JP2019193557A - 電力システム - Google Patents

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Abstract

【課題】再生可能エネルギーで得られた電力を短期のエネルギー貯蔵に適した装置及び長期のエネルギー貯蔵に適した装置に適切に貯蔵し、電力負荷に対し短期のエネルギー出力に適した装置及び長期のエネルギー出力に適した装置から適切な電力供給を行う電力システムを提供する。【解決手段】電力システム１００は、蓄電池３と、水電解装置９及び水電解装置で生成された水素を貯える水素貯蔵器１０内の水素を用いて発電する燃料電池１１を含む蓄水素エネルギー装置４と、建物内に人がいることを検知する検知器（電力計８）と、検知器の情報に基づき、再生可能エネルギーを用いた発電装置２から蓄電池及び水電解装置のそれぞれへの電力供給の優先度を決定する第１の制御と、検知器の情報に基づき、蓄電池及び燃料電池の夫々から建物内に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定する第２の制御と、の少なくともいずれか一方を実行する制御器２０とを備える。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は電力システムに関する。
近年、再生可能エネルギーで得られた電力を建物に設けられた蓄電池に供給する様々な技術が提案されている。
特許文献１では、太陽光発電装置と蓄電池に人の検出手段を備えて、系統から供給される電力の電力料金情報を取得と、蓄電池に充電されている蓄電量の電力料金の平均値から経済的な蓄電池の充放電を行う制御と、人の検出情報に基づいた複数のモードから設定して行われる建物内の設備への電力供給と、が開示されている。
また、特許文献２では、太陽光発電装置から施設への電力供給が行われない余剰電力を、日中に蓄電池と水素製造装置とにより電気と水素で貯蔵して、夜間に燃料電池と蓄電池からの電力を制御する制御手段により、発電量の予測値と電力需要量の予測値とに基づいて、日中の蓄電池と水素製造装置に供給する電力を決定すること、および、夜間の蓄電池と燃料電池から施設に供給する電力を決定することが開示されている。
特許第５５４７９０２号公報 特許第６１８９４４８号公報
しかし、従来例は、再生可能エネルギーで得られた電力を短期のエネルギー貯蔵に適した装置および長期のエネルギー貯蔵に適した装置に適切に貯蔵することについては検討されていない。また、従来例は、短期のエネルギー出力に適した装置および長期のエネルギー出力に適した装置から建物に設けられた電力負荷に適切に電力供給することについても検討されていない。
本開示の一態様(aspect)は、このような事情に鑑みてなされたものであり、再生可能エネルギーで得られた電力を短期のエネルギー貯蔵に適した装置および長期のエネルギー貯蔵に適した装置に適切に貯蔵し得る電力システムを提供する。また、本開示の一態様は、短期のエネルギー出力に適した装置および長期のエネルギー出力に適した装置から建物に設けられた電力負荷に適切な電力供給を行い得る電力システムを提供する。
上記課題を解決するため、本開示の一態様の電力システムは、蓄電池と、水電解装置と、前記水電解装置で生成された水素を貯える水素貯蔵器内の水素を用いて発電する燃料電池と、建物内に人がいることを検知する検知器と、前記検知器で検知された情報に基づき、再生可能エネルギーを用いた発電装置から前記蓄電池および前記水電解装置のそれぞれへの電力供給の優先度を決定する第１の制御と、前記検知器で検知された情報に基づき、前記蓄電池および前記燃料電池のそれぞれから前記建物内に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定する第２の制御と、の少なくともいずれか一方を実行する制御器とを備える。
本開示の一態様の電力システムは、再生可能エネルギーで得られた電力を短期のエネルギー貯蔵に適した装置および長期のエネルギー貯蔵に適した装置に適切に貯蔵し得るという効果を奏する。また、本開示の一態様の電力システムは、短期のエネルギー出力に適した装置および長期のエネルギー出力に適した装置から建物に設けられた電力負荷に適切な電力供給を行い得るという効果を奏する。
図１Ａは、実施形態の電力システムの一例を示す図である。 図１Ｂは、実施形態の電力システムの一例を示す図である。 図２は、実施形態の第１変形例の電力システムの一例を示す図である。 図３は、実施形態の第２変形例の電力システムの一例を示す図である。 図４は、実施形態の第３変形例の電力システムの一例を示す図である。
短期のエネルギー貯蔵およびエネルギー出力に適した装置として、例えば、蓄電池を挙げることができる。また、長期のエネルギー貯蔵およびエネルギー出力に適した装置として、例えば、水電解装置、水素貯蔵器および燃料電池を備える蓄水素エネルギー装置を挙げることができる。
つまり、蓄電池は、蓄水素エネルギー装置に比べて、蓄電容量が小さいが、高エネルギー変換効率で大電力を充放電できるので、短期のエネルギー貯蔵およびエネルギー出力に適している。これに対して、蓄水素エネルギー装置は、蓄電池に比べて受電および発電可能な最大電力が小さいが、蓄電容量が大きいので、長期のエネルギー貯蔵およびエネルギー出力に適している。
ここで、建物に、上記の蓄電池と蓄水素エネルギー装置とを併設するとき、建物内に人が存在する場合とそうでない場合において、蓄電池および蓄水素エネルギー装置のそれぞれへの再生可能エネルギーで得られた電力供給の優先度を決定することで電力システムの高効率な電力制御が可能であることを見出した。また、建物内に人が存在する場合とそうでない場合において、蓄電池および蓄水素エネルギー装置のそれぞれから建物に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定することで電力システムの高効率な電力制御が可能であることを見出した。
すなわち、本開示の第１態様の電力システムは、蓄電池と、水電解装置と、水電解装置で生成された水素を貯える水素貯蔵器内の水素を用いて発電する燃料電池と、建物内に人がいることを検知する検知器と、検知器で検知された情報に基づき、再生可能エネルギーを用いた発電装置から蓄電池および水電解装置のそれぞれへの電力供給の優先度を決定する第１の制御と、検知器で検知された情報に基づき、蓄電池および燃料電池のそれぞれから建物内に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定する第２の制御と、の少なくともいずれか一方を実行する制御器と、を備える。
かかる構成によると、本態様の電力システムは、再生可能エネルギーで得られた電力を短期のエネルギー貯蔵に適した蓄電池および長期のエネルギー貯蔵に適した水電解装置に適切に貯蔵し得る。これにより、電力システムの高効率な電力制御が行われる。
また、本態様の電力システムは、短期のエネルギー出力に適した蓄電池および長期のエネルギー出力に適した燃料電池から建物に設けられた電力負荷に適切な電力供給を行い得る。これにより、電力システムの高効率な電力制御が行われる。
ここで、第１の制御と、第２の制御の少なくとも一方を実行するとは、第１の制御、第２の制御、または第１の制御および第２の制御を実行することを意味する。
本開示の第２態様の電力システムは、第１態様の電力システムにおいて、検知器で建物に人がいることが検知されたとき、制御器は、第１の制御において、水電解装置よりも蓄電池を優先して、発電装置からの電力を受電させる。
検知器で建物内に人がいることが検知されたときは、この検知の以降に、建物に設けられた電力負荷の消費電力が増えることが予測される。このとき、本態様の電力システムは、水電解装置よりも高エネルギー変換効率で大電力を受電可能な蓄電池を優先して、発電装置の余剰電力を受電させることで、蓄電池の蓄電量を可能な限り増やして、電力負荷の消費電力の増加に備えることができる。
