(57)【要約】【課題】停電又は機器の異常温度上昇等の理由により、燃料電池のシャットダウン時に外部から電力が供給されない事態が発生すると、冷却過程に支障をきたし、燃料電池スタックに致命的な障害が発生するおそれがあるという問題があった。【解決手段】本発明は、燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源を接続可能な電力制御装置であって、複数の分散電源がそれぞれ接続されて電力供給を行うことが可能な複数の電力供給部と、電力制御装置が系統から解列されているか否か、及び燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する制御部を備え、制御部は、電力制御装置が系統から解列され、且つ燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、複数の電力供給部の中で燃料電池への電力供給を行わない電力供給部、又は電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる停止処理を行うことを特徴とする、電力制御装置を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源を接続可能な電力制御装置であって、
前記複数の分散電源がそれぞれ接続されて電力供給を行うことが可能な複数の電力供給部と、
前記電力制御装置が系統から解列されているか否か、及び前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する制御部を備え、
前記制御部は、
前記電力制御装置が系統から解列され、且つ前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、
前記複数の電力供給部の中で前記燃料電池への電力供給を行わない電力供給部、又は前記電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる停止処理を行うことを特徴とする、電力制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記電力制御装置が系統から解列され、且つ前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、
前記蓄電池から放電される電力を変換し前記燃料電池への電力の供給を行う一つ又は複数の電力供給部を前記燃料電池のシャットダウン完了まで動作を継続させることを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記電力制御装置が系統から解列され、且つ前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合であって、
前記燃料電池のシャットダウン完了に必要な電力量を前記燃料電池以外の分散電源から供給可能でない場合に、前記停止処理を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記燃料電池への電力供給を行う電力供給部を流れる電流の方向により、前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記燃料電池のシャットダウンが完了したか否かを判定し、
前記燃料電池のシャットダウンが完了したと判定した後に、前記燃料電池への電力供給を行う電力供給部を停止させることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記燃料電池のシャットダウンが完了したか否かを判定し、
前記燃料電池のシャットダウンが完了したと判定した後に、前記停止処理を解除することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記燃料電池がシャットダウン中であるとの判定の後に、前記燃料電池への電力供給を行う電力供給部を流れる電流が停止したか否かによりシャットダウンが完了したか否かを判定する、請求項５又は６に記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力制御装置。
【請求項９】
燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源を接続可能な電力制御装置の制御方法であって、前記電力制御装置による処理手順は、
前記電力制御装置が系統から解列されているか否かを判定する、系統解列判定ステップと、
前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する、シャットダウン実行判定ステップと、
前記系統解列判定ステップにおいて前記電力制御装置が系統から解列されたと判定し、且つ前記シャットダウン実行判定ステップにおいて前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、前記燃料電池への電力供給を行わない電力供給部又は前記電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる、シャットダウン電力量確保ステップと、を含むことを特徴とする電力制御装置の制御方法。
【請求項１０】
燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源がそれぞれ接続される複数の電力供給部を有する電力制御装置に、
前記電力制御装置が系統から解列されているか否かを判定する系統解列判定ステップと、
前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定するシャットダウン実行判定ステップと、
前記系統解列判定ステップにおいて前記電力制御装置が系統から解列されたと判定し、且つ前記シャットダウン実行判定ステップにおいて前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、前記燃料電池への電力供給を行わない電力供給部又は前記電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる停止ステップとを実行させる制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池と接続可能な電力制御装置、該電力制御装置の制御方法および該電力制御装置を制御するための制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油に依存しないエネルギーセキュリティの向上、及び排出ガスに窒素酸化物を含まないクリーンエネルギー化等の観点から、ガスの電気化学反応により電気を発生させる燃料電池による発電システムへの期待が高まっている。そして例えば特許文献１のように、燃料電池を利用した数々の燃料電池給電システムが提案されている。
【０００３】
この燃料電池は、使用する電解質の種類によって分類することができ、反応温度が３００度以下の低温タイプには、固体高分子形（ＰＥＦＣ）、リン酸形（ＰＡＦＣ）などがあり、高温タイプには、溶融炭酸塩形（ＭＣＦＣ）、固体酸化物形（ＳＯＦＣ）などがある。この中で、固体酸化物形は、運転温度が高いために排熱が利用しやすく、高い発電効率が得られるなどの特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２３６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発電効率に優れた固体酸化物形燃料電池では、動作温度として７００−１０００度程度が必要とされる。また、固体酸化物形燃料電池に含まれる複数のセル（電池部）を積層した燃料電池スタックにはセラミックスなどの高耐熱性の材料が使用されている。このため、燃料電池の発電停止後に十分に時間をかけて発電セルの冷却を行わないと、急激な温度変化又は中央部と周縁部での温度差に起因して熱ストレスが加わり、脆いセラミックス製の発電セルに割れが生じてしまうおそれがある。そのため、現在の固体酸化物形燃料電池では、発電停止後も外部から電力を供給し、十分に時間をかけて冷却を行なっている。
【０００６】
しかしながら、停電又は機器の異常温度上昇による出力停止等の理由により、燃料電池のシャットダウン時に外部から電力が供給されない事態が発生すると、上記の冷却過程に支障をきたし、燃料電池スタックに致命的な障害が発生するおそれがあった。
【０００７】
かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、停電等の障害が発生しても燃料電池を安全に停止させる手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御装置は、燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源を接続可能な電力制御装置であって、前記複数の分散電源がそれぞれ接続されて電力供給を行うことが可能な複数の電力供給部と、前記電力制御装置が系統から解列されているか否か、及び前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する制御部を備え、前記制御部は、前記電力制御装置が系統から解列され、且つ前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、前記複数の電力供給部の中で前記燃料電池への電力供給を行わない電力供給部、又は前記電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる停止処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、前記制御部は、前記電力制御装置が系統から解列され、且つ前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、前記蓄電池から放電される電力を変換し前記燃料電池への電力の供給を行う一つ又は複数の電力供給部を前記燃料電池のシャットダウン完了まで動作を継続させることが好ましい。
【００１０】
また、前記制御部は、前記電力制御装置が系統から解列され、且つ前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合であって、前記燃料電池のシャットダウン完了に必要な電力量を前記燃料電池以外の分散電源から供給可能でない場合に、前記停止処理を行うことが好ましい。
【００１１】
