(57)【要約】【課題】燃料電池の発電効率を低いコストで算出する。【解決手段】燃料電池システムであって、電力ネットワークに接続された第１の電力負荷に供給する電力を発電する第１の燃料電池と、発電した電力を電力ネットワークへ放出する第１の放出回路と、放出した電力である第１の放出電力を測定する第１の放出電力測定部と、電力ネットワークから第１の電力負荷へ供給された電力である第１の供給電力を測定する第１の供給電力測定部と、第１の供給電力の大きさに基づいて発電量を制御する燃料電池制御部と、第１の供給電力と第１の放出電力との差を、第１の電力負荷が購入した電力として算出する算出部とを備えた燃料電池システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ネットワークに接続された第１の電力負荷に供給すべき電力を発電する第１の燃料電池と、
前記第１の燃料電池が発電した電力を前記電力ネットワークへ放出する第１の放出回路と、
前記第１の放出回路が前記電力ネットワークへ放出した電力である第１の放出電力を測定する第１の放出電力測定部と、
前記電力ネットワークから前記第１の電力負荷へ供給された電力である第１の供給電力を測定する第１の供給電力測定部と、
前記第１の供給電力の大きさに基づいて前記第１の燃料電池による発電量を制御する燃料電池制御部と、
同一のタイミングにおいて、前記第１の放出電力が前記第１の供給電力より小さい場合に、前記第１の供給電力と前記第１の放出電力との差を、当該タイミングにおいて前記第１の電力負荷が前記電力ネットワークから購入した電力である第１の購入電力として算出する算出部と
を備えた燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１の放出回路は、前記第１の燃料電池が発電した全ての電力を前記電力ネットワークへ放出し、
前記算出部は、更に、同一のタイミングにおいて、前記第１の放出電力が前記第１の供給電力より大きい場合に、前記第１の放出電力と前記第１の供給電力との差を、当該タイミングにおいて前記第１の燃料電池が前記電力ネットワークへ販売した電力である第１の販売電力として算出する
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記第１の購入電力の積分値である第１の購入電力積分値を算出する購入電力積分部と、
前記第１の販売電力の積分値である第１の販売電力積分値を算出する販売電力積分部と、
前記第１の購入電力積分値及び前記第１の販売電力積分値を前記電力ネットワークへ通知する通知部と
を更に備える請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記電力ネットワークに接続された第２の電力負荷に供給すべき電力を発電する第２の燃料電池と、
前記第２の燃料電池が発電した電力を前記電力ネットワークへ放出する第２の放出回路と、
前記第２の放出回路が前記電力ネットワークへ放出した電力である第２の放出電力を測定する第２の放出電力測定部と、
前記電力ネットワークから前記第２の電力負荷へ供給された電力である第２の供給電力を測定する第２の供給電力測定部と
を更に備え、
前記燃料電池制御部は、更に、前記第２の供給電力の大きさに基づいて前記第２の燃料電池による発電量を制御し、
前記算出部は、更に、同一のタイミングにおいて、前記第２の放出電力が前記第２の供給電力より小さい場合に、前記第２の供給電力と前記第２の放出電力との差を、当該タイミングにおいて前記第２の電力負荷が前記電力ネットワークから購入した電力である第２の購入電力として算出する
請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記第１の燃料電池は、前記第１の電力負荷と同一の敷地内に設置されて管理され、
前記第２の燃料電池及び前記第２の電力負荷は、前記第１の燃料電池が設置された敷地とは異なる、他の同一の敷地内に設置されて管理される
請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料電池制御部は、更に、前記第１の電力負荷が必要とする電力、及び前記第２の電力負荷が必要とする電力の何れか一方が変動した場合に、前記第１の燃料電池及び前記第２の燃料電池の双方における発電量を制御して、前記第１の燃料電池及び前記第２の燃料電池の双方を当該変動に応答させる請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池制御部は、更に、前記第１の電力負荷が前記第１の燃料電池における最大の発電電力を必要とする場合において、前記第１の燃料電池に当該最大の発電電力より小さい電力を発電させると共に、不足する電力を前記第２の燃料電池に発電させて前記第１の電力負荷に供給させる請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
