(57)【要約】【課題】本発明は、各種情報を利用して燃料電池システムを保護するように制御する技術を提供することを目的とする。【解決手段】  燃料電池制御システム１００は、運転制御部３３を有する、少なくとも一つの燃料電池システム３０と、燃料電池システム３０とネットワーク４０を介して通信可能に接続され、気象情報と、異物に関する異物情報と、対象建物内及び周囲の人の存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、ネットワークを介して取得する管理装置２０と、を備え、管理装置２０又は運転制御部３３は、システム管理情報が、燃料電池システム３０の運転を保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断し、管理装置２０又は運転制御部３３は、機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて燃料電池システム３０を保護制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転制御部を有する、少なくとも一つの燃料電池システムと、
前記燃料電池システムとネットワークを介して通信可能に接続され、気温、湿度及び警報の少なくともいずれかを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、前記燃料電池システムを有する対象建物内及び前記対象建物の周囲の少なくともいずれかの人の存在の有無に関する存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、前記ネットワークを介して取得する管理装置と、
を備える燃料電池制御システムにおいて、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記システム管理情報が、前記燃料電池システムの運転を保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断し、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて前記燃料電池システムを保護制御する、燃料電池制御システム。
【請求項２】
前記燃料電池システムは、
原燃料を水蒸気改質する改質器と、
前記水蒸気改質された原燃料及び空気の供給を受けて発電する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルから排出された燃料ガス及び空気を燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスと流体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換により前記燃焼排ガス中の水分を凝縮して、前記改質器に供給する改質水として蓄える改質水タンクと、
前記熱交換により、前記燃焼排ガスの熱を利用して温められた流体を貯える貯湯タンクと、
をさらに有し、
前記管理装置又は前記運転制御部は、
前記気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、
前記湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、
前記警報に関する情報が発令されている場合と、
前記異物の量が異物閾値以上である場合と、及び、
前記対象建物内及び前記周囲の少なくともいずれかに人が存在していない場合と、
のうち少なくとも一つに基づいて、前記機器保護運転条件を満たすと判断する、請求項１に記載の燃料電池制御システム。
【請求項３】
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、前記湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、のうち少なくとも一つに基づいて、前記改質水タンク内の改質水を増加させるように前記燃料電池システムを保護制御する、請求項２に記載の燃料電池制御システム。
【請求項４】
前記管理装置又は前記運転制御部は、
前記燃料電池セルの発電出力を定格出力よりも低い低出力に固定する制御と、
Ｓ／Ｃ（Steam Carbon ratio）を初期値よりも下げる制御と、
前記貯湯タンクからお湯を排湯する制御と、
のうち少なくとも一つの制御により前記燃料電池システムを保護制御する、請求項３に記載の燃料電池制御システム。
【請求項５】
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記警報に関する情報が発令された場合、前記燃料電池システムを商用電力系統から切り離す保護制御をする、請求項２に記載の燃料電池制御システム。
【請求項６】
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記警報に関する情報の発令に基づいて、前記燃料電池システムを商用電力系統から切り離す保護制御を開始する制御開始時刻を推定し、前記制御開始時刻に前記燃料電池システムを商用電力系統から切り離す保護制御をする、請求項５に記載の燃料電池制御システム。
【請求項７】
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記異物の量が異物閾値以上である場合、
前記燃料電池システムの発電出力を現在の発電出力よりも低下させる制御と、
前記燃料電池システムの発電を停止させる制御と、
前記燃料電池システムに空気を供給する箇所に設けられた第１フィルタを前記異物の除去量を向上できる第２フィルタに交換する制御と、
のうち少なくとも一つの制御により前記燃料電池システムを保護制御する、請求項２に記載の燃料電池制御システム。
【請求項８】
前記燃料電池システムは、
前記熱交換器と前記貯湯タンクとの間で流体を循環させる循環経路に設けられたラジエータ及び循環ポンプと、
前記燃料電池システムの発電電力と商用電力系統の商用電力との間で連系運転可能なように電力変換を行う電力変換装置と、
前記燃料電池システムの筐体を冷却するための換気ファンと、
をさらに有し、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記対象建物内及び前記周囲の少なくともいずれかに人が存在していない場合、
前記燃料電池システムにおいて、前記ラジエータ及び循環ポンプの少なくともいずれかの駆動を向上させる制御と、
前記電力変換装置のスイッチング周波数を下げる制御と、
前記換気ファンの駆動を低下させる制御と、
の少なくとも一つの制御により、前記燃料電池システムを保護制御する、請求項２に記載の燃料電池制御システム。
【請求項９】
運転制御部を有する少なくとも１つの燃料電池システムと、管理装置とが、ネットワークを介して通信可能に接続された燃料電池制御システムにおける燃料電池制御方法であって、
前記管理装置が、気温、湿度及び警報の少なくともいずれかを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、前記燃料電池システムを有する対象建物内及び前記対象建物の周囲の少なくともいずれかの人の存在の有無に関する存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、前記ネットワークを介して取得するステップと、
前記管理装置又は前記運転制御部が、前記システム管理情報が、前記燃料電池システムを保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断するステップと、
前記管理装置又は前記運転制御部が、前記機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて前記燃料電池システムを保護制御するステップと、
を備える燃料電池制御方法。
【請求項１０】
前記燃料電池システムを制御するステップでは、
前記管理装置又は前記運転制御部は、
前記気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、
前記湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、
前記警報に関する情報が発令されている場合と、
前記異物の量が異物閾値以上である場合と、及び、
前記対象建物内及び前記周囲の少なくともいずれかに人が存在していない場合と、
のうち少なくとも一つに基づいて、前記機器保護運転条件を満たすと判断する、請求項９に記載の燃料電池制御方法。
【請求項１１】
気温、湿度及び警報の少なくともいずれかを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、前記燃料電池システムを有する対象建物内及び前記対象建物の周囲の少なくともいずれかの人の存在の有無に関する存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を保持する情報収集部とネットワークを介して通信可能に接続され、運転制御部を有する燃料電池システムであって、
前記運転制御部は、
前記ネットワークを介して前記情報収集部から前記システム管理情報を取得し、
前記システム管理情報が、前記燃料電池システムを保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断し、
前記機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて前記燃料電池システムを保護制御する、燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池制御システム、燃料電池制御方法及び燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザが消費する光熱費が最も安くなるように燃料電池システムの最適運転パターンを予測する管理システムが開示されている。特許文献１の管理システムは、ユーザの家族構成、家族のスケジュール、電化製品の電力容量及び貯湯槽の容量などを保存するユーザ情報データベースと、電気料金及びガス料金の単価及びその変動を保存する光熱費データベースと、気象情報を蓄積する気象情報データベースとを備えている。管理システムは、ユーザ情報データベース、光熱費データベース及び気象情報データベースに蓄積されている情報を用いて、消費される光熱費が最も安くなる最適運転パターンを予測する。
これにより、光熱費の効果的削減、ＣＯ２排出量の効果的低減が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６０２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、ユーザ情報データベース、光熱費データベース及び気象情報データベースに蓄積されている各種情報に基づいて、消費される光熱費が最も安くなる燃料電池システムの最適運転パターンを予測するものの、各種情報を利用して燃料電池システムの故障などを抑制し、燃料電池システムを保護するように制御する技術は開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、各種情報を利用して燃料電池システムの故障などを抑制し、燃料電池システムを保護するように制御する技術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】
本発明に係る燃料電池制御システムの特徴構成は、
運転制御部を有する、少なくとも一つの燃料電池システムと、
前記燃料電池システムとネットワークを介して通信可能に接続され、気温、湿度及び警報の少なくともいずれかを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、前記燃料電池システムを有する対象建物内及び前記対象建物の周囲の少なくともいずれかの人の存在の有無に関する存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、前記ネットワークを介して取得する管理装置と、
