(57)【要約】【課題】本発明は、発電装置への生物の接近を抑制できる電力変換装置及び電力変換方法を提供することを目的とする。【解決手段】電力変換装置７０は、発電装置が発電した直流電力の直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子７２ａ〜７２ｄを有するインバータ回路７２と、スイッチング素子７２ａ〜７２ｄのスイッチング周波数を、発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する周波数制御部１０５と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置が発電した直流電力の直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する周波数制御部と、
を備える電力変換装置。
【請求項２】
前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数は、電力変換効率が相対的に高くなるように設定されたスイッチング周波数よりも高い、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記発電装置のユーザから、予め、前記発電装置に接近する可能性がある生物に応じたスイッチング周波数の設定を受け付ける受付部を備え、
前記周波数制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記受付部が受け付けたスイッチング周波数に制御する、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記発電装置の異常状態を検出する異常検出部を備え、
前記周波数制御部は、前記異常検出部が異常状態を検出すると、前記スイッチング周波数を前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記周波数制御部は、前記異常検出部が異常状態を検出すると、前記異常状態の内容に基づいて、前記スイッチング周波数を前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記異常検出部が異常状態を検出すると、前記発電装置のユーザから、前記発電装置に接近する可能性がある生物に応じたスイッチング周波数の設定を受け付ける受付部を備え、
前記周波数制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記受付部が受け付けたスイッチング周波数に制御する、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記異常検出部は、前記発電装置内を流れる流体の温度、前記発電装置内の機器周囲の温度、前記発電装置内を流れる流体の流量、前記発電装置内の発電セルの温度及び発電装置内の機器の異常振動を含む状態値の少なくともいずれかに基づいて、前記異常状態を検出する、請求項４〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記異常検出部が前記異常状態を検出した後も前記異常状態が解消しない場合、前記周波数制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を段階的に上げる、請求項４〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記周波数制御部が、前記異常検出部が前記異常状態を検出したことに基づいて前記スイッチング周波数を制御した後に、前記異常検出部が前記異常状態が解消されたことを検出すると、前記周波数制御部は、前記異常状態に基づいて制御されたスイッチング周波数を、前記異常状態が検出される前のスイッチング周波数に戻す、請求項４〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記周波数制御部が、前記異常検出部が前記異常状態を検出したことに基づいて前記スイッチング周波数を制御した後に、前記異常検出部が前記異常状態を継続して検出すると、前記異常状態を報知する、請求項４〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
発電装置が発電した直流電力の直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子を有するインバータ回路を備える電力変換装置における電力変換方法であって、
前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御するステップを備える、電力変換方法。
【請求項１２】
前記発電装置の異常状態を検出するステップを備え、
前記スイッチング周波数を制御するステップでは、前記異常状態が検出されると、前記スイッチング周波数を前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する、請求項１１に記載の電力変換方法。
【請求項１３】
前記スイッチング周波数を制御するステップでは、前記異常状態が検出されたことに基づいて前記スイッチング周波数を制御した後に、前記異常状態が解消されたことが検出されると、前記異常状態に基づいて制御されたスイッチング周波数を、前記異常状態が検出される前のスイッチング周波数に戻す、請求項１２に記載の電力変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置及び電力変換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、太陽電池モジュールの発電した直流電力を、商用電力系統と連系して負荷に供給する電力変換装置が開示されている。この電力変換装置は、太陽電池モジュールの発電した直流電力の直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子を有するインバータ回路と、インバータ回路を制御するインバータ制御回路と、電力変換装置周囲の人の存在を感知する人感知手段とを備えている。人感知手段が人の存在を感知すると、インバータ制御回路がスイッチング周波数を上げるように制御し、インバータ回路はこのスイッチング周波数に基づいてスイッチング素子のオン及びオフを切り替えて直流電圧を交流電圧に変換する。逆に、人感知手段が人の存在を感知しないときは、インバータ制御回路はスイッチング周波数を下げるように制御する。
【０００３】
このように、特許文献１の電力変換装置では、人間の存在が感知されるときは、電力変換効率は落ちるもののスイッチング周波数を上げて騒音性能を満足させ、人間の存在が感知されないときはスイッチング周波数を下げて電力変換効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１０８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換装置が備えられた発電装置では、発電装置の流路やファン等にねずみ等の小動物及び蚊等の昆虫等が侵入することにより、発電装置が故障する事例が挙げられている。上記の特許文献１の電力変換装置では、人の存在の有無に応じて、騒音を抑制するようにスイッチング周波数を調整できるものの、小動物及び昆虫等の生物の侵入を抑制するためのスイッチング周波数の調整については何ら開示していない。
【０００６】
そこで、本発明は、発電装置への生物の接近を抑制できる電力変換装置及び電力変換方法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】
【０００７】
本発明に係る電力変換装置の特徴構成は、
発電装置が発電した直流電力の直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子を有するインバータ回路と、
前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する周波数制御部と、
を備える点にある。
【０００８】
近年、家庭用の発電装置が普及している。発電装置は、通常戸外に設置されており、例えば、ねずみ、こうもり、蚊、猫及び蛙等の生物が接近する可能性がある。本特徴構成によれば、発電装置への生物の接近を抑制可能なようにスイッチング周波数が制御されるため、当該スイッチング周波数に対応する周波数帯の音により、発電装置への生物の接近を抑制できる。
【０００９】
よって、発電装置に生物が侵入して、発電装置の例えば空気等の流路を閉塞させ、及び、発電装置に設けられたファンを故障させる等の発電装置への悪影響を抑えることができる。また、発電装置が例えば玄関などの戸内と戸外とを連通する場所に配置されている場合、スイッチング周波数が制御されることで発電装置への生物の接近を抑制し、ひいては、当該生物の玄関等への接近及び戸内への侵入等を抑制できる。
【００１０】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数は、電力変換効率が相対的に高くなるように設定されたスイッチング周波数よりも高い点にある。