燃料電池システムを機能させるプログラムであって、
当該燃料電池システムを、
電力ネットワークに接続された第１の電力負荷に供給すべき電力を発電する第１の燃料電池と、
前記第１の燃料電池が発電した電力を前記電力ネットワークへ放出する第１の放出回路と、
前記第１の放出回路が前記電力ネットワークへ放出した電力である第１の放出電力を測定する第１の放出電力測定部と、
前記電力ネットワークから前記第１の電力負荷へ供給された電力である第１の供給電力を測定する第１の供給電力測定部と、
前記第１の供給電力の大きさに基づいて前記第１の燃料電池による発電量を制御する燃料電池制御部と、
同一のタイミングにおいて、前記第１の放出電力が前記第１の供給電力より小さい場合に、前記第１の供給電力と前記第１の放出電力との差を、当該タイミングにおいて前記第１の電力負荷が購入した電力である第１の購入電力として算出する算出部と
を備えた燃料電池システムとして機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム及びプログラムに関する。特に本発明は、電力ネットワークに接続された電力負荷に電力を供給する燃料電池システム、及び燃料電池システムを機能させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一の住居に設けられた電力負荷により必要とされる電力が当該住居に設けられた燃料電池の発電量より小さい場合に、その差である余剰電力を電力系統に販売すると共に、電力負荷により必要とされる電力が燃料電池における最大の発電電力より大きい場合、不足する電力を電力系統から購入する燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。ここで、電力系統に販売した余剰電力量、及び電力系統から購入した不足電力量のそれぞれは、互いに独立した電力計により計測される。
【特許文献１】特開昭５１−３３８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、本発明の背景技術に係る燃料電池システムにおいて、燃料電池に供給される燃料の量と燃料電池の発電量とに基づいて燃料電池の発電効率を算出する場合、余剰電力量を計測する電力計、及び不足電力量を計測する電力計に加えて、燃料電池が発電する電力量を計測する電力計の合計３つの電力計が必要となるので、燃料電池システムに必要なコストが高くなるという問題があった。
【０００４】
また、一般に、電力負荷における消費電力は１５ミリ秒程度の時間で変動するが、燃料電池において発電量を変化させるためにかかる応答時間は数百ミリ秒程度である。このため、電力負荷における消費電力の増加に追従して、同一の住居に設置された燃料電池、又は電力ネットワークを介して接続される他の住居に設置された燃料電池の発電量を増加させた場合に、必要な電力が供給されるまでに多大な時間を要してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる燃料電池システム及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電力ネットワークに接続された第１の電力負荷に供給すべき電力を発電する第１の燃料電池と、第１の燃料電池が発電した電力を電力ネットワークへ放出する第１の放出回路と、第１の放出回路が電力ネットワークへ放出した電力である第１の放出電力を測定する第１の放出電力測定部と、電力ネットワークから第１の電力負荷へ供給された電力である第１の供給電力を測定する第１の供給電力測定部と、第１の供給電力の大きさに基づいて第１の燃料電池による発電量を制御する燃料電池制御部と、同一のタイミングにおいて、第１の放出電力が第１の供給電力より小さい場合に、第１の供給電力と第１の放出電力との差を、当該タイミングにおいて第１の電力負荷が電力ネットワークから購入した電力である第１の購入電力として算出する算出部とを備える。第１の放出回路は、第１の燃料電池が発電した全ての電力を電力ネットワークへ放出し、算出部は、更に、同一のタイミングにおいて、第１の放出電力が第１の供給電力より大きい場合に、第１の放出電力と第１の供給電力との差を、当該タイミングにおいて第１の燃料電池が電力ネットワークへ販売した電力である第１の販売電力として算出してもよい。
