(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気製品と、
発電量を変更可能な発電装置と、
前記発電装置から前記複数の電気製品への電力の供給を制御する電力制御装置と
を備えた電力供給システムであって、
前記複数の電気製品のそれぞれは、所望量の電力を要求するための第１の電力要求信号を前記電力制御装置に出力可能なように構成されており、
前記電力制御装置は、前記複数の電気製品から複数の第１の電力要求信号を受け取り、前記複数の第１の電力要求信号のそれぞれによって要求される電力の量の和に応じた量の電力を要求するための第２の電力要求信号を生成し、前記第２の電力要求信号を前記発電装置に出力し、
前記発電装置は、前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致するように発電量を増減させる、電力供給システム。
【請求項２】
前記発電装置は、燃料電池である、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記電力制御装置は、Ｒ＝ΣＲｉ＋Ｒｍを満たすように前記第２の電力要求信号を生成し、Ｒは前記第２の電力要求信号によって要求される電力の量を示し、Ｒｉ（ｉ＝０、１、・・・ｎ）は前記複数の第１の電力要求信号のそれぞれによって要求される電力の量を示し、Ｒｍは前記複数の電気製品と前記電力制御装置との間の通信に必要な最小限の電力の量を示す、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記発電装置は、前記発電量が前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致したか否かを判定し、前記発電量が前記目標量に一致したと判定された場合には一致信号を前記電力制御装置に出力し、
前記電力制御装置は、前記一致信号に応答して、前記複数の電気製品のうち前記第１の電力要求信号を出力した少なくとも１つの電気製品のそれぞれにアクナリッジ信号を出力する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記発電装置は、前記発電量が前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致したか否かを判定し、前記発電量が前記目標量に一致したと判定された場合には前記複数の電気製品のうち前記第１の電力要求信号を出力した少なくとも１つの電気製品のそれぞれにアクナリッジ信号を出力する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電力供給システムは、前記発電装置から供給される電力と前記発電装置以外の電力供給源から供給される電力とのうちの少なくとも一方を前記複数の電気製品に出力する電力供給装置をさらに備え、
前記発電装置は、前記発電量が前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致したか否かを判定し、前記発電量が前記目標量に一致したと判定された場合には一致信号を前記電力制御装置に出力し、
前記電力制御装置は、過去の第２の電力要求信号によって要求された電力量より現在の第２の電力要求信号によって要求される電力量が増加しているか否かを判定し、前記過去の第２の電力要求信号によって要求された電力量より前記現在の第２の電力要求信号によって要求される電力量が増加していると判定された場合には、前記現在の第２の電力要求信号を前記発電装置に出力してから前記一致信号を前記発電装置から受け取るまでの期間、前記発電装置から供給される電力の不足分を前記電力供給源から供給される電力で補うように前記電力供給装置を制御する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記電力制御装置は、前記過去の第２の電力要求信号によって要求される電力量に比較して前記現在の第２の電力要求信号によって要求される電力量の増加分が所定の値以上である場合に限って、前記発電装置から供給される電力の不足分を前記電力供給源から供給される電力で補うように前記電力供給装置を制御する、請求項６に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記電力供給源は、商用電力を供給する源である、請求項６に記載の電力供給システム。
【請求項９】
前記電力供給源は、蓄電池である、請求項６に記載の電力供給システム。
【請求項１０】
前記複数の電気製品は、無線または有線を介して前記電力制御装置に接続されている、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項１１】
前記第１の電力要求信号は、前記電気製品の状態を示す状態信号であり、前記電力制御装置は、前記状態信号によって示される状態において前記電気製品に必要とされる電力量を取得し、前記電力量に基づいて前記第２の電力要求信号を生成する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項１２】
前記電力供給システムは、家庭やオフィスに電力を供給するシステムである、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項１３】
サーバコンピュータと端末とを備えたコンピュータシステムであって、
前記サーバコンピュータは、電気製品の状態と前記状態での前記電気製品の消費電力との関係を示す対応表を格納する格納部を有しており、
前記対応表は、前記端末からの要求に応じて、前記サーバコンピュータからネットワークを介してダウンロードされ、
前記端末は、電力供給システムに接続されており、
前記電力供給システムは、複数の電気製品と、発電量を変更可能な発電装置と、前記発電装置から前記複数の電気製品への電力の供給を制御する電力制御装置とを含み、
前記電力制御装置は、前記発電装置に電力要求信号を出力し、前記ダウンロードされた対応表は、前記電力制御装置内に格納される、コンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフィスや家庭などにおいて、省電力化を達成しつつ、電力の安定供給を実現する電力供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地球環境にやさしい発電方式として、太陽電池を用いた太陽光発電の方式と、燃料電池を用いた発電の方式とが知られている。
【０００３】
太陽光発電の方式は、▲１▼「独立型」、▲２▼「系統連係型」と呼ばれる２種類の方式に大別される。「独立型」方式では、太陽光発電によって得られた電気が蓄電池に蓄えられ、蓄電池に蓄えられた電気が利用される。「系統連係型」方式では、太陽電池がインバータを介して電力会社の電線に接続される。「系統連係型」方式は、太陽光発電による発電量が家庭での消費量を上回っている時（例えば、晴れの日の昼間）には、余剰電力を電力会社に買い取ってもらい、太陽光発電による発電量が家庭での消費量を下回っている時（例えば、雨の日や夜間）には、不足電力を電力会社から購入する方式である。
【０００４】
燃料電池を用いた発電システムの例としては、例えば、燃料電池を用いた家庭用コージェネレーションシステムが知られている（日経エレクトロニクスＰ５５〜６２（ｎｏ．７６３）参照）。この文献に記載のコージェネレーションシステムは、高分子型の燃料電池に燃料ガス（例えば、天然ガスやＬＰガス）を流入させることにより、燃料電池を用いた発電を実現する。燃料電池を用いた発電によって得られた電気は家庭内の電気製品に供給される。また、燃料電池から排出される熱は温水として回収され、給湯や暖房に活用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、太陽光発電の方式は、エネルギーの有効利用という点で課題があった。「独立型」方式では、発電された電気をいったん蓄電池に蓄えるため、蓄電時にエネルギー損失が発生し、「系統連係型」方式では、余剰電力を電力会社に売るときに余剰電力を電線を経由して電力会社に送るために、送電ロスが発生するからである。
【０００６】
今後、燃料電池を用いたコージェネレーションシステムが家庭やオフィスなどにおいて普及すると予想されている。しかし、燃料電池に適した新たな電力供給システムをどのように構築するか（特に、如何にして省電力化を達成しつつ、電力の安定供給を実現するか）という点については、まったく配慮されていないのが現状である。
【０００７】
本発明の目的は、省電力化を達成しつつ、電力の安定供給を実現することが可能な電力供給システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力供給システムは、複数の電気製品と、発電量を変更可能な発電装置と、前記発電装置から前記複数の電気製品への電力の供給を制御する電力制御装置とを備えた電力供給システムであって、前記複数の電気製品のそれぞれは、所望量の電力を要求するための第１の電力要求信号を前記電力制御装置に出力可能なように構成されており、前記電力制御装置は、前記複数の電気製品から複数の第１の電力要求信号を受け取り、前記複数の第１の電力要求信号のそれぞれによって要求される電力の量の和に応じた量の電力を要求するための第２の電力要求信号を生成し、前記第２の電力要求信号を前記発電装置に出力し、前記発電装置は、前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致するように発電量を増減させる。これにより、上記目的が達成される。