【００１１】
本特徴構成によれば、周波数制御部は、発電装置への生物の接近を抑制可能なように、スイッチング周波数が、電力変換効率が相対的に高くなるように設定されたスイッチング周波数よりも高くなるように制御する。
【００１２】
ここで、電力変換装置のインバータ回路を出た後の交流電圧の電力波形には、電力変換装置が生成しようとしている生成波形に加えて、インバータ回路のスイッチング周波数に同期して生成される高調波成分が含まれる。本特徴構成によれば、インバータ回路は、発電装置への生物の接近を抑制可能なように相対的に高いスイッチング周波数に設定される。スイッチング周波数を上げることにより、高調波成分の周波数も上がる。これにより、生物の接近を抑制できることに加えて、高調波成分の影響によって、電力変換装置に接続される他の電子機器から発生する異音が耳に聞こえ難くなり、騒音問題を抑制できる。また、高調波成分の周波数が上がることで、照明のちらつきの間隔が狭まる等して、ちらつきの問題も抑制できる。
【００１３】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記発電装置のユーザから、予め、前記発電装置に接近する可能性がある生物に応じたスイッチング周波数の設定を受け付ける受付部を備え、
前記周波数制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記受付部が受け付けたスイッチング周波数に制御する点にある。
【００１４】
発電装置に接近する可能性のある生物としては、例えば、ねずみ、こうもり、蚊及び猫等が挙げられ、各生物が不快に感じる周波数が存在する。本特徴構成によれば、例えば、ユーザは、自身が好まない生物に応じて、当該生物を発電装置に接近させないためのスイッチング周波数（生物が不快に感じる周波数）を入力し、受付部はこのスイッチング周波数を受け付ける。周波数制御部は、ユーザの入力に基づいてスイッチング周波数を制御するため、ユーザが好まない生物の発電装置への接近を抑制できる。ひいては、ユーザが好まない生物の発電装置への侵入、当該生物の玄関等への接近及び戸内への侵入等を抑制できる。
【００１５】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記発電装置の異常状態を検出する異常検出部を備え、
前記周波数制御部は、前記異常検出部が異常状態を検出すると、前記スイッチング周波数を前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する点にある。
【００１６】
発電装置に生物が侵入すると、発電装置の例えば空気等の流路を閉塞させ、及び、発電装置に設けられたファンを故障させる等、発電装置に悪影響を与える。本特徴構成によれば、異常検出部が発電装置の異常状態を検出すると、周波数制御部は、スイッチング周波数を発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する。これにより生物の発電装置への接近を抑制できる。
【００１７】
また、異常状態が検出された場合にスイッチング周波数が制御される。周波数制御部は、例えば、異常状態が検出された場合にのみ、スイッチング周波数を上げるように制御する。よって、生物の接近抑制のために常にスイッチング周波数を上げるように制御している場合に比べて、素子のスイッチング時のスイッチング損失が大きくなるのを抑制し、電力変換効率の低下を抑制できる。
【００１８】
なお、スイッチング周波数の制御は、ユーザからのスイッチング周波数の入力に基づいて行われてもよいし、あるいは、周波数制御部が選択したスイッチング周波数に基づいて行われてもよい。
【００１９】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記周波数制御部は、前記異常検出部が異常状態を検出すると、前記異常状態の内容に基づいて、前記スイッチング周波数を前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する点にある。
【００２０】
本特徴構成によれば、周波数制御部は、異常状態の内容に応じてスイッチング周波数を制御するため、異常状態を発生させている可能性のある生物の接近を抑制できる。
【００２１】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記異常検出部が異常状態を検出すると、前記発電装置のユーザから、前記発電装置に接近する可能性がある生物に応じたスイッチング周波数の設定を受け付ける受付部を備え、
前記周波数制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記受付部が受け付けたスイッチング周波数に制御する点にある。
【００２２】
本特徴構成によれば、異常検出部が発電装置の異常状態を検出すると、周波数制御部は、ユーザからの入力に基づいてスイッチング周波数を制御する。異常状態が検出された場合に、ユーザが、発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数を設定することができ、ユーザの自由度が向上する。
【００２３】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記異常検出部は、前記発電装置内を流れる流体の温度、前記発電装置内の機器周囲の温度、前記発電装置内を流れる流体の流量、前記発電装置内の発電セルの温度及び発電装置内の機器の異常振動を含む状態値の少なくともいずれかに基づいて、前記異常状態を検出する点にある。
【００２４】
発電装置に生物が侵入すると、発電装置の例えば空気等の流路を閉塞させ、及び、発電装置に設けられたファンを故障させる等の悪影響が生じる。例えば、流路が閉塞すると、発電装置内を流れる流体の流量が減少する等の現象が生じる。また、ファン等が故障すると発電装置内の機器周囲の温度が上昇する等の現象が生じる。また、生物の侵入による流路の閉塞、及びファン等と生物との接触等により、機器に異常振動が生じる。本特徴構成によれば、異常検出部は、このような状態が示す流量、温度及び振動等の状態値を検出することで、発電装置に生物が侵入した可能性がある異常状態を検出できる。
【００２５】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記異常検出部が前記異常状態を検出した後も前記異常状態が解消しない場合、前記周波数制御部は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を段階的に上げる点にある。
【００２６】
本特徴構成によれば、異常検出部が異常状態を検出しスイッチング周波数を発電装置編生物の接近を抑制可能な周波数に制御した後も異常状態が解消しない場合、スイッチング周波数を段階的に上げることで、発電装置に接近している可能性のある生物を発電装置から遠ざけることができるスイッチング周波数を探ることができる。また、段階的にスイッチング周波数を上げることで、電力変換効率の低下を可能な限り抑えることのできるスイッチング周波数を探ることができる。
【００２７】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記周波数制御部が、前記異常検出部が前記異常状態を検出したことに基づいて前記スイッチング周波数を制御した後に、前記異常検出部が前記異常状態が解消されたことを検出すると、前記周波数制御部は、前記異常状態に基づいて制御されたスイッチング周波数を、前記異常状態が検出される前のスイッチング周波数に戻す点にある。
【００２８】
本特徴構成によれば、異常状態が解消された場合、周波数制御部は、スイッチング周波数を異常状態が検出される前の状態に戻す。例えば、異常状態が解消すると、異常状態が検出された場合に上げられたスイッチング周波数を、元のスイッチング周波数に下げる。これにより、電力変換効率の低下を抑制できる。
【００２９】
本発明に係る電力変換装置の更なる特徴構成は、
前記周波数制御部が、前記異常検出部が前記異常状態を検出したことに基づいて前記スイッチング周波数を制御した後に、前記異常検出部が前記異常状態を継続して検出すると、前記異常状態を報知する点にある。
【００３０】
本特徴構成によれば、異常状態に基づいてスイッチング周波数が制御された後も、異常状態が継続している場合は、異常状態を報知する。これにより、例えば、発電装置のメンテナンスを行うサービスマンによる、当該異常状態を改善するための検査及び修理等を促すことができる。また、スイッチング周波数を制御した後も異常状態が解消しない場合に報知が行われるため、当該異常状態が生じている燃料電池システムへのサービスマン等の訪問頻度を抑制できる。
【００３１】
本発明に係る電力変換方法の特徴構成は、
発電装置が発電した直流電力の直流電圧を交流電圧に変換するスイッチング素子を有するインバータ回路を備える電力変換装置における電力変換方法であって、
前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御するステップを備える点にある。
