(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来よりも向上する。【解決手段】電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷５０へと供給する蓄電器１０と、燃料を用いて発電して電力を外部負荷５０および蓄電器１０へと供給する燃料電池１２と、蓄電器１０の蓄電容量を検出する蓄電容量検出器１４と、蓄電容量検出器１４が検出した蓄電器１０の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると燃料電池１２の発電量を増加させるように構成された制御器２０と、を備えた発電システム１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷へと供給する蓄電器と、
燃料を用いて発電して電力を前記外部負荷および前記蓄電器へと供給する燃料電池と、
前記蓄電器の蓄電容量を検出する蓄電容量検出器と、
前記蓄電容量検出器が検出した前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると前記燃料電池の発電量を増加させるように構成された制御器と、
を備えた発電システム。
【請求項２】
前記制御器は、前記蓄電容量検出器が検出した前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると前記燃料電池から前記蓄電器への電力供給を停止するように構成されている、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記制御器は、前記蓄電容量検出器が検出した前記蓄電器の蓄電容量が前記第１閾値より小さい予め設定された第２閾値を下回ると前記燃料電池から前記蓄電器への電力供給を停止するように構成されている、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項４】
前記制御器は、
前記蓄電容量検出器が検出した前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると、前記燃料電池の発電量が予め設定された第３閾値を上回らないように前記燃料電池の発電量を制御すべく構成されている、
請求項１ないし３のいずれかに記載の発電システム。
【請求項５】
さらに、電力消費器を備え、
前記制御器は、前記燃料電池が前記外部負荷へと供給する電力よりも前記燃料電池の発電する電力の方が大きい場合に、余剰分の電力を前記電力消費器で消費させるように構成されている、
請求項１ないし４のいずれかに記載の発電システム。
【請求項６】
燃料電池により、燃料を用いて発電して電力を外部負荷および蓄電器へと供給し、
前記蓄電器により、前記燃料電池から供給される電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を前記外部負荷へと供給し、
前記蓄電器の蓄電容量を検出し、
前記検出された前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると前記燃料電池の発電量を増加させる、発電システムの運転方法。
【請求項７】
前記検出された前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると前記燃料電池から前記蓄電器への電力供給を停止する、
請求項６に記載の発電システムの運転方法。
【請求項８】
前記検出された前記蓄電器の蓄電容量が前記第１閾値より小さい予め設定された第２閾値を下回ると前記燃料電池から前記蓄電器への電力供給を停止する、
請求項６に記載の発電システムの運転方法。
【請求項９】
前記検出された前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると、前記燃料電池の発電量が予め設定された第３閾値を上回らないように前記燃料電池の発電量を制御する、
請求項６ないし８のいずれかに記載の発電システムの運転方法。
【請求項１０】
前記燃料電池が前記外部負荷へと供給する電力よりも前記燃料電池の発電する電力の方が大きい場合に、余剰分の電力を電力消費器で消費させる、
請求項６ないし９のいずれかに記載の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、発電システムに関する。より詳しくは、燃料電池と蓄電器とを備える発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は小型でも高い発電効率を実現できるという特徴があり、例えば、分散型の発電システムの発電部として用いることができる。ただし燃料電池は、急激な負荷変化に追従することが比較的困難であるという課題がある。
【０００３】
