(57)【要約】  発電システム（１３０）は、温水を貯溜する貯湯タンク（１０）と、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置（２０）と、燃料電池装置とは別個に設けられ、貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置（３０）と、予め定められた第１運転計画に従って燃料電池装置を運転すると共に、予め定められた第２運転計画に従って熱供給装置を運転する制御器（４０）とを備え、制御器は、第１運転計画に基づいて、予め定められた第２運転計画と異なる方法で前記熱供給装置を運転する第２運転計画変更制御を実行するように構成され、第２運転計画変更制御は、第１運転計画に従った燃料電池装置の運転が実行可能となるように、第１運転計画に従って行われる燃料電池装置の運転に応じて熱供給装置の出力を低減するものである。
2012147269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯溜する貯湯タンクと、
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に前記貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置と、
前記燃料電池装置とは別個に設けられ、前記貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置と、
予め定められた第１運転計画に従って前記燃料電池装置を運転すると共に、予め定められた第２運転計画に従って前記熱供給装置を運転する制御器とを備え、
前記制御器は、前記第１運転計画に基づいて、予め定められた前記第２運転計画と異なる方法で前記熱供給装置を運転する第２運転計画変更制御を実行するように構成され、
前記第２運転計画変更制御は、前記第１運転計画に従った前記燃料電池装置の運転が実行可能となるように、前記第１運転計画に従って行われる前記燃料電池装置の運転に応じて前記熱供給装置の出力を低減するものである、
発電システム。
【請求項２】
前記第２運転計画変更制御は、前記燃料電池装置が起動する際に、前記熱供給装置の出力を低減させるものである、請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記制御器は、
前記第１運転計画を記憶し、記憶された前記第１運転計画に従って前記燃料電池装置を起動および停止する第１制御器と、
前記第２運転計画を記憶し、記憶された前記第２運転計画に従って前記熱供給装置を運転する第２制御器とを備え、
前記第１制御器は、前記燃料電池装置が起動する旨の信号を発信するように構成され、
前記第２運転計画変更制御は、前記燃料電池装置が起動する旨の信号を前記第２制御器が受け取った場合に、前記第２制御器が前記熱供給装置の出力を低減させるものである、請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記燃料電池装置が起動する旨の信号は、前記燃料電池装置が起動する時よりも第１時間だけ前に送信される、請求項３に記載の発電システム。
【請求項５】
前記燃料電池装置が起動する旨の信号は、前記燃料電池装置が起動する時に送信される、請求項３に記載の発電システム。
【請求項６】
前記燃料電池装置の起動を検知し、前記燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を発信する検知器を備え、
前記制御器は、
前記第１運転計画を記憶し、記憶された前記第１運転計画に従って前記燃料電池装置を起動および停止する第１制御器と、
前記第２運転計画を記憶し、記憶された前記第２運転計画に従って前記熱供給装置を運転する第２制御器とを備え、
前記第２運転計画変更制御は、前記燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を前記第２制御器が受け取った場合に、前記第２制御器が前記熱供給装置の出力を低減させるものである、請求項２に記載の発電システム。
【請求項７】
前記第２運転計画変更制御は、前記第１運転計画が変更された場合に、前記制御器が、変更された前記第１運転計画に基づいて前記第２運転計画を変更するものである、請求項１に記載の発電システム。
【請求項８】
前記制御器は、
前記第１運転計画を記憶し、記憶された前記第１運転計画に従って前記燃料電池装置を起動および停止する第１制御器と、
前記第２運転計画を記憶し、記憶された前記第２運転計画に従って前記熱供給装置を運転する第２制御器とを備え、
前記第１制御器は、前記第１運転計画が変更された場合に、変更された前記第１運転計画の情報を発信するように構成され、
前記第２運転計画変更制御は、変更された前記第１運転計画の情報を前記第２制御器が受け取ることで、前記第２制御器が第２運転計画を変更するものである、請求項７に記載の発電システム。
【請求項９】
発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、
前記制御器は、
前記負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて前記第１運転計画を作成して記憶し、
前記使用者により設定された運転時間帯に基づいて前記第２運転計画を作成して記憶する、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１０】
予め定められた第１運転計画に従って、燃料電池装置を運転することにより、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給し、
予め定められた第２運転計画に従って、前記燃料電池装置とは別個に設けられた熱供給装置を運転することにより、前記貯湯タンクに熱を供給し、
前記第１運転計画に基づいて、予め定められた前記第２運転計画と異なる方法で前記熱供給装置を運転する第２運転計画変更制御を実行し、
前記第２運転計画変更制御は、前記第１運転計画に従った前記燃料電池装置の運転が実行可能となるように、前記第１運転計画に基づいて前記熱供給装置の出力を低減するものである、
発電システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力および熱を供給する燃料電池装置を有する発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションシステムは、発電した電力を需要家へ供給して電力負荷を賄うとともに、発電に伴う排熱を回収して蓄熱することで需要家の給湯負荷を賄うシステムである。このようなコージェネレーションシステムとして、燃料電池と、燃料電池の発電動作に伴って発生する熱で間接的に加熱された水を貯蔵する貯湯タンクと、貯湯タンクから流出する水を所定の温度まで加温する給湯器とを有するコージェネレーションシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