【０００９】
前記発電装置は、燃料電池であってもよい。
【００１０】
前記電力制御装置は、Ｒ＝ΣＲｉ＋Ｒｍを満たすように前記第２の電力要求信号を生成し、Ｒは前記第２の電力要求信号によって要求される電力の量を示し、Ｒｉ（ｉ＝０、１、・・・ｎ）は前記複数の第１の電力要求信号のそれぞれによって要求される電力の量を示し、Ｒｍは前記複数の電気製品と前記電力制御装置との間の通信に必要な最小限の電力の量を示してもよい。
【００１１】
前記発電装置は、前記発電量が前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致したか否かを判定し、前記発電量が前記目標量に一致したと判定された場合には一致信号を前記電力制御装置に出力し、前記電力制御装置は、前記一致信号に応答して、前記複数の電気製品のうち前記第１の電力要求信号を出力した少なくとも１つの電気製品のそれぞれにアクナリッジ信号を出力してもよい。
【００１２】
前記発電装置は、前記発電量が前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致したか否かを判定し、前記発電量が前記目標量に一致したと判定された場合には前記複数の電気製品のうち前記第１の電力要求信号を出力した少なくとも１つの電気製品のそれぞれにアクナリッジ信号を出力してもよい。
【００１３】
前記電力供給システムは、前記発電装置から供給される電力と前記発電装置以外の電力供給源から供給される電力とのうちの少なくとも一方を前記複数の電気製品に出力する電力供給装置をさらに備え、前記発電装置は、前記発電量が前記第２の電力要求信号に応じた目標量に一致したか否かを判定し、前記発電量が前記目標量に一致したと判定された場合には一致信号を前記電力制御装置に出力し、前記電力制御装置は、過去の第２の電力要求信号によって要求された電力量より現在の第２の電力要求信号によって要求される電力量が増加しているか否かを判定し、前記過去の第２の電力要求信号によって要求された電力量より前記現在の第２の電力要求信号によって要求される電力量が増加していると判定された場合には、前記現在の第２の電力要求信号を前記発電装置に出力してから前記一致信号を前記発電装置から受け取るまでの期間、前記発電装置から供給される電力の不足分を前記電力供給源から供給される電力で補うように前記電力供給装置を制御するようにしてもよい。
【００１４】
前記電力制御装置は、前記過去の第２の電力要求信号によって要求される電力量に比較して前記現在の第２の電力要求信号によって要求される電力量の増加分が所定の値以上である場合に限って、前記発電装置から供給される電力の不足分を前記電力供給源から供給される電力で補うように前記電力供給装置を制御するようにしてもよい。
【００１５】
前記電力供給源は、商用電力を供給する源であってもよい。
【００１６】
前記電力供給源は、蓄電池であってもよい。
【００１７】
前記複数の電気製品は、無線または有線を介して前記電力制御装置に接続されていてもよい。
【００１８】
前記第１の電力要求信号は、前記電気製品の状態を示す状態信号であり、前記電力制御装置は、前記状態信号によって示される状態において前記電気製品に必要とされる電力量を取得し、前記電力量に基づいて前記第２の電力要求信号を生成してもよい。
【００１９】
前記電力供給システムは、家庭やオフィスに電力を供給するシステムであってもよい。
【００２０】
本発明のコンピュータシステムは、サーバコンピュータと端末とを備えたコンピュータシステムであって、前記サーバコンピュータは、電気製品の状態と前記状態での前記電気製品の消費電力との関係を示す対応表を格納する格納部を有しており、前記対応表は、前記端末からの要求に応じて、前記サーバコンピュータからネットワークを介してダウンロードされ、前記端末は、電力供給システムに接続されており、前記電力供給システムは、複数の電気製品と、発電量を変更可能な発電装置と、前記発電装置から前記複数の電気製品への電力の供給を制御する電力制御装置とを含み、前記電力制御装置は、前記発電装置に電力要求信号を出力し、前記ダウンロードされた対応表は、前記電力制御装置内に格納される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力供給システム１の構成を示す。図１において、電力供給システム１は、他の電力供給源から電力の供給を受けることなく、家庭内で必要とされるすべての電力を自力でまかなう独立型の電力供給システムの一例である。
【００２４】
電力供給システム１は、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと、発電量を変更可能な発電装置２０と、発電装置２０から複数の電気製品４０−１〜４０−ｎへの電力の供給を制御する電力制御装置３０とを含む。
【００２５】
以下、本明細書の説明では、発電装置２０は燃料電池（例えば、固体高分子型の燃料電池ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）であると仮定する。この燃料電池には、都市ガスなどの燃料ガスから製造された水素が燃料改質装置（図示せず）から供給される。発電装置２０が燃料電池であると仮定して説明する理由は、現在の技術水準では発電量を変更可能な発電装置として燃料電池が最も実用的だからである。しかし、発電量を変更可能という機能を有する任意のタイプの発電装置を発電装置２０として使用することができる。
【００２６】
複数の電気製品４０−１〜４０−ｎのそれぞれは、冷蔵庫、ＴＶ（テレビ）、照明器具、ＰＣ（パソコン）、電子レンジ、ステレオ、ＤＶＤプレーヤ、電話、ＦＡＸなどの任意のタイプの機器であり得る。以下の説明では、図１に示されるように、電気製品４０−１は冷蔵庫であり、電気製品４０−２はＴＶであり、電気製品４０−（ｎ−１）は照明器具であり、電気製品４０−ｎはＰＣであると仮定する。
【００２７】
複数の電気製品４０−１〜４０−ｎは、専用線を介して電力制御装置３０に接続されている。しかし、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと電力制御装置３０との接続形態はこれに限定されない。例えば、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎは、無線または有線を介して電力制御装置３０に接続され得る。無線としては、例えば、Ｂｌｕｅ  ｔｏｏｔｈや、携帯電話やＰＨＳなどの通信回線を使用することができる。有線としては、例えば、ＩＳＤＮなどの電話回線や、ＨＡＶＩやエコネットなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を使用することができる。
【００２８】
燃料電池２０によって発電された電力は、インバータ１０を介して複数の電気製品４０−１〜４０−ｎに供給される。インバータ１０によって直流電力が交流電力に変換される。なお、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎには、常に、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと電力制御装置３０との間の通信に必要な最小限の量Ｒｍの電力が供給されているものとする。ここで、「複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと電力制御装置３０との間の通信に必要な最小限の量Ｒｍの電力」とは、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと電力制御装置３０との間でデータを送信するのに必要な電力に加えて、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎの待機時の電力をも含むものとする。
【００２９】
電気製品４０−ｉは、所望量の電力を要求するための電力要求信号Ｒｉ（第１の電力要求信号）を電力制御装置３０に出力可能なように構成されている。ここで、ｉ＝１、・・・、ｎである。
【００３０】
例えば、電気製品（冷蔵庫）４０−１の電源スイッチがオフからオンに操作された場合に電気製品（冷蔵庫）４０−１が定格動作をするために必要な電力量がｐ１（Ｗ）であると仮定する。この場合、ユーザが電気製品（冷蔵庫）４０−１の電源スイッチをオフからオンに操作すると、電気製品（冷蔵庫）４０−１は、その操作に応答して、定格動作をするために必要な電力量ｐ１を要求する電力要求信号Ｒ１を電力制御装置３０に出力する。
【００３１】
電力制御装置３０は、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎから複数の電力要求信号Ｒｉを受け取り、その複数の電力要求信号Ｒｉのそれぞれによって要求される電力の量の和に応じた量の電力を要求するための電力要求信号Ｒ（第２の電力要求信号）を生成し、電力要求信号Ｒを燃料電池２０に出力する。
【００３２】
燃料電池２０は、電力要求信号Ｒに応じた目標量に一致するように発電量を増減させる。
【００３３】
このように、電力供給システム１によれば、電気製品４０−ｉからの電力要求信号Ｒｉの集計結果としての電力要求信号Ｒが燃料電池２０に出力され、燃料電池２０の発電量は、電力要求信号Ｒに応じて制御される。これにより、電気製品からの電力要求に応じて、「必要な時に」「必要な分だけ」発電を行うように燃料電池２０による発電を制御することが可能になる。その結果、燃料電池２０の発電量を必要以上に増加させる必要がなく、省電力化が達成される。