本開示の第３態様の電力システムは、第１態様または第２態様の電力システムにおいて、検知器で建物内に人がいることが検知されないとき、制御器は、第１の制御において、蓄電池よりも水電解装置を優先して、発電装置からの電力を受電させる。
検知器で建物内に人がいることが検知されないときは、この検知の以降の暫くの間は、建物に設けられた電力負荷の消費電力が増えないことが予測される。つまり、発電装置の余剰電力が生じている期間が暫くは継続すると予測される。
このとき、仮に、蓄水素エネルギー装置よりも蓄電容量が小さい蓄電池を優先して、発電装置からの電力を受電させると、早期に蓄電池が満充電状態になる可能性がある。すると、発電装置の余剰電力が生じている残りの期間において、蓄電池よりも受電可能な最大電力が小さい水電解装置のみで、この余剰電力を用いて蓄水素（受電）を行う必要がある。この場合、水電解装置で受電できなかった余剰電力は、系統に送電される可能性があるので、発電装置の余剰電力が生じている期間における、蓄電池および蓄水素エネルギー装置の蓄電量が低下する恐れがある。
そこで、本態様の電力システムは、検知器で建物内に人がいることが検知されないときは、蓄電池よりも水電解装置を優先して、発電装置の発電電力を受電させることで、蓄電池が満充電になるまでの期間を延ばすことができる。その結果、発電装置の余剰電力が生じている期間のうち、蓄電池および水電解装置の両方で受電する期間が延びる。よって、発電装置の余剰電力が生じている期間において、系統に送電される電力量を低減することができる。これにより、本態様の電力システムは、検知器で建物内に人がいることが検知されないときは、蓄電池に優先的に発電装置の発電電力を受電させる場合に比べて、蓄電池および蓄水素エネルギー装置の蓄電量を増加することができる。
本開示の第４態様の電力システムは、第１態様から第３態様のいずれか一つの電力システムにおいて、検知器で建物内に人がいることが検知されたとき、制御器は、第２の制御において、蓄電池よりも燃料電池を優先して、建物に設けられた電力負荷へ電力を供給させる。
検知器で建物内に人がいることが検知されたときは、この検知の以降に、建物に設けられた電力負荷の消費電力が増えることが予測される。そこで、発電装置の余剰電力がゼロである場合は、蓄電池よりも応答性が遅い燃料電池を起動させ、燃料電池から電力負荷に優先的に電力を供給することで、蓄電池の電力を温存できる。これにより、本態様の電力システムは、蓄電池から優先的に電力負荷へ電力を供給する場合に比べて、蓄電池および燃料電池から電力負荷に供給する電力を増やすことができる。この点について、さらに詳しく説明する。
上記のとおり、蓄電池は、蓄水素エネルギー装置に比べて、蓄電容量が小さいが、高エネルギー変換効率で大電力を出力できる。
従って、仮に蓄電池で優先的に放電させると、蓄電池の蓄電量が早期にゼロになる可能性がある。すると、発電装置の余剰電力がゼロである場合の残りの期間において、蓄水素エネルギー装置の燃料電池のみで発電が行われる。ここで、蓄水素エネルギー装置は、蓄電池に比べて、蓄電容量が大きく、かつ燃料電池の最大電力が小さいので、上記の残りの期間において、蓄水素エネルギー装置の水素貯蔵器内の水素が十分に消費されないまま、水素が残存する可能性がある。
そこで、本実施形態の電力システムは、燃料電池で優先的に発電させている。一例として、電力負荷の消費電力のうちベースになる電力を燃料電池から供給させ、電力負荷の消費電力のうち短期的な変動部分の電力を蓄電池から供給させることで、両者から供給する電力を増やすことができる。これにより、蓄電池の蓄電量がゼロになるまでの期間を延ばすことが可能になり、その結果、上記の残りの期間において、蓄水素エネルギー装置の水素貯蔵器内の水素消費量を増加させることができる。つまり、蓄電池および燃料電池から電力負荷に供給する電力を増やすことができる。
本開示の第５態様の電力システムは、第１態様から第４態様のいずれか一つの電力システムにおいて、検知器で建物内に人がいることが検知されないとき、制御器は、第２の制御において、燃料電池よりも蓄電池を優先して、電力負荷へ電力を供給させる。
検知器で建物内に人がいることが検知されないときは、この検知の以降の暫くの間は、建物に設けられた電力負荷の消費電力が増えないことが予測される。つまり、この場合、蓄電池から電力負荷に優先的に電力を供給しても、蓄電池の蓄電容量の範囲内で電力負荷の消費電力を賄うことができる。また、このとき、仮に、燃料電池から電力負荷に優先的に電力を供給する場合、燃料電池における断続的な低出力かつ低効率な運転が行われる可能性があるが、本態様の電力システムは、上記の第２の制御により、このような可能性を低減できる。
以下、添付図面を参照しながら、本開示の上記の各態様の具体例について説明する。以下で説明する具体例は、いずれも上記の各態様の一例を示すものである。よって、以下で示される形状、材料、数値、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、請求項に記載されていない限り、上記の各態様を限定するものではない。また、以下の構成要素のうち、本態様の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面において、同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状および寸法比などについては正確な表示ではない場合がある。
（実施形態）
［装置構成］
図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態の電力システムの一例を示す図である。図１Ｂには、図１の第１電力変換器５および第２電力変換器１２の具体例が示されている。
図１Ａに示す例では、電力システム１００は、建物１と、発電装置２と、蓄電池３と、蓄水素エネルギー装置４と、第１電力変換器５と、系統６、制御器２０と、を備える。ここで、蓄水素エネルギー装置４は、第２電力変換器１２と、燃料電池１１と、水素貯蔵器１０と、水電解装置９と、を備える。なお、本実施形態の電力システム１００では、図１Ｂに示すように、第１電力変換器５は、例えば、ＤＣ／ＤＣ変換器５ＡとＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂとを備える。第２電力変換器１２は、例えば、ＤＣ／ＤＣ変換器１２Ｃを備える。また、本実施形態の電力システム１００では、建物１の分電盤７に電力計８が設けられている。
発電装置２は、再生可能エネルギーを用いて発電する装置である。発電装置２により、必要に応じて、発電装置２で発電した電力が、建物１、蓄電池３および蓄水素エネルギー装置４に供給される。発電装置２は、このような発電機能を備えていれば、どのような種類であってもよい。発電装置２として、例えば、太陽電池を挙げることができる。なお、発電装置２が、太陽電池である場合、発電装置２を建物１の屋上に設置してもよい。
蓄電池３は、充放電を繰り返して使用できる電池である。蓄電池３により、必要に応じて、蓄電池３に蓄電した電力が建物１に供給される。蓄電池３は、このような蓄電機能を備えていれば、いずれの種類であってもよい。
水電解装置９は、水の電気分解により水素を生成する装置である。なお、図示を省略するが、水電解装置９で水素を生成するのに必要な機器が適宜、設けられる。例えば、水電解装置９に水を供給するための水ポンプ、水の電気分解により発生したプロトンを伝導するための電解質膜などが設けられていてもよい。また、電解質膜の主面のそれぞれに触媒層が設けられてもよい。そして、これらの触媒層の間に電圧を印加する電圧印加器が設けられていてもよい。
水素貯蔵器１０は、水電解装置９の水の電気分解により生成された水素を貯蔵する装置である。水素貯蔵器１０は、このような水素を貯蔵することができれば、どのような構成であってもよい。水素貯蔵器１０として、例えば、タンクを挙げることができる。