を備える燃料電池制御システムにおいて、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記システム管理情報が、前記燃料電池システムの運転を保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断し、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて前記燃料電池システムを保護制御する点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、燃料電池制御システムでは、管理装置と燃料電池システムとが、ネットワークを介して接続されている。管理装置は、気象情報、異物情報及び存在情報の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、ネットワークを介して取得する。管理装置または運転制御部は、このシステム管理情報が機器保護運転条件を満たすか否かを判断し、判断結果に基づいて燃料電池システムの故障などを抑制するように燃料電池システムを保護制御する。よって、燃料電池システム外部からネットワークを介して取得したシステム管理情報を利用して、燃料電池システムを保護制御できる。
【０００８】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
原燃料を水蒸気改質する改質器と、
前記水蒸気改質された原燃料及び空気の供給を受けて発電する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルから排出された燃料ガス及び空気を燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスと流体との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換により前記燃焼排ガス中の水分を凝縮して、前記改質器に供給する改質水として蓄える改質水タンクと、
前記熱交換により、前記燃焼排ガスの熱を利用して温められた流体を貯える貯湯タンクと、
をさらに有し、
前記管理装置又は前記運転制御部は、
前記気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、
前記湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、
前記警報に関する情報が発令されている場合と、
前記異物の量が異物閾値以上である場合と、及び、
前記対象建物内及び前記周囲の少なくともいずれかに人が存在していない場合と、
のうち少なくとも一つに基づいて、前記機器保護運転条件を満たすと判断する点にある。
【０００９】
燃料電池システムは、水蒸気改質された原燃料及び空気などを用いて発電を行う燃料電池セルと、燃料電池セルに供給する原燃料を水蒸気改質する改質器と、燃料電池セルから排出された燃料ガス及び空気を燃焼する燃焼部と、燃焼部から排出される燃焼排ガスと流体（冷却水）との間で熱交換を行う熱交換器とを備えている。さらに、燃料電池システムは、熱交換により燃焼排ガス中の水分を凝縮して、改質器に供給する改質水として蓄える改質水タンクと、熱交換により、燃焼排ガスの熱を利用して温められた流体を蓄える貯湯タンクとを備えている。また、流体の循環経路には、ラジエータ及び循環ポンプが配置されている。また、燃料電池システムには、その筐体を冷却するための換気ファンが設けられている。さらに、燃料電池セルで発電された直流電力の直流電圧は、商用電力系統の商用電力との間で連系運転可能なように、電力変換装置により交流電圧に変換される。
【００１０】
上述のような燃料電池システムにおいて、以下に挙げる一例の状態を、機器保護運転条件を満たす状態、つまり燃料電池システムの保護制御が必要な状態とみなす。
【００１１】
気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合とは、例えば気温が３５℃以上である状態が１０時間以上続いた場合などである。この場合には、気温が高いため、燃料電池システムの燃料電池から出た燃焼排ガスを熱交換器において十分に冷却できず、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水として回収できない。よって、改質器に供給する改質水が不足し、水自立運転が阻害される。例えば、燃料電池システムの外部から水を供給できない場合には、燃料電池システムの運転を継続できず、また、燃料電池システムが故障する可能性がある。そのため、前述の状態を、機器保護運転条件を満たす状態とみなし、燃料電池システムを保護制御することで、故障などを抑制するように燃料電池システムを保護できる。
【００１２】
湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合とは、例えば湿度が３０％以下である状態が１０時間以上続いた場合などである。この場合には、湿度が低いため燃焼排ガスの露点が低くなり、熱交換器において燃焼排ガスを低い露点まで十分に冷却することができず、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水を回収できない。すると、改質器に供給する改質水が不足し、水自立運転が阻害される。例えば、燃料電池システムの外部から水を供給できない場合には、燃料電池システムの運転を継続できず、また、燃料電池システムが故障する可能性がある。そのため、前述の状態を、機器保護運転条件を満たす状態とみなし、燃料電池システムを保護制御することで、故障などを抑制するように燃料電池システムを保護できる。
【００１３】
警報に関する情報が発令されている場合とは、例えば大雨警報、雷警報及び暴風警報などが発令又はその予報が発令されている場合である。大雨、雷及び暴風などに起因して、商用電力を供給する電線が切れ、また、大電流が商用電力に加わるなどし、商用電力の電圧変動及び商用電力の供給停止などが起こる場合がある。ここで、燃料電池システムは商用電力を供給する商用電力系統と連系運転可能となっている。そのため、商用電力の電圧変動及び供給停止などにより商用電力が不安定となることで、燃料電池システムの運転も不安定となり、燃料電池システムの運転を継続できず、また、燃料電池システムが故障する可能性がある。よって、前述の状態を、機器保護運転条件を満たす状態とみなし、燃料電池システムを保護制御することで、故障などを抑制するように燃料電池システムを保護できる。
【００１４】
異物の量が異物閾値以上である場合には、比較的多い量の異物が空気とともに燃料電池システムに取り込まれて、燃料電池システムが運転を継続できず、また、燃料電池システムが故障する可能性がある。よって、前述の状態を、機器保護運転条件を満たす状態とみなし、燃料電池システムを保護制御することで、故障などを抑制するように燃料電池システムを保護できる。
【００１５】
燃料電池システムを有する対象建物内及びその周囲に人が存在していない場合を、機器保護運転条件を満たす状態とみなす。この場合には、燃料電池システムは発電効率のよい運転に制御される。例えば、燃料電池システムに対して、ラジエータ及び循環ポンプなどの駆動を向上させる保護制御、電力変換装置のスイッチング周波数を下げる保護制御、換気ファンの駆動を低下させる保護制御などを行う。この保護制御により、燃料電池システムを発電効率の良い状態で運転して、故障などを抑制することで燃料電池システムを保護できる。
【００１６】
逆に、対象建物内及びその周囲に人が存在する場合には、燃料電池システムは発電効率の低い運転に制御される。例えば、燃料電池システムに対して、騒音抑制のために、ラジエータ及び循環ポンプなどの駆動を低下させる制御、電力変換装置のスイッチング周波数を上げる制御などを行う。また、燃料電池システムの筐体温度上昇抑制のために、換気ファンの駆動を向上させる制御などを行う。このような制御は、燃料電池システムにとって発電効率が低く、燃料電池システムが故障し易い。
【００１７】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、前記湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、のうち少なくとも一つに基づいて、前記改質水タンク内の改質水を増加させるように前記燃料電池システムを保護制御する点にある。
【００１８】
気温が気温閾値以上である状態が継続した場合には、気温が高いため、燃料電池システムの燃料電池から出た燃焼排ガスを十分に冷却できず、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水として回収できない。また、湿度が湿度閾値以下である状態が継続した場合には、湿度が低いため燃焼排ガスの露点も低くなり、燃焼排ガスを低い露点まで十分に冷却し、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水を回収できない。これらの場合には、燃焼排ガスから十分に水を回収することができず、水を追加的に供給する必要のない水自立運転が阻害される。よって、燃料電池システムの外部から水を供給できない場合には、燃料電池システムの運転を継続できず、また、燃料電池システムが故障する可能性がある。本特徴構成によれば、例えば改質水タンクが満水又は満水に近い状態など、改質水タンクの改質水を増加させるように燃料電池システムを保護制御するため、水自立運転により燃料電池システムの運転をある程度継続できる。よって、燃料電池システムの故障などを抑制するように燃料電池システムを保護できる。
【００１９】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記管理装置又は前記運転制御部は、
前記燃料電池セルの発電出力を定格出力よりも低い低出力に固定する制御と、
Ｓ／Ｃ（Steam Carbon ratio）を初期値よりも下げる制御と、
前記貯湯タンクからお湯を排湯する制御と、
のうち少なくとも一つの制御により前記燃料電池システムを保護制御する点にある。
【００２０】
燃料電池システムの発電出力を定格出力よりも低い低出力に固定することで、燃料電池システムの温度を低く維持し、燃焼排ガスから改質水を回収し易くする。Ｓ／Ｃを初期値よりも下げることで、燃料電池システムの発電出力を定格出力よりも低い低出力に制御し、燃料電池システムの温度を低く維持し、燃焼排ガスから改質水を回収し易くする。また、燃料電池システムの貯湯タンクから排湯することで、貯湯タンク内の流体の温度を下げる。これにより、貯湯タンクから熱交換器に供給する流体の温度を下げ、燃焼部から出た燃焼排ガスを凝縮させて、燃焼排ガス中から改質水を回収し易くする。よって、改質水を確保して燃料電池システムの水自立運転を継続させ易くできる。
【００２１】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記警報に関する情報が発令された場合、前記燃料電池システムを商用電力系統から切り離す保護制御をする点にある。
【００２２】
大雨、雷及び暴風などに起因して、商用電力を供給する電線が切れ、また、大電流が商用電力に加わるなどし、商用電力の電圧変動及び商用電力の供給停止などが起こる場合がある。このように商用電力が不安定となることで、燃料電池システムの運転も不安定となり、燃料電池システムが故障などして運転を継続できない可能性がある。そこで、雨、雷及び風に関する警報に関する情報が発令された場合には、燃料電池システムを商用電力系統から切り離す。これにより、燃料電池システムの故障などを抑制して燃料電池システムを保護する。なお、商用電力系統から切り離された場合、燃料電池システムは自立運転する。
【００２３】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記警報に関する情報の発令に基づいて、前記燃料電池システムを商用電力系統から切り離す保護制御を開始する制御開始時刻を推定し、前記制御開始時刻に前記燃料電池システムを商用電力系統から切り離す保護制御をする点にある。
【００２４】
警報に関する情報に基づいて推定した制御開始時刻に燃料電池システムを商用電力系統から切り離すことで、燃料電池システムの故障などを事前に回避するように制御して燃料電池システム保護できる。
