JP2020170595A - 熱電併給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】充放電装置が供給する電力で熱源機を動作させることができ、熱源機が熱電併給装置からの電力供給に先立って始動しないように構成された熱電併給システムの提供。【解決手段】熱電併給システムにおいて、給電装置7は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になることで熱源機6に対する電力供給が停止した状態から、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給可能な状態になった場合、熱電併給装置20が自立運転を開始して熱電併給装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給する。【選択図】図3
Description
本発明は、熱電併給装置と、熱電併給装置で発生した熱を回収した熱媒体を加熱して熱利用装置に供給できる熱源機とを備える熱電併給システムに関する。
特許文献1には、熱電併給装置(燃料電池11)と、熱電併給装置で発生した熱を回収した熱媒体を加熱して熱利用装置に供給できる熱源機(貯湯ユニット2が備える補助熱源機)とを備える熱電併給システムが記載されている。この熱電併給システムでは、停電時など、電力系統から電力が正常に供給されていない場合、熱電併給装置が自立運転を行って自立運転コンセントに電力を供給し、その自立運転コンセントから熱源機に電力を供給できるように構成されている。また、特許文献1に記載の熱電併給システムでは、複数の自立運転コンセントが用意されており、別の電力消費装置に電力を併せて供給することもできる。
また、特許文献1に記載の熱電併給システムでは、熱電併給装置と熱源機とが一体で運用されており、動作中の熱電併給装置及び熱源機が通信線(62)を介して通信を行って、必要な情報のやり取りを行っている。
また、特許文献1に記載の熱電併給システムでは、熱電併給装置と熱源機とが一体で運用されており、動作中の熱電併給装置及び熱源機が通信線(62)を介して通信を行って、必要な情報のやり取りを行っている。
熱源機は風呂追い炊き用途や凍結防止用途などで用いられるため、消費電力が例えば数W〜300W程度まで大きく変わる。そのため、熱電併給装置の自立出力に熱源機とその他の電力消費装置を使うと消費電力が過剰になり、熱電併給装置が自立出力を停止する可能性がある。
そこで、電力系統から電力が正常に供給されていない場合、熱源機には充放電装置から電力を供給する形態が考えられる。
尚、特許文献1に記載されているような熱電併給システムに充放電装置を追加した構成を想定すると、停電時など、電力系統から電力が正常に供給されなくなった場合、熱電併給装置が自立運転を開始する前に、充放電装置から供給される電力によって熱源機が動作を開始し、熱源機から熱電併給装置へ通信線(62)を介した通信が行われる可能性がある。そのような場合、熱電併給装置は、自身が未だ自立運転を行っていないのに熱源機が動作を開始したことに関してエラーを発生する可能性がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、充放電装置が供給する電力で熱源機を動作させることができ、熱源機が熱電併給装置からの電力供給に先立って始動しないように構成された熱電併給システムを提供する点にある。
上記目的を達成するための本発明に係る熱電併給システムの特徴構成は、電力系統から交流線への電力供給が正常に行われる正常状態になると第1連系出力線を介して前記交流線に発電電力を出力する連系運転を行い、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された第1自立出力線に発電電力を出力する自立運転を行うように構成されている熱電併給装置と、
前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われる正常状態になると第2連系出力線を介して前記交流線との間で電力の充放電を行うことができる連系運転を行い、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された第2自立出力線へ電力の放電を行うことができる自立運転を行うように構成されている充放電装置と、
前記熱電併給装置で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能な加熱部を有し、当該熱媒体を熱利用装置に供給できる熱源機と、
前記熱電併給装置及び前記充放電装置及び前記電力系統のうちの少なくとも一つから供給される電力を前記熱源機に供給する給電装置とを備え、
前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記充放電装置が前記自立運転を開始して電力を前記第2自立出力線に供給可能な状態になった場合、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する点にある。
前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われる正常状態になると第2連系出力線を介して前記交流線との間で電力の充放電を行うことができる連系運転を行い、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された第2自立出力線へ電力の放電を行うことができる自立運転を行うように構成されている充放電装置と、
前記熱電併給装置で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能な加熱部を有し、当該熱媒体を熱利用装置に供給できる熱源機と、
前記熱電併給装置及び前記充放電装置及び前記電力系統のうちの少なくとも一つから供給される電力を前記熱源機に供給する給電装置とを備え、
前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記充放電装置が前記自立運転を開始して電力を前記第2自立出力線に供給可能な状態になった場合、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する点にある。
上記特徴構成によれば、電力系統から交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで熱源機に対する電力供給が停止した状態から、充放電装置が自立運転を開始して電力を第2自立出力線に供給可能な状態になったとしても、熱電併給装置の発電電力が第1自立出力線に供給されていなければ、給電装置は、熱源機に電力を供給しない。つまり、熱電併給装置の発電電力が第1自立出力線に供給されていなければ、充放電装置から供給される電力で熱源機が始動することは無い。
加えて、給電装置は、充放電装置が自立運転を開始して電力を第2自立出力線に供給可能な状態になり、熱電併給装置が自立運転を開始して熱電併給装置の発電電力が第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置から供給される電力を熱源機に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機に対して充放電装置から電力が供給され始める。このように、熱源機は熱電併給装置から第1自立出力線への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、熱電併給装置が自立運転を開始していないのに熱源機が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機に対する電力供給を、充放電装置が担うことができる。
従って、充放電装置が供給する電力で熱源機を動作させることができ、熱源機が熱電併給装置からの電力供給に先立って始動しないように構成された熱電併給システムを提供できる。
加えて、給電装置は、充放電装置が自立運転を開始して電力を第2自立出力線に供給可能な状態になり、熱電併給装置が自立運転を開始して熱電併給装置の発電電力が第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置から供給される電力を熱源機に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機に対して充放電装置から電力が供給され始める。このように、熱源機は熱電併給装置から第1自立出力線への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、熱電併給装置が自立運転を開始していないのに熱源機が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機に対する電力供給を、充放電装置が担うことができる。
従って、充放電装置が供給する電力で熱源機を動作させることができ、熱源機が熱電併給装置からの電力供給に先立って始動しないように構成された熱電併給システムを提供できる。
本発明に係る熱電併給システムの別の特徴構成は、前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して電力を前記第1自立出力線に供給可能な状態になった場合、前記充放電装置が電力を前記第2自立出力線に供給しない間は、前記熱電併給装置から供給される電力を前記熱源機に供給する点にある。
上記特徴構成によれば、給電装置は、熱電併給装置が自立運転を開始して電力を第1自立出力線に供給可能な状態になった場合、充放電装置が電力を第2自立出力線に供給しない間は、熱電併給装置から供給される電力を熱源機に供給する。つまり、充放電装置が自立運転できなくなったとしても、熱源機へは熱電併給装置から電力供給を行うことができる。