燃料電池１１は、水電解装置９で生成された水素を貯える水素貯蔵器１０内の水素を用いて発電する装置である。燃料電池１１により、必要に応じて、燃料電池１１で発電した電力が建物１に供給される。燃料電池１１は、このような発電機能を備えていれば、いずれの種類であってもよい。なお、燃料電池１１としては、例えば、高分子電解質形燃料電池、固体酸化物形燃料電池、燐酸形燃料電池などを挙げることができる。
また、水電解装置９と燃料電池１１は、両方の水素製造と発電の機能を兼ね備えたリバーシブル燃料電池でも良い。機能的に劣る部分もあるが、小型化が可能で、例えば、このリバーシブル燃料電池と水素貯蔵器１０との接続により、水素貯蔵器１０による水素貯蔵と、リバーシブル燃料電池による水素製造と水素を用いた発電を行うことができる。
検知器は、建物１内に人がいることを検知するセンサである。検知器は、建物１内に人がいることを検知するセンサであれば、どのようなセンサであってもよい。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、かかる検知器は、分電盤７から建物１に供給される電力を検知する電力計８であってもよい。電力計８の検知信号は、適宜の信号処理回路（図示せず）により信号処理が行われた後、制御器２０に送信される。なお、建物１内に人がいることを検知する検知器の他の例は、変形例で説明する。
検知器が、本例の如く、電力計８である場合、電力計８の検知信号が、予め設定している所定の設定値を上回るか否かに基づいて、制御器２０は、建物１内に人がいるかどうかを判定することができる。つまり、電力計８の検知信号が設定値以下の場合は、建物１内に人がいないと判定され、電力計８の検知信号が設定値を上回る場合は、建物１内に人がいると判定される。
なお、上記の設定値は、例えば、分電盤７における電力線毎に複数、設定されている方が望ましい。つまり、建物１全体で人がいるかどうかが判定されてもよいが、建物１内の個々の部屋、エリアのそれぞれで人がいるかどうかが判定される方が望ましい。
また、上記では、電力計８の検知信号と設定値との間の大小関係の比較により建物１内に人がいるかどうかを判定しているが、これに限定されない。例えば、制御器２０は、電力の変化により建物１内に人がいるかどうかを判定してもよい。一例として、瞬時に、５００Ｗから１ｋＷの消費電力の変化があると、人の操作によって沸騰ポットが操作されたことを認識できるので、制御器２０は、建物１内に人がいると判定できる。なお、沸騰ポットおよびその消費電力は例示であって、本例に限定されない。他の電気機器の使用時についても、予め消費電力の変化を把握できるので、かかる消費電力の変化により、建物１内に人がいるかどうかが判定され得る。
次に、図面を参照しながら、電力システム１００の各機器の配線および配管の構成の一例について説明する。
発電装置２および蓄電池３はそれぞれ、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａと配線２ａおよび配線３ａのそれぞれにより接続されている。また、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５ＡとＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂとが内部配線５ｃにより接続され、系統６の配電線６ａは、このＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂと配線７ａにより接続されている。そして、系統６は、上記の配電線６ａにより分電盤７と接続されている。ここで、電力計８は、分電盤７における一つまたは複数の電力信号を受信可能なように接続線（図示せず）により接続されている。建物１内では、分電盤７から建物１内の配電網（図示せず）が設けられていてもよい。つまり、分電盤７からは建物１内の複数の部屋またはエリアにそれぞれ電力線が配線されていて、これらの部屋またはエリアのそれぞれにおける消費電力が、電力計８により取得できるように構成されていてもよい。
また、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａと第２電力変換器１２のＤＣ／ＤＣ変換器１２Ｃとが、配線４ａにより接続されている。
蓄水素エネルギー装置４においては、水電解装置９および燃料電池１１がそれぞれ、第２電力変換器１２のＤＣ／ＤＣ変換器１２Ｃと配線１２ａおよび配線１２ｂのそれぞれにより接続されている。また、水電解装置９は、水素貯蔵器１０と配管９ａで接続され、水素貯蔵器１０は、燃料電池１１と配管１０ａで接続されている。これにより、水電解装置９で生成された水素を水素貯蔵器１０に一時的に貯蔵することができる。また、このような水素を適時に、水素貯蔵器１０から燃料電池１１の発電原料として供給することができる。
以上により、発電装置２で発電した電力（直流）は、適時に、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａを介して蓄電池３に供給されるとともに、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａおよび第２電力変換器１２のＤＣ／ＤＣ変換器１２Ｃを介して水電解装置９に供給される。すると、このとき、蓄電池３により充電が行われる。また、水電解装置９により、水の電気分解で水素が生成される。
また、発電装置２で発電した電力（直流）は、適時に、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａおよび第１電力変換器５のＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂをこの順に送電され、ＤＣ／ＡＣ変換器５ＢにおいてＤＣからＡＣに変換される。そして、ＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂからの電力（交流）は、系統６の配電線６ａに供給される。これにより、発電装置２で発電した電力を、必要に応じて、建物１の分電盤７に供給することも系統６に逆潮流させることもできる。
また、蓄電池３で放電した電力（直流）は、適時に、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａおよび第１電力変換器５のＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂをこの順に送電され、ＤＣ／ＡＣ変換器５ＢにおいてＤＣからＡＣに変換される。そして、ＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂからの電力（交流）は、系統６の配電線６ａに供給される。これにより、蓄電池３で放電した電力を、建物１の分電盤７に供給することができる。
また、燃料電池１１で発電した電力（直流）は、第２電力変換器１２のＤＣ／ＤＣ変換器１２Ｃ、第１電力変換器５のＤＣ／ＤＣ変換器５Ａおよび第１電力変換器５のＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂをこの順に送電され、ＤＣ／ＡＣ変換器５ＢにおいてＤＣからＡＣに変換される。そして、ＤＣ／ＡＣ変換器５Ｂからの電力（交流）は、系統６の配電線６ａに供給される。これにより、燃料電池１１で発電した電力を、建物１の分電盤７に供給することができる。
制御器２０は、電力計８で検知された情報に基づき、再生可能エネルギーを用いた発電装置２から蓄電池３および水電解装置９のそれぞれへの電力供給の優先度を決定する第１の制御と、電力計８で検知された情報に基づき、蓄電池３および燃料電池１１のそれぞれから建物１に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定する第２の制御と、の少なくともいずれか一方を実行する。なお、制御器２０は、電力システム１００の全体の動作を制御してもよい。
