(57)【要約】【課題】系統電源からの電力供給が中断している間に燃料電池装置から電力を出力することができる構成において、燃料電池装置の運転効率を向上させる。【解決手段】系統電源１と連系して電力を出力する燃料電池装置３０と、系統電源１や燃料電池装置３０からの電力を蓄電し、蓄電した電力を放電する蓄電装置２０と、蓄電装置２０からの放電電力を燃料電池装置３０に送電するために敷設された第１回路Ｃｒと、記燃料電池装置３０からの出力電力を蓄電装置２０にのみ送電するために敷設された第２回路Ｃｔと、を有する電力供給システムＳにおいて、系統電源１からの電力供給が中断すると、燃料電池装置３０は、一度停止してから、第１回路Ｃｒを通じて蓄電装置２０からの放電電力を供給されることにより停止状態から再始動し、再始動後には第２回路Ｃｔを通じて電力を出力する。【選択図】図４
2014007842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源からの電力供給がなされているときには該系統電源と連系して電力を出力する燃料電池装置と、
前記系統電源からの供給電力、及び、前記燃料電池装置からの出力電力を蓄電し、蓄電した電力を放電する蓄電装置と、
前記蓄電装置からの放電電力を前記燃料電池装置に送電するために敷設された第１回路と、
前記燃料電池装置からの出力電力を前記蓄電装置にのみ送電するために敷設された第２回路と、を有し、
前記系統電源からの電力供給が中断すると、前記燃料電池装置は、一度停止してから、前記第１回路を通じて前記蓄電装置からの放電電力を供給されることにより停止状態から再始動し、再始動後には前記第２回路を通じて電力を出力することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記系統電源、前記燃料電池装置及び前記蓄電装置が接続された分電盤を有し、
前記燃料電池装置からの出力電力を送電するために敷設された回路は、前記分電盤の母線に接続された第３回路と、前記第２回路とに分かれており、
前記第１回路は、前記分電盤の母線とは分離しており、
前記第１回路及び前記第２回路は、前記系統電源からの電力供給が中断したときにのみ通電状態となり、前記第３回路は、前記系統電源からの電力供給がなされているときにのみ通電状態となることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記蓄電装置は、前記分電盤の母線と、電力負荷の中で予め特定された特定負荷との間に配置され、
前記蓄電装置からの放電電力を送電するために敷設された回路は、前記分電盤に接続された第４回路と、前記分電盤の母線とは分離した第５回路とによって構成され、
該第５回路は、前記第１回路と、前記特定負荷に向かう第６回路とに分岐しており、
前記系統電源からの電力供給がなされている間、前記蓄電装置が前記第４回路及び前記第５回路を通じて放電する一方で、前記第５回路のうち、前記第６回路のみが通電状態となっており、
前記系統電源からの電力供給が中断すると、前記蓄電装置が前記第５回路のみを通じて放電する一方で、前記第５回路のうち、前記第１回路及び前記第６回路の双方が通電状態となることを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記系統電源からの電力供給が中断している期間のうち、前記燃料電池装置が前記第２回路を通じて電力を出力するようになってからの期間には、前記蓄電装置が、前記第２回路を通じて送電される前記燃料電池装置からの出力電力を蓄電しながら、前記第６回路を通じて蓄電した電力を前記特定負荷に向けて放電することを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記第１回路の状態を通電状態と非通電状態との間で切り替えるために設置されたオンオフスイッチと、
前記系統電源からの電力供給の有無を検知し、該電力供給が中断した場合には停電信号を発信する停電検知部と、
該停電検知部が発信した前記停電信号を受信すると、前記第１回路を通電状態とするために前記オンオフスイッチの状態をオフ状態からオン状態に切り替えるスイッチコントローラと、を更に有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項６】
系統電源からの電力供給がなされているときには該系統電源と連系して電力を出力する燃料電池装置と、
前記系統電源からの供給電力、及び、前記燃料電池装置からの出力電力を蓄電し、蓄電した電力を放電する蓄電装置と、を用いた電力供給方法であって、
前記系統電源からの電力供給が中断したときに、前記燃料電池装置を停止させることと、
前記系統電源からの電力供給が中断している間、前記蓄電装置からの放電電力を供給することにより前記燃料電池装置を停止状態から再始動させ、再始動後には、前記燃料電池装置からの出力電力を前記蓄電装置にのみ送電することを特徴とする電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電源と連系する燃料電池装置を用いて電力を供給する電力供給システム及び電力供給方法に係り、系統電源からの電力供給が中断した停電時にも燃料電池装置からの出力電力を供給する電力供給システム及び電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅や商業施設等の建物内における電力負荷に対して電力を供給するシステムとして、建物内または建物が建てられた敷地内に分散電源を設置し、分散電源が系統電源と連系して電力を供給するシステムは、既によく知られている。このような分散電源型の電力供給システムは、東日本大震災以降、系統電源を保有する電力会社からの電力供給だけでは電力需要を賄いきれないと懸念されてきてから、注目を集めている。
【０００３】
上記の電力供給システムに用いられる分散型電源の一例としては、燃料電池装置が挙げられるが、燃料電池装置が系統電源と連系して電力を供給する構成では、設備上の不具合や災害等によって系統電源からの電力供給が中断すると、燃料電池装置が停止してしまう。このような現象により、燃料電池装置を搭載した従来の電力供給システムでは、系統電源からの電力供給が中断されている間、燃料電池装置に燃料を供給しても発電が行われず、燃料電池装置から電力が出力されなくなってしまうことになる。
【０００４】
以上のような問題に対して、近年、系統電源が停電となった場合においても燃料電池装置を稼働し非常用電源として利用することが可能なシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の非常電源システムでは、系統電源からの電力供給が中断して燃料電池装置が停止すると、二次電池から分電盤の母線を介して供給される電力により燃料電池装置を再始動させることが可能である。再始動後は、燃料電池装置から出力された電力が分電盤の母線を介して負荷に供給されるようになる。これにより、系統電源からの電力供給が中断して停電となっている間にも、燃料電池装置からの出力電力を負荷に供給し続けることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８６８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃料電池装置については効率よく運転させることが望ましく、かかる要求は、系統電源が停電となっている間に燃料電池装置を稼働する場合であっても生じ得る。具体的に説明すると、出力電力の大きさが定格出力値となるように燃料電池装置を運転されば、燃料電池装置がその性能を十分に発揮し、燃料電池装置の運転効率が向上することになる。
