JP2016073073A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の発電及び蓄電池の充放電を好適に制御させると共に、光熱費を抑制することができる電力供給システムを提供する。【解決手段】系統電力４０から家庭内負荷３０へと供給される電力に応じて発電可能な負荷追従機能を有する燃料電池９と、電力を充放電可能な蓄電池６と、を具備し、家庭内負荷３０の消費電力が燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、蓄電池６に電力を充電して燃料電池９が発電する電力を第一又は第二の定格電力に増加させる通常モードと、家庭内負荷３０の消費電力が燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、蓄電池６に電力を充電して燃料電池９が発電する電力を第一又は第二の定格電力に増加させると共に、安価な深夜電力を買電可能な深夜電力利用時間帯に、系統電力４０から電力を買電する第一又は第二深夜電力利用モードと、を選択して実行可能である。【選択図】図６

Description

本発明は、電力供給システムの技術に関する。

従来、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池と、燃料電池の発電及び蓄電池の充放電を制御する制御装置と、を具備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に記載のエネルギー管理システム（電力供給システム）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池と、燃料電池の発電及び蓄電池の充放電を制御するエネルギー管理装置（制御装置）と、を具備し、燃料電池及び蓄電池からの電力を負荷へと供給する。

このようなエネルギー管理システムにおいては、所定の時刻となる時点で蓄電池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池の充放電がエネルギー管理装置によって制御される。こうして、エネルギー管理システムは、蓄電池に充電された電力を、所定の時刻になるまで利用することができ、且つ可及的に使い切ることができる。このように、エネルギー管理システムにおいては、燃料電池の発電及び蓄電池の充放電を好適に制御させることができる。

しかしながら、前記エネルギー管理システムにおいては、光熱費を抑制することが考慮されていない点で不都合である。

特開２０１３−７４６８９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、燃料電池の発電及び蓄電池の充放電を好適に制御させると共に、光熱費を抑制す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、商用電源を含む電源から負荷へと供給される電力を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じて発電可能な追従機能を有する燃料電池と、前記電源からの電力及び前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電池と、前記燃料電池の発電及び前記蓄電池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が前記燃料電池の最大発電電力よりも小さい場合に、前記蓄電池に電力を充電して前記燃料電池が発電する電力を所定の定格電力に増加させる第一モードと、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小さい場合に、前記蓄電池に電力を充電して前記燃料電池が発電する電力を前記所定の定格電力に増加させると共に、安価な深夜電力を買電可能な所定の深夜電力時間帯に、前記商用電源から電力を買電する第二モードと、を選択して実行可能であるものである。

請求項２においては、前記電源には、自然エネルギーを利用して発電する発電部が含まれるものである。

請求項３においては、前記燃料電池の発電時に発生する熱を蓄熱する蓄熱手段を具備し、前記第二モードにおいて、前記制御装置は、前記商用電源から電力を買電する場合に、前記燃料電池の発電を停止するものである。

請求項４においては、前記検知手段が配置され、前記電源から負荷へと供給される電力が流通する電力経路と、前記電源から負荷へと供給される電力が前記検知手段を迂回するように流通するバイパス経路と、前記電源から負荷へと供給される電力の流通経路を前記電力経路及び前記バイパス経路の何れか一方に切り替える切り替え手段と、を具備し、前記第二モードにおいて、前記制御装置は、前記商用電源から電力を買電する場合に、前記切り替え手段により前記電力の流通経路を前記電力経路から前記バイパス経路に切り替えるものである。

請求項５においては、前記切り替え手段は、前記バイパス経路に配置される第一リレーと、前記電力経路に配置される第二リレーと、を具備し、前記第一リレー及び前記第二リレーは、一方がＯＮの場合に他方がＯＦＦに切り替えられるものである。

請求項６においては、前記制御装置は、過去のデータに基づいて、特定の期間において前記第一モードを実行した場合に予測される前記商用電源から買電する予測買電電力量を算出し、前記予測買電電力量が所定の閾値よりも小さい場合に、前記特定の期間に前記第一モードを実行するものである。

請求項７においては、前記制御装置は、過去のデータに基づいて、前記特定の期間において前記第一モードを実行した場合に予測される第一予測光熱費と、前記第二モードを実行した場合に予測される第二予測光熱費と、を算出し、前記予測買電電力量が前記所定の閾値以上であって、且つ前記第二予測光熱費が前記第一予測光熱費よりも小さい場合に、前記特定の期間に前記第二モードを実行するものである。

請求項８においては、前記第二モードにおいて、前記制御装置は、特定の期間に亘っ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大きい場合には、前記商用電源から買電する電力を前記蓄電池に充電するものである。

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、燃料電池の発電及び蓄電池の充放電を好適に制御させると共に、光熱費を抑制することができる。

請求項２においては、自然エネルギーを利用して発電する発電部からの電力を利用することができる。

請求項３においては、熱余りの発生を抑制することができる。

請求項４においては、簡易な構成とすることができる。

請求項５においては、簡易な構成とすることができる。

請求項６においては、燃料電池の動作が煩雑になるのを防止することができる。

請求項７においては、光熱費を、より一層抑制することができる。

請求項８においては、光熱費を、より一層抑制することができる。

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。 （ａ）切り替えブロックが第一切り替え状態である場合の電力の流通経路を示した図。（ｂ）切り替えブロックが第二切り替え状態である場合の電力の流通経路を示した図。 通常モードを実行する場合の制御装置の処理を示したフローチャート。 （ａ）通常モードを実行した場合の、家庭内負荷の消費電力と燃料電池の発電電力との関係の第一の例を示した図。（ｂ）図４（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図。 （ａ）通常モードを実行した場合の、家庭内負荷の消費電力と燃料電池の発電電力との関係の第二の例を示した図。（ｂ）図５（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図。 （ａ）図５（ａ）に示した第二の例に対して、第一深夜電力利用モードを実行した場合の、家庭内負荷の消費電力と燃料電池の発電電力との関係の一例を示した図。（ｂ）図６（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図。 運転モードを選択する場合の制御装置の処理を示したフローチャート。 （ａ）通常モードを実行した場合の、家庭内負荷の消費電力と燃料電池の発電電力との関係の第三の例を示した図。（ｂ）図８（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図。 （ａ）図８（ａ）に示した第三の例に対して、第二深夜電力利用モードを実行した場合の、家庭内負荷の消費電力と燃料電池の発電電力との関係の一例を示した図。（ｂ）図９（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図。

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、住宅に設けられ、系統電力４０や燃料電池９等からの電力を家庭内負荷３０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、第一電力経路２と、太陽光発電部３と、第一パワコン４と、第二電力経路５と、蓄電池６と、第二パワコン７と、第三電力経路８と、燃料電池９と、第四電力経路１０と、バイパス経路１１と、切り替えブロック１２と、制御装置１３と、を具備する。