特許文献１は、起電部と、燃料収容部と、燃料収容部に収容された燃料を起電部に供給する燃料供給手段とを備えた燃料電池と、燃料電池の出力により充電可能な蓄電素子と、燃料電池および蓄電素子の動作を制御する制御部と、を備え、制御手段は、燃料電池の稼動時刻および稼動時間、又は、停止時間を設定可能なタイマと、燃料電池を停止するように設定された時間において起電部への燃料供給を停止あるいは抑制する手段を有する電源システムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８６６７９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、燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来よりも向上することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による発電システムの一態様（ａｓｐｅｃｔ）は、電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷へと供給する蓄電器と、燃料を用いて発電して電力を前記外部負荷および前記蓄電器へと供給する燃料電池と、前記蓄電器の蓄電容量を検出する蓄電容量検出器と、前記蓄電容量検出器が検出した前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると前記燃料電池の発電量を増加させるように構成された制御器と、を備える。
【０００７】
本発明による発電システムの運転方法の一態様は、燃料電池により、燃料を用いて発電して電力を外部負荷および蓄電器へと供給し、前記蓄電器により、前記燃料電池から供給される電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を前記外部負荷へと供給し、前記蓄電器の蓄電容量を検出し、前記検出された前記蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると前記燃料電池の発電量を増加させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来よりも向上することができるという効果を奏する。
【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実施形態の第１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４】図４は、第１実施形態の第２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５】図５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６】図６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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来より向上すべく、鋭意検討が加えられた。その結果、以下の知見が得られた。
【００１１】
燃料電池と蓄電器とを備える発電システムは、急激な負荷の変動が発生した際、特に負荷が急増した際、において、燃料電池の出力変化が間に合わない場合および燃料電池の出力を変化させない場合でも、不足する電力を蓄電器から負荷へと供給することで、安定した電力供給を実現できる。すなわち、蓄電器がバッファのような機能を果たすことで、安定した電力供給が可能となる。
【００１２】
しかしながら、蓄電器の蓄電容量（充電容量）が低下する場合（故障等により蓄電が全く不能となる場合を含む、以下同様）がある。具体的には例えば、蓄電器として用いられる二次電池は、充放電を繰り返すと蓄電容量（充電容量）が低下する。蓄電容量（充電容量）が低下するだけでなく、二次電池自体に充電できなくなる等の事象が起こる場合もある。
【００１３】
蓄電容量（充電容量）とは、そもそも蓄電器にためることのできる電力量（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｏｗｅｒ  ａｍｏｕｎｔ）の総量のことを意味する。
【００１４】
蓄電器にかかる不具合が生じると、発電システムが負荷変動（外部負荷における電力需要の変動、以下同様）に対応する能力が低下する。その結果、電力供給の安定性が低下する。
【００１５】
かかる状況でも、燃料電池の発電量を増加させることで、電力供給の安定性を向上させることができる。例えば、蓄電器の蓄電容量が低下した分だけ、燃料電池の発電量を増加させておけば、負荷変動が生じても、電力の供給不足発生を防止できる。
【００１６】
以下、実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、各図に示されている、各構成物の形状、大きさ、及び、位置関係は、あくまで例であって、それらは図示された態様に限定されるものではない。
【００１７】
（第１実施形態）
第１実施形態の発電システムは、電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷へと供給する蓄電器と、燃料を用いて発電して電力を外部負荷および蓄電器へと供給する燃料電池と、蓄電器の蓄電容量を検出する蓄電容量検出器と、蓄電容量検出器が検出した蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると燃料電池の発電量を増加させるように構成された制御器と、を備える。
【００１８】
かかる構成では、燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来よりも向上することができる。
【００１９】
第１実施形態の発電システムの運転方法は、燃料電池により、燃料を用いて発電して電力を外部負荷および蓄電器へと供給し、蓄電器により、燃料電池から供給される電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷へと供給し、蓄電器の蓄電容量を検出し、検出された蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると燃料電池の発電量を増加させる。
