(57)【要約】【課題】燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図ることができる電力供給システムを提供する。【解決手段】燃料電池及び前記蓄電装置からの電力を負荷へと供給する電力供給システムであって、前記燃料電池は、前記蓄電装置の充放電に応じて、最大発電電力を発電する最大発電状態と、発電を停止する発電停止状態と、に発電状態が変化し、前記燃料電池が最大発電状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以下である状態が所定の期間継続すると、前記燃料電池を発電停止状態とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷追従機能を有して発電可能な燃料電池と、
前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、
を具備し、
前記燃料電池及び前記蓄電装置からの電力を負荷へと供給する電力供給システムであって、
前記燃料電池は、前記蓄電装置の充放電に応じて、最大発電電力を発電する最大発電状態と、発電を停止する発電停止状態と、に発電状態が変化し、
前記燃料電池が最大発電状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以下である状態が所定の期間継続すると、前記燃料電池を発電停止状態とする、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力に対して所定の割合以上となると、前記燃料電池を最大発電状態とする、
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】
前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記蓄電装置に充電された電力が所定の割合以下となると、前記蓄電装置の充放電を停止して当該燃料電池を前記負荷の消費電力に応じて発電させる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
負荷追従機能を有して発電可能な燃料電池と、
前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、
を具備し、
前記制御装置は、前記負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有し、特定の期間において前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力よりも概ね大きくなるピーク時間帯を前記学習機能により予測し、
前記燃料電池は、前記蓄電装置の充放電に応じて、最大発電電力を発電する最大発電状態と、発電を停止する発電停止状態と、に発電状態が変化し、
前記特定の期間が開始されてから１回目の前記ピーク時間帯を経過する前は、前記燃料電池を最大発電状態とし、
前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後は、前記燃料電池を発電停止状態とする、
ことを特徴とする電力供給システム。
【請求項５】
前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以下である状態が所定の期間継続しない場合には、前記燃料電池を発電停止状態とせずに最大発電状態を継続する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力に対して所定の割合以上となると、前記燃料電池を最大発電状態とする、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記蓄電装置に充電された電力が所定の割合以下となると、前記蓄電装置の充放電を停止して当該燃料電池を前記負荷の消費電力に応じて発電させる、
ことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給する電力供給システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電可能な燃料電池と、前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、を具備し、前記燃料電池及び前記蓄電装置からの電力を負荷へと供給する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載の電力供給システム（エネルギー管理システム）は、発電可能な燃料電池と、前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置（蓄電池）と、前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置（エネルギー管理装置）と、を具備し、前記燃料電池及び前記蓄電装置からの電力を負荷へと供給する。
【０００４】
そして、特許文献１に記載の電力供給システムにおいては、所定の時刻において蓄電装置に充電された電力が０に近付くように、燃料電池の発電及び蓄電装置の充放電が制御される。こうして、当該電力供給システムにおいては、蓄電装置に充電された電力を、所定の時刻に至るまで利用することができ、また可及的に使い切ることができる。
【０００５】
しかしながら、このような燃料電池の発電及び蓄電装置の充放電の制御においては、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することや、燃料電池の燃料使用量を抑制することが考慮されていない点で不都合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−７４６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図ることができる電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、負荷追従機能を有して発電可能な燃料電池と、前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、を具備し、前記燃料電池及び前記蓄電装置からの電力を負荷へと供給する電力供給システムであって、前記燃料電池は、前記蓄電装置の充放電に応じて、最大発電電力を発電する最大発電状態と、発電を停止する発電停止状態と、に発電状態が変化し、前記燃料電池が最大発電状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以下である状態が所定の期間継続すると、前記燃料電池を発電停止状態とするものである。