家庭内負荷３０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。家庭内負荷３０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２は、電力が流通可能な経路である。第一電力経路２は、導線等で構成される。第一電力経路２の一端側は、系統電力４０に接続される。第一電力経路２の他端側は、家庭内負荷３０に接続される。第一電力経路２には、第一電力センサ１５と、第二電力センサ１６と、が設けられる。

第一電力センサ１５及び第二電力センサ１６は、それぞれ配置箇所を流通する電力に関する情報を取得するものである。第一電力センサ１５は、第一電力経路２において第二電力センサ１６と離間し、当該第二電力センサ１６よりも系統電力４０側に配置される。第一電力センサ１５は、後述する燃料電池９と電気的に接続される。また、第二電力センサ１６は、後述する蓄電池６と電気的に接続される。

太陽光発電部３は、自然エネルギーである太陽光を利用して発電する装置である。太陽光発電部３には、太陽光パネル等が設けられる。太陽光発電部３は、住宅の屋根等の日当りの良い場所に設置される。太陽光発電部３は、第一パワコン４と接続される。

第一パワコン４は、電力を適宜変換するものである。第一パワコン４には、インバータ回路等が設けられる。第一パワコン４は、太陽光発電部３で発電された直流電力を交流電力に変換して出力することができる。

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の一端側は、第一パワコン４に接続される。第二電力経路５の他端側は、第一電力経路２の中途部（以下では「第一接点２１」と称する）に接続される。第一接点２１は、第一電力経路２において第一電力センサ１５よりも系統電力４０側に配置される。

蓄電池６は、電力を充放電するものである。蓄電池６は、リチウムイオン電池により構成される。蓄電池６は、第二パワコン７と接続される。また、蓄電池６は、前述したように第二電力センサ１６と電気的に接続され、当該第二電力センサ１６の配置箇所を流通する電力に関する情報（検知結果）を取得することができる。蓄電池６は、第二パワコン７と接続される。

第二パワコン７は、電力を適宜変換するものである。第二パワコン７には、インバータ回路等が設けられる。第二パワコン７は、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池６に充電させることができる。また、第二パワコン７は、蓄電池６からの直流電力を交流電力に変換して出力することができる。

第三電力経路８は、電力が流通可能な経路である。第三電力経路８は、導線等で構成される。第三電力経路８の一端側は、第二パワコン７に接続される。第三電力経路８の他端側は、家庭内負荷３０に接続される。

燃料電池９は、燃料（本実施形態においては、都市ガス）を使用して発電する固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ ： Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）である。燃料電池９には、図示せぬ制御部や、貯湯ユニット９ａ等が設けられる。また、燃料電池９は、前述したように第一電力センサ１５と電気的に接続され、当該第一電力センサ１５の配置箇所を流通する電力に関する情報（検知結果）を取得することができる。本実施形態において燃料電池９の最大発電電力は、７００Ｗに設定される。

また、燃料電池９は、系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力に応じて発電する負荷追従機能を有する。すなわち、燃料電池９は、負荷追従機能によって、第一電力センサ１５の検知結果に応じた電力を発電することができる。

また、燃料電池９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９は、このように発電時に発生する熱を利用して貯湯ユニット９ａ内で湯を沸かし、当該沸かした湯を貯めることができる。なお、省エネルギーの観点からすると、貯湯ユニット９ａの貯湯量は２４時になると（一日の終わりに）一旦０となることが望ましい。本実施形態においては、０時の時点で貯湯ユニット９ａの貯湯量が０であり、当日の時間の経過と共に貯湯量が増加したり、給湯によって貯湯量が減少したりし、当日の終わりに貯湯量が概ね０となるように設定される。

なお、燃料電池９は、貯湯ユニット９ａの容量が満タンになった場合には、発電時に発生する熱を利用することができない。すなわち、貯湯ユニット９ａの容量が満タンになった場合には、熱余りが発生し、当該余った熱を排熱として外部へ放出する。このため、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。

また、燃料電池９が発電する場合、発電した電力が小さいほど当該燃料電池９の発電効率が低くなる。このため、発電効率の向上の観点からすると、燃料電池９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。

第四電力経路１０は、電力が流通可能な経路である。第四電力経路１０は、導線等で構成される。第四電力経路１０の一端側は、燃料電池９に接続される。第四電力経路１０の他端側は、第一電力経路２の中途部（以下では「第二接点２２」と称する）に接続される。なお、第二接点２２は、第一電力経路２において第一電力センサ１５と後述する第二リレー１８との間に配置される。

バイパス経路１１は、電力が流通可能な経路である。バイパス経路１１は、導線等で構成される。バイパス経路１１の一端側は、第一電力経路２の中途部（以下では「第三接点２３」と称する）に接続される。バイパス経路１１の他端側は、第一電力経路２の中途部（以下では「第四接点２４」と称する）に接続される。なお、第三接点２３は、第一電力経路２において第一接点２１と第一電力センサ１５との間に配置される。また、第四接点２４は、第一電力経路２において後述する第二リレー１８と第二電力センサ１６との間に配置される。

切り替えブロック１２は、系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力の流通経路を切り替えるものである。切り替えブロック１２には、第一リレー１７と、第二リレー１８と、が設けられる。

第一リレー１７は、電力の流通の可否を切り替えるものである。第一リレー１７は、バイパス経路１１の中途部に配置される。第一リレー１７がＯＮに切り替えられると、電力が第一リレー１７を流通可能となる。また、第一リレー１７がＯＦＦに切り替えられると、電力が第一リレー１７を流通不能となる。

第二リレー１８は、電力の流通の可否を切り替えるものである。第二リレー１８は、第一電力経路２の中途部、より詳細には第二接点２２と第四接点２４との間に配置される。第二リレー１８がＯＮに切り替えられると、電力が第二リレー１８を流通可能となる。また、第二リレー１８がＯＦＦに切り替えられると、電力が第二リレー１８を流通不能となる。

このような構成の切り替えブロック１２において、第一リレー１７及び第二リレー１８の動作は、後述する制御装置１３により、一方がＯＮである場合に他方がＯＦＦとなる排他的制御が行われる。なお、以下の説明では、切り替えブロック１２において、第一リレー１７がＯＦＦであって第二リレー１８がＯＮである状態を「第一切り替え状態」（図２（ａ）参照）と、第一リレー１７がＯＮであっ第二リレー１８がＯＦＦである状態を「第二切り替え状態」（図２（ｂ）参照）と、それぞれ称する。

制御装置１３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９の発電や蓄電池６の充放電等）を制御するものである。制御装置１３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１３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（例えば、後述する運転モードに関するプログラム）が予め記憶されている。また、制御装置１３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。