制御器２０は、制御機能を有するものであれば、どのような構成であってもよい。制御器２０は、例えば、演算回路（図示せず）と、制御プログラムを記憶する記憶回路（図示せず）と、を備える。演算回路として、例えば、ＭＰＵ、ＣＰＵなどを挙げることができる。記憶回路として、例えば、メモリなどを挙げることができる。制御器２０は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。
（動作）
以下、図面を参照しながら、本実施形態の電力システム１００の動作の一例について説明する。
以下の動作は、制御器２０の演算回路が、制御器２０の記憶回路から読みだした制御プログラムにより行われてもよい。ただし、以下の動作を制御器２０で行うことは、必ずしも必須ではない。操作者が、その一部の動作を行ってもよい。
発電装置２の発電中、発電装置２の発電電力により建物１に設けられた電力負荷の消費電力を賄うことができる場合は、第１電力変換器５から電力負荷の消費電力が分電盤７に供給されるとともに、発電装置２の発電電力のうちの余剰電力が、必要に応じて、蓄電池３、水電解装置９および系統６のうちの少なくともいずれか一つに供給される。このとき、本実施形態の電力システム１００では、電力計８で検知された情報に基づき、再生可能エネルギーを用いた発電装置２から蓄電池３および水電解装置９のそれぞれへの電力供給の優先度を決定する第１の制御が行われる。なお、第１の制御の具体例は、第１実施例で説明する。
また、発電装置２の発電中、発電装置２の発電電力により建物１に設けられた電力負荷の消費電力を賄うことができない場合は、電力負荷の消費電力のうちの不足分が、必要に応じて、蓄電池３、燃料電池１１および系統６のうちの少なくともいずれか一つから分電盤７に供給される。また、発電装置２の発電停止中は、建物１に設けられた電力負荷の消費電力は、必要に応じて、蓄電池３、燃料電池１１および系統６のうちの少なくともいずれか一つから分電盤７に供給される。これらの場合、本実施形態の電力システム１００では、電力計８で検知された情報に基づき、蓄電池３および燃料電池１１のそれぞれから建物１に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定する第２の制御が行われる。なお、第２の制御の具体例は、第２実施例で説明する。
以上のとおり、本実施形態の電力システム１００は、再生可能エネルギーで得られた電力を短期のエネルギー貯蔵に適した蓄電池３および長期のエネルギー貯蔵に適した水電解装置９に適切に貯蔵し得る。これにより、電力システム１００の高効率な電力制御が行われる。
また、本実施形態の電力システム１００は、短期のエネルギー出力に適した蓄電池３および長期のエネルギー出力に適した燃料電池１１から建物に設けられた電力負荷に適切な電力供給を行い得る。これにより、電力システム１００の高効率な電力制御が行われる。
（第１実施例）
本実施例の電力システム１００は、以下に説明する制御器２０の制御内容以外は、実施形態の電力システム１００と同様である。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されたとき、制御器２０は、上記の第１の制御において、水電解装置９よりも蓄電池３を優先して、再生可能エネルギーを用いた発電装置２からの電力を受電させる。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されないとき、制御器２０は、上記の第１の制御において、蓄電池３よりも水電解装置９を優先して、再生可能エネルギーを用いた発電装置２からの電力を受電させる。
以下の表１には、制御器２０による第１の制御の一例が示されている。なお、本実施例で使用する記号を以下に定義する。
＜記号の定義＞
・Ｗｓ：発電装置２の余剰電力
・Ｗｓｉｘ：蓄電池３に充電可能な最大電力
・Ｗｈｉｘ：水電解装置９に受電可能な最大電力
Ｗｓｉｘは、例えば、蓄電池３を充電する充電器（図示せず）の最大出力に対応してもよい。また、Ｗｈｉｘは、例えば、第２電力変換器１２の最大出力に対応してもよい。
上記の表１には、発電装置２で余剰電力Ｗｓが生じている場合（Ｗｓ＞０の場合）の電力制御が記載されている。
表１の上段に示すように、電力計８で建物１内に人がいることが検知されると、まず、水電解装置９よりも蓄電池３を優先して、発電装置２の余剰電力Ｗｓの範囲内で、最大電力Ｗｓｉｘまで蓄電池３で充電（蓄電）が行われる。つまり、余剰電力Ｗｓが最大電力Ｗｓｉｘよりも小さい場合（Ｗｓ＜Ｗｓｉｘの場合）、蓄電池３に余剰電力Ｗｓの全量が供給され、水電解装置９に余剰電力Ｗｓが供給されない。
一方、余剰電力Ｗｓが最大電力Ｗｓｉｘよりも大きい場合（Ｗｓ＞Ｗｓｉｘの場合）、余剰電力Ｗｓのうちの残りの電力（Ｗｓ−Ｗｓｉｘ）の範囲内で、最大電力Ｗｈｉｘまで水電解装置９に受電させる。すると、水電解装置９で生成された水素が水素貯蔵器１０に貯えられることで、蓄水素エネルギー装置４において、蓄水素（蓄電）が行われる。
なお、余剰電力Ｗｓが最大電力Ｗｓｉｘおよび最大電力Ｗｈｉｘの総和よりも大きい場合（Ｗｓ＞（Ｗｓｉｘ＋Ｗｈｉｘ））の場合、電力（Ｗｓ−Ｗｓｉｘ−Ｗｈｉｘ）が系統６に送電される（例えば、売電される）。
以上の電力制御が行われる理由は以下の通りである。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されたときは、この検知の以降に、建物１に設けられた電力負荷の消費電力が増えることが予測される。このとき、水電解装置９よりも高エネルギー変換効率で大電力を受電可能な蓄電池３を優先して、発電装置２の余剰電力Ｗｓを受電させることで、蓄電池３の蓄電量を可能な限り増やして、電力負荷の消費電力の増加に備えることができる。
次に、表１の下段に示すように、電力計８で建物１内に人がいることが検知されない場合、まず、蓄電池３よりも水電解装置９を優先して、発電装置２の余剰電力Ｗｓの範囲内で、最大電力Ｗｈｉｘまで水電解装置９に受電させる。つまり、余剰電力Ｗｓが最大電力Ｗｈｉｘよりも小さい場合（Ｗｓ＜Ｗｈｉｘの場合）、水電解装置９に余剰電力Ｗｓの全量が供給され、蓄電池３に余剰電力Ｗｓが供給されない。すると、水電解装置９で生成された水素が水素貯蔵器１０に貯えられることで、蓄水素エネルギー装置４において、蓄水素（蓄電）が行われる。
一方、余剰電力Ｗｓが最大電力Ｗｈｉｘよりも大きい場合（Ｗｓ＞Ｗｈｉｘの場合）、余剰電力Ｗｓのうちの残りの電力（Ｗｓ−Ｗｈｉｘ）の範囲内で、最大電力Ｗｓｉｘまで蓄電池３で充電（蓄電）が行われる。
なお、余剰電力Ｗｓが最大電力Ｗｓｉｘおよび最大電力Ｗｈｉｘの総和よりも大きい場合（Ｗｓ＞（Ｗｓｉｘ＋Ｗｈｉｘ））の場合、電力（Ｗｓ−Ｗｓｉｘ−Ｗｈｉｘ）が系統６に送電される（例えば、売電される）。
以上の電力制御が行われる理由は以下の通りである。
検知器で建物１内に人がいることが検知されないときは、この検知の以降の暫くの間は、建物１に設けられた電力負荷の消費電力が増えないことが予測される。つまり、発電装置２の余剰電力Ｗｓが生じている期間が暫くは継続すると予測される。
このとき、仮に、蓄水素エネルギー装置４（水電解装置９および水素貯蔵器１０）よりも蓄電容量が小さい蓄電池３を優先して、発電装置２の発電電力を受電させると、早期に蓄電池３が満充電状態になる可能性がある。すると、発電装置２の余剰電力Ｗｓが生じている残りの期間において、蓄電池３よりも受電可能な最大電力が小さい水電解装置９のみで、この余剰電力Ｗｓを用いて蓄水素（受電）を行う必要がある。この場合、水電解装置９で受電できなかった余剰電力Ｗｓは、系統６に送電される可能性があるので、発電装置２の余剰電力Ｗｓが生じている期間における、蓄電池３および蓄水素エネルギー装置４の蓄電量が低下する恐れがある。