【００２０】
かかる構成では、燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来よりも向上することができる。
【００２１】
［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。
【００２２】
図１に示す例では、第１実施形態の発電システム１００は、蓄電器１０と、燃料電池１２と、蓄電容量検出器１４と、制御器２０と、を備える。
【００２３】
蓄電器１０は、電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷５０へと供給する。蓄電器１０は、具体的には例えば、キャパシタおよび二次電池等としうる。
【００２４】
燃料電池１２は、燃料を用いて発電して電力を外部負荷５０および蓄電器１０へと供給する。燃料電池１２は、例えば、改質器で生成された水素含有ガスを用いて発電してもよい。燃料電池としては、いずれの種類であっても良く、高分子電解質形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、及び燐酸形燃料電池等が例示される。なお、燃料電池が、固体酸化物形燃料電池の場合は、改質器と燃料電池とが１つの容器内に内蔵されるよう構成されてもよい。固体酸化物型燃料電池は、一般的に高温で動作し、負荷変動時の温度追従性を考慮すると低負荷ほど熱損失が大きくなるので、燃料電池での発電量の変化幅を最小限にすることで、高い発電安定性を得ることができる。本実施形態では、かかる固体酸化物型燃料電池を用いた発電システムであっても、電力供給の安定性を従来よりも向上することができる。
【００２５】
燃料は、燃料供給器（図示せず）により燃料電池１２へと供給されてもよい。空気は、空気供給器（図示せず）により燃料電池１２へと供給されてもよい。
【００２６】
蓄電容量検出器１４は、蓄電器１０の蓄電容量を検出する。蓄電容量検出器１４は、例えば、蓄電器１０の出力電圧を検出し、その結果を用いて蓄電器１０の蓄電量および蓄電容量を検出するものであってもよい。蓄電容量検出器１４は、具体的には例えば、特開２００９−４１９９８（Ｐ２００９−４１９９８Ａ）の方法を用いることができる。蓄電容量とは、蓄電器１０が蓄えられる電力量の上限値である。蓄電器１０は、外部負荷５０の電力需要に対して燃料電池１２の発電量が不足すると、不足分の少なくとも一部（例えば、全部）の電力を外部負荷５０へと供給する。蓄電容量が低下すると、発電システムが負荷変動に対応する能力が低下する。
【００２７】
蓄電容量の単位は例えばＡｈ（Ａ：アンペア、ｈ：時間）とすることができる。蓄電器１０の蓄電量は、現実に蓄電器１０が蓄えている電力量である。蓄電器１０が外部負荷５０へ電力を供給する等により放電するにつれて蓄電量は減少するが、蓄電容量は使用条件により変化する。蓄電器１０が燃料電池１２から電力を供給される等により充電されるにつれて蓄電量は増加するが、蓄電容量は使用条件により変化する。ここで、蓄電容量が使用条件により変化するとは、充電放電回数の増加、および充電深度条件等に応じて、蓄電器そのものの劣化が時間の経過と共に進行し、ためられる電力量が少なくなることを意味する。
【００２８】
蓄電容量検出器１４による蓄電容量の検出は、例えば、以下の方法により実現することができる。すなわち、放電カーブに基づいて蓄電容量を推定する方法、内部抵抗に基づいて蓄電容量を推定する方法、充電完了後に開回路として所定時間後に蓄電器の開回路電圧を測定する方法等、公知の種々の方法が適用可能である。一例としては、特開２００９−４１９９８（Ｐ２００９−４１９９８Ａ）の方法を採用することができる。
【００２９】
制御器２０は、蓄電容量検出器１４が検出した蓄電器１０の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると燃料電池１２の発電量を増加させる。第１閾値は、具体的には例えば、通常時における燃料電池１２の発電量と外部負荷５０における最大電力需要との差に、所定の時間を掛けた値として設定することができる。
【００３０】
「燃料電池の発電量を増加させる」とは、蓄電器１０の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回っていない状態、すなわち通常時、における燃料電池の発電量よりも、燃料電池の発電量を大きくすることをいう。具体的には例えば、通常時に燃料電池が一定の出力（第１発電量）で運転されている場合に、燃料電池の出力を、当該一定の出力よりも所定の割合だけ大きくする（第２発電量とする）こととしうる。あるいは例えば、通常時に燃料電池の出力が特定のパラメータに基づいて決定される場合に、当該特定のパラメータの値が等しい状況において、当該決定された出力よりも所定の値だけ大きい出力とすることができる。
【００３１】
制御器２０は、制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と、制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）とを備える。演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵが例示される。記憶部としては、メモリーが例示される。制御器は、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。
【００３２】