【００２５】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記異物の量が異物閾値以上である場合、
前記燃料電池システムの発電出力を現在の発電出力よりも低下させる制御と、
前記燃料電池システムの発電を停止させる制御と、
前記燃料電池システムに空気を供給する箇所に設けられた第１フィルタを前記異物の除去量を向上できる第２フィルタに交換する制御と、
のうち少なくとも一つの制御により前記燃料電池システムを保護制御する点にある。
【００２６】
異物の量が異物閾値以上である場合、燃料電池システムの発電出力を現在の発電出力よりも低下させ、また、燃料電池システムの発電を停止させることで、燃料電池システム内に空気とともに取り込まれる異物の量を低下させる。その他、異物の量が異物閾値以上である場合、フィルタを交換して異物の除去量を向上させることで、燃料電池システム内に異物が取り込まれる量を低下させる。これにより、燃料電池システム内に取り込まれる異物の量を少なくし、燃料電池システムの故障などを抑制して燃料電池システムを保護できる。
【００２７】
本発明に係る燃料電池制御システムの更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記熱交換器と前記貯湯タンクとの間で流体を循環させる循環経路に設けられたラジエータ及び循環ポンプと、
前記燃料電池システムの発電電力と商用電力系統の商用電力との間で連系運転可能なように電力変換を行う電力変換装置と、
前記燃料電池システムの筐体を冷却するための換気ファンと、
をさらに有し、
前記管理装置又は前記運転制御部は、前記対象建物内及び前記周囲の少なくともいずれかに人が存在していない場合、
前記燃料電池システムにおいて、前記ラジエータ及び循環ポンプの少なくともいずれかの駆動を向上させる制御と、
前記電力変換装置のスイッチング周波数を下げる制御と、
前記換気ファンの駆動を低下させる制御と、
の少なくとも一つの制御により、前記燃料電池システムを保護制御する点にある。
【００２８】
熱交換器と貯湯タンクとの間で流体を循環させる循環経路には、貯湯タンクの流体を冷やすラジエータ及び循環ポンプが設けられている。ラジエータ及び循環ポンプの駆動を向上させることより騒音が発生するが、対象建物内及び周囲に人が存在していない場合には、騒音問題を無視できる。よって、この場合には、ラジエータ及び循環ポンプの駆動を向上させ、燃料電池システムを発電効率よく運転できる。
【００２９】
また、燃料電池システムには、燃料電池システムの発電電力と商用電力系統の商用電力との間で連系運転可能なように電力変換を行う電力変換装置が備えられている。電力変換装置のスイッチング周波数を下げることで、燃料電池システムを駆動させた場合の異音が可聴域内に存在する量が多くなって騒音が発生するが、対象建物内及び周囲に人が存在していない場合には、騒音問題を無視できる。よって、この場合には、電力変換装置のスイッチング周波数を下げて、燃料電池システムを発電効率よく運転できる。
【００３０】
また、燃料電池システムには、筐体を冷却するための換気ファンが備えられている。換気ファンの駆動を低下させると筐体温度が上昇するが、対象建物内及び周囲に人が存在していない場合には、燃料電池システムの筐体温度の上昇問題を無視できる。よって、この場合には、換気ファンの駆動を低下させて、筐体温度を上昇させて燃料電池での発電量を向上させる。これにより、燃料電池システムを発電効率よく運転できる。
このように、対象建物内及びその周囲に人が存在しない場合には、燃料電池システムを発電効率よく運転させることで、燃料電池システムの故障などを抑制するように燃料電池システムを保護できる。
【００３１】
本発明に係る燃料電池制御方法の特徴構成は、
運転制御部を有する少なくとも１つの燃料電池システムと、管理装置とが、ネットワークを介して通信可能に接続された燃料電池制御システムにおける燃料電池制御方法であって、
前記管理装置が、気温、湿度及び警報の少なくともいずれかを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、前記燃料電池システムを有する対象建物内及び前記対象建物の周囲の少なくともいずれかの人の存在の有無に関する存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、前記ネットワークを介して取得するステップと、
前記管理装置又は前記運転制御部が、前記システム管理情報が、前記燃料電池システムを保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断するステップと、
前記管理装置又は前記運転制御部が、前記機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて前記燃料電池システムを保護制御するステップと、
を備える点にある。
【００３２】
上記特徴構成によれば、燃料電池システム外部からネットワークを介して取得したシステム管理情報を利用して、燃料電池システムを保護制御できる。
【００３３】
本発明に係る燃料電池制御方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムを制御するステップでは、
前記管理装置又は前記運転制御部は、
前記気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、
前記湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、
前記警報に関する情報が発令されている場合と、
前記異物の量が異物閾値以上である場合と、及び、
前記対象建物内及び前記周囲の少なくともいずれかに人が存在していない場合と、
のうち少なくとも一つに基づいて、前記機器保護運転条件を満たすと判断する点にある。
【００３４】
上記特徴構成により、機器保護運転条件を満たす状態、つまり燃料電池システムの保護制御が必要な状態を判断できる。
【００３５】
本発明に係る燃料電池システムの特徴構成は、
気温、湿度及び警報の少なくともいずれかを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、前記燃料電池システムを有する対象建物内及び前記対象建物の周囲の少なくともいずれかの人の存在の有無に関する存在情報と、の少なくとも一つを含むシステム管理情報を保持する情報収集部とネットワークを介して通信可能に接続され、運転制御部を有する燃料電池システムであって、
前記運転制御部は、
前記ネットワークを介して前記情報収集部から前記システム管理情報を取得し、
前記システム管理情報が、前記燃料電池システムを保護するための条件である機器保護運転条件を満たすか否かを判断し、
前記機器保護運転条件を満たすとの判断結果に基づいて前記燃料電池システムを保護制御する点にある。
【００３６】
燃料電池システム外部からネットワークを介して取得したシステム管理情報を利用して、燃料電池システムを保護制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】燃料電池制御システムの構成図である。
【図２】気象情報及び異物情報の一例である。
【図３】存在情報の一例である。
【図４】分散電源として燃料電池システムを各家庭に配置した場合の構成図である。
【図５】燃料電池システムの構成図である。
【図６】燃料電池と商用電力系統との間に接続されている電力変換装置の電気回路図である。
【図７】地域と、配備されている燃料電池システムとの対応関係を示す対応図である。
【図８】気象情報及び異物情報に関する影響情報の一例である。
【図９】存在情報に関する影響情報の一例である。
【図１０】気温及び湿度に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】警報に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】異物情報に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】存在情報に基づく燃料電池システムの保護制御の流れ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】
【００３８】
〔実施形態〕
本発明に係る燃料電池制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、燃料電池制御システムの構成図である。
【００３９】
（１）燃料電池制御システムの全体構成
燃料電池制御システム１００は、情報収集サイト（情報収集部）１０と、管理装置２０と、複数の燃料電池システム３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・）とが、ネットワーク４０を介して接続されて構成されている。ネットワーク４０は、装置間でデータの通信が可能な通信網であり、例えばＷＡＮ（Wide Area Network）などが挙げられるが、その形態は無線及び有線を問わない。
本発明に係る燃料電池制御システム１００では、管理装置２０が、後述の気象情報、異物情報及び存在情報の少なくとも一つを含むシステム管理情報を、ネットワーク４０を介して情報収集サイト１０から取得する。この燃料電池システム３０外部から取得したシステム管理情報を利用して、燃料電池システム３０を保護制御できる。以下に各部について説明する。
【００４０】
（２）各部の構成
（２−１）情報収集サイト
情報収集サイト１０は、情報収集部１１と、記憶部１３とを備えている。
情報収集部１１は、例えば、各地の大気の状態を観測する観測装置及び気象庁などから気温及び湿度などの情報を取得する。また、情報収集部１１は、例えば、衛星画像から、または衛星画像に基づいて人間が予報した天気予報などから、各地の大雨警報、雷警報及び暴風警報などの警報に関する情報を取得する。警報に関する情報には、警報の内容、警報の発令時刻及び予報時刻などが含まれる。なお、本実施形態では、警報に関する情報として、警報の内容及び予報時刻が含まれるものとして説明する。
さらに、情報収集部１１は、各地の観測装置及び気象庁などから、大気に含まれるＰＭ２．５、酸化硫黄などの硫黄化合物、黄砂及び花粉などの大気に含まれる異物に関する異物情報を取得する。
【００４１】
また、情報収集部１１は、各家庭の家屋内及びその周囲の家屋などにおける人の存在の有無を判断するために、各家庭の消費電力量、各家庭に配置された燃料電池システム３０に対する熱負荷量、及び燃料電池システム３０に対する例えばリモコンを用いた操作などを、各家庭から取得する。前述の熱負荷は、燃料電池システム３０を利用する床暖、浴室乾燥及び浴室暖房などの熱利用端末による、燃料電池システム３０に対する負荷である。また、燃料電池システム３０に対する操作としては、例えば、給湯器からのお湯の出力、お風呂への給湯、定格出力運転、負荷追従運転及び学習運転などの運転モードに対する操作が含まれる。なお、本実施形態では、人の存在の有無を、前述の情報のうち、各家庭の消費電力量により判断するものとして説明する。
情報収集部１１は、気温、湿度、警報、異物情報、人の存在に関する情報などの各種情報を例えば３０分などの所定の時間間隔毎に取得している。
【００４２】
そして、情報収集部１１は、このように取得した、気温、湿度及び警報に関する情報の少なくとも一つを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、各家庭の家屋内及びその周囲の家屋などにおける人の存在の有無に関する存在情報との少なくとも一つを含むシステム管理情報を記憶部１３に出力している。記憶部１３は、所定の時間間隔毎に取得されたシステム管理情報を時刻ごとに記憶している。
【００４３】
記憶部１３に記憶されている情報の一例について次に説明する。図２は、気象情報及び異物情報の一例である。図３は、存在情報の一例である。
図２によると、記憶部１３は、例えば所定のエリアに区切られた複数の地域Ａ、Ｂ、Ｃ・・・毎に、１５時現在における、気温（℃）、湿度（％）、大雨警報、雷警報及び暴風警報の予報時刻、異物として大気中に含まれるＰＭ２．５、硫黄化合物、黄砂及び花粉の量を記憶している。例えば、地域Ａでは、１５時現在において、気温３６℃、湿度５０％、警報無し、ＰＭ２．５が５μｇ／ｍ３、硫黄化合物が０．０３ｐｐｍ、黄砂及び花粉の量は少ないとの情報を記憶している。