以上により、電力ネットワークから購入した電力量、電力ネットワークに販売した電力量、及び燃料電池の発電効率を、２つの電力計を用いて算出することができる。
【０００７】
燃料電池システムは、第１の購入電力の積分値である第１の購入電力積分値を算出する購入電力積分部と、第１の販売電力の積分値である第１の販売電力積分値を算出する販売電力積分部と、第１の購入電力積分値及び第１の販売電力積分値を電力ネットワークへ通知する通知部とを更に備えてもよい。
【０００８】
燃料電池システムは、電力ネットワークに接続された第２の電力負荷に供給すべき電力を発電する第２の燃料電池と、第２の燃料電池が発電した電力を電力ネットワークへ放出する第２の放出回路と、第２の放出回路が電力ネットワークへ放出した電力である第２の放出電力を測定する第２の放出電力測定部と、電力ネットワークから第２の電力負荷へ供給された電力である第２の供給電力を測定する第２の供給電力測定部とを更に備え、燃料電池制御部は、更に、第２の供給電力の大きさに基づいて第２の燃料電池による発電量を制御し、算出部は、更に、同一のタイミングにおいて、第２の放出電力が第２の供給電力より小さい場合に、第２の供給電力と第２の放出電力との差を、当該タイミングにおいて第２の電力負荷が電力ネットワークから購入した電力である第２の購入電力として算出してもよい。第１の燃料電池は、第１の電力負荷と同一の敷地内に設置されて管理され、第２の燃料電池及び第２の電力負荷は、第１の燃料電池が設置された敷地とは異なる、他の同一の敷地内に設置されて管理されてもよい。
以上により、各住居における購入電力、販売電力、及び燃料電池における発電効率を、厳密に管理することができる。
【０００９】
燃料電池制御部は、更に、第１の電力負荷が必要とする電力、及び第２の電力負荷が必要とする電力の何れか一方が変動した場合に、第１の燃料電池及び第２の燃料電池の双方における発電量を制御して、第１の燃料電池及び第２の燃料電池の双方を当該変動に応答させてもよい。燃料電池制御部は、更に、第１の電力負荷が第１の燃料電池における最大の発電電力を必要とする場合において、第１の燃料電池に当該最大の発電電力より小さい電力を発電させると共に、不足する電力を第２の燃料電池に発電させて第１の電力負荷に供給させてもよい。
以上により、電力負荷における消費電力の変動に対する応答時間を短縮することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の形態においては、燃料電池システムを機能させるプログラムであって、燃料電池システムを、電力ネットワークに接続された第１の電力負荷に供給すべき電力を発電する第１の燃料電池と、第１の燃料電池が発電した電力を電力ネットワークへ放出する第１の放出回路と、第１の放出回路が電力ネットワークへ放出した電力である第１の放出電力を測定する第１の放出電力測定部と、電力ネットワークから第１の電力負荷へ供給された電力である第１の供給電力を測定する第１の供給電力測定部と、第１の供給電力の大きさに基づいて第１の燃料電池による発電量を制御する燃料電池制御部と、同一のタイミングにおいて、第１の放出電力が第１の供給電力より小さい場合に、第１の供給電力と第１の放出電力との差を、当該タイミングにおいて第１の電力負荷が購入した電力である第１の購入電力として算出する算出部とを備えた燃料電池システムとして機能させる。
【００１１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料電池の発電効率を低いコストで算出することができると共に、電力負荷における消費電力が変動した場合の、電力供給の応答時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１０の構成の一例を示すブロック図である。燃料電池システム１０は、複数の住居のそれぞれに設けられた電力負荷及び燃料電池を電力ネットワーク２０を介して相互に接続することにより、複数の燃料電池によって発電された電力を複数の電力負荷に分配して供給し、それぞれの電力負荷に対する電力供給の信頼性を向上させる。