【０００７】
一方、特許文献１に記載の非常電源システムでは、系統電源が停電となっている間、燃料電池装置から出力された電力が分電盤の母線を介して負荷に供給されるため、燃料電池装置は、負荷の大きさに見合った電力を発電し出力することになる。それ故に、仮に負荷が比較的小さい場合には、燃料電池装置はその性能を十分に発揮できず、運転効率も低くなってしまう。
【０００８】
また、特許文献１に記載の非常電源システムでは、停止した燃料電池装置を再始動させるために、二次電池から分電盤を介して燃料電池装置に電力を供給する構成になっている。かかる構成では、二次電池から燃料電池装置に電力を供給している間、導通状態で分電盤の母線に接続されている他の電力消費機器、すなわち、負荷にも電力が供給されることになるため、比較的大きな容量の二次電池を用意しなければならなくなり、設置スペースやシステム構築コストが増加してしまうことになる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、系統電源からの電力供給が中断している間に燃料電池装置から電力を出力することができる構成において、燃料電池装置の運転効率を向上させることが可能な電力供給システムを提供することである。
また、本発明の他の目的は、系統電源からの電力供給が中断したことにより停止した燃料電池装置を再始動するための電力供給源として蓄電装置を用いる構成において、当該蓄電装置の大型化を抑えることが可能な電力供給システムを提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、系統電源からの電力供給が中断している間に停止した燃料電池装置を再始動させて電力を供給する場合に、再始動後の燃料電池装置を効率よく運転させることが可能な電力供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題は、本発明の電力供給システムによれば、系統電源からの電力供給がなされているときには該系統電源と連系して電力を出力する燃料電池装置と、前記系統電源からの供給電力、及び、前記燃料電池装置からの出力電力を蓄電し、蓄電した電力を放電する蓄電装置と、前記蓄電装置からの放電電力を前記燃料電池装置に送電するために敷設された第１回路と、前記燃料電池装置からの出力電力を前記蓄電装置にのみ送電するために敷設された第２回路と、を有し、前記系統電源からの電力供給が中断すると、前記燃料電池装置は、一度停止してから、前記第１回路を通じて前記蓄電装置からの放電電力を供給されることにより停止状態から再始動し、再始動後には前記第２回路を通じて電力を出力することにより解決される。
【００１１】
上記の電力供給システムでは、系統電源からの電力供給が中断したために停止した燃料電池装置を蓄電装置からの放電電力によって再始動させ、再始動後は、燃料電池装置からの出力電力を一度蓄電装置に蓄電する。このように、燃料電池装置の出力電力を一度蓄電装置に蓄電すれば、燃料電池装置は、蓄電装置の容量（蓄電可能な電力量）に応じて電力を出力するようになり、当該出力電力の大きさが定格出力値となるように運転することが可能となる。したがって、本発明により、燃料電池装置の出力電力をそのまま負荷に供給する場合よりも燃料電池装置を効率よく運転させることが可能となる。
【００１２】
また、上記の電力供給システムにおいて、前記系統電源、前記燃料電池装置及び前記蓄電装置が接続された分電盤を有し、前記燃料電池装置からの出力電力を送電するために敷設された回路は、前記分電盤の母線に接続された第３回路と、前記第２回路とに分かれており、前記第１回路は、前記分電盤の母線とは分離しており、前記第１回路及び前記第２回路は、前記系統電源からの電力供給が中断したときにのみ通電状態となり、前記第３回路は、前記系統電源からの電力供給がなされているときにのみ通電状態となると、好適である。
このように、蓄電装置からの放電電力を燃料電池装置に送電するために敷設された第１回路が分電盤の母線と分離していれば、燃料電池装置を再始動させるために蓄電装置からの放電電力を燃料電池装置に供給する際、系統電源側に電力が逆潮流してしまうのを抑制することが可能になる。また、上記の構成では、燃料電池装置からの出力電力を送電するために敷設された回路が、出力電力を蓄電池装置にのみ送電するための第２回路と、分電盤の母線に接続された第３回路に分かれており、第３回路が、系統からの電力供給がなされているときにのみ通電状態となっている。これにより、系統電源からの電力供給が中断している間、燃料電池装置から出力された電力が系統電源側に電力が逆潮流してしまうのを抑制することが可能になる。
【００１３】
また、上記の電力供給システムにおいて、前記蓄電装置は、前記分電盤の母線と、電力負荷の中で予め特定された特定負荷との間に配置され、前記蓄電装置からの放電電力を送電するために敷設された回路は、前記分電盤に接続された第４回路と、前記分電盤の母線とは分離した第５回路とによって構成され、該第５回路は、前記第１回路と、前記特定負荷に向かう第６回路とに分岐しており、前記系統電源からの電力供給がなされている間、前記蓄電装置が前記第４回路及び前記第５回路を通じて放電する一方で、前記第５回路のうち、前記第６回路のみが通電状態となっており、前記系統電源からの電力供給が中断すると、前記蓄電装置が前記第５回路のみを通じて放電する一方で、前記第５回路のうち、前記第１回路及び前記第６回路の双方が通電状態となると、より一層好適である。
このように、蓄電装置が分電盤の母線と特定負荷との間に配置されている構成、換言すると、特定負荷から見て分電盤よりも蓄電装置の方が電力供給回路の下流側に位置する構成であれば、停電時に蓄電装置からの放電電力が、分電盤の母線に接続された電力負荷へ送電されてしまうのを抑えることができる。これにより、比較的小容量の蓄電装置によって本発明の電力供給システムを構築することが可能となるので、蓄電装置の大型化を避け、設置スペースやシステム構築コストの増加を抑制することが可能になる。
【００１４】
また、上記の電力供給システムにおいて、前記系統電源からの電力供給が中断している期間のうち、前記燃料電池装置が前記第２回路を通じて電力を出力するようになってからの期間には、前記蓄電装置が、前記第２回路を通じて送電される前記燃料電池装置からの出力電力を蓄電しながら、前記第６回路を通じて蓄電した電力を前記特定負荷に向けて放電すると、さらに好適である。
このように、系統電源からの電力供給が中断している間、蓄電装置が燃料電池装置からの出力電力を蓄電しながら、蓄電した電力を放電すれば、蓄電装置における蓄電可能量、（既に電力が蓄電された状態にある蓄電装置へ更に蓄電することができる電力量）を確保し続けることが可能になる。これにより、系統電源からの電力供給が中断している期間中、燃料電池装置からの出力電力を蓄電する分の容量を蓄電装置に確保し続けることができ、以て、燃料電池装置を効率よく運転することが可能な状態を持続することが可能となる。