本特徴構成によれば、発電装置への生物の接近を抑制可能なようにスイッチング周波数が制御されるため、当該スイッチング周波数に対応する周波数帯の音により、発電装置への生物の接近を抑制できる。
【００３２】
本発明に係る電力変換方法の更なる特徴構成は、
前記発電装置の異常状態を検出するステップを備え、
前記スイッチング周波数を制御するステップでは、前記異常状態が検出されると、前記スイッチング周波数を前記発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する点にある。
【００３３】
発電装置に生物が侵入すると、発電装置の例えば空気等の流路を閉塞させ、及び、発電装置に設けられたファンを故障させる等、発電装置に悪影響を与える。本特徴構成によれば、異常検出部が発電装置の異常状態を検出すると、周波数制御部は、スイッチング周波数を発電装置への生物の接近を抑制可能な周波数に制御する。これにより生物の発電装置への接近を抑制できる。
【００３４】
また、異常状態が検出された場合にスイッチング周波数が制御される。周波数制御部は、例えば、異常状態が検出された場合にのみ、スイッチング周波数を上げるように制御する。よって、生物の接近抑制のために常にスイッチング周波数を上げるように制御している場合に比べて、素子のスイッチング時のスイッチング損失が大きくなるのを抑制し、電力変換効率の低下を抑制できる。
【００３５】
本発明に係る電力変換方法の更なる特徴構成は、
前記スイッチング周波数を制御するステップでは、前記異常状態が検出されたことに基づいて前記スイッチング周波数を制御した後に、前記異常状態が解消されたことが検出されると、前記異常状態に基づいて制御されたスイッチング周波数を、前記異常状態が検出される前のスイッチング周波数に戻す点にある。
【００３６】
本特徴構成によれば、異常状態が解消された場合、周波数制御部は、スイッチング周波数を異常状態が検出される前の状態に戻す。例えば、異常状態が解消すると、異常状態が検出された場合に上げられたスイッチング周波数を、元のスイッチング周波数に下げる。これにより、電力変換効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】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２】燃料電池システムの構成図である。
【図３】燃料電池セルと商用電力系統との間に電力変換装置が接続されている電気回路図である。
【図４】記憶部が有する撃退周波数の一例である。
【図５】実施形態に係る電力変換装置におけるスイッチング周波数の初期設定の流れを示すフローチャートの一例である。
【図６】実施形態に係る電力変換装置におけるスイッチング周波数の制御処理の流れを示すフローチャートの一例である。
【図７】つまみ調整部材が設けられた電力変換装置の模式図である。
【図８】燃料電池セルと商用電力系統との間に接続されている電力変換装置に、他の電子機器として太陽光発電装置が接続された電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
〔実施形態〕
近年、分散電源として各家庭に配置される燃料電池システム（発電装置）が普及している。燃料電池システムにおける発電には、燃料ガス及び空気等が必要であり、これらは配管等から構成される流路を介して燃料電池システムに供給される。また、燃料電池システムが高温になるのを抑制するためにファン等からなる放熱器が設けられている。
【００３９】
このような燃料電池システムは、通常戸外に設置されており、例えば、ねずみ、こうもり、蚊及び猫等の撃退対象生物が燃料電池システムに接近し、更には燃料電池システム内に侵入する可能性がある。このような撃退対象生物が燃料電池システムに侵入すると、流路が閉塞し、又、放熱器の動作を阻害すること等により、燃料電池システムの発電効率が低下し、又、燃料電池システムの故障を招く。
ここで、撃退対象生物とは、燃料電池システム２０に当該生物が侵入すると、燃料電池システム２０における発電の低下など運転に悪影響を与える生物をいう。さらに、撃退対象生物には、燃料電池システム２０への接近を阻止したい生物も含まれる。
【００４０】
本実施形態では、撃退対象生物が燃料電池システムに接近するのを抑制し、ひいては燃料電池システムに侵入するのを抑制するために、電力変換装置でのスイッチング周波数を制御する技術を提供する。
【００４１】
以下に、まず、発明の実施形態に係る電力変換装置を有する燃料電池システムが各家庭に配置されている構成について、図１を用いて説明する。
【００４２】
（１）燃料電池システムを備える家庭の構成
各家庭１０には、電力を発電する燃料電池１を含む電力発電部２０ａと貯湯タンク２０ｂとを備える燃料電池システム（発電装置）２０が設置されている。また、各家庭１０内で使用される設備としては、図１に示すように、例えば、給湯器１０ａ及びお風呂１０ｂなどの給湯設備と、エアコン１０ｃ、照明１０ｄ、テレビ１０ｅ及び冷蔵庫１０ｆなどの家電機器とが挙げられる。給湯器１０ａ及びお風呂１０ｂなどの給湯設備は、燃料電池システム２０の貯湯タンク２０ｂに接続されて、貯湯タンク２０ｂからお湯の供給を受ける。
【００４３】
また、各家庭１０は、燃料電池システム２０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３０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１０のエアコン１０ｃ、照明１０ｄ、テレビ１０ｅ及び冷蔵庫１０ｆなどの家電機器は、燃料電池システム２０の電力発電部２０ａからの発電電力と、商用電力系統３０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。
【００４４】
（２）燃料電池システム
以下に、燃料電池システム２０について図２を用いて説明する。
燃料電池システム２０は、前述の通り電力発電部２０ａと貯湯タンク２０ｂとを備えている。電力発電部２０ａ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１と、燃料電池１から排出される排ガスの熱を回収する熱交換器２と、熱交換器２による熱回収後の排ガスからの凝縮水を回収して精製する水精製器４と、水精製器４により精製された凝縮水を回収する改質水タンク５と、凝縮水とは独立に、改質水タンク５へ水を供給可能な水供給部６と、後述の電力変換装置７０のスイッチング周波数を制御する制御部１００とを備えている。また、この燃料電池システム２０は、図示しない運転制御部により制御されて運転される。
以下、燃料電池システム２０の各部の構成について説明する。
【００４５】
燃料電池１は、原燃料流路１１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１２と、燃料ガス流路１３を介して改質器１２で生成された燃料ガスが供給されるアノード１５と、空気流路１４を介して空気（酸素ガスの一例）が供給されるカソード１６と、アノード１５とカソード１６との間に介在させる電解質１７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。そして、これらアノード１５、カソード１６及び電解質１７により１つの燃料電池セル（発電セル）５０が構成されており、そして複数個の燃料電池セル５０によりセルスタックが構成されている。
【００４６】
そして、燃料電池１は、アノード１５とカソード１６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１８を備え、この燃焼部１８により燃料ガス中に残存する燃料成分が燃焼されて排ガスが生じるようになっている。
【００４７】
なお、後述するように、改質器１２には水供給路５２を介して改質水タンク５から水が供給されるようになっており、改質器１２は、改質水タンク５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。
【００４８】
また、空気流路１４の空気取込口には、フィルタ１４ａが設けられている。フィルタ１４ａが設けられることで、空気流路１４に、埃及び砂等の塵埃、ねずみ、こうもり、蚊、猫、蛙等の撃退対象生物が入り込まないようにしている。
また、空気流路１４には、フィルタ１４ａの下流側における空気流路１４の空気流量（状態値）を測定する流量計Ｆが設けられている。
【００４９】
