JP5869539B2

JP5869539B2 - 電力供給システム

Info

Publication number: JP5869539B2
Application number: JP2013184500A
Authority: JP
Inventors: 真宏原田
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: JP2015053151A

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、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に記載の電力供給システム（エネルギー管理システム）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（蓄電池）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（エネルギー管理装置）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。

そして、特許文献１に記載の電力供給システムにおいては、所定時刻において蓄電装置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装置の充放電が制御装置により制御される。こうして、前記電力供給システムにおいては、蓄電装置に充電された電力を所定時間まで利用することができると共に、前記充電された電力を可及的に使い切ることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の電力供給システムにおいては、蓄電装置に充電された電力を所定時間まで利用すると共に、前記充電された電力を可及的に使い切ることを目的とした制御が行われるため、燃料電池の発電に使用する燃料の使用量が考慮されず、燃料電池の発電に使用する燃料の使用量を抑制することができ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、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給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、負荷追従機能を有して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、前記制御装置は、前記負荷の消費電力に基づいて、前記燃料電池が発電する電力を、少なくとも２つ以上設定される所定の定格電力のうち何れかとし、前記負荷の消費電力が所定の第一電力閾値以下である場合に、前記蓄電装置が電力を充電することにより、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記負荷の消費電力よりも大きい第一定格電力に増加させる第一の制御を行い、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値よりも大きく、且つ所定の第二電力閾値よりも小さい場合に、前記蓄電装置が電力を充電することにより、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記第一定格電力よりも大きい第二定格電力に増加させる第二の制御を行うものである。

請求項２においては、前記第二電力閾値及び前記第二定格電力は、前記燃料電池の最大発電電力と同一の値であるものである。

請求項３においては、前記第一の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以上となる状態が所定期間継続した場合であって、且つ前記負荷の消費電力が前記第二電力閾値よりも小さい場合には、前記第二の制御を行うものである。

請求項４においては、前記第二の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以下となる状態が所定期間継続した場合には、前記第一の制御を行うものである。

請求項５においては、負荷追従機能を有して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、前記制御装置は、前記負荷の消費電力に基づいて、前記燃料電池が発電する電力を、少なくとも２つ以上設定される所定の定格電力のうち何れかとし、前記制御装置は、前記負荷の消費電力に関する情報を学習することにより、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くなるピーク時間帯を予測可能な学習機能を有し、前記予測したピーク時間帯となる所定期間前までは、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記燃料電池の最大発電電力よりも小さい第三定格電力とする第三の制御を行い、前記予測したピーク時間帯となる所定期間前になると、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記燃料電池の最大発電電力と同一の値である第四定格電力に増加させる第四の制御を行うものである。

請求項６においては、前記第三の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第三定格電力以上となり前記蓄電装置が電力を放電した場合であって、且つ前記負荷の消費電力が前記燃料電池が発電する電力の所定割合以上である状態が所定期間継続した場合には、前記第四の制御を行うものである。

請求項７においては、前記第四の制御が１日の最後のピーク時間帯に対して行われたものであって、且つ前記最後のピーク時間帯が終了した場合には、前記蓄電装置は充放電を行わず、前記燃料電池は前記負荷追従機能により前記負荷の消費電力に追従して電力を発電するものである。

請求項８においては、前記第三定格電力は、前記ピーク時間帯以外の時間帯における前記負荷の消費電力の平均値に所定値を加算した値であるものである。

請求項９においては、前記燃料電池は、商用電源からの電力の流通方向において、前記負荷よりも上流側に配置され、前記蓄電装置は、前記商用電源からの電力の流通方向において、前記負荷よりも下流側に配置されるものである。

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、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給することができる。また、負荷の消費電力に基づいて、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しながら、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給することができる。

請求項２においては、発電効率の高い燃料電池の最大発電電力の値を第二電力閾値及び第二定格電力として用いることで、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しながら、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給することができる。

請求項３においては、第一の制御が行われているときに負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合には、第二の制御を行うことができる。

請求項４においては、第二の制御が行われているときに負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合には、第一の制御を行うことができる。

請求項５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しながら、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給することができる。

請求項６においては、第三の制御が行われているときに負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合には、第四の制御を行うことができる。

請求項７においては、１日の最後のピーク時間帯を過ぎた後は、負荷追従機能により余分な電力を蓄電装置に充電させないことができる。

請求項８においては、燃料電池の発電に使用する燃料の使用量を、より可及的に抑制しながら、燃料電池及び蓄電装置からの電力を負荷へと供給することができる。

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。同じく、第一の供給態様における制御装置の処理を示したフローチャート。同じく、第二の供給態様における制御装置の処理を示したフローチャート。同じく、制御装置が学習機能を使用することにより予測した、１日内における所定時間ごとの負荷の消費電力を示したグラフ。同じく、第三の供給態様における制御装置の処理を示したフローチャート。同じく、図５の続き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、住宅等に設けられ、商用電源９０や後述する燃料電池２０等からの電力を図示せぬ負荷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、太陽光発電部１０と、燃料電池２０と、蓄電装置３０と、分電盤４０と、制御装置５０と、を具備する。