【００３４】
図２は、電力制御装置３０によって実行される処理の手順を示す。なお、図２に示される例では、電気製品４０−ｉから出力される電力要求信号Ｒｉは「使用要求」または「不使用要求」のいずれかを示すものとする。ユーザが電気製品４０−ｉを使用したいと望む場合（例えば、ユーザが電気製品４０−ｉの電源スイッチをオフからオンに操作した場合）には、電気製品４０−ｉは、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３０に出力する。ユーザが電気製品４０−ｉを不使用にしたいと望む場合（例えば、ユーザが電気製品４０−ｉの電源スイッチをオンからオフに操作した場合）には、電気製品４０−ｉは、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３０に出力する。
【００３５】
ＳＴ１：電力制御装置３０は、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎのうち電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉから電力要求信号Ｒｉを受け取る。電力要求信号Ｒｉは、電気製品４０−ｉから電力制御装置３０に送信される。電力要求信号Ｒｉは、電気製品４０−ｉを使用するために必要とされる電力のワット数（ｐｉ）を示す。ここで、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉにおいてはｐｉ＞０であり、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉにおいてはｐｉ＝０である。電力要求信号Ｒｉは、例えば、８ビットのデジタルデータによって表現される。
【００３６】
なお、電力要求信号Ｒｉは、次の電力要求信号Ｒｉが受け取られるまで、電力制御装置３０において保持されるものとする。
【００３７】
ＳＴ２：電力制御装置３０は、（数１）を満たすように電力要求信号Ｒを生成する。電力要求信号Ｒは、燃料電池２０から供給されるべき電力のワット数（ｐ）を示す。電力要求信号Ｒは、例えば、所定のビットのデジタルデータによって表現される。
【００３８】
【数１】
0003628270.tif 000002
ここで、Ｒｉ（ｉ＝１、・・・、ｎ）は、電力要求信号Ｒｉによって要求される電力の量を示す。Ｒｍは、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと電力制御装置３０との間の通信に必要な最小限の電力の量を示す。
【００３９】
ＳＴ３：電力制御装置３０は、電力要求信号Ｒを燃料電池２０に出力することにより、電力要求信号Ｒに応じた発電を行うように燃料電池２０に指示する。
【００４０】
燃料電池２０は、電力制御装置３０から電力要求信号Ｒを受け取り、電力要求信号Ｒに応じた目標量に一致するように発電量を制御する。ここで、燃料電池２０の目標量（目標発電量）は、電力要求信号Ｒによって要求される電力量に一致するように設定されてもよいし、マージンｍを考慮して（電力要求信号Ｒによって要求される電力量＋ｍ）に一致するように設定されてもよい。燃料電池２０の発電量の増減は、例えば、天然ガスやＬＰガスなどの燃料ガスの供給量を増減させることによって達成される。あるいは、燃料改質装置を不要とするならば、水素を直接、燃料電池２０に供給するようにしてもよい。
【００４１】
燃料電池２０は、発電量が電力要求信号Ｒに応じた目標量に一致したか否かを判定し、発電量が目標量に一致したと判定された場合には、一致信号Ｃを電力制御装置３０に出力する。
【００４２】
ＳＴ４：電力制御装置３０は、燃料電池２０から一致信号Ｃを受領したか否かを確認する。
【００４３】
「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉに対しては、電力制御装置３０は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認した後で、アクナリッジ信号を返す。このアクナリッジ信号は、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉに「電力要求信号Ｒｉを満たすように燃料電池２０の発電量が目標発電量に達した」ことを知らせるために電力制御装置３０から電気製品４０−ｉに送信される。「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは、電力制御装置３０からアクナリッジ信号を受領するまで、「使用要求」に対応する動作の開始を待機し、電力制御装置３０からアクナリッジ信号を受領した後に、「使用要求」に対応する動作を開始する。
【００４４】
「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉに対しては、電力制御装置３０は、アクナリッジ信号を返さない。「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉは、電力要求が減少する方向の要求であることから、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉに「電力要求信号Ｒｉを満たすように燃料電池２０の発電量が目標発電量に達した」ことを知らせる必要がないからである。「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは、電力制御装置３０からのアクナリッジ信号の受領を待つことなく、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３０に出力した直後に、「不使用要求」に対応する動作を開始する。ここで、「不使用要求」に対応する動作には「何もしない」ことも含まれるものとする。
【００４５】
上述したアクナリッジ信号は、電気製品４０−ｉが専用線を介して電力制御装置３０に接続されている場合には、例えば、電力制御装置３０から電気製品４０−ｉに常時出力されている電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させることによって、電力制御装置３０から電気製品４０−ｉに送信される。ここで、電力許可信号Ａｉのレベルがハイレベル（１）であることは電気製品４０−ｉに対して電力供給を許可することを示し、電力許可信号Ａｉのレベルがローレベルであることは電気製品４０−ｉに対して電力供給を許可しない（遮断する）ことを示す。
【００４６】
なお、電気製品４０−ｉがローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介して電力制御信号３０に接続されている場合には、電力許可信号Ａｉが電力制御装置３０から電気製品４０−ｉに常時出力されている必要はない。この場合には、イベントの発生（例えば、ユーザが電気製品４０−ｉの電源スイッチをオフからオンに操作すること）に応答して、電力許可信号Ａｉが電力制御装置３０から電気製品４０−ｉに送出されるようにしてもよい。
【００４７】
電気製品４０−ｉが「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３０に出力した時点では、電気製品４０−ｉに供給されている電力許可信号Ａｉのレベルはローレベル（０）に設定されている。電力制御装置３０は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認した後で、電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させる。このことは、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達した時点では、電気製品４０−ｉに供給されている電力許可信号Ａｉのレベルがハイレベル（１）に設定されることを意味している。電気製品４０−ｉは、電力許可信号Ａｉのレベルがハイレベル（１）に設定された後に、「使用要求」に対応する動作を開始する。
【００４８】
電気製品４０−ｉが「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３０に出力した時点では、電気製品４０−ｉに供給されている電力許可信号Ａｉのレベルはハイレベル（１）に設定されている。電力制御装置３０は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を待つことなく、電気製品４０−ｉから「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを受領した時点でただちに、電力許可信号Ａｉのレベルをハイレベル（１）からローレベル（０）に遷移させる。このことは、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達したか否かにかかわりなく、電気製品４０−ｉに供給されている電力許可信号Ａｉのレベルがローレベル（０）に設定されることを意味している。電気製品４０−ｉは、電力許可信号Ａｉのレベルがローレベル（０）に設定された後に、「不使用要求」に対応する動作を開始する。
【００４９】
