Устройство для управления работой системы топливных элементов и его способ
Изобретение относится к системе топливных элементов, а более точно к устройству для управления работой системы топливных элементов и его способу. Согласно изобретению устройство содержит узел управления количеством вырабатываемой энергии для формирования пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой энергии для управления количеством вырабатываемой энергии топливного элемента посредством выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности согласно приоритету коэффициента полезного действия относительно сформированной пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности; и узел формирования команд по выработке энергии для применения команды по выработке энергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой энергии, выдаваемому из узла управления количеством вырабатываемой энергии, к топливному элементу. Техническим результатом является улучшение коэффициента полезного действия системы топливных элементов. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе топливных элементов, а более точно к устройству для управления работой системы топливных элементов, допускающему применение пользовательской модели потребления тепла к выработке энергии для топливного элемента, и его способу.
Описание предшествующего уровня техники
Вообще, система топливных элементов служит для непосредственного преобразования энергии топлива в электроэнергию. Система топливных элементов оснащена анодом и катодом, находящимися с двух сторон от высокомолекулярной электролитной мембраны. В то время как водородное топливо электрохимически окисляется на аноде, а кислород электрохимически восстанавливается на катоде, вырабатываются электроны. Система топливных элементов вырабатывает электроэнергию, поскольку выработанные электроны движутся.
Фиг.1 - схема, показывающая топливный элемент с мембраной протонного обмена (PEMFC), в котором основанное на углеводородах топливо, такое как LNG (сжиженный природный газ), LPG (сжиженный нефтяной газ), CH3OH (метан) и так далее (LNG на чертеже) подвергается процессу десульфуризации, процессу реформинга и процессу очистки водорода в реформинг-установке, так что только водород очищается до такой степени, чтобы использоваться в качестве топлива.
Как показано на фиг.1, традиционная система топливных элементов содержит узел 10 реформинга для вырабатывания водорода из LNG; узел 20 батареи, присоединенный к узлу 10 реформинга и содержащий анод 21, к которому подается очищенный водород, и катод 22, к которому подается воздух, для выработки электроэнергии и тепла посредством электрохимической реакции водорода и воздуха; узел 30 вывода мощности, присоединенный к выходу узла 20 батареи, для подачи мощности на нагрузку; узел 40 теплообмена для охлаждения узла 10 реформинга и узла 20 батареи посредством соответственной подачи в них воды; и контроллер (не показан), присоединенный с помощью электрического соединения к каждому из узлов и управляющий работой каждого узла.
Узел 40 теплообмена содержит водяной контейнер 41 для вмещения некоторого количества воды, магистраль 42 охлаждающей воды, присоединенную между водяным контейнером 41 и узлом 20 батареи, для пропускания охлаждающей воды в узел 20 батареи, узел 43 теплоотдачи, установленный в середине магистрали 42 охлаждающей воды, для охлаждения воды, повторно собираемой в водяной контейнер 41 из узла 20 батареи, и циркуляционный насос 44, установленный в середине магистрали 42 охлаждающей воды, для закачивания воды вовнутрь водяного контейнера 41 и подачи закачиваемой воды в узел 20 батареи.
Работа традиционной системы топливного элемента будет пояснена.
Сначала, основанное на углеводородах топливо подвергается реформингу в узле 10 реформинга, тем самым, вырабатывая водород. Выработанный водород подается к аноду 21 узла 20 батареи.
Узел 10 реформинга подает воздух к катоду 22 узла 20 батареи.
Окисление выполняется на аноде 21 узла батареи, а восстановление выполняется на катоде 22 узла 20 батареи.
В то время как выполняется окисление и восстановление, вырабатываются электроны. Так как выработанные электроны движутся к катоду 22 от анода 21, вырабатывается электроэнергия. Выработанная электроэнергия преобразуется в переменный ток узлом 30 вывода мощности, а затем подается на каждое из электрических изделий.