本発明に係る熱電併給システムの更に別の特徴構成は、前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記充放電装置が前記自立運転を開始して電力を前記第2自立出力線に供給し始めた状態に移行した後、所定の待機期間を経過するまでの間、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給しない遅延処理を行う給電遅延部を有し、前記給電遅延部が前記遅延処理を行っている間において、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する点にある。
上記特徴構成によれば、電力系統から交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで熱源機に対する電力供給が停止した状態から、充放電装置が自立運転を開始して電力を第2自立出力線に供給し始めた状態に移行したとしても、給電装置の給電遅延部が遅延処理を行うことで、所定の待機期間を経過するまでの間、充放電装置から供給される電力は熱源機に供給されない。つまり、その待機期間の間に充放電装置から供給される電力で熱源機が始動することは無い。
加えて、給電装置は、遅延処理が行われている間に熱電併給装置の発電電力が第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置から供給される電力を熱源機に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機に対して充放電装置から電力が供給され始める。このように、熱源機は熱電併給装置から第1自立出力線への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、熱電併給装置が自立運転を開始していないのに熱源機が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機に対する電力供給を、充放電装置が担うことができる。
加えて、給電装置は、遅延処理が行われている間に熱電併給装置の発電電力が第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置から供給される電力を熱源機に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機に対して充放電装置から電力が供給され始める。このように、熱源機は熱電併給装置から第1自立出力線への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、熱電併給装置が自立運転を開始していないのに熱源機が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機に対する電力供給を、充放電装置が担うことができる。
本発明に係る熱電併給システムの更に別の特徴構成は、前記給電装置は、前記給電遅延部が前記遅延処理を行っている間に、前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給されない状態で前記所定の待機期間が経過した場合、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する点にある。
上記特徴構成によれば、熱電併給装置から電力を供給できない事態になったとしても、充放電装置から供給される電力が熱源機に供給される。その結果、電力系統から交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になったとしても、熱源機に電力を供給して、利用者への給湯などを行うことができる。
<第1実施形態>
以下に図面を参照して本発明の第1実施形態に係る熱電併給システムについて説明する。
図1は、熱電併給システムの一つの運転状態を説明する図である。図示するように、熱電併給システムは、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置としての燃料電池装置20と、充放電装置10と、熱源機6と、給電装置7とを備える。図示する熱電併給システムでは、電力を消費する装置として、第1電力消費装置3と第2電力消費装置4と第3電力消費装置8と熱源機6とが設けられている。尚、どのような電気機器を第1電力消費装置3及び第2電力消費装置4及び第3電力消費装置8とするのかは適宜設定できる。
以下に図面を参照して本発明の第1実施形態に係る熱電併給システムについて説明する。
図1は、熱電併給システムの一つの運転状態を説明する図である。図示するように、熱電併給システムは、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置としての燃料電池装置20と、充放電装置10と、熱源機6と、給電装置7とを備える。図示する熱電併給システムでは、電力を消費する装置として、第1電力消費装置3と第2電力消費装置4と第3電力消費装置8と熱源機6とが設けられている。尚、どのような電気機器を第1電力消費装置3及び第2電力消費装置4及び第3電力消費装置8とするのかは適宜設定できる。
〔燃料電池装置20〕
熱電併給装置としての燃料電池装置20は、燃料電池21と、その燃料電池21で発生した電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して出力するための電力変換部22を有する。燃料電池21は、例えば固体酸化物形燃料電池(SOFC)を用いて実現できる。或いは、燃料電池21を、固体高分子形燃料電池(PEFC)などの他のタイプの燃料電池21を用いて実現してもよい。尚、図示は省略するが、燃料電池装置20が、燃料電池21のアノードに供給する燃料ガスとしての水素等を改質処理により生成する燃料改質器などを備えていてもよい。
熱電併給装置としての燃料電池装置20は、燃料電池21と、その燃料電池21で発生した電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して出力するための電力変換部22を有する。燃料電池21は、例えば固体酸化物形燃料電池(SOFC)を用いて実現できる。或いは、燃料電池21を、固体高分子形燃料電池(PEFC)などの他のタイプの燃料電池21を用いて実現してもよい。尚、図示は省略するが、燃料電池装置20が、燃料電池21のアノードに供給する燃料ガスとしての水素等を改質処理により生成する燃料改質器などを備えていてもよい。
燃料電池装置20の電力変換部22は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると第1連系出力線25を介して交流線2に発電電力を出力する連系運転を行い、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になると電力系統1から電気的に切り離された第1自立出力線26に発電電力を出力する自立運転を行うように構成されている。
第1連系出力線25は、交流線2及びスイッチ23の接点bの両方に接続されている。その結果、電力変換部22から第1連系出力線25に電力が出力されると、その電力は、交流線2及びスイッチ23の接点bの両方に供給される。第1自立出力線26は、スイッチ23の接点cに接続されている。その結果、電力変換部22から第1自立出力線26に電力が出力されると、その電力は、スイッチ23の接点cに供給される。燃料電池装置20において、スイッチ23の接点の切替は、図示しない制御部が行う。
〔充放電装置10〕
充放電装置10は、交流線2との間での電力の充放電を行う充放電部11、及び、充放電部11から交流線2への放電電力の制御と、交流線2から充放電部11への充電電力の制御とを行う電力変換部12を有する。電力変換部12は、充放電部11に蓄えられている電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して交流線2に出力できる。充放電部11は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池などを用いて構成できる。
充放電装置10は、交流線2との間での電力の充放電を行う充放電部11、及び、充放電部11から交流線2への放電電力の制御と、交流線2から充放電部11への充電電力の制御とを行う電力変換部12を有する。電力変換部12は、充放電部11に蓄えられている電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して交流線2に出力できる。充放電部11は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池などを用いて構成できる。
充放電装置10の電力変換部12は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると第2連系出力線14を介して交流線2との間で電力の充放電を行うことができる連系運転を行い、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になると電力系統1から電気的に切り離された第2自立出力線15へ電力の放電を行うことができる自立運転を行うように構成されている。
第2連系出力線14は、交流線2及びスイッチ13の接点bの両方に接続されている。その結果、電力変換部12から第2連系出力線14に電力が出力されると、その電力は、交流線2及びスイッチ13の接点bの両方に供給される。第2自立出力線15は、スイッチ13の接点cに接続される。その結果、電力変換部12から第2自立出力線15に電力が出力されると、その電力は、スイッチ13の接点cに供給される。充放電装置10において、スイッチ13の接点の切替は、図示しない制御部が行う。
〔熱源機6〕