また、前記制御部は、前記燃料電池への電力供給を行う電力供給部を流れる電流の方向により、前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定してもよい。
【００１２】
また、前記制御部は、前記燃料電池のシャットダウンが完了したか否かを判定し、前記燃料電池のシャットダウンが完了したと判定した後に、前記燃料電池への電力供給を停止させることが好ましい。
【００１３】
また、前記制御部は、前記燃料電池のシャットダウンが完了したか否かを判定し、前記燃料電池のシャットダウンが完了したと判定した後に、前記停止処理を解除することが好ましい。
【００１４】
また、前記制御部は、前記燃料電池がシャットダウン中であるとの判定の後に、前記燃料電池への電力供給を行う電力供給部を流れる電流が停止したか否かによりシャットダウンが完了したか否かを判定してもよい。
【００１５】
また、前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であることが好ましい。
【００１６】
また、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御装置の制御方法は、燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源を接続可能な電力制御装置の制御方法であって、前記電力制御装置による処理手順は、前記電力制御装置が系統から解列されているか否かを判定する、系統解列判定ステップと、前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する、シャットダウン実行判定ステップと、前記系統解列判定ステップにおいて前記電力制御装置が系統から解列されたと判定し、且つ前記シャットダウン実行判定ステップにおいて前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、前記燃料電池への電力供給を行わない電力供給部又は前記電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる、シャットダウン電力量確保ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御装置の制御プログラムは、燃料電池と蓄電池とを含む複数の分散電源がそれぞれ接続される複数の電力供給部を有する電力制御装置に、前記電力制御装置が系統から解列されているか否かを判定する系統解列判定ステップと、前記燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定するシャットダウン実行判定ステップと、前記系統解列判定ステップにおいて前記電力制御装置が系統から解列されたと判定し、且つ前記シャットダウン実行判定ステップにおいて前記燃料電池がシャットダウン中であると判定した場合に、前記燃料電池への電力供給を行わない電力供給部又は前記電力制御装置に接続された負荷のうち少なくともいずれか一つを停止させる停止ステップとを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、停電等の障害が発生しても燃料電池に電力が供給され続けるので、燃料電池スタックに損傷を与えることなく、燃料電池を安全に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の制御プログラムにより制御される電力制御装置を示す。
【図２】本発明の一実施形態の電力制御装置の定常状態での動作を示す。
【図３】本発明の一実施形態の電力制御装置において、燃料電池が動作状態から停止状態に至るまでの制御フローを示す。
【図４】本発明の一実施形態の電力制御装置が系列との解列を検出した直後の動作を示す。
【図５】本発明の一実施形態の電力制御装置に接続される燃料電池の動作状態と、電流の流れとの関係を示す。
【図６】本発明の一実施形態の電力制御装置に接続される燃料電池がシャットダウン動作に移行した後の動作を示す。
【図７】本発明の一実施形態の電力制御装置に接続される燃料電池がシャットダウン動作に移行した後にシャットダウン用電力の不足を検出したときの動作を示す。
【図８】本発明の一実施形態の電力制御装置に接続される燃料電池がシャットダウン動作を完了した後の動作を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力制御装置１００は、複数の電源機器を接続するための電源機器接続部１０１と、負荷と接続するための負荷接続部１０２と、各構成要素を制御するための制御部１０３とを備える。
【００２２】
まず、電源機器接続部１０１の構成及び動作について説明する。電源機器接続部１０１は、各電源機器１ａ〜１ｃを接続するための電源機器接続端子２ａ〜２ｃ及び各電源機器接続端子２ａ〜２ｃから入力された直流電力を所望の電圧に変換するための電圧変換器３ａ〜３ｃを備える。電圧変換器３ａ〜３ｃにより昇圧又は降圧された電力は、インバータ４へと出力される。本明細書において、電圧変換器３ａ〜３ｃは、各電源機器１ａ〜１ｃからの出力電力をインバータ４等に供給する為の電力供給部として機能する。また、電圧変換器３ｂ，３ｃは、インバータ４又は他の電源機器からの電力を燃料電池又は蓄電池に供給する為の電力供給部として機能する。更に、インバータ４は特定負荷８ｂ又は負荷８ｃに対して電力を供給する為の電力供給部として機能するものとする。