また、図３によると、記憶部１３は、例えば家Ａ、Ｂ、Ｃ・・・毎に、隣接する家、過去１時間の消費電力量を記憶している。例えば、家Ａに隣接する家は家Ｂであり、過去１時間において、家Ａでは、消費電力量５００ｗｈである。また、家Ｂに隣接する家は家Ａであり、過去１時間において、家Ｂでは、消費電力量４００ｗｈである。
【００４４】
（２−２）燃料電池システム
以下に、燃料電池システム３０について説明するが、まずは、分散電源として燃料電池システム３０が各家庭に配置されている構成について説明する。図４は、分散電源として燃料電池システムを各家庭に配置した場合の構成図である。
【００４５】
（ａ）燃料電池システムを備える家庭の構成
図４に示すように、各家庭４５には、後述の電力を発電する燃料電池５０を含む電力発電部３００ａと貯湯タンク３００ｂとを備える燃料電池システム３０が設置されている。また、各家庭４５内で使用される設備としては、図４に示すように、例えば、給湯器４５ａ及びお風呂４５ｂなどの給湯設備と、エアコン４５ｃ、照明４５ｄ、テレビ４５ｅ及び冷蔵庫４５ｆなどの家電機器とが挙げられる。給湯器４５ａ及びお風呂４５ｂなどの給湯設備は、燃料電池システム３０の貯湯タンク３００ｂに接続されて、貯湯タンク３００ｂからお湯の供給を受ける。
また、各家庭４５は、燃料電池システム３０が発電する発電電力の供給を受けるだけでなく、商用電力系統３５に接続されており商用電力の供給を受ける。よって、各家庭４５のエアコン４５ｃ、照明４５ｄ、テレビ４５ｅ及び冷蔵庫４５ｆなどの家電機器は、燃料電池システム３０の電力発電部３００ａからの発電電力と、商用電力系統３５からの商用電力との少なくともいずれかから電力の供給を受けて駆動される。
【００４６】
（ｂ）燃料電池システム
以下に、各家庭に備えられている燃料電池システム３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・）について説明する。図５は、燃料電池システムの構成図である。
燃料電池システム３０は、前述の通り電力発電部３００ａと貯湯タンク３００ｂとを備えている。電力発電部３００ａは、基本的に、燃料ガス及び酸素ガスを反応させて発電する燃料電池５０と、燃料電池５０から排出される燃焼排ガスの熱を回収する熱交換器６０と、熱交換器６０による熱回収後の燃焼排ガスからの凝縮水を回収して精製する水精製器７０と、水精製器７０により精製された凝縮水を回収する改質水タンク８０と、凝縮水とは独立に、改質水タンク８０へ水を供給可能な水供給部９０と、燃料電池システム３０の筐体温度を低下させるための換気ファン６６とを備えている。
各燃料電池システム３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・）は、図１に示すように、それぞれの運転制御部３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ・・・）により制御されて運転される。本実施形態では、運転制御部３３は、管理装置２０の管理制御部２１から保護制御の指令を受け、指令に対応した保護制御を自身の記憶部から抽出して燃料電池システム３０を制御する。
以下、燃料電池システム３０の各部の構成について説明する。
【００４７】
燃料電池５０は、原燃料流路５１を介して供給される原燃料（例えば、都市ガス１３Ａ）を水蒸気改質して燃料ガスを生成する改質器５２と、燃料ガス流路５３を介して改質器５２で生成された燃料ガスが供給されるアノード５５と、空気流路５４を介して空気（酸素ガスの一例）が供給されるカソード５６と、アノード５５とカソード５６との間に介在させる電解質５７と、を有しており、供給された燃料ガス及び空気を反応させて発電するようになっている。これらアノード５５、カソード５６及び電解質５７により燃料電池セルが構成されており、複数の燃料電池セルによりセルスタックが構成されている。
【００４８】
そして、燃料電池５０は、アノード５５とカソード５６とから発電反応に用いられた後にそれぞれ排出される燃料ガス及び空気が供給される燃焼部５８を備え、この燃焼部５８により燃料ガス中に残存する燃料成分が燃焼されて燃焼排ガスが生じるようになっている。なお、後述するように、改質器５２には水供給路８２を介して改質水タンク８０から水が供給されるようになっており、改質器５２は、改質水タンク８０からの水を用いて原燃料の水蒸気改質を行うようになっている。
【００４９】
熱交換器６０には、燃料電池５０から排出される燃焼排ガスが排ガス供給路６１を介して供給され、熱回収後の燃焼排ガスが排ガス排出路６２を介して排気されるようになっている。そして、熱交換器６０には、湯水を貯える貯湯タンク３００ｂと熱交換器６０との間で湯水を循環させる循環路６３を介して貯湯タンク３００ｂからの湯水が供給されるようになっており、熱交換器６０は、燃料電池５０から排出される燃焼排ガスと湯水とを熱交換させるようになっている。なお、循環路６３には、循環ポンプ６４、放熱ファン６５ａを備えるラジエータ６５、及び、図示しない温度センサなどが設けられている。また、貯湯タンク３００ｂには、貯湯タンク３００ｂ中の湯水を出湯するための出湯路３１、及び、湯水の出湯に応じて貯湯タンク３００ｂに給水するための給水路３２が設けられている。
【００５０】
改質水タンク８０は、燃料電池５０から排出された燃焼排ガスから生じる凝縮水を回収するためのものであり、本実施形態では、熱交換器６０による熱回収後の燃焼排ガスから凝縮水を回収するようになっている。また、本実施形態では、改質水タンク８０に供給される凝縮水を水精製器７０により精製するようになっており、具体的には、排ガス排出路６２を流れる燃焼排ガスから凝縮水回収路７１を介して凝縮水を水精製器７０に回収して、水精製器７０により精製された凝縮水が凝縮水回収路８１を介して改質水タンク８０に回収されるようになっている。また、改質水タンク８０に貯留された凝縮水（及び水供給部９０から供給される水）は、ポンプ８３の運転により、水供給路８２を介して改質器５２に供給可能になっている。また、改質水タンク８０には水位検出器８４が設けられており、改質水タンク８０における水位を検出可能になっている。
【００５１】
また、改質水タンク８０には、凝縮水とは独立に、水供給部９０から水を供給可能になっている。具体的には、水供給部９０は水道水を供給するようになっており、注水運転として、注水指令に応じて運転制御部が弁９２を開動作させることで水供給部９０から補給水供給路９１を介して水が供給されるようになっている。そして、流量計９３により注水運転開始からの注水量を計測して、この注水量が予め定めた目標注水量に達するまで注水が行われるようになっている。また、水道水は凝縮水に比べ不純物が多い可能性が高いため、水供給部９０は、注水運転において、水精製器７０を経由して改質水タンク８０へ水を供給可能にして、不純物が取り除かれた後の水が改質水タンク８０に供給されるようになっている。
【００５２】
燃料電池システム３０は、このような電力発電部３００ａ及び貯湯タンク３００ｂ以外に、次の電力変換装置１１０をさらに備えている。
【００５３】
（ｃ）電力変換装置
以下に、電力変換装置１１０について説明する。図６は、燃料電池と商用電力系統との間に接続されている電力変換装置の電気回路図である。電力変換装置１１０は、燃料電池システム３０と商用電力系統３５との間で連系運転可能なように、燃料電池システム３０で発電された直流電力の直流電圧を、商用電力系統３５の商用電力の交流電圧に変換する。
【００５４】
電力変換装置１１０は、燃料電池５０のアノード５５及びカソード５６に接続されており、昇圧回路１１１、インバータ回路１１２及び平滑回路１１３を備えている。昇圧回路１１１は、燃料電池５０の直流電力の直流電圧を昇圧する。インバータ回路１１２は、昇圧回路１１１で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換する。平滑回路１１３は、インバータ回路１１２で変換された交流電圧のノイズを除去する。
【００５５】
インバータ回路１１２は、図６に示すように、スイッチング素子１１２ａ〜１１２ｄを備えている。スイッチング素子１１２ａ〜１１２ｄは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）及びＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）などのスイッチングトランジスタから構成されている。そして、各スイッチング素子１１２ａ〜１１２ｄそれぞれには、コレクタ端子とエミッタ端子との間に還流ダイオードＤａ〜Ｄｄが接続されている。
【００５６】
スイッチング素子１１２ａ及びスイッチング素子１１２ｂは、昇圧回路１１１の１対の出力端の間に直列に接続されている。つまり、スイッチング素子１１２ａのコレクタ端子が昇圧回路１１１の出力端の一端に接続され、スイッチング素子１１２ａのエミッタ端子とスイッチング素子１１２ｂのコレクタ端子とが接続され、スイッチング素子１１２ｂのエミッタ端子が昇圧回路１１１の出力端の他端に接続されている。
【００５７】
同様に、スイッチング素子１１２ｃ及びスイッチング素子１１２ｄは、昇圧回路１１１の１対の出力端の間に直列に接続されている。つまり、図７スイッチング素子１１２ｃのコレクタ端子が昇圧回路１１１の出力端の一端に接続され、スイッチング素子１１２ｃのエミッタ端子とスイッチング素子１１２ｄのコレクタ端子とが接続され、スイッチング素子１１２ｄのエミッタ端子が昇圧回路１１１の出力端の他端に接続されている。
【００５８】
平滑回路１１３は、リアクトル１１３ａ、リアクトル１１３ｂ及びコンデンサＣ１を備えている。リアクトル１１３ａの一端は、スイッチング素子１１２ａのエミッタ端子とスイッチング素子１１２ｂのコレクタ端子との間に接続されており、他端はコンデンサＣ１の一端に接続されている。リアクトル１１３ｂは、スイッチング素子１１２ｃのエミッタ端子とスイッチング素子１１２ｄのコレクタ端子との間に接続されており、他端はコンデンサＣ１の他端に接続されている。リアクトル１１３ａ、リアクトル１１３ｂ及びコンデンサＣ１は、インバータ回路１１２から出力された交流電圧を平滑化、つまり交流電圧の基本波形とは異なる周波数成分を有するノイズを除去するノイズ除去フィルタとして機能する。
【００５９】
このような電力変換装置１１０は次のように動作する。燃料電池５０が発電した直流電力の直流電圧は、昇圧回路１１１によって昇圧される。インバータ回路１１２は、スイッチング素子１１２ａ及びスイッチング素子１１２ｄがオンであり、スイッチング素子１１２ｂ及びスイッチング素子１１２ｃがオフのときの第１ループと、スイッチング素子１１２ａ及びスイッチング素子１１２ｄがオフであり、スイッチング素子１１２ｂ及びスイッチング素子１１２ｃがオンのときの第２ループとの切り替えにより動作する。昇圧された直流電圧は、インバータ回路１１２に入力されると、運転制御部３３により第１ループと第２ループとが所定のスイッチング周波数で切り替えられて制御されることにより、交流電圧に変換される。インバータ回路１１２から出力された交流電圧は平滑回路１１３に導入されて平滑化される。このように燃料電池システム３０が発電した発電電力と、商用電力系統３５の商用電力とは、上述の電力変換装置１１０を介して連系運転可能となる。
【００６０】
（２−３）管理装置
次に、管理装置２０について説明する。管理装置２０は、管理制御部２１と、記憶部２３とを備えている。管理制御部２１は、ネットワーク４０を介して、情報収集サイト１０の記憶部１３にアクセスし、気象情報、異物情報及び存在情報の少なくとも一つを含むシステム管理情報を取得する。記憶部２３は、管理制御部２１が取得したシステム管理情報を記憶している。記憶部２３が記憶しているシステム管理情報の一例としては、前述の記憶部１３が記憶している図２及び図３に示される時刻ごとの気象情報、異物情報及び存在情報が挙げられる。ここでは、記憶部２３の情報と、記憶部１３の情報とが同じであるとしている。しかし、管理制御部２１が記憶部１３内のシステム管理情報から必要な情報を選択的に取得し、記憶部２３はこの選択された情報を記憶してもよい。
【００６１】