【００１０】
請求項２においては、前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力に対して所定の割合以上となると、前記燃料電池を最大発電状態とするものである。
【００１１】
請求項３においては、前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記蓄電装置に充電された電力が所定の割合以下となると、前記蓄電装置の充放電を停止して当該燃料電池を前記負荷の消費電力に応じて発電させるものである。
【００１２】
請求項４においては、負荷追従機能を有して発電可能な燃料電池と、前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有し、特定の期間において前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力よりも概ね大きくなるピーク時間帯を前記学習機能により予測し、前記燃料電池は、前記蓄電装置の充放電に応じて、最大発電電力を発電する最大発電状態と、発電を停止する発電停止状態と、に発電状態が変化し、前記特定の期間が開始されてから１回目の前記ピーク時間帯を経過する前は、前記燃料電池を最大発電状態とし、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後は、前記燃料電池を発電停止状態とするものである。
【００１３】
請求項５においては、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以下である状態が所定の期間継続しない場合には、前記燃料電池を発電停止状態とせずに最大発電状態を継続するものである。
【００１４】
請求項６においては、前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力に対して所定の割合以上となると、前記燃料電池を最大発電状態とするものである。
【００１５】
請求項７においては、前記燃料電池が発電停止状態である場合に、前記蓄電装置に充電された電力が所定の割合以下となると、前記蓄電装置の充放電を停止して当該燃料電池を前記負荷の消費電力に応じて発電させるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
請求項１においては、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図ることができる。
【００１８】
請求項２においては、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図ることができる。
【００１９】
請求項３においては、燃料電池が発電停止状態を維持したまま、商用電源から購入した電力を負荷に供給することを防止することができる。
【００２０】
請求項４においては、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図ることができる。
【００２１】
請求項５においては、蓄電装置が充放電を繰り返し行うことを防止することができる。
【００２２】
請求項６においては、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図ることができる。
【００２３】
請求項７においては、燃料電池が発電停止状態を維持したまま、商用電源から購入した電力を負荷に供給することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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したブロック図。
【図２】同じく、第一の供給態様における制御装置の処理を示したフローチャート。
【図３】同じく、第二の供給態様における制御装置の処理を示したフローチャート。
【図４】同じく、制御装置の学習機能による学習結果の一例、及び第二の供給態様における燃料電池の発電電力を示したグラフ。
【図５】同じく、第二の供給態様及び通常の供給態様における購入電力、ガス使用量、ＣＯ２排出量及び熱余りの各数値を比較した表。
【図６】同じく、通常の供給態様における燃料電池の発電電力を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、図１を用いて、本発明に係る「電力供給システム」の一実施形態である電力供給システム１の構成について説明する。
【００２６】
電力供給システム１は、住宅等に設けられ、商用電源９０や後述する燃料電池２０等からの電力を図示せぬ負荷へと供給するものである。電力供給システム１は、主として、太陽光発電部１０と、燃料電池２０と、蓄電装置３０と、分電盤４０と、制御装置５０と、を具備する。
【００２７】
太陽光発電部１０は、太陽光（自然エネルギー）を利用して発電する装置である。太陽光発電部１０は、太陽光パネル（ＰＶ）等により構成される。太陽光発電部１０は、住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。太陽光発電部１０は、発電した電力を出力可能に構成される。
【００２８】
燃料電池２０は、本発明に係る「燃料電池」の一実施形態である。燃料電池２０は、燃料として都市ガスを使用して発電する装置である。燃料電池２０は、制御部や、貯湯ユニット等により構成される。燃料電池２０は、負荷の消費電力に追従した電力を発電することができる負荷追従機能を有する。なお、本実施形態において燃料電池２０は、最大発電電力が７００Ｗに設定される。
【００２９】