太陽光発電部１０は、太陽光（自然エネルギー）を利用して発電する装置である。太陽光発電部１０は、太陽光パネル（ＰＶ）等により構成される。太陽光発電部１０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。太陽光発電部１０は、発電した電力を出力可能に構成される。

燃料電池２０は、本発明に係る「燃料電池」の一実施形態である。燃料電池２０は、燃料として都市ガスを使用して発電する装置である。燃料電池２０は、図示せぬ固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：ＳｏｌｉｄＯｘｉｄｅＦｕｅｌＣｅｌｌ）や、制御部等により構成される。燃料電池２０は、負荷の消費電力に追従した電力を発電することができる負荷追従機能を有する。なお、本実施形態において燃料電池２０は、最大発電電力が７００Ｗに設定される。燃料電池２０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。

蓄電装置３０は、本発明に係る「蓄電装置」の一実施形態である。蓄電装置３０は、燃料電池２０等からの電力を充電可能であって、当該充電した電力を放電可能な装置である。蓄電装置３０は、電力を充放電可能なリチウムイオン電池や、供給されてくる交流電力を整流して前記蓄電池に充電させる充電器、前記蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ、制御部等により構成される。

分電盤４０は、負荷の消費電力に応じて電力の供給元から供給された電力を、当該負荷に分配するものである。分電盤４０は、図示せぬ漏電遮断器や、配線遮断器、制御ユニット等により構成される。分電盤４０は、電力の供給元となる商用電源９０や、太陽光発電部１０、燃料電池２０、蓄電装置３０と接続され、これらからの電力が適宜供給される。

なお、本実施形態において負荷とは、住宅において電力が消費される電化製品等に接続される回路である。負荷は、例えば部屋ごとや、エアコンのように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、それぞれ分電盤４０に接続される（不図示）。

制御装置５０は、本実施形態に係る「制御装置」の一実施形態である。制御装置５０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２０の発電や蓄電装置３０の充放電等）を制御するものである。制御装置５０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５０の前記記憶部には、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。また、制御装置５０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５０は、負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有する。

なお、制御装置５０は、分電盤４０と電気的に接続される。制御装置５０は、負荷の消費電力に関する情報を分電盤４０から取得することができる。
また、制御装置５０は、燃料電池２０と電気的に接続される。制御装置５０は、燃料電池２０で発電された電力に関する情報を取得することができる。また、制御装置５０は、燃料電池２０の運転（発電）を制御することができる。
また、制御装置５０は、蓄電装置３０と電気的に接続される。制御装置５０は、蓄電装置３０で充放電された電力に関する情報を取得することができる。また、制御装置５０は、蓄電装置３０の運転（電力の充放電）を制御することができる。

なお、本発明に係る「制御装置」の構成は、制御装置５０の構成に限定するものではない。例えば、本発明に係る「制御装置」は、蓄電装置３０の制御部や、燃料電池２０の制御部により構成されるものであってもよい。
また、本実施形態に係る制御装置５０は学習機能を有するものとしたが、これに限定するものではない。例えば、学習機能は、燃料電池２０や蓄電装置３０が有する構成としてもよい。

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５０により制御される。しかしながら、図示せぬホームサーバ等の制御手段により制御される構成とすることや、図示せぬスイッチ部やパワーコンディショナが有する制御部によりそれぞれ制御される構成とすることが可能であり、本発明はこれを限定するものではない。

商用電源９０からの電力や、太陽光発電部１０で発電された電力、燃料電池２０で発電された電力は、それぞれ分電盤４０に供給され、当該分電盤４０により負荷に分配される。こうして、住宅の居住者は、商用電源９０だけでなく、太陽光発電部１０や燃料電池２０で発電された電力によって、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２０で発電された電力が、他の電力に優先して分電盤４０に供給されるように設定される。

なお、燃料電池２０で発電された電力だけで負荷の消費電力がまかなえる場合には、商用電源９０や太陽光発電部１０からの電力を使用しないことも可能である。これによって、商用電源９０からの買電を減らし、電力料金を節約することができる。また、太陽光発電部１０で発電された電力を商用電源９０に逆潮流させて売電し、経済的な利益を得ることができる。

また、商用電源９０からの電力や、太陽光発電部１０で発電された電力は、適宜の時間帯に蓄電装置３０に充電される。なお、充電する時間帯は、居住者の任意に設定することができる。

例えば深夜の時間帯に商用電源９０からの電力を充電するように設定すれば、料金の安い深夜電力を蓄電装置３０に充電することができる。また、太陽光が十分に照射される昼間の時間帯に太陽光発電部１０で発電された電力を充電するように設定すれば、自然エネルギー（太陽光）を利用して発電された電力を蓄電装置３０に充電することができる。