【００１５】
本実施形態に係る燃料電池システム１０は、複数の住居のそれぞれにおいて、電力ネットワーク２０から購入した電力量、電力ネットワーク２０に販売した電力量、及び当該住居に設けられた燃料電池の発電効率を、より少ない数の電力計を用いて算出することを目的とする。
また、本実施形態に係る燃料電池システム１０は、複数の電力負荷のそれぞれにおける消費電力が変動した場合の、当該電力負荷に対する電力供給の応答時間を短縮することを目的とする。
【００１６】
燃料電池システム１０は、電力ネットワーク２０、第１の電力負荷３００、第１の供給電力測定部３１０、第１の燃料電池３２０、第１の放出回路３３０、第１の放出電力測定部３４０、第２の電力負荷４００、第２の供給電力測定部４１０、第２の燃料電池４２０、第２の放出回路４３０、第２の放出電力測定部４４０、燃料電池制御部５０、算出部６０、購入電力積分部７０、販売電力積分部８０、及び通知部９０を備える。
【００１７】
第１の電力負荷３００、第１の供給電力測定部３１０、第１の燃料電池３２０、第１の放出回路３３０、及び第１の放出電力測定部３４０は、互いに同一の敷地内、具体的には第１の住居３０に設置されて管理される。また、第２の電力負荷４００、第２の供給電力測定部４１０、第２の燃料電池４２０、第２の放出回路４３０、及び第２の放出電力測定部４４０は、第１の燃料電池３２０が設置された敷地内、即ち第１の住居３０とは異なる、他の同一の敷地内、具体的には第２の住居４０に設置されて管理される。ここで、第１の住居３０及び第２の住居４０のそれぞれは、一の建築物に設けられた複数の住居のそれぞれであってよく、また、所定の領域に設けられた複数の建築物のそれぞれであってもよい。
【００１８】
第１の電力負荷３００は、第１の供給電力測定部３１０を介して電力ネットワーク２０に接続され、必要とする電力を電力ネットワーク２０から供給される。第１の供給電力測定部３１０は、例えば電力計であり、電力ネットワーク２０から第１の電力負荷３００へ供給された電力である第１の供給電力を測定し、測定結果を燃料電池制御部５０及び算出部６０に送る。
【００１９】
第１の燃料電池３２０は、第１の放出回路３３０及び第１の放出電力測定部３４０を介して電力ネットワーク２０に接続され、第１の電力負荷３００に供給すべき電力を発電して第１の放出回路３３０に送る。ここで、第１の燃料電池３２０は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）である。更に、第１の燃料電池３２０は、例えば第１の住居３０に供給される都市ガス及びプロパンガス等を改質することにより生成した水素ガスを燃料とするものであってよく、また外部から供給される水素ガスを燃料とするものであってもよい。
【００２０】
また、第１の燃料電池３２０は、電力ネットワーク２０を介して第２の住居４０に設けられた第２の電力負荷４００に電力を供給可能に設けられる。また、同様に、第１の電力負荷３００は、電力ネットワーク２０を介して第２の住居４０に設けられた第２の燃料電池４２０から電力を受け取ることができるように設けられる。つまり、電力ネットワーク２０は、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０のそれぞれが発電した電力を、電力需要量に応じて第１の電力負荷３００及び第２の電力負荷４００に分配する。また、電力ネットワーク２０は、外部の電力系統と接続されていてもよい。ここで、燃料電池システム１０は、電力が不足した場合に、外部の電力系統から電力を受け取って第１の電力負荷３００又は第２の電力負荷４００に供給してもよい。これにより、燃料電池システム１０における電力供給の信頼度が向上する。
【００２１】
第１の放出回路３３０は、第１の燃料電池３２０が発電した電力を、第１の放出電力測定部３４０を介して電力ネットワーク２０へ放出する。具体的には、第１の放出回路３３０は、第１の燃料電池３２０が発電した全ての電力を電力ネットワーク２０へ放出する。ここで、第１の燃料電池３２０が発電した全ての電力とは、第１の燃料電池３２０から第１の放出回路３３０に至る電力の伝送経路において発生する損失を含んでいなくともよい。第１の放出電力測定部３４０は、例えば電力計であり、第１の放出回路３３０が電力ネットワーク２０へ放出した電力である第１の放出電力を測定し、測定結果を算出部６０へ送る。
【００２２】