熱源機6は、燃料電池装置20で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能な加熱部6aを有し、その熱媒体を熱利用装置9に供給できる。例えば、加熱部6aは、燃料を燃焼する燃焼部、燃料を点火させる点火部、酸素(空気)を供給するファンなどの機器で構成される。尚、加熱部6aは、燃料電池装置20で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能であるだけでなく、上水等を加熱して熱利用装置9に供給(例えば給湯等)することもできる。
熱源機6は、燃料電池装置20で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能な加熱部6aを有し、その熱媒体を熱利用装置9に供給できる。例えば、加熱部6aは、燃料を燃焼する燃焼部、燃料を点火させる点火部、酸素(空気)を供給するファンなどの機器で構成される。尚、加熱部6aは、燃料電池装置20で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能であるだけでなく、上水等を加熱して熱利用装置9に供給(例えば給湯等)することもできる。
〔給電装置7〕
給電装置7は、燃料電池装置20及び充放電装置10及び電力系統1のうちの少なくとも一つから供給される電力を熱源機6に供給する。本実施形態では、給電装置7は、リレーRY1を有している。
給電装置7は、燃料電池装置20及び充放電装置10及び電力系統1のうちの少なくとも一つから供給される電力を熱源機6に供給する。本実施形態では、給電装置7は、リレーRY1を有している。
次に、図1〜図3を参照して燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態について説明する。図1〜図3では、通電されている配線を太線で示している。
図1は、電力系統1が正常である場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図2は、電力系統1の停電直後の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図3は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。
図1は、電力系統1が正常である場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図2は、電力系統1の停電直後の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図3は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。
電力系統1が正常である場合、図1に示すように、燃料電池装置20は連系運転中になり、充放電装置10は連系運転中になる。
電力系統1で停電が発生した停電直後では、図2に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は、一旦は連系運転を停止して出力を停止した後で自立運転中になる。
そして、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されると、図3に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
電力系統1で停電が発生した停電直後では、図2に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は、一旦は連系運転を停止して出力を停止した後で自立運転中になる。
そして、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されると、図3に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
〔図1の動作状態〕
図1は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常時において、燃料電池装置20が連系運転を行い、充放電装置10が連系運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1連系出力線25に供給され、充放電装置10の出力は第2連系出力線14に供給される。
図1は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常時において、燃料電池装置20が連系運転を行い、充放電装置10が連系運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1連系出力線25に供給され、充放電装置10の出力は第2連系出力線14に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ23の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ13の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ13の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aに接続されている、第2電力消費装置4、及び、リレーRY1のスイッチ38の接点cに対して、充放電装置10の出力を供給できる。燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY1のコイル39に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。そして、リレーRY1のコイル39が通電されることで、リレーRY1のスイッチ38の接点aと接点cとが接続される。
以上の結果、第1電力消費装置3及び第2電力消費装置4及び熱源機6には、燃料電池装置20及び充放電装置10及び電力系統1のうちの少なくとも一つから電力が供給される。燃料電池装置20の第1自立出力線26に接続されている第3電力消費装置8には、電力が供給されない。
〔図2の動作状態〕
図2は、電力系統1で停電が発生した停電直後において、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。尚、充放電装置10は自立運転を行う前に一旦は出力を停止した状態になるため、熱源機6に対する電力供給も停止される。燃料電池装置20は電力系統1で停電が発生した停電直後ではアイドリング状態等の出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図2は、電力系統1で停電が発生した停電直後において、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。尚、充放電装置10は自立運転を行う前に一旦は出力を停止した状態になるため、熱源機6に対する電力供給も停止される。燃料電池装置20は電力系統1で停電が発生した停電直後ではアイドリング状態等の出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ23の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aに接続されている、第2電力消費装置4、及び、リレーRY1のスイッチ38の接点cに対して、充放電装置10の出力を供給できる。燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。リレーRY1のコイル39が通電されないため、リレーRY1のスイッチ38の接点aと接点bとが接続される。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。熱源機6には電力が供給されない。第3電力消費装置8には電力が供給されない。
このように、充放電装置10の出力はリレーRY1のスイッチ38の接点cに対して供給されているものの、リレーRY1のスイッチ38の接点cは接点aと接続されないため、充放電装置10の出力は熱源機6には供給されない。つまり、本実施形態の給電装置7は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になることで熱源機6に対する電力供給が停止した状態から、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給可能な状態になったとしても、燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給されていなければ、給電装置7は、熱源機6に電力を供給しない。つまり、燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給されていなければ、充放電装置10から供給される電力で熱源機6が始動することは無い。
〔図3の動作状態〕
図3は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されることで、燃料電池装置20が自立運転を行っており、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図3は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されることで、燃料電池装置20が自立運転を行っており、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開された状態では、スイッチ23の接点aが接点cに接続された状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aに接続されている、第2電力消費装置4、及び、リレーRY1のスイッチ38の接点cに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、第1自立出力線26に接続されている第3電力消費装置8、及び、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY1のコイル39に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、第1自立出力線26に接続されている第3電力消費装置8、及び、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY1のコイル39に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