また、商用電源９０からの電力や太陽光発電部１０で発電された電力だけでなく、蓄電装置３０に充電された電力を分電盤４０に供給することも可能である。すなわち、蓄電装置３０が充電した電力を放電すると、当該放電した電力が分電盤４０に供給される。なお、蓄電装置３０から分電盤４０に電力を供給するタイミングは、任意に設定することができる。

例えば深夜の時間帯に商用電源９０からの電力を充電すると共に、住宅に居住者が不在であり負荷の消費電力が比較的少ない昼間の時間帯に太陽光発電部１０で発電された電力を蓄電装置３０に充電するように設定する。そして、居住者が住宅に帰宅してから就寝するまでの夜間の時間帯に、蓄電装置３０に充電された電力を分電盤４０に供給するように設定する。これによって、料金の安い深夜電力を夜間の時間帯に使用できると共に、商用電源９０からの買電を減らすことができ、ひいては電力料金を節約することができる。

このように、電力供給システム１においては、燃料電池２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給する等、種々の電力の供給態様が設定されている。

なお、本実施形態において、電力供給システム１における電力の供給態様のうち、燃料電池２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給する電力の供給態様は、複数種類（３種類）設けられる。以下では、燃料電池２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給する３種類の電力の供給態様を、第一の供給態様と、第二の供給態様と、第三の供給態様と、それぞれ称する。第一の供給態様、第二の供給態様及び第三の供給態様は、住宅の居住者により任意に設定される。

第一の供給態様、第二の供給態様及び第三の供給態様においては、燃料電池２０で発電される電力は、予め設定された２つの定格電力のうち、負荷の発電電力に基づいた何れかとなるように設定される。

以下では、第一の供給態様における制御装置５０の処理について、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５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が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。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ以下ではないと判定した場合には、ステップＳ１０３へ移行する。

なお、本実施形態に係る「３００Ｗ」は、本発明に係る「第一電力閾値」の一実施形態である。本発明に係る「第一電力閾値」は、３００Ｗに限定するものではない。

ステップＳ１０２において、制御装置５０は、燃料電池２０で発電される電力が４００Ｗとなるように、蓄電装置３０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３０を制御する。こうして、２５０Ｗの電力が分電盤４０に供給されると共に１５０Ｗの電力が蓄電装置３０に供給されるため、燃料電池２０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３０に電力を充電することにより、燃料電池２０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５０は、ステップＳ１０２の処理を行った後、再びステップＳ１０１へ移行する。

なお、本実施形態に係る「４００Ｗ」は、本発明に係る「第一定格電力」の一実施形態である。本発明に係る「第一定格電力」は、４００Ｗに限定するものではなく、具体的には負荷の消費電力よりも大きい電力であればよい。
また、本実施形態に係るステップＳ１０２の処理は、本発明に係る「第一の制御」の一実施形態である。

ステップＳ１０３において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が７００Ｗ以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が７００Ｗ以上であると判定した場合には、ステップＳ１０５へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が７００Ｗ以上ではないと判定した場合には、ステップＳ１０４へ移行する。

なお、本実施形態に係る「７００Ｗ」は、本発明に係る「第二電力閾値」の一実施形態である。本発明に係る「第二電力閾値」は、７００Ｗに限定するものではない。

ステップＳ１０４において、制御装置５０は、燃料電池２０で発電される電力が７００Ｗとなるように、蓄電装置３０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３０を制御する。こうして、５００Ｗの電力が分電盤４０に供給されると共に２００Ｗの電力が蓄電装置３０に供給されるため、燃料電池２０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３０に電力を充電することにより、燃料電池２０が発電する電力を４００Ｗ（第一定格電力）よりも大きい７００Ｗに増加させる。
制御装置５０は、ステップＳ１０４の処理を行った後、再びステップＳ１０１へ移行する。

なお、本実施形態に係る「７００Ｗ」は、本発明に係る「第二定格電力」の一実施形態である。本発明に係る「第二定格電力」は、７００Ｗに限定するものではなく、具体的には第一定格電力（４００Ｗ）よりも大きい電力であればよい。
また、本実施形態に係るステップＳ１０４の処理は、本発明に係る「第二の制御」の一実施形態である。

ステップＳ１０５において、制御装置５０は、蓄電装置３０を放電して必要に応じた電力を分電盤４０に供給する。
具体的には、例えば現在の負荷の消費電力が８００Ｗである場合に、１００Ｗの電力を放電するように蓄電装置３０を制御する。こうして、７００Ｗの電力が燃料電池２０から分電盤４０に供給されると共に１００Ｗの電力が蓄電装置３０から分電盤４０に供給されるため、負荷の消費電力がまかなえることとなる。
制御装置５０は、ステップＳ１０５の処理を行った後、再びステップＳ１０１へ移行する。