なお、蓄水素エネルギー装置４の蓄電量とは、電力を用いて水電解装置９により水の電気分解で生成することで水素貯蔵器１０に貯えられる蓄水素量を、燃料電池１１の発電量として換算した値に相当する。蓄水素エネルギー装置４の蓄電容量とは、水素貯蔵器１０の蓄水素容量を燃料電池１１の発電量として換算した値に相当する。また、蓄電池３および蓄水素エネルギー装置４の蓄電量とは、発電装置２の余剰電力Ｗｓを用いた蓄電池３の充電量と、上記の蓄水素エネルギー装置４の蓄電量との総和に相当する。
そこで、本実施形態の電力システム１００は、電力計８で建物１内に人がいることが検知されないときは、蓄電池３よりも水電解装置９を優先して、発電装置２の発電電力を受電させることで、蓄電池３が満充電になるまでの期間を延ばすことができる。その結果、発電装置２の余剰電力Ｗｓが生じている期間のうち、蓄電池３および水電解装置９の両方で受電する期間が延びる。よって、発電装置２の余剰電力Ｗｓが生じている期間において、系統６に送電される電力量を低減することができる。これにより、本実施形態の電力システム１００は、電力計８で建物１内に人がいることが検知されないときは、蓄電池３に優先的に発電装置２の発電電力を受電させる場合に比べて、蓄電池３および蓄水素エネルギー装置４の蓄電量を増加することができる。
なお、建物１内に人が不在の場合、建物１に設けられた電力負荷の消費電力が小さく、余剰電力Ｗｓが生じている期間の継続性を見込むことができる。よって、水電解装置９に優先的に余剰電力Ｗｓを受電させるように制御しても、蓄水素エネルギー装置４の起動および停止の回数は少ないと考えられ、電力システム１００の効率低下を抑制できる。
本実施例の電力システム１００は、上記の特徴以外は、実施形態の電力システム１００と同様であってもよい。
（第２実施例）
本実施例の電力システム１００は、以下に説明する制御器２０の制御内容以外は、実施形態の電力システム１００と同様である。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されたとき、制御器２０は、上記の第２の制御において、蓄電池３よりも燃料電池１１を優先して、建物１に設けられた電力負荷へ電力を供給させる。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されないとき、制御器２０は、上記の第２の制御において、燃料電池１１よりも蓄電池３を優先して、建物１に設けられた電力負荷へ電力を供給させる。
以下の表２には、制御器２０による第２の制御の一例が示されている。なお、本実施例で使用する記号を以下に定義する。
＜記号の定義＞
・Ｗ０：建物１に設けられた電力負荷の消費電力
・Ｗｓｏｘ：蓄電池３が放電可能な最大電力
・Ｗｈｏｘ：燃料電池１１が発電可能な最大電力
上記の表２には、発電装置２で余剰電力Ｗｓが生じていない場合（Ｗｓ＝０の場合）のの電力制御が記載されている。
表２の上段に示すように、電力計８で建物１内に人がいることが検知されると、まず、蓄電池３よりも燃料電池１１を優先して、建物１に設けられた電力負荷の消費電力Ｗ０の範囲内で、最大電力Ｗｈｏｘまで燃料電池１１で発電が行われる。つまり、消費電力Ｗ０が最大電力Ｗｈｏｘよりも小さい場合（Ｗ０＜Ｗｈｏｘ場合）、燃料電池１１で消費電力Ｗ０の全量が発電され、蓄電池３で放電させない。
一方、消費電力Ｗ０が最大電力Ｗｈｏｘよりも大きい場合（Ｗ０＞Ｗｈｏｘの場合）、消費電力Ｗ０のうちの残りの電力（Ｗ０−Ｗｈｏｘ）の範囲内で、最大電力Ｗｓｏｘまで蓄電池３で放電させる。
なお、消費電力Ｗ０が最大電力Ｗｓｏｘおよび最大電力Ｗｈｏｘの総和よりも大きい場合（Ｗ０＞（Ｗｓｏｘ＋Ｗｈｏｘ））の場合、電力（Ｗ０−Ｗｓｏｘ−Ｗｈｏｘ）を系統６から受電する。
以上の電力制御が行われる理由は以下の通りである。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されたときは、この検知の以降に、建物１に設けられた電力負荷の消費電力Ｗ０が増えることが予測される。そこで、発電装置２の余剰電力Ｗｓがゼロである場合（Ｗｓ＝０の場合）は、蓄電池３よりも応答性が遅い燃料電池１１を起動させ、燃料電池１１から電力負荷に優先的に電力を供給することで、蓄電池３の電力を温存できる。これにより、本実施形態の電力システム１００は、蓄電池３から優先的に電力負荷へ電力を供給する場合に比べて、蓄電池３および燃料電池１１から電力負荷に供給する電力を増やすことができる。この点について、さらに詳しく説明する。
上記のとおり、蓄電池３は、蓄水素エネルギー装置４に比べて、蓄電容量が小さいが、高エネルギー変換効率で大電力を出力できる。
従って、仮に蓄電池３で優先的に放電させると、蓄電池３の蓄電量が早期にゼロになる可能性がある。すると、発電装置２の余剰電力Ｗｓがゼロである場合（Ｗｓ＝０の場合）の残りの期間において、蓄水素エネルギー装置４の燃料電池１１のみで発電が行われる。ここで、蓄水素エネルギー装置４は、蓄電池３に比べて、蓄電容量が大きく、かつ燃料電池１１の最大電力が小さいので、上記の残りの期間において、蓄水素エネルギー装置４の水素貯蔵器１０内の水素が十分に消費されないまま、水素が残存する可能性がある。
そこで、本実施形態の電力システム１００は、燃料電池１１で優先的に発電させている。一例として、電力負荷の消費電力Ｗ０のうちベースになる電力を燃料電池１１から供給させ、電力負荷の消費電力Ｗ０のうち短期的な変動部分の電力を蓄電池３から供給させることで、両者から供給する電力を増やすことができる。これにより、蓄電池３の蓄電量がゼロになるまでの期間を延ばすことが可能になり、その結果、上記の残りの期間において、蓄水素エネルギー装置４の水素貯蔵器１０内の水素消費量を増加させることができる。つまり、蓄電池３および燃料電池１１から電力負荷に供給する電力を増やすことができる。
なお、建物１内に人が存在する場合、建物１に設けられた電力負荷への電力供給を継続的に見込むことができる。よって、燃料電池１１で優先的に発電するように制御しても、蓄水素エネルギー装置４の起動および停止の回数は少ないと考えられ、電力システム１００の効率低下を抑制できる。
次に、表１の下段に示すように、電力計８で建物１内に人がいることが検知されない場合、まず、燃料電池１１よりも蓄電池３を優先して、建物１に設けられた電力負荷の消費電力Ｗ０の範囲内で、最大電力Ｗｓｏｘまで蓄電池３で放電させる。つまり、消費電力Ｗ０が最大電力Ｗｓｏｘよりも小さい場合（Ｗ０＜Ｗｓｏｘ場合）、蓄電池３の放電で消費電力Ｗ０の全量が賄われ、燃料電池１１で発電させない。
一方、消費電力Ｗ０が最大電力Ｗｓｏｘよりも大きい場合（Ｗ０＞Ｗｓｏｘの場合）、消費電力Ｗ０のうちの残りの電力（Ｗ０−Ｗｓｏｘ）の範囲内で、最大電力Ｗｈｏｘまで燃料電池１１で発電させる。
なお、消費電力Ｗ０が最大電力Ｗｓｏｘおよび最大電力Ｗｈｏｘの総和よりも大きい場合（Ｗ０＞（Ｗｓｏｘ＋Ｗｈｏｘ））の場合、電力（Ｗ０−Ｗｓｏｘ−Ｗｈｏｘ）を系統６から受電する。
以上の電力制御が行われる理由は以下の通りである。
電力計８で建物１内に人がいることが検知されないときは、この検知の以降の暫くの間は、建物１に設けられた電力負荷の消費電力Ｗ０が増えないことが予測される。つまり、この場合、蓄電池３から電力負荷に優先的に電力を供給しても、蓄電池３の蓄電容量の範囲内で電力負荷の消費電力Ｗ０を賄うことができる。また、このとき、仮に、燃料電池１１から電力負荷に優先的に電力を供給する場合、燃料電池１１における断続的な低出力かつ低効率な運転が行われる可能性があるが、本実施形態の電力システム１００は、上記の第２の制御により、このような可能性を低減できる。
本実施例の電力システム１００は、上記の特徴以外は、実施形態または実施形態の第１実施例の電力システム１００と同様であってもよい。
（第１変形例）
図２は、実施形態の第１変形例の電力システムの一例を示す図である。
図２の電力システム１００は、建物１内に人がいることを検知する検知器として、電力計８に代えて、人感センサ１３を用いること以外は、図１Ａの電力システム１００と同様である。