そして、リレーRY1のコイル39が通電されることで、リレーRY1のスイッチ38の接点aと接点cとが接続される。リレーRY1のスイッチ38の接点cには充放電装置10から電力が供給されているため、充放電装置10から供給される電力が、リレーRY1のスイッチ38の接点aを介して熱源機6に供給される。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。熱源機6には充放電装置10から電力が供給される。第3電力消費装置8には燃料電池装置20から電力が供給される。
このように、本実施形態の給電装置7は、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給可能な状態になり、燃料電池装置20が自立運転を開始して燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機6に対して充放電装置10から電力が供給され始める。このように、熱源機6は燃料電池装置20から第1自立出力線26への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、燃料電池装置20が自立運転を開始していないのに熱源機6が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機6に対する電力供給を、充放電装置10が担うことができる。
<第2実施形態>
第2実施形態の熱電併給システムは、給電装置の構成が上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第2実施形態の熱電併給システムは、給電装置の構成が上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態の給電装置7は、リレーRY2、リレーRY3、及び、それらを接続する配線を有している。
次に、図4〜図7を参照して燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態について説明する。図4〜図7では、通電されている配線を太線で示している。
図4は、電力系統1が正常である場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図5は、電力系統1の停電直後の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図6は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図7は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。
図4は、電力系統1が正常である場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図5は、電力系統1の停電直後の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図6は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図7は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。
電力系統1が正常である場合、図4に示すように、燃料電池装置20は連系運転中になり、充放電装置10は連系運転中になる。
電力系統1で停電が発生した停電直後では、図5に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
そして、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されると、図6に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
尚、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下すると、図7に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は出力停止中になる。
電力系統1で停電が発生した停電直後では、図5に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
そして、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されると、図6に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
尚、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下すると、図7に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は出力停止中になる。
〔図4の動作状態〕
図4は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常時において、燃料電池装置20が連系運転を行い、充放電装置10が連系運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1連系出力線25に供給され、充放電装置10の出力は第2連系出力線14に供給される。
図4は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常時において、燃料電池装置20が連系運転を行い、充放電装置10が連系運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1連系出力線25に供給され、充放電装置10の出力は第2連系出力線14に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ23の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ24の接点aと接点bとが接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ13の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ13の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY2のコイル41、及び、リレーRY3のスイッチ42の接点cに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY3の接点bに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY3の接点bに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
そして、リレーRY2のコイル41が通電されることで、リレーRY2のスイッチ40の接点aと接点cとが接続される。リレーRY3のコイル43が通電されないため、リレーRY3のスイッチ42の接点aと接点bとが接続される。
以上の結果、第1電力消費装置3及び第2電力消費装置4及び熱源機6には、燃料電池装置20及び充放電装置10及び電力系統1のうちの少なくとも一つから電力が供給される。第3電力消費装置8には電力が供給されない。
〔図5の動作状態〕
図5は、電力系統1で停電が発生した停電直後において、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。尚、充放電装置10は自立運転を行う前に一旦は出力を停止した状態になるため、熱源機6に対する電力供給も停止される。燃料電池装置20は電力系統1で停電が発生した停電直後ではアイドリング状態等の出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図5は、電力系統1で停電が発生した停電直後において、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。尚、充放電装置10は自立運転を行う前に一旦は出力を停止した状態になるため、熱源機6に対する電力供給も停止される。燃料電池装置20は電力系統1で停電が発生した停電直後ではアイドリング状態等の出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ23の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ24の接点aと接点bとが接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY2のコイル41、及び、リレーRY3のスイッチ42の接点cに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。
燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。
そして、リレーRY2のコイル41が通電されることで、リレーRY2のスイッチ40の接点aと接点cとが接続される。リレーRY3のコイル43が通電されないため、リレーRY3のスイッチ42の接点aと接点bとが接続される。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。第3電力消費装置8には電力が供給されない。熱源機6には電力が供給されない。