また、制御装置１３は、家庭内負荷３０の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有する。制御装置１３は、学習機能によって、過去の特定の日（期間）における所定の時間帯ごとの家庭内負荷３０の消費電力に関する情報（データ）を取得すると共に、当該取得したデータを制御装置１３の記憶部に記憶することができる。

こうして、制御装置１３は、学習機能により学習された過去のデータに基づいて、例えば後述する運転モードが実行された場合における、前記特定の日における所定の時間帯ごとの購入電力量や、都市ガス使用量（燃料電池９における燃料の使用量）を算出（予測）することができる。また、制御装置１３は、算出した購入電力量や、都市ガス使用量に基づいて、これらの費用（すなわち、光熱費）を算出（予測）することができる。なお、前記光熱費の算出のために必要な情報（例えば、購入電力量に対応する電力料金や、都市ガス使用量に対応するガス料金に関する情報）は、制御装置１３の記憶部に予め記憶されている。

以下では、電力供給システム１における電力の供給態様について、簡単に説明する。

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１３により制御される。しかしながら、電力の流通方向の変更は、図示せぬスイッチ部や蓄電池６の制御部等により制御される構成としてもよく、本発明はこれを限定するものではない。

系統電力４０からの電力や、太陽光発電部３で発電された電力、燃料電池９で発電された電力、蓄電池６から放電された電力は、それぞれ所定の電力経路を介して家庭内負荷３０に供給される。こうして、住宅の居住者は、系統電力４０だけでなく、太陽光発電部３や、燃料電池９、蓄電池６からの電力によって、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９で発電された電力が、他の電力に優先して家庭内負荷３０に供給されるように設定される。

また、燃料電池９からの電力だけで家庭内負荷３０の消費電力が賄える場合には、系統電力４０や、太陽光発電部３、蓄電池６からの電力を使用しないこともできる。この場合には、系統電力４０からの買電（購入電力量）を抑制することができ、電力料金を節約することができる。また、この場合には、太陽光発電部３で発電された電力を売電することができ、経済的な利益を得ることができる。

また、系統電力４０や、太陽光発電部３からの電力は、蓄電池６に充電することができる。なお、蓄電池６に電力を充電する時間帯は、住宅の居住者が任意に設定することができる。例えば、系統電力４０からの電力を蓄電池６に充電する時間帯として深夜の時間帯を設定すれば、安価な深夜電力を蓄電池６に充電することができる。また、太陽光発電部３からの電力を蓄電池６に充電する時間帯として昼間の時間帯を設定すれば、太陽光を利用して発電された電力を蓄電池６に充電することができる。

このように、電力供給システム１における電力の供給態様においては、系統電力４０からの電力や、太陽光発電部３で発電された電力、燃料電池９で発電された電力、蓄電池６から放電された電力を、適宜に利用することができる。

なお、電力供給システム１は、電力の供給態様を住宅の居住者のライフスタイルに応じて最適なものとするため、複数の運転モードを有する。本実施形態において、電力供給システム１は、前記複数の運転モードとして、通常モードと、第一深夜電力利用モードと、を有する。

通常モードとは、家庭内負荷３０の消費電力が燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、蓄電池６に電力を充電して、系統電力４０から家庭内負荷３０へと供給される電力を増加させることによって燃料電池９が発電する電力を予め設定された２つの定格電力のうち何れか一方に増加させる運転モードである。なお、本実施形態においては、前記２つの定格電力として、第一の定格電力（３００Ｗ）と、第二の定格電力（７００Ｗ）と、が予め設定される。

また、第一深夜電力利用モードとは、家庭内負荷３０の消費電力が燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、蓄電池６に電力を充電して、系統電力４０から家庭内負荷３０へと供給される電力を増加させることによって燃料電池９が発電する電力を予め設定された２つの定格電力のうち何れか一方に増加させると共に、安価な深夜電力を買電可能な所定の深夜電力時間帯（後述する深夜電力利用時間帯）に、燃料電池９の最大発電電力よりも大きい電力を系統電力４０から買電する運転モードである。

以下では、図２（ａ）及び図３のフローチャートを用いて、通常モードにおける制御装置１３の処理について説明する。

なお、通常モードが実行される場合、切り替えブロック１２は、常時第一切り替え状態（図２（ａ）参照）に切り替えられている。

ステップＳ１０１において、制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以下であるか否かを判定する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以下であると判定した場合には、ステップＳ１０２へ移行する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗより大きいと判定した場合には、ステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０２において、制御装置１３は、燃料電池９で発電される電力が３００Ｗとなるように、蓄電池６に電力を充電させる。
具体的には、例えば現在の家庭内負荷３０の消費電力が２５０Ｗである場合に、制御装置１３は、５０Ｗの電力を充電するように蓄電池６を制御する。これによれば、燃料電池９で発電された電力だけでは不足する５０Ｗの電力が系統電力４０から買電されるため、第一電力センサ１５の検知結果（第一電力センサ１５の配置箇所を流通する電力）が５０Ｗとなる（図２（ａ）参照）。こうして、燃料電池９は、負荷追従機能によって、第一電力センサ１５の検知結果に基づいて、発電する電力を５０Ｗだけ増加させる。すなわち、燃料電池９は、発電する電力を２５０Ｗから３００Ｗに増加させる。
制御装置１３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１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以上であるか否かを判定する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以上であると判定した場合には、ステップＳ１０４へ移行する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗより小さいと判定した場合には、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０４において、制御装置１３は、タイマカウンタによる時間計測を開始する。
制御装置１３は、ステップＳ１０４の処理を行った後、ステップＳ１０５へ移行する。

ステップＳ１０５において、制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以上である状態が一定期間（例えば５分間）継続したか否かを判定する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以上である状態が５分間継続したと判定した場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以上である状態が５分間継続しなかった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１３は、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１３は、ステップＳ１０６の処理を行った後、ステップＳ１０３へ移行する。

ステップＳ１０１等から移行したステップＳ１０７において、制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が７００Ｗ以上であるか否かを判定する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が７００Ｗ以上であると判定した場合には、ステップＳ１０８へ移行する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が７００Ｗより小さいと判定した場合には、ステップＳ１０９へ移行する。

