JP2015208144A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池及び蓄電装置を好適に連携させることができる電力供給システムを提供する。
【解決手段】発電可能な燃料電池６と、燃料電池６で発電された電力を充放電可能な蓄電装置４と、燃料電池６の発電及び蓄電装置４の充放電を制御する制御装置１１と、を具備し、燃料電池６及び蓄電装置４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、蓄電装置４の電力残量が所定値以下であって、且つ所定の充電時間帯であると、商用電源３０からの電力を満充電になるまで蓄電装置４に充電する。
【選択図】図２

Description

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。

従来、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。

特許文献１に記載の技術は、発電可能な燃料電池と、燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電装置と、燃料電池の発電及び蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、を具備する。そして、制御装置の制御により、商用電源からの電力だけでなく、燃料電池や蓄電装置からの電力を負荷へと供給することができる。

ここで、前記技術においては、燃料電池として固体高分子型の燃料電池が用いられる。この燃料電池は、通常１日のうち所定の時刻にだけ運転されるものであるため、一般的に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ている。したがって、例えば燃料電池が発電していない場合には蓄電装置を放電させない等の、燃料電池の学習機能を阻害しないための制御を行う必要がある。このような構成により、特許文献１に記載の技術においては、燃料電池及び蓄電装置を好適に連携させることができる。

しかしながら、例えば固体酸化物型の燃料電池のように、複数日間にわたって発電可能であるような燃料電池は、通常２４時間連続して運転されるものであるため、一般的に学習機能を有していない。すなわち、特許文献１に記載の技術のように、燃料電池の学習機能を阻害しないための制御を行う必要がない。

特開２０１１−１０１５３２号公報

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、燃料電池及び蓄電装置を好適に連携させ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。

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。

即ち、請求項１においては、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と、前記燃料電池の発電及び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、前記蓄電装置の電力残量が所定値以下であって、且つ所定の充電時間帯であると、商用電源からの電力を満充電になるまで当該蓄電装置に充電するものである。

請求項２においては、前記商用電源及び前記燃料電池と第一電力経路を介して接続されると共に、前記蓄電装置と第二電力経路を介して接続され、当該第一及び当該第二電力経路を介して供給された電力を前記負荷に分配する分電盤をさらに具備し、前記蓄電装置は、必要に応じて電力を放電する負荷追従機能を有し、前記燃料電池が発電している場合、前記第一電力経路を介して前記分電盤に供給される電力が、所定の第一設定電力となるように前記蓄電装置の充放電を制御するものである。

請求項３においては、前記第一設定電力は、前記燃料電池で発電される最大発電電力に相当するものである。

請求項４においては、前記燃料電池が発電した電力が前記最大発電電力よりも小さい場合に、前記燃料電池が発電した電力に基づいて前記蓄電装置に電力を充電し、前記燃料電池が発電する電力を複数設定される所定の定格電力のうち何れかとするものである。

請求項５においては、前記燃料電池が発電していない場合、前記第一電力経路を介して前記分電盤に供給される電力が、所定の第二設定電力となるように前記蓄電装置の充放電を制御するものである。

請求項６においては、前記燃料電池は、必要に応じて電力を発電する負荷追従機能を有し、且つ複数日間にわたって発電可能であるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、燃料電池及び蓄電装置を好適に連携させることができる。

請求項２においては、燃料電池で発電された電力を優先して分電盤に供給することができる。

請求項３においては、燃料電池の発電効率を向上させることができる。

請求項４においては、燃料電池の発電に使用する燃料の使用量を可及的に抑制することができる。

請求項５においては、蓄電装置で放電された電力が逆潮流するのを防止することができる。

請求項６においては、固体酸化物型の燃料電池及び蓄電装置を好適に連携させることができる。

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。 同じく、制御装置の処理を示したフローチャート。

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。

電力供給システム１は、建築物（本実施形態においては住宅）に設けられ、商用電源３０や燃料電池６、蓄電装置４等からの電力を図示せぬ負荷に供給するものである。電力供給システム１は、主として分電盤２、第一電力経路３、蓄電装置４、第二電力経路５、燃料電池６、第三電力経路７、太陽光発電部８、第四電力経路９、センサ部１０及び制御装置１１を具備する。

