(57)【要約】【課題】  商用電源の省力化を図ることができるとともに、液体燃料あるいは気体燃料から発生させた水素ガスにより電力を安全に安定して供給できる電力供給システムを提供する。【解決手段】  燃料タンク１１から供給される燃料から生成される水素ガス及び空気供給源１２から供給される空気により燃料電池１４で電力を発生させる燃料電池装置１０と、この燃料電池装置１０で発生した電力及び商用電源から供給される電力を燃料電池装置１０の水素ガスの生成量に応じて電力切換部２５で電力切換して電力機器３０へ供給する制御装置２０とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから供給される燃料から生成される水素ガス及び空気供給源から供給される空気により燃料電池で電力を発生させる燃料電池装置と、この燃料電池装置で発生した電力及び商用電源から供給される電力を該燃料電池装置の水素ガスの生成量に応じて電力切換部で電力切換して電力機器へ供給する制御装置とを備えたことを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記電力切換部は、前記燃料電池装置で生成される水素ガスが標準量以上のときに該燃料電池装置のみに切換え、水素ガスが下限値以下のときに商用電源のみに切換え、水素ガスが標準量以下で下限値以上のときに前記燃料電池装置及び商用電源を併用するよう切換えることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記燃料電池装置は、前記燃料タンクの燃料がメタノールあるいはガソリンの液体燃料、または液化石油ガスあるいは圧縮天然ガスの気体燃料であり、その燃料が改質器に供給されて水素ガスに変えて燃料電池に供給されることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記燃料電池装置に設けた異常検知センサの検知信号に基づいて異常検知部で異常を検知して報知器で報知することを特徴とする請求項１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、商用電源から供給される電力と燃料電池装置で発電した電力とにより一般家庭の電力機器へ供給する電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に対応し、商用電源から一般の家庭等に供給される電気エネルギーの省電力化が提唱され、例えば、太陽エネルギーを利用すること等が提唱されている。なお、この問題に関連して、内燃エンジンを搭載した自動車に代わって、クリーンエネルギーとして水素ガスを燃料とする自動車の開発が進められている。本出願人は、メタノール、ガソリン、液化石油ガスあるいは圧縮天然ガスを燃料として改質器により発生させた水素ガスタンクに貯留し、充填機を介して水素供給装置を備え、この水素供給装置から水素自動車へ水素ガスを供給する水素燃料供給システムを提案している（例えば、特許文献1を参照）。
【特許文献１】特開２００２―１８０９０６号公報（第１〜２ページ及び、図1及び２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の電気エネルギーとして太陽エネルギーを利用する場合には、天候に左右されるため安定的に供給できないおそれがあった。また、液体燃料あるいは気体燃料から改質器等を介して発生させた水素ガスを燃料電池に供給して発電した電力を利用することが検討されているが、燃料の残量管理あるいは安全対策が十分に施されておらず使用上の問題を生じることがあった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、商用電源の省力化を図ることができるとともに、液体燃料あるいは気体燃料から発生させた水素ガスにより電力を安全に安定して供給できる電力供給システム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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、燃料タンクから供給される燃料から生成される水素ガス及び空気供給源から供給される空気により燃料電池で電力を発生させる燃料電池装置と、この燃料電池装置で発生した電力及び商用電源から供給される電力を該燃料電池装置の水素ガスの生成量に応じて電力切換部で電力切換して電力機器へ供給する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。燃料電池装置の電力と商用電源の電力を水素ガスの生成量に応じて制御装置で切換えることで、商用電源の省力化を図ることができるとともに、液体燃料あるいは気体燃料から発生させた水素ガスにより電力を安全に安定して供給できる。