このように、充放電装置10の出力がリレーRY3のスイッチ42の接点cに対して供給されているものの、リレーRY3のスイッチ42の接点cと接点aとは接続されていないため、充放電装置10の出力は熱源機6には供給されない。つまり、本実施形態の給電装置7は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になることで熱源機6に対する電力供給が停止した状態から、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給可能な状態になったとしても、燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給されていなければ、給電装置7は、熱源機6に電力を供給しない。つまり、燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給されていなければ、充放電装置10から供給される電力で熱源機6が始動することは無い。
〔図6の動作状態〕
図6は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されることで、燃料電池装置20が自立運転を行っており、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図6は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されることで、燃料電池装置20が自立運転を行っており、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開された状態では、スイッチ23の接点aが接点cに接続された状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開された状態では、スイッチ24の接点aと接点bとが接続された状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY2のコイル41、及び、リレーRY3のスイッチ42の接点cに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aとスイッチ24の接点bに供給される。その結果、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY3の接点bに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。また、スイッチ24の接点bに接続されている、第3電力消費装置8、及び、リレーRY2のスイッチ40の接点aに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aとスイッチ24の接点bに供給される。その結果、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY3の接点bに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。また、スイッチ24の接点bに接続されている、第3電力消費装置8、及び、リレーRY2のスイッチ40の接点aに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
そして、リレーRY2のコイル41が通電されることで、リレーRY2のスイッチ40の接点aと接点cとが接続される。リレーRY2のスイッチ40の接点aには燃料電池装置20から電力が供給されているため、リレーRY3のコイル43が通電され、リレーRY3のスイッチ42の接点aと接点cとが接続される。その結果、充放電装置10から供給される電力が、リレーRY3のスイッチ42の接点aを介して熱源機6に供給される。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。第3電力消費装置8には燃料電池装置20から電力が供給される。熱源機6には充放電装置10から電力が供給される。
このように、本実施形態の給電装置7は、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給可能な状態になり、燃料電池装置20が自立運転を開始して燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機6に対して充放電装置10から電力が供給され始める。このように、熱源機6は燃料電池装置20から第1自立出力線26への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、燃料電池装置20が自立運転を開始していないのに熱源機6が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機6に対する電力供給を、充放電装置10が担うことができる。
〔図7の動作状態〕
図7は、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下することで、燃料電池装置20は自立運転を行っており、充放電装置10は出力停止中になった状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10は出力停止中である。
図7は、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下することで、燃料電池装置20は自立運転を行っており、充放電装置10は出力停止中になった状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10は出力停止中である。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1の停電中では、スイッチ23の接点aが接点cに接続された状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1の停電中では、スイッチ24の接点aと接点bとが接続された状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、蓄電レベルが低下することで電力を出力できない状態では、スイッチ13の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、蓄電レベルが低下することで電力を出力できない状態では、スイッチ13の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。
また、燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aとスイッチ24の接点bに供給される。その結果、スイッチ23の接点aに接続されているリレーRY3のスイッチ42の接点bに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。また、スイッチ24の接点bに接続されている、第3電力消費装置8、及び、リレーRY2のスイッチ40の接点aに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
充放電装置10からは電力が出力されない。
充放電装置10からは電力が出力されない。
そして、リレーRY2のコイル41が通電されないため、リレーRY2のスイッチ40の接点aと接点bとが接続される。そのため、リレーRY2のスイッチ40の接点cには電力が供給されず、その結果、リレーRY3のコイル43には通電されない。
リレーRY3のコイル43には通電されないため、リレーRY3のスイッチ42の接点aと接点bとが接続される。そして、リレーRY3のスイッチ42を介して、燃料電池装置20から熱源機6に電力が供給される。
リレーRY3のコイル43には通電されないため、リレーRY3のスイッチ42の接点aと接点bとが接続される。そして、リレーRY3のスイッチ42を介して、燃料電池装置20から熱源機6に電力が供給される。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には電力が供給されない。第3電力消費装置8には燃料電池装置20から電力が供給される。熱源機6には燃料電池装置20から電力が供給される。
このように、本実施形態の給電装置7は、燃料電池装置20が自立運転を開始して電力を第1自立出力線26に供給可能な状態になった場合、充放電装置10が電力を第2自立出力線15に供給しない間は、燃料電池装置20から供給される電力を熱源機6に供給する。つまり、充放電装置10が自立運転できなくなったとしても、熱源機6へは燃料電池装置20から電力供給を行うことができる。
<第3実施形態>
第3実施形態の熱電併給システムは、給電装置の構成が上記実施形態と異なっている。以下に第3実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第3実施形態の熱電併給システムは、給電装置の構成が上記実施形態と異なっている。以下に第3実施形態の熱電併給システムについて説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
給電装置7は、第1連系出力線25及び第2連系出力線14及び第1自立出力線26及び第2自立出力線15から熱源機6への電力供給経路を切り替える。つまり、熱電併給システムでは、電力系統1及び充放電装置10及び燃料電池装置20が電力供給元になることができ、第1電力消費装置3及び第2電力消費装置4及び第3電力消費装置8及び熱源機6が電力供給先になる。そして、本実施形態の給電装置7は、リレーRY4、リレーRY5、リレーRY6、リレーRY7、例えばマイクロコンピュータ等を有する給電遅延部5、及び、それらを接続する配線を有している。