集電器（図示せず）が、蓄電器１０と燃料電池１２とから出力される電力を集電して外部負荷５０へと供給してもよい。このとき、集電気が外部負荷５０の電力消費情報を取得してもよい。制御器２０は、外部負荷５０の電力消費情報を集電器から受け取り、該電力消費情報を用いて、蓄電器１０および燃料電池１２の電力出力動作を制御してもよい。
【００３３】
外部負荷５０は、例えば、携帯電話基地局の通信システム等とすることができる。携帯電話基地局の通信システムでは、負荷（電力需要）が急激に変動しやすく、これに対応できる安定した電力供給が必要とされるという特徴を有する。
【００３４】
［動作］
通常運転時は、燃料電池１２により、燃料を用いて発電して電力を外部負荷５０および蓄電器１０へと供給する。蓄電器１０により、燃料電池１２から供給される電力を蓄電すると共に該蓄電された電力を外部負荷５０へと供給する。
【００３５】
より具体的には例えば、燃料が燃料電池１２に供給され、燃料電池１２の発電量が第１発電量となるように発電が行なわれる。燃料電池１２が出力した電力は、集電器（図示せず）を通じて外部負荷５０へと供給される。外部負荷５０で消費されなかった電力は、蓄電器１０に蓄電される。外部負荷５０への電力供給量（外部負荷５０の電力需要）が増加し、燃料電池１２の発電量では不足する場合には、蓄電器１０から集電器を通じて外部負荷５０へと電力が供給される。
【００３６】
さらに具体的には例えば、第１発電量は、外部負荷５０で消費される電力の平均値、燃料電池１２の発電能力、および蓄電器１０の蓄電および放電時の電力損失等に基づき、燃料電池１２での発電効率を高くするように最適化されるように設定することができる。なお、燃料電池１２、蓄電器１０の動作は、制御器２０で制御しうるが、通常動作時は、一般的な燃料電池と蓄電器とを備える発電システムと同様の動作なので、詳細な説明を省略する。
【００３７】
以下、本実施形態における蓄電器１０の蓄電容量が低下した場合の運転方法について説明する。
【００３８】
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に示す動作は、制御器２０の制御により実行されうる（以下、変形例および他の実施形態等においても同様である）。
【００３９】
まず、蓄電容量検出器１４を介して、蓄電器１０の蓄電容量が検出される（ステップＳ１０１）。
【００４０】
その後、ステップＳ１０１で検出された蓄電容量が、第１閾値を下回っているか否かの判定が行われる（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の判定結果がＮＯの場合は、発電システム１００の運転が継続される（エンド）。
【００４１】
ステップＳ１０２の判定結果がＹＥＳの場合は、燃料電池１２の発電量を増加させる（ステップＳ１０３）。その後、発電システム１００の運転が継続される（エンド）。
【００４２】
図２の動作が繰り返し実行され、ステップＳ１０２の判定結果がＮＯの場合は、燃料電池１２の発電量が通常運転時の量まで減少されてもよい。かかる構成では、蓄電器１０の修理および交換等があった場合でも、簡便に通常運転へと移行できる。
【００４３】
本実施形態の発電システムでは、蓄電器１０の蓄電容量が低下して、負荷変動に対応する能力が低下した場合に、燃料電池１２の発電量が増加される。負荷変動が発生しても、電力不足が発生しにくくなり、負荷変動に対応する能力を従来よりも向上することができる。
【００４４】
蓄電器１０の蓄電容量が低下している場合、外部負荷５０での電力消費量が大きくなると、燃料電池１２と蓄電器１０からの電力供給量では不足する状況が発生する。そこで第１実施形態の発電システム１００では、第１閾値となる蓄電器１０の蓄電容量の低下を検出して、例えば、第１発電量よりも大きな第２発電量となるように、燃料電池１２での発電量を増加させる。その結果、外部負荷５０への電力供給が急激に変化した場合に、燃料電池１２で急激な負荷変化に追従させなくても、電力不足が発生する可能性を低減することができる。
【００４５】
なお、例えば第２発電量は、外部負荷５０で消費される電力の平均値、燃料電池１２の発電能力、および蓄電容量の低下した蓄電器１０の蓄電および放電時の電力損失等に基づき、燃料電池１２で効率的な発電量となるように設定することができる。また、第１閾値は、燃料電池１２で効率的な発電量となるように設定される第２発電量、および蓄電器１０の蓄電容量も合わせて、発電システムから外部負荷５０へ電力が供給できる範囲で設定すればよい。この時、蓄電器１０で使用する二次電池等の蓄電容量変化特性を考慮して設定すると、効率的な発電量にすることができる。
【００４６】
［第１変形例］
第１実施形態の第１変形例にかかる発電システムは、第１実施形態の発電システムであって、制御器は、蓄電容量検出器が検出した蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると燃料電池から蓄電器への電力供給を停止するように構成されている。
【００４７】
第１実施形態の第１変形例にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態の発電システムの運転方法であって、検出された蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると燃料電池から蓄電器への電力供給を停止する。
【００４８】
上記構成において、第１閾値は、蓄電器１０で蓄電および放電できないと判断される蓄電容量をもとに設定してもよい。あるいは、第１閾値は、蓄電器１０が発電システムの負荷変動に対応する能力向上に役立たないと判断される程度の蓄電容量とすることができる。