以上のように、第一の供給態様における制御装置５０の処理においては、燃料電池２０で発電される電力は、予め設定された４００Ｗ（第一定格電力）又は７００Ｗ（第二定格電力）のうち、負荷の発電電力に基づいて何れかとなるように設定される。

具体的には、負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下である場合に、蓄電装置３０が電力を充電することにより、燃料電池２０が発電する電力を負荷の消費電力よりも大きい４００Ｗ（第一定格電力）に増加させる。また、負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）よりも大きく、且つ７００Ｗ（第二電力閾値）よりも小さい場合に、蓄電装置３０が電力を充電することにより、燃料電池２０が発電する電力を３００Ｗ（第一定格電力）よりも大きい７００Ｗ（第二定格電力）に増加させる。

こうして、負荷の消費電力に基づいて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２０で発電される電力が１つの定格電力（例えば、燃料電池２０の最大発電電力である７００Ｗ）となる場合と比べて、燃料電池２０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２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができる。

なお、第二電力閾値及び第二定格電力は、本実施形態に係る構成と同様に、燃料電池２０の最大発電電力と同一の値（７００Ｗ）であることが望ましい。

こうして、発電効率の高い燃料電池２０の最大発電電力の値（７００Ｗ）を第二電力閾値及び第二定格電力として用いることで、燃料電池２０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２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができる。

以下では、第二の供給態様における制御装置５０の処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。

なお、第二の供給態様における制御装置５０の処理においては、その一部が第一の供給態様における制御装置５０の処理と同一である。以下では、第二の供給態様における制御装置５０の処理において、第一の供給態様における制御装置５０の処理と同一である部分（ステップＳ１０１からステップＳ１０５まで）についてはその説明を適宜省略するものとする。

ステップＳ１０２から移行したステップＳ２０１において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上であると判定した場合には、ステップＳ２０２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上ではないと判定した場合には、再びステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ２０２において、制御装置５０は、タイマカウンタによる時間計測を開始する。
制御装置５０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５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上である状態が５分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上である状態が５分間継続したと判定した場合、すなわち現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上である状態のままタイマカウンタによる時間計測が５分を経過した場合には、ステップＳ１０３へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）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、すなわちタイマカウンタによる時間計測が５分を経過する前に現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上である状態が変更された場合には、ステップＳ２０４へ移行する。

なお、ステップＳ２０３における「５分間」は、本発明に係る「前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以上となる状態が所定期間継続した場合」における「所定期間」の一実施形態である。本発明に係る当該「所定期間」は、５分間に限定するものではなく、任意の期間とすることができる。

ステップＳ２０４において、制御装置５０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５０は、ステップＳ２０４の処理を行った後、再びステップＳ２０１へ移行する。

ステップＳ１０４から移行したステップＳ２１０において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下であると判定した場合には、ステップＳ２１１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下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Ｓ２１１において、制御装置５０は、タイマカウンタによる時間計測を開始する。
制御装置５０は、ステップＳ２１１の処理を行った後、ステップＳ２１２へ移行する。

ステップＳ２１２において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下である状態が５分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下である状態が５分間継続したと判定した場合、すなわち現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下である状態のままタイマカウンタによる時間計測が５分を経過した場合には、再びステップＳ１０２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）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、すなわちタイマカウンタによる時間計測が５分を経過する前に現在の負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下である状態が変更された場合には、再びステップＳ２１３へ移行する。

なお、ステップＳ２１２における「５分間」は、本発明に係る「前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以下となる状態が所定期間継続した場合」における「所定期間」の一実施形態である。本発明に係る当該「所定期間」は、５分間に限定するものではなく、任意の期間とすることができる。

ステップＳ２１３において、制御装置５０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５０は、ステップＳ２１３の処理を行った後、再びステップＳ１０３へ移行する。

以上のように、第二の供給態様における制御装置５０の処理においては、燃料電池２０で発電される電力が４００Ｗ（第一定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御が行われているときに、負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以上となる状態が５分間継続した場合であって、且つ負荷の消費電力が７００Ｗ（第二電力閾値）よりも小さい場合には、燃料電池２０で発電される電力が７００Ｗ（第二定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御を行うものである。

こうして、燃料電池２０で発電される電力が４００Ｗ（第一定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御が行われているときに、短期間の間に前記状態が解消されることがなかった場合（負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合）に、燃料電池２０で発電される電力が７００Ｗ（第二定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御を行うことができる。すなわち、短期間に蓄電装置３０の充電と発電とを交互に繰り返し行い蓄電装置３０の運転が煩雑となることを防止することができる。

また、燃料電池２０で発電される電力が７００Ｗ（第二定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御が行われているときに、負荷の消費電力が３００Ｗ（第一電力閾値）以下となる状態が５分間継続した場合には、燃料電池２０で発電される電力が４００Ｗ（第一定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御を行うものである。