【００１５】
また、上記の電力供給システムにおいて、前記第１回路の状態を通電状態と非通電状態との間で切り替えるために設置されたオンオフスイッチと、前記系統電源からの電力供給の有無を検知し、該電力供給が中断した場合には停電信号を発信する停電検知部と、該停電検知部が発信した前記停電信号を受信すると、前記第１回路を通電状態とするために前記オンオフスイッチの状態をオフ状態からオン状態に切り替えるスイッチコントローラと、を更に有すると、さらに好適である。
このように、系統電源からの電力供給が中断して燃料電池装置が停止した際に、燃料電池装置を再始動させるために蓄電装置の放電電力を燃料電池装置に向けて送電するための経路を迅速かつ容易に確保することが可能となる。
【００１６】
さらに、前述の課題は、本発明の電力供給方法によれば、系統電源からの電力供給がなされているときには該系統電源と連系して電力を出力する燃料電池装置と、前記系統電源からの供給電力、及び、前記燃料電池装置からの出力電力を蓄電し、蓄電した電力を放電する蓄電装置と、を用いた電力供給方法であって、前記系統電源からの電力供給が中断したときに、前記燃料電池装置を停止させることと、前記系統電源からの電力供給が中断している間、前記蓄電装置からの放電電力を供給することにより前記燃料電池装置を停止状態から再始動させ、再始動後には、前記燃料電池装置からの出力電力を前記蓄電装置にのみ送電することにより解決される。
【００１７】
上記の電力供給方法であれば、系統電源からの電力供給が中断したために停止した燃料電池装置を蓄電装置からの放電電力によって再始動させ、再始動後は、燃料電池装置からの出力電力を一度蓄電装置に蓄電するので、出力電力の大きさが定格出力値となるように燃料電池装置を運転させることが可能となる。つまり、系統電源からの電力供給が中断して停止した燃料電池装置を再始動させた後に効率よく運転させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電力供給システムによれば、系統電源からの電力供給が中断したために停止した燃料電池装置を蓄電装置からの放電電力によって再始動させ、再始動後は、燃料電池装置からの出力電力を一度蓄電装置に蓄電するので、出力電力の大きさが定格出力値となるように燃料電池装置を効率よく運転させることが可能となる。
同様に、本発明の電力供給方法によれば、系統電源からの電力供給が中断して停止した燃料電池装置を再始動させた後に効率よく運転させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの制御機構を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの通常時の状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの停電時の状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの停電時の状態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの停電時の動作についての流れを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る電力供給システム及び電力供給方法について、図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの制御機構を示す図である。図３〜５は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの状態を示す図であり、図３は通常時の状態を示し、図４及び５は停電時の状態を示す。図３〜５において電力供給回路を示す線のうち、太実線の部分は、通電状態にある回路を示し、破線の部分は、非通電状態にある回路を示す。図６は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの停電時の動作についての流れを示す図である。図７は、本発明の他の実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。
【００２１】
＜＜電力供給システムの概要＞＞
先ず、本発明の一実施形態に係る電力供給システム（以下、本システムともいう）Ｓについて、その概要を説明する。本システムＳは、住宅、商業施設、工場の建屋、店舗等の建物において発生する電力負荷（以下、単に負荷ともいう）に対して電力を供給するものである。以下では、本システムＳが住宅に構築されたケースを例に挙げて説明する。なお、以下に説明する内容については、当然ながら、上述した住宅以外の建物においても適用されるものである。
【００２２】
本システムＳは、系統電源１からの電力（以下、系統電力ともいう）を受電する一方で、系統電源１と連系する分散電源を備えており、当該分散電源からの電力を系統電力とともに負荷に供給する。すなわち、本システムＳは、系統電源１と連系する分散電源を有する分散電源型の電力供給システムである。なお、本システムＳに設けられた分散電源は、図１に示すように、太陽光発電ユニット１０、蓄電装置２０及び燃料電池装置３０である。
【００２３】
本実施形態では、系統電源１からの電力供給がなされているとき（以下、通常時）には上記の分散電源の各々（太陽光発電ユニット１０、蓄電装置２０及び燃料電池装置３０）が系統電源１と連系して運転する一方で、系統電源１からの電力供給が中断されているとき（以下、停電時）には上記の分散電源の各々が系統電源１と解列して自立運転する。すなわち、本システムＳでは、停電時においても、太陽光発電ユニット１０、蓄電装置２０及び燃料電池装置３０の各々が自立運転して電力を供給することが可能である。ここで、停電時とは、設備上の不具合や災害等によって系統電源１の状態が異常となることにより系統電力が供給されない場合のほか、計画停電によって意図的に系統電力の供給が制限される場合を含む。
【００２４】
さらに、本実施形態に係る住宅では、電力供給システムとしての本システムＳが構築されていることに加え、後述のホームサーバ５を住宅内に設置することによってホームエネルギーマネジメントシステム（以下、ＨＥＭＳ）が構築されている。ＨＥＭＳでは、上記のホームサーバ５が住宅内に設置された各種センサと宅内ネットワークを通じて通信することにより、住宅内の負荷状況に関するデータを収集することが可能である。また、ホームサーバ５の機能によって、収集したデータに基づいて住宅内の負荷状況を視覚化した情報を生成し、その情報を住宅の居住者に報知することも可能である。
【００２５】
さらに、ホームサーバ５の機能によって、住宅内の電気消費機器の運転状態や上記の分散電源の運転モードを負荷状況に応じて自動制御することも可能である。なお、宅内ネットワークは、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブルを用いた有線、あるいは、ＩＥＥＥ８０２．１ｘまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いた無線によるＩＰネットワークにより構成される。
【００２６】
＜＜電力供給システムの構成＞＞