ステップＳ１０８において、制御装置１３は、蓄電池６を放電して必要に応じた電力を家庭内負荷３０に供給する。
具体的には、例えば現在の家庭内負荷３０の消費電力が８００Ｗである場合に、制御装置１３は、第二電力センサ１６の検知結果（第二電力センサ１６の配置箇所を流通する電力）に基づいて１００Ｗの電力を放電するように蓄電池６を制御する。こうして、７００Ｗの電力が燃料電池９から家庭内負荷３０に供給されると共に１００Ｗの電力が蓄電池６から家庭内負荷３０に供給されるため、系統電力４０から買電することなく家庭内負荷３０の消費電力を賄うことができる。
制御装置１３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Ｓ１０９において、制御装置１３は、燃料電池９で発電される電力が７００Ｗとなるように、蓄電池６に電力を充電させる。
具体的には、例えば現在の家庭内負荷３０の消費電力が５００Ｗである場合に、制御装置１３は、２００Ｗの電力を充電するように蓄電池６を制御する。これによれば、燃料電池９で発電された電力だけでは不足する２００Ｗの電力が系統電力４０から買電されるため、第一電力センサ１５の検知結果（第一電力センサ１５の配置箇所を流通する電力）が２００Ｗとなる（図２（ａ）参照）。こうして、燃料電池９は、負荷追従機能によって、第一電力センサ１５の検知結果に基づいて、発電する電力を２００Ｗだけ増加させる。すなわち、燃料電池９は、発電する電力を５００Ｗから７００Ｗに増加させる。
制御装置１３は、ステップＳ１０９の処理を行った後、ステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１１０において、制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以下であるか否かを判定する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以下であると判定した場合には、ステップＳ１１１へ移行する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗより大きいと判定した場合には、ステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１１１において、制御装置１３は、タイマカウンタによる時間計測を開始する。
制御装置１３は、ステップＳ１１１の処理を行った後、ステップＳ１１２へ移行する。

ステップＳ１１２において、制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以下である状態が一定期間（例えば５分間）継続したか否かを判定する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ以下である状態が５分間継続したと判定した場合には、ステップＳ１０２へ移行する。
制御装置１３は、現在の家庭内負荷３０の消費電力が３００Ｗ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には、ステップＳ１１３へ移行する。

ステップＳ１１３において、制御装置１３は、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１３は、ステップＳ１１３の処理を行った後、ステップＳ１０７へ移行する。

以上のように、通常モードが実行されると、燃料電池９の発電及び蓄電池６の充放電を好適に制御させることができる。具体的には、燃料電池９で発電される電力が、家庭内負荷３０の消費電力に応じて、第一の定格電力（３００Ｗ）及び第二の定格電力（７００Ｗ）のうち何れか一方とされる。こうして、例えば燃料電池９で発電される電力が１つの定格電力（例えば、燃料電池９の最大発電電力の７００Ｗ）となる場合と比べて、燃料電池９が発電に使用する燃料（都市ガス使用量）を可及的に抑制しながら、燃料電池９からの電力を家庭内負荷３０に供給することができる。

なお、本実施形態において、制御装置１３は、タイマカウンタによる時間計測を行うことによって、短期間に蓄電池６の充電と発電とを交互に繰り返し行って当該蓄電池６の運転が煩雑となることを防止している。

以下では、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて、通常モードを実行した場合の家庭内負荷３０の消費電力と、燃料電池９の発電電力と、の関係の一例（第一の例）、並びに貯湯量と給湯量との関係の一例について説明する。

ここで、図４（ａ）は、通常モードを実行した場合の家庭内負荷３０の消費電力と、燃料電池９の発電電力と、の関係の第一の例を示した図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図である。
なお、前記貯湯量とは、燃料電池９の発電時に発生する熱を利用して沸かされ、貯湯ユニット９ａに貯められた湯量である。また、前記給湯量とは、住宅の台所や浴室等に供給された湯量である。

第一の例においては、図４（ａ）に示すように、燃料電池９は、家庭内負荷３０の消費電力に応じて午前及び午後の所定の時間帯（具体的には、時間帯Ｔ１及び時間帯Ｔ２）に７００Ｗの電力の発電を行い、その他の時間帯に３００Ｗの電力の発電を行っている。

このような場合、図４（ｂ）に示すように、貯湯量は０時から比較的緩やかに増加し、１４時から１９時までの間に燃料電池９の貯湯ユニット９ａの容量が満たされる。また、１９時以降に大きな給湯があり（給湯量が大きく増加し）、貯湯量が概ね０となる。このように、第一の例においては、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた時間帯は、１４時から１９時までの間における比較的短い時間帯（具体的には、図４（ｂ）に示す時間帯Ｔ３）となる。すなわち、第一の例においては、家庭内負荷３０の消費電力と給湯量とのバランスが良いため、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた時間帯が比較的短い時間帯となる。

ここで、燃料電池９の貯湯ユニット９ａの容量が満たされた場合には、当該燃料電池９の発電時に発生した熱を利用することができず、熱余りが発生する。しかしながら、第一の例においては、通常モードが実行されると、比較的短い時間帯である時間帯Ｔ３にだけ熱余りが発生し、エネルギー効率を高い状態で維持することができる。

しかしながら、家庭内負荷３０の消費電力と給湯量とのバランスが悪い場合に通常モードが実行されると、エネルギー効率を高い状態で維持できない場合がある。このような場合について、以下に説明する。

以下では、図５（ａ）及び（ｂ）を用いて、通常モードを実行した場合の家庭内負荷３０の消費電力と、燃料電池９の発電電力と、の関係の一例（第二の例）、並びに貯湯量と給湯量との関係の一例について説明する。

ここで、図５（ａ）は、通常モードを実行した場合の家庭内負荷３０の消費電力と、燃料電池９の発電電力と、の関係の第二の例を示した図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図である。

第二の例においては、図５（ａ）に示すように、燃料電池９は、家庭内負荷３０の消費電力に応じて、７００Ｗの電力の発電を概ね１日中（すなわち、０時から２４時まで）継続して行っている。より詳細には、０時から９時前までの間における所定の時間帯（具体的には、時間帯Ｔ４）、及び１４時前後における所定の時間帯（具体的には、時間帯Ｔ５）に家庭内負荷３０の消費電力が７００Ｗよりも小さいものの、蓄電池６が電力を充電して燃料電池９が発電する電力を７００Ｗに増加させている。こうして、燃料電池９は、７００Ｗの電力の発電を概ね１日中継続して行っている。

このような場合、図５（ｂ）に示すように、貯湯量は０時から比較的急に増加し、１０時前に貯湯ユニット９ａの容量が満たされる。また、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた後は（１９時以降に給湯量が大きく増加するまで）大きな給湯も無い。このように、第二の例においては、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた時間帯は、１０時前から１９時までの間における比較的長い時間帯（具体的には、時間帯Ｔ６）となる。すなわち、第二の例においては、家庭内負荷３０の消費電力と給湯量とのバランスが悪いため、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた時間帯が比較的長い時間帯となる。

このように、第二の例においては、通常モードが実行されると、比較的長い時間帯である時間帯Ｔ６に熱余りが発生し、エネルギー効率を高い状態で維持できない（エネルギー効率が低下する）。