こうして、燃料電池２０で発電される電力が７００Ｗ（第二定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御が行われているときに、短期間の間に前記状態が解消されることがなかった場合（負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合）に、燃料電池２０で発電される電力が４００Ｗ（第一定格電力）となるように蓄電装置３０に電力を充電させる制御を行うことができる。すなわち、短期間に蓄電装置３０の充電と発電とを交互に繰り返し行い蓄電装置３０の運転が煩雑となることを防止することができる。

以下では、第三の供給態様における制御装置５０の処理について、図４と、図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。

なお、第三の供給態様においては、第一の供給態様及び第二の供給態様における２つの定格電力（第一定格電力及び第二定格電力）とは異なる２つの定格電力（後述する第三定格電力及び第四定格電力）が予め設定される。

また、第三の供給態様における制御装置５０の処理においては、第一の供給態様及び第二の供給態様とは異なり、制御装置５０の学習機能が使用される。
具体的には、制御装置５０は、例えば数日間にわたって負荷の消費電力に関する情報を学習することにより、所定期間（本実施形態においては、１日）内における所定時間ごとの負荷の消費電力（負荷の消費電力の推移）を予測する。そして、制御装置５０は、予測した所定時間ごとの負荷の消費電力に基づいて、１日内（０時から２４時まで）において燃料電池２０が発電する電力が予め設定された２つの定格電力のうち何れかとなるように当該燃料電池２０の発電や蓄電装置３０の充放電を制御する。

ここで、図４は、制御装置５０が学習機能を使用することにより予測した、１日内における所定時間ごとの負荷の消費電力（負荷の消費電力の推移）を示したグラフである。図４のグラフにおいては、（１日内における）０時から２４時までにおける所定時間ごとの負荷の消費電力の予測を示している。

図４のグラフ（本実施形態に係る負荷の消費電力の予測）においては（１）７時から９時４０分まで、（２）１７時から２３時３０分まで、の２つの時間帯において、負荷の消費電力が概ね７００Ｗ（すなわち、燃料電池２０の最大発電電力）よりも大きくなる。以下では、これらの時間帯を「ピーク時間帯」と称する。また、（１）７時から９時４０分までのピーク時間帯を「ピーク時間帯Ａ」と、（２）１７時から２３時３０分までのピーク時間帯を「ピーク時間帯Ｂ」と、それぞれ称する。

なお、本実施形態に係る２つの時間帯（「ピーク時間帯Ａ」及び「ピーク時間帯Ｂ」）は、本発明に係る「ピーク時間帯」の一実施形態である。本発明に係る「ピーク時間帯」は、本実施形態に係る構成に限定するものではない。すなわち、本発明に係る「ピーク時間帯」は、住宅の居住者の生活パターンに基づいて予測されるものであるため、当該居住者ごとに異なるものとして設定される。

また、図４のグラフ（本実施形態に係る負荷の消費電力の予測）において、ピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂ以外の時間帯における負荷の消費電力の平均値は、３００Ｗであるものとする。

ステップＳ３０１において、制御装置５０は、現在の時間がピーク時間帯となる３０分前であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の時間がピーク時間帯となる３０分前であると判定した場合、具体的には６時３０分（ピーク時間帯Ａとなる３０分前）又は１６時３０分（第一ピーク時間帯Ｂとなる３０分前）であると判定した場合には、ステップＳ３２１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時間がピーク時間帯となる３０分前ではないと判定した場合、具体的には６時３０分（ピーク時間帯Ａとなる３０分前）及び１６時３０分（第一ピーク時間帯Ｂとなる３０分前）ではないと判定した場合には、ステップＳ３０２へ移行する。

ステップＳ３０２において、制御装置５０は、燃料電池２０が発電する電力を第三定格電力（３５０Ｗ）と設定する。
制御装置５０は、ステップＳ３０２の処理を行った後、ステップＳ３０３へ移行する。

なお、本実施形態に係る「３５０Ｗ」は、本発明に係る「第三定格電力」の一実施形態である。本発明に係る「第三定格電力」は、３５０Ｗに限定するものではなく、具体的には燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さい電力であればよい。

ステップＳ３２１において、制御装置５０は、燃料電池２０が発電する電力を第四定格電力（７００Ｗ）と設定する。
制御装置５０は、ステップＳ３２１の処理を行った後、ステップＳ３２２へ移行する。

なお、本実施形態に係る「７００Ｗ」は、本発明に係る「第四定格電力」の一実施形態である。本発明に係る「第四定格電力」は、燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）と同一の値であればよい。

このように、第三の供給態様においては、まず現在の時間がピーク時間帯となる３０分前であるか否かに基づいて、制御装置５０が発電する電力として、所定の定格電力である第三定格電力又は第四定格電力の何れかが設定される。

ステップＳ３０３において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以上であると判定した場合には、ステップＳ３０５へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以上ではないと判定した場合には、ステップＳ３０４へ移行する。