人感センサ１３は、人を感知するセンサである。人感センサ１３として、例えば、赤外線センサを用いることができるが、これに限定されない。人感センサ１３は、例えば、建物１の出入口に取り付けられていてもよいし、建物１内の適宜の部屋に設けられていてもよい。なお、図２では、建物１内の部屋は、一つしか示されていないが、建物１内の部屋が複数である場合は、部屋のそれぞれに、人感センサ１３が設けられていてもよい。この場合、建物１内に存在する人の検知精度を向上できるが、コストが嵩むので、費用対効果を考慮する方がよい。
人感センサ１３により人が感知されると、人感センサ１３において、所定の信号が発生する。人感センサ１３の検知信号は、適宜の信号処理回路（図示せず）により信号処理が行われた後、制御器２０に送信される。これにより、制御器２０が、建物１内に人がいるかどうかを判定することができる。
本変形例の電力システム１００は、上記の特徴以外は、実施形態、実施形態の第１実施例および実施形態の第２実施例のいずれかの電力システム１００と同様であってもよい。つまり、本変形例の電力システム１００は、実施形態、実施形態の第１実施例および実施形態の第２実施例のいずれかの電力システム１００と同様に、第１の制御および第２の制御の少なくともいずれか一方を実行することにより、電力システム１００の高効率な電力制御が行われる。
（第２変形例）
図３は、実施形態の第２変形例の電力システムの一例を示す図である。
図３の電力システム１００は、建物１内に人がいることを検知する検知器として、電力計８に代えて、ＣＯ２ガスセンサ１５を用いること以外は、図１Ａの電力システム１００と同様である。
ＣＯ２ガスセンサ１５は、建物１内の適所に設けられ、人の呼吸により発生するＣＯ２を検知するセンサである。ＣＯ２ガスセンサ１５は、例えば、建物１の部屋のＣＯ２濃度を適切に換気設備で調整するために設けられることが多い。なお、図３では、建物１内の部屋は、一つしか示されていないが、建物１内の部屋が複数である場合は、部屋のそれぞれに、ＣＯ２ガスセンサ１５が設けられていてもよい。この場合、建物１内に存在する人の検知精度を向上できるが、コストが嵩むので、費用対効果を考慮する方がよい。
建物１内に人が存在する場合、人の呼吸によりＣＯ２濃度が上昇する。そして、ＣＯ２ガスセンサ１５で測定するＣＯ２濃度が所定の設定値を上回ると、ＣＯ２ガスセンサ１５において、所定の信号が発生する。ＣＯ２ガスセンサ１５の検知信号は、適宜の信号処理回路（図示せず）により信号処理が行われた後、適時に制御器２０に送信される。これにより、制御器２０が、建物１内に人がいるかどうかを判定することができる。
通常、空気中のＣＯ２濃度は約４００ｐｐｍ以下であるので、上記の設定値として、例えば、約５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ程度のＣＯ２濃度を用いてもよい。なお、この設定値は例示であって、本例に限定されない。
ここで、第１変形例の人感センサ１３の一例である赤外線センサでは、例えば、部屋内の家具または複雑な作りなどにより赤外線上に人が存在しない場合、建物１内に人がいることを検知困難であるが、ＣＯ２ガスセンサ１５は、このような場合であっても、ＣＯ２ガスセンサ１５と人が空間的に遮られない限り、建物１内に人がいることを適切に検知することができる。
本変形例の電力システム１００は、上記の特徴以外は、実施形態、実施形態の第１実施例および実施形態の第２実施例のいずれかの電力システム１００と同様であってもよい。つまり、本変形例の電力システム１００は、実施形態、実施形態の第１実施例および実施形態の第２実施例のいずれかの電力システム１００と同様に、第１の制御および第２の制御の少なくともいずれか一方を実行することにより、電力システム１００の高効率な電力制御が行われる。
（第３変形例）
図４は、実施形態の第３変形例の電力システムの一例を示す図である。
図４の電力システム１００は、建物１内に人がいることを検知する検知器として、電力計８に代えて、振動センサ１７を用いること以外は、図１Ａの電力システム１００と同様である。
振動センサ１７は、建物１の床に設けられ、人の歩行などにより建物１内に発生する振動を検知するセンサである。振動センサ１７は、建物１の床の振動をピックアップして検知するセンサであれば、どのような構成であってもよい。振動センサ１７は、接触式の振動センサでもよいし、非接触式の振動センサでもよい。接触式の振動センサとして、例えば、圧電素子、電磁型センサなどを挙げることができるが、これらに限定されない。非接触式の振動センサとして、例えば、静電容量型センサ、渦電流型センサ、レーザドップラ型センサなどを挙げることができるが、これらに限定されない。なお、図４では、建物１内の部屋は、一つしか示されていないが、建物１内の部屋が複数である場合は、部屋のそれぞれに、振動センサ１７が設けられていてもよい。この場合、建物１内に存在する人の検知精度を向上できる。例えば、振動センサ１７が一つの場合、建物１全体に亘って人の歩行による振動を単一の振動センサ１７により検知する必要がある。このため、振動センサ１７から離れた位置に人が存在する場合、振動センサ１７には、低レベルの微振動しか伝わらないので、制御器２０は、人が建物１内に存在しないと誤判定する可能性がある。但し、複数の振動センサ１７の設置は、コストが嵩むので、費用対効果を考慮する方がよい。
建物１内で人が歩行すると、建物１の床に振動が発生する。そして、振動センサ１７で測定する振動が所定の設定値を上回ると、振動センサ１７において、所定の信号が発生する。振動センサ１７の検知信号は、適宜の信号処理回路（図示せず）により信号処理が行われた後、制御器２０に送信される。これにより、制御器２０が、建物１内に人がいるかどうかを判定することができる。
通常、建物１内に人が不在であっても、建物１の床には微振動が発生する。よって、このような微振動を振動センサ１７が誤検知しないように、上記の設定値が閾値として設定されている。
ここで、第１変形例の人感センサ１３の一例である赤外線センサでは、例えば、部屋内の家具または複雑な作りなどにより赤外線上に人が存在しない場合、建物１内に人がいることを検知困難であるが、振動センサ１７は、このような場合であっても、振動センサ１７に人の歩行による振動が伝播される限り、建物１内に人がいることを適切に検知することができる。
また、人の歩行による振動は、加速度、変位量および周波数などの様々な特性を備える。よって、振動センサ１７で検知される振動の特性の解析に基づいて、建物１内における人の活動内容、大人か子供かなどの人の属性を知ることができる。
本変形例の電力システム１００は、上記の特徴以外は、実施形態、実施形態の第１実施例および実施形態の第２実施例のいずれかの電力システム１００と同様であってもよい。つまり、本変形例の電力システム１００は、実施形態、実施形態の第１実施例および実施形態の第２実施例のいずれかの電力システム１００と同様に、第１の制御および第２の制御の少なくともいずれか一方を実行することにより、電力システム１００の高効率な電力制御が行われる。
なお、実施形態、実施形態の第１実施例−第２実施例および実施形態の第１変形例−第３変形例は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせても構わない。
また、上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良および他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