次に、本システムＳの構成、特に、機器構成及び制御機構について図１及び２を参照しながら説明する。
本システムＳには、図１に示すように、分電盤２、太陽光発電ユニット１０（図１中、ＰＶと表記）、蓄電装置２０、燃料電池装置３０、電力供給回路４０を備えている。さらに、本システムＳには、図２に示された制御機構が備えられている。
【００２７】
分電盤２は、系統電源１及び各分散電源（太陽光発電ユニット１０、蓄電装置２０、燃料電池装置３０）が接続されており、これらの電源からの供給電力を配電するための機器である。より具体的に説明すると、分電盤２の母線３には、住宅内の負荷のうち、後述する特定負荷ＳＬを除くすべての負荷が接続されており、通常時には、各電源からの供給電力が母線３を介して特定負荷ＳＬを除く負荷へ供給されるようになる。図１（図３〜５及び７においても同様）では、図示の都合上、母線３に蓄電装置２０及び燃料電池装置３０のみが接続されているが、同図に示された母線３のうち、開放端となった箇所には、特定負荷ＳＬを除く負荷が接続されている。なお、分電盤２の母線３と、系統電源１（厳密には、住宅内に設けられた系統電力受電用の設備）及び太陽光発電ユニット１０との間には、漏電ブレーカ４（図１等ではＥＬＢと表記）が設置されている。
【００２８】
太陽光発電ユニット１０は、太陽光エネルギーを利用して直流電力を発電し、発電した直流電力を不図示のパワーコンディショナによって交流電力に変換して出力する設備であり、その構成は公知の太陽光発電ユニットと同一である。本実施形態に係る太陽光発電ユニット１０の特徴について説明すると、定格出力が３ｋＷであり、通常時には、系統電源１と連系して発電電力を分電盤２の母線３を介して負荷に供給する一方で、停電時には、系統電源１と解列して自立運転する。本実施形態では、自立運転時、太陽光発電ユニット１０からの出力電力は、後述のＰＶ側自立運転回路Ｃｐを通じて蓄電装置２０に送電され、蓄電装置２０に一度蓄電されるようになっている。
【００２９】
蓄電装置２０は、系統電力、及び、太陽光発電ユニット１０や燃料電池装置３０からの出力電力を蓄電し、蓄電した電力を放電する設備であり、具体的には、不図示の蓄電池、充電器及びインバータをユニット化したものである。蓄電装置２０に設けられている蓄電池としては、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、Ｎａｓ電池、ニッケル水素電池、キャパシタ等、公知の二次電池が利用可能である。なお、本実施形態に係る蓄電装置２０は、蓄電と放電を同時に実行することが可能なフロート利用型の装置である。
【００３０】
本実施形態に係る蓄電装置２０の特徴について説明すると、定格容量が６ｋＷＨであり、通常時には、系統電源１と連系して放電電力を分電盤２の母線３を介して負荷に供給するとともに、専用回路Ｃｓを通じて特定負荷ＳＬに放電電力を供給する。ここで、特定負荷ＳＬとは、住宅内の電力負荷の中で予め特定された負荷のことであり、より詳しく説明すると、専用回路Ｃｓを通じて蓄電装置２０から直接（すなわち、分電盤２を経由せずに）電力が供給される負荷のことである。特定負荷ＳＬは、例えば、通常時のみならず停電時にも電力を供給する負荷として住宅の居住者が指定した電気消費機器、または、所定の基準に則って強制的に指定された電気消費機器が該当する。ただし、特定負荷ＳＬの決め方については、上記以外の手順に限定されるものではない。
【００３１】
また、本実施形態に係る蓄電装置２０は、停電時になると、系統電源１と解列して自立運転するようになる。本実施形態では、自立運転時、蓄電装置２０からの放電電力が、分電盤２の母線３に接続された負荷には供給されなくなる一方で、上記の特定負荷ＳＬには専用回路Ｃｓを通じて引き続き供給される。本実施形態では、さらに、停電時になると、蓄電装置２０からの放電電力が、後述する再始動用回路Ｃｒを通じて燃料電池装置３０に供給されるようになる。
【００３２】
燃料電池装置３０は、外部から供給される燃料を改質して水素を生成し、生成した水素と酸素によって電力を発電し、発電した電力を不図示のパワーコンディショナによって交流電力に変換して出力する設備であり、その構成は公知の燃料電池装置と同一である。本実施形態に係る燃料電池装置３０の特徴について説明すると、定格出力が０．７ｋＷであり、通常時には、系統電源１と連系して発電電力を分電盤２の母線３を介して負荷に供給する。
【００３３】
一方で、系統電力の供給が中断されて停電になると、燃料電池装置３０は、停止して発電及び電力供給を中断するようになる。これは、系統電力の供給が中断された際に燃料電池装置３０からの電力が系統電源１側に逆潮流してしまうのを防止するために燃料電池装置３０が強制停止するようになっているからである。そして、停電となって燃料電池装置３０が一度停止すると、蓄電装置２０からの放電電力が再始動用回路Ｃｒを通じて燃料電池装置３０に供給される。これにより、燃料電池装置３０は、停止状態から再始動するようになる。再始動後、燃料電池装置３０は、停電期間中、系統電源１と解列して自立運転するようになる。本実施形態において、燃料電池装置３０は、再始動して自立運転するようになると、後述する燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔを通じて蓄電装置２０に電力を出力するようになる。
【００３４】
電力供給回路４０は、系統電源１や分散電源の各々から供給される電力を送電する際の経路をなし、住宅内に敷設されている。本実施形態において、電力供給回路４０の各部は、主に通常時に用いられる回路、停電時に用いられる回路、通常時及び停電時のいずれにおいても用いられる回路に分類される。通常時に用いられる回路としては、系統電力受電回路Ｃｊ、ＰＶ側出力回路Ｃｖ、燃料電池装置側出力回路Ｃｆ及び蓄放電回路Ｃｂが挙げられる。停電時に用いられる回路としては、ＰＶ側自立運転回路Ｃｐ、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔ及び再始動用回路Ｃｒが挙げられる。通常時及び停電時の双方で用いられる回路としては、専用回路Ｃｓが挙げられる。以下、各回路について詳しく説明する。
【００３５】
系統電力受電回路Ｃｊは、系統電力を受電するための回路であり、住宅内に設置された受電設備と分電盤２内の漏電ブレーカ４との間を連絡している。
ＰＶ側出力回路Ｃｖは、通常時において太陽光発電ユニット１０からの出力電力を分電盤２側に送電するために敷設された回路であり、太陽光発電ユニット１０の出力端子と分電盤２内の漏電ブレーカ４との間を連絡している。
【００３６】
燃料電池装置側出力回路Ｃｆは、本発明の第３回路に相当し、通常時において燃料電池装置３０からの出力電力を分電盤２側に送電するために敷設された回路であり、その一端は分電盤２の母線３に接続されている。一方、燃料電池装置側出力回路Ｃｆの他端は、後述する第２切り替えスイッチＳＷ２の常閉端子に接続されている。
【００３７】
蓄放電回路Ｃｂは、本発明の第４回路に相当し、蓄電装置２０の入出力端子と分電盤２の母線３との間を連絡している。この蓄放電回路Ｃｂを通じて分電盤２側から蓄電装置２０へ電力が送電されるとともに、蓄電装置２０からの放電電力が分電盤２側に送電される。つまり、本実施形態では、通常時に蓄電装置２０に蓄電するために用いられる蓄電用の回路と、通常時に蓄電装置２０が放電するために用いられる放電用の回路とが、共通の回路になっている。ただし、これに限定されるものではなく、蓄電用の回路と放電用の回路とが別回路になっていることとしてもよい。