一方、コージェネレーションシステムで発生した熱を蓄熱タンクに貯め、熱電併給装置で発生した電力の余剰分を電気ヒータで熱に変換し、不足分の熱をガスボイラで補うとともに不足分の電力を商用電源で賄うコージェネレーションシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。このコージェネレーションシステムは、予め特定されている熱需要および電力需要それぞれの経時的変化に基づき、１周期を設定時間で分割し、運転状態と運転停止状態とを想定して、熱電併給装置およびガスボイラの運転に要する燃料供給量、不足分の電力の投入量およびシステムからの放熱量を考慮した一次エネルギーの換算値を分割時間ごとに求める。そして、一次エネルギーの換算値が最小となる運転状態と運転停止状態との組合せを求め、その最適な組み合わせでコージェネレーションシステムを運転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４８００９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１３３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、燃料電池装置と熱供給装置とが共通の貯湯タンクに熱を供給する発電システムにおいて、省エネルギー性（energy efficiency）が低下する可能性を低減できる発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態（aspect）に係る発電システムは、温水を貯溜する貯湯タンクと、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に前記貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置と、前記燃料電池装置とは別個に設けられ、前記貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置と、予め定められた第１運転計画に従って前記燃料電池装置を運転すると共に、予め定められた第２運転計画に従って前記熱供給装置を運転する制御器とを備え、前記制御器は、前記第１運転計画に基づいて、予め定められた前記第２運転計画と異なる方法で前記熱供給装置を運転する第２運転計画変更制御を実行するように構成され、前記第２運転計画変更制御は、前記第１運転計画に従った前記燃料電池装置の運転が実行可能となるように、前記第１運転計画に従って行われる前記燃料電池装置の運転に応じて前記熱供給装置の出力を低減するものである。【０００７】
かかる構成では、燃料電池装置と熱供給装置とが共通の貯湯タンクに熱を供給する発電システムにおいて、省エネルギー性が低下する可能性を低減できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、燃料電池装置と熱供給装置とが共通の貯湯タンクに熱を供給する発電システムにおいて、省エネルギー性が低下する可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１実施形態の変形例にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、第２実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、第２実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第３実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、第３実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第４実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第４実施形態の変形例にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施例にかかる発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施例にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本実施形態の基礎となった知見）
特許文献２に開示されたコージェネレーションシステムでは、燃料電池装置とガスボイラなどとを組み合わせた全体のシステムとして運転計画を作成しており、燃料電池装置単体、ガスボイラ単体でそれぞれの運転計画を作成する発電システムには対応することができない。さらに、このように、燃料電池装置の運転計画に加えて、ガスボイラ自体が運転計画を持っている場合は、燃料電池装置とガスボイラとがそれぞれ独立に運転していた。その結果、例えば燃料電池装置とガスボイラの両方が運転してお湯を作り過ぎたりしてしまうなど、省エネルギー性が低下するような運転をしてしまうという課題が生じる。
【００１１】
特に、燃料電池装置は電力と熱の両方を供給するが、例えば、発生した電力を電力会社に売却できない場合、電力需要が存在しないときに燃料電池装置を運転すれば、発生した電力を有効利用できず、効率は低下する。よって、燃料電池装置は電力需要に応じて運転するのが好ましい。
【００１２】
しかしながら、燃料電池装置が発生する熱も同時に利用しなければ、燃料電池装置の効率は低下する。熱は貯湯タンクに貯溜されて利用される。貯湯タンクが満杯になると、燃料電池装置が発生する熱を有効利用できなくなる。エネルギー効率を考慮すると、電力需要は存在するにも関わらず、貯湯タンクが満杯になった時点で、燃料電池装置が停止されてしまうこともありうる。
【００１３】
以上のような事情から、燃料電池装置は、電力需要が存在し、かつ、貯湯タンクが満杯でない、という条件で運転される場合もある。電力需要自体を修正することは困難であるため、電力需要が存在する時間に、貯湯タンクが満杯とならないように、貯湯タンクの貯湯量を適切に制御する必要がある。かかる制御は、特に、貯湯タンクへの熱供給が、燃料電池装置のみならず、ガスボイラ等の他の熱供給装置によっても行われる場合に顕著となる。
【００１４】
本発明者らは、かかる課題に対し、燃料電池装置の運転計画（第１運転計画）を、熱供給装置の運転計画（第２運転計画）よりも優先させること、すなわち、第１運転計画に従った燃料電池装置が実行可能となるように、第１運転計画に従って行われる燃料電池装置の運転に応じて熱供給装置の出力を低減することに想到した。かかる構成によれば、燃料電池装置が優先的に運転されるように、熱供給装置の出力が低減される。例えば、燃料電池装置が最大限の効率を発揮できるように、最適な時間帯に燃料電池装置を運転することが可能となり、省エネルギー性が低下する可能性が低減される。
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、全ての図において、同一又は相当する部分には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。また、全ての図において、実施形態を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。
【００１６】
（第１実施形態）
第１実施形態の第１の発電システムは、温水を貯溜する貯湯タンクと、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置と、燃料電池装置とは別個に設けられ、貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置と、予め定められた第１運転計画に従って燃料電池装置を運転すると共に、予め定められた第２運転計画に従って熱供給装置を運転する制御器とを備え、制御器は、第１運転計画に基づいて、予め定められた第２運転計画と異なる方法で熱供給装置を運転する第２運転計画変更制御を実行するように構成され、第２運転計画変更制御は、第１運転計画に従った燃料電池装置の運転が実行可能となるように、第１運転計画に従って行われる燃料電池装置の運転に応じて熱供給装置の出力を低減するものである。
【００１７】
かかる構成では、燃料電池装置と熱供給装置とが共通の貯湯タンクに熱を供給する発電システムにおいて、省エネルギー性が低下する可能性を低減できる。
【００１８】