【００２３】
電源機器接続端子２ａ〜２ｃは、各電源機器と本発明の電力制御装置との間で電力の入出力を行うための電力端子の他、制御部１０３が各電源機器の制御を行うための制御信号端子を備えることができる。本実施形態においては、電源機器接続端子２ａ〜２ｃには、それぞれ電源機器１ａ（太陽電池）、電源機器１ｂ（燃料電池）、電源機器１ｃ（蓄電池）が接続される。
【００２４】
太陽電池は太陽光のエネルギーを直流電力に変換するものであり、例えば光電変換セルを多数直列に接続し、太陽光が照射されたときに所定の電流を出力するように構成される。本実施形態において電源機器接続端子２ａに接続される太陽電池には、例えばシリコン系多結晶太陽電池を使用することができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン系単結晶太陽電池、あるいはＣＩＧＳ等の薄膜太陽電池等、光電変換可能なものであればよい。
【００２５】
燃料電池は、ガスの電気化学反応により電気を発生させるものである。本実施形態では例えば、固体酸化物形（ＳＯＦＣ）燃料電池を用いることができる。
【００２６】
本実施形態に用いられる蓄電池は、例えばリチウムイオン電池を用いることが好ましいが、ニッケル水素電池等の他の種類の蓄電池も使用することができる。また、蓄電池単体の他、電気自動車（ＥＶ）又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）に搭載されている蓄電池に対して充電を行うことも可能である。
【００２７】
電圧変換器３ａ〜３ｃは、各電源機器の直流出力電圧が所定の直流電圧値になるようにＤＣ／ＤＣ変換を行う。より具体的には、電圧変換器３ａ〜３ｃは、ＤＣ／ＤＣ変換回路を有し、制御部１０３からの制御信号１０に基づき、各電源機器からの直流入力電圧を、所定の目標電圧値まで昇圧してから、インバータ４に出力する。
【００２８】
電圧変換器３ｂ，３ｃは双方向のＤＣ／ＤＣ変換を行うことが可能であり、例えば図１の電圧変換器３ｃは電源機器１ｃ（蓄電池）からの直流出力電力を昇圧又は降圧しインバータ４に出力し、またインバータ４又は他の電圧変換器３ａ，３ｂからの直流入力電力を降圧又は昇圧し電源機器１ｃ（蓄電池）に供給することができる。
【００２９】
電源機器接続端子２ａ〜２ｃに接続される電源機器は、各々からの直流入力電圧が異なるが、本実施形態においては、各直流入力電圧に応じた異なる調節量で電圧変換を行うことにより、同一の目標電圧値まで昇圧される。
【００３０】
燃料電池管理部１０４は、電圧変換器３ｂにおいて電流が流れる方向についての情報を取得し、制御部１０３に対して情報を適宜送信する。制御部１０３は、後述するように、この電流が流れる方向等によって電源機器１ｂ（燃料電池）が起動、発電、シャットダウン、停止のうちいずれの状態であるのかを判定する。
【００３１】
電源機器接続端子２ａに接続する電源機器は、太陽電池のほか、風力発電機、小型水力発電機など、交流電力を整流して出力するものを含んでもよい。
【００３２】
次に負荷接続部１０２の構成及び動作について説明する。負荷接続部１０２は、各電源機器からの電力を変換するインバータ４及びインバータ４の出力を負荷に接続する負荷接続端子６ｂ、６ｃを備える。更に負荷接続部１０２は、商用電源系統７を電力制御装置１００と接続するための系統接続端子６ａを備える。
【００３３】
また、負荷接続部１０２は、商用電源系統７との接続をオン／オフするためのスイッチ５ａと、商用電源系統７又はインバータ４からの電力を特定負荷８ｂ又は負荷８ｃに提供するか否かをそれぞれ選択するためのスイッチ５ｂ、５ｃと、各電源機器１ａ〜１ｃの出力電力をインバータ４に供給するか否かを選択するためのスイッチ５ｄとを備える。各スイッチはそれぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、制御部１０３からの制御信号１０に基づきオン／オフ状態の切り替えを行うように構成される。
【００３４】
インバータ４は、制御部１０３からの制御信号１０を基に、各電源機器１ａ〜１ｃからの電圧変換後の電力を、供給する特定負荷８ｂ及び負荷８ｃに対応した電力に変換する。本実施形態において、インバータ４は、各電源機器１ａ〜１ｃからの電圧変換後の電力を交流１００Ｖに変換する。交流１００Ｖに変換された電力は、それぞれ負荷接続端子６ｂ、６ｃに接続された特定負荷８ｂ及び負荷８ｃに供給する。
【００３５】
負荷接続端子６ｂ、６ｃは、特定負荷８ｂおよび負荷８ｃとの間で電力の入出力を行うための電力端子の他、制御部１０３が各負荷の制御を行い得るように制御信号端子を備えることができる。本実施形態において、負荷接続端子６ｂ、６ｃには、それぞれ交流１００Ｖで動作する特定負荷８ｂ及び負荷８ｃが接続される。交流１００Ｖで動作する特定負荷８ｂの例としては、冷蔵庫、非常用電灯、給湯システム又は家庭用ネットワークサーバーなど、停電を極力回避すべき電気製品が挙げられる。また負荷８ｃは、交流１００Ｖ駆動の家庭用一般負荷であり、例えばドライヤー、家庭用ゲーム機又は音楽鑑賞用オーディオシステムなどが挙げられる。
【００３６】
本実施形態において、制御部１０３が各構成要素を制御するための制御信号１０の経路を図１の中で破線により示したが、この制御信号１０の伝送は有線による通信を用いてもよいし、無線通信を用いてもよい。