【００４９】
第１実施形態の第１変形例にかかる発電システムは、第１実施形態の発電システムであって、制御器は、蓄電容量検出器が検出した蓄電器の蓄電容量が第１閾値より小さい予め設定された第２閾値を下回ると燃料電池から蓄電器への電力供給を停止するように構成されていてもよい。
【００５０】
第１実施形態の第１変形例にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態の発電システムの運転方法であって、検出された蓄電器の蓄電容量が第１閾値より小さい予め設定された第２閾値を下回ると燃料電池から蓄電器への電力供給を停止してもよい。
【００５１】
上記構成において、第２閾値は、蓄電器１０で蓄電および放電できないと判断される蓄電容量をもとに設定してもよい。あるいは、第２閾値は、蓄電器１０が発電システムの負荷変動に対応する能力向上に役立たないと判断される程度の蓄電容量とすることができる。
【００５２】
第１変形例の発電システムの装置構成は、上記以外は、図１と同様とすることができる。よって、共通する構成要素については同一の符号および名称を付して、詳細な説明を省略する。
【００５３】
図３は、第１実施形態の第１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。以下、図３を参照しつつ、第１実施形態の第１変形例にかかる発電システムの運転方法を説明する。
【００５４】
まず、蓄電容量検出器１４を介して、蓄電器１０の蓄電容量が検出される（ステップＳ２０１）。
【００５５】
その後、ステップＳ２０１で検出された蓄電容量が、第１閾値を下回っているか否かの判定が行われる（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の判定結果がＮＯの場合は、発電システムの運転が継続される（エンド）。
【００５６】
ステップＳ２０２の判定結果がＹＥＳの場合は、燃料電池１２の発電量を増加させる（ステップＳ２０３）。その後、燃料電池１２から蓄電器１０への電力供給が停止され（ステップＳ２０４）、発電システムの運転が継続される（エンド）。
【００５７】
ステップＳ２０３とステップＳ２０４との間に、ステップＳ２０１で検出された蓄電容量が、第１閾値よりも小さい第２閾値を下回っているか否かの判定が行われ、該判定の結果がＹＥＳの場合にのみステップＳ２０４が実行されてもよい。
【００５８】
以上の点を除けば、第１変形例にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態と同様とすることができる。
【００５９】
第１実施形態の第１変形例にかかる発電システムは、例えば、蓄電器１０が故障して、蓄電が実質的に不可能になった場合に、燃料電池１２から蓄電器１０への無駄な電力供給が停止されるため、エネルギー効率が向上する。
【００６０】
第１変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。
【００６１】
［第２変形例］
第１実施形態の第２変形例にかかる発電システムは、第１実施形態の発電システムであって、制御器は、蓄電容量検出器が検出した蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると、燃料電池の発電量が予め設定された第３閾値を上回らないように燃料電池の発電量を制御すべく構成されている。
【００６２】
第１実施形態の第２変形例にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態の発電システムの運転方法であって、検出された蓄電器の蓄電容量が予め設定された第１閾値を下回ると、燃料電池の発電量が予め設定された第３閾値を上回らないように燃料電池の発電量を制御する。
【００６３】
「燃料電池の発電量が予め設定された第３閾値を上回らないように燃料電池の発電量を制御する」とは、第３閾値に対応する発電量を超える電力需要を外部負荷５０が発生させることのないように、外部負荷５０へ指令を送ること等を含みうる。
【００６４】
第３閾値は、外部負荷の電力需要が増加した場合に、燃料電池に過度の負担が加わる可能性が低減されるように、適宜に設定されうる。具体的には、発電システムが安定的に供給できる電力の上限とすることができる。
【００６５】
第２変形例の発電システムの装置構成は、上記以外は、図１と同様とすることができる。よって、共通する構成要素については同一の符号および名称を付して、詳細な説明を省略する。
【００６６】
図４は、第１実施形態の第２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。以下、図４を参照しつつ、第１実施形態の第２変形例にかかる発電システムの運転方法を説明する。
【００６７】
まず、蓄電容量検出器１４を介して、蓄電器１０の蓄電容量が検出される（ステップＳ３０１）。
【００６８】
その後、ステップＳ３０１で検出された蓄電容量が、第１閾値を下回っているか否かの判定が行われる（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の判定結果がＮＯの場合は、発電システムの運転が継続される（エンド）。
【００６９】
ステップＳ３０２の判定結果がＹＥＳの場合は、燃料電池１２の発電量を増加させる（ステップＳ３０３）。その後、制御器２０は、燃料電池１２の発電量が予め設定された第３閾値を上回らないように燃料電池１２の発電量を制御し（ステップＳ３０４）、発電システムの運転が継続される（エンド）。