また、図７は、地域と、配備されている燃料電池システムとの対応関係を示す対応図である。記憶部２３は、図７に示すように、所定のエリアに区切られた複数の地域Ａ、Ｂ、Ｃ・・・ごとに、どの燃料電池システム３０が配備されているのかを対応づけて記憶している。例えば、地域Ａには、燃料電池システムＡａ、Ａｂ、Ａｃが配備されている。
【００６２】
管理制御部２１は、記憶部２３内のシステム管理情報が、機器保護運転条件を満たすか否かを判断する。ここで、機器保護運転条件とは、燃料電池システム３０の運転を保護するための保護制御が必要な条件又は保護制御を行うことで燃料電池システム３０の運転にとって好適な条件である。以下では、システム管理情報のうち、機器保護運転条件を満たす情報を、燃料電池システム３０の運転に影響を与える影響情報と称する。
具体的には、例えば、管理制御部２１は、気温が気温閾値以上である状態が第１時間以上継続した場合と、湿度が湿度閾値以下である状態が第２時間以上継続した場合と、警報に関する情報が発令されている場合と、異物の量が異物閾値以上である場合と、及び、各家庭４５の家屋内及びその周囲の家屋の少なくともいずれかに人が存在している場合と、のうち少なくとも一つに該当する場合には機器保護運転条件を満たすと判断し、これらの場合の情報をシステム管理情報から影響情報として抽出する。管理制御部２１は、記憶部２３の図２に示す時刻毎の気象情報及び異物情報が記憶されている場合、例えば一例として次のように影響情報を抽出する。
【００６３】
図８は、気象情報及び異物情報に関する影響情報の一例である。
例えば、前述の機器保護運転条件を満たす影響情報を抽出する基準が、気温閾値が３５℃以上である状態が第１時間である１０ｈ以上継続している場合とする。この場合には、気温が高いため、燃料電池システム３０の燃料電池５０から出た燃焼排ガスを熱交換器６０において十分に冷却できず、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水として回収することができない。よって、改質器５２に供給する改質水が不足し、水自立運転が阻害される。例えば、燃料電池システム３０の外部から水を供給できない場合には、燃料電池システム３０の運転を継続できず、また、燃料電池システム３０が故障する可能性がある。例えば、管理制御部２１は、記憶部２３の図２の情報を参照し、例えば、地域Ａが現在時刻で気温が３６℃であることから、現在時刻から時間を遡って気温が気温閾値以上である継続時間を取得する。そして、管理制御部２１は、例えば、気温が気温閾値（３５℃）以上である状態が、第１時間（１０ｈ）以上である１２ｈ継続している場合には、これを機器保護運転条件を満たす状態とみなし、燃料電池システム３０の運転を保護するための保護制御が必要な影響情報として抽出する。
【００６４】
また、例えば、前述の影響情報を判断する基準が、湿度閾値が３０％以下である状態が第２時間である１０ｈ以上継続している場合とする。この場合には、湿度が低いため燃焼排ガスの露点が低くなり、熱交換器６０において燃焼排ガスを低い露点まで十分に冷却することができず、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水を回収することができない。すると、改質器５２に供給する改質水が不足し、水自立運転が阻害される。よって、燃料電池システム３０の運転を継続できず、また、燃料電池システム３０が故障する可能性がある。例えば、管理制御部２１は、記憶部２３の図２の情報を参照し、例えば、地域Ｂが現在時刻で湿度が１５％であることから、現在時刻から時間を遡って湿度が湿度閾値以下である継続時間を取得する。そして、管理制御部２１は、例えば、湿度が湿度閾値（３０％）以下である状態が、第２時間（１０ｈ）以上である１２ｈ継続している場合には、これを機器保護運転条件を満たす状態とみなし、燃料電池システム３０の運転を保護するための保護制御が必要な影響情報として抽出する。
【００６５】
また、例えば、前述の影響情報を判断する基準が、大雨警報、雷警報及び暴風警報などの予報が発令された場合であるとする。大雨、雷及び暴風などに起因して、商用電力を供給する電線が切れ、また、大電流が商用電力に加わるなどし、商用電力の電圧変動及び商用電力の供給停止などが起こる場合がある。ここで、燃料電池システム３０は商用電力を供給する商用電力系統３５と連系運転可能となっている。そのため、商用電力の電圧変動及び供給停止などにより商用電力が不安定となることで、燃料電池システム３０の運転も不安定となり、燃料電池システム３０の運転を継続できず、また、燃料電池システム３０が故障する可能性がある。このような場合、燃料電池システム３０の運転を保護するための保護制御が必要である。そこで、例えば、管理制御部２１は、記憶部２３の図２の情報を参照し、例えば、地域Ｃについて、１６時から大雨警報に該当するとの予報を影響情報として抽出する。同様に、管理制御部２１は、地域Ｄについて１５時３０分から雷警報に該当するとの予報、また、地域Ｅについて１５時３０分から暴風警報に該当するとの予報を影響情報として抽出する。
【００６６】
また、例えば、前述の影響情報を判断する基準が、ＰＭ２．５の異物閾値が１０μｇ／ｍ３以上であり、硫黄化合物の異物閾値が０．０５ｐｐｍ以上であり、黄砂及び花粉の異物閾値が「多い」とする。異物の量が異物閾値以上である場合、例えば、ＰＭ２．５、硫黄化合物、黄砂及び花粉などの異物が空気とともに燃料電池システム３０に取り込まれて、燃料電池システム３０の運転を継続できず、また、燃料電池システム３０が故障する可能性がある。このような場合、燃料電池システム３０の運転を保護するための保護制御が必要である。そこで、例えば、管理制御部２１は、記憶部２３の図２の情報を参照し、例えば、地域Ｆついて、ＰＭ２．５の量が３０μｇ／ｍ３であり、異物閾値１０μｇ／ｍ３以上であるとして、これを影響情報として抽出する。
【００６７】
図９は、存在情報に関する影響情報の一例である。管理制御部２１は、例えば、家庭４５において、消費電力量１００ｗｈ未満である場合に基づいて、その家屋に人が不在であると判断する。管理制御部２１は、例えば、家Ｃ、Ｄについて、消費電力量が１００Ｗｈ未満であるので不在と判断し、保護制御を行うことが燃料電池システム３０の運転にとって好適であるので、これを影響情報として抽出する。
ここで、燃料電池システム３０を有する家庭４５の家屋内及びその周囲の家屋に人が存在しないことを考慮して、燃料電池システム３０は発電効率のよい運転に制御される。例えば、燃料電池システム３０に対して、ラジエータ６５及び循環ポンプ６４などの駆動を向上させる保護制御、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を下げる保護制御及び換気ファン６６の駆動を低下させる保護制御などの、燃料電池システム３０にとって発電効率のよい運転が行われる。この保護制御により、燃料電池システムを発電効率の良い状態で運転して、故障などを抑制することで燃料電池システムを保護できる。
【００６８】
一方、家庭４５において、消費電力量１００ｗｈ以上である場合に基づいて、その家屋に人が在宅していると判断する。例えば、管理制御部２１は、記憶部２３の図３の情報を参照し、家Ａ、Ｂについて、消費電力量が１００Ｗｈ以上であるので在宅と判断する。
ここで、燃料電池システム３０を有する家庭４５の家屋内及びその周囲の家屋に人が存在することを考慮して、燃料電池システム３０は発電効率の低い運転に制御される。例えば、燃料電池システム３０に対して、騒音抑制及び筐体温度上昇抑制などのために、ラジエータ６５及び循環ポンプ６４などの駆動を低下させる制御、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を上げる制御及び換気ファン６６の駆動を向上させる制御などの、燃料電池システム３０にとって発電効率の低い運転が行われる。このような発電効率の低い運転は、燃料電池システム３０に負担をかけて運転の継続を阻害し、また、燃料電池システム３０の故障を招く。
以上のように管理制御部２１が記憶部２３内のシステム管理情報から抽出した影響情報は、記憶部２３に図８、図９に示すように記憶される。
【００６９】
（３）保護制御
次に、燃料電池システム３０の保護制御について説明する。管理制御部２１は、ネットワーク４０を介して情報収集サイト１０から取得したシステム管理情報から、前述のように影響情報を取得する。また、管理制御部２１は、影響情報に基づいた指令を、ネットワーク４０を介して運転制御部３３に送信し、運転制御部３３は指令に基づいて燃料電池システム３０を保護制御する。より具体的には、管理制御部２１は、影響情報に基づいて、燃料電池システム３０の故障などを抑制するような燃料電池システム３０の保護制御を運転制御部３３に指令する。指令を受けた運転制御部３３は、自身の記憶部から該当する保護制御を抽出し、抽出した保護制御に基づいて燃料電池システム３０を制御する。
【００７０】
このように、燃料電池システム３０外部からネットワーク４０を介して取得したシステム管理情報のうち影響情報を利用して、燃料電池システム３０を保護制御できる。また、機器保護運転条件を満たす影響情報を考慮して燃料電池システム３０を保護制御することで、燃料電池システム３０を保護制御できる。これにより、例えば、燃料電池システム３０の故障を抑制し、運転寿命を長くすることができる。
【００７１】
以下に、気象情報及び異物情報に関する影響情報、及び存在情報に関する影響情報に基づいた、燃料電池システム３０の故障を抑制する保護制御について説明する。なお、記憶部２３内に記憶されている気象情報、異物情報及び存在情報に関するシステム管理情報は、図２及び図３に示すものであり、影響情報は図８及び図９に示すものとする。
【００７２】
（３−１）気温及び湿度に基づく保護制御
まず、気温及び湿度に基づく燃料電池システム３０の保護制御について説明する。図１０は、気温及び湿度に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１：管理制御部２１は、記憶部２３の複数の地域のうちある地域に着目する（図２）。
ステップＳ２：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３の情報（図２）を参照して、気温が気温閾値以上か否かを判断する。気温が気温閾値以上である場合（ステップＳ２においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ３に処理を進める。気温が気温閾値未満である場合（ステップＳ２においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ２の処理を継続する。
【００７３】
ステップＳ３：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３（図２）を参照して、現在時刻から時間を遡って気温が気温閾値（例えば３５℃）以上である継続時間を取得し、第１時間（例えば１０ｈ）以上であるか否かを判断する。気温が気温閾値以上である継続時間が第１時間以上である場合（ステップＳ３においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ６に処理を進める。ステップＳ３においてＹｅｓの判断がなされた場合、判断結果を影響情報として記憶部２３に図８に示すように記憶する。一方、気温が気温閾値以上である継続時間が第１時間未満である場合（ステップＳ３においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ２に処理を戻す。
【００７４】
ステップＳ４：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３（図２）を参照して、湿度が湿度閾値（例えば３０％）以下か否かを判断する。湿度が湿度閾値以下である場合（ステップＳ４においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ５に処理を進める。湿度が湿度閾値を超える場合（ステップＳ４においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ４の処理を継続する。