なお、電力供給システム１においては、家庭内負荷３０の消費電力と給湯量とのバランスが悪い場合、すなわち通常モードが実行されるとエネルギー効率を高い状態で維持できない場合に、当該エネルギー効率を高い状態で維持するために、通常モードとは異なる運転モードである第一深夜電力利用モードが実行される。

以下では、図２（ｂ）及び図６を用いて、第一深夜電力利用モードについて、より詳細に説明する。

第一深夜電力利用モードが実行されると、制御装置１３によって通常モードと同様の処理（すなわち、図３に示すステップＳ１０１からステップＳ１１３までの処理）が行われると共に、所定の時間帯だけ系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力の流通経路が通常モードと異なるものに変更される。具体的には、第一深夜電力利用モードが実行されると、前記所定の時間帯として安価な深夜電力を買電可能な時間帯（以下では「深夜電力利用時間帯」と称する）に、切り替えブロック１２が第一切り替え状態から第二切り替え状態に切り替えられる（図２（ｂ）参照）。

こうして、切り替えブロック１２が第一切り替え状態から第二切り替え状態に切り替えられると、図２（ｂ）に示すように、系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力は、第一電力経路２の中途部においてバイパス経路１１を流通する。このように、系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力がバイパス経路１１を流通すると、第一電力経路２における第一電力センサ１５の配置箇所を電力が流通しないことになる。すなわち、この場合には、第一電力センサ１５の検知結果が０Ｗとなる。

また、第一電力センサ１５の検知結果が０Ｗになると、燃料電池９は、当該検知結果に基づいて系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力が０Ｗであるとみなし、負荷追従機能によって発電を停止する（アイドリング状態となる）。このように、燃料電池９がアイドリング状態となると、実際には家庭内負荷３０の消費電力が０Ｗではないものの、当該家庭内負荷３０に対して燃料電池９からの電力を供給することができない。その結果、家庭内負荷３０の消費電力は、燃料電池９で発電された電力ではなく、系統電力４０から買電された電力（購入電力）によって賄われることになる。

ここで、図６（ａ）は、図５（ａ）に示した第二の例に対して、通常モードではなく第一深夜電力利用モードを実行した場合の家庭内負荷３０の消費電力と、燃料電池９の発電電力と、の関係の一例（以下では、説明の便宜上「第一の変更例」と称する）を示したものである。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図である。

第一の変更例においては、第一深夜電力利用モードが実行されることにより、図６（ａ）に示すように、深夜電力利用時間帯として５時前後に亘る所定の時間帯（具体的には、時間帯Ｔ７）が設定される。こうして、第一の変更例においては、時間帯Ｔ７の間だけ切り替えブロック１２が、第一切り替え状態から第二切り替え状態に切り替えられる。すなわち、時間帯Ｔ７においては、家庭内負荷３０の消費電力は、系統電力４０から買電された電力（購入電力）によって賄われる。

このような場合、時間帯Ｔ７において燃料電池９がアイドリング状態となるため、図６（ｂ）に示すように、貯湯量は０時から比較的緩やかに増加し、１４時から１９時までの間に燃料電池９の貯湯ユニット９ａの容量が満たされる。また、１９時前に大きな給湯があり（給湯量が大きく増加し）、貯湯量が概ね０となる。このように、第一の変更例においては、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた時間帯は、１４時から１９時までの間における比較的短い時間帯（具体的には、図６（ｂ）に示す時間帯Ｔ８）となる。

このように、第一の変更例においては、通常モードが実行されるとエネルギー効率を高い状態で維持できない場合であっても、第一深夜電力利用モードが実行されることによって、比較的短い時間帯である時間帯Ｔ８にだけ熱余りが発生し、エネルギー効率を高い状態で維持することができる。

また、第一深夜電力利用モードが実行される場合に、深夜電力利用時間帯として設定される時間帯は、安価な深夜電力を買電可能な時間帯である。このような構成により、第一深夜電力利用モードを実行した場合、すなわち系統電力４０から電力を買電するような制御を行った場合であっても、電力料金が高騰するのを抑制することができる。

また、第一の変更例においては、深夜電力利用時間帯に、蓄電池６に電力を充電することにより、系統電力４０から買電される電力を燃料電池９の最大発電電力よりも（すなわち、家庭内負荷３０の消費電力よりも）大きく増加させている。こうして、系統電力４０から買電した電力が、家庭内負荷３０の消費電力に対して余剰すると、当該余剰した電力を蓄電池６に充電させる。

これによって、家庭内負荷３０の消費電力が増加する昼間の時間帯に、蓄電池６から放電する電力として安価な深夜電力を利用することができる。すなわち、第一の変更例においては、昼間の時間帯に系統電力４０から電力を買電することを抑制し、電力料金が高騰するのを抑制することができる。

以下では、図７のフローチャートを用いて、制御装置１３による運転モードの選択（運転モードとして通常モードを実行するか、又は第一深夜電力利用モードを実行するかの選択）の処理について説明する。

なお、本実施形態においては、制御装置１３による運転モードの選択の処理は、毎日０時になった時点で行われる。すなわち、制御装置１３による運転モードの選択の処理は、１日が開始される時点で、その当日の運転モードを選択するものとして行われる。

ステップＳ２０１において、制御装置１３は、学習機能により学習された過去のデータに基づいて、通常モードが実行された場合における当日の購入電力量Ｗｂ１を予測（算出）する。
制御装置１３は、ステップＳ２０１の処理を行った後、ステップＳ２０２へ移行する。

ステップＳ２０２において、制御装置１３は、学習機能により学習された過去のデータに基づいて、通常モードが実行された場合における当日の燃料電池９の都市ガス使用量Ｇｂ１を予測（算出）する。
制御装置１３は、ステップＳ２０２の処理を行った後、ステップＳ２０３へ移行する。

ステップＳ２０３において、制御装置１３は、算出した購入電力量Ｗｂ１及び都市ガス使用量Ｇｂ１に基づいて、通常モードが実行された場合における１日あたりの光熱費Ｅｂ１を予測（算出）する。
制御装置１３は、ステップＳ２０３の処理を行った後、ステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４において、制御装置１３は、購入電力量Ｗｂ１が所定の閾値（本実施形態においては、１０ｋＷｈ）以上であるか否かを判定する。
制御装置１３は、購入電力量Ｗｂ１が１０ｋＷｈ以上であると判定した場合には、ステップＳ２０６へ移行する。
制御装置１３は、購入電力量Ｗｂ１が１０ｋＷｈより小さいと判定した場合には、ステップＳ２０５へ移行する。