【００３８】
そして、上述の系統電力受電回路Ｃｊ、ＰＶ側出力回路Ｃｖ、燃料電池装置側出力回路Ｃｆ及び蓄放電回路Ｃｂは、通常時、すなわち、系統電源１からの電力供給がなされているときにのみ通電状態となり、停電時、すなわち、系統電源１からの電力供給が中断しているときには非通電状態となる。
【００３９】
ＰＶ側自立運転回路Ｃｐは、停電時に太陽光発電ユニット１０が自立運転して電力を出力する際に当該出力電力を送電するために敷設された回路である。このＰＶ側自立運転回路Ｃｐは、分電盤２の母線３とは分離しており、本実施形態では太陽光発電ユニット１０と蓄電装置２０との間を連絡している。すなわち、ＰＶ側自立運転回路Ｃｐは、太陽光発電ユニット１０からの出力電力を蓄電装置２０にのみ送電するために敷設された回路である。したがって、本実施形態では、停電時、太陽光発電ユニット１０からの出力電力が蓄電装置２０にのみ送電され、蓄電装置２０に一度蓄電されることになっている。なお、ＰＶ側自立運転回路Ｃｐは、通常時には非通電状態となっており、停電になると通電状態となる。
【００４０】
再始動用回路Ｃｒは、本発明の第１回路に相当し、停電によって停止した燃料電池装置３０に蓄電装置２０からの放電電力を送電して燃料電池装置３０を再始動させるために敷設された回路である。この再始動用回路Ｃｒは、分電盤２の母線３とは分離しており、その一端側で燃料電池装置３０の入力端子に接続されている。
【００４１】
より具体的に説明すると、蓄電装置２０は、上述の蓄放電回路Ｃｂが接続されている端子とは別の出力端子を備えており、同端子には放電回路Ｃｄが接続されている。この放電回路Ｃｄは、本発明の第５回路に相当し、分電盤２の母線３と分離している。すなわち、本実施形態において、蓄電装置２０には、上述の蓄放電回路Ｃｂとは別の放電用回路である放電回路Ｃｄが接続されており、換言すると、蓄電装置２０からの放電電力は、蓄放電回路Ｃｂ及び放電回路Ｃｄを通じて送電されることになる。
【００４２】
そして、放電回路Ｃｄは、図１に示すように、その中途位置で２つの回路に分岐しており、そのうちの一方の分岐回路が上記の再始動用回路Ｃｒに該当する。なお、他方の分岐回路は、専用回路Ｃｓに該当する。さらに、再始動用回路Ｃｒの中途位置には、オンオフスイッチとしての第１切り替えスイッチＳＷ１が設置されている。この第１切り替えスイッチＳＷ１は、再始動用回路Ｃｒの状態を通電状態と非通電状態との間で切り替えるためのものであり、通常時にはオフ状態となっており、停電になるとオン状態となる。したがって、再始動用回路Ｃｒは、通常時には非通電状態となっており、停電になると通電状態となる。すなわち、再始動用回路Ｃｒは、系統電源１からの電力供給が中断したときにのみ通電状態となる。
【００４３】
燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔは、本発明の第２回路に相当し、停電時に燃料電池装置３０が自立運転して電力を出力した際に当該出力電力を送電するために敷設された回路である。この燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔは、分電盤２の母線とは分離しており、その一端側で蓄電装置２０の入力端子に接続されている。本実施形態では、停電となっている期間において、燃料電池装置３０が蓄電装置２０からの放電電力によって再始動し、その後に電力出力を再開するようになると、当該出力電力は、蓄電装置２０のみに送電される。つまり、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔは、燃料電池装置３０からの出力電力を蓄電装置２０にのみ送電するために敷設された回路である。
【００４４】
より具体的に説明すると、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔの一端は、蓄電装置２０の入力端子に接続されており、他端は、第２切り替えスイッチＳＷ２の常開端子に接続されている。この第２切り替えスイッチＳＷ２は、燃料電池装置３０からの出力電力の送電先を切り替えるために設置されたＣ接点型のスイッチであり、その共通端子は、燃料電池装置３０と繋がっている。また、第２切り替えスイッチＳＷ２の常閉端子には、上述の燃料電池装置側出力回路Ｃｆが接続されており、常開端子には、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔが接続されている。
【００４５】
そして、通常時は、第２切り替えスイッチＳＷ２の常閉端子側がオンとなり、燃料電池装置側出力回路Ｃｆ及び燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔのうち、燃料電池装置側出力回路Ｃｆのみが導通状態となる。これにより、通常時には、燃料電池装置３０からの出力電力が分電盤２側に送電されることになる。一方、停電時には、第２切り替えスイッチＳＷ２の常開端子側がオンとなり、燃料電池装置側出力回路Ｃｆ及び燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔのうち、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔのみが導通状態となる。これにより、停電時には、燃料電池装置３０からの出力電力が蓄電装置２０にのみ送電されることになる。
【００４６】
以上のように本実施形態では、燃料電池装置３０からの出力電力を送電するために敷設された回路が、燃料電池装置側出力回路Ｃｆ及び燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔに分岐している。そして、通常時には、燃料電池装置側出力回路Ｃｆのみが通電状態となり、燃料電池装置３０からの出力電力が分電盤２側に送電され、最終的には、分電盤２の母線３に接続された負荷に供給されることになる。一方、停電時には、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔのみが通電状態となり、これにより、燃料電池装置３０からの出力電力が蓄電装置２０にのみ送電されて蓄電装置２０に一度蓄電されることになる。
【００４７】
専用回路Ｃｓは、本発明の第６回路に相当し、前述したように、放電回路Ｃｄからの分岐回路であり、その末端は特定負荷ＳＬに接続されている。この専用回路Ｃｓは、通常時のみならず停電時においても導通状態となっている。そして、本実施形態では、通常時と停電時のいずれにおいても、専用回路Ｃｓを通じて蓄電装置２０からの放電電力が特定負荷ＳＬに送電されることになっている。
【００４８】
次に、本システムＳの制御機構について説明する。本システムＳの制御機構は、図２に示すように、太陽光発電ユニットコントローラ１１と、蓄電装置コントローラ２１と、燃料電池装置コントローラ３１と、前述のホームサーバ５を備えている。また、本システムＳの制御機構を構成する機器には、住宅に設置された各種センサや前述の第１切り替えスイッチＳＷ１及び第２切り替えスイッチＳＷ２が含まれている。なお、上記のセンサの中には、後述する停電検出センサ６が含まれている。