なお、燃料電池２０が発電すると、当該発電に伴って二酸化炭素や熱が発生する。燃料電池２０は、このように発電時に発生する熱を利用して、前記貯湯ユニット内で湯を沸かすことができる。しかしながら、燃料電池２０は、発電時に発生する熱を利用することができない場合、すなわち熱が余った場合（熱余りが発生した場合）には、その余った熱を排熱として外部へ放出する。すなわち、省エネルギーの観点からすると、エネルギー効率を向上させるため、熱余りの発生を抑制することが望ましい。
【００３０】
また、燃料電池２０は発電した電力が小さいほど、発電効率が低くなる。すなわち、発電効率の向上の観点からすると、燃料電池２０は大きい電力（例えば、最大発電電力）で発電することが望ましい。
【００３１】
なお、燃料電池２０が使用する燃料は、都市ガスだけでなく、天然ガスや、アルコール、ガソリン等であってもよい。
【００３２】
蓄電装置３０は、本発明に係る「蓄電装置」の一実施形態である。蓄電装置３０は、燃料電池２０等からの電力を充電可能であって、当該充電した電力を放電可能な装置である。蓄電装置３０は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池や、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ、制御部等により構成される。
【００３３】
分電盤４０は、負荷の消費電力に応じて電力の供給元から供給された電力を、当該負荷に分配するものである。分電盤４０は、図示せぬ漏電遮断器や、配線遮断器、制御ユニット等により構成される。分電盤４０は、電力の供給元となる商用電源９０や、太陽光発電部１０、燃料電池２０、蓄電装置３０と接続され、これらからの電力が適宜供給される。
【００３４】
なお、本実施形態において負荷とは、住宅において電力が消費される電化製品等に接続される回路である。負荷は、例えば部屋ごとや、エアコンのように大きな電力を消費する機器専用のコンセントごとに設けられ、それぞれ分電盤４０に接続される（不図示）。
【００３５】
制御装置５０は、本実施形態に係る「制御装置」の一実施形態である。制御装置５０は、電力供給システム１内の情報を管理すると共に、当該電力供給システム１における電力の供給態様（例えば、燃料電池２０の発電や蓄電装置３０の充放電等）を制御するものである。制御装置５０は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部や、ＣＰＵ等の演算処理部等により構成される。制御装置５０の前記記憶部には、電力供給システム１における電力の供給態様に関する情報が予め記憶されている。また、制御装置５０には、所定の時間計測に使用される図示せぬタイマカウンタが設けられる。
【００３６】
また、制御装置５０は、負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有する。本実施形態において、学習機能とは、負荷の消費電力に関する情報を継続して取得（学習）することにより、特定の期間（例えば、毎週水曜日の０時から２４時）の所定時間帯ごとの負荷の消費電力に関する情報（例えば、後述するピーク時間帯等）を予測する機能である。
【００３７】
なお、制御装置５０は、分電盤４０と電気的に接続される。制御装置５０は、負荷の消費電力に関する情報を分電盤４０から取得することができる。
また、制御装置５０は、燃料電池２０と電気的に接続される。制御装置５０は、燃料電池２０で発電された電力に関する情報を取得することができる。また、制御装置５０は、燃料電池２０の運転（発電）を制御することができる。
また、制御装置５０は、蓄電装置３０と電気的に接続される。制御装置５０は、蓄電装置３０で充放電された電力に関する情報を取得することができる。また、制御装置５０は、蓄電装置３０の運転（電力の充放電）を制御することができる。
【００３８】
なお、本発明に係る「制御装置」の構成は、制御装置５０の構成に限定するものではない。例えば、本発明に係る「制御装置」は、蓄電装置３０の制御部や、燃料電池２０の制御部により構成されるものであってもよい。
また、本実施形態に係る制御装置５０は学習機能を有するものとしたが、これに限定するものではない。例えば、学習機能は、燃料電池２０や蓄電装置３０が有する構成としてもよい。
【００３９】
以下では、電力供給システム１における電力の供給態様について、簡単に説明する。
【００４０】
なお、本実施形態において、以下の説明における電力の流通方向の変更は、制御装置５０により制御される。しかしながら、図示せぬホームサーバ等の制御手段により制御される構成とすることや、図示せぬスイッチ部やパワーコンディショナが有する制御部によりそれぞれ制御される構成とすることが可能であり、本発明はこれを限定するものではない。
【００４１】
商用電源９０からの電力や、太陽光発電部１０で発電された電力、燃料電池２０で発電された電力は、それぞれ分電盤４０に供給され、当該分電盤４０により負荷に分配される。こうして、住宅の居住者は、商用電源９０だけでなく、太陽光発電部１０や燃料電池２０で発電された電力によって、照明を点灯したり、電化製品を使用したりすることができる。なお、本実施形態においては、燃料電池２０で発電された電力が、他の電力に優先して分電盤４０に供給されるように設定される。
【００４２】
なお、燃料電池２０で発電された電力だけで負荷の消費電力がまかなえる場合には、商用電源９０や太陽光発電部１０からの電力を使用しないことも可能である。これによって、商用電源９０からの買電を減らし、電力料金（光熱費）を節約することができる。また、太陽光発電部１０で発電された電力を商用電源９０に逆潮流させて売電し、経済的な利益を得ることができる。
【００４３】
また、商用電源９０からの電力や、太陽光発電部１０で発電された電力は、適宜の時間帯に蓄電装置３０に充電される。なお、充電する時間帯は、居住者の任意に設定することができる。
【００４４】
例えば深夜の時間帯に商用電源９０からの電力を充電するように設定すれば、料金の安い深夜電力を蓄電装置３０に充電することができる。また、太陽光が十分に照射される昼間の時間帯に太陽光発電部１０で発電された電力を充電するように設定すれば、自然エネルギー（太陽光）を利用して発電された電力を蓄電装置３０に充電することができる。