「貯湯タンクに熱を供給する」とは、装置内部で発生した熱が何らかの態様で貯湯タンクに供給されることをいう。具体的には例えば、装置で生成された温水が貯湯タンクに直接供給されて貯溜されてもよい。装置内部で熱媒体が加熱され、該熱媒体と熱交換することで温水が生成され、該温水が貯湯タンクに供給されて貯溜されてもよい。装置内部で熱媒体が加熱され、該熱媒体が貯湯タンクに供給され、貯湯タンクの内部で熱媒体と水とが熱交換することで温水が生成されてもよい。
【００１９】
「燃料電池装置とは別個に設けられ」とは、具体的には例えば、燃料電池装置の筐体の外部に、熱供給装置が配設されていてもよい。第１の筐体に格納された燃料電池装置と、第２の筐体に格納された熱供給装置とが、第３の筐体の内部に一緒に格納されていてもよい。
【００２０】
「予め定められた第１運転計画に従って燃料電池装置を運転する」とは、具体的には例えば、燃料電池装置の起動時刻および停止時刻が予め定められており、起動時刻に燃料電池装置が起動され、停止時刻に燃料電池装置が停止されてもよい。一日の時間帯に応じて燃料電池装置の出力が予め定められており、それぞれの時間帯において定められた出力で燃料電池装置が運転されてもよい。
【００２１】
「予め定められた第２運転計画に従って熱供給装置を運転する」とは、具体的には例えば、熱供給装置の起動時刻および停止時刻が予め定められており、起動時刻に燃料電池装置が起動され、停止時刻に熱供給装置が停止されてもよい。一日の時間帯に応じて熱供給装置の出力が予め定められており、それぞれの時間帯において定められた出力で熱供給装置が運転されてもよい。一週間のうちの曜日に応じて熱供給装置の出力が予め定められており、それぞれの曜日において定められた出力で熱供給装置が運転されてもよい。予め定められた第２運転計画は、燃料電池装置の運転とは独立して熱供給装置を動作させるものであってもよい。
【００２２】
「第１運転計画に基づいて、予め定められた第２運転計画と異なる方法で熱供給装置を運転する」とは、具体的には例えば、第１運転計画に従って行われる燃料電池装置の実際の運転に対応するように、第２運転計画自体が変更されてもよい。第２運転計画は変更されず、第１運転計画に従って行われる燃料電池装置の実際の運転に対応するように、一時的に、予め定められた第２運転計画と異なる方法で熱供給装置の運転が行われてもよい。第１運転計画の情報に基づいて、第２運転計画自体が変更されてもよい。第２運転計画は変更されず、第１運転計画の情報に基づいて、一時的に、予め定められた第２運転計画と異なる方法で熱供給装置の運転が行われてもよい。
【００２３】
「第１運転計画に従った燃料電池装置の運転が実行可能となるように」とは、具体的には、第１運転計画に従った燃料電池装置の運転が完全に実現できる場合でもよい。第１運転計画に従った燃料電池装置の運転が完全には実現できなくても、熱供給装置の出力を低減することで、より第１運転計画に近い方法（例えば、運転時間や生成する熱量が第１運転計画となるべく近くなる方法）で燃料電池装置の運転が実行可能となる場合でもよい。
【００２４】
「熱供給装置の出力を低減する」とは、具体的には例えば、熱供給装置の運転を停止せずに熱供給装置の出力を低減してもよいし、熱供給装置の運転を停止してもよい。
【００２５】
第１実施形態の第２の発電システムは、上記第１の発電システムであって、さらに、第２運転計画変更制御は、燃料電池装置が起動する際に、熱供給装置の出力を低減させるものである。
【００２６】
「燃料電池装置が起動する際に」とは、具体的には例えば、燃料電池装置の起動と連動していてもよい。燃料電池装置の起動と同時であってもよい。燃料電池装置の起動よりも所定時間だけ前であってもよい。燃料電池の起動よりも所定時間だけ後であってもよい。燃料電池の起動は、起動シーケンスの最初でも、途中でも、最後でもよい。
【００２７】
第１実施形態の第３の発電システムは、上記第１および第２のいずれか少なくとも一方の発電システムであって、さらに、発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、制御器は、負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて第１運転計画を作成して記憶し、使用者により設定された運転時間帯に基づいて第２運転計画を作成して記憶する。
【００２８】
［装置構成］
図１は、第１実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００２９】
第１実施形態の発電システム１３０は、貯湯タンク１０と、燃料電池装置２０と、熱供給装置３０と、制御器４０とを備えている。
【００３０】
貯湯タンク１０は、温水（高温かつ液体の水）を貯溜する。
【００３１】
燃料電池装置２０は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給する。燃料電池装置２０に含まれる燃料電池は、いずれの種類の燃料電池であってもよい。具体的には例えば、高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、及び、りん酸形燃料電池等を用いることができる。
【００３２】
熱供給装置３０は、燃料電池装置２０とは別個に設けられ、貯湯タンク１０に熱を供給する。熱供給装置３０は、燃料電池とは異なるメカニズムで熱を供給する装置である。具体的には例えば、燃料ガスや灯油等を用いて温水を生成するボイラであってもよい。太陽光を用いて温水を生成する太陽光パネル等であってもよい。
【００３３】
燃料電池装置２０および熱供給装置３０から貯湯タンク１０へ熱を供給する方法には、さまざまな態様を採用し得る。
【００３４】
具体的には例えば、貯湯タンク１０は、燃料電池装置２０から供給される温水（この例では、加温された市水）が流入する第１流入口と、熱供給装置３０から供給される温水（この例では、加温された市水）が流入する第２流入口と、発電システムの外部から市水が流入する第３流入口と、燃料電池装置２０へと貯湯タンク１０内の市水を排出する第１流出口と、熱供給装置３０へと貯湯タンク１０内の市水を排出する第２流出口と、温水を排出する流出口とを備えている。この場合、燃料電池装置２０は、貯湯タンク１０から供給された市水を加温して温水を生成する。熱供給装置３０は、貯湯タンク１０から供給された市水を加温して温水を生成する。温水は流出口から排出され、使用者により利用される。
【００３５】
別の例では、貯湯タンク１０は、燃料電池装置２０から排出される第１熱媒体が流入する第１流入口と、第１熱媒体と貯湯タンク１０内の市水とが熱交換するための第１熱交換器と、第１熱媒体を排出する第１流出口と、熱供給装置３０から排出される第２熱媒体が流入する第２流入口と、第２熱媒体と貯湯タンク１０内の市水とが熱交換するための第２熱交換器と、第２熱媒体を排出する第２流出口と、発電システムの外部から市水が流入する第３流入口と、温水を排出する第３流出口とを備えている。この場合、燃料電池装置２０は第１熱媒体を加熱して、高温の第１熱媒体を第１熱交換器に供給する。熱供給装置３０は第２熱媒体を加熱して、高温の第２熱媒体を第２熱交換器に供給する。第３流入口から供給された市水は、第１熱交換器と第２熱交換器とで加熱されて温水となる。温水は第３流出口から排出され、使用者により利用される。熱媒体は、具体的には例えば、水、不凍水（Non-Freezing Water）、その他の液体等が用いられうる。熱交換器は、具体的には例えば、貯湯タンク１０内部にコイル状に形成された配管で構成することができる。
【００３６】
別の例では、貯湯タンク１０は、燃料電池装置２０から供給される温水が流入する第１流入口と、熱供給装置３０から供給される温水が流入する第２流入口と、温水を排出する流出口とを備えている。この場合、燃料電池装置２０は、例えば発電システムの外部から供給された市水を加熱して温水を生成する。熱供給装置３０は、例えば発電システムの外部から供給された市水を加熱して温水を生成する。温水は流出口から排出され、使用者により利用される。
