(57)【要約】電力管理のためのシステムと方法であって、再生型燃料電池と少なくとも１つの電気デバイスをモニタし、制御するためのシステムと方法について説明する。電力管理システムは、データ伝送を容易にするための通信インターフェース（２０２）と、再生型燃料電池（１００）と少なくとも１つの電気デバイス（２００）をモニタし、制御するための通信デバイス（１０２）であって、少なくとも１つの電気デバイス（２００）との間で通信インターフェース（２０２）を介してデータの送受信を行えるようにする通信デバイス（１０２）と、電力を貯蔵し、供給するための再生型燃料電池（１００）と、再生型燃料電池（１００）で生成した電力を少なくとも１つの電気デバイス（２００）への電力供給に利用できるようにするためのパワーインターフェース（２０２）とを備える。
2004505422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）再生型燃料電池と、
（ｂ）（１）発信源からデータを受信し、（２）前記データに応じて、エネルギー源と再生型燃料電池のいずれか一方から１以上の負荷への電力供給を制御し、（３）前記データに応じて、前記燃料電池内における電気化学反応によって生成した１以上の反応生成物からエネルギー源の電力を用いて燃料を再生するように構成されたコントローラと、
を備えた、電力管理用システム。
【請求項２】
前記コントローラが、前記データに応じて、エネルギー源と再生型燃料電池のいずれか一方をして、１以上の負荷への電力供給に当たらせるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラが、前記データに応じて、エネルギー源と再生型燃料電池のいずれか一方を、１以上の負荷への電力供給から外すように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラが、前記データに応じて、前記１以上の負荷の電力需要を調整するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記再生型燃料電池が、燃料を貯蔵するための燃料貯蔵ユニットと、その燃料を第２の反応物と電気化学的に反応させて電力を発生させるデバイスと、前記反応によって生じた反応生成物を貯蔵するための反応物貯蔵ユニットと、前記反応生成物から電気化学的に前記燃料を再生する燃料再生ユニットと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記再生型燃料電池が、さらに、第２の反応物貯蔵ユニットを備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記燃料が水素であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記燃料が亜鉛であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２の反応物が酸素であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記エネルギー源が、前記１以上の負荷に対して一次的に電力を供給するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記再生型燃料電池が、前記１以上の負荷に対してバックアップ電力を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記再生型燃料電池が、前記１以上の負荷に対して一次的に電力を供給するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記エネルギー源が、前記１以上の負荷に対してバックアップ電力を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記データの発信源が、前記エネルギー源であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記データの発信源が、前記１以上の負荷であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記データの発信源が、ユーザ入力デバイスであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記データの発信源が、外部デバイスであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラが、さらに前記データを蓄積するメモリを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記データが、１以上のルール又は手順を表すことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記燃料電池をして前記１以上の負荷に対して使用量のピーク期間の間電力を供給させ、前記エネルギー源をして前記１以上の負荷に対して使用量のオフピーク期間の間電力を供給させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラは、使用量のオフピーク期間の間、前記１以上の負荷に対する電力供給から前記エネルギー源を外し、使用量のピーク期間の間、前記１以上の負荷に対する電力供給から前記再生型燃料電池を外すことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
（ａ）データを発信源から受け取るステップと、
（ｂ）前記データに応じて、エネルギー源と再生型燃料電池のいずれか一方から１以上の負荷に対する電力供給を制御するステップと、
（ｃ）前記データに応じて、エネルギー源から電力を供給して、前記燃料電池内で起こった電気化学反応によって生じた１以上の反応生成物から前記燃料電池のための燃料を再生するステップと、
を備えた、１以上の負荷に対する電力供給方法。
【請求項２３】
さらに、前記データに応じて、エネルギー源と再生型燃料電池のいずれか一方をして、前記１以上の負荷に対して電力を供給させるステップを備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、前記データに応じて、エネルギー源と再生型燃料電池のいずれか一方を、前記１以上の負荷に対する電力供給から外すステップを備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記データが、１以上のルール又はパラメータを表すことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記エネルギー源から前記データを受け取ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記１以上の負荷から前記データを受け取ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
ユーザ入力デバイスから前記データを受け取ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記データを、外部発信源から受け取ることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記外部発信源が、インターネットサイトであることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
さらに、前記データをメモリに蓄積するステップを備えたことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記エネルギー源をして、１以上の負荷に対して使用量のオフピーク期間の間電力を供給させ、前記再生型燃料電池をして、１以上の負荷に対して使用量のピーク期間の間電力を供給させるステップを備えたことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
使用量のピーク期間の間、前記１以上の負荷に対する電力供給から前記エネルギー源を外し、使用量のオフピーク期間の間、前記１以上の負荷に対する電力供給から前記再生型燃料電池を外すことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記使用量のオフピーク期間の間、前記再生型燃料電池の再生ユニットに電力を与えるステップを備えたことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本件発明は、再生可能な燃料電池と少なくとも１つの電気デバイスをモニタし、制御することによって、電力管理を行うシステムと方法に関する。詳細には、ユーザ及び少なくとも１つの電気デバイスと通信インターフェースを介して通信する電力管理システムを提供できるシステムと方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
産業界も個人生活も、通信産業に強く依存するようになってきた。技術の発展によって、個人が膨大な量の情報にアクセスし、コントロールすることが、コンピュータとコンピュータネットワークシステムを使って世界のどこの場所からでも可能となった。これらの電気を消費するデバイスでは、電力の遮断を最小限に抑えるだけでなく、供給電力が高い信頼性を有することが要求される。例えば、自動管理を行う設備産業では、家庭、商業施設、工業施設への電力供給と、これらの施設をモニタし、管理するための自動システムとに、年間何１０億ドルも費やしている。自動システムには、高度に洗練された制御システムであって、安定して信頼できる電力供給を必要とするようなシステムもある。
【０００３】
技術の発展は、重要で急速に高まっているグローバルな問題の１つを生み出す原因となっている。というのは、電力供給の信頼性の向上と今日の電力消費デバイスが必要とする信頼性のレベルとの間にギャップが生じているからである。米国において、電力の供給よりも需要の方が早い速度で増加しているため、電力供給の信頼性は現在のところ低下しつつある。電力業界の規制緩和、大きくなる環境問題、美観上の理由や健康・安全上のリスクが認識されたことによる新たな電力プラントへの反対、等により、電力供給の拡大は抑えられてきた。
【０００４】
分散発電や電力貯蔵といった、信頼できる電力供給の代替手段が模索されている。分散発電は、多数の小型発電機をサービス地域に散在させて電力発電を行うものである。分散発電は、大規模中央電力プラントを追加して建設することなく、地方の電力供給を増加させるのに役立つ。
【０００５】
電力貯蔵によれば、電力消費のオフピーク時に電力を貯蔵することにより、需要のピーク時における消費のための電力供給を大幅に改善することができる。このような電力貯蔵の利用は、負荷に基づく送電網への電力需要を均すものであるため、良く「ロード・レベリング（負荷均一化）」と称される。ロード・レベリングは、広い範囲に分散され、電力を使用する位置又はその近傍に配置されると、特に効果的である。何故なら、ロード・レベリングによって、ピーク発生時の容量に対する地域的な需要や、伝送や配信の容量に対する地域的な需要を減少させることができるからである。電力貯蔵が、電力メータよりも消費者側で行われる場合は、「ロード・レベリング（負荷均一化）」よりも「ピーク・シェービング（ピーク切取り）」と称される。発展途上国や遠隔地の多くの構造物や施設では、電力貯蔵を、高圧送電ではなく、例えば風力エネルギーや太陽パワーといった更新可能なエネルギーシステムの形で利用している。これらの高圧送電でないシステムは、風が吹かない時や太陽が照っていないときのために、バックアップの発電機や他の電力貯蔵の方法を必要とする。
【０００６】
多くの電力消費デバイスは、米国の９９．９％の電力供給網よりも、遥かに優れた、高信頼性の電力を必要としている。優れた電力に対する需要は、これまでバックアップ電力システムや、非遮断パワーシステム（ＵＰＳｓ）によって賄われてきた。全てのバックアップ電力システムやＵＰＳｓは、何らかの形の、電力貯蔵、電力発生、又はそれらの組合せを有している。現在の技術レベルにおけるシステムにおいて、鉛蓄電池を電力貯蔵用に用い、ガソリン、ディーゼル燃料、プロパンや天然ガスで動く発電機を電力発生用に使用するのが一般的である。鉛蓄電池は、即座に電力を供給でき、殆どの電力中断（一般に２０分以下である）に対応することができる。それよりも長時間続く電力中断に対しては、必要に応じて発電機から自動的に電力が供給されるようにすることができる。
【０００７】
エネルギー貯蔵用に鉛蓄電池を使用すると、次のような点がシステムにとって不利となる。（１）エネルギー貯蔵の容量が限られる点、（２）３５℃以上の温度下では急速に劣化する点、（３）頻繁に充電せずに放電すると休息に劣化する点、（４）充電に何時間もかかるため、連続的な電源バックアップを行うことができない点、（５）有毒な鉛を多量に含んでいる点、（６）電池内のエネルギーを物理的に取出して他のデバイスに使用することができない点、及び（８）サイクル寿命が限られているため、日常的なロードレベリングやピーク・シェービングには実用的でない点。
【０００８】
鉛蓄電池の使用に伴って生じる問題点のいくつかは、発電機と組合せることによって解消できる。しかし、発電機は、次のような別の問題を生じる。（１）騒音を出し、有毒ガスを排出する点、（２）電気的に充電することができないため、燃料に頼らなければならないが、燃料は長期間の貯蔵によって劣化する点、（３）人や財産に危険を生じるような可燃性の高い燃料を用いて運転する点、及び（４）比較的高いレベルのメンテナンスを必要とする点。
【０００９】
燃料電池を用いれば、鉛蓄電池や発電機、又はこれらを複合して用いたときに生じる問題点の多くを解消することができる。燃料電池は、信頼性の高い電力を発生することができ、その電力を必要に応じて電気デバイスに送ることができる。燃料電池には、種々の異なる種類があり、亜鉛燃料電池や種々のタイプの水素燃料電池がある。水素燃料電池には、例えば、リン酸型、プロトン交換膜（固体高分子）型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型、アルカリ型等がある。燃料電池は、一般に、燃料と反応物の間の電気化学反応を起すことによって電力を発生し、ある生成物を生じる。燃料電池は、排出物ゼロ（＝ゼロ・エミッション：ｚｅｒｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）の電力を生み出すことにより、クリーンで効率的なエネルギー源となる。