分電盤２は、本発明に係る「分電盤」の一実施形態である。分電盤２は、所定の電力経路を介して供給された電力を負荷に分配するものである。分電盤２には、図示せぬ漏電遮断器や、配線遮断器、制御ユニット等が設けられる。分電盤２は、負荷に接続される（不図示）。

なお、本実施形態において「負荷」とは、住宅内で電力が消費される電化製品等が接続される回路である。負荷は、例えば部屋ごとや、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る。

第一電力経路３は、本発明に係る「第一電力経路」の一実施形態である。第一電力経路３は、電力が流通可能な経路である。第一電力経路３は、導線等で構成される。第一電力経路３は、商用電源３０と分電盤２とを接続する。

蓄電装置４は、本発明に係る「蓄電装置」の一実施形態である。蓄電装置４は、電力を充放電可能な装置である。蓄電装置４は、図示せぬリチウムイオン電池や、パワーコンディショナ、制御部２１等により構成される。蓄電装置４は、商用電源３０と連系動作可能（系統連係可能）に構成される。蓄電装置４は、必要に応じて電力を放電する負荷追従運転可能に構成される。

蓄電装置４の制御部２１は、前記リチウムイオン電池等を制御し、ひいては蓄電装置４の充放電を制御するものである。制御部２１は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、Ｉ／Ｏ等の入出力装置等により構成される。制御部２１は、蓄電装置４の電力残量（充電状態）に関する情報を取得する。制御部２１は、蓄電装置４に内蔵される。

第二電力経路５は、本発明に係る「第二電力経路」の一実施形態である。第二電力経路５は、電力が流通可能な経路である。第二電力経路５は、導線等で構成される。第二電力経路５は、分電盤２と蓄電装置４とを接続する。

燃料電池６は、本発明に係る「燃料電池」の一実施形態である。燃料電池６は、水素等の燃料を用いて発電する装置である。燃料電池６には、固体酸化物型の燃料電池（ＳＯＦＣ）が用いられる。燃料電池６は、複数日間にわたって運転（発電）可能である。本実施形態において燃料電池６は、メンテナンスを行う場合（例えば、２６日間のうち１日）を除き、通常は２４時間連続して（２５日間にわたって）運転される。燃料電池６は図示せぬ貯湯ユニットを具備し、発電時に発生する熱を用いて当該貯湯ユニット内で湯を沸かすことができる。燃料電池６は、必要に応じて電力を発電する負荷追従運転可能に構成される。本実施形態において燃料電池６は、最大発電電力が７００Ｗに設定される。

第三電力経路７は、電力が流通可能な経路である。第三電力経路７は、導線等で構成される。第三電力経路７は、燃料電池６と第一電力経路３の中途部（以下では「第一接点２２」と称する。）とを接続する。

太陽光発電部８は、太陽光を利用して発電する装置である。太陽光発電部８は、発電した電力を出力可能に構成される。太陽光発電部８は、図示せぬ太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部８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。

第四電力経路９は、電力が流通可能な経路である。第四電力経路９は、導線等で構成される。第四電力経路９は、太陽光発電部８と第一電力経路３の中途部（以下では「第二接点２３」と称する。）とを接続する。第二接点２３は、商用電源３０と第一接点２２との間に配置される。

センサ部１０は、電力供給システム１内の電力に関する情報を取得するものである。センサ部１０は、第一センサ２４、第二センサ２５及び第三センサ２６を具備する。

第一センサ２４は、第一電力経路３において第二接点２３よりも上流側（商用電源３０側）に配置される。第一センサ２４は、商用電源３０からの電力（又は、商用電源３０への電力）に関する情報を取得する。第一センサ２４は、制御装置１１と電気的に接続される。第一センサ２４は、取得した情報を出力可能に構成される。

