”,是指由燃料极、电解质、空气极组成的单一电池(发电体)。所谓“堆”,是指电池单元的集合体。
※5 计算条件如下。
独户住宅:假设为4口人
将以往的“燃气热水供暖机”换成“ENE-FARM type S”时的估算值。
【CO2排放系数】
电0.69kg-CO2/kWh(依据2001年7月《中央环境审议会地球环境部会目标达成方案小委员会中间报告》),燃气2.29kg-CO2/m3(本公司数据)
【适用收费标准】
“以往系统”燃气:地暖使用费标准套餐(选择性优惠9%),
电:按用电量分段计费的电灯A
「ENE-FARM type S」燃气:家庭发电使用费(选择性优惠9%),
电:按用电量分段计费的电灯A
燃气费、电费分别是大阪燃气、关西电力截止到2012年2月的收费标准(含税)

 

【ENE-FARM type S 结构模型图】
照片:ENE-FARM type S 结构模型图

电池堆 将城市燃气中制取的氢气与空气中的氧气发生反应产生电能。
模块 内置燃料改质器、电池堆,为了保持高温状态外层使用了隔热材料。
脱硫器 从城市燃气的加臭剂中除去会导致电池堆劣化的含硫化合物。
换流器 将电池堆产生直流电转变成交流电。
热水箱 发电单元产生的热转换成热水后存储到该水箱中。
后备锅炉 所存储的热水被用完的情况下,用来供给热水或供热。