【００１０】
反応性生物を再生したり再利用できるという利点をさらに有している燃料電池であれば、環境にとって一層優しいものとなる。これらの燃料電池は、反応生成物を燃料又は反応物に回帰させるハードウエアを備えているため、再生型燃料電池（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌｓ）と称されることが多い。この再生能力のために、再生型燃料電池は、遠隔地、車載用、定期的な燃料電池への燃料充填が難しい設備といった用途に用いるのに申し分のないシステムとなる。
【００１１】
比較的未開発なところはあるが、今のところ再生型燃料電池は水素燃料電池又は亜鉛燃料電池の形式をとっている。再生型の水素燃料電池は、水素と酸素を燃料電池に供給するように構成されている。その反応によって、電力と反応性生物としての水を生じる。その水は貯蔵ユニットに再循環して戻され、後で水素と酸素に再生される。亜鉛燃料電池は、亜鉛と酸素が電解液と共に燃料電池に供給されるように構成されている。電解液は、通常は小さな粒子状である亜鉛燃料の輸送媒体として使用される。それらの反応によって、電力と反応性生物としての酸化亜鉛が生じる。酸化亜鉛は、貯蔵ユニットに再循環して戻され、後で亜鉛と酸素に再生される。
【００１２】
電力の配電システムにおけるエネルギー貯蔵容量の不足が、過剰な発電容量の削減に伴って生じている。このことは、米国や米国よりも信頼性の低い電力供給を行っている発展途上国において、電力供給の信頼性をさらに低下させようとしている。
【００１３】
グローバル社会が高度に専門化された電子機器に強く依存するに従い、電力を何とか都合するだけでなく、高い信頼性の電力に対する必要性が高まってくるだろう。パワー負荷の増大に伴い、電気デバイスが必要なときにパワーをバックアップするだけでなく、信頼できるパワーを供給できるようにするために、電気デバイスに対する電力をモニタし、制御する電力管理が必要不可欠となる。信頼できるパワーが得られるように動作条件をモニタし、制御するためには、電力網、燃料電池、及び電気デバイスの間での通信が必要である。
【００１４】
大気汚染と増加する燃料コストが長距離トラック等の車両を運用する際に重要になるに従い、これらの車両を運用する際に、補助的電気デバイス用に新たなゼロ排出技術を採用することが重要になってきている。例えば、米国エネルギー省の試算によれば、平均的な長距離の重装備のトラックは、トラックが駐車している間にテレビやエアコン等の補助的デバイスにパワーを供給するためにトラックの主エンジンをアイドリングしており、そのための燃料、修理、エンジン寿命の短縮によって、年間４５００ドルを消費している。再生型燃料電池を含む車載型の電力管理システムによれば、この問題を解消することができる。
【００１５】
上述の理由のため、次のような電力管理システムが要求されている。その電力管理システムは、再生型燃料電池と、バックアップパワー、ＵＰＳ又はロードレベリングを利用した少なくとも１つの電気デバイスとをモニタし、制御できるものである。また、その電力管理システムは、電気的に再充電を行うことができるか、又は急速に燃料補給を行うことができ、インターフェースを介して、ユーザ、再生型燃料電池、及び少なくとも一つの電気デバイスと通信して、データの送受信を行う方法を取り込むことができる。
【００１６】
（発明の開示）
本件発明の目的は、バックアップ電源、ロードレベリング／ピークシェービング、地域電力網、電力消費デバイスへの電力供給として用いるための、信頼できる電力を、環境面で安全な方法で供給することができるパワー制御システムを提供する、という点にある。
【００１７】
また、本件発明の目的は、再充填可能で運搬可能な容器を利用した、再充填可能な燃料システムを備えることにより、電気的に再充電可能であるか、急速な燃料補給が可能な再生型燃料電池を持った、電力管理システムを提供する、という点にもある。
【００１８】
本件発明のまた別の目的は、再生型燃料電池と少なくとも一つの電気デバイスをモニタし、制御する電力管理システムを提供することである。
【００１９】
本件発明の目的は、ユーザ、再生型燃料電池、及び少なくとも一つの電気デバイスの間における、通信インターフェースを介した通信を行うことができる電力管理システムを提供する点にもある。
【００２０】
本件発明のさらなる目的は、発生した電力を、車両に搭載された電気デバイスに提供し、車両において電力が車両の駆動や車両に搭載された補助デバイスのために用いられるような、電力管理システムを提供する点にもある。
【００２１】
本件発明のさらに別の目的は、コンパクトで、高効率で、使い易い電力管理システムを提供する点にもある。
【００２２】
前述の目的を単一で、又は組み合わせたものも、本件発明の目的に含まれる。
【００２３】
本件発明の第１の側面によれば、電力管理システムは、通信デバイスが、ある発信源からデータを受信し、そのデータに応じて、エネルギー源及び再生型燃料電池のいずれか一方から１以上の負荷への電力供給を制御するように構成されている。データは、１以上のルールや手順を表している。データの発信源は、エネルギー源、１以上の負荷、再生型燃料電池、ユーザ入力デバイス、又はインターネットサイトのような外部発信源にすることができる。データをメモリに蓄積しても良い。
【００２４】
ある実施形態では、再生型燃料電池は、エネルギー源の電力が高価である場合に、使用量のピーク期間の間に１以上の負荷に対して電力を供給するように運転上設定されている。そして、エネルギー源は、エネルギー源の電力が比較的安価な場合に、使用量のオフピーク期間の間に１以上の負荷に対して電力を供給するように運転上設定されている。この例では、このプロセスを行うための、現在の価格情報は、エネルギー源、インターネットサイトのような外部情報源、又はユーザ入力デバイスから獲得される。
【００２５】
本件発明の別の側面によれば、電力管理システムは、再生型燃料電池と通信デバイスを備え、その通信デバイスが、再生型燃料電池と外部デバイスとの間のデータ通信を可能とするように構成されている。そして、再生型燃料電池は、インターフェースを介して外部デバイスから受け取った１以上のパラメータに応じて、電力を供給したり、受け取ったりするように構成されている。
【００２６】
再生型燃料電池は、燃料を貯蔵するための燃料貯蔵部と、燃料を第２の反応物と電気化学的に反応させて電力を発生するための燃料電池と、その反応の結果生じる反応生成物を貯蔵するための反応生成物貯蔵部と、反応生成物から燃料を電気化学的に再生するための燃料再生器とを備え、付加的に第２の反応物貯蔵ユニットとを備える。ある場合には、燃料電池自身を、燃料の再生に用いても良い。再生型燃料電池、少なくとも１つの電気デバイス、及び少なくとも１つのエネルギー源をモニタし、制御するために、通信デバイスを加えても良い。
【００２７】
電力管理システムは、さらに、パワーインターフェースを備え、パワーインターフェースを介して、電力の送受を行っても良い。また、電力管理システムは、通信デバイスと通信する少なくとも１つのエネルギー源を備え、その少なくとも１つのエネルギー源が、再生型燃料電池と少なくとも１つの電気デバイスに電力を供給し、再生型燃料電池が、その少なくとも１つにエネルギー源から、又はそれに対して、電力を受け取り、送ることができるようにする。このシステムは、さらに、ユーザと再生型燃料電池やデバイスとの間でデータ交換を行うために、ユーザインターフェースを備えていても良い。
【００２８】
本件発明の別の側面によれば、再生型燃料電池を遠隔して制御する方法であって、ユーザインターフェースを介してデータを入力するステップと、通信インターフェースを介して再生型燃料電池にデータを送るステップと、そのデータに応じて再生型燃料電池に電力を配信させるステップと、を有する。そのデータには、再生型燃料電池の制御パラメータが含まれている。
【００２９】
本件発明の別の側面によれば、少なくとも１つの電気デバイスをモニタする方法であって、少なくとも１つの電気デバイスからデータを収集するステップと、そのデータを少なくとも１つの電気デバイスから再生型燃料電池に通信インターフェースを介して伝達するステップと、そのデータを、燃料電池と通信している通信デバイス上で受け取り、貯えるステップとを有する。データを、ユーザに伝達しても良い。データは、パワー使用量情報、環境情報、運転パラメータ、及び制御パラメータから選択された１つであっても良い。
【００３０】
少なくとも１つの電気デバイスをモニタする方法は、さらに、予めユーザによって与えられた制御パラメータに対してデータを比較するステップと、そのデータに応じて電気デバイスに電力を供給するステップと、少なくとも１つの電気デバイスによって更新された制御パラメータを受け取るステップと、更新された制御パラメータを前記電気デバイスから他の電気デバイスに送るステップと、更新された制御パラメータの範囲内で動作するように運転を調整するステップとを有していても良い。
【００３１】
本件発明の別の側面によれば、再生型燃料電池と少なくとも１つの電気デバイスを、通信デバイスを用いてモニタし、制御するための電力管理方法であって、電力供給のリクエストを受け取るステップと、通信デバイスからの命令によって再生型燃料電池を動作状態にするステップと、燃料を第２の反応物と電気化学的に反応させて電力と反応生成物を生じるステップと、発生した電力を供給するステップとを有する。
【００３２】
（関連出願）
この出願は、米国特許第５，９５２，１１７号と米国特許出願第０９／４４９，１７６号、第０９／５２１，３９２号、及び第０９／３５３，４２２号に関連する。これら全ては、本件の譲受人の所有するものであり、これら全てを、完全に提示されたものとして引用する。
【００３３】
（発明を実施するための最良の形態）
本件発明は、下記の図面に関連付けて詳細に記述された例示的実施態様を考慮すれば、容易に理解できる。図面では、同様の参照符号は同様の部材を表す。
【００３４】
本件発明に係る電力管理システムの第１の実施形態を図１に示す。図１に示す電力管理システムは、再生型燃料電池１００と通信デバイス１０２を備える。
【００３５】
図７に示したような実施例では、再生型燃料電池１００は、燃料を貯蔵するための燃料貯蔵ユニット７０２と、その燃料を第２の反応物と電気化学的に反応させて電力を発生させるための燃料電池７００と、その反応によって生成した反応生成物を貯蔵するための反応生成物貯蔵ユニット７０４と、その反応生成物から燃料を電気化学的に再生するための燃料再生器７０８とを有している。燃料貯蔵ユニット７０２は、燃料を貯蔵することができる。燃料は、第２の反応物と電気化学的に可逆的に結びついた時に電気エネルギーを放出するような材料であれば何でも良い。例えば、燃料は、水素又は亜鉛でも良いが、これらに限定されない。
【００３６】
さらに、第２の反応物を貯蔵するための第２の反応性生物貯蔵ユニット７０６を備えていても良い。第２の反応物は、燃料と反応して電力を発生するものであれば何でも良い。例えば、第２の反応物は、一般的には、酸素（純粋なものでも、大気中の空気としてでも良い）、過酸化物（ｐｅｒｏｘｉｄｅ）、ハロゲンのような酸化体（ｏｘｉｄａｎｔ）である。但し、これらの酸化体には限定されない。第２の反応物の選択は、選択した反応に用いる燃料に依存する。再生型燃料電池１００は、少なくとも１つの燃料貯蔵ユニット７０２と、燃料電池７００と、同時に電解液を貯蔵するための反応生成物貯蔵ユニット７０４等を有していても良い。電解液は、燃料電池７００内において燃料と第２の反応物と組合せて用いられ、電力を発生するための反応に貢献する。ある場合には、電解液は、燃料と反応性生物とを燃料電池や燃料再生器に導入・排出するための輸送媒体としても用いられる。
【００３７】
燃料再生器７０８は、燃料を酸化状態から電気化学的に還元して、第２の反応物を分離する再生プロセスに用いられる。燃料再生器７０８は、再生プロセスのための種々の方法を使用できるように構成される。燃料再生器７０８は、物理的に再生型燃料電池１００に組み込んでも良いし、物理的に燃料電池１００から分離しても良い。また、燃料再生器７０８が、燃料電池７００であっても良い。
【００３８】
図７及び１３に示した例では、燃料再生器７０８は、再生プロセスを行うために少なくとも１つのエネルギー源３００から電力を供給される。反応生成物は、反応生成物貯蔵ユニット７０４から取出され、燃料再生器７０８に導入される。燃料再生器７０８の内部進行する電気化学反応には、燃料を酸化状態から還元し、第２の反応物を分離する反応が含まれる。この逆反応が一旦起こると、燃料は燃料貯蔵ユニット７０２に導入され、第２の反応物は第２の反応物貯蔵ユニット７０６に導入されるか、周囲に放出される。
【００３９】
ある例では、再生型燃料電池１００は、多量の燃料、反応性生物、及び第２の反応物を注入し、排出するためのシステムを備える。このシステムによって、再生型燃料電池１００は、高速で効率的な方法で急速な燃料補給ができるようにする。例えば、反応性生物を除去し、燃料を追加することによって燃料補給を行う。これは、補充可能で輸送可能な容器、ホース、又は他の適切な方法を使用して行っても良い。燃料としては、圧縮水素ガス、液体水素、金属水素化物に貯蔵された水素、水酸化カリウム水溶液に浸漬された亜鉛粒子、又は他の適切な燃料を用いることができる。また、燃料補給プロセスを逆に用いて、燃料を緊急の用途のために取出して貯蔵したり、他のデバイスにパワーを与えるために用いても良い。燃料は取出され、それと等価な量の反応性生物と入換えられる。反応生成物は、燃料と第２の反応物を再生するために用いられる。
【００４０】
ある実施例では、亜鉛を燃料として用い、酸素を第２の反応物として用いる。この実施例では、再生型燃料電池１００は、酸素を貯蔵するための第２の反応物貯蔵所を備える。その代わりに、酸素を大気から採取しても良い。再生型燃料電池１００に電源を備えることにより、燃料、第２の反応物及び電解液を燃料電池７００に導入するためのブロワやポンプに始動パワーを与えても良い。その電源としては、電池や他の電力源を用いることができる。燃料電池７００内で反応が起こり、電力が発生する。亜鉛は消費され、負荷を駆動するための電子を放出する（電気化学プロセスの中の酸化的な部分）、酸素は負荷から電子を受け取る（還元的な部分）。亜鉛と酸素の反応は電解液によって媒介され、酸化亜鉛が反応生成物として生じる。酸化亜鉛は、電解液に混合されるか、溶解されるかした後、反応生成物貯蔵ユニット７０４にポンプで導入され、再生が必要となるまで貯蔵される。