Узел 20 батареи одновременно вырабатывает электроэнергию и тепло. Соответственно вода, содержащаяся в водяном контейнере 41, подается в узел 20 батареи через магистраль 42 охлаждающей воды посредством циркуляционного насоса 44 узла 40 теплообмена, и вода, подаваемая в узел 20 батареи, повторно собирается в водяной контейнер 41. В то время как многократно выполняется процесс подачи воды и процесс повторного накопления воды, узел 20 батареи охлаждается.
Традиционная система топливных элементов управлялась способом, предложенным японской компанией Мацушита.
Фиг.2 - структурная схема, показывающая конструкцию устройства для управления работой системы топливных элементов в соответствии с традиционным уровнем техники.
Как показано на фиг.2, традиционное устройство для управления работой системы топливных элементов содержит узел 230 измерения мощности, узел 200 прогнозирования мощности потребления, узел 220 команд по выработке электроэнергии, и генератор 100 электроэнергии топливного элемента.
Узел 230 измерения мощности измеряет количество электроэнергии, детектируемой энергосистемой 103.
Узел 200 прогнозирования мощности потребления сохраняет данные о количестве электроэнергии, измеренной узлом 230 измерения мощности посредством накопления за некоторый период, формирует пользовательскую модель потребления мощности посредством использования сохраненной информации о мощности и формирует значение прогноза мощности потребления на основании сформированной модели.
Узел 200 прогнозирования мощности потребления содержит узел 205 поддержки данных исследования, узел 203 исследования нейронной модели, узел 202 прогнозирования нейронной модели и узел 204 поддержки данных прогноза.
Узел 220 команд по выработке электроэнергии направляет команду, соответствующую значению прогноза мощности потребления, выведенному из узла 200 прогнозирования мощности потребления, в генератор 100 электроэнергии топливного элемента, а генератор 100 электроэнергии топливного элемента вырабатывает электроэнергию на основе принятой команды.
В традиционном устройстве для управления работой системы топливного элемента прогнозируется пользовательская величина потребления мощности, и команда выработки электроэнергии применяется на основе спрогнозированной информации.
Однако, когда традиционный способ применяется к системе топливных элементов летом, или в жарком регионе, коэффициент полезного действия электроэнергии снижается сильнее, чем тепловой коэффициент полезного действия.
Например, летом или в жарком регионе, тогда как коэффициент полезного действия электроэнергии составляет 35%, тепловой коэффициент полезного действия составляет 50%.
Краткое описание изобретения
Поэтому, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство для управления работой системы топливных элементов, допускающее улучшение коэффициента полезного действия системы топливных элементов посредством сохранения данных о потреблении тепла и данных о потреблении мощности, выявленных за некоторое время, формирования пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности на основе упомянутых данных, и избирательного применения пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности к выработке электроэнергии топливного элемента согласно приоритету коэффициента полезного действия системы относительно пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности, и его способ.
Для достижения этих и других преимуществ, и в соответствии с целью настоящего изобретения, которое воплощено и в общих чертах описано в материалах настоящей заявки, предусмотрено устройство для управления работой системы топливных элементов, содержащее: узел управления количеством вырабатываемой электроэнергии для формирования пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой электроэнергии топливного элемента посредством выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности согласно приоритету коэффициента полезного действия относительно сформированной пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности; и узел формирования команд по выработке электроэнергии для применения команды по выработке электроэнергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из узла управления количеством вырабатываемой электроэнергии, к топливному элементу.
Согласно еще одному варианту осуществления, предоставлено устройство для управления работой системы топливных элементов, содержащее: узел измерения количества воды, установленный на магистрали нагрева горячей воды, для выявления данных о количестве воды; узел измерения температуры, установленный на магистрали нагрева горячей воды, для выявления данных о температуре воды; узел измерения мощности для выявления данных о текущей мощности; узел управления количеством вырабатываемой электроэнергии для формирования пользовательской модели потребления тепла на основании данных о количестве воды и данных о температуре воды, формирования пользовательской модели потребления мощности на основании данных о мощности, выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности согласно текущему приоритету коэффициента полезного действия системы относительно сформированной пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности, и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой электроэнергии топливного элемента на основе выбранной пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности; и узел формирования команд по выработке электроэнергии для применения команды по выработке электроэнергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из узла управления количеством вырабатываемой электроэнергии, к топливному элементу.