次に、図8〜図12を参照して燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態について説明する。図8〜図12では、通電されている配線を太線で示している。
図8は、電力系統1が正常である場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図9は、電力系統1の停電直後の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図10は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図11は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図12は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。
図8は、電力系統1が正常である場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図9は、電力系統1の停電直後の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図10は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図11は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。図12は、電力系統1の停電中の場合の燃料電池装置20及び充放電装置10の動作状態を示す図である。
電力系統1が正常である場合、図8に示すように、燃料電池装置20は連系運転中になり、充放電装置10は連系運転中になる。
電力系統1で停電が発生した停電直後では、図9に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
そして、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されると、図10に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
尚、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開できない場合には、図11に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
また、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下すると、図12に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は出力停止中になる。
電力系統1で停電が発生した停電直後では、図9に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
そして、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されると、図10に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
尚、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開できない場合には、図11に示すように、燃料電池装置20は出力停止中になり、充放電装置10は自立運転中になる。
また、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下すると、図12に示すように、燃料電池装置20は自立運転中になり、充放電装置10は出力停止中になる。
〔図8の動作状態〕
図8は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常時において、燃料電池装置20が連系運転を行い、充放電装置10が連系運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1連系出力線25に供給され、充放電装置10の出力は第2連系出力線14に供給される。
図8は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常時において、燃料電池装置20が連系運転を行い、充放電装置10が連系運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1連系出力線25に供給され、充放電装置10の出力は第2連系出力線14に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ23の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ24の接点aと接点bとが接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ13の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われる正常状態になると、スイッチ13の接点aと接点bとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY4のコイル34、リレーRY5のスイッチ31の接点c、及び、リレーRY6のスイッチ32の接点bに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、スイッチ23の接点aにそれぞれ接続されている、第3電力消費装置8、リレーRY5の接点b、及び、リレーRY6のコイル36に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aに供給される。その結果、スイッチ23の接点aにそれぞれ接続されている、第3電力消費装置8、リレーRY5の接点b、及び、リレーRY6のコイル36に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
そして、リレーRY4のコイル34が通電されることで、リレーRY4のスイッチ30の接点aと接点cとが接続される。リレーRY5のコイル35が通電されないため、リレーRY5のスイッチ31の接点aと接点bとが接続される。リレーRY6のコイル36が通電されるため、リレーRY6のスイッチ32の接点aと接点cとが接続される。リレーRY7のコイル37が通電されないため、リレーRY7のスイッチ33の接点aと接点bとが接続される。
以上の結果、第1電力消費装置3及び第2電力消費装置4及び熱源機6には、燃料電池装置20及び充放電装置10及び電力系統1のうちの少なくとも一つから電力が供給される。第3電力消費装置8には、電力は供給されない。
〔図9の動作状態〕
図9は、電力系統1で停電が発生した停電直後において、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20は電力系統1で停電が発生した停電直後ではアイドリング状態等の出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図9は、電力系統1で停電が発生した停電直後において、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20は電力系統1で停電が発生した停電直後ではアイドリング状態等の出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ23の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ24の接点aと接点bとが接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、電力系統1で停電が発生した停電直後では、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY4のコイル34、リレーRY5のスイッチ31の接点c、及び、リレーRY6のスイッチ32の接点bに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。
燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。
そして、リレーRY4のコイル34が通電されることで、リレーRY4のスイッチ30の接点aと接点cとが接続される。リレーRY5のコイル35が通電されないため、リレーRY5のスイッチ31の接点aと接点bとが接続される。リレーRY6のコイル36が通電されないため、リレーRY6のスイッチ32の接点aと接点bとが接続される。
図9に示すように、リレーRY6のスイッチ32の接点aと接点bとが接続され、充放電装置10の出力がリレーRY6のスイッチ32の接点bに対して供給されるため、リレーRY6のスイッチ32の接点aに接続されるリレーRY7のスイッチ33の接点cと給電遅延部5には充放電装置10の出力が供給される。但し、給電遅延部5は、熱源機6に対する燃料電池装置20及び充放電装置10の両方からの電力供給が停止した状態から、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給し始めた状態に移行した後、所定の待機期間(例えば10分間など)を経過するまでの間、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給しない遅延処理を行う。具体的には、この遅延処理は、給電遅延部5からリレーRY7のコイル37への給電を行わない処理であり、この処理により、リレーRY7のコイル37が通電されない状態になる。そして、リレーRY7のスイッチ33の接点aと接点bとが接続されることで、充放電装置10から供給される電力が熱源機6に供給されない状態になる。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。第3電力消費装置8には電力が供給されない。熱源機6には電力が供給されない。