【００４１】
他の実施例では、水素が燃料として使用され、酸素又は空気が第２の反応物として使用される。この例では、再生型燃料電池１００は、酸素を貯蔵するための第２の反応物貯蔵ユニット７０６を備えていても良い。再生型燃料電池１００は、小型電源を備えており、燃料電池７００に燃料、第２の反応物、電解液を導入するためのブロワやポンプに始動パワーを与える。そのような電源として、電池や他の電力源を用いることができる。
【００４２】
燃料電池７００の内部では、反応が進行して電力が発生する。水素と酸素の間の反応は、電解質（液体でも固体でも良い）によって媒介され、反応性生物として水を生じる。その後に水は、ポンプによって反応生成物貯蔵ユニット７０４に導入され、再生が必要となるまで貯蔵される。再生プロセスは、水を反応生成物貯蔵ユニット７０４から燃料再生器７０８に循環導入させると開始する。反応生成物（水）は、電気化学的に水素と酸素に再生される。
【００４３】
再生型燃料電池に関する詳細は、米国特許第５，９５２，１１７号と米国特許出願第０９／４４９，１７６号、第０９／５２１，３９２号、及び第０９／３５３，４２２号に記載されている。これら全てを、完全に提示されたものとして引用する。
【００４４】
通信デバイス１０２は、電力管理システムの全ての要素をモニタし、制御できるようになっている。電力管理システムには、再生型燃料電池１００、少なくとも１つの電気デバイス２００、少なくとも１つのエネルギー源３００とを備える。通信デバイス１０２は、図２、７及び１１に示すように、通信インターフェース７１２を介してデータを送信し受信できるものであれば、どのようなデバイスでも良い。通信デバイス１０２は、再生型燃料電池の物理的な構造内に組み込んでも良い。その代わりに、通信デバイス１０２を再生型燃料電池１００から独立した分離構造に収納し、再生型燃料電池１００と直接接続しても良い。
【００４５】
通信デバイス１０２は、メモリが結合したプロセッサ、コンピュータ、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、メインフレーム、サーバシステム、携帯電話、又はプロセッサとメモリを備えた他のいかなるデバイスであっても良い。
【００４６】
ある例では、通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００の物理構造の中に組み込まれており、メモリと結合したプロセッサである。この例において、再生型燃料電池１００の外側にディスプレイと入力デバイスを接続し、これらのディスプレイや入力デバイスが上記プロセッサ及びメモリと通信できるようにして、モニタと制御を行っても良い。ディスプレイは、ユーザにデータを表示できるものであれば、どのようなデバイスであったも良い。例えば、液晶ディスプレイ、モニタ、ＴＶ、又は他の同様のデバイスを用いることができる。入力デバイスは、データの選択を入力できるものであれば、どのようなデバイスでも良く、例えば、マウス、ポインティングデバイス、キーパッド、キーボード、ライトペン、リモートコントローラ、ショートカットボタン、又は関連する他の入力デバイスであっても良い。
【００４７】
他の実施例では、通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００の物理構造に組み込まれており、メモリと結合したプロセッサと、ディスプレイと、入力デバイスを備える。ディスプレイと入力デバイスは、再生型燃料電池１００の外部ではなく、内部に組み込まれてる点を除けば、上述と同一のもので良い。
【００４８】
他の実施例では、通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００の構造に物理的に組み込まれていないが、モニタと制御ができるように、再生型燃料電池１００に直接接続されている。例えば、直接接続には、ケーブル、ワイヤ、電気的なワイヤ接続、又は関連する他の接続機構を用いることができる。この例における通信デバイスは、コンピュータであっても良い。
【００４９】
通信デバイスのある例では、通信デバイスは図１及び図６に示すようにコンピュータとして構成されている。通信デバイス１０２は、ディスプレイ６００、入力デバイス４０４（キーボード６０２、ポインティングデバイス６０４）、ＣＰＵ（中央演算ユニット）６０６、メモリ６０８、Ｉ／Ｏコントローラ６１０、ディスクコントローラ６１２、ハードディスク６１４、フロッピディスクドライブ６１６、光ディスクドライブ６１８、モデム６２０及びネットワークカード６２２を含むハードウエアを備えたコンピュータとすることができる。各々のデバイスは、バス６２４を介して直接的に、又は各インターフェースやコントローラを介して相互通信を行う。コンピュータは、これらの一般的なデバイスに限定されず、他のコンピュータに関連するデバイスを備えていても良い。
【００５０】
通信デバイス１０２は、上記実施例のいずれにおいても、ソフトウエアシステムを備えていても良い。ソフトウエアシステムは、オペレーティングシステム（ＯＳ）、通信ソフトウエア、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、及び応用ソフトのいずれを含んでいても良い。オペレーティングシステムは、通信デバイス１０２に含まれ、応用ソフトと称される全てのプログラムを制御する。
【００５１】
オペレーティングシステムは、通信デバイス用途に一般的ないかなるものであっても良い。例えば、オペレーティングシステムは、マイクロソフトウィンドウズ、マイクロソフトウィンドウズ９５、マイクロソフトウィンドウズ９８、マイクロソフトウィンドウズ２０００、マイクロソフトウィンドウズＮＴ、マイクロソフトウィンドウズＣＥ、マイクロソフトウィンドウズをベースとするあらゆるオペレーティングシステム、パームＯＳ，マックＯＳ、ＩＢＭのＯＳ／２、ユニックス、リナックス、ＰＬＣベース、プロプラエタリ（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ）ベースや他の同様のベースのオペレーティングシステムとすることができる。オペレーティングシステムは、好ましくは通信デバイス１０２に外部デバイスと通信させ、関連するアプリケーションを駆動させるようにする。通信ソフトウエアによって、通信デバイスは通信インターフェース７１２を会して外部デバイスとデータの送受信を行うことができる。
【００５２】
グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）は、ユーザに情報を表示できるものであれば、いかなるプログラムであっても良い。例えば、プロプラエタリ（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ）ソフトウエアや、インターネットウェブブラウザ（ウエブブラウザ）を用いることができる。インターネットウエブブラウザは、通信異端たーフェース１０２を会してインターネットサーバと通信できるものであれば、いかなるものであっても良く、例えば、ネットスケープナビゲータ、ネットスケープコミュニケータ、マイクロソフトインターネットエクスプローラ、ホットジャヴァ、モザイク、オペラ、又は他の同様のウエブブラウザソフトウエアとすることができる。
【００５３】
通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００に接続されることにより、各要素を独立に又は従属して制御するマスタコントロールとなる。通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００の関連のあるセンサ、リレー、電子部品又は電子デバイスと接続されており、運転のあらゆる局面をモニタし、制御する。さらに、通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００に関連する操作の追跡に関する情報や統計情報も提供できる。例えば、通信デバイス１０２は、パワー使用量、燃料消費、燃料貯蔵ユニット７０２の情報、第２の反応剤貯蔵ユニット７０６に関する情報、反応生成物貯蔵ユニット７０４に関する情報、燃料再生器７０８の情報、及び燃料再生に関する情報等である。
【００５４】
通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００の操作や特性に関する、更新し、保存された情報を、他の通信デバイス（以下に詳細に説明する）に提供することができる。通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００とは独立に、電気デバイスや図２や図４に示す他の通信デバイス（以下に詳細に説明する）との通信を行うことができる。本件発明は、特定のデバイスに依拠するものではなく、種々の構成や構造で実行することができる。
【００５５】
本件発明の第２の実施形態に係るパワー制御システムを図２に示す。図２において、図１と同様の又は関連する部材は同一の符号となっている。図２のパワー制御システムは、これまでと同様に、再生型燃料電池１００と、通信デバイス１０２と、さらにインターフェース２０２と、少なくとも１つの電気デバイス２００を備える。
【００５６】
インターフェース２０２は、再生型燃料電池１００に接続している。インターフェース２０２は、図７に示すように、少なくとも１つのパワーインターフェース７１０又は通信インターフェース７１２を備える。パワーインターフェース７１０と通信インターフェース７１２は、同一のインターフェースであっても良いし、互いに異なるインターフェースであっても良い。
【００５７】
パワーインターフェース７１０によって、パワー制御システムは容易に、既存の設備送電線、構造、建物、車両に接続して、パワー制御を行うことができる。例えば、既存の送電線をパワーインターフェース７１０の一部としても良い。パワーインターフェース７１０は、再生型燃料電池１００で発生した電力を伝えるように構成されている。図３に示すように、パワーインターフェース７１０は、少なくとも１つのエネルギー源から電力を受けても良い。このことは、以下に詳述する。
【００５８】
パワーインターフェース７１０は、電力の供給と受取りにおいて必要となる、あらゆる変換又は調整を行う。ある実施形態では、パワーインターフェース７１０は、再生型燃料電池１００で発生したＤＣをＡＣに変換して、少なくとも１つの電気デバイス２００に供給する。他の実施形態では、パワーインターフェース７１０は、ＡＣを受け取り、ＤＣに変換して、再生型燃料電池１００の利用に供する。パワーインターフェース７１０は、変換を必要とせずに、ＤＣの供給と受取を行っても良い。一般に、パワー変換やハードウエアの調節のために、パワーインターフェースの一部を、再生型燃料電池の上に、又はその中に設置することが好ましい。
【００５９】
通信インターフェース７１２は、データの送信と受信が可能ないかなるインターフェースであっても良い。ある実施形態では、通信インターフェース７１２は、セルラー、デジタルセルラー、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）、無線通信、サテライト通信システム、等の無線ベースのシステムとすることができる。上述した無線ベースのシステムは、通信インターフェース７１２を介して行うデータの送受信に、ワイヤレス・アプリケーション・プロトコル（ＷＡＰ）やブルートゥース・ワイヤレス技術規格を利用することができる。ＷＡＰは、電子メール、ワールドワイドウェブ、ユースネット（Ｕｓｅｎｅｔ）及びインターネットリレーチャット（ＩＲＣ）等を含むインターネットへのアクセスにに無線通信デバイスを用いる方法を標準化するための一連の通信プロトコルを定めたものである。ブルートゥース・ワイヤレス技術規格は、コンピュータ及び遠隔通信に関する工業的な規格であり、携帯電話、コンピュータ、及びＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）を、相互に、家庭や職場の電話に、又はコンピュータに、短距離無線通信を利用して、簡単に接続できるようにする方法が定められている。
【００６０】
ある実施形態では、通信インタフェース７１２は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗａｒｋ）、ＤＳＬ（デジタル加入者線）、ｘＤＳＬ（ＡＤＳＬ、ＨＤＳＬ、ＲＡＤＳＬ）、インタネットケーブル、ケーブルモデム、ＰＰＰ（ポイント・トゥ・ポイントプロトコル）接続、光ファイバケーブル、又は通電線のような、有線ベースのシステムである。通電線は、例えば、建物、構造物、設備、車両等にある既存の電力線であっても良い。
【００６１】
インタネットへのアクセス、又は、インターネット通信は、通信インターフェース７１２のどのような実施形態においても本来備わっていると考えられる。そのような通信インターフェースの選定と導入は、当業者にとって自明であろう。
【００６２】
他の実施形態では、通信インターフェース７１２はインターネットである。インターネットは、サーバと称されるコンピュータのグローバルなネットワークであり、よく「ユーザノード」、「クライアントコンピュータ」と称される通信デバイスによってアクセスすることができる。これらの通信デバイスは、典型的には、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）、オンラインサービスプロバイダ（ＯＳＰ）、又は直接のインターネット接続によって、インターネットにアクセスする。インターネット上の各コンピュータは、ホストと呼ばれ、少なくとも１つのアドレスを持つ。アドレスは、そのコンピュータを、インターネット上に存在するあらゆるコンピュータから識別するものであり、しばしばＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスと称される。
【００６３】