【００４５】
また、商用電源９０からの電力や太陽光発電部１０で発電された電力だけでなく、蓄電装置３０に充電された電力を分電盤４０に供給することも可能である。すなわち、蓄電装置３０が充電した電力を放電すると、当該放電した電力が分電盤４０に供給される。なお、蓄電装置３０から分電盤４０に電力を供給するタイミングは、任意に設定することができる。
【００４６】
例えば深夜の時間帯に商用電源９０からの電力を充電すると共に、住宅に居住者が不在であり負荷の消費電力が比較的少ない昼間の時間帯に太陽光発電部１０で発電された電力を蓄電装置３０に充電するように設定する。そして、居住者が住宅に帰宅してから就寝するまでの夜間の時間帯に、蓄電装置３０に充電された電力を分電盤４０に供給するように設定する。これによって、料金の安い深夜電力を夜間の時間帯に使用できると共に、商用電源９０からの買電を減らすことができ、ひいては電力料金を節約することができる。
【００４７】
このように、電力供給システム１においては、種々の電力の供給態様を有する。
【００４８】
なお、電力供給システム１においては、燃料電池２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給するための電力の供給態様であって、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図るための電力の供給態様が設定される。
【００４９】
当該電力の供給態様においては、蓄電装置３０の充放電に応じて、燃料電池２０がその発電状態を、最大発電電力（７００Ｗ）を発電する状態（以下では、「最大発電状態」と称する。）と、発電を停止する状態（以下では、「発電停止状態」と称する。）と、に変化させる。
【００５０】
また、当該電力の供給態様は、制御装置５０が有する学習機能を利用するか否かに応じて、２種類の態様に分けることができる。以下では、当該電力の供給態様のうち、制御装置５０が有する学習機能を利用しない態様を「第一の供給態様」と称し、制御装置５０が有する学習機能を利用する態様を「第二の供給態様」と称する。
【００５１】
以下では、第一の供給態様における制御装置５０の処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
ステップＳ１０１において、制御装置５０は、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力（７００Ｗ）を発電させると共に当該発電を維持させる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態となると共に当該状態を維持する。
制御装置５０は、ステップＳ１０１の処理を行った後、ステップＳ１０２へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１０２において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、再びステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下ではないと判定した場合には、ステップＳ１０３へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１０３において、制御装置５０は、蓄電装置３０から電力を放電させる。これによって、燃料電池２０の発電電力だけでは不足する負荷の消費電力（不足電力）を、蓄電装置３０から放電された電力で賄うことができる。なお、ステップＳ１０３においては、燃料電池２０は、最大発電状態を維持している。
制御装置５０は、ステップＳ１０３の処理を行った後、ステップＳ１０４へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１０４において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、ステップＳ１０５へ移行する。なお、制御装置５０は、当該判定の時点から前記タイマカウンタによる時間計測を開始する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ１０３へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１０５において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下である状態が３０分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続したと判定した場合、すなわちステップＳ１０４にて判定した状態が３０分間継続した場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
一方、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続しなかったと判定した場合、すなわちステップＳ１０４にて判定した状態が３０分間継続しなかった場合には、ステップＳ１０６へ移行する。
【００５７】
なお、ステップＳ１０５において判定の基準となる「３０分間」は、任意の値を設定することができる。
【００５８】
ステップＳ１０６において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果（カウント）をリセットする。
制御装置５０は、ステップＳ１０６の処理を行った、再びステップＳ１０４へ移行する。
【００５９】
ステップＳ１０７において、制御装置５０は、蓄電装置３０の放電により、燃料電池２０の発電を停止させる。具体的には、制御装置５０は、負荷の消費電力を蓄電装置３０から放電された電力だけで賄わせるため、当該消費電力に相当する電力を蓄電装置３０から放電させる。これにより、燃料電池２０は、最大発電状態から発電停止状態へと発電状態が変化する。
制御装置５０は、ステップＳ１０７の処理を行った後、ステップＳ１０８へ移行する。
【００６０】