第２の電力負荷４００は、第２の供給電力測定部４１０を介して電力ネットワーク２０に接続され、必要とする電力を電力ネットワーク２０から供給される。第２の供給電力測定部４１０は、例えば電力計であり、電力ネットワーク２０から第２の電力負荷４００へ供給された電力である第２の供給電力を測定し、測定結果を燃料電池制御部５０及び算出部６０へ送る。
【００２３】
第２の燃料電池４２０は、第２の放出回路４３０及び第２の放出電力測定部４４０を介して電力ネットワーク２０に接続され、第１の電力負荷３００及び第２の電力負荷４００に供給すべき電力を発電して第２の放出回路４３０に送る。第２の放出回路４３０は、第２の燃料電池４２０が発電した電力を電力ネットワーク２０へ放出する。第２の放出電力測定部４４０は、例えば電力計であり、第２の放出回路４３０が電力ネットワーク２０へ放出した電力である第２の放出電力を測定し、測定結果を算出部６０へ送る。
【００２４】
燃料電池制御部５０は、第１の供給電力の大きさに基づいて第１の燃料電池３２０による発電量を制御する。具体的には、燃料電池制御部５０は、第１の供給電力が減少した場合に、第１の燃料電池３２０による発電量を減少させ、第１の供給電力が増加した場合に、第１の燃料電池３２０による発電量を増加させる。また、燃料電池制御部５０は、第２の供給電力の大きさに基づいて第２の燃料電池による発電量を制御する。これにより、電力負荷の消費電力に基づいて燃料電池の発電量を制御することができるので、燃料電池システム１０における発電効率が向上する。
本例において、燃料電池制御部５０は、第１の住居３０及び第２の住居４０とは異なる敷地内に設置されるが、これに代えて、燃料電池制御部５０は、第１の住居３０及び第２の住居のそれぞれに設置されてもよい。
【００２５】
算出部６０は、同一のタイミングにおいて、第１の放出電力測定部３４０から受け取った第１の放出電力が、第１の供給電力測定部３１０から受け取った第１の供給電力より小さい場合に、第１の供給電力と第１の放出電力との差を、当該タイミングにおいて第１の電力負荷３００が電力ネットワーク２０から購入した電力である第１の購入電力として算出する。また、算出部６０は、同一のタイミングにおいて、第１の放出電力が第１の供給電力より大きい場合に、第１の放出電力と第１の供給電力との差を、当該タイミングにおいて第１の燃料電池３２０が電力ネットワーク２０へ販売した電力である第１の販売電力として算出する。これにより、第１の燃料電池３２０により発電された全ての電力量と、第１の電力負荷３００に供給される全ての電力量とが個別に測定されていても、電力ネットワーク２０から購入した電力量と電力ネットワーク２０に販売した電力量とを、正確に算出することができる。
【００２６】
また、算出部６０は、同一のタイミングにおいて、第２の放出電力測定部４４０から受け取った第２の放出電力が、第２の供給電力測定部４１０から受け取った第２の供給電力より小さい場合に、第２の供給電力と第２の放出電力との差を、当該タイミングにおいて第２の電力負荷４００が電力ネットワーク２０から購入した電力である第２の購入電力として算出する。また、算出部６０は、同一のタイミングにおいて、第２の放出電力が第２の供給電力より大きい場合に、第２の放出電力と第２の供給電力との差を、当該タイミングにおいて第２の燃料電池４２０が電力ネットワーク２０へ販売した電力である第２の販売電力として算出する。
【００２７】
そして、算出部６０は、算出した第１の購入電力及び第２の購入電力を、購入電力積分部７０に送る。また、算出部６０は、算出した第１の販売電力及び第２の販売電力を、販売電力積分部８０に送る。
【００２８】
また、算出部６０は、第１の放出電力測定部３４０から受け取った第１の放出電力、即ち、第１の燃料電池３２０により発電された全ての電力量に基づいて、第１の燃料電池３２０における発電効率を算出する。例えば、算出部６０は、所定期間において第１の燃料電池３２０に供給された燃料の価格を第１の燃料電池３２０や燃料供給施設等から受け取り、当該燃料価格を当該期間における第１の放出電力の積分値で除算することにより求めた単位電力量あたりの発電コストを、第１の燃料電池３２０における発電効率として算出する。ここで、算出された発電効率は、例えば、第１の住居３０に設けられた第１の燃料電池３２０の動作を監視する監視装置に通知された後、利用者に表示されてもよく、また、電力ネットワーク２０を管理する電力会社に、通知部９０を介して通知されてもよい。
【００２９】