前述した少なくとも１つの電気デバイス２００は、図２及び図１２に示すように、電力を消費するいかなるデバイスであっても良い。少なくとも１つの電気デバイス２００は、エネルギー利用システム、セキュリティシステム、環境システム、商用デバイス１２００、消費者デバイス１２０２、工業デバイス１２０４、製造デバイス、車両、自動車１２０８、トラック１２０６、トレーラ、レクレーションビークル、オートバイ、コンピュータ化した電気機器、家庭用電化製品、エンジン、コンピュータ、遠隔通信装置、セルラーベースステーション、分配されたターミナル、センサ、車両に搭載された電子デバイス、及び電気駆動デバイスから成る群から選択された少なくとも１つを備える。
【００６４】
少なくとも１つの電気デバイス２００は、データを通信インターフェースを介して通信デバイス１０２と送受信するための通信能力を備えていても良い。少なくとも１つの電気デバイス２００は、他のパターデバイスをモニタし、制御するものであっても良い。
【００６５】
ある実施形態では、通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００をモニタし、制御することにより、通信インターフェース７１２を介して再生型燃料電池１００が外部デバイスとの間に、データ通信ができるようにすることに加えて、電力を送り、受取ることができるようにする。外部デバイスは、少なくとも１つの電気デバイスであっても良いし、少なくとも１つの他の通信デバイスであっても良い。
【００６６】
通信デバイス１０２は、建物や構造物の内部におけるエネルギ制御を行っても良い。例えば、通信デバイス１０２は、電気デバイス２００のエネルギーの使用量、再生型燃料電池１００、又は全ての独立した負荷を含めて建物内で使用される電力をモニタしても良い。再生型燃料電池１００の内部にある燃料は、少なくとも１つのエネルギー源３００を用いて再生される。本件発明は、特定のデバイスに実施を限定されるものでなく、種々の構造や構成において実施することができる。
【００６７】
本発明に係る第３の実施の形態の電力管理システムは、図３に示されており、図３において、図２と同様の要素には同様の参照符号を付して示している。図３の電力管理システムは、前と同様に、再生型燃料電池１００、通信デバイス１０２、インターフェース２０２、少なくとも１つの電気デバイス２００及び少なくとももう１つのエネルギー源３００とを含む。
【００６８】
少なくとも１つのエネルギー源３００は、動作中又は動作後においていつでも、再生型燃料電池１００、通信デバイス１０２及び少なくとも１つの電気デバイス２００に電気を供給するために使用されているどのようなソースであってもよい。また、少なくとも１つのエネルギー源３００は、再生型燃料電池によって発生されたＡＣ又はＤＣ形式の電力を受け取ることもできる。少なくとも１つのエネルギー源３００は、ソースのタイプに依存してＡＣ（交流）又はＤＣ（直流）として供給することができる。
【００６９】
１例では、少なくとも１つのエネルギー源３００は、往復機関、燃焼機関、レジオナルエレクトリックグリッド、回転機関、太陽エネルギー収集器、バッテリー、ジェネレーター、タービン、ウォーターフォイール、フライフォィール、風力エネルギー収集器、又はどのような関連装置又はそれらの組み合わせから選ばれる。
【００７０】
１つの実施例では、少なくとも１つのエネルギー源３００は、燃料セル７００、燃料再生器７０８、燃料貯蔵ユニット７０２、反応生成物貯蔵ユニット７０４、燃料セル上の他の電力消費デバイス、ポンプ、送風機、第２の反応物貯蔵ユニット７０６を含む再生型燃料電池１００の全てのコンポーネントに電力を供給する。少なくとも１つのエネルギー源３００は、パワーインターフェース７１０を介して再生型燃料電池１００にＡＣ又はＤＣの電力を供給する。パワーインターフェース７１０は、ＤＣをパースペクトルコンポーネントに供給するためにＡＣをＤＣにするなど必要とされる電力変換をする。
【００７１】
他の実施例では、少なくとも１つのエネルギー源３００は、電力を通信デバイス１０２に供給する。少なくとも１つのエネルギー源３００は、直接電力を通信デバイス１０２に供給するように構成することができるし、少なくとも１つのエネルギー源３００は、再生型燃料電池１００に電力を供給することによって間接的に電力を通信デバイス１０２に供給するように構成することもできる。どちらの場合でも、少なくとも１つのエネルギー源３００は、電力をパワーインターフェースと適当な必要とされるであろう電力変換器を介して供給する。
【００７２】
別の実施例では、少なくとも１つのエネルギー源３００は、一次電力を少なくとも１つの電気デバイス２００にいつでも供給するように設定することができる。少なくとも１つのエネルギー源３００は、直接接続を介して少なくとも１つの電気デバイス２００に電力を供給することができる。直接接続は電気的に送信できるどのようなパワーインターフェースであってもよいし、少なくとも１つのエネルギー源３００は、パワーインターフェース７１０上を少なくとも１つの電気デバイス２００に電力を供給してもよい。この形態では、少なくとも１つのエネルギー源３００は、再生型燃料電池と独立したパワーインターフェース上、又は通信デバイス１０２の制御の下、電力を供給できる。パワーインターフェース７１０は、少なくとも１つの電気デバイス２００に供給された電力の高調波歪みを減少させることができる（電力調節）。少なくとも１つのエネルギー源３００は、電力消費の直後で、再生型燃料電池１００が電力を供給することができるまでの期間中、電力を少なくとも１つの電気デバイス２００にいつでも供給するように設定することができる。少なくとも１つのエネルギー源３００は、再生型燃料電池１００が少なくとも１つの電気デバイス２００に電力を提供している時に同時に臨時の電力を少なくとも１つの電気デバイスに対して供給するように設定できる。
【００７３】
他の実施例では、少なくとも１つのエネルギー源３００は、再生型燃料電池１００から電力を受け取ることができる。再生型燃料電池１００は、発生した電気をパワーインターフェース７１０上を直接レジオナルエレクトリックグリッドに送ることができる。これは、利用会社に電気を再販する電力管理システムを使用したビジネスを可能にし、双方にとってコストが押さえられる。この例では、パワーインターフェース７１０は、利用会社に電気を得るために必要となる発生した電気の位相や電力ファクターを整合させることができる。さらに、パワーインターフェース７１０は、発生した電気の状態を、レジオナルグリッドに電気を送るために必要とされる要求に合致するように整えることができる。
【００７４】
本発明に係る第４の実施の形態の電力管理システムは、図４に示されており、図４において、図２と同様の要素には同様の参照符号を付して示している。図４の電力管理システムは、前と同様に、再生型燃料電池１００、通信デバイス１０２、インターフェース２０２、少なくとも１つの電気デバイス２００を含み、さらに少なくとも１つのユーザーインターフェース４００とを含む。
【００７５】
ユーザーインターフェース４００は、第２の通信デバイス４０２と入力デバイス４０４とを含む。第２の通信デバイス４０２は、通信インターフェース７１２上でデータを送受信できるどのような通信デバイスであってもよい。１つの例では、第２の通信デバイス４０２は、コンピューター、ネットワークコンピューター、サーバーシステム、メインフレーム、ラップトップ、ハンドフェルドコンピューター、ＰＤＡ（パーソナルディジィタルアシスタント）、モーバイルフォン、ファクシミリ装置、電話、ビデオフォン、ページャー、又はプロセッサーやメモリーを含む他のデバイスからなる群から選択することができる。
【００７６】
第２の通信デバイス４０２は、ユーザー４０６によって入力されたデータ用に入力デバイス４０４と通信する。入力デバイス４０４は、ユーザー４０６が第２通信デバイス４０２にデータを入力できる、どのようなデバイス、又はデバイスの組み合わせであってもよい。入力デバイス４０４は、マニュアルエントリーキー、音声通信システム、思案処理システム、又は他の関係するシステムからなる群から選択される少なくとも１つである。一例として、入力デバイス４０４は、タッチスクリーン、キーボード、キーパッド、ポインティングデバイス、マウス、ライトペン、リモートコントロール、ショートカットボタンをしようするユーザー４０６によって作られるであろうマニュアル操作システムである。他の例として、入力デバイス４０４は、第２通信デバイスの中に合体された音声認識システムを含む音声通信システムであり、それによって、ユーザーはマイクロフォンに向かって話し、第２通信デバイスが第２通信デバイスが自動的にユーザーの選択又はデータ入力を選択するように音声データに翻訳する。他の例では、入力デバイス４０４は、ハンドフリー入力を可能にするために第２通信デバイスに合体された思案処理システムである。ニュウラルアタッチメントは、脳波又は脳電磁波が第２通信デバイスによって翻訳されるようにユーザーの頭に固定され、第２通信デバイスに対してユーザーの選択又は入力データが自動的に選択される。選択、そのような第２の通信デバイスの組み込み及びユーザーインターフェースは、当業者にとって明らかであろう。
【００７７】
図６は、第２の通信デバイス４０２の一例の詳細なブロックダイアグラムである。第２の通信デバイス４０２は、ディスプレイ６００、入力デバイス４０４（キーボード６０２、ポインティングデバイス６０４）、ＣＰＵ（中央演算ユニット）６０６、メモリ６０８、Ｉ／Ｏコントローラ６１０、ディスクコントローラ６１２、ハードディスク６１４、フロッピディスクドライブ６１６、光ディスクドライブ６１８、モデム６２０及びネットワークカード６２２を含むハードウエア装置を備えたコンピューターである。各々のデバイスは、バス６２４を介して直接的に、又は各インターフェースやコントローラを介して相互通信を行う。コンピュータは、これらの一般的なデバイスに限定されず、他のコンピュータに関連するデバイスを備えていても良い。
【００７８】
通信デバイス１０２は、上記実施例のいずれにおいても、ソフトウエアシステムを備えていても良い。ソフトウエアシステムは、オペレーティングシステム（ＯＳ）、通信ソフトウエア、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、及び応用ソフトのいずれを含んでいても良い。オペレーティングシステムは、第２の通信デバイス４０２において、応用ソフトと称される全てのプログラムを制御する。オペレーティングシステムは、第２の通信デバイス４０２に関する用途に一般的ないかなるものであっても良い。例えば、オペレーティングシステムは、マイクロソフトウィンドウズＴＭ、マイクロソフトウィンドウズ９５ＴＭ、マイクロソフトウィンドウズ９８ＴＭ、マイクロソフトウィンドウズ２０００ＴＭ、マイクロソフトウィンドウズＮＴＴＭ、マイクロソフトウィンドウズＣＥＴＭ、マイクロソフトウィンドウズをベースとするあらゆるオペレーティングシステム、パームＴＭＯＳ，マックＯＳＴＭ、ＩＢＭのＯＳ／２ＴＭ、ユニックス、リナックス、ＰＬＣベース、プロプラエタリ（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ）ベースや他の同様のベースのオペレーティングシステムとすることができる。
【００７９】
オペレーティングシステムは、第２の通信デバイス４０２が通信デバイス１０２と通信し、関連するアプリケーションを駆動することを可能とする。通信ソフトウエアによって、第２の通信デバイス４０２は通信インターフェース７１２を介して外部デバイスとデータの送受信を行うことができる。
【００８０】
グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）は、第２の通信デバイス４０２上に情報を表示できるものであれば、いかなるプログラムであっても良い。例えば、プロプラエタリ（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ）ソフトウエアや、インターネットウェブブラウザ（ウエブブラウザ）を用いることができる。インターネットウエブブラウザは、通信インターフェース１０２を介してインターネットサーバと通信できるものであれば、いかなるものであっても良く、例えば、ネットスケープナビゲータＴＭ、ネットスケープコミュニケータＴＭ、マイクロソフトインターネットエクスプローラＴＭ、ホットジャヴァＴＭ、モザイクＴＭ、オペラＴＭ、又は他の同様のウエブブラウザソフトウエアとすることができる。
【００８１】
ウエブブラウザは、ＷＷＷ上で情報を見たり、情報と対話する手法を提供するアプリケーションプログラムであり、それは通常ウエブページの形式である。ウエブブラウザは、ＨＴＴＰクライアントのタイプであり、それは、ユーザーがＨＴＴＰ（ハイパーテキストトランスファープロトコル）要求を送信したり、ウエブブローサー上でウエブページ又は他の同様なフォーマットで見ることができるＨＴＴＰ応答を受信することを可能にする。
【００８２】
図４，６及び１１に示された例では、第２の通信デバイス４０２は、例えばインターネットなどの通信インターフェース７１２と接続するためのコンピューターとして構成される。そのコンピューターは、モデム６２０、ネットワークカード６２２、又はコンピューターとインターネット間の接続が可能な他の通信インターフェースによって接続することができる。ネットワークカード６２２は、コンピューターを、インターネットに接続するＨＵＢ及びローター（ｒｏｕｔｅｒ）と通信するＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）及び／又はＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）に接続することを可能にする。本発明の例は、いかなる特別なデバイスに依存することなく、種々の形態および技術で構成することができる。
【００８３】
本発明に係る第５の実施の形態の電力管理システムは、図５に示されており、図１〜４と同様の要素には同様の参照符号を付して示している。図５の電力管理システムは、再生型燃料電池１００、通信デバイス１０２、インターフェース２０２、少なくとも１つの電気デバイス２００及び少なくとも１つのエネルギー源３００及びユーザーインターフェース４００を含む。この実施の形態は、上述した全ての例を組み込み含む。
【００８４】