第二センサ２５は、第一電力経路３において第一接点２２よりも下流側（分電盤２側）に配置される。第二センサ２５は、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される電力に関する情報を取得する。第二センサ２５は、制御装置１１と電気的に接続される。第二センサ２５は、取得した情報を出力可能に構成される。

第三センサ２６は、第三電力経路７の中途部に配置される。第三センサ２６は、燃料電池６で発電された電力に関する情報を取得する。第三センサ２６は、制御装置１１と電気的に接続される。第三センサ２６は、取得した情報を出力可能に構成される。

制御装置１１は、本発明に係る「制御装置」の一実施形態である。制御装置１１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６の発電や蓄電装置４の充放電等）を制御するものである。制御装置１１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１１の記憶部には、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。

なお、制御装置１１は、燃料電池６と電気的に接続される。制御装置１１は、燃料電池６の運転（発電）を制御することができる。
また、制御装置１１は、蓄電装置４（より詳細には、制御部２１）と電気的に接続される。制御装置１１は、蓄電装置４の運転（電力の充放電）を制御することができる。また、制御装置１１は、蓄電装置４で充放電された電力に関する情報を取得する。また、制御装置１１は、蓄電装置４の電力残量（充電状態）に関する情報を取得する。
また、制御装置１１は、センサ部１０（第一センサ２４、第二センサ２５及び第三センサ２６）と電気的に接続される。制御装置１１は、センサ部１０で取得した情報を取得する。

以下では、電力供給システム１における電力の供給態様の概略について説明する。

なお、本実施形態において電力の供給態様は、制御装置１１により制御されるものである。しかしながら、電力の供給態様は、制御装置１１ではなく、図示せぬホームサーバ等の制御手段や、スイッチ部、パワーコンディショナが有する制御部、蓄電装置４の制御部２１、燃料電池６の制御部等により制御されるものでもよく、本発明はこれを限定するものではない。

商用電源３０からの電力は、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される。また、太陽光発電部８で発電された電力は、第四電力経路９及び第一電力経路３を介して分電盤２に供給される。また、燃料電池６で発電された電力は、第三電力経路７及び第一電力経路３を介して分電盤２に供給される。このように、本実施形態において商用電源３０からの電力と、太陽光発電部８及び燃料電池６で発電された電力とは、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される。また、蓄電装置４で放電された電力は、第二電力経路５を介して分電盤２に供給される。

そして、分電盤２に供給された電力は、当該分電盤２により負荷に分配される。これによって、住宅の居住者は、照明を点灯させたり、調理器具やエアコンを使用したりすることができる。

このように、電力供給システム１においては、負荷の消費電力（分電盤２により分配される電力）を、商用電源３０からの電力だけでなく、太陽光発電部８や燃料電池６で発電された電力や、蓄電装置４で放電された電力を用いて賄うことができる。これによって、商用電源３０から分電盤２に供給される電力（買電）を減らし、電力料金を節約することができる。

また、負荷の消費電力が商用電源３０からの電力以外の電力（すなわち、燃料電池６で発電された電力等）で賄え、且つ太陽光発電部８で発電された電力に余剰が生じた場合には、当該余剰した電力を商用電源３０に逆潮流させて売電することができる。これによって、電力料金を節約すると共に、経済的な利益を得ることができる。

また、燃料電池６は、通常は２４時間連続して運転されるところ、当該燃料電池６で発電された電力を蓄電装置４に充電させることもできる。ここで、従来の固体高分子型の燃料電池を具備する技術においては、比較的安価な深夜電力を蓄電装置４に充電させるため、買電の料金プランとして、昼間と夜間とで電気料金の単価が異なる時間帯別電灯を選択していた。しかしながら、本実施形態においては、蓄電装置４に燃料電池６で発電された電力を充電させることもできるため、買電の料金プランとして、時刻によって電気料金の単価が変化しない従量電灯を選択することが望ましい。