【００３７】
別の例では、貯湯タンク１０は、燃料電池装置２０から供給される温水と熱供給装置３０から供給される温水とが混合された上で流入する流入口と、温水を排出する流出口とを備えている。この場合、燃料電池装置２０は、例えば発電システムの外部から供給された市水を加熱して温水を生成する。熱供給装置３０は、例えば発電システムの外部から供給された市水を加熱して温水を生成する。温水は流出口から排出され、使用者により利用される。
【００３８】
別の例では、上記第１熱交換器と第２熱交換器とが貯湯タンク１０の外部に設けられていてもよい。
【００３９】
燃料電池装置２０から貯湯タンク１０への熱供給方法と、熱供給装置３０から貯湯タンク１０への熱供給方法は同じでもよいし、異なっていてもよい。熱供給方法には、例えば、直接的な熱供給と間接的な熱供給があってもよい。間接的な熱供給では、例えば、装置で発生した熱が、熱媒体と熱交換器とを経由して間接的に貯湯タンクへと供給されてもよい。直接的な熱供給では、例えば、装置で温水が生成され、該温水が貯湯タンク１０へ直接的に供給されてもよい。
【００４０】
制御器４０は、予め定められた第１運転計画に従って燃料電池装置２０を運転すると共に、予め定められた第２運転計画に従って熱供給装置３０を運転する。制御器４０は、第１運転計画に基づいて、予め定められた第２運転計画と異なる方法で熱供給装置３０を運転する第２運転計画変更制御を実行するように構成されている。第２運転計画変更制御は、第１運転計画に従った燃料電池装置２０の運転が実行可能となるように、第１運転計画に従って行われる燃料電池装置２０の運転に応じて熱供給装置３０の出力を低減するものである。運転は、具体的には例えば、起動および停止を含んでもよい。
【００４１】
制御器４０は、制御機能を有するものであればよく、例えば、演算処理部と、制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。制御器４０としては、マイクロコントローラ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等が例示される。演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵ等が例示される。記憶部としては、メモリが例示される。制御器４０は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。
【００４２】
制御器４０は、燃料電池装置２０を制御する第１制御器と、熱供給装置３０を制御する第２制御器とを備えていてもよい。第１制御器と第２制御器とが、単独の制御器で構成される制御器４０によって実現されてもよい。
【００４３】
［運転方法］
図２は、第１実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図２は、第１実施形態の第２の発電システムの運転方法を示す。この運転方法は、制御器４０の制御によって行われうる。
【００４４】
発電システム１３０では、燃料電池装置２０が起動すると（ステップＳ１０１）、起動の際に、熱供給装置３０の出力が低減される（ステップＳ１０２）。具体的には例えば、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とが連動していてもよい。ステップＳ１０１とステップＳ１０２とが同時であってもよい。ステップＳ１０２がステップＳ１０１よりも所定時間だけ前であってもよい。ステップＳ１０２がステップＳ１０１よりも所定時間だけ後であってもよい。ステップＳ１０１は、起動シーケンスの最初でも、途中でも、最後でもよい。ステップＳ１０２は、第２運転計画の変更を伴わずに実行されうる。
【００４５】
［変形例］
図３は、第１実施形態の変形例にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本変形例の発電システム１４０は、電力負荷計測手段４６と、熱負荷計測手段４７とを備えている点以外は、図１に示した発電システム１３０と同様の構成を有する。よって、図１と図３とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４６】
電力負荷計測手段４６は、発電システムの使用者が消費する電力量を計測する。電力負荷計測手段４６は、計測した電力量を制御器４０に出力する。電力負荷計測手段４６は、具体的には例えば、カレントセンサ（current sensor）で構成されうる。カレントセンサは、例えば、商用電力系統と燃料電池装置の電力出力とが合流する点よりも商用電力系統側に配置されてもよい。
【００４７】
熱負荷計測手段４７は、発電システムの使用者が消費する熱量を計測する。熱負荷計測手段４７は、計測した熱量を制御器４０に出力する。熱負荷計測手段４７は、具体的には例えば、使用者へと温水を供給するために貯湯タンク１０に設けられた排出口に設置された流量計と温度センサとで構成されうる。
【００４８】
本変形例において、制御器４０は、電力負荷計測手段４６および熱負荷計測手段４７が計測した電力量および熱量に基づいて第１運転計画を作成して記憶する。また制御器４０は、使用者により設定された運転時間帯に基づいて第２運転計画を作成して記憶する。使用者による運転時間帯の設定は、図示されない操作器を用いて行われうる。
【００４９】
（第２実施形態）
第２実施形態の第１の発電システムは、第１実施形態の第２の発電システムであって、さらに、制御器は、第１運転計画を記憶し、記憶された第１運転計画に従って燃料電池装置を起動および停止する第１制御器と、第２運転計画を記憶し、記憶された第２運転計画に従って熱供給装置を運転する第２制御器とを備え、第１制御器は、燃料電池装置が起動する旨の信号を発信するように構成され、第２運転計画変更制御は、燃料電池装置が起動する旨の信号を第２制御器が受け取った場合に、第２制御器が熱供給装置の出力を低減させるものである。ここで、第１実施形態の第２の発電システムは、第１実施形態で説明した各態様の発電システムであってもよい。
【００５０】
第２実施形態の第２の発電システムは、第２実施形態の第１の発電システムであって、燃料電池装置が起動する旨の信号は、燃料電池装置が起動する時よりも第１時間だけ前に送信される。
【００５１】
第２実施形態の第３の発電システムは、第２実施形態の第１の発電システムであって、燃料電池装置が起動する旨の信号は、燃料電池装置が起動する時に送信される。
【００５２】
第２実施形態の第４の発電システムは、第２実施形態の第１ないし第３のいずれか少なくとも一方の発電システムであって、さらに、発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、制御器は、負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて第１運転計画を作成して記憶し、使用者により設定された運転時間帯に基づいて第２運転計画を作成して記憶する。
【００５３】
［装置構成］
図４は、第２実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の発電システム１５０は、制御器４０が第１制御器４１と第２制御器４２とで置き換わっている点以外は、図１に示した発電システム１３０と同様の構成を有する。よって、図１と図４とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の制御器は、第１制御器４１と第２制御器４２とを備えている。
【００５５】
第１制御器４１は、第１運転計画を記憶し、記憶された第１運転計画に従って燃料電池装置２０を起動および停止する。第１制御器４１は、燃料電池装置２０が起動する旨の信号を発信する。
【００５６】