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記電力切換部は、前記燃料電池装置で生成される水素ガスが標準量以上のときに該燃料電池装置のみに切換え、水素ガスが下限値以下のときに商用電源のみに切換え、水素ガスが標準量以下で下限値以上のときに前記燃料電池装置及び商用電源を併用するよう切換えることを特徴とするものである。水素ガスの生成量に応じて燃料電池装置と商用電源とを適切に切換えできる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、前記燃料電池装置は、前記燃料タンクの燃料がメタノールあるいはガソリンの液体燃料、または液化石油ガスあるいは圧縮天然ガスの気体燃料であり、その燃料が改質器に供給されて水素ガスに変えて燃料電池に供給されることを特徴とするものである。供給が簡単にできる液体燃料や気体燃料を使用できる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、前記制御装置は、前記燃料電池装置に設けた異常検知センサの検知信号に基づいて異常検知部で異常を検知して報知器で報知することを特徴とするものである。燃料電池装置の異常を報知することができるため安全に使用できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電力供給システムは、燃料タンクから供給される燃料から生成される水素ガス及び空気供給源から供給される空気により燃料電池で電力を発生させる燃料電池装置と、この燃料電池装置で発生した電力及び商用電源から供給される電力を燃料電池装置の水素ガスの生成量に応じて電力切換部で電力切換して電力機器へ供給する制御装置とを備えたことで、商用電源の省力化を図ることができるとともに、液体燃料あるいは気体燃料から発生させた水素ガスにより電力を安全に安定して供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１〜図３は本発明実施形態の電力供給システムを説明する図であり、図１は電力供給システムの構成を説明するブロック図、図２は一般家庭の電力供給システムを説明する図、図３は電力供給システムの制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【００１１】
これらの図において、本実施形態の電力供給システム１は、液体燃料あるいは気体燃料を用いて燃料電池装置１０で発生させた電力と、商用電源から供給される電力とを制御装置２０の制御の元に家庭等の電力機器３０へ供給するとともに、燃料の残量や異常を検知して報知器２６で報知するシステムであり、例えば、それぞれ家庭の家屋毎に設置されるものである。
【００１２】
燃料電池装置１０は、図1に示すように、例えば、メタノールあるいはガソリン等の液体燃料、または液化石油ガスあるいは圧縮天然ガス等の気体燃料を供給する燃料タンク１１と、外部の空気を取り込み圧縮空気を供給する空気圧縮機等からなる空気供給源１２と、燃料タンク１１から供給される燃料を改質して水素に変える改質器１３と、改質器１３から供給される水素と空気供給源１２から供給される空気中の酸素との結合により電気を発生させる燃料電池１４と、燃料タンク１１の燃料漏れを検知する異常検知センサ１５と、燃料タンク１１の残量を検知する残量計等の残量検知センサ１６と、改質器１３で発生する水素ガスの発生量を検知する発生量検知センサ１７等とを備えている。異常検知センサ１５は、燃料タンク１１の燃料漏れを検知する以外の空気供給源１２、改質器１３あるいは燃料電池１４における異常を検知するものであってもよい。
【００１３】
制御装置２０は、図１に示すように、燃料電池装置１０の燃料電池１４により発電した直流の電気を交流に変換するインバータ２１と、残量検知センサ１６あるいは発生量検知センサ１７からの信号を受信して燃料タンク１１の燃料の残量あるいは改質器１３における水素ガスの発生量を検知する量検知部２２と、異常検知センサ１５からの信号を検知して異常を検知する異常検知部２３と、一般家庭等に低圧電灯線等を介して供給される１００Ｖまたは２００Ｖの商用電源とインバータ２２から供給される電力を量検知部２２あるいは異常検知部２３からの信号に基づいて切換え制御して電力機器３０へ電力を供給する電力切換部２５と、量検知部２２あるいは異常検知部２３の信号により報知器２６の制御を行う報知制御部２４等とを備えている。
【００１４】
このような電力供給システム１は、図２に示すように、それぞれの家庭の家屋毎に設置されており、燃料タンク１１を有する燃料電池装置１０から供給される電力と、電柱２の変圧器３から低圧電灯線を介して商用電源から供給される電力とが制御装置２０において切換制御されて家屋内等の電力機器３０へ供給されるようになっている。ここで、電力機器３０は、冷蔵庫３４、電灯３５、空調機３６、テレビ３７、パソコン３８等である。なお、本実施形態では、燃料電池装置２０の電力は、家屋の外部に配置された給湯器３１に供給され、この給湯器３１から屋内の浴槽３２あるいは台所３３に温水が供給されるようになっている。