熱交換器２には、燃料電池１から排出される排ガスが排ガス供給路２１を介して供給され、熱回収後の排ガスが排ガス排出路２２を介して排気されるようになっている。そして、熱交換器２には、湯水を貯える貯湯タンク２０ｂと熱交換器２との間で湯水を循環させる循環路２３を介して貯湯タンク２０ｂからの湯水が供給されるようになっており、熱交換器２は、燃料電池１から排出される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２３には、貯湯タンク２０ｂからの湯水を熱交換器２に供給するポンプ２４、放熱ファン２５ａを備える放熱器２５、放熱器２５の近傍の温度（状態値）を測定する温度センサＴ等が設けられている。また、貯湯タンク２０ｂには、貯湯タンク２０ｂ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２０ｂ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５は、燃料電池１から排出された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２による熱回収後の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５に供給される凝縮水を水精製器４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２２を流れる排ガスから凝縮水回収路４１を介して凝縮水を水精製器４に回収して、水精製器４により精製された凝縮水が凝縮水回収路５１を介して改質水タンク５に回収されるようになっている。また、改質水タンク５に貯留された凝縮水（及び水供給部６から供給される水）は、ポンプ５３の運転により、水供給路５２を介して改質器１２に供給可能になっている。また、改質水タンク５には水位検出器５４が設けられており、改質水タンク５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５には、凝縮水とは独立に、水供給部６から水を供給可能になっている。具体的には、水供給部６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６２を開動作させることで水供給部６から補給水供給路６１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６３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６は、注水運転において、水精製器４を経由して改質水タンク５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５に供給されるようになっている。
【００５２】
さらに、燃料電池システム２０は、上述の電力発電部２０ａ及び貯湯タンク２０ｂ以外に、電力変換装置７０を備えている。電力変換装置７０は、燃料電池システム２０と商用電力系統との間で連系運転可能なように、燃料電池システム２０で発電された直流電力の直流電圧を、商用電力系統の商用電力の交流電圧に変換する。
【００５３】
（３）電力変換装置
次に、電力変換装置７０について図３を用いて説明する。
【００５４】
電力変換装置７０は、燃料電池セル５０のアノード１５及びカソード１６に接続されており、昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３を備えている。これら昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３は、閉回路を構成している。図３では、コンデンサＣ１の一端とリアクトル７３ａの出力端とがノードＮ１で接続されており、コンデンサＣ１の他端とリアクトル７３ｂの出力端とがノードＮ２で接続されている。ノードＮ１及びノードＮ２から昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３側が閉回路内であり、ノードＮ１及びノードＮ２より当該閉回路と反対側が閉回路の外である。
昇圧回路７１は、燃料電池セル５０の直流電力の直流電圧を昇圧する。インバータ回路７２は、昇圧回路７１で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換する。平滑回路７３は、インバータ回路７２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７２は、図３に示すように、スイッチング素子７２ａ〜７２ｄを備えている。スイッチング素子７２ａ〜７２ｄは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）から構成されている。その他、スイッチング素子７２ａ〜７２ｄは、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のスイッチングトランジスタから構成されてもよい。そして、各スイッチング素子７２ａ〜７２ｄ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Ｄ７ａ〜Ｄ７ｄが接続されている。
【００５６】
スイッチング素子７２ａ及びスイッチング素子７２ｂは、昇圧回路７１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７２ａのコレクタ端子が昇圧回路７１の出力端の一端に接続され、スイッチング素子７２ａのエミッタ端子とスイッチング素子７２ｂのコレクタ端子とが接続され、スイッチング素子７２ｂのエミッタ端子が昇圧回路７１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７２ｃ及びスイッチング素子７２ｄは、昇圧回路７１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７２ｃのコレクタ端子が昇圧回路７１の出力端の一端に接続され、スイッチング素子７２ｃのエミッタ端子とスイッチング素子７２ｄのコレクタ端子とが接続され、スイッチング素子７２ｄのエミッタ端子が昇圧回路７１の出力端の他端に接続されている。
【００５８】
平滑回路７３は、リアクトル７３ａ、リアクトル７３ｂ及びコンデンサＣ１を備えている。リアクトル７３ａの一端は、スイッチング素子７２ａのエミッタ端子とスイッチング素子７２ｂ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７３ｂは、スイッチング素子７２ｃのエミッタ端子とスイッチング素子７２ｄ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７３ａ、リアクトル７３ｂ及びコンデンサＣ１は、インバータ回路７２から出力された交流電圧を平滑化、つまり交流電圧の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７０は次のように動作する。燃料電池セル５０が発電した直流電力の直流電圧は、昇圧回路７１によって昇圧される。インバータ回路７２は、スイッチング素子７２ａ及びスイッチング素子７２ｄがオンであり、スイッチング素子７２ｂ及びスイッチング素子７２ｃがオフのときの第１ループと、スイッチング素子７２ａ及びスイッチング素子７２ｄがオフであり、スイッチング素子７２ｂ及びスイッチング素子７２ｃ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７２に入力されると、所定のスイッチング周波数により第１ループと第２ループとが切り替えられることにより、交流電圧に変換される。インバータ回路７２から出力された交流電圧は平滑回路７３に導入される。このように燃料電池システム２０が発電した発電電力と、商用電力系統３０の商用電力とは、上述の電力変換装置７０を介して連系運転可能となる。
【００６０】
（４）制御部
（４−１）制御部の機能構成
次に、燃料電池システム２０が備える制御部１００の機能構成について、図２、図３等を用いて説明する。
図２、図３等に示すように、電力変換装置７０のスイッチング周波数を制御する制御部１００は、操作部（図示せず）を介してユーザからの各種入力を受け付ける受付部１０１と、燃料電池システム２０の異常状態を検出する異常検出部１０３と、電力変換装置７０のスイッチング周波数を制御する周波数制御部１０５と、各種情報を記憶する記憶部１０７とを備えている。
【００６１】
受付部１０１は、例えば、ユーザから所望のスイッチング周波数を受け付け、その他、燃料電池システム２０を制御するための各種入力を受け付ける。異常検出部１０３は、撃退対象生物が起因すると考えられる、流路の閉塞、放熱ファン２５ａの回転数の低下等の異常状態を検出する。周波数制御部１０５は、異常検出部１０３が検出した異常状態に基づいて、電力変換装置７０に含まれるインバータ回路７２のスイッチング周波数を、撃退対象生物の接近を抑制可能な周波数に制御する。また、周波数制御部１０５は、ユーザから受け付けたスイッチング周波数に基づいて、インバータ回路７２のスイッチング周波数を制御してもよい。
【００６２】
記憶部１０７は、各種情報の一つとして、図４に示すように撃退対象生物を撃退可能な撃退周波数を撃退対象生物ごとに記憶している。図４では、例えば撃退対象生物であるねずみに対しては撃退周波数として２０ｋＨｚが対応づけられている。その他、例えば、こうもり、蚊及び猫それぞれに対しては、撃退周波数として２０ｋＨｚ、１７ｋＨｚ及び１０ｋＨｚが対応づけられている。
【００６３】
（４−２）制御部でのスイッチング周波数の制御