購入電力積分部７０は、算出部６０から受け取った第１の購入電力の所定期間における積分値である第１の購入電力積分値、及び算出部６０から受け取った第２の購入電力の所定期間における積分値である第２の購入電力積分値を算出する。ここで、所定期間とは、例えば、電力ネットワーク２０を管理する電力会社により定められた期間であってよい。そして、購入電力積分部７０は、算出した第１の購入電力積分値及び第２の購入電力積分値を、通知部９０に送る。
【００３０】
販売電力積分部８０は、算出部６０から受け取った第１の販売電力の所定期間における積分値である第１の販売電力積分値、及び算出部６０から受け取った第２の販売電力の所定期間における積分値である第２の販売電力積分値を算出する。ここで、所定期間とは、例えば、電力ネットワーク２０を管理する電力会社により定められた期間であってよい。そして、販売電力積分部８０は、算出した第１の販売電力積分値及び第２の販売電力積分値を、通知部９０に送る。
【００３１】
通知部９０は、購入電力積分部７０から受け取った第１の購入電力積分値及び第２の購入電力積分値、並びに、販売電力積分部８０から受け取った第１の販売電力積分値及び第２の販売電力積分値を電力ネットワーク２０、具体的には電力ネットワーク２０を管理する電力会社に通知する。これにより、電力会社は、第１の住居３０及び第２の住居４０のそれぞれにおいて、所定期間内に電力ネットワーク２０から購入した電力量及び電力ネットワーク２０に販売した電力量に基づいて、それぞれの住居に対して課金や支払を行うことができる。
【００３２】
本発明の背景技術に係る燃料電池システムにおいては、燃料電池の発電効率を算出する場合、電力系統に販売した電力量を計測する電力計、電力系統から購入した電力量を計測する電力計、及び燃料電池が発電する電力量を計測する電力計という３つの電力計が必要であった。しかし、本実施形態に係る燃料電池システム１０によれば、第１の供給電力測定部３１０及び第１の放出電力測定部３４０という２つの電力計を用いて、第１の住居３０における購入電力量、販売電力量、及び第１の燃料電池３２０の発電効率を算出することができるので、燃料電池システム１０に必要なコストを低く抑えることができる。
また、本実施形態に係る燃料電池システム１０によれば、燃料電池と当該燃料電池に対応する電力負荷とを同一の住居に設置して管理することにより、各住居における購入電力量、販売電力量、及び燃料電池の発電効率を厳密に管理することができる。
【００３３】
図２は、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１０の動作の一例を示す。図２（ａ）は、第１の電力負荷３００及び第２の電力負荷４００における動作の一例を示し、図２（ｂ）は、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０における動作の一例を示す。本例においては、第１の電力負荷３００の起動時における燃料電池システム１０の動作を説明する。
【００３４】
波形５００は、第１の電力負荷３００における消費電力の時間変化を示す。波形５００により示されるように、時刻Ｔ１において第１の電力負荷３００の電源スイッチが投入された場合、第１の電力負荷３００における消費電力は、時刻Ｔ２において定格電力Ｗ２より大きい起動電力Ｗ１に増加し、その後定格電力Ｗ２に減少する。
【００３５】
波形５１０は、第１の電力負荷３００における消費電力の変動に追従して変化させた場合の、第１の燃料電池３２０における発電量の時間変化を示す。波形５１０により示されるように、第１の燃料電池３２０を第１の電力負荷３００における消費電力の変動に応答させた場合、発電量の増加が完了するまでに要する時間が非常に長く、また、必要とされる起動電力Ｗ１に対して十分な電力が供給されない。
【００３６】
燃料電池制御部５０は、第１の電力負荷３００が必要とする電力、及び第２の電力負荷４００が必要とする電力の何れか一方が変動した場合に、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０の双方における発電量を制御して、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０の双方を当該変動に応答させる。
【００３７】