以下では、電力供給システム１における電力の供給態様のうち、蓄電装置４の充放電に着目した電力の供給態様について、図２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１０１において、制御装置１１は、蓄電装置４に充電された電力の残量（蓄電装置４の電力残量）が所定値以下であって、且つ現在の時刻が所定の充電時間帯であるか否かを判定する。
制御装置１１は、蓄電装置４の電力残量が所定値以下であって、且つ現在の時刻が所定の充電時間帯であると判定した場合には、ステップＳ１０２へ移行する。
一方、制御装置１１は、蓄電装置４の電力残量が所定値以下であって、且つ現在の時刻が所定の充電時間帯であるものではないと判定した場合には、ステップＳ１０５へ移行する。

なお、前記「所定値」は、本発明に係る「所定値」の一実施形態である。本実施形態において「所定値」とは、任意の値を設定することができる。
また、前記「充電時間帯」は、本発明に係る「所定の充電時間帯」の一実施形態である。本実施形態において充電時間帯とは、１日のうち負荷の消費電力が他の時間帯よりも小さいと想定される時間帯、例えば午前３時から午前７時までの時間帯であるものとする。

ステップＳ１０２において、制御装置１１は、所定の電力を（蓄電装置４が満充電となるまで）蓄電装置４に充電させる。
なお、前記「所定の電力」とは、燃料電池６で発電された電力が負荷の消費電力よりも大きい場合（負荷の消費電力に対して余剰した電力が生じている場合）には、当該余剰した電力（すなわち、燃料電池６で発電された電力）であるものとする。また、燃料電池６で発電された電力が負荷の消費電力よりも小さい場合（負荷の消費電力に対して余剰した電力が生じていない場合）には、商用電源３０からの電力であるものとする。
制御装置１１は、ステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３へ移行する。

ステップＳ１０３において、制御装置１１は、蓄電装置４が満充電であるか否かを判定する。
制御装置１１は、蓄電装置４が満充電であると判定した場合には、ステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置１１は、蓄電装置４が満充電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。

ステップＳ１０１から移行したステップＳ１０５において、制御装置１１は、燃料電池６が発電しているか否かを判定する。
制御装置１１は、燃料電池６が発電してい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１１は、燃料電池６が発電していないと判定した場合には、ステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０６において、制御装置１１は、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される電力（住宅内に入る電力）の設定値が、１５０Ｗとなるように設定する。
制御装置１１は、ステップＳ１０６の処理を行った後、ステップＳ１０７へ移行する。

なお、前記「１５０Ｗ」は、本発明に係る「所定の第二設定電力」の一実施形態である。本発明に係る「所定の第二設定電力」は、１５０Ｗに限定するものではないが、後述する本発明に係る「所定の第一設定電力」よりも小さく設定される。

ステップＳ１０７において、制御装置１１は、蓄電装置４の電力残量が放電可能な程度であるか否かを判定する。
制御装置１１は、蓄電装置４の電力残量が放電可能な程度であると判定した場合には、ステップＳ１０８へ移行する。
一方、制御装置１１は、蓄電装置４の電力残量が放電可能な程度ではないと判定した場合には、ステップＳ１０１へ移行する。

ステップＳ１０８において、制御装置１１は、蓄電装置４を放電させ、当該放電させた電力を分電盤２に供給する。
こうして、蓄電装置４から電力を放電して分電盤２に供給することにより、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される電力（住宅内に入る電力）が所定の設定された電力（ステップＳ１０６及びＳ１０９参照）（設定値）とすることができる。
制御装置１１は、ステップＳ１０８の処理を行った後、ステップＳ１０１へ移行する。

ステップＳ１０５から移行したステップＳ１０９において、制御装置１１は、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される電力（住宅内に入る電力）の設定値が、７００Ｗとなるように設定する。
制御装置１１は、ステップＳ１０９の処理を行った後、ステップＳ１１０へ移行する。

なお、前記「７００Ｗ」は、本発明に係る「所定の第一設定電力」の一実施形態である。本発明に係る「所定の第一設定電力」は、７００Ｗに限定するものではない。

ステップＳ１１０において、制御装置１１は、燃料電池６で発電された電力が４００Ｗよりも小さいか否かを判定する。
制御装置１１は、燃料電池６で発電された電力が４００Ｗよりも小さいと判定した場合には、ステップＳ１１１へ移行する。
一方、制御装置１１は、燃料電池６で発電された電力が４００Ｗよりも小さくないと判定した場合には、ステップＳ１１３へ移行する。