【００４９】
太陽光発電ユニットコントローラ１１は、電力需給バランスや停電発生の有無等の状況に応じて運転モードを切り替えるために太陽光発電ユニット１０各部を制御するものである。本実施形態では、太陽光発電ユニット１０の運転モードとして、通常時に系統電源１と連系運転する通常運転モード、停電時に系統電源１と解列して自立運転する自立運転モード、及び、発電及び電力出力を行わない停止モードが用意されている。
【００５０】
なお、前述したように、通常運転モードでは、太陽光発電ユニット１０からの出力電力がＰＶ側出力回路Ｃｖを通じて分電盤２側に送電され、自立運転モードでは、太陽光発電ユニット１０からの出力電力がＰＶ側自立運転回路Ｃｐを通じて蓄電装置２０に送電される。ここで、運転モードの切り替えに伴う電力送電回路の切り替えは、太陽光発電ユニット１０の内部で自動的に行われることとしてもよく、あるいは手動で行われることとしてもよい。
【００５１】
蓄電装置コントローラ２１は、電力需給バランスや停電発生の有無等の状況に応じて運転モードを切り替えるために蓄電装置２０各部を制御するものである。本実施形態では、通常時に選択可能な蓄電装置２０の運転モードとして、蓄電及び放電を同時に行う蓄放電モード、蓄電のみ行う蓄電モード、放電のみを行う放電モード、蓄電及び放電のいずれも行わない停止モードが挙げられる。一方、停電時には、系統電源１と解列して自立運転する自立運転モードが選択される。
【００５２】
より具体的に説明すると、通常時において蓄放電モードが選択された場合、蓄電装置２０は、蓄電装置コントローラ２１による制御の下、蓄放電回路Ｃｂを通じて分電盤２側から供給される電力を蓄電しつつ、放電回路Ｃｄを通じて蓄電した電力を放電する。また、通常時において放電モードが選択された場合、蓄電装置２０は、蓄放電回路Ｃｂ及び放電回路Ｃｄを通じて蓄電した電力を放電する。
【００５３】
他方、停電時になると自立運転モードが実行されるようになり、当該運転モードにおいて蓄電装置２０は、蓄電装置コントローラ２１の制御の下、分電盤２の母線から分離したＰＶ側自立運転回路Ｃｐや燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔを通じて供給される電力を蓄電しながら、蓄電した電力を放電する。この際、蓄電装置２０は、蓄放電回路Ｃｂ及び放電回路Ｃｄのうち、放電回路Ｃｄのみを通じて放電する。なお、運転モードの切り替えに伴う電力送電回路の切り替えは、蓄電装置２０の内部で自動的に行われることとしてもよく、あるいは手動で行われることとしてもよい。
【００５４】
燃料電池装置コントローラ３１は、燃料電池装置３０による発電及び電力出力を制御するものである。この燃料電池装置コントローラ３１は、系統電源１からの電力供給が中断して停電になると、燃料電池装置３０各部とともにシャットダウンしてオフ状態となる。一方、系統電源１からの電力供給が再開すると、燃料電池装置コントローラ３１が起動し、これにより、燃料電池装置３０による発電及び電力出力が再開するようになる。
【００５５】
そして、本実施形態では、前述したように、停電となっている期間中、蓄電装置２０からの放電電力が供給されることにより、燃料電池装置コントローラ３１を含む燃料電池装置３０各部が再始動する。再始動後、燃料電池装置３０は、発電可能な状態となり、所定の条件が満たされると電力出力を再開するようになる。ここで、所定の条件とは、燃料電池装置コントローラ３１が電力出力を再開可能と判断するにあたり満たされるべき条件であり、例えば、停電となった後に電力供給回路４０中の所定範囲で電力送電が復旧すること等が挙げられる。
【００５６】
停電検出センサ６は、本発明の停電検出部に相当し、系統電源１からの電力供給の有無を検知するものである。この停電検出センサ６は、系統電力受電回路Ｃｊ中に設置されており、系統電源１からの電力供給が中断した場合には停電信号を発信する。なお、停電検出センサ６の構成については、公知の停電検出器の構成とほぼ同様である。
【００５７】
ホームサーバ５は、上述したＨＥＭＳを構築するための主要機器であり、所謂ホームゲートウェイである。このホームサーバ５は、住宅内の電力消費機器のみならず、上述した太陽光発電ユニットコントローラ１１、蓄電装置コントローラ２１及び燃料電池装置コントローラ３１の各々と宅内ネットワークを介して通信することが可能である。ホームサーバ５は、これらのコントローラ１１，２１，３１と通信することにより、太陽光発電ユニット１０や燃料電池装置３０による発電量、蓄電装置２０における蓄電量及び放電量等を示すデータを収集する。
【００５８】
また、ホームサーバ５は、宅内ネットワークを通じて、前述の第１切り替えスイッチＳＷ１及び第２切り替えスイッチＳＷ２を遠隔操作することが可能である。すなわち、ホームサーバ５は、本発明のスイッチコントローラとして機能する。より具体的に説明すると、系統電源１からの電力供給が中断して停電になると、ホームサーバ５は、上記の停電検出センサ６から発信された停電信号を受信する。
【００５９】
そして、ホームサーバ５は、停電信号を受信すると、再始動用回路Ｃｒを通電状態とするために第１切り替えスイッチＳＷ１の状態をオフ状態からオン状態に切り替える。このような構成により、本実施形態では、停電になると、燃料電池装置３０を再始動させるために蓄電装置２０の放電電力を燃料電池装置３０に向けて送電するための経路を、迅速かつ容易に確保することが可能となる。また、ホームサーバ５は、停電検出センサ６からの停電信号を受信すると、燃料電池装置側出力回路Ｃｆを非通電状態とし、かつ、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔを通電状態とするために第２切り替えスイッチＳＷ２においてオンとなる端子を常閉端子から常開端子に切り替える。
【００６０】
＜＜電力供給システムの動作例＞＞
次に、本システムＳの動作例について説明する。なお、以下に説明する動作例により、本発明の電力供給方法が実現されることになる。すなわち、下記の説明は、本発明の一実施形態に係る電力供給方法の手順に関するものである。
【００６１】
系統電源１からの電力供給がなされている通常時には、図３に示すように、系統電力が系統電力受電回路Ｃｊを通じて受電される一方で、各分散電源、すなわち、太陽光発電ユニット１０、蓄電装置２０及び燃料電池装置３０が系統電源１と連系して電力を供給する。各電源からの電力は、分電盤２の母線３を介して、特定負荷ＳＬを除く負荷に供給される。また、蓄電装置２０からの放電電力の一部は、放電回路Ｃｄを通じて特定負荷ＳＬに供給される。
【００６２】
通常時の回路状態について説明すると、系統電力受電回路Ｃｊ、ＰＶ側出力回路Ｃｖ、燃料電池装置側出力回路Ｃｆ、蓄放電回路Ｃｂ及び放電回路Ｃｄのうちの専用回路Ｃｓが通電状態となり、ＰＶ側自立運転回路Ｃｐ、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔ及び放電回路Ｃｄのうちの再始動用回路Ｃｒが非通電状態となる。
【００６３】