ステップＳ５：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３（図２）を参照して、現在時刻から時間を遡って湿度が湿度閾値以下である継続時間を取得し、第２時間（例えば１０ｈ）以上であるか否かを判断する。湿度が湿度閾値以下である継続時間が第２時間以上である場合（ステップＳ５においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ６に処理を進める。ステップＳ５においてＹｅｓの判断がなされた場合、判断結果を影響情報として記憶部２３に図８に示すように記憶する。一方、湿度が湿度閾値以下である継続時間が第２時間未満である場合（ステップＳ５においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ４に処理を戻す。
【００７５】
ステップＳ６：管理制御部２１は、図７から着目地域に配備されている燃料電池システム３０を抽出する。例えば、管理制御部２１は、着目地域が地域Ａの場合は、図７から地域Ａに配備された燃料電池システムＡａ、Ａｂ、Ａｃ・・・を抽出する。そして、管理制御部２１は、抽出した燃料電池システム３０（Ａａ、Ａｂ、Ａｃ・・・）において、水を追加的に供給する必要のない水自立運転が可能なように、当該燃料電池システム３０を運転制御部３３を介して保護制御する。
【００７６】
具体的には、管理制御部２１は、水自立運転が可能な保護制御を行うように運転制御部３３に指令を行う。この指令を受けて運転制御部３３は燃料電池システム３０の保護制御を、自身の記憶部から具体的に抽出して行う。例えば、運転制御部３３は、燃料電池システム３０において改質水を確保するように制御する。また、例えば、運転制御部３３は、改質水を溜める改質水タンク８０を満水に近い状態又は満水に制御する。このように改質水を確保するために、例えば、運転制御部３３は、燃料電池システム３０の発電出力を定格出力よりも低い低出力に固定する制御と、Ｓ／Ｃ（Steam Carbon ratio）を初期値よりも下げる制御と、燃料電池システム３０の貯湯タンク３００ｂから排湯する制御とのうち少なくとも一つの制御により、燃料電池システム３０を保護制御する。
【００７７】
ここで、気温が気温閾値以上である状態が継続した場合には、気温が高いため、燃料電池システム３０の燃料電池５０から出た燃焼排ガスを熱交換器６０において十分に冷却できず、燃焼排ガス中の水分十分に凝縮して改質水として回収できない。また、湿度が湿度閾値以下である状態が継続した場合には、湿度が低いため燃焼排ガスの露点が低くなり、熱交換器６０において燃焼排ガスを低い露点まで十分に冷却することができず、燃焼排ガス中の水分を十分に凝縮して改質水を回収できない。これらの場合には、燃焼排ガスから十分に水を回収することができず、改質器５２に供給する改質水が不足し、水自立運転が阻害される。例えば、燃料電池システム３０の外部から水を供給できない場合には、燃料電池システム３０の運転を継続できず、また、燃料電池システム３０が故障する可能性がある。
【００７８】
そこで、運転制御部３３は、燃料電池システム３０の発電出力を定格出力よりも低い低出力に制御し、燃料電池システム３０の温度を低く維持し、燃焼排ガスから改質水を回収し易くする。例えば、定格出力が７００Ｗであるのに対して、２００Ｗの低出力に固定する。例えば、運転制御部３３は、原燃料流路５１を介して燃料電池５０に供給される原燃料の量の制御、空気流路５４を介して燃料電池５０に供給される空気の量の制御などにより、出力抑制を行う。このような制御により燃料電池システム３０の温度を低くし、燃料電池５０から出た燃焼排ガスの凝縮を促進させて燃焼排ガスから改質水を回収し易くする。
【００７９】
また、運転制御部３３は、Ｓ／Ｃを初期値よりも下げることで、燃料電池システム３０の発電出力を定格出力よりも低い低出力に制御する。例えば、運転制御部３３は、Ｓ／Ｃの初期値が２．６であるのに対して、２．２に下げる。例えば、運転制御部３３は、原燃料流路５１を介して燃料電池５０に供給される原燃料の量を調整し、また、ポンプ８３の制御により改質水タンク８０から供給される改質水の量を調整するなどする。このような制御により燃料電池システム３０の温度を低くし、燃料電池５０から出た燃焼排ガスの凝縮を促進させて、燃焼排ガスから改質水を回収し易くする。
【００８０】
また、運転制御部３３は、貯湯タンク３００ｂから排湯するように制御し、貯湯タンク３００ｂ内の湯水の温度を下げる。例えば、運転制御部３３は、出湯路３１から貯湯タンク３００ｂ中の湯水を出湯するように制御し、湯水の出湯に応じて給水路３２から貯湯タンク３００ｂに給水するように制御する。これにより、熱交換器６０に供給する湯水の温度を低くし、熱交換器６０において燃焼排ガスの凝縮を促進させて、燃焼排ガス中から改質水を回収し易くする。
【００８１】
このように燃焼排ガスの凝縮を促進させて燃焼排ガスからの改質水の回収を促進させる。よって、燃料電池システム３０は、改質水タンク８０の改質水を増加させて、例えば改質水タンク８０を満水又は満水に近い状態とし、水自立運転が可能となる。また、水自立運転の継続時間を延ばすことができる。ひいては、燃料電池システム３０の外部から水を供給できない場合であっても、水自立運転により、燃料電池システム３０の運転を継続させることができる。よって、燃料電池システム３０の故障などを抑制するように燃料電池システム３０を保護できる。
ステップＳ７：運転制御部３３は、改質水タンク８０が満水及び満水に近い状態など改質水が確保されたか否かを判断する。具体的には、運転制御部３３は、水位検出器８４により改質水タンク８０の水位を検出し、改質水が所定値以上確保されたか否かを判断する。運転制御部３３は、改質水が確保されたと判断した場合（ステップＳ７においてＹｅｓ）は処理を終了する。一方、改質しが確保されていないと判断した場合（ステップＳ７においてＮｏ）はステップＳ６の処理を継続する。
なお、管理制御部２１は、上記の処理を複数の地域について順次または並列的に行い、各地域の燃料電池システム３０の保護制御を行う。
また、上記では、気温及び湿度の両方に基づいて燃料電池システム３０の保護制御を行っているが、気温及び湿度のいずれかに基づいて保護制御を行ってもよい。
【００８２】
（３−２）警報に基づく保護制御
次に、警報に基づく燃料電池システム３０の保護制御について説明する。図１１は、警報に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１１：管理制御部２１は、記憶部２３の複数の地域のうちある地域に着目する（図２）。
ステップＳ１２：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３の情報（図２）を参照して、大雨警報、雷警報及び暴風警報を含む警報の予報が発令されているか否かを判断する。警報の予報が発令されている場合（ステップＳ１２においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ１３に処理を進める。ステップＳ１２においてＹｅｓの判断がなされた場合、判断結果を影響情報として記憶部２３に図８に示すように記憶する。一方、警報の予報が発令されていない場合（ステップＳ１２においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ１２の処理を継続する。
【００８３】
ステップＳ１３：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３の情報（図２）を参照して、警報の予報時刻に基づいて、予報時刻に該当するよりも前の保護制御開始時刻を推定する。例えば、図８に示すように、地域Ｃにおいて１６時から大雨警報に該当するとの予報が出ている場合には、管理制御部２１は、保護制御開始時刻を１５時４０分と推定する。また、例えば、地域Ｄにおいて１５時３０分から雷警報に該当するとの予報が出ている場合には、管理制御部２１は、保護制御開始時刻を１５時１０分と推定する。保護制御開始時刻は、警報の予報時刻よりも前の時刻であり、大雨、雷及び暴風などに起因した燃料電池システム３０の故障等を抑制可能な時刻である。
ステップＳ１４：管理制御部２１は、現在時刻が保護制御開始時刻に到達したか否かを判定し、到達した場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）は、ステップＳ１５に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ１４のＮｏ）は、ステップＳ１４において保護制御開始時刻になるまで待機する。
【００８４】
ステップＳ１５：管理制御部２１は、図７から着目地域に配備されている燃料電池システム３０を抽出する。例えば、着目地域が地域Ａの場合は、図７から地域Ａに配備された燃料電池システムＡａ、Ａｂ、Ａｃ・・・を抽出する。そして、管理制御部２１は、保護制御開始時刻に、抽出した燃料電池システム３０（Ａａ、Ａｂ、Ａｃ・・・）を商用電力系統３５から切り離すように運転制御部３３に指令する。運転制御部３３は、この指令に基づいて、当該燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離す保護制御を行う。例えば、燃料電池システム３０の電力変換装置１１０と、商用電力系統３５との連結部分に入切スイッチが設けられており、運転制御部３３は、この入切スイッチを切ることで燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離す。
【００８５】
ここで、大雨、雷及び暴風などに起因して、商用電力を供給する電線が切れ、また、大電流が商用電力に加わるなどし、商用電力の電圧変動及び商用電力の供給停止などが起こる場合がある。ここで、燃料電池システム３０は商用電力を供給する商用電力系統３５と連系運転可能となっている。そのため、商用電力の電圧変動及び供給停止などにより商用電力が不安定となることで、燃料電池システム３０の運転も不安定となり、燃料電池システム３０が故障などして運転を継続できない可能性がある。
【００８６】
そこで、管理制御部２１は、雨、雷及び風に関する警報に関する情報が発令された場合には、予報時刻よりも前の保護制御開始時刻（制御開始時刻）に、燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離すように運転制御部３３に指令する。これにより、燃料電池システム３０の故障などを事前に抑制して保護し、運転寿命を長くすることができる。この場合、商用電力系統３５から切り離された燃料電池システム３０は自立運転を行うことも可能である。
【００８７】
ステップＳ１６：管理制御部２１は、着目地域について予報が解除されたか否かを判断し、解除された場合（ステップＳ１６のＹｅｓ）はステップＳ１７に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ１６のＮｏ）は、ステップＳ１６において警報の予報が解除されるまで待機する。
ステップＳ１７：管理制御部２１は、燃料電池システム３０の当該燃料電池システム３０を商用電力系統３５に再び接続するように運転制御部３３に指令し、保護制御を解除する。
なお、管理制御部２１は、上記の処理を複数の地域について順次または並列的に行い、各地域の燃料電池システム３０の保護制御を行う。
【００８８】
（３−３）異物情報に基づく保護制御
次に、異物情報に基づく燃料電池システム３０の保護制御について説明する。図１２は、異物情報に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ２１：管理制御部２１は、記憶部２３の複数の地域のうちある地域に着目する（図２）。
ステップＳ２２：管理制御部２１は、着目地域について記憶部２３の情報（図２）を参照して、異物の量が異物閾値以上か否かを判断する。異物の量が異物閾値以上の場合（ステップＳ２２においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ２３に処理を進める。ステップＳ２２においてＹｅｓの判断がなされた場合、判断結果を影響情報として記憶部２３に図８に示すように記憶する。一方、異物の量が異物閾値未満の場合（ステップＳ２２においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ２２の処理を継続する。