なお、前記「４００Ｗ」は、本発明に係る「複数設定される所定の定格電力」のうちの１つ（以下では「第一定格電力」と称する。）に相当する電力である。

ステップＳ１１１において、制御装置１１は、蓄電装置４が満充電であるか否かを判定する。
制御装置１１は、蓄電装置４が満充電であると判定した場合には、ステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置１１は、蓄電装置４が満充電ではないと判定した場合には、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２において、制御装置１１は、燃料電池６で発電される電力が第一定格電力となるように、蓄電装置４に電力を充電させる。
具体的には、例えば現在の負荷の消費電力が２５０Ｗである場合に、１５０Ｗの電力を充電するように蓄電装置４を制御する。これにより、２５０Ｗの電力が分電盤２に供給される（負荷に供給される）と共に１５０Ｗの電力が蓄電装置４に供給されるため、燃料電池６は必要に応じた電力として４００Ｗの電力を発電する。すなわち、蓄電装置４に１５０Ｗの電力を充電することにより、燃料電池６が発電する電力を負荷の消費電力（２５０Ｗ）よりも大きい４００Ｗに増加させる。
制御装置１１は、ステップＳ１１２の処理を行った後、ステップＳ１０１へ移行する。

なお、本実施形態に係る「第一定格電力」は、本発明に係る「複数設定される所定の定格電力」のうちの１つの一実施形態である。「第一定格電力」は、４００Ｗに限定するものではない。

ステップＳ１１０から移行したステップＳ１１３において、制御装置１１は、燃料電池６で発電された電力が７００Ｗよりも小さいか否かを判定する。
制御装置１１は、燃料電池６で発電された電力が７００Ｗよりも小さくないと判定した場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
一方、制御装置１１は、燃料電池６で発電された電力が７００Ｗよりも小さいと判定した場合には、ステップＳ１１４へ移行する。

なお、前記「７００Ｗ」は、本発明に係る「複数設定される所定の定格電力」のうちの１つ（以下では「第二定格電力」と称する。）に相当する電力である。

ステップＳ１１４において、制御装置１１は、蓄電装置４が満充電であるか否かを判定する。
制御装置１１は、蓄電装置４が満充電であると判定した場合には、ステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置１１は、蓄電装置４が満充電ではないと判定した場合には、ステップＳ１１５へ移行する。

ステップＳ１１５において、制御装置１１は、燃料電池６で発電される電力が第二定格電力（７００Ｗ）となるように、蓄電装置４に電力を充電させる。
具体的には、例えば現在の負荷の消費電力が５００Ｗである場合に、２００Ｗの電力を充電するように蓄電装置４を制御する。これにより、５００Ｗの電力が分電盤２に供給される（負荷に供給される）と共に２００Ｗの電力が蓄電装置４に供給されるため、燃料電池６は必要に応じた電力として７００Ｗの電力を発電する。すなわち、蓄電装置４に２００Ｗの電力を充電することにより、燃料電池６が発電する電力を負荷の消費電力（５００Ｗ）よりも大きい７００Ｗに増加させる。

なお、本実施形態に係る「第二定格電力」は、本発明に係る「複数設定される所定の定格電力」のうちの１つの一実施形態である。「第二定格電力」は、７００Ｗに限定するものではない。

制御装置１１は、ステップＳ１１５の処理を行った後、ステップＳ１０１へ移行する。

以上のように、本供給態様においては、ステップＳ１０１；ＹＥＳ、Ｓ１０２、Ｓ１０３に示すように、蓄電装置４の電力残量が所定値以下であって、且つ所定の充電時間帯であると、商用電源３０からの電力を満充電になるまで蓄電装置４に充電するものである。