第２制御器４２は、第２運転計画を記憶し、記憶された第２運転計画に従って熱供給装置３０を運転する。第２制御器４２は、燃料電池装置２０が起動する旨の信号を受け取った場合に、熱供給装置３０の出力を低減させる。信号は、第１制御器４１から直接受信してもよいし、間接的に受信してもよい。
【００５７】
第１制御器４１および第２制御器４２は、制御機能を有するものであればよく、例えば、演算処理部と、制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。第１制御器４１および第２制御器４２としては、マイクロコントローラ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等が例示される。演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵ等が例示される。記憶部としては、メモリが例示される。第１制御器４１および第２制御器４２は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。
【００５８】
第２実施形態の第４の発電システムは、図４および図３を参考に適宜に構成しうるので、詳細な説明を省略する。
【００５９】
［運転方法］
図５は、第２実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図５は、第２実施形態の第１の発電システムの運転方法を示す。
【００６０】
第１制御器４１は、第１運転計画に従って燃料電池装置２０を起動するにあたり、燃料電池装置２０が起動する旨の信号を発信する（ステップＳ２０１）。燃料電池装置２０が起動する旨の信号は、燃料電池装置２０が起動する時よりも第１時間だけ前に送信されてもよいし、燃料電池装置２０が起動するのと同時に送信されてもよい。第１時間は、貯湯タンク１０に貯溜されている温水量および気温を含むデータを用いて、第１運転計画に従った燃料電池装置２０の運転が実行可能となるように、第１制御器４１により演算されてもよい。
【００６１】
その後、第２制御器４２が、燃料電池装置２０が起動する旨の信号を受信する（ステップＳ２０２）。
【００６２】
その後、第２制御器４２は、熱供給装置３０の出力を低減する（ステップＳ２０３）。
【００６３】
（第３実施形態）
第３実施形態の第１の発電システムは、第１実施形態の第２の発電システムであって、さらに、燃料電池装置の起動を検知し、燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を発信する検知器を備え、制御器は、第１運転計画を記憶し、記憶された第１運転計画に従って燃料電池装置を起動および停止する第１制御器と、第２運転計画を記憶し、記憶された第２運転計画に従って熱供給装置を運転する第２制御器とを備え、第２運転計画変更制御は、燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を第２制御器が受け取った場合に、第２制御器が熱供給装置の出力を低減させるものである。ここで、第１実施形態の第２の発電システムおよびその構成要素は、第１実施形態で説明した各態様の発電システムおよびその構成要素であってもよい。
【００６４】
第３実施形態の第２の発電システムは、第３実施形態の第１の発電システムであって、さらに、発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、制御器は、負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて第１運転計画を作成して記憶し、使用者により設定された運転時間帯に基づいて第２運転計画を作成して記憶する。
【００６５】
［装置構成］
図６は、第３実施形態にかかる発電システムの概略構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の発電システム１６０は、制御器４０が第１制御器４１と第２制御器４２とで置き換えられ、さらに検知器４８を備える点以外は、図１に示した発電システム１３０と同様の構成を有する。よって、図１と図６とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６６】
検知器４８は、燃料電池装置の起動を検知し、燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を発信する。検知器４８は、具体的には例えば、温度検知器、圧力検知器、流量検知器等で構成されうる。
【００６７】
本実施形態の制御器は、第１制御器４１と第２制御器４２を備えている。
【００６８】
第１制御器４１は、第１運転計画を記憶し、記憶された第１運転計画に従って燃料電池装置２０を起動および停止する。
【００６９】
第２制御器４２は、第２運転計画を記憶し、記憶された第２運転計画に従って熱供給装置３０を運転する。第２制御器４２は、燃料電池装置の起動を検知した旨の信号を受け取った場合に、熱供給装置３０の出力を低減させる。信号は、検知器４８から直接受信してもよいし、間接的に受信してもよい。
【００７０】
第１制御器４１および第２制御器４２は、制御機能を有するものであればよく、例えば、演算処理部と、制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。第１制御器４１および第２制御器４２としては、マイクロコントローラ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等が例示される。演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵ等が例示される。記憶部としては、メモリが例示される。第１制御器４１および第２制御器４２は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。
【００７１】
第３実施形態の第２の発電システムは、図４および図３を参考に適宜に構成しうるので、詳細な説明を省略する。
【００７２】
［運転方法］
図７は、第３実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図７は、第３実施形態の第１の発電システムの運転方法を示す。
【００７３】
検知器４８は、燃料電池装置２０の起動を検知すると、燃料電池装置２０の起動を検知した旨の信号を発信する（ステップＳ３０１）。
【００７４】
その後、第２制御器４２が、燃料電池装置２０の起動を検知した旨の信号を受信する（ステップＳ３０２）。
【００７５】
その後、第２制御器４２は、熱供給装置３０の出力を低減する（ステップＳ３０３）。
【００７６】
（第４実施形態）
第４実施形態の第１の発電システムは、第１実施形態の第１の発電システムであって、さらに、第２運転計画変更制御は、第１運転計画が変更された場合に、制御器が、変更された第１運転計画に基づいて第２運転計画を変更するものである。
【００７７】
「第１運転計画が変更された場合」とは、具体的には例えば、燃料電池装置の起動時刻が新規に決定された場合を含む。第１運転計画の変更は、例えば、制御器によって自動的に行われてもよいし、使用者により操作器（図示せず）を介して手動で行われてもよい。より具体的には例えば、発電システムが電力負荷計測手段と熱負荷計測手段とを備える場合に、制御器が、電力負荷計測手段と熱負荷計測手段とから受け取った電力消費量および熱消費量に基づいて、第１運転計画を変更してもよい。使用者が入力手段等を通じて入力した内容に従って第１運転計画が変更されてもよい。使用者が入力手段等を介して第１運転計画を直接変更してもよい。
【００７８】