上述した電力供給システム１によれば、一致信号Ｃに応答して、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉにアクナリッジ信号が出力される。「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは、電力制御装置３０から「燃料電池２０の発電量が目標発電量に達した」ことを示すアクナリッジ信号を受領するのを待って、「使用要求」に対応する動作を開始する。このことは、電気製品４０−ｉが所定の機能を確実に実現するために必要な条件（定格条件）下で電気製品４０−ｉが動作すること（すなわち、電気製品４０−ｉが定格動作すること）を保証することを可能にする。その結果、電気製品４０−ｉの故障の頻度が著しく低減される。
【００５０】
また、電力供給システム１によれば、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは、「燃料電池２０の発電量が目標発電量に達した」か否かを確認することなく、ただちに「不使用要求」に対応する動作を開始する。これにより、ユーザが電気製品４０−ｉを不使用とする（例えば、電気製品４０−ｉの動作を止める）ことを望む場合に、その電気製品４０−ｉを速やかに不使用とすることが可能になる。
【００５１】
なお、実施の形態１では、発電量が電力要求信号Ｒに応じた目標量（目標発電量）に一致したか否かを燃料電池２０が判定し、燃料電池２０がその判定結果を示す一致信号Ｃを電力制御装置３０に出力し、電力制御装置３０が一致信号Ｃに応答して「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した少なくとも１つの電気製品４０−ｉのそれぞれにアクナリッジ信号を出力する例を説明した。あるいは、電力制御装置３０を経由することなく、燃料電池２０が「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した少なくとも１つの電気製品４０−ｉのそれぞれに直接、アクナリッジ信号を返すようにしてもよい。ただし、これを実現するためには、電力制御装置３０が、電力要求信号Ｒとともに電力要求信号Ｒｉを燃料電池２０に出力するようにする必要がある。
【００５２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る電力供給システム２の構成を示す。図３において、電力供給システム２は、燃料電池を用いて家庭内で必要とされる電力を原則として自力でまかなうが、燃料電池の発電量が不足する場合には、燃料電池の発電量が目標発電量に達したことが確認されるまでの期間、燃料電池以外の電力供給源から電力（例えば、商用電力）の供給を受けるタイプの電力供給システムの一例である。
【００５３】
図３において、図１に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
電力供給システム２は、電力供給システム１（図１）の構成に加えて、電力供給装置１００をさらに含む。
【００５５】
電力供給装置１００は、燃料電池２０から供給される電力と電力会社８０から送電線９０を介して供給される電力とのうちの少なくとも一方を複数の電気製品４０−１〜４０−ｎに出力する。
【００５６】
電力制御装置３００は、前回、燃料電池２０に出力した電力要求信号Ｒ（以下、「過去の電力要求信号Ｒ」という）を保持しておくバッファ（図示せず）を有している。電力制御装置３００は、（数１）に従って計算された電力要求信号Ｒであって、これから燃料電池２０に出力しようとしている電力要求信号Ｒ（以下、「現在の電力要求信号Ｒ」という）によって要求される電力量が「過去の電力要求信号Ｒ」によって要求された電力量より増加しているか否かを判定する。「現在の電力要求信号Ｒ」によって要求される電力量が「過去の電力要求信号Ｒ」によって要求された電力量より増加していると判定された場合には、電力制御装置３００は、買電信号Ｔ（例えば、ハイレベル）を電力供給装置１００に出力する。この買電信号Ｔにより、燃料電池２０の発電量の不足分に相当する量の電力が電力会社８０から電力供給装置１００を介して複数の電気製品４０−１〜４０−ｎに供給される。電力制御装置３００は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認すると、買電信号Ｔ（例えば、ローレベル）を電力供給装置１００に出力する。この買電信号Ｔにより、電力会社８０からの電力供給が停止される。
【００５７】
このように、電力制御装置３００は、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達したことが確認されるまでの期間（すなわち、現在の電力要求信号Ｒを燃料電池２０に出力してから一致信号Ｃを燃料電池２０から受領するまでの期間）、燃料電池２０から供給される電力の不足分を電力会社８０から送電線９０を介して供給される電力で補うように電力供給装置１００を制御する。これにより、電力制御装置３００は、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達することを待つことなく、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉにリアルタイムでアクナレッジ信号を返すことが可能になる。その結果、電気製品４０−ｉの動作開始が遅延するという不快感をユーザに与えなくて済む。
【００５８】
なお、電力制御装置３００は、過去の電力要求信号Ｒによって要求される電力量に比較して現在の電力要求信号Ｒによって要求される電力量の増加分が所定の値以上であるか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、その増加分が所定の値以上であると判定された場合に限って、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達したことが確認されるまでの期間（すなわち、現在の電力要求信号Ｒを燃料電池２０に出力してから一致信号Ｃを燃料電池２０から受領するまでの期間）、燃料電池２０から供給される電力の不足分を電力会社８０から送電線９０を介して供給される電力で補うように電力供給装置１００を制御するようにしてもよい。
【００５９】
また、電力供給装置１００に接続される燃料電池２０以外の電力供給源は、任意のタイプの電力供給源であり得る。例えば、そのような電力供給源は、商用電力を供給する源であってもよいし、蓄電池であってもよい。
【００６０】
図４は、電力制御装置３００によって実行される処理の手順を示す。なお、図４に示される例では、図２に示される例と同様、電気製品４０−ｉから出力される電力要求信号Ｒｉは「使用要求」または「不使用要求」のいずれかを示すものとする。
【００６１】
ＳＴ１：電力制御装置３００は、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎのうち電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉから電力要求信号Ｒｉを受け取る。このＳＴ１の処理は、図２に示されるＳＴ１の処理と同一である。
【００６２】
ＳＴ２：電力制御装置３００は、（数１）を満たすように電力要求信号Ｒを生成する。このＳＴ２の処理は、図２に示されるＳＴ２の処理と同一である。
【００６３】
ＳＴ３：電力制御装置３００は、電力要求信号Ｒを燃料電池２０に出力することにより、電力要求信号Ｒに応じた発電を行うように燃料電池２０に指示する。このＳＴ３の処理は、図２に示されるＳＴ３の処理と同一である。
【００６４】
ＳＴ４：電力制御装置３００は、「現在の電力要求信号Ｒ」によって要求される電力量が「過去の電力要求信号Ｒ」によって要求された電力量より増加しているか否かを判定する。「現在の電力要求信号Ｒ」によって要求される電力量が「過去の電力要求信号Ｒ」によって要求された電力量より増加していると判定された場合には、電力制御装置３００は、買電信号Ｔを電力供給装置１００に出力することにより、燃料電池２０の発電量の不足分に相当する量の電力を電力会社８０から購入するように電力供給装置１００に指示する。
【００６５】
ＳＴ５：「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉに対しては、電力制御装置３００は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認することなく、アクナリッジ信号を返す。このようなアクナリッジ信号を電力制御装置３００から電気製品４０−ｉに送信することは、例えば、電力制御装置３００が、燃料電池２０から一致信号Ｃを待つことなく、電気製品４０−ｉから「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを受領した時点でただちに、電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させることによって達成される。
【００６６】
「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉに対しては、電力制御装置３００は、アクナリッジ信号を返さない。このようなアクナリッジ信号を返さない処理は、図２に示されるＳＴ４の処理と同一である。
【００６７】