【００８９】
ステップＳ２３：管理制御部２１は、着目地域に配備されている燃料電池システム３０を抽出する。例えば、着目地域が地域Ａの場合は、図７から地域Ａに配備された燃料電池システムＡａ、Ａｂ、Ａｃ・・・を抽出する。そして、管理制御部２１は、抽出した燃料電池システム３０（Ａａ、Ａｂ、Ａｃ・・・）において、運転制御部３３を介して当該燃料電池システム３０を保護制御する。
【００９０】
具体的には、管理制御部２１は、保護制御を行うように運転制御部３３に指令を行う。この指令を受けて運転制御部３３は燃料電池システム３０の保護制御を、自身の記憶部から具体的に抽出して行う。例えば、運転制御部３３は、保護制御として、燃料電池システム３０の発電出力を現在の発電出力よりも低下させる制御と、燃料電池システム３０の発電を停止させる制御と、燃料電池システム３０に空気を供給する箇所に設けられた通常フィルタを異物の除去量を向上できる予備フィルタに交換する制御とのうち少なくとも一つの制御を行う。
なお、通常フィルタは、空気流路５４に備えられており、予備フィルタは通常フィルタの近傍に備えられている。また、通常フィルタと予備フィルタとを交換可能な駆動機構が備えられており、運転制御部３３の制御により駆動機構が動作し、通常フィルタと予備フィルタとが交換される。この通常フィルタは、例えば２．０μｍのメッシュ状フィルタであり、予備フィルタは、例えば０．１μｍのメッシュ状フィルタである。
【００９１】
ここで、例えば、ＰＭ２．５、酸化硫黄などの硫黄化合物、黄砂及び花粉などの異物の量が異物閾値以上である場合には、比較的多い量の異物が空気とともに燃料電池システム３０に取り込まれて、燃料電池システム３０が運転を継続できず、また、燃料電池システム３０が故障する可能性がある。
運転制御部３３は、異物の量が異物閾値以上であり管理制御部２１から保護制御の指令を受けとると、燃料電池システム３０の発電出力を現在の発電出力よりも低下させ、また、燃料電池システム３０の発電を停止させることで、燃料電池システム３０内に空気とともに取り込まれる異物の量を低下させる。例えば、運転制御部３３は、原燃料流路５１を介して燃料電池５０に供給される原燃料の量の制御、空気流路５４を介して燃料電池５０に供給される空気の量の制御などにより、出力抑制又は停止を行う
【００９２】
また、運転制御部３３は、異物の量が異物閾値以上であり管理制御部２１から保護制御の指令を受けとると、通常フィルタと予備フィルタとを交換可能な駆動機構を制御し、現在の通常フィルタから、異物の除去が可能な予備フィルタに自動的に交換して異物の除去量を向上させることで、燃料電池システム３０内に空気とともに取り込まれる異物の量を低下させる。なお、運転制御部３３は、異物の量が異物閾値以上であり管理制御部２１から保護制御の指令を受けとると、異物の除去が可能な予備フィルタに交換すべきであるとの報知を行い、ユーザやサービスマンに通常フィルタから予備フィルタに交換させる指示をしてもよい。
以上の処理により、燃料電池システム３０内に取り込まれる異物の量を少なくし、燃料電池システム３０の故障などを抑制して保護し、燃料電池システム３０の運転寿命を長くすることができる。
【００９３】
ステップＳ２４：管理制御部２１は、着目地域について、異物の量が異物閾値以上か否かを判断し、異物閾値未満の場合（ステップＳ２４のＮｏ）はステップＳ２５に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）は、ステップＳ２４において異物の量が異物閾値未満になるまで保護制御を継続する。
ステップＳ２５：管理制御部２１は、燃料電池システム３０の運転制御部３３を介して当該燃料電池システム３０の保護制御を解除する。
なお、管理制御部２１は、上記の処理を複数の地域について順次または並列的に行い、各地域の燃料電池システム３０の保護制御を行う。
【００９４】
（３−４）存在情報に基づく保護制御
次に、存在情報に基づく燃料電池システム３０の保護制御について説明する。図１３は、存在情報に基づく燃料電池システムの保護制御の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップＳ３１：管理制御部２１は、記憶部２３の複数の家のうちある家Ｘに着目する（図３）。
ステップＳ３２：管理制御部２１は、家Ｘについて記憶部２３の情報（図３）を参照して、消費電力量に基づいて、家Ｘの人が在宅であるか否かを判断する。例えば、消費電力量１００ｗｈ以上である場合に基づいて、在宅であると判断する。家Ｘの人が在宅である場合は（ステップＳ３２においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ３５に処理を進める。例えば、家Ｘとして家Ａが着目され、図３に示される家Ａの消費電力量から在宅と判断される。
一方、家Ｘの人が不在である場合は（ステップＳ３２においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ３３に処理を進める。ステップＳ３２においてＮｏの判断がなされた場合、判断結果を影響情報として記憶部２３に図９に示すように記憶する。
【００９５】
ステップＳ３３：次に、管理制御部２１は、家Ｘに隣接する家Ｙに着目する（図３）。記憶部２３の情報（図３）を参照して、前述と同様に消費電力量に基づいて、家Ｙの人が在宅であるか否かを判断する。家Ｙの人が在宅である場合は（ステップＳ３３においてＹｅｓ）は、管理制御部２１は、ステップＳ３５に処理を進める。例えば、家Ｘに隣接する家Ｙとして家Ｂが着目され、図３に示される家Ｂの消費電力量から在宅と判断される。
一方、家Ｙの人が不在である場合は（ステップＳ３３においてＮｏ）は、管理制御部２１は、ステップＳ３４に処理を進める。ステップＳ３３においてＮｏの判断がなされた場合、判断結果を影響情報として記憶部２３に図９に示すように記憶する。
【００９６】
ステップＳ３４：管理制御部２１は、家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙのいずれも不在であり、影響情報として抽出されているので、着目している家Ｘの燃料電池システム３０が発電効率の良い運転となるように運転制御部３３に指令を行う。この指令を受けて運転制御部３３は燃料電池システム３０の保護制御を、自身の記憶部から具体的に抽出して行う。
家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙのいずれも不在であるので、例えば、運転制御部３３は、家Ｘの燃料電池システム３０の燃料電池５０を冷却するための流体を循環させるラジエータ６５及び循環ポンプ６４の少なくともいずれかの駆動を向上させるように保護制御する。
【００９７】
ここで、貯湯タンク３００ｂの流体を冷やすラジエータ６５及び循環ポンプ６４の駆動を向上させることにより騒音が発生するが、対象としている家Ｘ及び周囲に隣接する家Ｙに人が存在していない場合には、騒音問題を無視できる。よって、この場合には、ラジエータ６５及び循環ポンプ６４の駆動を向上させ、熱交換器６０での熱交換率が向上し改質水を確保できるなど、燃料電池システム３０を発電効率よく運転できる。燃料電池システム３０を発電効率よく運転させることで、燃料電池システム３０の故障などを抑制するように燃料電池システム３０を保護できる。また、燃料電池システム３０の運転寿命を長くすることができる。
【００９８】
また、家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙのいずれも不在であるので、例えば、運転制御部３３は、燃料電池システム３０の発電電力と商用電力系統３５の商用電力との間で連系運転可能なように電力変換を行う電力変換装置１１０のスイッチング周波数を下げるように保護制御する。ここで、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を下げることで、燃料電池システム３０を駆動させた場合の異音が可聴域内に存在する量が多くなって騒音が発生するが、家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙに人が存在していない場合には、騒音問題を無視できる。よって、この場合には、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を下げて電力の変換効率を向上させる。これにより、発電効率のよい運転により燃料電池システム３０の故障などを抑制して保護し、燃料電池システム３０の運転寿命を長くできる。
【００９９】
また、家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙのいずれも不在であるので、例えば、運転制御部３３は、燃料電池システム３０の筐体温度を低下させるための換気ファン６６の駆動を低下させるように保護制御する。ここで、換気ファン６６の駆動を低下させると燃料電池システム３０の筐体温度が上昇するが、家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙに人が存在していない場合には、筐体温度の上昇によるやけどなどの人等への影響を無視できる。よって、この場合には、換気ファン６６の駆動を低下させて、筐体温度を上昇させて燃料電池５０での発電量を向上させる。これにより燃料電池システム３０を発電効率よく運転して燃料電池システム３０を保護し、燃料電池システム３０の運転寿命を長くできる。
【０１００】
上述のように騒音問題を無視できる場合、例えば、家Ｘの燃料電池システム３０を運転することによる約５０ｄＢ以上の騒音を許容できる。
また、上述のように筐体温度の上昇を無視できる場合、例えば、家Ｘの燃料電池システム３０を運転することによる約８０℃以上の筐体温度を許容できる。
【０１０１】
ステップＳ３５：家Ｘ及び家Ｘに隣接する家Ｙに人が在宅している場合には、管理制御部２１は、燃料電池システム３０を有する家庭の家屋内及びその周囲の家屋に人が存在することを考慮して、運転制御部３３を介して燃料電池システム３０に対して騒音抑制及び筐体温度上昇抑制などの制御を行うように指令する。
管理制御部２１からの指令を受け、運転制御部３３は、騒音抑制のために、ラジエータ６５及び循環ポンプ６４などの駆動を低下させる制御、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を上げる制御を行う。また、運転制御部３３は、筐体温度上昇抑制のために、換気ファン６６の駆動を向上させる制御などを行う。これにより、燃料電池システム３０は発電効率の低い運転に制御される。
騒音抑制の制御により、家Ｘの燃料電池システム３０を運転することによる駆動音量を例えば約３０ｄＢ以下とする。また、筐体温度上昇抑制の制御により、家Ｘの燃料電池システム３０を運転することによる筐体温度を例えば約６０℃以下とする。
なお、管理制御部２１は、上記の処理を複数の家について順次または並列的に行い、各家の燃料電池システム３０の保護制御を行う。
【０１０２】
［別実施形態］
（１）上記実施形態では、管理制御部２１が、システム管理情報に基づいて影響情報を抽出している。しかし、燃料電池システム３０の運転制御部３３が、管理制御部２１から取得したシステム管理情報から影響情報を抽出してもよい。影響情報の抽出手法は、上記実施形態と同様である。
【０１０３】
（２）上記実施形態では、管理制御部２１が、影響情報に基づいて、燃料電池システム３０の保護制御を行うように運転制御部３３に指令を行う。この指令には保護制御の具体的内容は含まれておらず、影響情報に対応した保護制御の指令のみである。そして、この指令を受けた運転制御部３３が、自身の記憶部から指令に対応した具体的な保護制御を抽出して、燃料電池システム３０の保護制御を行う。しかし、管理制御部２１が、具体的な保護制御を含む指令を運転制御部３３に行ってもよい。
【０１０４】