【００７０】
以上の点を除けば、第２変形例にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態と同様とすることができる。
【００７１】
第１実施形態の第２変形例にかかる発電システムは、例えば、外部負荷の電力需要が増加した場合に、燃料電池に過度の負担が加わる可能性が低減される。よって、例えば、燃料電池の寿命を向上できる。
【００７２】
第１変形例と第２変形例とを組み合わせてもよい。第２変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。
【００７３】
（第２実施形態）
第２実施形態の発電システムは、第１実施形態の発電システムであって、さらに、電力消費器を備え、制御器は、燃料電池が外部負荷へと供給する電力よりも燃料電池の発電する電力の方が大きい場合に、余剰分の電力を電力消費器で消費させるように構成されている。
【００７４】
第２実施形態にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態の発電システムの運転方法であって、燃料電池が外部負荷へと供給する電力よりも燃料電池の発電する電力の方が大きい場合に、余剰分の電力を電力消費器で消費させる。
【００７５】
［装置構成］
図５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。
【００７６】
図５に示す例では、第２実施形態の発電システム２００は、蓄電器１０と、燃料電池１２と、蓄電容量検出器１４と、制御器２０と、電力消費器１６と、を備える。
【００７７】
電力消費器１６は、例えば、電熱ヒータ、電力消費抵抗負荷（電力を半導体で熱に変換して消費するための電気抵抗）等とすることができる。
【００７８】
制御器２０は、燃料電池１２が外部負荷５０へと供給する電力よりも燃料電池１２の発電する電力の方が大きい場合に、余剰分の電力を電力消費器１６で消費させる。
【００７９】
第２変形例の発電システムの装置構成は、上記以外は、図１と同様とすることができる。よって、図５と図１とで共通する構成要素については同一の符号および名称を付して、詳細な説明を省略する。
【００８０】
図６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。以下、図６を参照しつつ、第２実施形態にかかる発電システムの運転方法を説明する。
【００８１】
まず、蓄電容量検出器１４を介して、蓄電器１０の蓄電容量が検出される（ステップＳ４０１）。
【００８２】
その後、ステップＳ４０１で検出された蓄電容量が、第１閾値を下回っているか否かの判定が行われる（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２の判定結果がＮＯの場合は、後述するステップＳ４０４が実行される。
【００８３】
ステップＳ４０２の判定結果がＹＥＳの場合は、燃料電池１２の発電量を増加させる（ステップＳ４０３）。その後、制御器２０は、燃料電池１２の発電量が外部負荷５０への電力供給量、すなわち外部負荷５０の電力需要、より大きいか否かを判定する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４の判定結果がＮＯの場合は、発電システムの運転が継続される（エンド）。
【００８４】
ステップＳ４０４の判定結果がＹＥＳの場合は、余剰分の電力を電力消費器１６で消費させながら（ステップＳ４０５）、発電システムの運転が継続される（エンド）。
【００８５】
以上の点を除けば、第２実施形態にかかる発電システムの運転方法は、第１実施形態と同様とすることができる。
【００８６】
例えば、第１発電量よりも大きな第２発電量で燃料電池が運転されると、外部負荷５０での電力消費量が少ない場合等、余剰電力が発生する場合がある。蓄電器１０での蓄電容量が少なくなっており（蓄電器１０での蓄電が実質的に不可能になっている場合を含む）、蓄電器１０に蓄電することもできなくなる場合がある。本実施形態に示す発電システム２００のように、電力消費器１６を設け、余剰電力を電力消費器１６で消費させる構成としてもよい。その結果、燃料電池１２の発電動作を急激に変化させる必要がなくなるので、発電システムとして安定した運転が実現できる。
【００８７】
第２実施形態と、第１実施形態の第１変形例および第２変形例とは、任意に組み合わせることができる。第２実施形態においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。
【００８８】
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が明らかである。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】
【００８９】
本発明の一態様は、燃料電池と蓄電器とを備える発電システムにおいて、電力供給の安定性を従来よりも向上することができる発電システムとして有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  蓄電器
１２  燃料電池
１４  蓄電容量検出器
１６  電力消費器
２０  制御器
５０  外部負荷
１００  発電システム
２００  発電システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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