ＳＴ６：電力制御装置３００は、燃料電池２０から一致信号Ｃを受領したか否かを確認する。電力制御装置３００は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認すると、買電信号Ｔを電力供給装置１００に出力することにより、燃料電池２電力会社８０から供給される電力の購入を中止するように電力供給装置１００に指示する。
【００６８】
図５は、電力供給装置１００の内部構成を示す。電力供給装置１００は、買電装置１００ａと、電力加算器１００ｂとを含む。
【００６９】
買電装置１００ａは、送電線９０を介して電力会社８０に接続されている。買電装置１００ａには買電信号Ｔが供給されている。買電装置１００ａは、買電信号Ｔの値に応じて、電力会社８０からの電力が電力加算器１００ｂに供給されることを許可するか、電力会社８０からの電力が電力加算器１００ｂに供給されることを禁止するかを切り替える。買電装置１００ａは、例えば、電力会社８０と電力加算器１００ｂとを電気的に接続するか否かを決定するスイッチ（図示せず）を含み、そのスイッチの開閉が買電信号Ｔの値によって制御される。
【００７０】
電力加算器１００ｂは、買電装置１００ａの出力とインバータ１０の出力とに接続されており、買電装置１００ａの出力とインバータ１０の出力とを加算し、その加算結果を電気製品４０−１〜４０−ｎに出力する。
【００７１】
図５に示される構成を有する電力供給装置１００によれば、買電信号Ｔにより電力会社８０からの電力が電力加算器１００ｂに供給されることが許可されている場合には、燃料電池２０の発電量の不足分に相当する量の電力が買電装置１００ａを介して電力会社８０から電力加算器１００ｂに引き込まれる。その結果、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達するまでの期間においても、適正な量の電力が電力加算器１００ｂから出力されることとなる。
【００７２】
このように、電力供給システム２によれば、電力制御装置３００は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認することなく、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電気製品４０−ｉから受領した時点でただちに、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉにアクナリッジ信号を返す。燃料電池２０の発電量が目標発電量に達するまでの期間においても、電気製品４０−ｉに対する電力の安定供給が保証されるからである。これにより、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達するまでの期間、「使用要求」に対応する動作の開始を待機する必要がなくなる。その結果、電気製品４０−ｉは、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３００に出力した後、速やかに、「使用要求」に対応する動作を開始することが可能になる。このことは、電気製品４０−ｉが「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３００に出力した後、速やかに、電気製品４０−ｉが定格条件下で動作することを保証することを可能にする。その結果、電気製品４０−ｉの故障の頻度が著しく低減される。
【００７３】
あるいは、電力供給システム２において、電力制御装置３００が、電気製品４０−ｉから受領した電力要求信号Ｒｉの種類にかかわりなく（例えば、電力要求信号Ｒｉが「使用要求」を示すか「不使用要求」を示すかにかかわりなく）、電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉにアクナリッジ信号を返さないようにしてもよい。燃料電池２０の発電量が目標発電量に達するまでの期間においても、電気製品４０−ｉに対する電力の安定供給が保証されるからである。これにより、電気製品４０−ｉは、電力制御装置３００に出力した電力要求信号Ｒｉの種類にかかわりなく（例えば、電力要求信号Ｒｉが「使用要求」を示すか「不使用要求」を示すかにかかわりなく）、電力要求信号Ｒｉを電力制御装置３００に出力した後、ただちに所望の動作を開始することが可能になる。
【００７４】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る電力供給システム３の構成を示す。図６において、電力供給システム３は、太陽電池と燃料電池とを併用した統合型の電力供給システムの一例である。なお、実施の形態１および２では、太陽電池と燃料電池とを併用しない例を説明したが、もちろん、実施の形態１および２で説明した電力供給システム１および２において太陽電池と燃料電池とを併用することも可能である。
【００７５】
電力供給システム３は、太陽電池と燃料電池とを併用して家庭内で必要とされる電力を自力でまかなうことを原則とするシステムである。しかし、電力供給システム３は、太陽電池および燃料電池の発電量が不足する場合には、燃料電池の発電量が目標発電量に達したことが確認されるまでの期間、太陽電池および燃料電池以外の電力供給源から電力（例えば、商用電力）を購入し、太陽電池および燃料電池の発電量が余る場合には、その剰余分の電力を電力会社に販売することが可能なように構成されている。
【００７６】
図６において、図１に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
電力供給システム３は、電力供給システム１（図１）の構成に加えて、太陽電池１１０と、インバータ１２０と、電力供給装置２００とをさらに含む。
【００７８】
ソーラーセル（太陽電池）１１０は、太陽光発電により得られた電力をインバータ１２０を介して電力供給装置２００に供給する。インバータ１２０によって直流電力が交流電力に変換される。
【００７９】
また、太陽電池１１０は、太陽電池１１０の発電量を示す電力生成信号Ｇを電力制御装置３１０に出力する。電力生成信号Ｇは、太陽電池１１０から電力制御装置３１０に送信される。
【００８０】
電力供給装置２００は、送電線９０を介して電力会社８０や、家庭８１ａ、８１ｂや、工場８２に接続されている。なお、電力供給システム３は、家庭８１内に設置されている。
【００８１】
電力供給装置２００は、太陽電池１１０から供給される電力Ｐ１の一部の電力Ｐ３を送電線９０を介して電力会社８０に出力し、または、太陽電池１１０から供給される電力Ｐ１の一部（Ｐ１−Ｐ３）と燃料電池２０から供給される電力Ｐ２と電力会社８０から送電線９０を介して供給される電力Ｐ４との和に等しい量の電力（Ｐ１＋Ｐ２−Ｐ３＋Ｐ４）を複数の電気製品４０−１〜４０−ｎに出力する。
【００８２】
複数の電気製品４０−１〜４０−ｎおよび太陽電池１１０は、専用線を介して電力制御装置３１０に接続されている。しかし、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎおよび太陽電池１１０と電力制御装置３１０との接続形態はこれに限定されない。例えば、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎおよび太陽電池１１０は、無線または有線を介して電力制御装置３１０に接続され得る。無線としては、例えば、Ｂｌｕｅ  ｔｏｏｔｈや、携帯電話やＰＨＳなどの通信回線を使用することができる。有線としては、例えば、ＩＳＤＮなどの電話回線や、ＨＡＶＩやエコネットなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を使用することができる。
【００８３】
図７は、電力制御装置３１０によって実行される処理の手順を示す。なお、図７に示される例では、図２に示される例と同様、電気製品４０−ｉから出力される電力要求信号Ｒｉは「使用要求」または「不使用要求」のいずれかを示すものとする。
【００８４】
ＳＴ１：電力制御装置３１０は、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎのうち電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉから電力要求信号Ｒｉを受け取り、太陽電池１１０から電力生成信号Ｇを受け取る。電力生成信号Ｇは、例えば、８ビットのデジタルデータによって表現される。
【００８５】
ＳＴ２：電力制御装置３１０は、（数２）を満たすように電力要求信号Ｒを生成する。電力要求信号Ｒは、燃料電池２０から供給されるべき電力のワット数（ｐ）を示す。電力要求信号Ｒは、例えば、所定のビットのデジタルデータによって表現される。
【００８６】
【数２】
0003628270.tif 000003
ここで、Ｒｉ（ｉ＝１、・・・、ｎ）は、電力要求信号Ｒｉによって要求される電力の量を示す。Ｒｍは、複数の電気製品４０−１〜４０−ｎと電力制御装置３０との間の通信に必要な最小限の電力の量を示す。Ｇは、太陽電池１１０の発電量を示す。
【００８７】
ＳＴ３：電力制御装置３１０は、電力要求信号Ｒの正負を判定し、その判定結果を示す符号信号Ｓを燃料電池２０と電力供給装置２００とに出力する。例えば、符号信号Ｓが１であることは、電力要求信号Ｒの負であることを示し、符号信号Ｓが０であることは、電力要求信号Ｒが０または正であることを示す。
【００８８】
ＳＴ３における判定の結果、「Ｒ≧０」の場合には処理はＳＴ４に進み、「Ｒ＜０」の場合には処理はＳＴ８に進む。
【００８９】