この実施例では、電力管理システム全体で、再生型燃料電池１００と少なくとも１つの電気デバイス２００の監視と制御を行う。電力管理システムは、少なくとも１つのエネルギー源３００の監視と制御を行ってもよい。監視と制御は、再生型燃料電池１００、少なくとも１つの電気デバイス、少なくとも１つのエネルギー源３００及びユーザーインターフェース４００と通信することを含む。さらに、システムは、少なくとも１つの電気デバイス２００又はユーザーインターフェース４００から通信デバイス１０２によって受信されたデータに応答して、電力を、再生型燃料電池１００から又は少なくとも１つのエネルギー源３００から供給する。少なくとも１つのエネルギー源３００は、電力を電力管理システム及び全てのコンポーネントに必要なときに提供する。ユーザー４０６は、第２通信デバイス４０２にデータをインプットするために入力デバイス４０４を利用することができ、それから通信デバイス１０２に対する要求およびデータを通信インターフェース７１２の上を伝送できる。通信デバイス１０２はデータを処理し、外部デバイスと通信、又は再生型燃料電池１００を調整する。
【００８５】
１つの例では、通信インターフェース７１２は、異なる物理的コンポネントと通信デバイス１０２、少なくとも１つの電気デバイス、及びユーザーインターフェース４００間でデータを送受信する異なる通信方法を含んでいてもよい。１つの実施例では、通信デバイス１０２と少なくとも１つの電気デバイス間の通信インターフェース７１２は、ビルの中の電力線である。さらに、通信デバイス１０２とユーザーインターフェース４００の間の通信インターフェース７１２は、インターネットである。
【００８６】
本発明の例は、いかなる特別なデバイスに依存することなく、種々の形態および技術で構成することができる。
【００８７】
図８は、再生型燃料電池１００を遠隔監視及び制御する本発明に係る実施例のフローダイアグラムである。ステップ８００において、ユーザー４０６は、図４に示すように、入力デバイス４０４上でデータを入力する。ユーザー４０６によって入力されたデータは、電力管理システムを監視し制御するどのような情報であってもよい。例えば、その情報は、再生型燃料電池１００の制御パラメータ、少なくとも１つの電気デバイス２００の制御パラメータ、少なくとも１つのエネルギー源３００の制御パラメータ、電力利用パラメーター、又は電力管理システムを制御する全ての他の情報を含んでいてもよい。
【００８８】
ステップ８０２において、そのデータは第２の通信デバイス４０２で受信される。１つの例では、そのデータは第２の通信デバイスのディスプレイ上に表すことができる。そのデータは検索用に第２の通信デバイスのディスプレイに記憶することができる。ステップ８０４において、第２の通信デバイス４０２は、図４に示すように、通信インターフェース７１２を介して第１の通信デバイスと接続される。
【００８９】
ステップ８０６において、第２の通信デバイス４０２はデータを第１の通信デバイス１０２に通信インターフェース７１２を介して送信する。１つの例では、第２の通信デバイス４０２は、データを、インターネットである通信インターフェースを介して第１の通信デバイス１０２に送信するのにインターネットウエブブラウザを利用するであろう。
【００９０】
ステップ８０８において、第１の通信デバイス１０２はデータを受信する。ステップ８１０では、第１の通信デバイス１０２は、データをアップデートし保存する。１つの例では、第１の通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００、少なくとも１つのエネルギー源３００及び／又は少なくとも１つの電気デバイスの制御パラメータをアップデートし保存する。第１の通信デバイス１０２は、その後、再生型燃料電池１００及び／又は少なくとも１つの電気デバイス２００の電力利用を調整するために保存された制御パラメータを使用することができる。第１の通信デバイス１０２はまた、アップデートされた制御パラメーターを少なくとも１つの電気デバイス２００と少なくとも１つのエネルギー源３００に送信する。これについては後述する。
【００９１】
ステップ８１２において、第１の通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００を形成し、データに応答して電力を送受信するためにデータを使用することができる。１つの例では、データは、ある基準に基づいて電力を少なくとも１つの電気デバイス２００又は少なくとも１つのエネルギー源３００に供給することを、再生型燃料電池１００に対して、指示するデバイス制御パラメーターであってもよい。費用の範囲は、電力コストがある値に達したときに、電力を少なくとも１つの電気デバイス２００及び又は少なくとも１つのエネルギー源３００により公益企業１１００から供給される高いコストの電気を使用しつづけるよりは低いコストで供給するために、第１の通信デバイス１０２が再生型燃料電池１００を構成するであろう。図１２に示すように、第１の通信デバイス１０２は、電気料金を要求し電力利用情報を検索するために通信インターフェース７１２を介して公益企業１１００との通信利用を提供する。第１の通信デバイス１０２は、それからその情報を分析することができ、その情報に基づいて再生型燃料電池１００を少なくとも１つの電気デバイス２００に電力を提供するために活性化する。
【００９２】
他の例では、データは、データは、ある基準に基づいて電力を少なくとも１つの電気デバイス２００又は少なくとも１つのエネルギー源３００に供給することを、再生型燃料電池１００に対して、指示するデバイス制御パラメーターであってもよい。少なくとも１つのエネルギー源３００は、どちらかといえば公益企業１１００として知られているレジオナルエレクトリックグリッドであってもよい。例えば、その基準は、第１の通信デバイス１０２が検出する公益会社が求められた電力使用範囲である。第１の通信デバイス１０２は、それから余分に発生した電力を再生型燃料電池１００から公益企業１１００に対して利益として供給する。また、公益企業１１００は、グリッドに電力供給を要求するために通信インターフェース７１２を介して第１の通信デバイス１０２と通信する。第１の通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００を活性化し、それらの要求に基づいて公益企業１１００に電力を供給する。
【００９３】
図９は、通信デバイス１０２が少なくとも１つの電気デバイス２００を遠隔監視及び制御する本発明に係る実施例のフローダイアグラムである。
ステップ９００において、通信デバイス１０２は通信インターフェース７１２を介してデータを送受信するために初期化される。ステップ９０２では、通信デバイス１０２は、図２及び１１に示すように少なくとも１つの電気デバイス２００に通信インターフェース７１２を介して接続される。１つの例では、通信デバイス１０２は、通信インターフェース７１２を介してデータを少なくとも１つの電気デバイス２００に送信するためにインターネットであるインターネットウエブブラウザを使用するであろう。他の例では、通信デバイス１０２は、ビルの電線を介してデータを送受信するであろう。他の例では、通信デバイス１０２は、無線システムを使用する電磁波を介してデータを送受信するであろう。
【００９４】
ステップ９０４では、通信デバイス１０２は少なくとも１つの電気デバイス２００からデータを集めるであろう。そのデータは、少なくとも１つの電気デバイス２００の動作と制御に適したどのようなデータであってもよい。例えば、データは、電力使用情報、環境情報、動作パラメーター、制御パラメーター、その他の動作上の情報を含むことができる。
【００９５】
１つの例では、通信デバイス１０２は、データを受信するために通信インターフェース７１２を介して少なくとも１つの電気デバイス２００に対して要求するであろう。また、通信デバイス１０２は、少なくとも１つの電気デバイス２００に関する記憶されるべきデータを通信インターフェース７１２を介して送信する。この実施例では、電気デバイス２００は、送信、受信及び記憶データ用に通信インターフェース７１２上の処理容量をもつであろう。
【００９６】
他の例では、少なくとも１つの電気デバイス２００は処理容量持っていないであろう。高性能アダプターが電気的出力にプラグ接続され、それから少なくとも１つの電気デバイス２００がその高性能アダプターに接続されるであろう。その高性能なアダプターは、通信インターフェース７１２上に送信、受信及び記憶データ用の処理容量をもつであろう。高性能アダプターは、少なくとも１つの電気デバイス２００の電力消費量を調整及び監視するために通信デバイス１０２からアップデートされた制御パラメーターを受信し記憶することができる。それゆえ、高性能アダプターは少なくとも１つの電気デバイス２００にとってプロセッサーとなるであろう。
【００９７】
他の例では、少なくとも１つの電気デバイス２００はスイッチであり、処理能力は持っていないであろう。そのスイッチは、他の電気デバイスに対して電力のオンオフをすることができる。スイッチの位置（オープン又はクローズ）は、パワーインターフェース７１０又は通信インターフェース７１２を介して通信デバイス１０２によって制御されるであろう。
【００９８】
１例では、少なくとも１つの電気デバイス２００は、他の電気デバイスに情報を要求し集めることができるであろう。例えば、通信デバイス１０２はビル内に位置する環境制御システムから情報を要求する。一旦、環境制御システムが要求を受信すると、その後、環境制御システムは、エアコンディショナー、ヒーター、換気装置、及び他の同様な電気デバイスのようなシステム内の他の電気デバイス２００から情報を要求するであろう。この例の詳細は後述する。
【００９９】
ステップ９０６においては、少なくとも１つの電気デバイス２００からのデータを通信インターフェイス７１２を介して送信することにより、少なくとも１つの電気デバイス２００が通信デバイス１０２からのデータ要求の処理を行う。ステップ９０８においては、再生型燃料電池１００が管理している通信デバイス１０２が、データを受信し、通信デバイス上にデータを保存する。通信デバイス１０２は、物理的に構造内に取り込まれるか、又は直接接続されることにより、再生型燃料電池１００と一体化することができる。
【０１００】
ステップ９１０においては、少なくとも１つの他の通信デバイスを介し、データを必要に応じてユーザに送信することができる。一実施例として、図４と１１に示すように、他の通信デバイスとして第２の通信デバイス４０２と同じものを用いることができる。第２の通信デバイス４０２のすべての実施例及び実施形態は、上記の少なくとも１つの他の通信デバイスにおける場合と同様に考えることができる。上記の少なくとも１つの他の通信デバイスは、後での検索のため、データを表示かつ保存することができる。ユーザ４０６は、コスト分析及び節約又は操作性の向上のために、他の通信デバイスのソフトウエアを用いてデータを処理することができる。
【０１０１】
ステップ９１２においては、通信デバイス１０２は、ステップ９０６において少なくとも１つの電気デバイス２００から受信したデータと、ユーザにより入力されたプリセットされたコントロールパラメータとを比較することができる。プリセットされたコントロールパラメータは、上記の図８のフロー図に示された方法により通信デバイス１０２に入力することができる。通信デバイス１０２は、データの分析を行うことができるものであれば、いかなる形態の比較方法も用いることができる。プリセットされたコントロールパラメータは、通信デバイス１０２が、上記の少なくとも１つの電気デバイス２００が適正な動作範囲で動作しているか否かを判断するのを補助することができる。例えば、仮に、プリセットされたコントロールパラメータが上記の少なくとも１つの電気デバイス２００の温度であった場合、電気デバイスが適正な温度範囲で動作しているか否かを判断するため、通信デバイス１０２は電気デバイス２００からの受信したデータを使用することができる。
【０１０２】
一実施例において、上記の少なくとも１つの電気デバイス２００には、通信デバイス１０２がモニター及びコントロールできる処理能力を備えた市販の肉用フリーザーを用いることができる。通信デバイス１０２は、フリーザーの電力使用量、温度、照明使用量、そして他の関係する動作情報を要求することができる。通信デバイス１０２は、また、電気料金が時間毎に変わるという時刻機構による価格契約に基づいて、現在の電気料金価格を定期的に公益会社１１００に要求することができる。その情報及びユーザ４０６からのプリセットされたコントロールパラメータに応答して、通信デバイス１０２は、フリーザーに指示を与えてフリーザーの動作を変化させることにより、それらのすべてのパラメータをそれぞれ独立に調整することができる。
【０１０３】
例えば、ユーザ４０６は、フリーザーの温度に関し、以下のようなプリセットされたコントロールパラメータを入力することができる。
すなわち、電気料金が０．１５ドル／ｋＷｈを超えない限り０°Ｆに維持する。但し、月曜日の午前５時から正午までの間を除いて５°Ｆまでの温度は許容し、月曜日の午前５時から正午までの間はコストに関係無く−５°Ｆに維持する。なぜなら、毎週月曜日の午前５時には、新しい肉が搬入されるからである。フリーザー内の照明は、月曜日から金曜日は真夜中から午後４時まで点け、その時間以外は消す。
通信デバイス１０２は、それに従いフリーザーの動作をコントロールする。
【０１０４】
一実施例において、通信デバイス１０２は、安全システムのメインコントロールとして働くことができる。センサー、ロック機構、そして監視装置を、直接的なモニタ及びコントロールのために、通信デバイス１０２に接続することができる。あるいは、安全システムのための既存のメインコントロールのモニタ及びコントロールのために用いることができる。
【０１０５】
ステップ９１４において、ステップ９１２において実行される比較を完了させることができる。仮に通信デバイス１０２がそれが必要であると判断した場合、通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００を起動させ、少なくとも１つの電気デバイス２００に電力を供給することができる。例えば、少なくとも１つの電気デバイス２０に対する電力が停止すると、通信デバイス１０２は再生型燃料電池１００を起動させ、その電気デバイスに電力を供給する。通信デバイス１０２が地域のグリッドシステムから配電される電気が当てにできない、あるいは価格が高いと判断した場合には、通信デバイス１０２は、少なくとも１つの電気デバイス２００に対し、電力を供給することもできる。
【０１０６】