【００３７】
制御部１０３は、ハードウエアで構成してもよいし、ＣＰＵによりプログラムを実行させることにより機能を実現してもよい。
【００３８】
本実施形態における電圧変換器３ａ〜３ｃ及びインバータ４は制御部１０３により出力電圧の制御を行う旨記載したが、本発明はこれに限定されず、予め決められた出力電圧になるようにセットアップされていてもよい。
【００３９】
本実施形態においては、交流電力出力として、単相交流１００Ｖをそれぞれ負荷接続端子６ｂ、６ｃから出力する構成としているが、業務用の冷蔵庫又はエアコン、工場でのモーター駆動等には三相３線２００Ｖがよく用いられるため、インバータ４に代えて三相２００Ｖに変換するためのインバータ４’を配置してもよい。
【００４０】
本実施形態においては、接続する負荷として日本国内で使用可能な電気機器を想定して記載したが、日本国外で使用可能な電気機器の使用も考慮して適宜変更をなし得る。例えば、インバータ４により交流２２０〜２４０Ｖを出力させ、アジア、オセアニア及びヨーロッパ地域で使用可能な電気機器を接続可能に構成することも可能である。
【００４１】
次に本発明の一実施形態に係る電力制御装置が定常運転を行っているときの状態を図２を用いて説明する。図２に示す定常運転状態においては、スイッチ５ａ〜５ｄは全てオン状態であり、電圧変換器３ａ，３ｂ及びインバータ４もオン状態である。太線矢印が電力の流れる経路及び方向を示しており、電源機器１ａ（太陽電池）及び１ｂ（燃料電池）が共に発電運転をおこない、電圧変換器３ａ，３ｂで電圧変換された直流電力がインバータ４で交流電力に変換され、特定負荷８ｂ及び負荷８ｃに供給される。また、電源機器１ａ及び１ｂでは賄えない電力の不足分については商用電源系統７からも特定負荷８ｂ及び負荷８ｃに電力が提供される。本実施形態における電力制御装置の定常運転状態では、商用電源系統７から不足分の電力の提供を受けており余剰電力がないため、電圧変換器３ｃはオフ状態とし、蓄電池への充電は行っていない。
【００４２】
次に、本発明の一実施形態に係る電力制御装置において、燃料電池のシャットダウンを安全に行うための制御フローについて図３を用いて説明する。図３において、制御部１０３は電力制御装置１００が商用電源系統７から解列されているか否かをスイッチ５ａの状態に基づいて判定する（Ｓ３０１）。スイッチ５ａがオフ状態で商用電源系統７が解列されていると判定されると、制御部１０３は、電源機器１ｃ（蓄電池）及び電圧変換器３ｃをオン状態にして蓄電池からの放電を開始させると共に、負荷８ｃを停止してスイッチ５ｃをオフ状態にする（Ｓ３０２）。これは、電力制御装置１００が商用電源系統７から解列されて自家発電状態にあるため、特定負荷８ｂ（停電を極力回避すべき電気製品）以外の負荷８ｃについてはオフ状態にして極力電力消費を抑えるためである。図４には、商用電源系統７の解列検知後の電力制御装置１００の状態を示す。ステップＳ３０１において電力制御装置１００が商用電源系統７から解列されていないと判定されると、制御フローは終了する。
【００４３】
次に制御部１０３は、燃料電池がシャットダウン中であるか否かを判定する（Ｓ３０３）。この判定は、図２における燃料電池管理部１０４が電圧変換器３ｂにおける電流の流れる方向を電流センサで監視し、その結果を制御部１０３に適宜送信することにより行われる。
【００４４】
ところで、この例においては、特定負荷ではない一般の負荷８ｃが負荷接続端子６ｃに接続されているケースを示したが、異なる構成の場合も有り得る。負荷８ｃが、系統接続端子６ａと商用電源系統７との間に分電盤等を介して接続されている場合も有り得る。このようなケースにおいてはスイッチ５ｃのような物理的なスイッチにより負荷８ｃを停止させることは出来ない。しかしながら、電力制御装置１００と負荷８ｃとの間がＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅ（登録商標）規格等の通信により接続されている場合には、電力制御装置１００が停止制御信号を負荷８ｃに送付することにより負荷８ｃを停止させることができる。
【００４５】
図５は、横軸を時間軸とし、縦軸に燃料電池からインバータ４に電流が流れる方向を正としたときの、電圧変換器３ｂを流れる電流を示す。図５において燃料電池の停止状態（Ｔ１）では、電圧変換器３ｂを流れる電流はゼロであるが、起動状態（Ｔ２）になると、燃料電池は外部から電力の供給を受けて（すなわち図５で負の電流が流れる）セルの温度を上昇させる。そして、セル温度が所定の温度に達して発電可能な状態になると、燃料電池は発電を開始する（Ｔ３）。次に燃料電池は、例えば保守・点検等の事情で発電を停止させる際には、前述の理由によりシャットダウンモードに移行する（Ｔ４）。ここでは、上述のようにセル温度を徐々に冷却するために、外部から電力の供給を受けて一定時間をかけてシャットダウンを完了する。シャットダウンが完了すると、電圧変換器３ｂを流れる電流はゼロとなる（Ｔ５）。
【００４６】
制御部１０３は、電圧変換器３ｂを流れる電流の方向に関する情報を燃料電池管理部１０４経由で取得する。制御部１０３は、図５の電流特性を利用して、電流が正から負に切り換わった時点から、負の電流を検出し続ける限りにおいてシャットダウン中であると判定する。図６は、シャットダウン中の電力制御装置１００の動作状態を示す。