Для достижения этих и других преимуществ, и в соответствии с целью настоящего изобретения, которое воплощено и в общих чертах описано в материалах настоящей заявки, также предусмотрен способ для управления работой системы топливных элементов, содержащий: выявление данных о количестве воды, данных о температуре воды и данных о мощности; формирование пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности на основе выявленных данных о количестве воды, данных о температуре воды и данных о мощности; и выбор пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности согласно текущему приоритету коэффициента полезного действия системы, считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии на основании выбранной модели и, тем самым, управления количеством вырабатываемой электроэнергии топливного элемента.
Вышеприведенные и другие цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания настоящего изобретения, в то время как берется в соединении с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые включены в состав, чтобы обеспечить дополнительное понимание изобретения, а также объединены и составляют часть этого описания изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и, вместе с описанием, служат для раскрытия принципов изобретения.
На чертежах:
фиг.1 - схема, показывающая систему топливного элемента в соответствии с традиционным уровнем техники;
фиг.2 - структурная схема, показывающая конструкцию устройства для управления работой системы топливных элементов в соответствии с традиционным уровнем техники;
фиг.3 - структурная схема, показывающая конструкцию устройства для управления работой системы топливных элементов согласно настоящему изобретению; и
фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа, показывающая последовательность операций для управления работой системы топливных элементов согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Далее будет сделана подробная ссылка на предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.
В дальнейшем, устройство для управления работой системы топливных элементов, допускающее улучшение коэффициента полезного действия системы топливных элементов посредством сохранения данных о потреблении тепла и данных о потреблении мощности, выявленных за некоторое время, формирования пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности на основе упомянутых данных, и избирательного применения пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности к выработке электроэнергии топливным элементом согласно приоритету между тепловым коэффициентом полезного действия и коэффициентом полезного действия мощности (выход по энергии), и его способ будут пояснены более подробно со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.3 - структурная схема, показывающая конструкцию устройства для управления работой системы топливных элементов согласно настоящему изобретению.
Как показано на фиг.3, устройство для управления работой системы топливных элементов согласно настоящему изобретению содержит узел 10 измерения количества воды, узел 20 измерения температуры воды, узел 30 измерения мощности, узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии и узел 50 формирования команд по выработке электроэнергии.
Узел 10 измерения количества воды установлен в магистрали нагрева горячей воды так, чтобы выявлять данные о количестве воды, узел 20 измерения температуры установлен в нагревающейся теплой воде так, чтобы выявлять данные о температуре воды, а узел 30 измерения мощности выявляет текущую величину потребления мощности.
Узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии формирует пользовательскую модель потребления тепла на основании данных о количестве воды и данных о температуре воды, формирует пользовательскую модель потребления мощности на основании данных о мощности, выбирает пользовательскую модель потребления тепла или пользовательскую модель потребления мощности согласно приоритету коэффициента полезного действия системы относительно сформированной пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности, и выводит сигнал управления количеством вырабатываемой электроэнергии для управления количеством вырабатываемой электроэнергии топливного элемента на основании выбранной пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности.
Узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии содержит узел 100 хранения, узел 200 формирования модели, узел 300 выбора модели и узел 400 считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии.
Узел 100 хранения сохраняет данные о количестве воды, данные о температуре воды, данные о мощности, приоритет коэффициента полезного действия системы относительно пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности согласно сезону/дате/времени, эталонную модель потребления тепла и эталонную модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени, и каждое значение вырабатываемой электроэнергии, соответствующее эталонной модели потребления тепла и эталонной модели потребления мощности.
В качестве одного из примеров, эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени могут быть сформированы производителем посредством эксперимента в процессе производства.