次に、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するために制御部１００が行う、電力変換装置７０におけるスイッチング周波数の制御について、図５、図６に示す流れに沿って説明する。
【００６４】
本実施形態では、図５に示すように、ユーザの選択又は自動設定によりスイッチング周波数が初期設定される。その後、図６に示すように、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するために、スイッチング周波数の制御処理が行われる。
【００６５】
（ａ）スイッチング周波数の初期設定
まず、図５を用いて、ユーザの選択又は自動設定によりスイッチング周波数が初期設定される流れについて説明する。
【００６６】
ステップＳ１：周波数制御部１０５は、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するためのスイッチング周波数をインバータ回路７２に設定するか否かを、表示部及びスピーカ等の報知部（図示せず）を用いてユーザに通知する。
撃退対象生物を回避するためのスイッチング周波数を設定する旨の入力を受付部１０１ユーザから受け付けた場合（ステップＳ１においてＹｅｓ）は、周波数制御部１０５はステップＳ２に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ１においてＮｏ）は、周波数制御部１０５はステップＳ５に処理を進める。
【００６７】
ステップＳ２：次に、ユーザ自身が当該スイッチング周波数を設定する旨の入力を受付部１０１を介して入力した場合（ステップＳ２においてＹｅｓ）は、周波数制御部１０５はステップＳ３に処理を進める。ユーザ自身が当該スイッチング周波数を設定しない旨の入力を受付部１０１を介して入力した場合（ステップＳ２においてＮｏ）は、周波数制御部１０５はステップＳ４に処理を進める。
【００６８】
ステップＳ３：ユーザがスイッチング周波数を選択する場合は、受付部１０１は、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するためのスイッチング周波数を、ユーザから受け付ける。この場合、ユーザは所望するスイッチング周波数を入力することができる。
【００６９】
例えば、ユーザは燃料電池システム２０への接近を抑制したい撃退対象生物に応じたスイッチング周波数を入力することができる。例えば、図４のテーブルに示すように、撃退対象生物ごとに燃料電池システム２０への接近を抑制するための撃退周波数が異なる。よって、ユーザは、例えば、ねずみを燃料電池システム２０に寄せ付けたくない場合は、２０ｋＨｚをスイッチング周波数として選択できる。また、ユーザは、例えば蚊を燃料電池システム２０に寄せ付けたくない場合は、１７ｋＨｚをスイッチング周波数として選択できる。
【００７０】
また、ユーザは現在の季節、気温及び湿度等に応じて最も燃料電池システム２０への接近が予想される撃退対象生物に対応して、スイッチング周波数を選択できる。なお、スイッチング周波数を高くすれば、素子のスイッチング時のスイッチング損失が大きくなるため、電力変換装置７０での電力変換効率が低下する。よって、ユーザは、電力変換効率を加味してスイッチング周波数を選択してもよい。例えば、撃退対象生物がねずみである場合には、撃退周波数は２０ｋＨｚであるが、電力変換効率を加味して、設定するスイッチング周波数を例えば１５ｋＨｚとしてもよい。
【００７１】
ユーザによるスイッチング周波数を入力する部材としては、これに限定されないが、図７に示す、つまみ調整部材７５が挙げられる。つまみ調整部材７５は、例えば回転式のつまみであり、ユーザはつまみ調整部材７５を回転させることで例えば０〜４０ｋＨｚの範囲で所望のスイッチング周波数を入力できる。
【００７２】
受付部１０１はユーザから所望のスイッチング周波数の入力を受け付けると、周波数制御部１０５に送信する。周波数制御部１０５は、受付部１０１から受け付けたスイッチング周波数をインバータ回路７２のスイッチング周波数として初期設定する。
【００７３】
このステップにおいては、ユーザが好まない生物を寄せ付けないスイッチング周波数の選択をユーザに行わせることができる。そして、インバータ回路７２に、このスイッチング周波数を初期設定することで、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制できる。ひいては、ユーザが好まない撃退対象生物の燃料電池システム２０への侵入、当該撃退対象生物の玄関等への接近及び戸内への侵入等を抑制できる。
【００７４】
ステップＳ４：周波数制御部１０５は、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するためのスイッチング周波数を、例えば記憶部１０７に記憶された図４のテーブルから選択し、インバータ回路７２のスイッチング周波数として初期設定する。
例えば、周波数制御部１０５は、現在の季節及び気温等に応じて最も燃料電池システム２０への接近が予想される撃退対象生物を選択する。そして、周波数制御部１０５は、選択した撃退対象生物に対応する撃退周波数を図４のテーブルから抽出する。
【００７５】
なお、例えば、記憶部１０７は、現在の日付と、発生しやすい撃退対象生物とを対応づけて記憶している。周波数制御部１０５は、現在の日付に基づいて記憶部１０７を参照して撃退対象生物を選択できる。
また、例えば、記憶部１０７は、気温及び湿度等と、発生しやすい撃退対象生物とを対応づけて記憶している。周波数制御部１０５は、現在の気温及び湿度等に基づいて記憶部１０７を参照して撃退対象生物を選択できる。なお、周波数制御部１０５は、現在の気温及び湿度等を燃料電池システム２０の外部に設けた別途の外気温センサ（図示せず）及び湿度センサ（図示せず）等から取得することができる。
【００７６】
周波数制御部１０５は、図４のテーブルから前述のように抽出した撃退周波数をインバータ回路７２のスイッチング周波数として初期設定する。
なお、周波数制御部１０５は、抽出した撃退周波数に電力変換効率を加味して、初期設定するスイッチング周波数としてもよい。
【００７７】
ステップＳ５：インバータ回路７２のスイッチング周波数として、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するためのスイッチング周波数を設定しない場合には、周波数制御部１０５は、デフォルト値をスイッチング周波数として初期設定する。デフォルト値は、例えば、電力変換装置７０での電力変換効率が高い値であり、８〜１０ｋＨｚである。
【００７８】
近年、燃料電池システム２０は、通常戸外に設置されており、例えば、ねずみ、こうもり、蚊、猫及び蛙等の撃退対象生物が接近する可能性がある。上記スイッチング周波数の初期設定において、周波数制御部１０５が、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能なようにスイッチング周波数を予め初期設定することで、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制できる。
【００７９】
よって、燃料電池システム２０に撃退対象生物が侵入して、燃料電池システム２０の例えば空気等の流路を閉塞させ、及び、燃料電池システム２０に設けられたファンを故障させる等の燃料電池システム２０への悪影響を抑えることができる。また、燃料電池システム２０が例えば玄関などの戸内と戸外とを連通する場所に配置されている場合、スイッチング周波数が制御されることで燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制し、ひいては、当該撃退対象生物の玄関等への接近及び戸内への侵入等を抑制できる。
【００８０】
また、上述の通り、電力変換効率の高いスイッチング周波数のデフォルト値は例えば８〜１０ｋＨｚである。一方、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能なようにスイッチング周波数は、図４のテーブルに示すように、ねずみ及びこうもりの場合は２０ｋＨｚであり、蚊の場合は１７ｋＨｚ等であり、デフォルト値よりも高い。
【００８１】
ここで、電力変換装置７０のインバータ回路７２は、燃料電池システム２０が発電した直流電圧を交流電圧に変換する装置であるが、変換後の交流電圧の電力波形には、電力変換装置７０が生成しようとしている生成波形に加えて、インバータ回路７２のスイッチング周波数の影響を受ける高調波成分が含まれる。そして、電力変換装置７０に燃料電池システム２０以外の他の電子機器が接続された場合に、燃料電池システム２０からの交流電圧が高調波成分を含んだまま他の電子機器に流れ込むと、他の電子機器が高調波成分の影響を受けて異音を発生し、また照明のちらつきが生じる場合等がある。この異音の発生及び照明のちらつきについては後で詳述する。
【００８２】