例えば、上述の市販の肉用フリーザーの場合、さらにパラメータをプリセットして、公益会社１１００からの電気の料金が０．２０ドル／ｋＷｈを超え、かつ再生型燃料電池からの電気の料金が０．１０ドル／ｋＷｈ以下である場合には、再生型燃料電池を起動させてフリーザーに電力を供給するように通信デバイス１０２に指示することもできる。
【０１０７】
一実施例において、上記方法は、さらに、少なくとも１つの電気デバイス２００により最新のコントロールパラメータを受信するステップと、上記の電気デバイス２００からの最新のコントロールパラメータを他の電気デバイスに送信するステップと、最新のコントロールパラメータの範囲内で実行可能に動作を調整するステップとを含む。一実施例において、上記の少なくとも１つの電気デバイス２００を、建物内の安全システムのメインコントロールとして用いることができる。メインコントロールは、通信デバイス１０２からの最新のコントロールパラメータを通信インターフェイス７１２を介して受信することができる。次いで、メインコントロールは、最新のコントロールパラメータの範囲内で実行可能に動作を調整するために、安全システムの他のサブコンポーネントへ最新のコントロールパラメータを送信することができる。例えば、メインコントロールは所定の時間に照明を消し、動作探知機を起動させるという指令を受けることができる。そして、メインコントロールが所定の時間に照明を消し、動作探知機を起動させる、あるいは、メインコントロールが複数のコントローラに対し、照明を消し、所定の時間に動作探知機を起動させるように指令を出すことができる。
【０１０８】
別の実施例において、ユーザ４０６は、通信デバイス１０２を用い、通信インターフェイス７１２を介することにより、少なくとも１つの電気デバイス２００を遠隔的にモニタ及びコントロールする能力を持つことができる。ユーザ４０６は、少なくとも１つの電気デバイス２００に関し、電力使用量、通信又は他の関係する項目等のすべての面をコントロールするためにパラメータを入力することができる。
【０１０９】
図１０は、再生型燃料電池１００と少なくとも１つの電気デバイス２００を通信デバイス１０２を用いてモニタ及びコントロールする本発明に関し、その典型的な方法の一例を示すフロー図であり、通信デバイスが電力供給の要求をモニタする。第１の実施形態についての上述の説明に基く実施例は、本方法の記載の一部となる。
【０１１０】
ステップ１０００において、通信デバイス１０２は、図１３に示すように、電力需要を検出、あるいは電力供給の要求を受信する。電力需要あるいは電力供給の要求は通信インターフェイス７１２を介して受信することができる。通信デバイス１０２は、コントロールパラメータの比較から、あるいは通信デバイス１０２に電力需要又は電力損失を知らせるセンサー又はコンポーネントにより、電力需要を検知することができる。電力供給の要求を受信した通信デバイス１０２は、再生型燃料電池１００を起動させ、要求するデバイスに電力を供給する。電力供給の要求は、電力管理システムに接続されているすべてのデバイスから発信することができる。例えば、少なくとも１つの電気デバイス２００又は少なくとも１つのエネルギーソース３００は、電力供給の要求を発信することができる。又は、ユーザー４０６が、図４に示すように通信デバイス１０２に直接、電力供給の要求を発信することができる。ユーザー４０６は、通信デバイス１０２に指示して、再生型燃料電池１００を起動させて電力を供給させることができる。ユーザー４０６は、公益会社であっても良く、少なくとも１つの電気デバイス２００又は地域のユーティリティグリッドに対し電力を供給するように直接要求することができる。
【０１１１】
ステップ１００２において、通信デバイス１０２は指令を出すことにより再生型燃料電池１００を起動させることができる。ステップ１００４においては、電気化学反応を起こすために、燃料と第２の反応物とを組合せる。ステップ１００６においては、電気が発生し、反応生成物が反応により生成する。ステップ１００８においては、発生した電気が供給される。
【０１１２】
一実施例において、再生型燃料電池１００は、補助的な電気デバイス、例えば、ラジオ、テレビ、携帯電話、ファクシミリ、エアコン、マイクロ波、又は、トラック、レクリエーショナルビークル、ボート又は自動車等の乗物に搭載された他の関係する電気デバイスに電気を安定的に供給することができる。この構成において、再生型燃料電池１００は、車両の交流発電機又は車両の屋根又はデッキの上の太陽電池パネルに、直流電流を受入可能に接続することができる。再生型燃料電池１００は、供給された直流電流を用い、発電工程及び燃料再生工程のため電力を供給する。また、再生型燃料電池１００は、車両の交流発電機からの直流電流を用いることなく、車両に電力を供給可能に配置することができる。再生型燃料電池１００は、ゼロエミッションで車両を推進させることができ、燃料を再生するため、駐車時に少なくとも１つのエネルギーソース３００に、燃料の追加給油を行うことにより又は給電のため差込むことができる。
【０１１３】
一実施例において、再生型燃料電池１００を、長距離用のクラス８のトラックの寝台兼用運転台に搭載している補助的なデバイスに対し、そのトラックが荷物の積み下しのため、あるいは運転者の休養のため駐車している時、電力を供給するために用いることができる。トラックが交流発電機により発生する直流電流を用いて移動している間に、燃料を再生することができる。別の実施例において、再生型燃料電池１００を、帆船又はヨットに搭載されている補助的なデバイスに対し、そのボートが夜間、港の外に停泊している時、電力を供給するために用いることができる。ボートの上の太陽電池パネル又はヨットのメインエンジンが動いている時に交流発電機により発電される直流電流を用いて、燃料を昼間の間に再生することができる。
【０１１４】
別の実施例において、電力管理システムに電気メータを組み入れることができ、これにより、現在の電気メータの有用な代替となる。電気メータは、再生型燃料電池１００と少なくとも１つの電気デバイス２００とともに組み入れられている通信デバイス１０２と通信可能である。このように配置された電気メータは、他の有用な情報と一緒に電気料金を決定するのに用いることができる。
【０１１５】
別の実施例において、電力管理システムに、再生型燃料電池１００からの廃熱を回収し、かつその廃熱により空気や水を加熱するのに用いるシステムを組み入れることもできる。
【０１１６】
図１４Ａは、本発明に係る電力管理システムの一実施形態を示すブロック図である。本実施形態では、通信デバイス１４０６は、ソースから受信したデータに応答する１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）への電力提供を管理する。通信デバイス１４０６は、データに応答して、エネルギーソース１４０２及び再生型燃料電池１４０４の一方又は他方に指示して、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給させる。通信デバイス１４０６は、データに応答して、エネルギーソース１４０２及び再生型燃料電池１４０４の一方又は他方に対し、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給する指示を解除することができる。通信デバイス１４０６は、データに応答して、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）の電力要求を調整することもできる。
【０１１７】
一実施例において、エネルギーソース１４０２と再生型燃料電池１４０４は、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）への電力の供給を交互に行うことができる。第１の明記された条件が発生した場合、通信デバイス１４０６は、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するように、再生型燃料電池１４０４及びエネルギーソース１４０２の選択された一方に指示することができる。第２の明記された条件、これは第１の条件と異なっても良い、が発生した場合、通信デバイス１４０６は、１以上の負荷へ電力を供給するため、再生型燃料電池１４０４及びエネルギーソース１４０２の選択された一方への指示を解除し、そして１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するように、再生型燃料電池１４０４及びエネルギーソース１４０２の他方に指示することができる。
【０１１８】
エネルギーソース１４０２には、特に限定されることなくいかなる電力源も用いることができ、太陽光又は風力、内燃機関又は化石燃料を電気エネルギーに変える他のデバイス、公共のユーティリティ、地域の電気グリッド、ディーゼル発電機、ニッケルカドミウム電池、レシプロエンジン、回転エンジン、太陽エネルギー回収体、電池、発電機、タービン、水車、はずみ車、キャパシタ又は風力エネルギーを用いることができる。本願の開示の目的の範囲において、「エネルギー源」という言葉は、その範囲に電力源を含むものである。
【０１１９】
再生型燃料電池１４０４は、燃料貯蔵ユニット、再生ユニット、そして、電気化学反応が進行するデバイスを備えており、その電気化学反応は、デバイスソースに供給された燃料を消費するプロセスでエネルギーを放出する。燃料貯蔵ユニットは、余分の燃料を貯蔵しており、後者が消費された後デバイスに供給される。再生ユニットは、デバイス内の電気化学反応により製造される１以上の反応生成物を処理して燃料に戻すことができる。構造及び再生型燃料電池１４０４の動作についてのさらなる詳細事項については、本開示の中で説明される。
【０１２０】
通信デバイス１４０６は、管理可能に及びソースから受信したデータに応答可能に配置することができ、エネルギーソース１４０２と再生型燃料電池１４０４の一方又は他方から、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）へ電力を供給する。一実施例において、第１の明記された条件により、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）へ電力を供給するように再生型燃料電池１４０４に指示をし、そしてエネルギーソース１４０２に対し、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するという指示を解除する。本実施例において、第２の明記された条件により、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）へ電力を供給するようにエネルギーソース１４０２に指示をし、そして再生型燃料電池１４０４に対しては、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）へ電力を供給するという指示を解除するように、通信デバイス１４０６を配置することもできる。本願の開示の目的の範囲において、「通信デバイス」という言葉は、その範囲に、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組合せの中に手段として具体化されたコントローラーを含むものである。
【０１２１】
１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）は、特に限定されることなく、電力を消費するデバイスであれば、いかなるシステム又はデバイスも用いることができ、建物、車両又は家庭用のエアコン又は暖房システム、冷蔵庫等の消費者用デバイス、コンピュータ、サーバー、ワークステーション、ドッキングステーション、プリンター等のコンピュータ用設備が挙げられる。
【０１２２】
さらに、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）のそれぞれが、エネルギー使用システム、安全システム、環境システム、商業用デバイス、消費者用デバイス、産業用デバイス、製造用デバイス、車両、自動車、トラック、レクリエーショナルビークル、モーターサイクル、スマート器具、家庭用器具、エンジン、コンピュータ、電気通信装置、携帯用基地局、分散型ターミナル、センサ、車両搭載用の電気デバイス、又はあらゆる電動デバイスを用いることができる。
【０１２３】
リンク１４１０ａ、１４１０ｂ、１４１０ｃ、１４１０ｄ、１４１０ｅのそれぞれには、電力を伝達可能なあらゆる通信媒体又はメディアを用いることができ、例えばブルートゥース等の１以上の無線リンク、又はインターネット等の１以上のコンピュータから構成されるリンク等の１以上の無線リンクを用いることができる。一実施形態において、１以上のリンク１４１０ａ、１４１０ｂ、１４１０ｃ、１４１０ｄ、１４１０ｅは、一方向又は双方向にデータを送信することもできる。
【０１２４】
例えば、１以上のリンクには、携帯用基地リンク、デジタル携帯リンク、ＧＳＭ（移動通信用のグローバルシステム）リンク、ＰＣＳ（パーソナル通信サービス）リンク、ＰＤＣ（パーソナルデジタル携帯）、ラジオ通信リンク、又は衛星通信リンクからなる群から選択された無線リンクを用いることができる。１以上の無線リンクは、それぞれ、データの送受信のために、ＷＡＰ（無線用アプリケーションプロトコル）又はブルートゥース無線技術スタンダードを用いることができる。
【０１２５】
１以上のリンクのぞれぞれには、ローカルエリアネットワークリンク、ワイドエリアネットワーク、ＩＳＤＮ（統合サービスデジタルネットワーク）リンク、ＤＳＬ（デジタル加入者ライン）リンク、ｘＤＳＬ（ＡＤＳＬ，ＨＤＳｌ，ＲＡＤＳＬ）リンク、インターネットケーブルリンク、ケーブルモデムリンク、ＰＰＰ（ニ地点間プロトコル）、モデム、電話リンク、又は電気配線からなる群から選択されたものを用いることができる。
【０１２６】