В качестве еще одного примера, эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени могут быть сформированы пользователем на основе данных о количестве воды и данных о температуре воды, накопленных за некоторое время.
Узел 200 формирования модели формирует пользовательскую модель потребления тепла на основе данных о количестве воды и данных о температуре воды и формирует пользовательскую модель потребления мощности на основе данных о мощности.
Модуль 300 выбора модели выбирает пользовательскую модель потребления тепла или пользовательскую модель потребления мощности, выданные из узла 200 формирования модели, согласно приоритету коэффициента полезного действия системы, сохраненному в узле 100 хранения.
Приоритет коэффициента полезного действия системы определяется на основе результирующего значения из базы данных для теплового коэффициента полезного действия и коэффициента полезного действия мощности, изменяющихся согласно сезону или температуре.
Например, в случае лета, дневного времени и высокой температуры, тепловой коэффициент полезного действия выше коэффициента полезного действия мощности и, таким образом, пользовательская модель потребления тепла обладает более высоким приоритетом коэффициента полезного действия системы, чем пользовательская модель потребления мощности.
Узел 400 считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии сравнивает пользовательскую модель потребления тепла или пользовательскую модель потребления мощности, выбранную узлом 300 выбора модели, с эталонной моделью потребления тепла или эталонной моделью потребления мощности, сохраненными в узле 100 хранения, и считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии согласно результату сравнения.
Если пользовательская модель потребления тепла согласуется с эталонной моделью потребления тепла, узел 400 считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии, соответствующие эталонной модели потребления тепла. Если пользовательская модель потребления мощности согласуется с эталонной моделью потребления мощности, узел 400 считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии, соответствующие эталонной модели потребления мощности.
Наоборот, если пользовательская модель потребления тепла несовместима с эталонной моделью потребления тепла, узел 400 считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии, соответствующие пользовательской модели потребления тепла. Если пользовательская модель потребления мощности несовместима с эталонной моделью потребления мощности, узел 400 считывания данных о количестве вырабатываемой электроэнергии считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии, соответствующие пользовательской модели потребления мощности.
Узел 50 формирования команд по выработке электроэнергии применяет команду по выработке электроэнергии, соответствующую сигналу управления количеством вырабатываемой электроэнергии, выдаваемому из узла 30 управления количеством вырабатываемой электроэнергии, к топливному элементу.
Работа устройства для управления работой системы топливных элементов согласно настоящему изобретению будет разъяснена со ссылкой на фиг.4.
Узел 100 хранения сохраняет данные о количестве воды, данные о температуре воды, данные о мощности, приоритет коэффициента полезного действия системы относительно пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности согласно сезону/дате/времени, эталонную модель потребления тепла и эталонную модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени, и каждое значение выработки электроэнергии, соответствующее эталонной модели потребления тепла и эталонной модели потребления мощности.
В качестве одного из примеров, эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени могут быть сформированы производителем посредством эксперимента в процессе производства.
В качестве еще одного примера, эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени могут быть сформированы пользователем на основе данных о количестве воды и данных о температуре воды, накопленных за некоторое время.
Узел 10 измерения количества воды выявляет данные о количестве воды, узел 20 измерения температуры выявляет данные о температуре воды, а узел 30 измерения мощности выявляет текущую величину потребления мощности (SP1).
Затем узел 200 формирования модели анализирует данные о количестве воды, данные о температуре воды и данные о мощности, накопленные за некоторое время, и формирует пользовательскую модель потребления тепла и пользовательскую модель потребления мощности на основании результата анализа (SP2).
Затем модуль 300 выбора модели выбирает пользовательскую модель потребления тепла или пользовательскую модель потребления мощности посредством считывания текущего приоритета коэффициента полезного действия системы, сохраненного в узле 100 хранения (SP3).
Если пользовательская модель потребления тепла выбрана в результате выбора (SP3), узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии сравнивает множество эталонных моделей потребления тепла, сохраненных в узле 100 хранения, с пользовательской моделью потребления тепла и управляет количеством вырабатываемой электроэнергии на основе результата сравнения (с SP8 по SP11).