ＳＴ４〜ＳＴ７の処理（燃料電池２０の発電量が不足している場合の処理）は、図４に示されるＳＴ３〜ＳＴ６の処理と同一である。
【００９０】
ＳＴ８：電力制御装置３１０は、太陽電池１１０から供給される電力Ｐ１のうち、｜Ｒ｜（＝Ｐ３）に等しい余剰電力を電力会社８０に販売するように電力供給装置２００に指示する。この場合には、燃料電池２０による発電は不要であるため、電力制御装置３１０は、燃料電池２０に発電の指示をしない。なお、太陽電池１１０から供給される電力Ｐ１のうち、｜Ｒ｜以外の残りの電力（＝Ｐ１−Ｐ３）は、電力供給装置２００を経由して電気製品４０−１〜４０−ｎに出力される。
【００９１】
ＳＴ９の処理は、図４に示されるＳＴ５の処理と同一である。
【００９２】
図８は、電力供給装置２００の内部構成を示す。電力供給装置２００は、買電装置２００ａと、電力加算器２００ｂと、電力配分器２００ｃとを含む。
【００９３】
買電装置２００ａは、送電線９０を介して電力会社８０や家庭８１ａ、８１ｂや工場８２に接続されている。買電装置２００ａには買電信号Ｔが供給されている。買電装置２００ａは、買電信号Ｔの値に応じて、電力会社８０からの電力Ｐ４が電力加算器２００ｂに供給されることを許可するか、電力会社８０からの電力Ｐ４が電力加算器２００ｂに供給されることを禁止するかを切り替える。買電装置２００ａは、例えば、電力会社８０と電力加算器２００ｂとを電気的に接続するか否かを決定するスイッチ（図示せず）を含み、そのスイッチの開閉が買電信号Ｔの値によって制御される。
【００９４】
電力配分器２００ｃには、電力要求信号Ｒと電力要求信号Ｒの正負を示す符号信号Ｓとが供給されている。電力配分器２００ｃは、符号信号Ｓを判定する。
【００９５】
符号信号Ｓの判定の結果、Ｓ＝０（すなわち、電力要求信号Ｒが０または正）であると判定された場合には、電力配分器２００ｃは、太陽電池１１０から供給される電力Ｐ１のすべてを電力加算器２００ｂに出力する（すなわち、Ｐ３＝０）。
【００９６】
符号信号Ｓの判定の結果、Ｓ＝１（すなわち、電力要求信号が負）であると判定された場合には、電力配分器２００ｃは、太陽電池１１０から供給される電力Ｐ１のうち、余剰電力｜Ｒ｜（＝Ｐ３）を送電線９０を介して電力会社８０に出力し、残りの電力（Ｐ１−Ｐ３）を電力加算器２００ｂに出力する。
【００９７】
電力加算器２００ｂは、買電装置２００ａの出力とインバータ１０の出力と電力配分器２００ｃの出力とに接続されており、買電装置２００ａの出力Ｐ４とインバータ１０の出力Ｐ２と電力配分器２００ｃの出力（Ｐ１−Ｐ３）とを加算し、その加算結果（Ｐ１＋Ｐ２−Ｐ３＋Ｐ４）を電気製品４０−１〜４０−ｎに出力する。ここで、Ｒ≧０の場合にはＰ３＝０であり、Ｒ＜０の場合にはＰ３＝｜Ｒ｜である。
【００９８】
図９は、電力制御装置３１０の内部構成を示す。電力制御装置３１０は、ｎ個のバッファ３２０−１〜３２０−ｎと、ｎ個の論理ＯＲ素子３３０−１〜３３０−ｎと、演算装置３６０とを含む。
【００９９】
複数の電気製品４０−１〜４０−ｎから出力される複数の電力要求信号Ｒ１〜Ｒｎは、それぞれ、バッファ３２０−１〜３２０−ｎに保持される。図９に示される例では、複数の電力要求信号Ｒ１〜Ｒｎのそれぞれは、８ビットのデジタルデータによって表現される。ここで、電力要求信号Ｒｉは、電気製品４０−ｉを使用するために必要とされる電力のワット数を示す。「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉにおいてはｐｉ＞０であり、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉにおいてはｐｉ＝０である。
【０１００】
なお、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは待機状態にあるため、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉは、電気製品４０−ｉの待機時に必要な電力を消費する。最小限電力信号Ｒｍは、例えば、４ビットのデジタルデータによって表現される。最小限電力信号Ｒｍの値は、所定値に予め設定されている。最小限電力信号Ｒｍは、電力制御装置３１０に入力されている。上述した「電気製品４０−ｉの待機時に必要な電力」は、最小限電力信号Ｒｍによって示される最小限電力の一部として電力制御装置３１０に対して要求される。従って、待機状態にある電気製品４０−ｉが、最小限電力信号Ｒｍとは別途に、「電気製品４０−ｉの待機時に必要な電力」を電力制御装置３１０に対して要求する必要はない。これが、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉにおいてはｐｉ＝０とされている理由である。
【０１０１】
なお、バッファ３２０−１〜３２０−ｎのいずれかにいったん保持された電力要求信号Ｒｉは、次の電力要求信号Ｒｉ（ｉはバッファに保持されている電力要求信号のｉと同一）が電力制御装置３１０によって受領されるまで、更新されないものとする。
【０１０２】
演算装置３６０は、複数の電力要求信号Ｒ１〜Ｒｎと最小限電力信号Ｒｍと電力生成信号Ｇとを受け取り、（数２）に従って電力要求信号Ｒを生成する。
【０１０３】
また、演算装置３６０は、電力要求信号Ｒの符号を示す符号信号Ｓを生成する。
【０１０４】
さらに、演算装置３６０は、電力要求信号Ｒを燃料電池２０に出力したタイミングと同期して、買電信号Ｔのレベルを電力会社８０から電力を購入することを許可することを示す第１のレベル（例えば、ハイレベル）に設定し、一致信号Ｃを燃料電池２０から受領したタイミングに同期して、買電信号Ｔのレベルを電力会社８０から電力の購入を停止することを示す第２のレベル（例えば、ローレベル）に設定する。
【０１０５】
電力許可信号Ａ１〜Ａｎのそれぞれは、論理ＯＲ素子３３０−１〜３３０−ｎのうちの対応する１つからの出力に基づいて生成される。
【０１０６】
なお、電力制御装置３００（図３）の内部構成は、電力生成信号Ｇの入力がないこと、符号信号Ｓの出力がないことを除いて、図９に示される電力制御装置３１０の内部構成と同一である。電力制御装置３００においては、演算装置３６０は、複数の電力要求信号Ｒ１〜Ｒｎと最小限電力信号Ｒｍとを受け取り、（数１）に従って電力要求信号Ｒを生成する。
【０１０７】
図１０は、実施の形態３の電力供給システム３において使用される各種信号の波形を示す。図１０において、Ｒ１は冷蔵庫４０−１から出力された電力要求信号を示し、Ｒ２はＴＶ４０−２から出力された電力要求信号を示す。また、太陽電池１１０による太陽光発電は行われているものと仮定する。従って、図１０に示されるように、電力生成信号Ｇは正である。
【０１０８】
時刻ｔ１において、ユーザがＴＶ４０−２を見たくなりＴＶ４０−２の電源スイッチをオフからオンに操作したと仮定する。この場合、ＴＶ４０−２は、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒ２（図１０に示される例では、ハイレベルの信号）を電力制御装置３１０に出力する。電力制御装置３１０は、電力要求信号Ｒ１、Ｒ２と最小限電力信号Ｒｍ（図１０には示されていない、図９参照）と電力生成信号Ｇとを受け取り、（数２）に従って時刻ｔ１における電力要求信号Ｒを生成する。電力制御装置３１０は、時刻ｔ１における電力要求信号Ｒの符号を判定する。図１０に示される例では、時刻ｔ１においてＲ≧０である。従って、電力制御装置３１０は、不足電力｜Ｒ｜分の発電を燃料電池２０に指示するとともに、買電信号Ｔのレベルを電力会社８０から電力を購入することを許可することを示す第１のレベル（例えば、ハイレベル）に設定する。電力制御装置３１０は、ＴＶ４０−２から「使用要求」を示す電力要求信号Ｒ２を受領した時刻とほぼ同時刻に電力許可信号Ａ２のレベルをローレベルからハイレベルに遷移させる。その後、電力制御装置３１０は、燃料電池２０から一致信号Ｃを受領したことに同期して、買電信号Ｔのレベルを電力会社８０から電力を購入することを停止することを示す第２のレベル（例えば、ローレベル）に設定する（時刻ｔ１〜ｔ２の間）。
【０１０９】
時刻ｔ２において、ユーザがＴＶ４０−２を消したくなりＴＶ４０−２の電源スイッチをオンからオフに操作したと仮定する。この場合、ＴＶ４０−２は、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒ２（図１０に示される例では、ローレベルの信号）を電力制御装置３１０に出力する。電力制御装置３１０は、電力要求信号Ｒ１、Ｒ２と最小限電力信号Ｒｍ（図１０には示されていない、図９参照）と電力生成信号Ｇとを受け取り、（数２）に従って時刻ｔ２における電力要求信号Ｒを生成する。電力制御装置３１０は、時刻ｔ２における電力要求信号Ｒの符号を判定する。図１０に示される例では、時刻ｔ２においてＲ＜０である。従って、電力制御装置３１０は、燃料電池２０に対する発電の指示を取りやめるとともに、余剰電力｜Ｒ｜を電力会社８０に販売するように電力供給装置２００に指示する。電力制御装置３１０は、ＴＶ４０−２から「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒ２を受領した時刻とほぼ同時刻に電力許可信号Ａ２のレベルをハイレベルからローレベルに遷移させる。
【０１１０】
このようにして、ＴＶ４０−２の電源スイッチのオン、オフ操作に応じて燃料電池２０の発電を制御することができる。
【０１１１】