ステップＳ１０８において、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有ると判定した場合には、ステップＳ１０９へ移行する。
一方、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無いと判定した場合には、ステップＳ１１０へ移行する。
【００６１】
なお、ステップＳ１０８においては、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かではなく、蓄電装置３０に充電された電力の残量が所定の割合以下で有るか否かを判定することができる。なお、前記所定の割合は、任意の値を設定することができる。
【００６２】
ステップＳ１０９において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）の８割（５６０Ｗ）以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上であると判定した場合には、再びステップＳ１０１へ移行する。すなわち、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力を発電させる。これにより、燃料電池２０は、最大発電状態から発電停止状態へと発電状態が変化する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上ではないと判定した場合には、再びステップＳ１０７へ移行する。
【００６３】
なお、ステップＳ１０９において判定の基準となる「８割」は、任意の値を設定することができる。
【００６４】
ステップＳ１１０において、制御装置５０は、蓄電装置３０の運転を停止させる。これにより、制御装置５０は、燃料電池２０に、負荷の消費電力に応じて発電を行う負荷追従運転を行わせる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態及び発電停止状態とは異なる発電状態となる。
制御装置５０は、ステップＳ１１０の処理を行った後、ステップＳ１１１へ移行する。
【００６５】
ステップＳ１１１において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、再びステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ１１１へ移行する。
【００６６】
このように、第一の供給態様においては、蓄電装置３０の充放電に応じて、燃料電池２０がその発電状態を、最大発電状態と、発電停止状態と、に変化させる。
【００６７】
そして、第一の供給態様においては、燃料電池２０が最大発電状態である場合（ステップＳ１０１）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続すると（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、燃料電池２０を発電停止状態とする（ステップＳ１０７）ものである。
【００６８】
このような構成により、燃料電池２０が最大発電状態である間に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下になると、当該燃料電池２０で発電した電力のうち負荷に供給されない余剰電力を蓄電装置３０に充電させることができる。そして、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続した場合には蓄電装置３０から放電された電力を負荷に供給させ、燃料電池２０を発電停止状態とすることができる。
【００６９】
すなわち、蓄電装置３０に電力が充電された状態であって、且つ負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であり当該燃料電池２０を最大発電状態とする必要が無い状態であれば、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【００７０】
また、第一の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ１０７）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に対して８割以上となると（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、蓄電装置３０が電力を充電して燃料電池２０を最大発電状態とする（ステップＳ１０１）ものである。
【００７１】
このような構成により、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付いた場合、すなわち負荷の消費電力が比較的大きくなった場合には、当該燃料電池２０を最大発電状態として当該燃料電池２０で発電した電力を負荷に供給することができる。すなわち、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付かない場合、すなわち負荷の消費電力が比較的小さい場合には、当該燃料電池２０は発電停止状態を維持するので、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【００７２】
また、第一の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ１０７）に、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無い（ステップＳ１０８；ＮＯ）と、蓄電装置３０の充放電を停止して当該燃料電池２０を負荷の消費電力に応じて発電させる（ステップＳ１１０）ものである。
【００７３】
このような構成により、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、蓄電装置３０に充電された電力が無くなることを防止することができる。すなわち、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、商用電源９０から購入した電力を負荷に供給することを防止することができる。
【００７４】