〔図10の動作状態〕
図10は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されることで、燃料電池装置20が自立運転を行っており、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図10は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開されることで、燃料電池装置20が自立運転を行っており、充放電装置10が自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開された状態では、スイッチ23の接点aが接点cに接続された状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開された状態では、スイッチ24の接点aと接点bとが接続された状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY4のコイル34、リレーRY5のスイッチ31の接点c、及び、リレーRY6のスイッチ32の接点bに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aとスイッチ24の接点bに供給される。その結果、スイッチ23の接点aにそれぞれ接続されている、第3電力消費装置8、リレーRY5の接点b、及び、リレーRY6のコイル36に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。また、スイッチ24の接点bに接続されている、リレーRY4の接点aに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aとスイッチ24の接点bに供給される。その結果、スイッチ23の接点aにそれぞれ接続されている、第3電力消費装置8、リレーRY5の接点b、及び、リレーRY6のコイル36に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。また、スイッチ24の接点bに接続されている、リレーRY4の接点aに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
そして、リレーRY4のコイル34が通電されることで、リレーRY4のスイッチ30の接点aと接点cとが接続される。リレーRY4のスイッチ30の接点aには充放電装置10から電力が供給されているため、リレーRY5のコイル35が通電され、リレーRY5のスイッチ31の接点aと接点cとが接続される。その結果、充放電装置10から供給される電力が、リレーRY5のスイッチ31の接点aを介してリレーRY7のスイッチ33の接点bに供給される。
図10に示すように、燃料電池装置20から電力が供給されているため、リレーRY6のコイル36が通電され、リレーRY6のスイッチ32の接点aと接点cとが接続される。その結果、リレーRY6のスイッチ32の接点aに対して電力が供給されないため、リレーRY7のコイル37には通電されない。そのため、リレーRY7のスイッチ33の接点aと接点bとが接続され、充放電装置10からリレーRY7のスイッチ33の接点bに供給されている電力が、スイッチ33の接点aを介して熱源機6に供給される。このように、給電装置7は、給電遅延部5が遅延処理を行っている間において、燃料電池装置20が自立運転を開始して燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給する。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。熱源機6には充放電装置10から電力が供給される。第3電力消費装置8には燃料電池装置20から電力が供給される。
このように、図9を用いて説明したように、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になることで熱源機6に対する電力供給が停止した状態から、充放電装置10が自立運転を開始して電力を第2自立出力線15に供給し始めた状態に移行したとしても、給電装置7の給電遅延部5が遅延処理を行うことで、所定の待機期間を経過するまでの間、充放電装置10から供給される電力は熱源機6に供給されない。つまり、その待機期間の間に充放電装置10から供給される電力で熱源機6が始動することは無い。加えて、図10を用いて説明したように、給電装置7は、遅延処理が行われている間に燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給され始めた状態に移行した後に、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給する。つまり、未だ始動していない熱源機6に対して充放電装置10から電力が供給され始める。このように、熱源機6は燃料電池装置20から第1自立出力線26への電力供給をきっかけとして始動するように構成され、燃料電池装置20が自立運転を開始していないのに熱源機6が始動してしまうことを回避できる。また、消費電力が大きく変動し得る熱源機6に対する電力供給を、充放電装置10が担うことができる。
〔図11の動作状態〕
図11は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開できないため、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10は自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
図11は、電力系統1で停電が発生した後に燃料電池装置20からの出力が再開できないため、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10は自立運転を行っている状態を示している。この場合、燃料電池装置20は出力停止中であり、充放電装置10の出力は第2自立出力線15に供給される。
燃料電池装置20のスイッチ23は、スイッチ23の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、スイッチ24の接点aと接点bとが接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、スイッチ13の接点aと接点cとが接続される状態に切り替わる。
また、充放電装置10の出力がスイッチ13の接点aに供給される。その結果、スイッチ13の接点aにそれぞれ接続されている、第2電力消費装置4、リレーRY4のコイル34、リレーRY5のスイッチ31の接点c、及び、リレーRY6のスイッチ32の接点bに対して、充放電装置10の出力を供給できる。
燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。
燃料電池装置20は出力停止中であるため、燃料電池装置20の出力は外部に供給されない。
そして、リレーRY4のコイル34が通電されることで、リレーRY4のスイッチ30の接点aと接点cとが接続される。リレーRY5のコイル35が通電されないため、リレーRY5のスイッチ31の接点aと接点bとが接続される。リレーRY6のコイル36が通電されないため、リレーRY6のスイッチ32の接点aと接点bとが接続される。
図11に示すように、リレーRY6のスイッチ32の接点aと接点bとが接続され、充放電装置10の出力がリレーRY6のスイッチ32の接点bに対して供給されるため、リレーRY6のスイッチ32の接点aに接続されるリレーRY7のスイッチ33の接点cと給電遅延部5には充放電装置10の出力が供給される。給電遅延部5は図9を参照して説明したように遅延処理を行うが、上記待機期間が経過すると、その後、給電遅延部5はリレーRY6のコイル37への通電を開始する。その結果、図11に示したように、リレーRY7のコイル37が通電されることで、リレーRY7のスイッチ33の接点aと接点cとが接続される。そして、充放電装置10から供給される電力が熱源機6に供給される。このように、給電装置7は、給電遅延部5が遅延処理を行っている間に、燃料電池装置20の発電電力が第1自立出力線26に供給されない状態で上記所定の待機期間が経過した場合、充放電装置10から供給される電力を熱源機6に供給する。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には充放電装置10から電力が供給される。熱源機6には充放電装置10から電力が供給される。第3電力消費装置8には電力が供給されない。
このように、燃料電池装置20から電力を供給できない事態になったとしても、充放電装置10から供給される電力が熱源機6に供給される。その結果、電力系統1から交流線2への電力供給が正常に行われない異常状態になったとしても、熱源機6に電力を供給して、利用者への給湯などを行うことができる。
〔図12の動作状態〕
図12は、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下することで、燃料電池装置20は自立運転を行っており、充放電装置10は出力停止中になった状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10は出力停止中である。
図12は、電力系統1で停電が発生した後に例えば充放電装置10の蓄電レベルが低下することで、燃料電池装置20は自立運転を行っており、充放電装置10は出力停止中になった状態を示している。この場合、燃料電池装置20の出力は第1自立出力線26に供給され、充放電装置10は出力停止中である。