ステップＳ２０５において、制御装置１３は、運転モードとして通常モードを実行することを選択する。
制御装置１３は、ステップＳ２０５の処理を行った後、運転モードの選択の処理を終了する。こうして、制御装置１３は、運転モードの選択の処理を終了すると、通常モードの実行を開始する。

ステップＳ２０４から移行したステップＳ２０６において、制御装置１３は、学習機能により学習された過去のデータに基づいて、第一深夜電力利用モードを実行した場合における当日の購入電力量Ｗｂ２を予測（算出）する。
制御装置１３は、ステップＳ２０６の処理を行った後、ステップＳ２０７へ移行する。

ステップＳ２０７において、制御装置１３は、学習機能により学習された過去のデータに基づいて、第一深夜電力利用モードが実行された場合（具体的には、深夜電力利用時間帯において、燃料電池９をアイドリング状態とした場合）における当日の都市ガス使用量Ｇｂ２を予測（算出）する。
制御装置１３は、ステップＳ２０７の処理を行った後、ステップＳ２０８へ移行する。

ステップＳ２０８において、制御装置１３は、算出した購入電力量Ｗｂ２及び都市ガス使用量Ｇｂ２に基づいて、第一深夜電力利用モードが実行された場合における１日あたりの光熱費Ｅｂ２を予測（算出）する。
制御装置１３は、ステップＳ２０８の処理を行った後、ステップＳ２０９へ移行する。

ステップＳ２０９において、制御装置１３は、通常モードが実行される場合に予測される光熱費Ｅｂ１が、第一深夜電力利用モードが実行される場合に予測される光熱費Ｅｂ２より大きいか否かを判定する。
制御装置１３は、光熱費Ｅｂ１が、光熱費Ｅｂ２より大きいと判定した場合には、ステップＳ２１０へ移行する。
制御装置１３は、光熱費Ｅｂ１が、光熱費Ｅｂ２以下であると判定した場合には、ステップＳ２０５へ移行する。

ステップＳ２１０において、制御装置１３は、運転モードとして第一深夜電力利用モードを実行することを選択する。
制御装置１３は、ステップＳ２１０の処理を行った後、運転モードの選択の処理を終了する。こうして、制御装置１３は、運転モードの選択の処理を終了すると、第一深夜電力利用モードの実行を開始する。

このように、制御装置１３による運転モードの選択の処理においては、購入電力量Ｗｂ１が１０ｋＷｈより小さいと判定した場合に、運転モードとして通常モードが選択される。こうして、購入電力量Ｗｂ１が１０ｋＷｈより小さい場合に、運転モードとして第一深夜電力利用モードが選択されるのを防止し、燃料電池９の発電が停止するのを防止することができる。すなわち、購入電力量Ｗｂ１が比較的小さいにもかかわらず、燃料電池９の発電を停止し、当該燃料電池９の動作が煩雑となるのを防止することができる。

また、制御装置１３による運転モードの選択の処理においては、通常モードが実行される場合に予測される光熱費Ｅｂ１が、第一深夜電力利用モードが実行される場合に予測される光熱費Ｅｂ２より大きいと判定した場合に、運転モードとして第一深夜電力利用モードが選択される。こうして、例えば図５（ａ）に示すように比較的長い時間帯で熱余りが発生する場合であっても、光熱費が（通常モードを実行する場合と比較して）安くなる場合にだけ第一深夜電力利用モードを実行することができる。すなわち、光熱費を安くすることができないにもかかわらず、燃料電池９の発電を停止し、当該燃料電池９の動作が非効率となるのを防止することができる。

なお、上述の如く構成された電力供給システム１は、前記複数の運転モードとして、通常モード及び第一深夜電力利用モードに加えて、第二深夜電力利用モードを有するものとしてもよい。

以下では、図８及び図９を用いて、第二深夜電力利用モードについて説明する。

第二深夜電力利用モードとは、第一深夜電力利用モードと同様に、家庭内負荷３０の消費電力が燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、蓄電池６に電力を充電して、系統電力４０から家庭内負荷３０へと供給される電力を増加させることによって燃料電池９が発電する電力を予め設定された２つの定格電力のうち何れか一方に増加させると共に、深夜電力利用時間帯に、燃料電池９の最大発電電力よりも大きい電力を系統電力４０から買電する運転モードである。なお、第二深夜電力利用モードにおいて、第一深夜電力利用モードと異なる点は、深夜電力利用時間帯に、燃料電池９の発電を停止させない点である。

ここで、図８（ａ）は、通常モードを実行した場合の、家庭内負荷３０の消費電力と燃料電池９の発電電力との関係の一例（第三の例）を示した図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図である。

第三の例においては、図８（ａ）に示すように、燃料電池９は、図５（ａ）に示した第二の例と同様に、７００Ｗの電力の発電を概ね１日中（すなわち、０時から２４時まで）継続して行っている。なお、第三の例において、第二の例と異なる点は、家庭内負荷３０の消費電力が７００Ｗよりも小さくなる時間帯がない（すなわち、概ね１日中に亘って７００Ｗ以上である）点である。

このような場合、どの時間であっても、燃料電池９で発電された電力だけでは、家庭内負荷３０の消費電力を賄うことができない。すなわち、蓄電池６に燃料電池９からの電力を充電する機会がないため、（仮に太陽光発電部３からの電力がない場合には）家庭内負荷３０の消費電力に対して蓄電池６に充電した電力を使用することができない。

こうして、第三の例においては、家庭内負荷３０の消費電力に応じた電力が、その都度系統電力４０から買電される。ここで、第三の例においては、図８（ａ）に示すように、昼間の時間帯（安価な深夜電力を買電不能な時間帯）に、家庭内負荷３０の消費電力が大きく増加する。すなわち、第三の例においては、系統電力４０から買電される電力（購入電力）によって電力料金が高騰するおそれがある。

このような場合に、通常モードではなく、第二深夜電力利用モードが実行されると、電力料金が高騰するのを抑制することができる。このような場合について、以下に説明する。

ここで、図９（ａ）は、図８（ａ）に示した第三の例に対して、通常モードではなく第二深夜電力利用モードを実行した場合の、家庭内負荷３０の消費電力と燃料電池９の発電電力との関係の一例（以下では、説明の便宜上「第二の変更例」と称する）を示したものである。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）における貯湯量と給湯量との関係の一例を示した図である。

第二の変更例においては、第二深夜電力利用モードが実行されることにより、図９（ａ）に示すように、深夜電力利用時間帯として５時前後に亘る所定の時間帯（具体的には、時間帯Ｔ９）が設定される。そして、第二の変更例においては、時間帯Ｔ９の間に、蓄電池６に電力を充電することにより、系統電力４０から買電される電力を燃料電池９の最大発電電力よりも大きく増加させている。そして、系統電力４０から買電した電力が、家庭内負荷３０の消費電力に対して余剰すると、当該余剰した電力を蓄電池６に充電させる。