また、第一の供給態様においては、蓄電装置３０から電力を放電して燃料電池２０を最大発電状態から発電停止状態に変化させた場合（ステップＳ１０７）、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上となった場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）には、蓄電装置３０が電力を充電して燃料電池２０を発電停止状態から最大発電状態に変化させる（ステップＳ１０１）ものである。このように、燃料電池２０が最大発電状態から発電停止状態に変化する場合に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続することを条件としている。
【００７５】
このような構成により、前記条件となる期間を、例えば比較的短い期間である５分間ではなく、比較的長い期間である３０分間としたことで、蓄電装置３０が充放電を繰り返し行うことを防止している。
【００７６】
以下では、第二の供給態様における制御装置５０の処理について、図３のフローチャート、及び図４を用いて説明する。
【００７７】
ここで、図４の実線は、制御装置５０の学習機能による学習結果（負荷の消費電力の予測推移）の一例を示したグラフである。具体的には、図４に示した学習結果は、制御装置５０が、直近１ヶ月間の同じ曜日（例えば、水曜日）の負荷の消費電力に関する情報を継続して取得することにより、次の水曜日（以下では、「特定の期間」と称する。）における０時から２４時までの負荷の消費電力の推移を予測したものである。
【００７８】
なお、図４に示すように、負荷の消費電力の予測推移においては、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも概ね大きくなる時間帯（以下では、「ピーク時間帯」と称する。）が、午前及び午後にそれぞれ１回（合計２回）発生している。以下では、午前に発生するピーク時間帯を「ピーク時間帯Ａ」と称する。また、午後に発生するピーク時間帯を「ピーク時間帯Ｂ」と称する。
【００７９】
なお、以下の説明では、制御装置５０の制御は、特定の期間の０時から開始され、２４時で終了（リセット）するものとする。制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から現在の時刻に関する情報を取得している。
【００８０】
ステップＳ２０１において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から現在の時刻が１回目のピーク時間帯を経過しているか否か、すなわち現在の時刻が図４に示すピーク時間帯Ａを経過したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の時刻がピーク時間帯Ａを経過したと判定した場合、すなわち図４に示す９時４０分を経過した場合には、ステップＳ２０３へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時刻がピーク時間帯Ａを経過していないと判定した場合、すなわち図４に示す９時４０分を経過していない場合には、ステップＳ２０２へ移行する。
【００８１】
ステップＳ２０２において、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さい場合には、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力（７００Ｗ）を発電させると共に当該発電を維持させる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態となると共に当該状態を維持する。
また、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上である場合には、蓄電装置３０から電力を放電させる。この場合、燃料電池２０は、最大発電状態を維持する。
このように、ステップＳ２０２においては、燃料電池２０は、最大発電状態になると共に当該状態を維持させる。
制御装置５０は、ステップＳ２０１の処理を行った後、再びステップＳ２０１へ移行する。
【００８２】
ステップＳ２０３において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、ステップＳ２０４へ移行する。なお、制御装置５０は、当該判定の時点から前記タイマカウンタによる時間計測を開始する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ２０３へ移行する。
【００８３】
ステップＳ２０４において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下である状態が５分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続したと判定した場合、すなわちステップＳ２０３にて判定した状態が５分間継続した場合には、ステップＳ２０６へ移行する。
一方、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続しなかったと判定した場合、すなわちステップＳ２０３にて判定した状態が５分間継続しなかった場合には、ステップＳ２０５へ移行する。
【００８４】
なお、ステップＳ２０４において判定の基準となる「５分間」は、任意の値を設定することができる。
【００８５】
ステップＳ２０５において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果（カウント）をリセットする。
制御装置５０は、ステップＳ２０５の処理を行った、再びステップＳ２０３へ移行する。
【００８６】
ステップＳ２０６において、制御装置５０は、蓄電装置３０の放電により、燃料電池２０の発電を停止させる。具体的には、制御装置５０は、負荷の消費電力を蓄電装置３０から放電された電力だけで賄わせるため、当該消費電力に相当する電力を蓄電装置３０から放電させる。これにより、燃料電池２０は、最大発電状態から発電停止状態へと発電状態が変化する。
制御装置５０は、ステップＳ２０６の処理を行った後、ステップＳ２０７へ移行する。