波形５２０は、第１の電力負荷３００における消費電力の変動に追従して、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０の双方における発電量を変化させた場合の、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０における発電量の総和の時間変化を示す。波形５２０により示されるように、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０という２つの燃料電池に電力を発電させることにより、第１の電力負荷３００における消費電力の変動に応答する供給電力の増加の傾きを２倍にすることができる。即ち、複数の燃料電池に電力を発電させることにより、供給電力の増加の傾きを、燃料電池の個数を乗じた大きさとすることができる。これにより、第１の電力負荷３００における消費電力の変動に対する応答時間を短縮することができると共に、必要とされる起動電力Ｗ１に対して十分な電力を供給することができる。
【００３８】
また、第１の電力負荷３００における消費電力が減少した場合も同様に、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０の双方における発電量を減少させることにより、供給電力の減少の傾きを２倍にすることができる。即ち、複数の燃料電池における発電量を減少させることにより、供給電力の減少の傾きを、燃料電池の個数を乗じた大きさにすることができ、第１の電力負荷３００における消費電力の変動に対する応答時間を短くすることができる。これにより、第１の放出回路３３０及び第２の放出回路４３０における負荷を小さくすることができるので、第１の放出回路３３０及び第２の放出回路４３０の小型化を実現できる。
【００３９】
また、第１の電力負荷３００における消費電力の変動を第１の燃料電池３２０のみに応答させた場合に比べて、第１の燃料電池３２０及び第２の燃料電池４２０の双方に応答させた場合には、それぞれの燃料電池における発電量の変化をより少なくすることができる。これにより、それぞれの燃料電池におけるストレスを減少させることができるので、燃料電池の劣化を遅らせることができる。
【００４０】
また、燃料電池制御部５０は、第１の電力負荷３００が第１の燃料電池３２０における最大の発電電力を必要とする場合においても、第１の燃料電池３２０に当該最大の発電電力より小さい電力を発電させると共に、不足する電力を第２の燃料電池４２０に発電させて第１の電力負荷３００に供給させる。これにより、第１の電力負荷３００が第１の燃料電池３２０における最大の発電電力を消費している状態から、更に消費電力を増加させた場合であっても、必要な電力の増加分を複数の燃料電池に補わせることにより供給電力の増加の傾きを燃料電池の個数を乗じた大きさにすることができ、第１の電力負荷３００における消費電力の変動に対する応答時間を短縮することができる。
【００４１】
本実施形態に係る燃料電池システム１０によれば、電力負荷が必要とする電力が変動した場合に、複数の燃料電池の発電量を制御して、必要な電力を複数の燃料電池に発電させることにより、電力供給の応答時間を短縮することができる。
【００４２】
図３は、燃料電池システムを機能させるコンピュータ６００の構成の一例を示すブロック図である。本例において、コンピュータ６００は、燃料電池システムを図１及び図２において説明した燃料電池システム１０として機能させるプログラムを格納する。また、コンピュータ６００は、燃料電池システム１０の燃料電池制御部５０、算出部６０、購入電力積分部７０、販売電力積分部８０、及び通知部９０として更に機能してもよい。
【００４３】
コンピュータ６００は、ＣＰＵ７００、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０４、通信インターフェイス７０６、ハードディスクドライブ７１０、フレキシブルディスクドライブ７１２、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ７１４を備える。ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０４、ハードディスクドライブ７１０、フレキシブルディスク７２０、及びＣＤ−ＲＯＭ７２２の少なくとも１つに格納されたプログラムに基づいて動作する。
【００４４】