上記の通り、インバータ回路７２は、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な、相対的に高いスイッチング周波数に予め初期設定される。高調波成分はインバータ回路７２のスイッチング周波数に同期して生成されるため、スイッチング周波数を上げることにより、高調波成分の周波数も上がる。これにより、高調波成分の影響により他の電子機器から発生する異音の周波数が可聴域外または可聴域外に近づく。よって、異音が耳に聞こえ難くなり、騒音問題を抑制できる。また、高調波成分の周波数が上がることで、照明のちらつきの間隔が狭まる等して、ちらつきの問題も抑制できる。
【００８３】
（ｂ）スイッチング周波数の制御処理
次に、図６を用いて、燃料電池システム２０での異常状態に基づいて、スイッチング周波数が制御される流れについて説明する。
【００８４】
ステップＳ１１：周波数制御部１０５は、撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するためのスイッチング周波数の制御処理を実行するか否かを、表示部及びスピーカ等の報知部（図示せず）を用いてユーザに通知する。
当該スイッチング周波数の制御処理を実行する旨の入力を、受付部１０１がユーザから受け付けた場合（ステップＳ１１においてＹｅｓ）は、周波数制御部１０５はステップＳ１２に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ１１においてＮｏ）は、周波数制御部１０５は処理を終了する。
【００８５】
ステップＳ１２：周波数制御部１０５は、燃料電池システム２０が通常発電中か否かを判断する。通常発電中とは、例えば、燃料電池システム２０での発電が抑制又は停止された待機状態及び起動開始直後等を除き、概ね定格出力で運転されている場合をいう。よって、通常発電中か否かは、例えば概ね定格出力で運転されているか否かを検出することによって判断可能である。
【００８６】
ここで、後述のスイッチング周波数の制御においては、撃退対象生物の存在に応じてスイッチング周波数を上げるように制御する。この場合、電力変換装置７０での電力変換効率が低下する。よって、待機状態及び起動開始直後等の定格出力よりも小さい出力で運転されている場合に、電力変換効率を低下させると、燃料電池システム２０からの発電出力が低下してしまう。そこで、通常発電中以外は、撃退対象生物に応じたスイッチング周波数の制御処理を行わないようにする。
【００８７】
なお、ステップＳ１２の処理は、燃料電池システム２０からの発電出力をある程度確保するためには必要であるが、必ずしも行う必要はない。よって、通常発電中以外の場合に、スイッチング周波数を制御する処理が行われてもよい。
周波数制御部１０５は、通常発電中の場合（ステップＳ１２においてＹｅｓ）は、ステップＳ１３に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ１２においてＮｏ）は、周波数制御部１０５は処理を終了する。
【００８８】
ステップＳ１３：異常検出部１０３は、燃料電池システム２０において異常状態の発生を検出する。
【００８９】
例えば、流量計Ｆは、フィルタ１４ａの下流側における空気流路１４の空気流量を測定している。異常検出部１０３は、流量計Ｆで検出される空気流量が所定値以下に減少した場合に、異常状態が発生していると判断する。空気流路１４に撃退対象生物が侵入し、あるいは、撃退対象生物が空気流路１４のフィルタ１４ａに付着すると、空気流路１４での空気の流れが悪くなり、ひいては空気流路１４が閉塞する。そこで、所定値としては、これに限定されないが、空気流路１４での空気の流れが悪くなったことを示す流量値、空気流路１４が閉塞したことを示す流量値、又は空気流量の低下により燃料電池セル５０における発電が阻害され、発電出力が例えば定格出力よりも小さくなったことを示す流量値等が挙げられる。そして、異常検出部１０３は、空気流路１４における空気流量が所定値以下となった場合に、撃退対象生物に起因して異常状態が生じていると推定する。
【００９０】
なお、空気流路１４が閉塞してしまうようよりも前に早期に異常状態を検出し、異常状態を解消できるのが好ましい。そこで、例えば、所定値としては、空気流路１４における通常の空気流量よりも若干だけ減少した場合の流量値を設定することができる。
【００９１】
例えば、温度センサＴは、放熱器２５の近傍の温度を測定している。異常検出部１０３は、温度センサＴで検出される温度が所定値以上となった場合に、異常状態が発生していると判断する。放熱器２５の放熱ファン２５ａに撃退対象生物が付着し、又巻き込まれた場合には、放熱ファン２５ａの回転数が低下し、ひいては回転が停止し、放熱ファン２５ａが故障する。そうすると、循環路２３内を流れる湯水の温度が上昇する。よって、所定値としては、これに限定されないが、放熱器２５での通常の温度に例えば数度足した温度、又は循環路２３内を流れる湯水の通常の温度に例えば数度足した温度が挙げられる。
【００９２】
また、循環路２３内の湯水の温度が上昇すると、熱交換器２での排ガスと湯水との熱交換率が低下し、ひいては燃料電池セル５０における発電が阻害され、発電出力が例えば定格出力よりも小さくなる。よって、所定値としては、これに限定されないが、発電出力が例えば定格出力よりも小さくなるような放熱器２５の近傍の温度値が挙げられる。
そして、異常検出部１０３は、放熱ファン２５ａ近傍の温度が所定値以上となった場合に、撃退対象生物に起因して異常状態が生じていると推定する。
【００９３】
なお、放熱ファン２５ａが故障してしまうようよりも前に早期に異常状態を検出し、異常状態を解消できるのが好ましい。そこで、例えば、所定値としては、放熱器２５での通常の温度、又は循環路２３内を流れる湯水の通常の温度よりも若干だけ増加した場合の温度を設定することができる。
【００９４】
異常検出部１０３は、異常状態の発生を検出した場合（ステップＳ１３においてＹｅｓ）は、ステップＳ１４に処理を進める。そうでない場合（ステップＳ１３においてＮｏ）は、異常検出部１０３は処理をステップＳ１２に戻す。
【００９５】
ステップＳ１４：周波数制御部１０５は、異常検出部１０３が異常状態を検出すると、インバータ回路７２のスイッチング周波数を燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な周波数に制御する。例えば、周波数制御部１０５は、異常状態の検出に基づいて、スイッチング周波数を上げるように制御する。
【００９６】
例えば、周波数制御部１０５は、異常検出部１０３から異常状態が生じている箇所の情報を取得する。そして、周波数制御部１０５は、当該異常状態の箇所に応じてスイッチング周波数を制御する。
【００９７】
例えば、撃退対象生物に起因して、フィルタ１４ａの詰まり、又は、空気流路１４が詰まっている場合、流量計Ｆで検出される空気流量が所定値以下に減少する。周波数制御部１０５は、異常検出部１０３から取得した空気流路１４での空気流量の低下に基づいて、例えば、フィルタ１４ａに蚊が詰まり始めていると判断する。周波数制御部１０５は、図４のテーブルを参照して蚊の撃退周波数である１７ｋＨｚを抽出し、インバータ回路７２のスイッチング周波数に設定する。
【００９８】
あるいは、周波数制御部１０５は、異常検出部１０３から取得した空気流路１４での空気流量の低下に基づいて、例えば、空気流路１４にねずみが侵入していると判断する。周波数制御部１０５は、図４のテーブルを参照してねずみの撃退周波数である２０ｋＨｚを抽出し、インバータ回路７２のスイッチング周波数に設定する。
【００９９】
なお、周波数制御部１０５は、いずれの撃退対象生物により空気流量に異常状態が生じているかを、例えば、空気流路１４での空気流量の低下の度合に応じて判断する。例えば、比較的小さな蚊等がフィルタ１４ａ等に詰まり始めている場合は、空気流量の低下の度合が小さいと考えられる。一方、比較的大きいねずみ及び猫等の侵入等より空気流路１４が詰まり始めている場合は、空気流量の低下の度合が小さいと考えられる。
よって、周波数制御部１０５は、空気流量の低下の度合が小さい場合は、蚊等により異常状態が生じていると判断し、蚊等の撃退周波数をスイッチング周波数として選定する。一方、空気流量の低下の度合が大きい場合、ねずみ等により異常状態が生じていると判断し、ねずみ等の撃退周波数をスイッチング周波数として選定する。
【０１００】
例えば、撃退対象生物に起因して、放熱器２５の放熱ファン２５ａの回転が低下すると、放熱器２５の近傍の温度が所定値以上に上昇する。周波数制御部１０５は、異常検出部１０３から取得した放熱器２５の近傍の温度の上昇に基づいて、例えば、ねずみが侵入して放熱ファン２５ａの回転を阻害していると判断する。周波数制御部１０５は、図４のテーブルを参照してねずみの撃退周波数である２０ｋＨｚを抽出し、インバータ回路７２のスイッチング周波数に設定する。
【０１０１】
なお、周波数制御部１０５は、いずれの撃退対象生物により放熱ファン２５ａに異常状態が生じているかを、例えば、放熱器２５の近傍の温度上昇の度合に応じて判断する。例えば、比較的小さな蚊等が放熱ファン２５ａに付着等して回転を阻害し始めている場合は、放熱器２５の近傍の温度低下の度合が小さいと考えられる。一方、比較的大きいねずみ等の侵入等より放熱ファン２５ａの回転が阻害され始めている場合は、放熱器２５の近傍の温度低下の度合が小さいと考えられる。