これによって、家庭内負荷３０の消費電力が大きく増加する昼間の時間帯に、蓄電池６から放電する電力として安価な深夜電力を利用することができる。すなわち、第二の変更例においては、家庭内負荷３０の消費電力が大きく増加する昼間の時間帯に、当該昼間の時間帯に買電した系統電力４０から電力を利用するのではなく、深夜電力利用時間帯に買電した系統電力４０からの電力を利用することにより、電力料金が高騰するのを抑制することができる。

なお、第二深夜電力利用モードにおいては、第一深夜電力利用モードとは異なり、家庭内負荷３０へと供給される電力の流通経路を通常モードと異なるものに変更しなくてもよい。すなわち、第二深夜電力利用モードが実行された場合、深夜電力利用時間帯に、切り替えブロック１２が第一切り替え状態のままであってもよい。

また、第二深夜電力利用モードが実行される場合は、燃料電池９が概ね１日中に亘って最大発電電力の発電を行っている。すなわち、第二深夜電力利用モードを実行した場合には、熱余りの発生を抑制することはできない（図８（ｂ）及び図９（ｂ）参照）。

以上のように、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においては、
系統電力４０（商用電源）を含む電源から家庭内負荷３０へと供給される電力を検知する第一電力センサ１５（検知手段）と、
前記第一電力センサ１５（検知手段）の検知結果に応じて発電可能な負荷追従機能を有する燃料電池９と、
前記電源からの電力及び前記燃料電池９で発電された電力を充放電可能な蓄電池６と、
前記燃料電池９の発電及び前記蓄電池６の充放電を制御する制御装置１３と、
を具備し、
前記制御装置１３は、
前記家庭内負荷３０の消費電力が前記燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、前記蓄電池６に電力を充電して前記燃料電池９が発電する電力を第一又は第二の定格電力（所定の定格電力）に増加させる通常モード（第一モード）と、
前記家庭内負荷３０の消費電力が前記燃料電池９の最大発電電力よりも小さい場合に、前記蓄電池６に電力を充電して前記燃料電池９が発電する電力を第一又は第二の定格電力（所定の定格電力）に増加させると共に、安価な深夜電力を買電可能な深夜電力利用時間帯（所定の深夜電力時間帯）に、前記系統電力４０（商用電源）から電力を買電する第一又は第二深夜電力利用モード（第二モード）と、
を選択して実行可能であるものである。

このような構成により、通常モード及び第二モード（第一又は第二深夜電力利用モード）のうち、光熱費が安くなる方の運転モードを実行することができる。すなわち、燃料電池９の発電及び蓄電池６の充放電を好適に制御させると共に、光熱費の抑制を図ることができる。

また、電力供給システム１においては、
前記電源には、自然エネルギーを利用して発電する太陽光発電部３（発電部）が含まれるものである。

このような構成により、自然エネルギーを利用して発電する太陽光発電部３（発電部）からの電力を利用することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記燃料電池９の発電時に発生する熱を蓄熱する貯湯ユニット９ａを具備し、
前記第一深夜電力利用モード（第二モード）において、
前記制御装置１３は、
前記系統電力４０（商用電源）から電力を買電する場合に、前記燃料電池９の発電を停止するものである。

このような構成により、貯湯ユニット９ａの容量が満たされた時間帯を、比較的短い時間帯とすることができる。すなわち、熱余りの発生を抑制することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第一電力センサ１５（検知手段）が配置され、前記電源から家庭内負荷３０へと供給される電力が流通する第一電力経路２と、
前記電源から家庭内負荷３０へと供給される電力が前記第一電力センサ１５（検知手段）を迂回するように流通するバイパス経路１１と、
前記電源から家庭内負荷３０へと供給される電力の流通経路を前記第一電力経路２及び前記バイパス経路１１の何れか一方に切り替える切り替えブロック１２（切り替え手段）と、
を具備し、
前記第一深夜電力利用モード（第二モード）において、
前記制御装置１３は、
前記系統電力４０（商用電源）から電力を買電する場合に、前記切り替えブロック１２（切り替え手段）により前記電力の流通経路を前記第一電力経路２から前記バイパス経路１１に切り替えるものである。

このような構成により、簡易な構成で系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力の流通経路を変更することができる。すなわち、電力供給システム１を簡易な構成とすることができる。

また、電力供給システム１においては、
前記切り替えブロック１２（切り替え手段）は、
前記バイパス経路１１に配置される第一リレー１７と、
前記第一電力経路２に配置される第二リレー１８と、
を具備し、
前記第一リレー１７及び前記第二リレー１８は、一方がＯＮの場合に他方がＯＦＦに切り替えられるものである。

このような構成により、簡易な構成で系統電力４０及び太陽光発電部３から家庭内負荷３０へと供給される電力の流通経路を変更することができる。すなわち、電力供給システム１を簡易な構成とすることができる。

また、電力供給システム１においては、
前記制御装置１３は、
過去のデータに基づいて、特定の１日（期間）において前記通常モード（第一モード）を実行した場合に予測される前記系統電力４０（商用電源）から買電する購入電力量Ｗｂ１（予測買電電力量）を算出し、
前記購入電力量Ｗｂ１（予測買電電力量）が１０ｋＷｈ（所定の閾値）よりも小さい場合に、前記特定の１日（期間）に前記通常モード（第一モード）を実行するものである。

このような構成により、購入電力量Ｗｂ１が１０ｋＷｈより小さい場合に、運転モードとして第一深夜電力利用モードが選択されるのを防止し、燃料電池９の発電が停止するのを防止することができる。すなわち、購入電力量Ｗｂ１が比較的小さいにもかかわらず、燃料電池９の発電を停止し、燃料電池９の動作が煩雑になるのを防止することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記制御装置１３は、
過去のデータに基づいて、前記特定の１日（期間）において前記通常モード（第一モード）を実行した場合に予測される光熱費Ｅｂ１（第一予測光熱費）と、前記第一深夜電力利用モード（第二モード）を実行した場合に予測される光熱費Ｅｂ２（第二予測光熱費）と、を算出し、
前記購入電力量Ｗｂ１（予測買電電力量）が１０ｋＷｈ（所定の閾値）以上であって、且つ前記光熱費Ｅｂ２（第二予測光熱費）が前記光熱費Ｅｂ１（第一予測光熱費）よりも小さい場合に、前記特定の１日（期間）に前記第一深夜電力利用モード（第二モード）を実行するものである。