ステップＳ３０４において、制御装置５０は、蓄電装置３０への電力の充電を開始する。すなわち、蓄電装置３０が電力を充電することにより、燃料電池２０で発電される電力を増加させ、当該発電される電力を３５０Ｗ（第三定格電力）に近付ける。
制御装置５０は、ステップＳ３０４の処理を行った後、再びステップＳ３０１へ移行する。

ステップＳ３０５において、制御装置５０は、蓄電装置３０を放電して必要に応じた電力を分電盤４０に供給する。すなわち、蓄電装置３０から放電した電力を分電盤４０に供給することにより、燃料電池２０が発電した電力だけではまかなえない電力を補う。
制御装置５０は、ステップＳ３０５の処理を行った後、ステップＳ３０６へ移行する。

ステップＳ３０６において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が、現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が、現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上であると判定した場合には、ステップＳ３０９へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が、現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上ではないと判定した場合には、ステップＳ３０７へ移行する。

なお、本実施形態に係る「現在の燃料電池２０が発電する電力の８割」における「８割」は、本発明に係る「前記燃料電池が発電する電力の所定割合」における「所定割合」の一実施形態である。本発明に係る「所定割合」は、８割に限定するものではなく、任意に設定することができる。

ステップＳ３０７において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下であると判定した場合には、ステップＳ３０８へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ３０６へ移行する。

ステップＳ３０８において、制御装置５０は、蓄電装置３０の放電を停止して分電盤４０への電力の供給を停止する。
制御装置５０は、ステップＳ３０８の処理を行った後、再びステップＳ３０２へ移行する。

なお、本実施形態に係るステップＳ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０８の処理は、本発明に係る「第三の制御」の一実施形態である。

ステップＳ３０６から移行したステップＳ３０９において、制御装置５０は、タイマカウンタによる時間計測を開始する。
制御装置５０は、ステップＳ３０９の処理を行った後、ステップＳ３１０へ移行する。

ステップＳ３１０において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上である状態が５分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上である状態が５分間継続したと判定した場合、すなわち現在の負荷の消費電力が現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上である状態のままタイマカウンタによる時間計測が５分を経過した場合には、ステップＳ３１２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上である状態が５分間継続しなかったと判定した場合、すなわちタイマカウンタによる時間計測が５分を経過する前に、現在の負荷の消費電力が現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上である状態が変更された場合には、ステップＳ３１１へ移行する。

なお、ステップ３１０における「５分間」は、本発明に係る「前記負荷の消費電力が前記燃料電池が発電する電力の所定割合以上である状態が所定期間継続した場合」における「所定期間」の一実施形態である。本発明に係る当該「所定期間」は、５分間に限定するものではなく、任意の期間とすることができる。

ステップＳ３１１において、制御装置５０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５０は、ステップＳ３１１の処理を行った後、再びステップＳ３０６へ移行する。

ステップＳ３１２において、制御装置５０は、燃料電池２０が発電する電力を７００Ｗ（第四定格電力）と設定する。
制御装置５０は、ステップＳ３１２の処理を行った後、ステップＳ３２４へ移行する。

なお、本実施形態に係るステップＳ３１２からステップＳ３２４へと移行する制御装置５０の処理は、本発明に係る「第四の制御」の一実施形態である。

ステップＳ３２１から移行したステップＳ３２２において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が、７００Ｗ（第四定格電力）以上であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が、７００Ｗ（第四定格電力）以上であると判定した場合には、ステップＳ３２３へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が、７００Ｗ（第四定格電力）以上ではないと判定した場合には、ステップＳ３２４へ移行する。

ステップＳ３２３において、制御装置５０は、蓄電装置３０を放電して必要に応じた電力を分電盤４０に供給する。すなわち、蓄電装置３０から放電した電力を分電盤４０に供給することにより、燃料電池２０が発電した電力だけではまかなえない電力を補う。
制御装置５０は、ステップＳ３２３の処理を行った後、ステップＳ３２５へ移行する。

ステップＳ３２４において、蓄電装置３０への電力の充電を開始する。すなわち、蓄電装置３０が電力を発電することにより、燃料電池２０で発電される電力を増加させ、当該発電される電力を７００Ｗ（第四定格電力）に近付ける。
制御装置５０は、ステップＳ３２４の処理を行った後、ステップＳ３２５へ移行する。

ステップＳ３２５において、制御装置５０は、現在の時間が、１日の最後のピーク時間帯（すなわち、ピーク時間帯Ｂ）の終了後であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の時間が、１日の最後のピーク時間帯（すなわち、ピーク時間帯Ｂ）の終了後であると判定した場合には、ステップＳ３４１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時間が、１日の最後のピーク時間帯（すなわち、ピーク時間帯Ｂ）の終了後ではないと判定した場合には、ステップＳ３２６へ移行する。