【００８７】
ステップＳ２０７において、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有ると判定した場合には、ステップＳ２０９へ移行する。
一方、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無いと判定した場合には、ステップＳ２０８へ移行する。
【００８８】
なお、ステップＳ２０７においては、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かではなく、蓄電装置３０に充電された電力の残量が所定の割合以下で有るか否かを判定することができる。なお、前記所定の割合は、任意の値を設定することができる。
【００８９】
ステップＳ２０８において、制御装置５０は、蓄電装置３０の運転を停止させる。これにより、制御装置５０は、燃料電池２０に、負荷の消費電力に応じて発電を行う負荷追従運転を行わせる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態及び発電停止状態とは異なる発電状態となる。
制御装置５０は、ステップＳ２０８の処理を行った後、ステップＳ２０９へ移行する。
【００９０】
ステップＳ２０９において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）の８割（５６０Ｗ）以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上であると判定した場合には、ステップＳ２１０へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上ではないと判定した場合には、再びステップＳ２０７へ移行する。
【００９１】
なお、ステップＳ２０９において判定の基準となる「８割以上」は、任意の値を設定することができる。
【００９２】
ステップＳ２１０において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から現在の時刻が２４時を経過したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の時刻が２４時を経過したと判定した場合には、ステップＳ２１２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時刻が２４時を経過していないと判定した場合には、ステップＳ２１１へ移行する。
【００９３】
ステップＳ２１１において、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さい場合には、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力（７００Ｗ）を発電させると共に当該発電を維持させる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態となると共に当該状態を維持する。
また、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上である場合には、蓄電装置３０から電力を放電させる。この場合、燃料電池２０は、最大発電状態を維持する。
このように、ステップＳ２１１においては、燃料電池２０は、最大発電状態になると共に当該状態を維持させる。
制御装置５０は、ステップＳ２１１の処理を行った後、再びステップＳ２１０へ移行する。
【００９４】
ステップＳ２１２において、制御装置５０は、ピーク時間帯のカウント（前記タイマカウンタによる時間計測）をリセットする。
制御装置５０は、ステップＳ２１２の処理を行った後、第二の供給態様における処理を終了する。
【００９５】
このように、第二の供給態様においては、蓄電装置３０の充放電に応じて、燃料電池２０がその発電状態を、最大発電状態と、発電停止状態と、に変化させる。
【００９６】
本実施形態において、すなわち学習機能により２回のピーク時間帯を有すると予測された特定の期間において、燃料電池２０の発電状態（発電電力）は、図４の一点鎖線に示すグラフのようになる。具体的には、図４に示すように、１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）を経過するまでは、燃料電池２０が最大発電状態となる。そして、ピーク時間帯Ａを経過した後、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続すると（図４に示す、９時４０分）、燃料電池２０が最大発電状態から発電停止状態となる。そして、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上となると（図４に示す、１５時４５分）、２回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ｂ）が発生するものとして、燃料電池２０が発電停止状態から最大発電状態となる。そして、この燃料電池２０の最大発電状態は、２４時を経過するまで、すなわち特定の期間における制御装置５０の制御が終了するまで継続する。
【００９７】
このように、第二の供給態様においては、特定の期間が開始されてから１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）を経過する前（ステップＳ２０１；ＮＯ）は、燃料電池２０を最大発電状態とし（ステップＳ２０２）、ピーク時間帯Ａを経過した後（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）は、燃料電池２０を発電停止状態とする（ステップＳ２０６）ものである。
【００９８】
このような構成により、燃料電池２０が最大発電状態である間に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下になると、当該燃料電池２０で発電した電力のうち負荷に供給されない余剰電力を蓄電装置３０に充電させることができる。そして、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態となると蓄電装置３０から放電された電力を負荷に供給させ、燃料電池２０を発電停止状態とすることができる。