燃料電池装置20のスイッチ23は、電力系統1の停電中では、スイッチ23の接点aが接点cに接続された状態に切り替わる。また、燃料電池装置20のスイッチ24は、電力系統1の停電中では、スイッチ24の接点aと接点bとが接続された状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、蓄電レベルが低下することで電力を出力できない状態では、スイッチ13の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。
充放電装置10のスイッチ13は、蓄電レベルが低下することで電力を出力できない状態では、スイッチ13の接点aが接点b及び接点cの何れにも接続されない状態に切り替わる。
また、燃料電池装置20の出力がスイッチ23の接点aとスイッチ24の接点bに供給される。その結果、スイッチ23の接点aにそれぞれ接続されている、第3電力消費装置8、リレーRY5のスイッチ31の接点b、及び、リレーRY6のコイル36に対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。また、スイッチ24の接点bに接続されているリレーRY4のスイッチ30の接点aに対して、燃料電池装置20の出力を供給できる。
充放電装置10からは電力が出力されない。
充放電装置10からは電力が出力されない。
そして、リレーRY4のコイル34が通電されないため、リレーRY4のスイッチ30の接点aと接点bとが接続される。そのため、リレーRY4のスイッチ30の接点cには電力が供給されず、その結果、リレーRY5のコイル35には通電されない。
リレーRY5のコイル35には通電されないため、リレーRY5のスイッチ31の接点aと接点bとが接続される。
リレーRY6のスイッチ32には電力が供給されないため、リレーRY7のコイル37には通電されない。その結果、リレーRY7のスイッチ33の接点aと接点bとが接続される。
リレーRY5のコイル35には通電されないため、リレーRY5のスイッチ31の接点aと接点bとが接続される。
リレーRY6のスイッチ32には電力が供給されないため、リレーRY7のコイル37には通電されない。その結果、リレーRY7のスイッチ33の接点aと接点bとが接続される。
以上の結果、第1電力消費装置3には電力が供給されない。第2電力消費装置4には電力が供給されない。熱源機6には燃料電池装置20から電力が供給される。第3電力消費装置8には燃料電池装置20から電力が供給される。
このように、本実施形態の給電装置7は、燃料電池装置20が自立運転を開始して電力を第1自立出力線26に供給可能な状態になった場合、充放電装置10が電力を第2自立出力線15に供給しない間は、燃料電池装置20から供給される電力を熱源機6に供給する。つまり、充放電装置10が自立運転できなくなったとしても、熱源機6へは燃料電池装置20から電力供給を行うことができる。
<別実施形態>
<1>
上記実施形態では、本発明の熱電併給システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、給電装置7の構成を具体的に説明したが、その構成は適宜変更可能である。
<1>
上記実施形態では、本発明の熱電併給システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、給電装置7の構成を具体的に説明したが、その構成は適宜変更可能である。
<2>
上記実施形態では、熱電併給装置の例として燃料電池装置20を挙げたが、他の装置を熱電併給装置として用いることができる。例えば、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備え、熱を排出すると共に電力を出力する装置などを熱電併給装置として用いることができる。
上記実施形態では、熱電併給装置の例として燃料電池装置20を挙げたが、他の装置を熱電併給装置として用いることができる。例えば、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備え、熱を排出すると共に電力を出力する装置などを熱電併給装置として用いることができる。
<3>
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
本発明は、充放電装置が供給する電力で熱源機を動作させることができ、熱源機が熱電併給装置からの電力供給に先立って始動しないように構成された熱電併給システムに利用できる。
1 電力系統
2 交流線
5 給電遅延部
6 熱源機
6a 加熱部
7 給電装置
9 熱利用装置
10 充放電装置
14 第2連系出力線
15 第2自立出力線
20 燃料電池装置(熱電併給装置)
25 第1連系出力線
26 第1自立出力線
2 交流線
5 給電遅延部
6 熱源機
6a 加熱部
7 給電装置
9 熱利用装置
10 充放電装置
14 第2連系出力線
15 第2自立出力線
20 燃料電池装置(熱電併給装置)
25 第1連系出力線
26 第1自立出力線
Claims (4)
- 電力系統から交流線への電力供給が正常に行われる正常状態になると第1連系出力線を介して前記交流線に発電電力を出力する連系運転を行い、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された第1自立出力線に発電電力を出力する自立運転を行うように構成されている熱電併給装置と、
前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われる正常状態になると第2連系出力線を介して前記交流線との間で電力の充放電を行うことができる連系運転を行い、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になると前記電力系統から電気的に切り離された第2自立出力線へ電力の放電を行うことができる自立運転を行うように構成されている充放電装置と、
前記熱電併給装置で発生した熱を回収した熱媒体を加熱可能な加熱部を有し、当該熱媒体を熱利用装置に供給できる熱源機と、
前記熱電併給装置及び前記充放電装置及び前記電力系統のうちの少なくとも一つから供給される電力を前記熱源機に供給する給電装置とを備え、
前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記充放電装置が前記自立運転を開始して電力を前記第2自立出力線に供給可能な状態になった場合、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する熱電併給システム。 - 前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して電力を前記第1自立出力線に供給可能な状態になった場合、前記充放電装置が電力を前記第2自立出力線に供給しない間は、前記熱電併給装置から供給される電力を前記熱源機に供給する請求項1に記載の熱電併給システム。
- 前記給電装置は、前記電力系統から前記交流線への電力供給が正常に行われない異常状態になることで前記熱源機に対する電力供給が停止した状態から、前記充放電装置が前記自立運転を開始して電力を前記第2自立出力線に供給し始めた状態に移行した後、所定の待機期間を経過するまでの間、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給しない遅延処理を行う給電遅延部を有し、前記給電遅延部が前記遅延処理を行っている間において、前記熱電併給装置が前記自立運転を開始して前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給され始めた状態に移行した後に、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する請求項1又は2に記載の熱電併給システム。
- 前記給電装置は、前記給電遅延部が前記遅延処理を行っている間に、前記熱電併給装置の発電電力が前記第1自立出力線に供給されない状態で前記所定の待機期間が経過した場合、前記充放電装置から供給される電力を前記熱源機に供給する請求項3に記載の熱電併給システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019069993A JP2020170595A (ja) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | 熱電併給システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019069993A JP2020170595A (ja) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | 熱電併給システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020170595A true JP2020170595A (ja) | 2020-10-15 |
Family
ID=72746971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019069993A Pending JP2020170595A (ja) | 2019-04-01 | 2019-04-01 | 熱電併給システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2020170595A (ja) |
-
2019
- 2019-04-01 JP JP2019069993A patent/JP2020170595A/ja active Pending
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