なお、本実施形態に係る「ピーク時間帯Ｂ」は、本発明に係る「１日の最後のピーク時間帯」の一実施形態である。すなわち、本実施形態において、ピーク時間帯Ｂを経過した後（すなわち、２３時３０分から２４時まで）には、負荷の消費電力が概ね７００Ｗ（すなわち、燃料電池２０の最大発電電力）よりも大きくなる時間帯はない。

ステップＳ３４１において、制御装置５０は、蓄電装置３０の充放電は行わず、負荷追従機能により負荷の消費電力に追従して燃料電池２０の発電を行う。
制御装置５０は、ステップＳ３４１の処理を行ったと、ステップＳ３４２へ移行する。

ステップＳ３４２において、制御装置５０は、第三の供給態様における処理が開始されてから（０時から）２４時間が経過したか否か、すなわち現在の時間が２４時であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、第三の供給態様における処理が開始されてから（０時から）２４時間が経過したと判定した場合、すなわち現在の時間が２４時であると判定した場合には、再びステップＳ３０１へ移行する。
一方、制御装置５０は、第三の供給態様における処理が開始されてから（０時から）２４時間が経過していないと判定した場合、すなわち現在の時間が２４時ではないと判定した場合には、再びステップＳ３４１へ移行する。

ステップＳ３２５から移行したステップＳ３２６において、制御装置５０は、燃料電池２０で発電される電力が１回でも７００Ｗ（第四定格電力）となったか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、燃料電池２０で発電される電力が１回でも７００Ｗ（第四定格電力）となったと判定した場合には、ステップＳ３２７へ移行する。
一方、制御装置５０は、燃料電池２０で発電される電力が１回でも７００Ｗ（第四定格電力）となっていないと判定した場合には、再びステップＳ３２２へ移行する。

ステップＳ３２７において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下であると判定した場合には、ステップＳ３２８へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ３２２へ移行する。

ステップＳ３２８において、制御装置５０は、タイマカウンタによる時間計測を開始する。
制御装置５０は、ステップＳ３２８の処理を行った後、ステップＳ３２９へ移行する。

ステップＳ３２９において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下である状態が５分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下である状態が５分間継続したと判定した場合、すなわち現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下である状態のままタイマカウンタによる時間計測が５分を経過した場合には、再びステップＳ３０２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下である状態が５分間継続していないと判定した場合、すなわちタイマカウンタによる時間計測が５分を経過する前に、現在の負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以下である状態が変更された場合には、ステップＳ３３０へ移行する。

ステップＳ３３０において、制御装置５０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５０は、ステップＳ３３０の処理を行った後、再びステップＳ３２７へ移行する。

以上のように、第三の供給態様における制御装置５０の処理においては、燃料電池２０で発電される電力は、予め設定された３５０Ｗ（第三定格電力）又は７００Ｗ（第四定格電力）のうち、予測した所定時間ごとの負荷の消費電力に基づいて何れかとなるように設定される。

具体的には、制御装置５０は、負荷の消費電力に関する情報を学習することにより、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも大きくなるピーク時間帯を予測可能な学習機能を有し、予測したピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂとなる３０分前までは、燃料電池２０が発電する電力を、３５０Ｗ（第三定格電力）とする制御を行い、予測したピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂとなる３０分前になると、燃料電池２０が発電する電力を、燃料電池２０の最大発電電力と同一の値である７００Ｗ（第四定格電力）に増加させる制御を行う。

こうして、ピーク時間帯となる３０分前から、燃料電池２０で発電する電力を、それまでの最大発電電力よりも小さい電力から最大発電電量へと増加させることができる。すなわち、負荷の消費電力が比較的小さいピーク時間帯以外の時間帯では、燃料電池２０で発電する電力を最大発電電力とせずに当該最大発電電力よりも小さい電力とするため、燃料電池２０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。

すなわち、電力供給システム１では、従来の電力供給システム（例えば、燃料電池２０で発電される電力が１つの定格電力となるシステムや、負荷追従機能により負荷に常時追従して発電するシステム）と比べて、燃料電池２０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２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができ、ひいては住宅の光熱費を抑制することができる。

また、燃料電池２０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ため、二酸化炭素排出量を可及的に抑制することができる。

また、燃料電池２０が発電する電力を３５０Ｗ（第三定格電力）とする制御が行われているときに、負荷の消費電力が３５０Ｗ（第三定格電力）以上となり蓄電装置３０が電力を放電した場合であって、現在の負荷の消費電力が現在の燃料電池２０が発電する電力の８割以上である状態が５分間継続した場合には、燃料電池２０が発電する電力を７００Ｗ（第四定格電力）とする制御を行う。

こうして、燃料電池２０が発電する電力を３５０Ｗ（第三定格電力）とする制御が行われているときに、短期間の間に前記状態が解消されることがなかった場合（負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合）（例えば、住宅の居住者が通常よりも大きい電力を消費する電化製品を継続して使用した場合等）に、燃料電池２０が発電する電力を７００Ｗ（第四定格電力）とする制御を行うことができる。すなわち、短期間に蓄電装置３０の充電と発電とを交互に繰り返し行い蓄電装置３０の運転が煩雑となることを防止することができる。