【００９９】
すなわち、蓄電装置３０に電力が充電された状態であって、且つ負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であり当該燃料電池２０を最大発電状態とする必要が無い状態であれば、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【０１００】
また、第二の供給態様においては、１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）を経過した後（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続しない場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）には、燃料電池２０を発電停止状態とせずに最大発電状態を継続するものである。
【０１０１】
このような構成により、燃料電池２０が最大発電状態から発電停止状態となる場合に、所定の状態が５分間継続することを条件とすることができ、蓄電装置３０が充放電を繰り返し行うことを防止することができる。
【０１０２】
なお、第二の供給態様においては、学習機能によりピーク時間帯が予測されるため、（比較的長い期間である３０分間の継続を条件としている第一の供給態様とは異なり）比較的短い期間である５分間の継続を条件としている。すなわち、比較的短い期間である５分間の継続を条件として、燃料電池２０を最大発電状態から発電停止状態とすることができるので、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【０１０３】
また、第二の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ２０６）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に対して８割以上となると（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）、蓄電装置３０が電力を充電して燃料電池２０を最大発電状態とする（ステップＳ２１１）ものである。
【０１０４】
このような構成により、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付いた場合、すなわち負荷の消費電力が比較的大きくなった場合には、当該燃料電池２０を最大発電状態として当該燃料電池２０で発電した電力を負荷に供給することができる。すなわち、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付かない場合、すなわち負荷の消費電力が比較的小さい場合には、当該燃料電池２０は発電停止状態を維持するので、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【０１０５】
また、第二の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ２０６）に、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無い（ステップＳ２０７；ＮＯ）と、蓄電装置３０の充放電を停止して当該燃料電池２０を負荷の消費電力に応じて発電させる（ステップＳ２０８）ものである。
【０１０６】
このような構成により、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、蓄電装置３０に充電された電力が無くなることを防止することができる。すなわち、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、商用電源９０から購入した電力を負荷に供給することを防止することができる。
【０１０７】
なお、第二の供給態様においては、学習機能によりピーク時間帯が予測されるため、（蓄電装置３０に充電された電力が無くなると、燃料電池２０を最大発電状態とする第一の供給態様とは異なり）次回のピーク時間帯が発生するまでは、燃料電池２０に負荷追従運転を行わせるものである。すなわち、一時的に負荷の消費電力が大きくなったような場合（すなわち、燃料電池２０を最大発電状態とする必要が無い場合）に、燃料電池２０が最大発電状態となることを防止することができる。こうして、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【０１０８】
なお、図５は、第二の供給態様において、前述した特定の期間の「商用電源９０から購入した電力（購入電力）」、「都市ガスの使用量（ガス使用量）」、「二酸化炭素の排出量（ＣＯ２排出量）」及び「熱余り」の各数値を示している。なお、図５では、第二の供給態様における前記各数値の大小を明確とするため、前述した特定の期間に燃料電池２０を最大発電状態のままとした場合（以下では、「通常の供給態様」と称する。図６参照）の、「商用電源９０から購入した電力（購入電力）」、「都市ガスの使用量（ガス使用量）」、「二酸化炭素の排出量（ＣＯ２排出量）」及び「熱余り」の各数値を示している。
【０１０９】
その結果、図５に示すように、第二の供給態様においては、通常の供給態様よりも、購入電力の数値は若干大きくなるが、ガス使用量、ＣＯ２排出量、熱余りの各数値は減少していることが分かる。このように、第二の供給態様における制御装置５０の処理を行った場合には、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１      電力供給システム
２０    燃料電池
３０    蓄電装置
４０    分電盤
５０    制御装置
【図１】
2015103275.tif 000003
【図２】
2015103275.tif 000004
【図３】
2015103275.tif 000005
【図４】
2015103275.tif 000006
【図５】
2015103275.tif 000007
【図６】
2015103275.tif 000008