このような構成により、燃料電池６及び蓄電装置４を好適に連携させることができる。

例えば負荷の消費電力が大きい場合、具体的には負荷の消費電力が燃料電池６の最大発電電力の７００Ｗよりも大きい状態が継続し、蓄電装置４に燃料電池６からの電力が一定時間供給されず、当該蓄電装置４の電力残量が所定値以下となった場合に、商用電源３０からの電力を用いて蓄電装置４を満充電にすることができる。すなわち、通常であれば燃料電池６で発電された電力に余剰が生じた場合に当該余剰電力を蓄電装置４に充電させるところ、所定の条件を満たした場合に、商用電源３０からの電力を用いて蓄電装置４を満充電とすることができる。

また、所定の条件を満たした場合に、商用電源３０からの電力を用いて蓄電装置４を満充電とする時刻は、充電時間帯（本実施形態においては、午前３時から午前７時までの時間帯）である。このように、１日のうち負荷の消費電力が他の時間帯よりも小さいと想定される時間帯に蓄電装置４を満充電とするため、負荷の消費電力に対して燃料電池６で発電された電力に不足が生じている場合に、当該不足した電力が可及的に小さい状態で買電することができる。

また、蓄電装置４の電力残量（充電状態）に関する情報は、当該蓄電装置４の制御部２１により取得されるものである。ここで、蓄電装置４が（満充電とならない程度の）充電と放電とを繰り返し行っている場合には、電力残量に関する情報の誤差が蓄積し、ひいては正確な電力残量に関する情報が取得されない場合がある。しかし、本実施形態においては、所定の条件を満たした場合に、蓄電装置４を満充電とするため、前記電力残量に関する情報の誤差を一旦リセットすることができる。すなわち、蓄電装置４の制御部２１は、電力残量に関する正確な情報を取得することができる。

また、本供給態様においては、ステップＳ１０５；ＹＥＳ、Ｓ１０９等に示すように、燃料電池６が発電している場合、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される電力が、所定の第一設定電力となるように蓄電装置４の充放電を制御するものである。
また、本実施形態において第一設定電力は、燃料電池６の最大発電電力（７００Ｗ）に相当するものである。

具体的には、例えば燃料電池６の最大発電電力よりも負荷の消費電力が小さい場合（すなわち、負荷の消費電力に対して最大発電電力が余剰する場合）には、蓄電装置４が当該余剰した電力を充電し、燃料電池６で最大発電電力を発電させる。また、燃料電池６の最大発電電力よりも負荷の消費電力が大きい場合（すなわち、負荷の消費電力に対して最大発電電力が不足する場合）には、蓄電装置４が当該不足する電力を負荷追従機能により放電する。

このように、燃料電池６の最大発電電力よりも負荷の消費電力が小さい場合であっても、又は燃料電池６の最大発電電力よりも負荷の消費電力が大きい場合であっても、燃料電池６は最大発電電力（７００Ｗ）を発電すると共に、当該最大発電電力を他の電力（具体的には、蓄電装置４で放電される電力）よりも優先して分電盤２に供給することができる。

また、本供給態様においては、ステップＳ１１０；ＹＥＳ、Ｓ１１１；ＮＯ、Ｓ１１２や、ステップＳ１１０；ＮＯ、Ｓ１１３；ＹＥＳ、Ｓ１１４；ＮＯ、ステップＳ１１５に示すように、燃料電池６が発電した電力が最大発電電力よりも小さい場合に、燃料電池６が発電した電力に基づいて蓄電装置４に電力を充電し、燃料電池６が発電する電力を複数設定される所定の定格電力のうち何れかとするものである。

具体的には、本実施形態においては、燃料電池６で発電した電力が４００Ｗよりも小さい場合には、当該電力に基づいて蓄電装置４に電力を充電し、燃料電池６が発電する電力を第一定格電力（４００Ｗ）とする。また、燃料電池６で発電した電力が４００Ｗ以上であって７００Ｗよりも小さい場合には、当該電力に基づいて蓄電装置４に電力を充電し、燃料電池６が発電する電力を第二定格電力（７００Ｗ）とする。