一実施例において、リンク１４１０ａは、エネルギーソース１４０２からの電力の時間帯別料金に関するデータを通信デバイス１４０６と通信することができる。通信デバイス１４０６を、このデータに応答し、エネルギーソース１４０２からの電力が高価である使用量ピーク期間の間、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、１４０８（ｎ）に電力を供給するように再生型燃料電池１４０４に指示し、及び／又は上記の１以上の負荷へ電力を供給するという指示を解除可能に配置することができる。通信デバイス１４０６は、電力のオフピーク期間、エネルギーソース１４０２からの電力が安価な時、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）に電力を供給するようにエネルギーソース１４０２に指示し、及び／又は上記の１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するという指示を解除可能に配置することができる。これらのオフピーク期間の間、再生型燃料電池１４０４内部の再生ユニットにエネルギーソース１４０２から電力を供給し、電力のピーク期間、１以上の反応生成物を使用する燃料の中に戻せるように再生型燃料電池により処理することもできる。
【０１２７】
上述の利点は、コストの削減であり、以下のようにして実現される。すなわち、エネルギーソース１４０２からの電力は、オフピーク期間であってこの電力が高価でない時に使用することができ（再生型燃料電池１４０４の燃料を製造するため）、次いで再生型燃料電池１４０４からの電力は、電力のピーク期間でエネルギーソース１４０２からの電力がより高価になった時に、１以上の負荷に電力を供給するのに使用することができる。
【０１２８】
図１４Ｂは、本発明に係る別の実施形態のブロック図であり、図１４Ａと比較することにより、同様の要素を同様の確認用数字により参照することができる。本実施形態においては、エネルギーソース１４０２は、再生型燃料電池１４０４内部の再生ユニット（不図示）に電力を供給する。一実施例において、エネルギーソース１４０２は、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するという再生型燃料電池１４０４に対する指示が解除されている期間、再生型燃料電池１４０４内部の再生ユニットに電力を供給する。別の実施例においては、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するようにエネルギーソース１４０２が指示されている期間、エネルギーソース１４０２は、再生型燃料電池１４０４内部の再生ユニットに電力を供給する。一実施例において、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するようにエネルギーソース１４０２が指示されているオフピーク期間の間、エネルギーソース１４０２は、再生型燃料電池１４０４内部の再生ユニットに電力を供給する。
【０１２９】
図１４Ｃは、本発明に係る別の実施形態のブロック図であり、図１４Ａ−１４Ｂと比較することにより、同様の要素を同様の確認用数字により参照することができる。本実施形態においては、メモリ１４１４は、リンク１４１６を介して通信デバイス１４０６にアクセス可能に配置されている。１以上のパラメータ又はルールをメモリ１４１４内に保存することができる。通信デバイス１４０６は、これら１以上のパラメータ又はルールに応答し、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するように、エネルギーソース１４０２と再生型燃料電池１４０４の一方又は他方に指示可能に配置されている。代わりに、又はさらに、通信デバイス１４０６は、これら１以上のパラメータ又はルールに応答し、１以上の負荷１４０８（１）、１４０８（２）、…、１４０８（ｎ）へ電力を供給するように、エネルギーソース１４０２と再生型燃料電池１４０４の一方又は他方に指示可能に配置することもできる。
【０１３０】
通信デバイス１４０６は、１つ又はそれ以上の規則（ｒｕｌｅ）またはパラメータをエネルギー源１４０２から検索（ｒｅｔｒｉｅｖｅ）して、それをメモリ１４１４に格納するように構成してもよい。この場合、リンク１４１０ａは、さらにエネルギー源１４０２からパワーへデジタルデータを運ぶ能力を有するべきである。その代わりに通信デバイス１４０６は、この情報を外部の供給源（不図示）から検索して、メモリ１４１４に格納してもよい。一実施態様において、この情報は、インターネット上で選択されたサイト（ｓｉｔｅ）から入手可能である。この実施態様において、通信デバイス１４０６がインターネットにログオンして、選択サイトから情報を検索し、この情報をメモリ１４１４に格納するように構成してもよい。そしてまた、選択サイトにアクセスするためのリンクは、無線（ｗｉｒｅｌｅｓｓ）や有線、あるいは他のリンクでもよく、これらはデジタルデータを運ぶ能力を有するものである。
【０１３１】
通信デバイス１４０６は、１つ又はそれ以上の規則またはパラメータを１つ又はそれ以上の負荷（ｌｏａｄ）１４０８（１），１４０８（２）…１４０８（ｎ）から検索するように構成してもよい。この場合、１つ又はそれ以上のリンク１４１０ｃ，１４１０ｄ，１４１０ｅは、さらに１つ又は他のエネルギー源１４０２および再生型燃料電池１４０４からパワーへデジタルデータを運ぶ能力を有するべきである。
【０１３２】
さらに、通信デバイス１４０６は、リンク１４１０ｃ，１４１０ｄ，１４１０ｅを介して１つ又はそれ以上の負荷１４０８（１），１４０８（２）…１４０８（ｎ）のパワー要求を調整するように構成してもよい。
【０１３３】
一実施態様において、１つ又はそれ以上の負荷１４０８（１），１４０８（２）…１４０８（ｎ）はインテリジェント（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）デバイスであり、１つ又はそれ以上の規則またはパラメータは、これらのインテリジェントデバイスのうち１つ以上から検索され、メモリ１４１４に格納される。
１つ又はそれ以上の規則またはパラメータは、多重の供給源から由来するものでもよい。例えば、エネルギー源１４０２からのパワーに関する現状価格付け（ｔｉｍｅ ｏｆ ｄａｙ ｐｒｉｃｉｎｇ）情報をエネルギー源１４０２から入手してもよく、負荷の使用計画期間に関する情報は該負荷から入手してもよい。この情報は全てメモリ１４１４に格納され、何時どのようにしてパワーを負荷に配給するかを決定するのに用いられる。一構成において、（１）エネルギー源１４０２からのパワーが高価なとき、現状価格付け情報がオフピーク使用期間を示した場合、および（２）負荷からの使用計画情報が負荷の使用期間を示した場合、通信デバイス１４０６は、再生型燃料電池１４０４を動作的に関与させて、パワーを負荷に供給するように構成される。
【０１３４】
この構成において、（１）エネルギー源１４０２からのパワーが高価でないとき、現状価格付け情報がピーク使用期間を示した場合、および（２）負荷からの使用計画情報が負荷の使用期間を示した場合、通信デバイス１４０６は、エネルギー源１４０２を動作的に関与させて、パワーを負荷に供給するように構成してもよい。この構成では、使用計画情報が負荷の不使用期間を示した場合、エネルギー源１４０２および再生型燃料電池１４０４の両方はパワーを負荷に供給することに関与しなくなる。
【０１３５】
図１４Ｄは、本発明に係る電力管理システムの他の実施態様のブロック図であり、図１４Ａ〜図１４Ｃと比べて同様な要素は同様な識別符号で参照される。本実施形態において、ユーザ入力デバイス１４１８は、１つ又はそれ以上の規則またはパラメータを入力するためにも設けられる。これらの１つ又はそれ以上の規則またはパラメータは、通信デバイス１４０６によって受信され、単独で、あるいは他の供給源からの１つ又はそれ以上の規則またはパラメータとの組合せで使用するためにメモリ１４１４に格納され、上述したような手法で、１つ又は他のエネルギー源１４０２および再生型燃料電池１４０４からのパワー供給を管理する。
【０１３６】
一例において、１つ又はそれ以上の規則は、パーソナルコンピュータから通信デバイス１４０６に入力するようにしてもよい。１つ又はそれ以上の規則は、例えば、エネルギー源１４０２（冷蔵庫に一次パワーを供給すると仮定して）からのパワー価格が１８セント／キロワット時を超えなければ、冷蔵庫などの消費者デバイスが華氏３４度で動作するものであり、超えた場合に月曜日以外は冷蔵庫は華氏３６度で動作するようにして、家族が典型的に訪問する場合には冷蔵庫が華氏３２度で動作する、のようなことを規定している。１つ又はそれ以上の規則はまた、例えば、もしエネルギー源１４０２からの一次パワーの価格が２２セント／キロワット時を超えた場合、再生型燃料電池１４０４が冷蔵庫にパワーを供給するように切り換えられるべきことを規定している。これらの１つ又はそれ以上の規則に応じて、通信デバイス１４０６は、冷蔵庫にパワーを供給するのをエネルギー源１４０２からと再生型燃料電池１４０４からとの間で切換えを行ってもよく、冷蔵庫が動作するときの温度（これは冷蔵庫のパワー要求を決定する）を調整してもよい。
【０１３７】
この例は、本発明に係る電力管理システムの応用を説明するだけのものであり、制限的に解釈されるべきでない。
【０１３８】
入力デバイスは、ユーザによるデータ入力を可能にするものであり、例えば、キーボード、タッチ可動スクリーン、キーパッド、ポインティングデバイス、入力デバイス、マウス、ライトペン、リモートコントロールデバイス、ショートカットボタン、他の関連した入力デバイスなどである。
【０１３９】
入力デバイスは、さらに音声可動コンピュータ、ＲＦ送信機、モバイル型の電話やハンドセット、パーソナルデジタル支援装置、メモリ付きプロセッサ、メインフレーム、サーバーシステム、コンピュータ、メインフレーム、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、ファクシミリ装置、電話、ビデオ電話や類似のデバイスでもよい。
【０１４０】
入力デバイスは、さらにグラフィカルユーザインターフェースを含んでもよく、一実施態様ではインターネットウェブブラウザでもよい。このデバイスは、ユーザがマイクロフォンへ話す音声情報を受け取って、音声情報をデジタル情報に翻訳するための音声認識システムを含んでもよい。
【０１４１】
一実施形態において、通信デバイス１４０６は、エネルギー源１４０２または再生型燃料電池１４０４のうちの１つ又は他のものあるいは両方についてのパワー使用情報を追跡するように構成してもよい。
【０１４２】
通信デバイス１４０６の実施態様は、図１５Ａに示されており、図１４Ａ〜図１４Ｄと比べて同様な要素は同様な識別符号で参照される。この実施態様において、ロジック１４２２はリンク１４１６によってメモリ１４１４に接続される。ロジック１４２２は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアの組合せでもよい。一例において、ロジック１４２２は、メモリ１４１４または他のメモリなどのメモリに格納された一連の命令を実行するように構成されたマイクロプロセッサである。他の例において、ロジック１４２２は、有限状態マシーン（ｆｉｎｉｔｅ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を内蔵した１つ以上の非同期集積回路（ＡＳＩＣ）を備えてもよい。他の例において、メモリ１４１４または他のメモリなどのメモリに格納された一連の命令を実行するように構成されたデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）である。メモリ１４１４は、デジタルデータを格納する能力を有するデバイスであり、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＰＲＯＭ、ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等である。
【０１４３】
この実施態様において、ロジック１４２２は、１つ又はそれ以上の規則またはパラメータをリンク１４１０ａ（２）を介してエネルギー源１４０２から検索するように構成してもよく、このリンクはデジタルデータを運んで、これをメモリ１４１４に格納する能力を有する。その代わりに又は加えて、ロジック１４２２は、１つ又はそれ以上のパラメータをリンク１４１０ｚ（１）を介して負荷１４０８（ｉ）から検索するように構成してもよく、このリンクはデジタルデータを運んで、これをメモリ１４１４に格納する能力を有する。その代わりに又は加えて、１つ又はそれ以上の規則またはパラメータをリンク１４２６を介して外部の供給源１４２８から検索するように構成してもよく、このリンクはデジタルデータを運んで、これをメモリ１４１４に格納する能力を有する。外部の供給源１４２８は、インターネット上のサイトに限られない。その代わりに又は加えて、ロジック１４２２は、リンク１４１０ｚ（１）を介して負荷１４０８（ｉ）のパワー要求を制御するように構成してもよい。
【０１４４】
ロジック１４２２は、１つ又はそれ以上の規則またはパラメータに応じて、負荷１４０８（ｉ）に関連して１つ又は他のエネルギー源１４０２または再生型燃料電池１４０４を動作的に関与させたり、関与させないようにしたり、あるいは負荷１４０８（ｉ）のパワー要求を調整するように構成してもよい。もしエネルギー源１４０２が負荷１４０８（ｉ）に関連して動作的に関与した場合、エネルギー源１４０２からのパワーはリンク１４１０ａ（１）を介してロジック１４２２に供給され、ロジック１４２２からリンク１４１０ｚ（１）を介して負荷１４０８（ｉ）に供給される。もし再生型燃料電池１４０４が負荷１４０８（ｉ）に関連して動作的に関与した場合、再生型燃料電池１４０４からのパワー（ＤＣパワーでもよい）はロジック１４２２に供給され、そして再生型燃料電池１４０４からのＤＣパワーをＡＣパワーに変換するＤＣ−ＡＣコンバータ１４２４に供給される。ＤＣ−ＡＣコンバータ１４２４からのＡＣパワーは、リンク１４１０ｚ（３）を介して負荷１４０８（ｉ）に供給される。
【０１４５】
通信デバイス１４０６の第２実施態様は、図１５Ａに示されており、図１５Ｂと比べて同様な要素は同様な識別符号で参照される。この実施態様において、通信デバイス１４０６は、外部の供給源１４２８へのリンク１４２６の代わり又は加えて、ユーザ入力デバイス１４１８を含み、これはユーザが１つ又はそれ以上の規則またはパラメータを入力できるように構成され、これと同じものがリンク１４２０を介してロジック１４２２にも設けられる。ロジック１４２２によっていったん受信されると、１つ以上の規則またはパラメータはリンク１４１６を介してメモリ１４１４に提供されてもよい。そして、これらの１つ以上のパラメータは、単独で又は他の供給源からの１つ又はそれ以上の規則またはパラメータとの組合せで使用され、