よって、周波数制御部１０５は、放熱器２５の近傍の温度低下の度合が小さい場合は、蚊等により異常状態が生じていると判断し、蚊等の撃退周波数をスイッチング周波数として選定する。一方、放熱器２５の近傍の温度低下の度合が大きい場合、ねずみ等により異常状態が生じていると判断し、ねずみ等の撃退周波数をスイッチング周波数として選定する。
【０１０２】
このように周波数制御部１０５が、当該異常状態の箇所に応じてスイッチング周波数を制御することで、異常状態を発生させている可能性のある撃退対象生物の接近を抑制できる。
【０１０３】
また、上記では、周波数制御部１０５が異常状態に基づいて撃退対象生物を特定し、その撃退対象生物に応じたスイッチング周波数を、インバータ回路７２のスイッチング周波数に設定する。しかし、これとは異なり、周波数制御部１０５は、設定するスイッチング周波数をユーザから受け付けてもよい。
【０１０４】
この場合、周波数制御部１０５は、異常検出部１０３が異常状態を検出すると、異常状態を表示部及びスピーカ等の報知部（図示せず）を用いてユーザに通知する。このとき、ユーザには、異常状態が発生していることだけでなく、異常状態の発生箇所、異常状態を引き起こしている可能性のある撃退対象生物等を通知するようにしてもよい。そして、受付部１０１は、例えば図７に示すつまみ調整部材７５を介して、スイッチング周波数をユーザから受け付ける。周波数制御部１０５は、ユーザが設定したスイッチング周波数をインバータ回路７２に設定する。異常状態が検出された場合に、ユーザが、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な周波数を設定することができ、ユーザの自由度が向上する。
【０１０５】
なお、異常検出部１０３は、異常状態を最初に検出した後も所定時間ごとに異常状態の有無を検出している。周波数制御部１０５は、スイッチング周波数を制御した後において、異常検出部１０３が再び異常状態を検出している場合は、スイッチング周波数を現在の周波数よりも上げるように制御してもよい。さらに、スイッチング周波数を上げた後も、異常状態が継続している場合は、スイッチング周波数を再び上げてもよい。つまり、周波数制御部１０５は、異常状態に応じてスイッチング周波数を段階的に上げてもよい。
【０１０６】
このようにスイッチング周波数を段階的に上げることで、燃料電池システム２０に接近している可能性のある撃退対象生物を燃料電池システム２０から遠ざけることができるスイッチング周波数を探ることができる。また、段階的にスイッチング周波数を上げることで、電力変換効率の低下を可能な限り抑えることのできるスイッチング周波数を探ることができる。
なお、異常状態を検出するタイミングである所定時間は、例えば後述のステップＳ１５での所定の閾値期間よりも短い時間である。
【０１０７】
ステップＳ１５：異常検出部１０３は、異常状態を最初に検出した後から、所定の閾値期間が経過した時の、異常状態の発生の有無を判定する。所定の閾値期間とは、例えば、異常状態の継続によって燃料電池システム２０での発電電力が定格出力より低下する可能性のある期間、燃料電池システム２０が故障する可能性のある期間等である。
異常検出部１０３は、異常状態が解消している（異常状態の発生無し）と判断（ステップＳ１５においてＹｅｓ）すると、ステップＳ１６に処理を進める。異常検出部１０３は、異常状態が継続している（異常状態の発生有り）と判断（ステップＳ１５においてＮｏ）すると、ステップＳ１７に処理を進める。
【０１０８】
ステップＳ１６：周波数制御部１０５は、異常検出部１０３から異常状態が解消した通知を受信すると、初期設定時のスイッチング周波数に戻す。初期設定時のスイッチング周波数とは、図５に示すステップＳ３〜Ｓ５で初期設定された周波数である。
なお、ここでは、初期設定時のスイッチング周波数に戻すとしたが、周波数制御部１０５は、現在設定されているスイッチング周波数を下げるように制御してもよい。
このようにスイッチング周波数を初期設定された比較的低いスイッチング周波数に戻すことにより、又、現在のスイッチング周波数よりも低く制御することにより、電力変換効率の低下を抑制できる。
【０１０９】
ステップＳ１７：周波数制御部１０５は、異常検出部１０３から異常状態が継続している通知を受信すると、ユーザ及び燃料電池システム２０のメンテナンスを行う業者等に報知する。
これにより、例えば、燃料電池システム２０のメンテナンスを行うサービスマンによる、当該異常状態を改善するための検査及び修理等を促すことができる。
また、スイッチング周波数を制御した後も異常状態が解消しない場合に報知が行われるため、当該異常状態が生じている燃料電池システム２０へのサービスマン等の訪問頻度を抑制できる。
【０１１０】
上記のスイッチング周波数の制御処理では、異常検出部１０３が燃料電池システム２０の異常状態を検出すると、周波数制御部１０５は、スイッチング周波数を燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な周波数に制御する。これにより撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制できる。よって、撃退対象生物に起因する燃料電池システム２０への悪影響を抑えることができる。また、燃料電池システム２０が例えば玄関などの戸内と戸外とを連通する場所に配置されている場合、撃退対象生物の玄関等への接近及び戸内への侵入等を抑制できる。
【０１１１】
また、異常状態が検出された場合にスイッチング周波数が制御される。つまり、周波数制御部１０５は、異常状態が検出された場合にのみ、スイッチング周波数を上げるように制御する。よって、撃退対象生物の接近抑制のために常にスイッチング周波数を上げるように制御している場合に比べて、素子のスイッチング時のスイッチング損失が大きくなるのを抑制し、電力変換効率の低下を抑制できる。
【０１１２】
また、異常状態が検出されると、インバータ回路７２は、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な、相対的に高いスイッチング周波数に制御される。これにより、前述した通り、スイッチング周波数に同期して生成される高調波成分の周波数も上がる。これにより、高調波成分の影響による騒音問題を抑制でき、また、照明のちらつきの問題も抑制できる。
【０１１３】
（５）異音及び照明のちらつき
上記では、異常状態が検出された場合に、インバータ回路７２のスイッチング周波数を挙げると、高調波成分による騒音問題及び照明のちらつきが抑制できると説明した。以下では、まず、電力変換装置７０で発生する高調波成分による騒音問題及び照明のちらつきの問題について説明する。そして、上記の制御部１００でのスイッチング周波数の制御（スイッチング周波数の初期設定、スイッチング周波数の制御処理）によって、異音及び照明のちらつきの問題が抑制できる点についてさらに説明する。
なお、高調波成分による騒音問題及び照明のちらつきは、燃料電池セル５０が発電した電力を変換する電力変換装置７０に他の電子機器が接続される場合に主に生じる。
【０１１４】
図８の電気回路図に示すように、燃料電池セル５０と商用電力系統との間に接続されている電力変換装置７０に、他の電子機器として太陽光発電装置が接続されている。なお、図８では、他の電子機器として太陽光発電装置を例に挙げたが、他の電子機器としては、例えば、図１に示すエアコン１０ｃ、照明１０ｄ、テレビ１０ｅ及び冷蔵庫１０ｆなどの家電機器等が挙げられる。
【０１１５】
図８において、燃料電池セル５０のアノード１５及びカソード１６に電力変換装置７０が接続されている。また、電力変換装置７０に他の電子機器として太陽光発電装置９０が接続されている。さらに、電力変換装置７０には、太陽光発電装置９０で発電された直流電力の直流電圧を、商用電力系統３０の商用電力の交流電圧に変換する電力変換装置８０が接続されている。電力変換装置８０は、太陽光発電装置９０に接続されており、昇圧回路８１、インバータ回路８２及び平滑回路８３を備えている。インバータ回路８２は、スイッチング素子８２ａ〜８２ｄ及び還流ダイオードＤ８ａ〜Ｄ８ｄを備えている。平滑回路８３は、リアクトル８３ａ、リアクトル８３ｂ及びコンデンサＣ２を備えている。昇圧回路８１、インバータ回路８２及び平滑回路８３は、電力変換装置７０の昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３と同様の構成であるので説明を省略する。
【０１１６】
なお、昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３は、閉回路を構成している。また、コンデンサＣ１の一端とリアクトル７３ａの出力端とがノードＮ１で接続されており、コンデンサＣ１の他端とリアクトル７３ｂの出力端とがノードＮ２で接続されている。ノードＮ１及びノードＮ２から昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３側が閉回路内であり、ノードＮ１及びノードＮ２より当該閉回路と反対側が閉回路の外である。
【０１１７】