Если пользовательская модель потребления тепла согласуется с эталонной моделью потребления тепла, узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии, соответствующие эталонной модели потребления тепла (SP9), и управляет выработкой электроэнергии топливного элемента согласно считанным данным о количестве вырабатываемой электроэнергии (SP10).
Наоборот, если пользовательская модель потребления тепла несовместима с эталонной моделью потребления тепла, узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии управляет количеством вырабатываемой электроэнергии топливного элемента на основе пользовательской модели потребления тепла (SP11).
Если пользовательская модель потребления мощности выбрана в результате выбора (SP3), узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии сравнивает множество эталонных моделей потребления мощности, сохраненных в узле 100 хранения, с пользовательской моделью потребления мощности и управляет количеством вырабатываемой электроэнергии на основе результата сравнения (с SP4 по SP7).
Если пользовательская модель потребления мощности согласуется с эталонной моделью потребления мощности, узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии считывает данные о количестве вырабатываемой электроэнергии, соответствующие эталонной модели потребления мощности (SP5), и управляет выработкой электроэнергии топливного элемента согласно считанным данным о количестве вырабатываемой электроэнергии (SP6).
Наоборот, если пользовательская модель потребления мощности не совместима с эталонной моделью потребления мощности, узел 40 управления количеством вырабатываемой электроэнергии управляет количеством вырабатываемой электроэнергии топливного элемента на основе пользовательской модели потребления мощности (SP7).
В настоящем изобретении данные о потреблении тепла и данные о потреблении мощности, накопленные за некоторое время, выявляются, чтобы быть сохраненными, пользовательская модель потребления тепла и пользовательская модель потребления мощности формируются на основе упомянутых сохраненных данных, и пользовательская модель потребления тепла и пользовательская модель потребления мощности выбираются согласно приоритету между тепловым коэффициентом полезного действия и коэффициентом полезного действия по мощности таким образом, чтобы применяться при выработке электроэнергии топливного элемента.
Как упомянуто выше, в устройстве для управления работой системой топливных элементов и его способе согласно настоящему изобретению, данные о потреблении тепла и данные о потреблении мощности, накопленные за некоторое время, выявляются, чтобы быть сохраненными, пользовательская модель потребления тепла и пользовательская модель потребления мощности формируются на основе упомянутых сохраненных данных, и пользовательская модель потребления тепла и пользовательская модель потребления мощности выбираются согласно приоритету между тепловым коэффициентом полезного действия и коэффициентом полезного действия мощности таким образом, чтобы применяться при выработке электроэнергии топливного элемента. Соответственно коэффициент полезного действия работы системы топливного элемента улучшается.
В то время как настоящее изобретение может быть воплощено в некоторых разновидностях, не выходя из его сущности и неотъемлемых характеристик, также должно быть понятно, что вышеописанные варианты осуществления не ограничены какими бы то ни было деталями предшествующего описания, если не указано иное, а скорее должны трактоваться более широко, в пределах его сущности и объема, которые определены в прилагаемой формуле изобретения и, следовательно, все изменения и модификации, которые попадают в границы и пределы формулы изобретения, или в эквиваленты таких границ и пределов, поэтому подразумеваются охваченными прилагаемой формулой изобретения.
1. Устройство для управления работой системы топливных элементов, содержащее:
узел управления количеством вырабатываемой энергии для формирования пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой энергии для управления количеством вырабатываемой энергии топливного элемента посредством выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности согласно приоритету коэффициента полезного действия системы относительно сформированной пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности; и узел формирования команд по выработке энергии для применения команды по выработке энергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой энергии, выдаваемому из узла управления количеством вырабатываемой энергии, к топливному элементу.
2. Устройство по п.1, в котором узел управления количеством вырабатываемой энергии формирует пользовательскую модель потребления тепла согласно данным о количестве нагретой воды и данным о температуре нагретой воды, выявленным за некоторое время.