「第２運転計画を変更する」とは、具体的には例えば、第２運転計画として熱供給装置の運転時間帯が設定されている場合に、燃料電池装置の運転時間帯において熱供給装置の出力が低下するように、熱供給装置の運転時間帯をずらしてもよい。熱供給装置の運転時間帯に含まれる所定の時間帯において、熱供給装置の運転を停止したり、熱供給装置の出力を低下させてもよい。変更後の第２運転計画は、制御器によって記憶されてもよい。
【００７９】
第４実施形態の第２の発電システムは、第３実施形態の第１の発電システムであって、さらに、制御器は、第１運転計画を記憶し、記憶された第１運転計画に従って燃料電池装置を起動および停止する第１制御器と、第２運転計画を記憶し、記憶された第２運転計画に従って熱供給装置を運転する第２制御器とを備え、第１制御器は、第１運転計画が変更された場合に、変更された第１運転計画の情報を発信するように構成され、第２運転計画変更制御は、変更された第１運転計画の情報を第２制御器が受け取ることで、第２制御器が第２運転計画を変更するものである。
【００８０】
「変更された第１運転計画の情報」とは、具体的には例えば、燃料電池装置の起動時刻であってもよい。燃料電池装置が生成する予定の熱量であってもよい。燃料電池装置の起動時刻と停止時刻と生成する予定の熱量であってもよい。
【００８１】
第２制御器は、変更後の第２運転計画を記憶してもよい。
【００８２】
第４実施形態の第３の発電システムは、第３実施形態の第１および第２のいずれか少なくとも一方の発電システムであって、さらに、発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、制御器は、負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて第１運転計画を作成して記憶し、使用者により設定された運転時間帯に基づいて第２運転計画を作成して記憶する。
【００８３】
［装置構成］
第４実施形態の発電システムの装置構成は、例えば、第１実施形態（図１）および第２実施形態（図４）のいずれか少なくとも一方で示したものと同様とすることができる。よって、図１および図４と共通する各構成要素に同一の符号および名称を付して、詳細な説明を省略する。具体的には、第４実施形態の第１の発電システムは、例えば、第１実施形態（図１）に示した構成とすることができる。第４実施形態の第２の発電システムは、例えば、第２実施形態（図４）に示した構成とすることができる。第４実施形態の第３の発電システムは、例えば、第１施形態の変形例（図３）に示した構成とすることができる。
【００８４】
［運転方法］
図８は、第４実施形態にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図８は、第４実施形態の第１の発電システムの運転方法を示す。この運転方法は、制御器４０の制御によって行われうる。
【００８５】
本実施形態の発電システムでは、第１運転計画が変更されると（ステップＳ４０１）、制御器４０は、変更された第１運転計画に基づいて第２運転計画を変更する（ステップＳ４０２）。
【００８６】
［変形例］
図９は、第４実施形態の変形例にかかる発電システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図９は、第４実施形態の第２の発電システムの運転方法を示す。
【００８７】
本変形例の発電システムでは、第１運転計画が変更されると（ステップＳ５０１）、第１制御器４１が、変更された第１運転計画の情報を発信する（ステップＳ５０２）。第２制御器４２は、変更された第１運転計画の情報を受信すると（ステップＳ５０３）、第２制御器４２が、変更された第１運転計画の情報に基づいて第２運転計画を変更して記憶する（ステップＳ５０４）。
【００８８】
（実施例）
図１０は、実施例にかかる発電システムの概略構成を示す模式図である。
【００８９】
図１０に示すように、本実施例の発電システム１００は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行うとともに電力および熱を供給する燃料電池装置１１０と、燃料電池装置１１０の熱を吸収した水を貯める貯湯タンク１０３と、貯湯タンク１０３の水に熱を供給する熱供給装置１０１と、を備えている。さらに、発電システム１００は、予め定められた燃料電池装置１１０の運転計画に従い、燃料電池装置１１０の少なくとも起動および停止を制御する第１制御器１２０と、予め定められた熱供給装置１０１の運転計画に従い、熱供給装置１０１の少なくとも起動および停止を制御する第２制御器１２１とを備えている。また、第２制御器１２１は、熱供給装置１０１の出力も制御しており、第１制御器１２０から燃料電池装置１１０が起動する情報を受信した場合は、熱供給装置１０１の出力を低下させるように制御する。ここで、熱供給装置１０１の出力を低下させるとは、熱供給装置１０１の停止させる、つまり出力をゼロにするように低下させることも含まれる。
【００９０】
燃料電池装置１１０として、周知のものを用いることができる。従って、燃料電池装置１１０の詳しい説明は省略し、簡単にこれを説明する。燃料電池装置１１０は、燃料電池１１１の他に当該燃料電池１１１を機能させるための補機（図示せず）を備えている。補機として、燃料ガスを燃料電池１１１に供給する燃料ガス供給器、酸化剤ガスを燃料電池１１１に供給する酸化剤ガス供給器、燃料電池１１１を冷却する冷却システム、燃料電池１１１で発電した電力を取り出して外部（負荷）に供給する電力調整器等が例示される。
【００９１】
燃料電池１１１として、周知ものを用いることができ、高分子電解質形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、燐酸形燃料電池等が例示される。
【００９２】
熱供給装置１０１は、燃焼用燃料ガスを燃焼させて熱負荷からの熱需要を賄うための熱を発生する装置である。熱供給装置１０１は、燃焼用燃料ガス供給器（図示せず）から供給される燃焼用燃料ガスを酸化剤ガス供給器（図示せず）から供給される酸化剤ガス（例えば空気）を用いて燃焼させる。熱供給装置１０１における燃焼用燃料ガスの燃焼量は、例えば、当該燃焼用燃料ガスの供給量を制御することにより制御される。熱供給装置１０１として、ボイラ等が例示される。熱負荷として、給湯システム、温水暖房システム、シャワー等が例示される。
【００９３】
貯湯タンク１０３は、第１熱伝達機構１０６を介して燃料電池装置１１０、第２熱伝達機構１０７を介して熱供給装置１０１から伝達されるそれぞれの排熱により加熱された湯を貯える装置である。貯湯タンク１０３に貯えられた湯は、熱供給経路（図示せず）を介して上述の熱負荷に供給される。また、貯湯タンク１０３には水供給経路（図示せず）を介して水源（例えば市水）から水が補給される。なお、第１熱伝達機構１０６および貯湯タンク１０３は、上述の燃料電池装置１１０を冷却する冷却システムを構成している。第１熱伝達機構１０６および第２熱伝達機構１０７として、任意の形態を採用することができる。例えば、熱伝達機構を、熱媒体を循環させる熱媒体循環機構又は熱媒体を一方向に移動させる熱媒体移動機構で構成してもよい。熱媒体循環機構は、例えば、熱媒体循環経路と熱媒体を循環させるポンプで構成され、熱媒体移動機構は、例えば、熱媒体移動経路と熱媒体を移動させるポンプで構成される。また、熱媒体として、例えば、貯湯タンク１０３に貯えられる水（湯）を用いてもよく、貯湯タンク１０３に貯えられる水（湯）と異なる熱媒体を用いてもよい。後者の場合には、例えば、熱媒体移動経路を移動（循環）する熱媒体と貯湯タンク１０３に貯えられる水（湯）とを熱交換させるための熱交換部が設けられる。
【００９４】
操作部１０９は、需要家（consumers）１０５の使用者によって操作され、使用者によってなされた設定を第１制御器１２０および第２制御器１２１へ有線または無線で送信するように構成されている。
【００９５】