燃料電池セル５０が発電した直流電圧は、昇圧回路７１及びインバータ回路７２を経て交流電圧に変換されて平滑回路７３に入力される。リアクトル７３ａを経た交流電圧Ｐ１は、生成波形Ｗ１と、高調波成分Ｗ２とから構成されている。ここで、図８の電気回路では、電力変換装置７０に他の電子機器として太陽光発電装置９０が接続されており、燃料電池セル５０、電力変換装置７０、電力変換装置８０及び太陽光発電装置９０を含む回路が１つの回路となっている。この回路において、一般的に、燃料電池セル５０側の電力変換装置７０のコンデンサＣ１の容量は、他の電子機器である太陽光発電装置９０側の電力変換装置８０のコンデンサＣ２の容量より小さい。このように燃料電池セル５０側のコンデンサＣ１の容量を小さくすることで、例えば燃料電池システム２０のコストを削減できる。このことは、太陽光発電装置９０以外の家電機器等の他の電子機器が、電力変換装置７０に接続された場合も同様である。つまり、燃料電池セル５０側のコンデンサＣ１の容量は、家電機器等の他の電子機器側のコンデンサＣ２の容量より小さい。
【０１１８】
このように、燃料電池セル５０、電力変換装置７０、電力変換装置８０及び太陽光発電装置９０を含む回路が１つの回路に構成されている場合において、コンデンサＣ１の容量＜コンデンサＣ２の容量となっているため、交流電圧はコンデンサＣ１よりもコンデンサＣ２により多く印加される。そのため、コンデンサＣ２の存在により、交流電圧Ｐ１の高調波成分Ｗ２の例えば８０％が閉回路の外に出力され、交流電圧Ｐ１の高調波成分Ｗ２の残りの例えば２０％が、リアクトル７３ｂ側に進んで電力変換装置７０内に戻る。つまり、交流電圧Ｐ１の高調波成分Ｗ２の約２０％を含んだ交流電圧は電力変換装置７０内に戻り、交流電圧Ｐ１の高調波成分Ｗ２の約８０％を含んだ交流電圧Ｐ３が、昇圧回路７１、インバータ回路７２及び平滑回路７３からなる閉回路から外に出力され、商用電力系統３０に出力される。
【０１１９】
この交流電圧Ｐ３は商用電力系統３０の商用電力と連系され、交流電圧Ｐ４となって太陽光発電装置９０側のコンデンサＣ２に印加される。交流電圧Ｐ４には、交流電圧Ｐ１の高調波成分Ｗ２の例えば約８０％からなる、交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２が含まれている。この交流電圧Ｐ４は、コンデンサＣ２に印加されて燃料電池セル５０側の電力変換装置７０に戻る。そして、燃料電池セル５０側に戻る過程において、他の電子機器である太陽光発電装置９０側のリアクトル８４に交流電圧Ｐ４が印加される。
【０１２０】
交流電圧Ｐ４には、前述の通り交流電圧Ｐ１の高調波成分Ｗ２の例えば約８０％からなる、交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２が含まれているため、この交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２がリアクトル８４に印加される。よって、リアクトル８４が高調波成分Ｗ２により磁歪して、つまり交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２の影響により形状に歪みが生じて、リアクトル８４が異音を発生する。
【０１２１】
ここでは、リアクトル８４が交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２の影響を受けているが、他の電子機器のリアクトル８４以外の電子部品もまた交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２の影響を受けて異音を発生し得る。このように他の電子機器の電子部品である例えばリアクトル８４が異音を発生すると、騒音問題が生じる。また、他の電子部品が照明に関連する部品である場合には、この部品が交流電圧Ｐ４の高調波成分Ｗ２の影響を受けて照明のちらつき等の問題が生じる。
【０１２２】
本実施形態によれば、図５に示すように、インバータ回路７２は、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な、相対的に高いスイッチング周波数に予め初期設定される。また、図６に示すように、異常状態が検出されると、インバータ回路７２は、燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近を抑制可能な、相対的に高いスイッチング周波数に制御される。よって、スイッチング周波数に同期して生成される高調波成分の周波数も上がる。これにより、高調波成分の影響により、電力変換装置７０に接続された他の電子機器から発生する異音の周波数が可聴域外または可聴域外に近づく。よって、異音が耳に聞こえ難くなり、騒音問題を抑制できる。また、高調波成分の周波数が上がることで、照明のちらつきの間隔が狭まる等して、ちらつきの問題も抑制できる。
【０１２３】
［別実施形態］
（１）上記実施形態では、異常検出部１０３は、撃退対象生物に起因する異常状態をフィルタ１４ａの下流側における空気流路１４の空気流量を、流量計Ｆで測定することで検出している。しかし、空気流路１４の異常状態は、例えば、燃料電池セル５０に温度センサを設けておき、セル温度（状態値）を測定することにより検出されてもよい。空気流路１４のフィルタ１４ａが撃退対象生物により閉塞され、あるいは、空気流路１４に撃退対象生物が侵入した場合には、空気流路１４に取り込まれる空気流量が減少する。この場合、燃料電池セル５０での発電が抑制され、温度が低下する。よって、異常検出部１０３は、この温度低下に基づいて、撃退対象生物に起因して異常状態が発生していると検出する。
【０１２４】
また、上記実施形態では、異常検出部１０３は、温度センサＴにより測定された放熱器２５の近傍の温度に基づいて、放熱器２５において撃退対象生物に起因する異常状態が発生していることを検出している。しかし、放熱器２５近傍の温度だけでなく、循環路２３を流れる温水の温度を検出してもよい。
【０１２５】
また、異常検出部１０３は、放熱器２５近傍の温度ではなく、放熱器２５の放熱ファン２５ａの回転数（状態値）により異常状態を検出してもよい。この場合、放熱ファン２５ａの回転数を測定する回転数センサ（図示せず）が設けられており、異常検出部１０３は、回転数センサが検出した回転数を取得する。そして、異常検出部１０３は、例えば、撃退対象生物の影響により放熱ファン２５ａの回転数が低下した場合に、異常状態を検出する。
【０１２６】
また、放熱ファン２５ａの振動を検出する振動センサ（図示せず）を設けてもよい。異常検出部１０３は、例えば、振動センサが検出した放熱ファン２５ａの振動数（状態値）が多くなった場合に、放熱ファン２５ａに撃退対象生物が付着又は接触等していると判断し、異常状態を検出する。
【０１２７】
その他、異常検出部１０３による異常状態の検出は上記のものに限定されない。燃料電池システム２０に組み込まれた電装基板には、電装基板を冷却するための空気が供給路を介して供給される。この供給路の空気取込口にはフィルタが設けられている。異常検出部１０３は、この供給路における空気の流量を流量計から取得し、流量が減少した場合に、異常状態を検出してもよい。
【０１２８】
（２）上記実施形態では、分散電源として燃料電池システム２０が各家庭に配置される構成を挙げて、当該燃料電池システム２０への撃退対象生物の接近等を抑制する方法について説明した。しかし、分散電源として各家庭に配置される燃料電池システム２０だけでなく、大規模な発電施設等のあらゆる発電装置に適用可能である。
また、上記実施形態では、発電装置として燃料電池システム２０を例に挙げた。しかし、発電装置はこれに限定されず、例えば風力、太陽光などの発電システムであってもよい。
【０１２９】
（３）上記実施形態では、図５に示すように、ユーザの選択又は自動設定によりスイッチング周波数が初期設定される。そして、所定のスイッチング周波数が設定された後、図６に示すスイッチング周波数の制御処理が行われる。
しかし、図５において、少なくとも撃退対象生物の燃料電池システム２０への接近を抑制するためにスイッチング周波数が初期設定されればよく、図６のスイッチング周波数の制御処理の実行は任意であってもよい。
【０１３０】
（４）上記実施形態では、電力変換装置７０は昇圧回路７１を備えている。しかし、電力変換装置７０は、昇圧回路７１を備えていなくてもよい。
【０１３１】
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】
【０１３２】
１      ：燃料電池
７０    ：電力変換装置
７２    ：インバータ回路
７２ａ  ：スイッチング素子
７２ｂ  ：スイッチング素子
７２ｃ  ：スイッチング素子
７２ｄ  ：スイッチング素子
１００  ：制御部
１０１  ：受付部
１０３  ：異常検出部
１０５  ：周波数制御部
１０７  ：記憶部
【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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