3. Устройство по п.1, в котором узел управления количеством вырабатываемой энергии формирует пользовательскую модель потребления мощности согласно данным о мощности, выявленным за некоторое время.
4. Устройство по п.1, в котором узел управления количеством вырабатываемой энергии содержит:
узел хранения для сохранения данных о количестве нагретой воды, данных о температуре нагретой воды, данных о мощности, пользовательской модели потребления тепла, пользовательской модели потребления мощности, приоритета коэффициента полезного действия системы, эталонной модели потребления тепла и эталонной модели потребления мощности согласно сезону/дате/времени, и каждого значения вырабатываемой энергии, соответствующего эталонной модели потребления тепла и эталонной модели потребления мощности;
узел формирования модели для формирования пользовательской модели потребления тепла на основе данных о количестве нагретой воды и данных о температуре нагретой воды и формирования пользовательской модели потребления мощности на основе данных о мощности;
модуль выбора модели для выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности, выдаваемых из узла формирования модели, согласно приоритету коэффициента полезного действия системы, сохраненному в узле хранения; и узел считывания данных о количестве вырабатываемой энергии для сравнения пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности, выбранной узлом выбора модели, с эталонной моделью потребления тепла или эталонной моделью потребления мощности, сохраненными в узле хранения, и считывания данных о количестве вырабатываемой энергии согласно результату сравнения.
5. Устройство для управления работой системы топливных элементов, содержащее:
узел измерения количества воды, установленный на магистрали нагретой воды для выявления данных о количестве нагретой воды;
узел измерения температуры, установленный на магистрали нагретой воды, для выявления данных о температуре нагретой воды;
узел измерения мощности для выявления данных о текущей мощности;
узел управления количеством вырабатываемой энергии для формирования пользовательской модели потребления тепла на основании данных о количестве нагретой воды и данных о температуре нагретой воды, формирования пользовательской модели потребления мощности на основании данных о мощности, выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности согласно приоритету коэффициента полезного действия системы относительно сформированной пользовательской модели потребления тепла и пользовательской модели потребления мощности, и вывода сигнала управления количеством вырабатываемой энергии для управления количеством вырабатываемой энергии топливного элемента на основе выбранной пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности; и узел формирования команд по выработке энергии для применения команды по выработке энергии, соответствующей сигналу управления количеством вырабатываемой энергии, выдаваемому из узла управления количеством вырабатываемой энергии, к топливному элементу.
6. Устройство по п.5, в котором узел управления количеством вырабатываемой энергии содержит:
узел хранения для сохранения данных о количестве нагретой воды, данных о температуре нагретой воды, данных о мощности, пользовательской модели потребления тепла, пользовательской модели потребления мощности, приоритета коэффициента полезного действия системы, эталонной модели потребления тепла и эталонной модели потребления мощности согласно сезону/дате/времени, и каждого значения выработки энергии, соответствующего эталонной модели потребления тепла и эталонной модели потребления мощности;
узел формирования модели для формирования пользовательской модели потребления тепла на основе данных о количестве нагретой воды и данных о температуре нагретой воды и формирования пользовательской модели потребления мощности на основе данных о мощности;
модуль выбора модели для выбора пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности, выдаваемых из узла формирования модели, согласно приоритету коэффициента полезного действия системы, сохраненному в узле хранения; и узел считывания данных о количестве вырабатываемой энергии для сравнения пользовательской модели потребления тепла или пользовательской модели потребления мощности, выбранной узлом выбора модели, с эталонной моделью потребления тепла или эталонной моделью потребления мощности, сохраненными в узле хранения, и считывания данных о количестве вырабатываемой энергии согласно результату сравнения.
7. Устройство по п.6, в котором, если пользовательская модель потребления тепла согласуется с эталонной моделью потребления тепла, узел считывания данных о количестве вырабатываемой энергии считывает данные о количестве вырабатываемой энергии, соответствующие эталонной модели потребления тепла.