また、発電システム１００は、第１制御器１２０と情報のやりとりを行うように構成されている負荷計測手段（図示せず）を備えてもよい。負荷計測手段は、燃料電池装置１１０が配置されている需要家が消費した電力量および熱量を計測する。具体的には、負荷計測手段は、貯湯タンク１０３から蛇口などに供給される湯の熱量を計測する熱負荷計測手段（図示せず）と、需要家で消費した電力量を計測する電力計測手段（図示せず）を備えている。
【００９６】
第１制御器１２０は、操作部１０９から送られてきた運転禁止時間帯などの設定情報、負荷計測手段で計測された熱需要および電力需要などに基づいて予め燃料電池装置１１０の運転計画を作成し、燃料電池装置１１０の起動時間および停止時間を定めるように構成されている。そして、第１制御器１２０は、運転計画で定められた起動時間に燃料電池装置１１０を起動させ、停止時間に燃料電池装置１１０を停止させる。さらに、第２制御器１２１は、熱供給装置１０１の出力も制御する。
【００９７】
また、第２制御器１２１は、予め設定された熱供給装置１０１の運転計画に従い、熱供給装置１０１を起動および停止させる。第２制御器１２１は、使用者が設定した運転時間帯および運転モードの少なくとも一方に関する情報を操作部１０９から受信し、当該運転時間帯に基づいて運転計画を作成してもよい。また、運転計画は使用者が設定した運転時間帯そのものでもよい。
【００９８】
第１制御器１２０および第２制御器１２１の各制御器の配置は任意である。例えば、第１制御器１２０および第２制御器１２１の各制御器を燃料電池装置１１０および熱供給装置１０１と分離して配置してもよい。さらに、第１制御器１２０および第２制御器１２１を燃料電池装置１１０内に配置してもよい。また、第１制御器１２０および第２制御器１２１を熱供給装置１０１内に配置してもよい。
【００９９】
第１制御器１２０および第２制御器１２１はそれぞれ、制御機能を有するものであればよく、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、論理回路等によって構成される。第１制御器１２０および第２制御器１２１は、集中制御を行う単独の制御器によって一体として構成されてもよく、互いに協働して分散制御を行う独立した制御器によって構成されてもよい。
【０１００】
［発電システムの動作］
次に、以上のように構成された発電システム１００の動作の一例を説明する。
【０１０１】
図１１は、図１０の発電システムの制御の一例を示すフローチャートである。この制御は、第１制御器１２０および第２制御器１２１によって行われる。また、この制御は所定の間隔で繰り返し行われる。
【０１０２】
図１１に示すように、この制御が開始されると、第２制御器１２１は、第１制御器１２０から燃料電池装置１１０が起動する旨の情報を受信したかどうか判定する（ステップＳ１）。
【０１０３】
第２制御器１２１は、第１制御器１２０から燃料電池装置１１０が起動する旨の情報を受信した場合（ステップＳ１でＹＥＳ）は、熱供給装置１０１の出力を低下させる（ステップＳ２）。具体的には、熱供給装置１０１での燃焼量を減少させるために燃焼ガスの供給量を減少させる。
【０１０４】
一方、第２制御器１２１が燃料電池装置１１０が起動する旨の情報を受信していない場合（ステップＳ１でＮＯ）は、熱供給装置１０１の出力を維持する。
【０１０５】
なお、ステップＳ２において、第２制御器１２１は、熱供給装置１０１の出力を運転計画で定められた出力より低くなるように制御しても良い。
【０１０６】
また、第１制御器１２０は、燃料電池装置１１０が起動するより第１所定時間前に、第２制御器１２１に対して燃料電池装置１１０が起動する旨の情報を送信してもよい。ここで、第１所定時間とは、貯湯タンク１０３が満蓄状態（これ以上、燃料電池装置１１０の熱を吸収することができないほど貯湯タンク１０３内の水の温度が上昇している状態）になることを防ぐことにより、燃料電池装置１１０の発電により発生した熱を貯湯タンク１０３内の水で吸収することができるようにするために必要となる時間である。第１所定時間は、燃料電池装置１１０が出力できる熱量、熱供給装置１０１が供給できる熱量、貯湯タンク１０３が蓄熱することができる熱量等を考慮して、予め計算やシミュレーションなどにより定められる。第２制御器１２１は、燃料電池装置１１０が起動する旨の情報を受けて、起動時間より第１所定時間前に熱供給装置１０１の出力を低減させてもよい。ここで、熱供給装置１０１の出力を低減させるとは、上述の通り、熱供給装置１０１を停止させることも含まれるので、第２制御器１２１は、燃料電池装置１１０が起動するより第１所定時間前に熱供給装置１０１を停止させるように制御することにより、熱供給装置１０１の運転時間を短縮する場合もある。
【０１０７】
さらに、第１制御器１２０は、燃料電池装置１１０が運転計画の作成が完了した場合に、第１所定時間および燃料電池装置１１０の起動時間を決定して第２制御器１２１に送信してもよい。この場合、第２制御器１２１は、使用者により設定される熱供給装置１０１の運転時間帯と第１制御器１２０から送られてくる第１所定時間および起動時間とを考慮して運転計画を作成してもよい。例えば、第２制御器１２１は、燃料電池装置１１０が運転する時間帯では、燃料電池装置１１０が運転しない時間帯よりも、熱供給装置１０１の出力を低減させる（熱供給装置１０１が停止される場合も含まれる）ように制御することができる。さらに、燃料電池１１０の運転計画に関しては、燃料電池装置１１０の運転が繰り返される際の区切りとなる単位時間が開始する場合に、燃料電池装置１１０の運転計画の作成が完了するように構成されていてもよい。「単位時間」は、例えば、一日、一週間、十日、一ヶ月などの期間である。さらに、第１制御器１２０は、第１所定時間および起動時間とともに、燃料電池装置１１０の停止時間も第２制御器１２１に送信してもよい。また、このような制御が行われる場合は、第１所定時間は単位時間（例えば、一日）より、短い時間となるように設定されてもよい。
【０１０８】
また、第１制御器１２０は、燃料電池装置１１０の発電中は、電力負荷計測手段で計測される電力使用量に追従させるように燃料電池装置１１０の出力を制御してもよいし、定格出力で運転させてもよい。
【０１０９】
さらに、第１制御器１２０は、熱負荷計測手段で計測した単位時間あたりに消費される熱量に相当する熱量を、燃料電池装置１１０が単位時間で発生させるように、起動時間および停止時間を決定してもよい。熱負荷計測手段で計測した熱量が燃料電池装置１１０で供給できる熱量より大きい場合は、燃料電池装置１１０を最大出力である定格出力で運転させてもよい。
【０１１０】
また、第１制御器１２０は、熱供給装置１０１の運転時間帯を変更するように第２制御器１２１を制御することができるように構成してもよい。この場合、例えば、使用者が設定した熱供給装置１０１の運転時間帯に必要となる熱需要を、燃料電池装置１１０が供給できる場合などは、熱供給装置１０１の起動時間および停止時間の少なくとも一方を変更して熱供給装置１０１の運転時間を短縮したり、熱供給装置１０１を運転させないように制御したりしても良い。これにより、エネルギー効率が高い燃料電池装置１１０の運転時間をより長く、かつ、確実に確保することができる。
【０１１１】
さらに、貯湯タンク１０３には、燃料電池装置１１０および熱供給装置１０１の２つの装置から熱を供給する構成について説明したが、さらに別の熱供給装置を加え、３つ以上の装置から熱を貯湯タンクに供給するような構成にしてもよい。この場合、燃料電池装置１１０を起動する場合は、燃料電池装置１１０以外の各熱供給装置の出力を低下させるように制御してもよい。
【０１１２】
本実施例に記載した発電システムおよびその構成要素、運転方法の個々の具体的ステップ等は、上記実施形態のそれぞれにおいて、適宜に適用可能である。
【０１１３】
（他の形態）
以下、本発明の他の形態（aspect）に係る発電システムについて説明する。
【０１１４】