このように、電力供給システム３によれば、太陽電池１１０と燃料電池２０とを併用することにより、燃料電池２０の発電量が不足する場合（Ｒ≧０の場合）には、電力会社８０から供給される電力を購入し、太陽電池１１０の発電量が余剰する場合（Ｒ＜０の場合）には、その余剰電力を電力会社８０に販売することが可能になる。
【０１１２】
なお、電力供給システム３において、太陽電池１１０の発電量が余剰する場合（Ｒ＜０の場合）に、その余剰電力を電力会社８０に販売する代わりに、その余剰電力を蓄電池（図示せず）に蓄えるようにしてもよい。この場合には、その後、燃料電池２０の発電量が不足する場合（Ｒ≧０の場合）に、その不足分の発電を燃料電池２０に指示する代わりに、その蓄電池に蓄えられた電力を利用するようにしてもよい。あるいは、燃料電池２０の発電量が不足する場合（Ｒ≧０の場合）に、その不足分の発電を燃料電池２０に指示することに加えて、燃料電池２０の発電量が目標発電量に達するまでの期間、その蓄電池に蓄えられた電力を利用するようにしてもよい。
【０１１３】
また、電力供給システム３によれば、電力制御装置３１０は、燃料電池２０から一致信号Ｃの受領を確認することなく、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを電気製品４０−ｉから受領した時点でただちに、「使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉにアクナリッジ信号を返す。これにより、電力供給システム３によっても、電力供給システム２によって得られた効果と同様の効果が得られる。
【０１１４】
あるいは、電力供給システム３において、電力制御装置３１０が、電気製品４０−ｉから受領した電力要求信号Ｒｉの種類にかかわりなく（例えば、電力要求信号Ｒｉが「使用要求」を示すか「不使用要求」を示すかにかかわりなく）、電力要求信号Ｒｉを出力した電気製品４０−ｉにアクナリッジ信号を返さないようにしてもよい。これにより、電力供給システム３によっても、電力供給システム２によって得られた効果と同様の効果が得られる。
【０１１５】
なお、実施の形態１〜３では、電気製品４０−ｉからの電力要求信号Ｒｉの増減に応じて燃料電池２０の発電量の出力制御を行ったが、電気製品４０−ｉから電力要求信号Ｒｉを出力しないで電気製品４０−ｉの消費電力の要求に応じて燃料電池２０の発電量の出力制御を行う方法もある。例えば、系統連係型を採用した構成で、燃料電池２０の発電量だけでは電力が不足したために電力会社８０から商用電力を購入したことをモニターしておき、そのモニター結果に基づいて燃料電池２０の発電量を変更するようにしてもよい。この場合、モニター結果によって電気製品の消費電力の要求がわかるからである。
【０１１６】
また、実施の形態２、３では、発電手段として太陽電池１１０を用いたが、太陽電池１１０による発電に代えて、あるいは、太陽電池１１０による発電に加えて、風力による発電や、海水の波力による発電や、地熱による発電などの他の発電手段を用いてもよい。これらの発電手段は、その地域の特性などを十分に考慮して選定されることが好ましい。
【０１１７】
例えば、風力による発電と太陽電池による発電とを共存させて、本発明の電力供給システムを構築することも可能である。
【０１１８】
なお、実施の形態１〜３では、燃料電池２０は各家庭内に設置されることを前提とする例を説明したが、燃料電池２０を複数の家庭（あるいは、１以上の集落、１以上の街、１以上のマンションなどの単位）で共用するようにしてもよい。高効率の燃料電池２０を共用することにより、トータルの電力供給効率を向上させることができる。
【０１１９】
また、実施の形態１〜３では、電力要求信号Ｒｉは「使用要求」または「不使用要求」を示す例を説明したが、電力要求信号Ｒｉが３種類以上の要求を示すようにしてもよい。例えば、電力要求信号Ｒｉが「高出力使用要求」または「低出力使用要求」または「不使用要求」を示すようにしてもよい。「高出力使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉは、例えば、１００Ｗの電力を要求する信号であり、「低出力使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉは、例えば、５０Ｗの電力を要求する信号であり、「不使用要求」を示す電力要求信号Ｒｉは、例えば、０Ｗの電力を要求する信号であってもよい。
【０１２０】
電力要求が「不使用要求」から「高出力使用要求」に切り替えられた場合、または、電力要求が「不使用要求」から「低出力使用要求」に切り替えられた場合には、電力制御装置３０は、一致信号Ｃの受領を確認した後に、電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させるようにし、電力制御装置３００、３１０は、一致信号Ｃの受領を確認することなく、電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させるようにすればよい。電力要求が「低出力使用要求」から「高出力使用要求」に切り替えられた場合には、電力制御装置３０は、電力許可信号Ａｉのレベルをハイレベル（１）からローレベル（０）にいったん遷移させ、一致信号Ｃの受領を確認した後に、電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させるようにし、電力制御装置３００、３１０は、電力許可信号Ａｉのレベルをハイレベル（１）からローレベル（０）にいったん遷移させ、一致信号Ｃの受領を確認することなく、電力許可信号Ａｉのレベルをローレベル（０）からハイレベル（１）に遷移させるようにすればよい。
【０１２１】
電力要求が「高出力使用要求」から「不使用要求」に切り替えられた場合、または、電力要求が「低出力使用要求」から「不使用要求」に切り替えられた場合には、電力制御装置３０（３００、３１０）は、一致信号Ｃの受領を確認することなく、電力許可信号Ａｉのレベルをハイレベル（１）からローレベル（０）に遷移させるようにすればよい。電力要求が「高出力使用要求」から「低出力使用要求」に切り替えられた場合には、電力制御装置３０（３００、３１０）は、一致信号Ｃの受領を確認することなく、電力許可信号Ａｉのレベルをハイレベル（１）に維持するようにすればよい。
【０１２２】
また、実施の形態１〜３では、電力要求信号Ｒｉは電気製品４０−ｉを使用するために必要とされる電力のワット数（ｐｉ）を示すとしたが、電力要求信号Ｒｉが電気製品４０−ｉの状態（電力状態）を示すようにしてもよい。この場合には、電力制御装置３０（３００、３１０）は、電気製品４０−ｉの状態を示す状態信号を電力要求信号Ｒｉとして電気製品４０−ｉから受け取り、その状態信号によって示される状態で電気製品４０−ｉを使用するために必要とされる電力量を取得するようにすればよい。例えば、電力制御装置３０（３００、３１０）は、状態信号とその状態信号によって示される状態で電気製品４０−ｉを使用するために必要とされる電力量との対応表（例えば、ルックアップテーブル）を電力制御装置３０（３００、３１０）の内部のメモリ（図示せず）に格納しておくようにしてもよい。この場合には、その対応表を用いて、状態信号がその状態信号によって示される状態で電気製品４０−ｉを使用するために必要とされる電力量に変換される。このような対応表は、例えば、電気製品の種別および／または形式ごとに用意されることが好ましい。
【０１２３】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４のコンピュータシステム４の構成を示す。コンピュータシステム４は、サーバコンピュータ４１０と、少なくとも１つの端末４２０とを含む。サーバコンピュータ４１０と少なくとも１つの端末４２０とは、インターネット４３０を介して接続されている。
【０１２４】
サーバコンピュータ４１０は、少なくとも１つのウェブページを格納するための格納部４５０を有している。格納部４５０は、例えば、ハードディスクである。
【０１２５】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、サーバコンピュータ４１０の格納部４５０に格納されているウェブページの内容（コンテンツ）の一例として、電気製品の状態とその状態での電気製品の消費電力との関係を示す対応表の例を示す。図１２Ａは、ＢＳ録画機能付きテレビ用の対応表５１０の例を示し、図１２Ｂは、洗濯機用の対応表５２０の例を示す。対応表５１０および５２０は、例えば、ルックアップテーブルである。
【０１２６】
図１２Ａに示される対応表５１０は、ＢＳ録画機能付きテレビが「オン状態」「オフ状態」「ＢＳ録画状態」という３つの状態（電力状態）をとることができ、「オン状態」に対応する消費電力が２２０Ｗであり、「オフ状態」に対応する消費電力が０Ｗであり、「ＢＳ録画状態」に対応する消費電力が１８Ｗであることを示している。さらに、対応表５１０は、３つの状態（電力状態）がそれぞれ３つの状態信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３によって示されることを示している。状態信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３のそれぞれは、例えば、２ビットのデジタルデータによって表現される。
【０１２７】