一方、系統電源１からの電力供給が中断して停電となると、図６に示す停電時フローに従い、分散電源が系統電源１と解列して自立運転を行うようになる。具体的に説明すると、系統電源１からの電力供給が中断すると、先ず、燃料電池装置３０が一度停止する（Ｓ００１）。同時に、太陽光発電ユニット１０及び蓄電装置２０の各々の運転モードが自立運転モードに切り替わる（Ｓ００２）。すなわち、太陽光発電ユニット１０及び蓄電装置２０の各々は、系統電源１から解列し、停電時の供給先に電力を供給するようになる。
【００６４】
より詳しく説明すると、図４に示すように、停電時にはＰＶ側出力回路Ｃｖが非通電状態となり、ＰＶ側自立運転回路Ｃｐが通電状態となる。これにより、停電時、太陽光発電ユニット１０からの出力電力は、蓄電装置２０にのみ送電されることになる。
【００６５】
また、停電時には蓄放電回路Ｃｂが非通電状態となり、これに伴い、分電盤２側から蓄電装置２０への送電、及び、蓄電装置２０から分電盤２側への送電が中断されることになる。一方、停電時、放電回路Ｃｄは依然として通電状態となっているため、蓄電装置２０から特定負荷ＳＬへの電力供給は継続されることになる。
【００６６】
さらに、停電になると、停電検出センサ６が停電を検出して停電信号を発信し、この停電信号を受信したホームサーバ５が第１切り替えスイッチＳＷ１及び第２切り替えスイッチＳＷ２を遠隔操作する。これにより、第１切り替えスイッチＳＷ１の状態がオフ状態からオン状態に切り替えられ（Ｓ００３）、再始動用回路Ｃｒが通電状態となる。また、第２切り替えスイッチＳＷ２においてオンとなる端子が常閉端子（分電盤２側の端子）から常開端子（蓄電装置２０側の端子）へ切り替えられ（Ｓ００４）、燃料電池装置側出力回路Ｃｆが非通電状態となり、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔが通電状態となる。
【００６７】
以上のような状態において、蓄電装置２０が放電回路Ｃｄを通じて放電すると、当該放電電力の一部が再始動用回路Ｃｒを通じて燃料電池装置３０に供給されるようになる。このように、蓄電装置２０からの放電電力が再始動用回路Ｃｒを通じて供給されることにより、燃料電池装置３０は、停止状態から再始動するようになる（Ｓ００５）。再始動後、燃料電池装置３０は、所定の条件が満たされると電力出力を再開し（Ｓ００６）、以降、停電が続いている間、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔを通じて電力を出力する。なお、燃料電池装置３０は、再始動してから電力出力を再開するまでの間、発電可能であるものの電力を出力しないアイドリング状態になっている。
【００６８】
本実施形態では、前述したように、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔの末端が蓄電装置２０に接続されているので、停電時、燃料電池装置３０が再始動後に出力する電力は、すべて一度蓄電装置２０に蓄電されるようになっている。
【００６９】
なお、本実施形態に係る燃料電池装置３０は、再始動して電力を発電可能な状態になると、以降、発電した電力の一部を自己消費用に充てることが可能である。つまり、蓄電装置２０からの放電電力を供給して燃料電池装置３０を停止状態から再始動させた場合、その後に蓄電装置２０からの放電電力の供給を中断したとしても、燃料電池装置３０の状態を作動状態のままで保持しておくことが可能となる。かかる理由により、ホームサーバ５は、再始動用回路Ｃｒを通電状態とするために第１切り替えスイッチＳＷ１をオンし、その後、暫く経過した時点で、第１切り替えスイッチＳＷ１をオフとする（Ｓ００７）。これにより、図５に示すように、再始動用回路Ｃｒが非通電状態となり、蓄電装置２０から燃料電池装置３０への電力供給が終了する。
【００７０】
それ以降、停電が続いている限り、太陽光発電ユニット１０及び燃料電池装置３０の各々が出力する電力は、それぞれの自立運転回路Ｃｐ，Ｃｔを通じて蓄電装置２０へ送電されるようになる。一方で、蓄電装置２０は、自立運転回路Ｃｐ，Ｃｔを通じて送電される太陽光発電ユニット１０及び燃料電池装置３０の各々の出力電力を蓄電しながら、放電回路Ｃｄを通じて蓄電した電力を放電する。このとき、放電回路Ｃｄから分岐した回路のうち、専用回路Ｃｓのみが通電状態となっているので、蓄電装置２０からの放電電力が引き続き特定負荷ＳＬに供給されることになる。
【００７１】
そして、系統電源１が復旧して系統電力の供給が再開されると（Ｓ００８）、ホームサーバ５が第２切り替えスイッチＳＷ２を遠隔操作する。かかる操作により、第２切り替えスイッチＳＷ２においてオンとなる端子が、常開端子（蓄電装置２０側の端子）から常閉端子（分電盤２側の端子）へ切り替えられる（Ｓ００９）。これと同時に、太陽光発電ユニット１０及び蓄電装置２０の各々の運転モードが通常運転モードに切り替わる（Ｓ０１０）。この結果、本システムＳの各部が停電前の状態、具体的には図３に示す状態に復元し、各分散電源は、系統電源１と連系して各負荷に電力を供給するようになる。
【００７２】
以上のように、本システムＳでは、停電となった場合、燃料電池装置３０が一度停止してから、再始動用回路Ｃｒを通じて蓄電装置２０からの放電電力を供給されることにより停止状態から再始動する。そして、再始動後の燃料電池装置３０は、停電である期間中、発電し当該発電電力を出力するようになる。したがって、本システムＳは、設備上の不具合や災害等によって系統電源１が異常となって停電となる場合、若しくは、計画停電等によって意図的に停電となる場合において非常用電源システムとして機能する。より具体的に説明すると、停電となった場合であっても、ガス等の燃料を供給しさえすれば、燃料電池装置３０が発電して当該発電電力を供給するので、例えば、長期間の停電時にも電力を確保することが可能となる。
【００７３】
さらに、本システムＳでは、停電時、燃料電池装置３０からの出力電力がすべて燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔを通じて蓄電装置２０に送電される。すなわち、本実施形態では、燃料電池装置３０からの出力電力を一度蓄電装置２０に蓄電することとしている。このようにすれば、燃料電池装置３０は、蓄電装置２０の容量（蓄電可能な電力量）に応じて電力を出力するようになり、当該出力電力の大きさが定格出力値となるように運転することが可能となる。この結果、例えば燃料電池装置３０の出力電力をそのまま負荷に供給する場合に比して、燃料電池装置３０を効率よく運転させることが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態では、蓄電装置２０として、蓄電及び放電を同時に行うことが可能な装置が用いられている。そして、当該蓄電装置２０は、停電時、燃料電池装置３０が再始動して電力出力を再開するようになってからは、燃料電池装置３０からの出力電力を蓄電しながら、専用回路Ｃｓを通じて蓄電した電力を特定負荷ＳＬに向けて放電する。これにより、停電となっている期間中、蓄電装置２０における蓄電可能量（既に電力が蓄電された状態にある蓄電装置２０に更に蓄電することができる電力量）を確保し続けることが可能になる。これにより、停電となっている期間中、燃料電池装置３０からの出力電力を蓄電しておく分の容量を蓄電装置２０に確保し続けることができ、以て、燃料電池装置３０を効率よく運転することが可能な状態を持続することが可能となる。