このような構成により、例えば燃料電池６が負荷の消費電力に応じて負荷追従機能により必要な電力を発電する場合には、当該発電される電力が一定の値ではないため（小さくなったり、大きかなったりするため）に発電効率が低下する場合があるところ、当該燃料電池６で発電する電力を定格電力とすることで、発電効率の向上を図ることができる。また、燃料電池６で発電した電力に基づいて２つの定格電力（第一定格電力及び第二定格電力）から適当な定格電力が選択されるため、例えば燃料電池６で発電される電力が１つの定格電力（例えば、燃料電池６の最大発電電力である７００Ｗ）となる場合と比べて、燃料電池６の発電に使用する燃料の使用量を可及的に抑制しながら、燃料電池６及び蓄電装置４からの電力を負荷へと供給することができる。

また、本供給態様においては、ステップＳ１０５；ＮＯ、Ｓ１０６等に示すように、燃料電池６が発電していない場合、第一電力経路３を介して分電盤２に供給される電力が、所定の第二設定電力となるように蓄電装置４の充放電を制御するものである。

具体的には、例えば現在の負荷の消費電力が４００Ｗである場合に、２５０Ｗの電力を放電して分電盤２に供給するように蓄電装置４を制御する。これにより、負荷の消費電力に不足する１５０Ｗの電力が、商用電源３０から第一電力経路３を介して分電盤２に供給される。すなわち、商用電源３０から１５０Ｗの電力が買電される。このように、燃料電池６が発電していない場合、商用電源３０から１５０Ｗの電力を買電することにより、蓄電装置４で放電された電力が商用電源３０に逆潮流するのを防止することができる。
なお、本実施形態においては、本発明に係る「所定の第二設定電力」を比較的小さな１５０Ｗとすることで、電力料金を可及的に節約している。本発明に係る「所定の第二設定電力」は、１５０Ｗに限定するものではないが、電力料金の節約の観点から出来るだけ小さい電力であることが望ましい。

なお、本実施形態において燃料電池６は、必要に応じて電力を発電する負荷追従機能を有し、且つ複数日間にわたって発電可能であるものである。

このような構成により、固体酸化物型の燃料電池６及び蓄電装置４を好適に連携させることができる。

なお、本実施形態において電力供給システム１は住宅に設けられているが、本発明に係る「電力供給システム」は、住宅だけでなく、店舗やオフィスビル、マンション等、種々の建築物に採用することができる。

１ 電力供給システム
４ 蓄電装置
６ 燃料電池
１１ 制御装置
３０ 商用電源

Claims (6)

1. 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、
   前記燃料電池の発電及び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、
   前記蓄電装置の電力残量が所定値以下であって、且つ所定の充電時間帯であると、商用電源からの電力を満充電になるまで当該蓄電装置に充電する、
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記商用電源及び前記燃料電池と第一電力経路を介して接続されると共に、前記蓄電装置と第二電力経路を介して接続され、当該第一及び当該第二電力経路を介して供給された電力を前記負荷に分配する分電盤をさらに具備し、
   前記蓄電装置は、必要に応じて電力を放電する負荷追従機能を有し、
   前記燃料電池が発電している場合、
   前記第一電力経路を介して前記分電盤に供給される電力が、所定の第一設定電力となるように前記蓄電装置の充放電を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記第一設定電力は、前記燃料電池で発電される最大発電電力に相当する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
4. 前記燃料電池が発電した電力が前記最大発電電力よりも小さい場合に、
   前記燃料電池が発電した電力に基づいて前記蓄電装置に電力を充電し、前記燃料電池が発電する電力を複数設定される所定の定格電力のうち何れかとする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
5. 前記燃料電池が発電していない場合、
   前記第一電力経路を介して前記分電盤に供給される電力が、所定の第二設定電力となるように前記蓄電装置の充放電を制御する、
   ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の電力供給システム。
6. 前記燃料電池は、必要に応じて電力を発電する負荷追従機能を有し、且つ複数日間にわたって発電可能である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電力供給システム。

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