【００４７】
ステップＳ３０３において燃料電池がシャットダウン中であると判定されると、制御部１０３は燃料電池のシャットダウンに必要な電力量が確保されているか否かを判定する。以下にその手順の一例を示すと、制御部１０３は、燃料電池のシャットダウンに必要な電力量ＷＳ、負荷機器を含む電力制御装置がシャットダウン中に消費する電力量ＷＬ、及びシャットダウン中に他の電源機器（太陽電池１ａ，蓄電池１ｃ）から供給可能な電力量ＷＰを算出する。そして、算出されたＷＳ，ＷＬ及びＷＰが式（１）の関係を満たすか否かの判定を行う。
【００４８】
ＷＰ  −  ＷＬ  ＞  ＷＳ        式（１）
【００４９】
ここで式（１）は、他の電源機器から供給可能な電力量ＷＰから、負荷を含む電力制御装置の消費電力量ＷＬを差し引いても、なお燃料電池のシャットダウンに必要な電力量ＷＳを賄うことができることを意味する。式（１）におけるＷＬは、特定負荷８ｂ、負荷８ｃ及びインバータ４等の電力供給部の消費電力量も含むものとし、各電源機器及び各負荷のオン／オフ状態に対応した値を適用するものとする。
【００５０】
制御部１０３は、式（１）を満たすか否かを判定し（Ｓ３０４）、式（１）を満たさないと判定すると、負荷接続端子６ｂに接続された特定負荷８ｂのうち、優先度の低い１つ又は複数の特定負荷を停止させる（Ｓ３０５）。そして、ステップＳ３０５においていずれかの負荷を停止させた後、制御部１０３は、再度最新の状態において式（１）を満たすかどうかの判定を行う。
【００５１】
制御部１０３は、特定負荷８ｂのうちの１つ又は複数を停止させても、なお式（１）を満たさない場合には、更に動作中の特定負荷８ｂ又は電力供給部のうち少なくとも１つを停止させ、式（１）の再確認を行う。図７には、この手順に従った結果、特定負荷８ｂの全て及びインバータ４を同時にオフ状態としたときの電力制御装置１００の動作状態を示す。
【００５２】
図７では、電源機器１ａ（太陽電池）からの電力を変換する電圧変換器３ａを動作させたままとしているが、夜間等太陽電池からの電力供給が期待できない場合には、電圧変換器３ａも停止させ、最も優先度の高い電源機器１ｂ（燃料電池）、及び電源機器１ｃ（蓄電池）用の電圧変換器３ｂ，３ｃのみを動作させるように構成してもよい。
【００５３】
図３のステップＳ３０３においてシャットダウン中ではないと判定された場合、又はＳ３０４においてシャットダウン用電力量の残量が十分であると判定された場合、制御部１０３は電源機器１ｂ（燃料電池）が停止しているか否かを判定する（Ｓ３０６）。この判定は、図５の特性を利用し、電圧変換器３ｂを流れる電流が継続してゼロになっていることを検知することにより行う。
【００５４】
ステップＳ３０６において燃料電池が停止したと判定されると、制御部１０３はステップＳ３０５において停止させた特定負荷８ｂ及びインバータ４の動作を再開させる（Ｓ３０７）。電源機器１ｂ（燃料電池）が無事に停止したため、負荷の中でも動作させる優先度が高い特定負荷８ｂを再度動作させるためである。図８には、燃料電池がシャットダウン動作を完了し、電圧変換器３ｂを流れる電流が停止し、ステップ３０７において特定負荷８ｂへの電力供給が再開した後の動作状態を示す。図３においてステップ３０５を実行していない場合には、このステップ３０７は実行しない。
【００５５】
以上のように、本発明の一実施形態によれば、商用電源系統７が解列してもシャットダウン中の燃料電池に優先的に電力が供給され続けるので、燃料電池スタックに損傷を与えることなく、燃料電池を安全に停止させることができる。
【００５６】
本実施形態において、電力制御装置が系統から解列され、且つ燃料電池がシャットダウン中であると判定された場合に、蓄電池から放電される電力を変換し前記燃料電池への電力の供給を行う電圧変換器３ｃ及び３ｂを停止させないように構成したが、蓄電池から燃料電池に至る経路に一つの電圧変換器のみを設けてその電圧変換器を停止させないように構成してもよい。
【００５７】
以上、本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ                電源機器（太陽電池）
１ｂ                電源機器（燃料電池）
１ｃ                電源機器（蓄電池）
２ａ〜２ｃ          電源機器接続端子
３ａ〜３ｃ          電圧変換器
４                  インバータ
５ａ〜５ｄ          スイッチ
６ａ                系統接続端子
６ｂ，６ｃ          負荷接続端子
７                  商用電源系統
８ｂ                特定負荷
８ｃ                負荷
１０                制御信号
１００              電力制御装置
１０１              電源機器接続部
１０２              負荷接続部
１０３              制御部
１０４              燃料電池管理部
【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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