【０１４６】
負荷１４０８（ｉ）に関連して１つ又は他のエネルギー源１４０２および再生型燃料電池１４０４を動作的に関与させたり、関与させないようにし、そして／あるいは負荷１４０８（ｉ）のパワー要求を調整する。
【０１４７】
通信デバイス１４０６は、前述の組合せや変形である実施態様も可能である。例えば、再生型燃料電池１４０４はＡＣパワーを出力してもよく、この場合、ＤＣ−ＡＣコンバータ１４２４は省いてもよく、同様なものが動作的に関与したとき、再生型燃料電池１４０４からのＡＣパワーは直接に負荷１４０８（ｉ）に供給されてもよい。あるいは、負荷１４０８（ｉ）がＤＣパワーだけを要求してもよく、同様なものが動作的に関与したとき、再生型燃料電池１４０４からのＤＣパワーは直接に負荷１４０８（ｉ）に供給されてもよい。さらに、ロジック１４２２が、上述したエネルギー源１４０２、負荷１４０８（ｉ）、外部の供給源１４２８又は入力デバイス１４１８などの供給源のうち１つあるいはそれ以上又はいずれかの組合せから１つ又はそれ以上の規則またはパラメータを受信するようにした実施態様も可能である。さらに、ロジック１４２２は、再生型燃料電池１４０４から１つ又はそれ以上の規則またはパラメータを受信するようにした実施態様も可能である。
【０１４８】
さらに、通信デバイス１４０６は、１つ又はそれ以上の負荷１４０８（１），負荷１４０８（２），…，１４０８（ｎ）へのパワーが別個に制御されるようにした実施態様も可能である。この実施態様において、規則又は手順（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）は通信１４０６によって個々の負荷について別個に維持されてもよく、エネルギー源１４０２の１つ１つを分離して、再生型燃料電池１４０４が個々の負荷について設けられてもよい。規則又は手順は、負荷に関連して１つ以上のエネルギー源１４０２又は再生型燃料電池１４０４を動作的に関与させたり、関与させないようし、そして／あるいは負荷のパワー要求を調整するプロセスを別個に駆動するように使用してもよい。
【０１４９】
再生型燃料電池１４０４の一実施形態のブロック図は、図１６に示される。図示したように、燃料電池は、デバイス１６２０と、任意の反応生成物保管ユニット１６２２と、再生ユニット１６２４と、燃料保管ユニット１６２６と、任意の第２反応物保管ユニット１６２８とを備える。そして、デバイス１６２０は、セル空洞を規定するセル本体をそれぞれ有する１つ以上のセルを備え、各セル空洞にはアノードとカソードが配置される。セルは、並列または直列に接続してもよい。一実施態様では、これらは直列に接続され、セルスタックを形成している。
【０１５０】
セル空洞内のアノードは、燃料保管ユニット１６２６に保管された燃料で構成される。デバイス１６２０のセル空洞において電気化学反応が生じ、これによりアノードが電子を放出し、１つ以上の反応生成物を形成する。このプロセスを通じてアノードは徐々に消費される。放出された電子は、負荷を経由してカソードに流れ、これらは任意の第２反応物保管ユニット１６２８あるいは他の何らかの供給源からの第２反応物とともに反応する。負荷を経由した電子の流れは、セルごとに電圧を生じさせる。セルが直列に接続されている場合、セルごとの電圧の合計が、デバイス１６２０の出力を形成する。
【０１５１】
そして１つ以上の反応生成物は、任意の反応生成物保管ユニット１６２２、あるいは他の何らかの宛先へ供給してもよい。そしてユニット１６２２あるいは他のある供給源からの１つ以上の反応生成物は、再生ユニット１６２４へ供給してもよく、これは１つ以上の反応生成物から燃料および第２反応物を再生する。そして燃料は燃料保管ユニット１６２６に供給してもよく、第２反応物は任意の第２反応物保管ユニット１６２８、あるいは他の何らかの宛先へ供給してもよい。
【０１５２】
一実施形態において、燃料セルは、アノードが亜鉛（Ｚｎ）粒子で形成された亜鉛（ｚｉｎｃ）／空気（ａｉｒ）燃料セルであり、燃料保管ユニット１６２６に保管された燃料は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）電解質中に浸漬された液体由来の亜鉛粒子で構成される。本実施形態における第２反応物は、周囲空気からの酸素である。第２反応物が周囲の空気であるため、本実施形態では任意の第２反応物保管ユニット１６２８は除外してもよい。液体由来の亜鉛粒子の再循環流れは、ＫＯＨを粒状のアノードに配給し、これらのアノードを補給するために、セル空洞を通じて維持してもよい。水酸化カリウムが亜鉛アノードに接触すると、アノードにおいて下記の反応が生ずることになる。
Ｚｎ＋４ＯＨ−　→　Ｚｎ（ＯＨ）４２−＋２ｅ−　　　　　　　（１）
放出された２つの電子は、負荷を通ってカソードに流れ、カソードおいて下記の反応が生ずることになる。
１／２Ｏ２＋２ｅ−＋Ｈ２Ｏ　→　２ＯＨ−　　　　　　　　　（２）
【０１５３】
反応生成物は、亜鉛酸イオンＺｎ（ＯＨ）４２−であり、反応溶液ＫＯＨ中に溶解可能である。セル空洞で生ずる全体の反応は、２つの反応（１）（２）の組合せである。この組合せ反応は下記のように表現される。
Ｚｎ＋２ＯＨ−＋１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ　→　Ｚｎ（ＯＨ）４２−　　（３）
代わりに、亜鉛酸イオンＺｎ（ＯＨ）４２−は、下記の反応に従って、第２反応生成物である酸化亜鉛ＺｎＯとなって沈殿（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ）してもよい。
Ｚｎ（ＯＨ）４２−　→　ＺｎＯ＋Ｈ２Ｏ＋２ＯＨ−　　　　　　　（４）
この場合、セル空洞で生ずる全体の反応は、３つの反応（１）（２）（４）の組合せである。この全体の反応は下記のように表現される。
Ｚｎ＋１／２Ｏ２　→　ＺｎＯ　　　　　　　　　　　　　　　（５）
【０１５４】
現実の世界の条件下で、反応（４）や（５）は約１．４Ｖの電圧ポテンシャルを生じさせる。亜鉛／空気電池の本実施形態で更なる情報について、読者は米国特許第５９５２１１７号、６１５３３２９号、６１６２５５５号を参照し、これらは参照によって全て記述したものとしてここに組み込まれる。
【０１５５】
反応生成物Ｚｎ（ＯＨ）４２−と生じ得るＺｎＯとは、反応生成物保管ユニット１６２２に供給してもよい。そして、再生ユニット１６２４は、これらの反応生成物を再処理して酸素と亜鉛粒子を生じさせ、酸素は周囲の空気へ放出され、亜鉛粒子は燃料保管ユニット１６２６に供給される。亜鉛酸イオンＺｎ（ＯＨ）４２−から亜鉛への再生は、下記の全体反応に従って生ずることになる。
Ｚｎ（ＯＨ）４２−　→　Ｚｎ＋２ＯＨ−＋Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２　　（６）
【０１５６】
酸化亜鉛ＺｎＯから亜鉛への再生は、下記の全体反応に従って生ずることになる。
ＺｎＯ　→　Ｚｎ＋１／２Ｏ２　　　　　　　　　　　　　　（７）
【０１５７】
燃料セルの第２実施形態において、セル内で生ずる電気化学反応で使用される燃料は水素であり、第２反応物は酸素で、反応生成物は水である。本実施形態において、水素燃料は燃料保管ユニット１６２６内に維持されているが、第２反応物保管ユニット１６２８は省略してもよく、セル内での電気化学反応で使用される酸素は周囲の空気から取ってもよい。さらに、反応生成物保管ユニット１６２２は省略してもよく、ユニットの放電に起因する水も簡単に廃棄してもよい。後で再生ユニット１６２４は、水道水など、他の供給源からの水を水素および酸素に再生してもよい。そして、水素は燃料保管ユニット１６２６に保管し、酸素は簡単に周囲の空気に放出してもよい。
【０１５８】
従来のエネルギー又はパワー源、例えば鉛酸バッテリなどと比較して、燃料セルの利点は、より長期のバックアップパワーをより効率的にかつコンパクトに供給できることである。この利点は、燃料セルに保管され、再生ユニットによって反応生成物から再生された燃料を用いて、燃料セルを連続的に補充する能力に起因するものである。例えば、亜鉛／空気燃料セルの場合、エネルギーを供給できる持続時間は、最初に燃料保管ユニットに供給された燃料の量によってのみ制限され、これは生産された反応生成物から再生が可能である。
【０１５９】
図１７は、本発明による動作方法の一実施形態のフローチャートである。図示したように、ステップ１７０２において、エネルギー源、再生型燃料セル、１つ以上の負荷、ユーザ入力デバイスあるいはインターネットサイト等の外部供給源などである供給源からデータが受信される。データは、１つ又はそれ以上の規則又は手順を表現するものでもよい。ステップ１７０４がステップ１７０２に続く。ステップ１７０４では、１つ又は他のエネルギー源および再生型燃料セルから１つ以上の負荷へのパワーが、データに応じて管理される。このステップは、データに応じて、１つ又は他のエネルギー源および再生型燃料セルを動作的に関与させて、１つ以上の負荷へパワーを供給することを含んでもよい。それは、データに応じて、１つ以上の負荷へパワーを供給することから、１つ又は他のエネルギー源および再生型燃料セルを動作的に関与させないようにすることを含んでもよい。それは、データに応じて、１つ以上の負荷のパワー要求を調整することを含んでもよい。それはまた上述したものの組合せを備えていてもよい。
【０１６０】
一実施態様では、エネルギー源からのパワーが高価な場合、ピーク使用期間中に再生型燃料セルが動作的に関与して、１つ以上の負荷にパワーを供給する。オフピーク使用期間中は、エネルギー源からのパワーが高価でない場合、エネルギー源が動作的に関与して、１つ以上の負荷にパワーを供給する。これらのオフピーク使用期間中、エネルギー源は再生型燃料セル内の再生ユニットを駆動するためにも用いてもよい。
【０１６１】
本実施態様において、プロセスを駆動するために用いられるデータは、エネルギー源、再生型燃料セル、ユーザ入力デバイスあるいはインターネットサイト等の外部供給源から受信された現状価格付け情報であってもよい。
【０１６２】
実施形態、実施態様および実施例を示して説明したが、より多くの実施形態、実施態様および実施例が本発明の範囲内であることは明らかである。従って、添付した請求の範囲およびそれらの等価なものを考慮する以外は、発明は限定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、再生型燃料電池と通信デバイスを含む本件発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、再生型燃料電池と、通信デバイスと、インターフェースと、少なくとも１つの電気デバイスを含む本件発明の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図３は、再生型燃料電池と、通信デバイスと、インターフェースと、少なくとも１つの電気デバイスと、少なくとも１つのエネルギー源を含む本件発明の実施形態を示すブロック図である。
【図４】図４は、再生型燃料電池と、通信デバイスと、インターフェースと、少なくとも１つの電気デバイスと、ユーザ・インターフェースを含む本件発明の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図５は、再生型燃料電池と、通信デバイスと、インターフェースと、少なくとも１つの電気デバイスと、少なくとも１つのエネルギー源と、ユーザ・インターフェースを含む本件発明の実施形態を示すブロック図である。
【図６】図６は、コンピュータとして構成された通信デバイスを例示的に示すブロック図である。
【図７】図７は、通信デバイスとインターフェースと共に再生型燃料電池を示すブロック図である。
【図８】図８は、再生型燃料電池を遠隔的にモニタし、制御する本発明の方法の例を示すフロー図である。
【図９】図９は、通信デバイスによって、少なくとも１つの電気デバイスをモニタするための本件発明の方法の例を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、再生型燃料電池と、少なくとも１つの電気デバイスを、パワー供給のリクエストをモニタする通信デバイスの使用を通じてモニタし、制御する本件発明の方法の例を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、通信インターフェースを介して複数の例示されたデバイスからデータを受取り、データを送ることができる通信デバイスと再生型燃料電池を示すシステムブロック図である。
【図１２】図１２は、パワーインターフェースを介して複数の例示されたデバイスからパワーを受取り、それらのデバイスにパワーを送ることができる通信デバイスと再生型燃料電池を示すシステムブロック図である。
【図１３】図１３は、電力管理システムの動作プロセスを示すブロック図である。
【図１４Ａ〜図１４Ｄ】図１４Ａ〜図１４Ｄは、本件発明に係る電力管理システムの実施形態を示すブロック図である。
【図１５Ａ〜図１５Ｂ】図１５Ａ〜図１５Ｂは、本件発明に係る電力管理システムの通信デバイスの例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本件発明に係る再生型燃料電池の例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、本件発明に係る動作方法の例を示すフローチャートである。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１７】
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【国際公開パンフレット】
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2004505422.tif 000087
2004505422.tif 000088
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004505422.tif 000089
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004505422.tif 000090
【国際調査報告】
2004505422.tif 000091
2004505422.tif 000092
2004505422.tif 000093