例えば、上記では、建物１内に人がいることを検知する検知器として、電力計８、人感センサ１３、ＣＯ２ガスセンサ１５および振動センサ１７を例示したが、これらに限定されない。例えば、エネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳ）、ホームハブなどと接続して、人とのインタフェースを備えた機器から建物１内の人の存否の信号を制御器２０が受信してもよい。ここで、人とのインタフェースを備えた機器とは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、パソコンなどの情報端末を挙げることができる。
１ ：建物
２ ：発電装置
２ａ ：配線
３ ：蓄電池
３ａ ：配線
４ ：蓄水素エネルギー装置
４ａ ：配線
５ ：第１電力変換器
５Ａ ：ＤＣ／ＤＣ変換器
５Ｂ ：ＤＣ／ＡＣ変換器
５ｃ ：内部配線
６ ：系統
６ａ ：配電線
７ ：分電盤
７ａ ：配線
８ ：電力計
９ ：水電解装置
９ａ ：配管
１０ ：水素貯蔵器
１０ａ ：配管
１１ ：燃料電池
１２ ：第２電力変換器
１２Ｃ ：ＤＣ／ＤＣ変換器
１２ａ ：配線
１２ｂ ：配線
１３ ：人感センサ
１５ ：ＣＯ２ガスセンサ
１７ ：振動センサ
２０ ：制御器
１００ ：電力システム

Claims (5)

  1. 蓄電池と、
    水電解装置と、
    前記水電解装置で生成された水素を貯える水素貯蔵器内の水素を用いて発電する燃料電池と、
    建物内に人がいることを検知する検知器と、
    前記検知器で検知された情報に基づき、再生可能エネルギーを用いた発電装置から前記蓄電池および前記水電解装置のそれぞれへの電力供給の優先度を決定する第１の制御と、前記検知器で検知された情報に基づき、前記蓄電池および前記燃料電池のそれぞれから前記建物内に設けられた電力負荷への電力供給の優先度を決定する第２の制御と、の少なくともいずれか一方を実行する制御器とを備える、電力システム。
  2. 前記検知器で建物内に人がいることが検知されたとき、前記制御器は、前記第１の制御において、前記水電解装置よりも前記蓄電池を優先して、前記発電装置からの電力を受電させる、請求項１記載の電力システム。
  3. 前記検知器で建物内に人がいることが検知されないとき、前記制御器は、前記第１の制御において、前記蓄電池よりも前記水電解装置を優先して、前記発電装置からの電力を受電させる、請求項１または２記載の電力システム。
  4. 前記検知器で建物内に人がいることが検知されたとき、前記制御器は、前記第２の制御において、前記蓄電池よりも前記燃料電池を優先して、前記電力負荷へ電力を供給させる、請求項１−３のいずれか１項に記載の電力システム。
  5. 前記検知器で建物内に人がいることが検知されないとき、前記制御器は、前記第２の制御において、前記燃料電池よりも前記蓄電池を優先して、前記電力負荷へ電力を供給させる、請求項１−４のいずれか１項に記載の電力システム。


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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021118574A (ja) * 2020-01-23 2021-08-10 東京電力ホールディングス株式会社 エネルギー管理システム、エネルギー管理装置、エネルギー管理方法、及び制御プログラム
JP7441121B2 (ja) 2020-06-05 2024-02-29 本田技研工業株式会社 電力調整システム、電力調整方法、及びプログラム

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113424342A (zh) * 2019-02-12 2021-09-21 松下知识产权经营株式会社 电力供给系统、电力供给系统的控制装置以及控制方法
CN110518865B (zh) * 2019-08-09 2021-07-20 华南理工大学 一种风电-光电耦合的工业规模稳定供氢系统
EP4189798A1 (en) * 2021-10-21 2023-06-07 8Me Nova, Llc Systems and methods for renewable powerplant serving multiple loads
US20230202315A1 (en) * 2021-12-27 2023-06-29 Newton Howard Hydrogen-based power storage unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003209994A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発電システムおよびその制御方法
JP2007299200A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Osaka Gas Co Ltd ロードサーベイシステム
JP2011232903A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Sekisui Chem Co Ltd 予測表示サーバ及び予測表示システム
JP2013093934A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Sony Corp 電力需要予測装置、電力需要予測方法、電力需要予測システムおよび電力異常検出システム
JP2014195346A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Daiwa House Industry Co Ltd 試算装置及び試算方法
WO2017013751A1 (ja) * 2015-07-21 2017-01-26 株式会社 東芝 電力供給システム、制御装置、および電力供給方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5441589A (en) 1977-09-07 1979-04-02 Keijirou Habara Broken bone reposition and fixing instrument
JP3295185B2 (ja) * 1993-09-09 2002-06-24 光洋精工株式会社 軸受の異常検出装置
US6559621B2 (en) * 2001-05-21 2003-05-06 Cellex Power Products, Inc. Hybrid energy storage device charge equalization system and method
US6674263B2 (en) * 2002-06-05 2004-01-06 Kodjo Agbossou Control system for a renewable energy system
US7119458B2 (en) * 2002-10-01 2006-10-10 Mti Microfuel Cells, Inc. A/C—D/C power system with internal fuel cell
JP4768216B2 (ja) * 2003-06-03 2011-09-07 株式会社日立製作所 学習制御を有する燃料電池発電システム
US7187280B2 (en) * 2003-07-31 2007-03-06 Techko, Inc. Alarm system with thin profile
US8019445B2 (en) * 2004-06-15 2011-09-13 Intelligent Generation Llc Method and apparatus for optimization of distributed generation
JP4775790B2 (ja) * 2005-02-24 2011-09-21 サンエス電気通信株式会社 自然エネルギーを有効利用する発電システム，
US7274975B2 (en) * 2005-06-06 2007-09-25 Gridpoint, Inc. Optimized energy management system