例えば、燃料電池システム１０を機能させるプログラムは、コンピュータ６００を、図１及び図２に関連して説明した燃料電池制御部５０、算出部６０、購入電力積分部７０、販売電力積分部８０、及び通知部９０として機能させると共に、第１の供給電力測定部３１０、第１の燃料電池３２０、第１の放出回路３３０、第１の放出電力測定部３４０、第２の供給電力測定部４１０、第２の燃料電池４２０、第２の放出回路４３０、及び第２の放出電力測定部４４０を図１及び図２に関連して説明したように制御することにより、燃料電池システム１０を機能させる。
【００４５】
通信インターフェイス７０６は、例えば第１の供給電力測定部３１０、第１の燃料電池３２０、第１の放出回路３３０、第１の放出電力測定部３４０、第２の供給電力測定部４１０、第２の燃料電池４２０、第２の放出回路４３０、第２の放出電力測定部４４０、及び電力ネットワーク２０と通信し、それぞれの状態等に関する情報を受信し、またそれぞれを制御する制御信号を送信する。格納装置の一例としてのハードディスクドライブ７１０、ＲＯＭ７０２、又はＲＡＭ７０４は、設定情報、及びＣＰＵ７００を動作させるためのプログラム等を格納する。また、当該プログラムは、フレキシブルディスク７２０、ＣＤ−ＲＯＭ７２２等の記録媒体に格納されていてもよい。
【００４６】
フレキシブルディスクドライブ７１２は、フレキシブルディスク７２２がプログラムを格納している場合、フレキシブルディスク７２２からプログラムを読み取りＣＰＵ７００に提供する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ７１４は、ＣＤ−ＲＯＭ７２２がプログラムを格納している場合、ＣＤ−ＲＯＭ７２２からプログラムを読み取りＣＰＵ７００に提供する。
【００４７】
また、プログラムは記録媒体から直接ＲＡＭに読み出されて実行されても、一旦ハードディスクドライブ７１０にインストールされた後にＲＡＭ７０４に読み出されて実行されてもよい。更に、上記プログラムは単一の記録媒体に格納されても複数の記録媒体に格納されてもよい。また、記録媒体に格納されるプログラムは、オペレーティングシステムとの協同によってそれぞれの機能を提供してもよい。例えば、プログラムは、機能の一部または前部を行うことをオペレーティングシステムに依頼し、オペレーティングシステムからの応答に基づいて機能を提供するものであってもよい。
【００４８】
プログラムを格納する記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭの他にも、ＤＶＤ、ＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、ＩＣカードやミニチュアーカードなどの半導体メモリー等を用いることができる。又、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の格納装置を記録媒体として使用してもよい。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池システム１０の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料電池システム１０の動作の一例を示す図である。
【図３】燃料電池システムを機能させるコンピュータ６００の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・燃料電池システム、２０・・・電力ネットワーク、３０・・・第１の住居、４０・・・第２の住居、５０・・・燃料電池制御部、６０・・・算出部、７０・・・購入電力積分部、８０・・・販売電力積分部、９０・・・通知部、３００・・・第１の電力負荷、３１０・・・第１の供給電力測定部、３２０・・・第１の燃料電池、３３０・・・第１の放出回路、３４０・・・第１の放出電力測定部、４００・・・第２の電力負荷、４１０・・・第２の供給電力測定部、４２０・・・第２の燃料電池、４３０・・・第２の放出回路、４４０・・・第２の放出電力測定部、６００・・・コンピュータ、７００・・・ＣＰＵ、７０２・・・ＲＯＭ、７０４・・・ＲＡＭ、７０６・・・通信インターフェイス、７１０・・・ハードディスクドライブ、７１２・・・フレキシブルディスクドライブ、７１４・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ、７２０・・・フレキシブルディスク、７２２・・・ＣＤ−ＲＯＭ
【図１】
2005235718.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005235718.tif 000005