【００１５】
次に、上記構成の電力供給システム１における制御装置２０における電力の切換動作について説明する。
【００１６】
電力切換部２５においては、図３に示すように、まず、改質器１３に設けられた発生量検知センサ１７からの信号に基づいて量検知部２２で検知した水素ガスの生成量が所定の決められた標準値以上であるかを判断し（ＳＴ１）、標準値以上のときには燃料電池装置１０から電力を電力機器３０へ供給するよう切換える（ＳＴ２）。水素ガスの生成量が標準値以下のときには、水素生成量が所定の下限値以下であるか判断し（ＳＴ３）、下限値以下のときには商用電源から電力を供給するように切換える（ＳＴ４）。水素生成量が標準値と下限値との間にあるときには燃料電池装置１０及び商用電源の双方から電力を電力機器３０へ供給するよう切換える（ＳＴ５）。
【００１７】
上記構成の電力供給システム１では、燃料電池装置１０において、燃料タンク１１から供給されるメタノールあるいはガソリン等の液体燃料、または液化石油ガスあるいは圧縮天然ガス等の気体燃料が改質器１３で変えられた水素と、空気供給源１２で供給された空気中の酸素とが燃料電池１４で結合されて発生した電気が、制御装置２０においてインバータ２１により交流に変換される。この燃料電池装置１０で発生させた電力と商用電源から供給される電力とは、電力切換部２５において、発生量検知センサ１７からの信号に基づいて量検知部２２において水素生成量が検知され、その量検知部２２の検知した水素生成量が標準量以上のときには、十分な発電能力を有する燃料電池装置１０のみから電力機器３０へ電力を供給し、水素生成量が標準量と下限値の間にあるときには燃料電池装置１０と商用電源の電力を併用し、下限値以下のときには燃料電池装置１０の発電能力が不足していると判断して商用電源のみから電力を供給するように切換える。したがって、燃料タンク１１の燃料の量等による水素ガスの生成量に応じて燃料電池装置１０の電力と商用電源の電力を適宜切換使用できるため、商用電源の省力化が可能になるとともに安定した電力の供給が可能になる。また、燃料電池装置１０には、例えば、燃料タンク１１等からの燃料漏れ等の異常を検知する異常検知センサ１５が設けられ、この異常検知センサ１５から受信した信号に基づいて異常検知部２３において異常を検知し、報知制御部２４を介して報知器２６で報知するため、異常を知ることができる。また、残量検知センサ１６または発生量検知センサ１７から受信した信号に基づいて量検知部２２で検知した水素ガスの生成量を報知制御部２４を介して報知器２６で報知すれば、生成量により燃料タンク１１の燃料の残量等を知ることができる。
【００１８】
本実施形態においては、燃料電池装置１０は、メタノールあるいはガソリン等の液体燃料、または液化石油ガスあるいは圧縮天然ガス等の気体燃料の燃料タンク１１から供給した燃料を改質器１３で水素に変えた例を示したが、例えば、水素ガスを充填した燃料タンクを使用することで改質器を省略したものでもよい。また、制御装置２０の電力切換部２５において、水素ガスの生成量が標準値以下と下限値以下とを判断して、燃料電池装置１０と商用電源とを切換えていたが、すくなくとも水素ガスの生成量に応じて切換えるようにすればよく、実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、商用電源から供給される電力と燃料電池装置で発電した電力とにより一般家庭の電力機器へ供給する電力供給システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明実施形態の電力供給システムの構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明実施形態の一般家庭の電力供給システムを説明する図である。
【図３】本発明実施形態の電力供給システムの制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１  電力供給システム
２  電柱
３  変圧器
１０  燃料電池装置
１１  燃料タンク
１２  空気供給源
１３  改質器
１４  燃料電池
１５  異常検知センサ
１６  残量検知センサ
１７  発生量検知センサ
２０  制御装置
２１  インバータ
２２  量検知部
２３  異常検知部
２４  報知制御部
２５  電力切換部
２６  報知器
３０  電力機器
３１  給湯器
３２  浴槽
３３  台所
３４  冷蔵庫
３５  電灯
３６  空調機
３７  テレビ
３８  パソコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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