このような構成により、過去のデータに基づいて運転モードを選択することができるため、光熱費の抑制を、より一層図ることができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第二深夜電力利用モード（第二モード）において、
前記制御装置１３は、
特定の１日（期間）に亘って前記家庭内負荷３０の消費電力が前記燃料電池９の最大発電電力よりも大きい場合には、前記系統電力４０（商用電源）から買電する電力を前記蓄電池６に充電するものである。

このような構成により、家庭内負荷３０の消費電力が大きく増加する昼間の時間帯に、当該昼間の時間帯に買電した系統電力４０から電力を利用するのではなく、深夜電力利用時間帯に買電した系統電力４０からの電力を利用することにより、光熱費の抑制を、より一層図ることができる。

なお、本実施形態に係る系統電力４０は、本発明に係る商用電源の一形態である。
また、本実施形態に係る系統電力４０及び太陽光発電部３は、本発明に係る電源の一形態である。
また、本実施形態に係る太陽光発電部３は、本発明に係る発電部の一形態である。
また、本実施形態に係る第一電力センサ１５は、本発明に係る検知手段の一形態である。
また、本実施形態に係る第一又は第二の定格電力（３００Ｗ又は７００Ｗ）は、本発明に係る所定の定格電力の一形態である。
また、本実施形態に係る深夜電力利用時間帯は、本発明に係る所定の深夜電力時間帯の一形態である。
また、本実施形態に係る通常モードは、本発明に係る第一モードの一形態である。
また、本実施形態に係る第一又は第二深夜電力利用モードは、本発明に係る第二モードの一形態である。
また、本実施形態に係る貯湯ユニット９ａは、本発明に係る蓄熱手段の一形態である。
また、本実施形態に係る第一電力経路２は、本発明に係る電力経路の一形態である。
また、本実施形態に係るバイパス経路１１は、本発明に係るバイパス経路の一形態である。
また、本実施形態に係る切り替えブロック１２は、本発明に係る切り替え手段の一形態である。
また、本実施形態に係る購入電力量Ｗｂ１は、本発明に係る予測買電電力量の一形態である。
また、本実施形態に係る光熱費Ｅｂ１は、本発明に係る第一予測光熱費の一形態である。
また、本実施形態に係る光熱費Ｅｂ２は、本発明に係る第二予測光熱費の一形態である。
また、本実施形態に係る１０ｋＷｈは、本発明に係る所定の閾値の一形態である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態において、電力供給システム１は住宅に設けられる構成としたが、これに限定するものではない。本発明に係る電力供給システムは、事務所や公共施設等の建物に設けられる構成としてもよい。

また、本発明に係る制御装置として、住宅に設けられたＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いることができる。このように、本発明に係る制御装置としてＨＥＭＳを用いた場合には、当該ＨＥＭＳによって家庭内負荷３０の消費電力に関する情報のやり取りが可能であるため、本発明に係る燃料電池として固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）を用いることができる。

また、本実施形態においては、自然エネルギーとして太陽光を利用する構成（太陽光発電部３を具備する構成）としたが、これに限定するものではない。本発明において利用する自然エネルギーは、水力、風力、潮力等であってもよい。

また、本実施形態においては、本発明に係る所定の閾値として、１０ｋＷｈを設定したが、これに限定するものではない。本発明に係る所定の閾値は、任意の数値を設定することができる。

また、本実施形態においては、本発明に係る所定の定格電力として、第一又は第二の定格電力（３００Ｗ又は７００Ｗ）を設定したが、これに限定するものではない。本発明に係る所定の定格電力は、任意の数値を設定することができる。また、本発明に係る所定の定格電力は、２つに限定するものではなく、例えば１つや、３つ以上設定することができる。

また、本実施形態においては、本発明に係る特定の期間として、特定の１日を設定したが、これに限定するものではない。本発明に係る特定の期間は、任意の期間を設定することができる。

１ 電力供給システム
６ 蓄電池
９ 燃料電池
１３ 制御装置
１５ 第一電力センサ
３０ 家庭内負荷
４０ 系統電力

Claims (8)

1. 商用電源を含む電源から負荷へと供給される電力を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に応じて発電可能な追従機能を有する燃料電池と、
   前記電源からの電力及び前記燃料電池で発電された電力を充放電可能な蓄電池と、
   前記燃料電池の発電及び前記蓄電池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が前記燃料電池の最大発電電力よりも小さい場合に、前記蓄電池に電力を充電して前記燃料電池が発電する電力を所定の定格電力に増加させる第一モードと、
   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小さい場合に、前記蓄電池に電力を充電して前記燃料電池が発電する電力を前記所定の定格電力に増加させると共に、安価な深夜電力を買電可能な所定の深夜電力時間帯に、前記商用電源から電力を買電する第二モードと、
   を選択して実行可能である、
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記電源には、自然エネルギーを利用して発電する発電部が含まれる、
   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. 前記燃料電池の発電時に発生する熱を蓄熱する蓄熱手段を具備し、
   前記第二モードにおいて、
   前記制御装置は、
   前記商用電源から電力を買電する場合に、前記燃料電池の発電を停止する、
   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. 前記検知手段が配置され、前記電源から負荷へと供給される電力が流通する電力経路と、
   前記電源から負荷へと供給される電力が前記検知手段を迂回するように流通するバイパス経路と、
   前記電源から負荷へと供給される電力の流通経路を前記電力経路及び前記バイパス経路の何れか一方に切り替える切り替え手段と、
   を具備し、
   前記第二モードにおいて、
   前記制御装置は、
   前記商用電源から電力を買電する場合に、前記切り替え手段により前記電力の流通経路を前記電力経路から前記バイパス経路に切り替える、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電力供給システム。
5. 前記切り替え手段は、
   前記バイパス経路に配置される第一リレーと、
   前記電力経路に配置される第二リレーと、
   を具備し、
   前記第一リレー及び前記第二リレーは、一方がＯＮの場合に他方がＯＦＦに切り替えられる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。
6. 前記制御装置は、
   過去のデータに基づいて、特定の期間において前記第一モードを実行した場合に予測される前記商用電源から買電する予測買電電力量を算出し、
   前記予測買電電力量が所定の閾値よりも小さい場合に、前記特定の期間に前記第一モードを実行する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の電力供給システム。
7. 前記制御装置は、
   過去のデータに基づいて、前記特定の期間において前記第一モードを実行した場合に予測される第一予測光熱費と、前記第二モードを実行した場合に予測される第二予測光熱費と、を算出し、
   前記予測買電電力量が前記所定の閾値以上であって、且つ前記第二予測光熱費が前記第一予測光熱費よりも小さい場合に、前記特定の期間に前記第二モードを実行する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電力供給システム。
8. 前記第二モードにおいて、
   前記制御装置は、
   特定の期間に亘っ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大きい場合には、前記商用電源から買電する電力を前記蓄電池に充電する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。

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