JP2007067312A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Jipangu Energy:Kk 太陽光利用の給電システム
TWI474694B (zh) * 2006-02-22 2015-02-21 Koninkl Philips Electronics Nv 於展頻快速無線電網路中用於安靜期管理的二階架構之系統、裝置及方法
KR20100061453A (ko) * 2007-07-25 2010-06-07 트루라이트 인크. 하이브리드 전력의 생성 및 사용을 관리하는 장치, 시스템 및 방법
US20100017045A1 (en) * 2007-11-30 2010-01-21 Johnson Controls Technology Company Electrical demand response using energy storage in vehicles and buildings
US20090189445A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Renewable Energy Holdings, Llc Renewable energy management and storage system
US8823277B2 (en) * 2008-04-14 2014-09-02 Digital Lumens Incorporated Methods, systems, and apparatus for mapping a network of lighting fixtures with light module identification
JP5547902B2 (ja) * 2009-03-27 2014-07-16 トヨタホーム株式会社 電力供給制御装置
US8315745B2 (en) * 2009-04-24 2012-11-20 Hunter Defense Technologies, Inc. Mobile micro-grid power system controller and method
FR2972867B1 (fr) * 2011-03-17 2014-02-07 Cassidian Sas Systeme d'alimentation electrique hybride autonome d'un equipement electrique et unite et procede de gestion du systeme
US9408268B2 (en) * 2012-06-19 2016-08-02 Wireless Environment, Llc Group management of a wireless power outage lighting system
US20140062692A1 (en) * 2012-09-05 2014-03-06 Honeywell Inernational Inc. Motion Detector with Shock Detection
JP2014082867A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Toshiba Corp 電源制御システム、制御装置及び制御方法
EP2869377A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-06 Total Marketing Services Power generation system
JP2015139066A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社デンソー 在不在判定装置
JP6635654B2 (ja) * 2014-03-04 2020-01-29 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 ワイヤレスフットスイッチ及びｘ線診断システム
JP5866079B1 (ja) * 2014-11-12 2016-02-17 株式会社東芝 電力供給システム
EP3381102B1 (de) * 2015-11-25 2021-07-07 HPS Home Power Solutions GmbH Hausenergieanlage und betriebsverfahren zum betreiben einer hausenergieanlage
US10615436B2 (en) * 2015-12-22 2020-04-07 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Fuel cell to power electronic components
KR20180045572A (ko) * 2016-10-26 2018-05-04 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그의 동작을 제어하는 방법
DE102017000441A1 (de) * 2017-01-19 2018-07-19 e.solutions GmbH Eingabevorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Eingabe
US20180375444A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Johnson Controls Technology Company Building system with vibration based occupancy sensors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003209994A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発電システムおよびその制御方法
JP2007299200A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Osaka Gas Co Ltd ロードサーベイシステム
JP2011232903A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Sekisui Chem Co Ltd 予測表示サーバ及び予測表示システム
JP2013093934A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Sony Corp 電力需要予測装置、電力需要予測方法、電力需要予測システムおよび電力異常検出システム
JP2014195346A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Daiwa House Industry Co Ltd 試算装置及び試算方法
WO2017013751A1 (ja) * 2015-07-21 2017-01-26 株式会社 東芝 電力供給システム、制御装置、および電力供給方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021118574A (ja) * 2020-01-23 2021-08-10 東京電力ホールディングス株式会社 エネルギー管理システム、エネルギー管理装置、エネルギー管理方法、及び制御プログラム
JP7441121B2 (ja) 2020-06-05 2024-02-29 本田技研工業株式会社 電力調整システム、電力調整方法、及びプログラム

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