図１２Ｂに示される対応表５２０は、洗濯機が「遠心力洗い状態」「攪拌洗い状態」「オフ状態」という３つの状態（電力状態）をとることができ、「遠心力洗い状態」に対応する消費電力が１７０Ｗであり、「攪拌洗い状態」に対応する消費電力が２７０Ｗであり、「オフ状態」に対応する消費電力が０Ｗであることを示している。さらに、対応表５２０は、３つの状態（電力状態）がそれぞれ３つの状態信号Ｔ１、Ｔ２およびＴ３によって示されることを示している。状態信号Ｔ１、Ｔ２およびＴ３のそれぞれは、例えば、２ビットのデジタルデータによって表現される。
【０１２８】
なお、上述した対応表は、電気製品の種別および／または形式ごとに用意されることが好ましい。
【０１２９】
サーバコンピュータ４１０の格納部４５０に格納されているウェブページを端末４２０に表示させることをユーザが希望する場合には、ユーザは、ウェブページを一意に特定するアドレスを端末に入力する。ウェブページを一意に特定するアドレスは、ＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｌｏｃａｔｏｒｓ）アドレスと呼ばれる。端末４２０は、ユーザによって入力されたＵＲＬアドレスをサーバコンピュータ４１０に送信する。サーバコンピュータ４１０は、そのＵＲＬアドレスによって指定されたウェブページの内容（コンテンツ）を端末４２０に送信する。端末４２０では、ブラウザが実行される。これにより、サーバコンピュータ４１０から端末４２０に送信されたウェブページの内容（コンテンツ）が解釈されて端末４２０に表示される。
【０１３０】
図１３Ａは、端末４２０に表示された「電力供給システム対応電気製品ウェブサイト」のホームページ（すなわち、トップのウェブページ）の一例を示す。図１３Ａにおいて、ユーザが「対応表検索」をクリックすると、対応表を検索するための条件を入力するための「対応表検索」ウェブページが端末４２０に表示される。
【０１３１】
図１３Ｂは、「対応表検索」ウェブページの一例を示す。図１３Ｂにおいて、ユーザが、メーカー名（例えば、「松下電器（株）」）、電気製品の種別（例えば、「洗濯機」）、電気製品の品番（機種名）（例えば、「ｘｘｘｘ」）を入力し、「検索」をクリックすると、入力されたメーカー名、電気製品の種別、電気製品の品番（機種名）によって特定された対応表を確認するための「対応表確認」ウェブページが端末４２０に表示される。
【０１３２】
図１３Ｃは、「対応表確認」ウェブページの一例を示す。図１３Ｃにおいて、ユーザが「ダウンロード」をクリックすると、「対応表確認」ウェブページの内容（コンテンツ）（すなわち、入力されたメーカー名、電気製品の種別、電気製品の品番（機種名）によって特定された対応表）がサーバコンピュータ４１０からインターネット４３０を介して端末４２０にダウンロードされる。このようなウェブページの内容（コンテンツ）のダウンロードは、例えば、サーバコンピュータ４１０および端末４２０の双方に予めインストールされたダウンロードプログラムが協働することによって達成される。
【０１３３】
なお、対応表の検索結果を確認する必要がない場合には、図１３Ｃに示される「対応表確認」ウェブページの表示を省略してもよい。この場合には、検索結果（すなわち、入力されたメーカー名、電気製品の種別、電気製品の品番（機種名）によって特定された対応表）をサーバコンピュータ４１０からインターネット４３０を介して端末４２０にダウンロードするようにすればよい。
【０１３４】
端末４２０は、電力供給システム１（図１）に接続されている。電力供給システム１内の電力制御装置３０は、電力制御装置３０の内部に対応表を格納するためのメモリ（図示せず）を有している。この場合には、サーバコンピュータ４１０からダウンロードされた対応表を電力制御装置３０のメモリに格納するようにしてもよい。電力制御装置３０は、電気製品４０−ｉの状態（電力状態）を示す状態信号を受け取り、電力制御装置３０内に格納されている対応表を用いて、その状態信号をその状態信号によって示される状態での電気製品４０−ｉの消費電力に変換する。
【０１３５】
あるいは、電力制御装置３０がホームサーバとしての機能を果たす場合には、端末４２０を経由することなく、サーバコンピュータ４１０から電力制御装置３０に対応表をダウンロードするようにしてもよい。
【０１３６】
このように、サーバコンピュータ４１０からダウンロードされた対応表を電力制御装置３０内で利用することにより、電力制御装置３０に接続されている電気製品が変更されたり、増設されたりした場合に、ユーザの手間を取らせることなく、電力供給システム１を新しい環境に容易に適合させることが可能になる。
【０１３７】
なお、電気製品をユーザに販売する際に、その電気製品に上述した対応表を入手可能とするＵＲＬアドレスを付けて電気製品を販売するようにしてもよい。例えば、そのようなＵＲＬアドレスは、電気製品に同梱される保証書やサービス仕様書に記載され得る。これにより、電気製品を購入したユーザが、そのＵＲＬアドレスによって指定されるウェブページにアクセスすることにより、その購入した電気製品の対応表を入手することが容易になる。その結果、その購入した電気製品を電力供給システム１に追加することが容易になる。
【０１３８】
なお、電力供給システム１（図１）の代わりに、端末４２０を電力供給システム２（図３）または電力供給システム３（図６）に接続するようにしてもよい。
【０１３９】
なお、実施の形態４では、インターネット４３０を使用する例を説明したが、インターネット４３０の代わりに、あるいは、インターネット４３０と組み合わせて、任意のタイプのネットワークを使用することができる。
【０１４０】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明の電力供給システムによれば、複数の電気製品からの複数の第１の電力要求信号の集計結果としての第２の電力要求信号が発電装置に出力され、発電装置の発電量は、第２の電力要求信号に応じて制御される。これにより、電気製品からの電力要求に応じて、「必要な時に」「必要な分だけ」発電を行うように発電装置による発電を制御することが可能になる。その結果、発電装置の発電量を必要以上に増加させる必要がなく、省電力化が達成される。
【０１４１】
請求項４に係る本発明の電力供給システムによれば、一致信号に応答して、複数の電力要求信号のうち第１の電力要求信号を出力した少なくとも１つの電気製品のそれぞれにアクナリッジ信号が出力される。第１の電力要求信号を出力した電気製品は、電力制御装置からアクナリッジ信号を受領するのを待って、動作を開始する。このことは、電気製品が所定の機能を確実に実現するために必要な条件（定格条件）下で電気製品が動作すること（すなわち、電気製品が定格動作すること）を保証することを可能にする。その結果、電気製品の故障の頻度が著しく低減される。
【０１４２】
請求項６に係る本発明の電力供給システムによれば、電力制御装置は、発電装置の発電量が目標発電量に達したことが確認されるまでの期間（すなわち、現在の電力要求信号を発電装置に出力してから一致信号を発電装置から受領するまでの期間）、発電装置から供給される電力の不足分を発電装置以外の電力供給源から供給される電力で補うように電力供給装置を制御する。これにより、電力制御装置は、発電装置の発電量が目標発電量に達することを待つことなく、第１の電力要求信号を出力した電気製品にリアルタイムでアクナレッジ信号を返すことが可能になる。その結果、電気製品の動作開始が遅延するという不快感をユーザに与えなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力供給システム１の構成を示す図
【図２】電力制御装置３０によって実行される処理の手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２に係る電力供給システム２の構成を示す図
【図４】電力制御装置３００によって実行される処理の手順を示すフローチャート
【図５】電力供給装置１００の内部構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る電力供給システム３の構成を示す図
【図７】電力制御装置３１０によって実行される処理の手順を示すフローチャート
【図８】電力供給装置２００の内部構成を示す図
【図９】電力制御装置３１０の内部構成を示す図
【図１０】電力供給システム３において使用される各種信号の波形を示すタイミングチャート
【図１１】本発明の実施の形態４のコンピュータシステム４の構成を示す図
【図１２Ａ】ＢＳ録画機能付きテレビ用の対応表５１０の例を示す図
【図１２Ｂ】洗濯機用の対応表５２０の例を示す図
【図１３Ａ】「電力供給システム対応電気製品ウェブサイト」のホームページの一例を示す図
【図１３Ｂ】「対応表検索」ウェブページの一例を示す図
【図１３Ｃ】「対応表確認」ウェブページの一例を示す図
【符号の説明】
１、２、３  電力供給システム
１０、１２０  インバータ
２０  燃料電池
３０、３００、３１０  電力制御装置
４０−１〜４０−ｎ  電気製品
１００、２００  電力供給装置
１１０  太陽電池
【図１】
0003628270.tif 000004
【図２】
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【図３】
0003628270.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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