8. Устройство по п.6, в котором, если пользовательская модель потребления мощности согласуется с эталонной моделью потребления мощности, узел считывания данных о количестве вырабатываемой энергии считывает данные о количестве вырабатываемой энергии, соответствующие эталонной модели потребления мощности.
9. Устройство по п.6, в котором, если пользовательская модель потребления тепла не согласуется с эталонной моделью потребления тепла, узел считывания данных о количестве вырабатываемой энергии считывает данные о количестве вырабатываемой энергии, соответствующие пользовательской модели потребления тепла.
10. Устройство по п.6, в котором, если пользовательская модель потребления мощности не согласуется с эталонной моделью потребления мощности, узел считывания данных о количестве вырабатываемой энергии считывает данные о количестве вырабатываемой энергии, соответствующие пользовательской модели потребления мощности.
11. Устройство по п.5, в котором эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени формируются производителем посредством эксперимента в процессе производства.
12. Устройство по п.5, в котором эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности согласно сезону/дате/времени формируются пользователем на основе данных о количестве нагретой воды, данных о температуре нагретой воды и данных о мощности, накопленных за некоторое время.
13. Способ управления работой системы топливных элементов, состоящий в том, что:
выявляют данные о количестве нагретой воды, данные о температуре нагретой воды и данные о мощности;
формируют пользовательскую модель потребления тепла и пользовательскую модель потребления мощности на основе выявленных данных о количестве нагретой воды, данных о температуре нагретой воды и данных о мощности; и
выбирают пользовательскую модель потребления тепла или пользовательскую модель потребления мощности согласно текущему приоритету коэффициента полезного действия системы, считывают данные о количестве вырабатываемой энергии на основании выбранной модели и, тем самым, управляют количеством вырабатываемой энергии топливного элемента.
14. Способ по п.13, в котором этап управления количеством вырабатываемой энергии состоит в том, что:
если выбрана пользовательская модель потребления тепла, сравнивают пользовательскую модель потребления тепла с множеством эталонных моделей потребления тепла; и
если пользовательская модель потребления тепла согласуется с эталонной моделью потребления тепла в результате сравнения, считывают данные о количестве вырабатываемой энергии, соответствующие эталонной модели потребления тепла, и управляют выработкой энергии топливного элемента согласно считанным данным о количестве вырабатываемой энергии.
15. Способ по п.14, в котором, если пользовательская модель потребления тепла согласуется с эталонной моделью потребления тепла в результате сравнения, управляют выработкой энергии топливного элемента согласно пользовательской модели потребления тепла.
16. Способ по п.13, в котором этап управления количеством вырабатываемой энергии состоит в том, что:
если выбрана пользовательская модель потребления мощности, сравнивают пользовательскую модель потребления мощности с множеством эталонных моделей потребления мощности; и если пользовательская модель потребления мощности согласуется с эталонной моделью потребления мощности в результате сравнения, считывают данные о количестве вырабатываемой энергии, соответствующие эталонной модели потребления мощности, и управляют выработкой энергии топливного элемента согласно считанным данным о количестве вырабатываемой энергии.
17. Способ по п.16, дополнительно содержащий этап, на котором управляют количеством вырабатываемой энергии топливного элемента на основе пользовательской модели потребления мощности, если пользовательская модель потребления мощности не согласуется с эталонными моделями потребления мощности.
18. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап, на котором сохраняют множество эталонных моделей потребления тепла и эталонных моделей потребления мощности на основе данных о количестве нагретой воды, данных о температуре нагретой воды и данных о мощности, накопленных за некоторое время, согласно сезону/дате/времени; и сохраняют каждое значение выработки энергии, соответствующее эталонным моделям потребления тепла и эталонным моделям потребления мощности.
19. Способ по п.18, в котором многочисленные эталонные модели потребления тепла и эталонные модели потребления мощности формируются производителем посредством эксперимента в процессе производства.
20. Устройство по п.18, в котором эталонная модель потребления тепла и эталонная модель потребления мощности формируются пользователем на основе данных о количестве нагретой воды, данных о температуре нагретой воды и данных о мощности, накопленных за некоторое время.