例えば、上記実施形態の“気温及び湿度に基づく保護制御”においては、管理制御部２１が、影響情報に基づいて、水自立運転が可能な保護制御を行うように運転制御部３３に指令を行う。そして、この指令を受けた運転制御部３３が、指令に対応した水自立運転に関する保護制御として、改質水を確保する制御を選択して行う。しかし、例えば、管理制御部２１が、影響情報に基づいて、水自立運転を可能とするために改質水を確保する具体的な制御として、燃料電池システム３０の発電出力を定格出力よりも低い低出力に固定する制御と、Ｓ／Ｃ（Steam Carbon ratio）を初期値よりも下げる制御と、燃料電池システム３０の貯湯タンク３００ｂから排湯する制御とのうち少なくとも一つの制御を、運転制御部３３に具体的に指令する構成としてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態の“異物情報に基づく保護制御”においては、管理制御部２１が、異物に関する影響情報に基づいて、保護制御を行うように運転制御部３３に指令を行う。そして、この指令を受けた運転制御部３３が、燃料電池システム３０の発電出力を現在の発電出力よりも低下させるなどの具体的な制御を行う。しかし、例えば、管理制御部２１が、影響情報に基づいて、燃料電池システム３０の発電出力を現在の発電出力よりも低下させる制御と、燃料電池システム３０の発電を停止させる制御と、燃料電池システム３０に燃料及び空気を供給する箇所に設けられた通常フィルタを異物の除去量を向上できる予備フィルタに交換する制御とのうち少なくとも一つの制御を、運転制御部３３に具体的に指令する構成としてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態の“存在情報に基づく保護制御”においては、管理制御部２１が、各家の在宅又は不在による情報に基づいて、燃料電池システム３０の発電効率を考慮した制御を運転制御部３３に指令する。そして、この指令を受けた運転制御部３３が、指令に対応した具体的な制御を選択して行う。しかし、例えば、管理制御部２１が、各家が在宅であるとの情報に基づいて、ラジエータ６５及び循環ポンプ６４の駆動を低下させる制御と、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を上げる制御と、換気ファン６６の駆動を向上させる制御とのうち少なくとも一つの制御を、運転制御部３３に具体的に指令する構成としてもよい。逆に、管理制御部は、各家が不在であるとの影響情報に基づいて、ラジエータ６５及び循環ポンプ６４の駆動を上昇させる保護制御と、電力変換装置１１０のスイッチング周波数を下げる保護制御と、換気ファン６６の駆動を低下させる保護制御とのうち少なくとも一つの保護制御を、運転制御部３３に具体的に指令する構成としてもよい。
【０１０７】
なお、上記実施形態の“警報に基づく保護制御”においては、管理制御部２１が、影響情報に基づいて、運転制御部３３に対して、燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離すように指令する。そして、この指令を受けた運転制御部３３が、燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離す。しかし、例えば、管理制御部２１が、影響情報に基づいて、燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離してもよい。
さらに、管理制御部２１が運転制御部３３に影響情報を通知し、運転制御部３３が影響情報の通知を受けて燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離してもよい。
また、上記実施形態では、管理制御部２１が保護制御開始時刻を推定しているが、運転制御部３３が保護制御開始時刻を推定してもよい。
【０１０８】
（３）上記実施形態では、管理制御部２１は、気温、湿度及び警報の少なくとも一つを含む気象情報と、大気に含まれる異物に関する異物情報と、家屋などにおける人の存在の有無に関する存在情報とを含むシステム管理情報に基づいて影響情報を判断して、影響情報に基づいて燃料電池システム３０を制御している。しかし、システム管理情報はこれに限定されず、例えば気象情報として注意報又はその予報を含んでいてもよい。また、システム管理情報は、例えば日射強度、日射時間などの日射量に関する情報を含んでいてもよい。よって、影響情報には、注意報の内容、その予報時刻、所定の閾値を超える日射強度及び所定の閾値を超える日射時間などが含まれてもよい。
その他、上記実施形態では、警報として大雨警報、雷警報及び暴風警報を例に挙げているが、警報はこれに限定されない。例えば、警報には、洪水警報、暴風雪警報、大雪警報、波浪警報、高潮警報及び地震警報などの各種警報が含まれていてもよい。
【０１０９】
（４）上記実施形態では、管理制御部２１は、警報の予報が発令されているとの情報を、燃料電池システムに影響を与える影響情報、つまり機器保護運転条件を満たすと情報（影響情報）としている。しかし、燃料電池システムに影響を与える影響情報としては、警報の予報時刻などの予報ではなく、現時点で警報が発令されているとの情報であってもよい。
ここで、上記実施形態では、管理制御部２１は、警報の予報が発令されている場合は、予報時刻に基づいて保護制御開始時刻を推定し、保護制御開始時刻に燃料電池システム３０を保護制御する。しかし、現時点ですでに警報が発令されている場合には、管理制御部２１は、保護制御開始時刻を推定せずに、警報の発令時点において、燃料電池システム３０を保護制御してもよい。
さらには、警報の予報時刻を含む予報であっても、管理制御部２１は、保護制御開始時刻を推定せず、予報時刻において燃料電池システム３０を保護制御してもよい。
【０１１０】
（５）上記実施形態では、保護制御として、気温・湿度に応じて水自立運転を確保するための保護制御、警報に応じて燃料電池システム３０を商用電力系統３５から切り離す保護制御、異物の量に応じて燃料電池システム３０の発電出力を調整し、またフィルタを交換する保護制御、騒音及び発熱を考慮せず燃料電池システム３０を発電効率よく運転させる保護制御を例に挙げている。しかし、影響情報に基づいて燃料電池システム３０の故障等を抑制する保護制御であればこれに限定されない。
【０１１１】
（６）上記実施形態では、気温が気温閾値以上である場合、また、湿度が湿度閾値以上である場合、改質水を確保するように保護制御する。この場合、気温の高さに応じて改質水を確保する量を異ならせてもよい。例えば、気温閾値が、第１気温閾値と、第１気温閾値よりも高い第２気温閾値を含む複数の気温閾値を含む。気温が第１気温閾値以上、かつ第２気温閾値未満の場合は、改質水を改質水タンク８０の容量の例えば６０％まで確保するように保護制御する。また、気温が第２気温閾値以上の場合は、改質水を改質水タンク８０が例えば満水になるように保護制御する。
同様に、湿度閾値が、第１湿度閾値と、第１湿度閾値よりも低い第２湿度閾値を含む複数の湿度閾値を含む。湿度が第１湿度閾値以下、かつ第２湿度閾値以上の場合は、改質水を改質水タンク８０の容量の例えば６０％まで確保するように保護制御する。また、湿度が第２湿度閾値未満の場合は、改質水を改質水タンク８０が満水になるように保護制御する。
【０１１２】
また、上記実施形態では、異物の量が異物閾値以上である場合には、燃料電池システム３０の発電出力を現在の発電出力よりも低下させ、また、燃料電池システム３０の発電を停止させる保護制御を行う。ここで、異物閾値が、第１異物閾値と、第１異物閾値よりも高い第２異物閾値を含む複数の異物閾値を含んでいてもよい。この場合、異物の量が第１異物閾値以上、かつ第２異物閾値未満の場合は、燃料電池システム３０の発電出力を現在の発電出力よりも低下させるように保護制御する。また、異物の量が第２異物閾値以上の場合は、燃料電池システム３０の発電を停止させるように保護制御する。
また、上記実施形態では、異物の量が異物閾値以上の場合に燃料電池システム３０の保護制御が行われる。しかし、異物の量が異物閾値以上の状態が所定時間以上継続した場合に、燃料電池システム３０の保護制御が行われるようにしてもよい。
【０１１３】
（７）上記実施形態では、家Ｘの人が不在であり、かつ家Ｘに隣接する家Ｙの人が不在である場合において、騒音問題を無視して、家Ｘの燃料電池システム３０を制御している。しかし、家Ｘの人が不在である条件と、家Ｘに隣接する家Ｙの人が不在である条件とを段階的に判断して、段階的な制御をしてもよい。例えば、家Ｘの人が不在である場合には３５ｄＢまで騒音を許容するように各種機器を制御する。また、家Ｘの人が不在であり、かつ家Ｙの人が不在である場合には５０ｄＢまで騒音を許容するように各種機器を制御する。このように段階的に許容する騒音量を設定することで、騒音問題を抑制しつつ、燃料電池システム３０をより発電効率よく運転できる。
【０１１４】
（８）上記実施形態では、家に人が在宅しているか否かを判断するために、消費電力量を用いている。しかし、在宅の判断はこれに限られず、例えばガスの使用量が閾値以上である場合は在宅と判断してもよい。また、在宅についての情報を、ネットワーク４０に接続された防犯システムなどの他のサービスから取得してもよい。防犯システムでは、家の住人が在宅であるか否か、住人以外の不審者が家に侵入しているかなどを取得している。
【０１１５】
（９）上記実施形態では、情報収集サイト１０が気象情報、異物情報及び存在情報の少なくとも一つを含むシステム管理情報を収取し、管理装置２０は情報収集サイト１０からシステム管理情報を取得する。しかし、管理装置２０自体がシステム管理情報を取得してもよい。
また、上記実施形態では、情報収集サイト１０の情報収集部１１が、各家庭の家屋内及びその周囲の家屋などにおける人の存在の有無を判断するために、各家庭の消費電力量、熱負荷量及び燃料電池システム３０に対するリモコン操作などを各家庭から取得する。しかし、管理装置２０が、各家庭の消費電力量、熱負荷量及び燃料電池システム３０に対するリモコン操作などの情報を、燃料電池システム３０を備える家庭から取得し、人の存在の有無を判断してもよい。
【０１１６】
（１０）上記実施形態では、影響情報か否かを判断する基準を、気温閾値を３５℃、第１時間を１０ｈ、湿度閾値を３０％、第２時間を１０時間などとしている。しかし、これはあくまでも一例であり、上記実施形態の値に限定されない。
【０１１７】
（１１）
上記実施形態では、例えば図１０のフローでは、気温が気温閾値である時間が第１時間以上継続している場合に、水自立運転のための保護制御を行う。そして、改質水が確保されたか否かに応じて保護制御を終了するか否かが決定されている。しかし、保護制御を終了するか否かの判断はこれには限定されない。
例えば、管理制御部２１が、気温と保護制御の継続時間との関係を示す関係式を予め持っておく。関係式は、例えば、気温が３５℃のときは保護制御の継続時間は２時間、気温が４０℃の時は保護制御の時間は５時間、気温が４５℃のときは保護制御の継続時間は１０時間などで表される。そして、管理制御部２１は、この関係式と、情報収集サイト１０から取得した気温とに基づいて、保護制御の継続時間を決定し、決定した継続時間が経過すると保護制御を終了してもよい。
【０１１８】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０        ：情報収集サイト
１１        ：情報収集部
１３        ：記憶部
２０        ：管理装置
２１        ：管理制御部
２３        ：記憶部
３０        ：燃料電池システム
３３        ：運転制御部
３５        ：商用電力系統
４０        ：ネットワーク
５０        ：燃料電池
６４        ：循環ポンプ
６５        ：ラジエータ
６６        ：換気ファン
８０        ：改質水タンク
１００      ：燃料電池制御システム
１１０      ：電力変換装置
【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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【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１２】
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【図１３】
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