他の形態の第１の発電システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力および熱を供給する燃料電池装置と、前記燃料電池装置の熱を吸収した水を貯める貯湯タンクと、前記貯湯タンクの水に熱を供給する熱供給装置と、予め定められた前記燃料電池装置の運転計画に従い、前記燃料電池装置の少なくとも起動および停止を制御する第１制御器と、予め定められた前記熱供給装置の運転計画に従い、前記熱供給装置の少なくとも起動および停止を制御素する第２制御器と、を備え、前記第２制御器は、前記熱供給装置の出力も制御しており、前記第１制御器から前記燃料電池装置が起動する情報を受信した場合は、前記熱供給装置の出力を低下させるように構成されている。
【０１１５】
この構成により、燃料電池装置からの排熱と熱供給装置からの排熱とにより加熱された温水を共通の貯湯タンクに貯える場合に、エネルギー効率がより高い燃料電池装置を起動する場合に貯湯タンクが満蓄状態になって発電できなくなることを抑制することができ、燃料電池装置の運転時間を確実に確保することができる。
【０１１６】
他の形態の第２の形態の発電システムでは、前記第２制御器が、前記第１制御器から前記燃料電池装置が起動する情報を受信した場合は、前記熱供給装置の運転計画により定められた出力より低い出力で前記熱電併給装置を制御するように構成されていてもよい。
【０１１７】
他の形態の第３の発電システムは、他の形態の第２の発電システムであって、さらに、前記第１制御器は、前記第２制御器に、前記燃料電池が起動し始める前に前記燃料電池が起動する情報を送信するように構成されていてもよい。
【０１１８】
他の形態の第４の発電システムは、他の形態の第２の発電システムであって、さらに、前記第１制御器は、前記第２制御器に、前記燃料電池が起動するより第１所定時間前に前記燃料電池が起動する情報を送信するように構成されていてもよい。
【０１１９】
他の形態の第５の発電システムは、他の形態の第１ないし第４のいずれかに記載の発電システムであって、さらに、前記燃料電池装置が配置されている需要家が消費した電力量および熱量を計測する負荷計測手段をさらに備え、前記第１制御器は、前記負荷計測手段が計測した熱量に相当する熱量を発生させるように前記燃料電池装置を制御しており、前記第２制御器は、需要家により設定された運転時間帯に前記熱供給装置が運転するように前記熱供給装置を制御するように構成されていてもよい。
【０１２０】
他の形態の第６の発電システムは、他の形態の第１ないし第５のいずれかに記載の発電システムであって、さらに、前記第２制御器は、需要家により設定された運転時間帯に前記熱供給装置が運転するように前記熱供給装置を制御し、前記第１制御器は、前記運転時間帯を変更するように前記第２制御器を制御することができるように構成されていてもよい。
【０１２１】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態の創出がなされ得る。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の発電システムは、燃料電池装置と熱供給装置とが共通の貯湯タンクに熱を供給すると共に、省エネルギー性が低下する可能性を低減できる発電システム等として有用である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  貯湯タンク
２０  燃料電池装置
３０  熱供給装置
４０  制御器
４１  第１制御器
４２  第２制御器
４６  電力負荷計測手段
４７  熱負荷計測手段
４８  検知器
１００  発電システム
１０１  熱供給装置
１０３  貯湯タンク
１０５  需要家
１０６  第１熱伝達機構
１０７  第２熱伝達機構
１０９  操作部
１１０  燃料電池装置
１１１  燃料電池
１２０  第１制御器
１２１  第２制御器
１３０  発電システム
１４０  発電システム
１５０  発電システム
１６０  発電システム
【図１】
2012147269.tif 000003
【図２】
2012147269.tif 000004
【図３】
2012147269.tif 000005
【図４】
2012147269.tif 000006
【図５】
2012147269.tif 000007
【図６】
2012147269.tif 000008
【図７】
2012147269.tif 000009
【図８】
2012147269.tif 000010
【図９】
2012147269.tif 000011
【図１１】
2012147269.tif 000012
【図１０】
2012147269.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
温水を貯溜する貯湯タンクと、
燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に前記貯湯タンクに熱を供給する燃料電池装置と、
前記燃料電池装置とは別個に設けられ、前記貯湯タンクに熱を供給する熱供給装置と、
予め定められた第１運転計画に従って前記燃料電池装置を運転すると共に、前記燃料電池装置の運転とは独立して前記熱供給装置を動作させるように予め定められた第２運転計画に従って前記熱供給装置を運転する制御器とを備え、
前記制御器は、前記第２運転計画に従った前記熱供給装置の運転による前記熱供給装置から前記貯湯タンクへの熱の供給によって前記貯湯タンクが前記燃料電池装置から供給される熱を吸収できない状態とならず、前記第１運転計画に従った前記燃料電池装置の運転による前記燃料電池装置から前記貯湯タンクへの熱の供給が実行可能となるように、前記第１運転計画に従って行われる前記燃料電池装置の運転に応じて、前記熱供給装置の出力を前記第２運転計画による出力よりも低減する第２運転計画変更制御を実行する、
発電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
発電システムの使用者が消費する電力量および熱量を計測する負荷計測手段を備え、
前記制御器は、
前記負荷計測手段が計測した電力量および熱量に基づいて前記第１運転計画を作成して記憶し、
前記使用者により設定された熱供給装置の運転時間帯に基づいて前記第２運転計画を作成して記憶する、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発電システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
予め定められた第１運転計画に従って、燃料電池装置を運転することにより、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行い、電力を出力すると共に貯湯タンクに熱を供給し、
前記燃料電池装置の運転とは独立して前記熱供給装置を動作させるように予め定められた第２運転計画に従って、前記燃料電池装置とは別個に設けられた熱供給装置を運転することにより、前記貯湯タンクに熱を供給し、
前記第２運転計画に従った前記熱供給装置の運転による前記熱供給装置から前記貯湯タンクへの熱の供給によって前記貯湯タンクが前記燃料電池装置から供給される熱を吸収できない状態とならず、前記第１運転計画に従った前記燃料電池装置の運転による前記燃料電池装置から前記貯湯タンクへの熱の供給が実行可能となるように、前記第１運転計画に従って行われる前記燃料電池装置の運転に応じて、前記熱供給装置の出力を前記第２運転計画による出力よりも低減する第２運転計画変更制御を実行する、
発電システムの運転方法。
【国際調査報告】
2012147269.tif 000014
2012147269.tif 000015
2012147269.tif 000016
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