【００７５】
また、本システムＳでは、停電時に各分散電源からの電力を送電するために敷設された回路、具体的には、ＰＶ側自立運転回路Ｃｐ、放電回路Ｃｄ及び燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔの各々が、分電盤２の母線３から分離している。このため、停電時に各分散電源から供給される電力が系統電源１側に逆潮流してしまうのを抑制することが可能になる。
【００７６】
また、本システムＳでは、回路上、蓄電装置２０が分電盤２の母線３と特定負荷ＳＬとの間に配置されている。換言すると、本実施形態では、特定負荷ＳＬから見て分電盤２よりも蓄電装置２０の方が電力供給回路４０の下流側に位置している。停電時に蓄電装置２０からの放電電力が、分電盤２の母線３に接続された負荷に送電されてしまうのを抑えることができる。
【００７７】
より分かり易く説明すると、例えば、系統電源１から電流が流れてくる方向において蓄電装置２０が漏電ブレーカ４よりも上流側に配置された構成では、停電時に蓄電装置２０が放電する際、当該放電電力は、燃料電池装置３０のみならず、分電盤２の母線３に接続された負荷にまで送電されることになる。このため、燃料電池装置３０への電力供給が間に合わず、燃料電池装置３０を停止状態から再始動させることが困難になる可能性がある。
【００７８】
これに対して、本実施形態のように蓄電装置２０が分電盤２の母線３と特定負荷ＳＬとの間に配置されていれば、停電時、蓄電装置２０からの放電電力が分電盤２の母線３に接続された負荷に送電されてしまうのを抑えることができる。この結果、比較的小容量の蓄電装置２０で本システムＳを構築することが可能となり、以て、蓄電装置２０の大型化を避け、設置スペースやシステム構築コストの増加を抑制することが可能となる。
【００７９】
＜＜その他の実施形態＞＞
上記の実施形態では、本発明の電力供給システム及び電力供給方法について、一例を挙げて説明した。ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００８０】
また、上記の実施形態では、蓄電装置２０に備えられる二次電池の個数について言及していないが、二次電池の個数については任意の数に設定することが可能である。ここで、複数の二次電池が並列状態で設けられていれば、二次電池が１個のみ設けられている場合に比して、二次電池の劣化速度を遅らせることが可能である。さらに、二次電池が１個しかない場合、当該二次電池の放電及び蓄電の切り替えが頻繁に繰り返される現象、いわゆるチャタリングが発生する虞がある。このチャタリングを防止するために、所定の時間だけ二次電池からの放電を待機しておくことがあり、この間の電力需要に対しては系統電力で補填する形になるので、余計に系統電力を消費することになる。これに対して、二次電池が複数設けられていれば、いずれかの二次電池を放電状態とすることにより、上記のチャタリングを防止することができるので、系統電力の消費量の増加を抑えることが可能になる。
【００８１】
また、上記の実施形態では、分散電源の一つとして太陽光発電ユニット１０が設けられている構成を説明したが、これに限定されるものではなく、地熱、風力及び水力等の太陽光以外の自然エネルギーを利用して発電する発電装置が設けられていることとしてもよい。また、太陽光発電ユニット１０等、燃料電池装置３０以外の発電装置が設けられていない構成であってもよい。ただし、停電時におけるエネルギーの有効利用という観点では、燃料電池装置３０以外の発電装置が設けられている方が望ましい。特に、停電により停止した燃料電池装置３０を再始動させるために蓄電装置２０から電力を放電する構成では、停電となった時点で蓄電装置２０における蓄電量が低い場合を想定して、太陽光発電ユニット１０のように自然エネルギーを利用して発電する設備が設けられていると好適である。
【００８２】
また、上記の実施形態では、停電となると、停電検出センサ６が停電信号を発信し、この停電信号を受信したホームサーバ５が第１切り替えスイッチＳＷ１や第２切り替えスイッチＳＷ２を遠隔操作することとした。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、停電となると電磁的に第１切り替えスイッチＳＷ１や第２切り替えスイッチＳＷ２のオンオフを切り替えるような構成、例えば、電子回路を用いてスイッチのオンオフを切り替える構成であってもよい。
【００８３】
また、上記の実施形態では、燃料電池装置３０からの出力電力を送電するために敷設された回路として、通常時に分電盤２側へ送電するための燃料電池装置側出力回路Ｃｆと、停電時に蓄電装置２０側へ送電するための燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔとが設けられている。そして、上記の実施形態では、上記２つの回路Ｃｆ、Ｃｔの切り替えが、燃料電池装置３０から延出した回路中に設けられた第２切り替えスイッチＳＷ２の切り替え動作によって行われる。ただし、これに限定されるものではなく、第２切り替えスイッチＳＷ２を設置する代わりに、燃料電池装置３０内に回路を切り替える機構が設けられていることとしてよい。かかる構成について図７を参照しながら説明する。
【００８４】
図７に示す構成では、燃料電池装置３０には出力端子が２つ設けられ、一方の端子には、燃料電池装置側出力回路Ｃｆに相当する回路が接続されており、他方の端子には、燃料電池装置側自立運転回路Ｃｔに相当する回路が接続されている。すなわち、図７に示す構成では、通常時に分電盤２側へ送電するための回路と、停電時に蓄電装置２０側へ送電するための回路Ｃｔとが、それぞれ燃料電池装置３０から延出している。そして、これら２つの回路の切り替えは、燃料電池装置３０内に設けられた不図示の機構により、停電の有無に応じて自動的に行われるようになっている。
【符号の説明】
【００８５】
Ｓ  本システム
ＳＬ  特定負荷
ＳＷ１  第１切り替えスイッチ（オンオフスイッチ）
ＳＷ２  第２切り替えスイッチ
１  系統電源
２  分電盤
３  母線
４  漏電ブレーカ
５  ホームサーバ（スイッチコントローラ）
６  停電検出センサ（停電検出部）
１０  太陽光発電ユニット
１１  太陽光発電ユニットコントローラ
２０  蓄電装置
２１  蓄電装置コントローラ
３０  燃料電池装置
３１  燃料電池装置コントローラ
４０  電力供給回路
Ｃｂ  蓄放電回路（第４回路）
Ｃｄ  放電回路（第５回路）
Ｃｆ  燃料電池装置側出力回路（第３回路）
Ｃｊ  系統電力受電回路
Ｃｐ  ＰＶ側自立運転回路
Ｃｒ  再始動用回路（第１回路）
Ｃｓ  専用回路（第６回路）
Ｃｔ  燃料電池装置側自立運転回路（第２回路）
Ｃｖ  ＰＶ側出力回路
【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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【図７】
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