また、燃料電池２０が発電する電力を７００Ｗ（第四定格電力）とする制御がピーク時間帯Ｂに対して行われたものであって、且つピーク時間帯Ｂが終了した場合には、蓄電装置３０は充放電を行わず、燃料電池２０は負荷追従機能により負荷の消費電力に追従して電力を行う。

ここで、例えば負荷の消費電力がほとんど無い時間帯（本実施形態においては、ピーク時間帯Ｂ以降の時間帯）において、燃料電池２０が３５０Ｗ（第三定格電力）を発電すると、当該発電した電力は負荷に供給されずに蓄電装置３０に充電されることとなる。このような場合、蓄電装置３０が特に電力を充電する必要が無ければ、当該充電した電力は無駄な電力となる。しかしながら、本実施形態においては、１日の最後のピーク時間帯であるピーク時間帯Ｂを過ぎた後は、負荷追従機能により余分な電力を蓄電装置３０に充電させることがない。すなわち、蓄電装置３０が特に電力を充電する必要が無い場合に、無駄な電力が蓄電装置３０に充電されることを防止することができる。

また、第三定格電力としての３５０Ｗは、ピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂ以外の時間帯における負荷の消費電力の平均値（３００Ｗ）に所定値（本実施形態においては、５０Ｗ）を加算した値である。

こうして、ピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂ以外の時間帯において、負荷の消費電力が燃料電池２０で発電する電力（第三定格電力としての３５０Ｗ）よりも大きくなることを可及的に少なくすると共に、燃料電池２０で発電する電力（第三定格電力としての３５０Ｗ）が負荷の消費電力よりも大幅に大きくなることを可及的に少なくすることができる。すなわち、燃料電池２０で発電する電力が負荷の消費電力をまかなえなくなることを可及的に防止すると共に、燃料電池２０は負荷の消費電力に供給しない電力を発電することを可及的に防止することができる。

なお、本実施形態に係る「５０Ｗ」は、本発明に係る「前記負荷の消費電力の平均値に所定値を加算した値」における「所定値」の一実施形態である。本発明に係る「所定値」は、５０Ｗに限定するものでなく、任意に設定することができる。

以上のように、電力供給システム１においては、
負荷追従機能を有して発電可能な燃料電池２０と、
前記燃料電池２０で発電された電力を充放電可能な蓄電装置３０と、
前記燃料電池２０の発電及び前記蓄電装置３０の充放電を制御する制御装置５０と、
を具備し、
前記燃料電池２０及び前記蓄電装置３０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、
前記制御装置５０は、前記負荷の消費電力に基づいて、前記燃料電池２０が発電する電力を、少なくとも２つ以上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。

このような構成により、燃料電池２０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２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記負荷の消費電力が所定の第一電力閾値（３００Ｗ）以下である場合に、
前記蓄電装置３０が電力を充電することにより、前記燃料電池２０が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記負荷の消費電力よりも大きい第一定格電力（４００Ｗ）に増加させる第一の制御を行い、
前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値よりも大きく、且つ所定の第二電力閾値（７００Ｗ）よりも小さい場合に、
前記蓄電装置３０が電力を充電することにより、前記燃料電池２０が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記第一定格電力よりも大きい第二定格電力（７００Ｗ）に増加させる第二の制御を行うものである。

このような構成により、負荷の消費電力に基づいて、燃料電池２０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２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第二電力閾値及び前記第二定格電力は、前記燃料電池の最大発電電力と同一の値（７００Ｗ）であるものである。

このような構成により、発電効率の高い燃料電池２０の最大発電電力の値（７００Ｗ）を第二電力閾値及び第二定格電力として用いることで、燃料電池２０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２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第一の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以上となる状態が所定期間（５分間）継続した場合であって、且つ前記負荷の消費電力が前記第二電力閾値よりも小さい場合には、前記第二の制御を行うものである。

このような構成により、第一の制御が行われているときに短期間の間に前記状態が解消されることがなかった場合（負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合）には、第二の制御を行うことができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第二の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以下となる状態が所定期間（５分間）継続した場合には、前記第一の制御を行うものである。

このような構成により、第二の制御が行われているときに短期間の間に前記状態が解消されることがなかった場合（負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合）には、第一の制御を行うことができる。

また、電力供給システム１においては、
前記制御装置５０は、前記負荷の消費電力に関する情報を学習することにより、前記負荷の消費電力が前記燃料電池２０の最大発電電力よりも大きくなるピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂ）を予測可能な学習機能を有し、
前記予測したピーク時間帯となる所定期間（３０分）前までは、前記燃料電池２０が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記燃料電池２０の最大発電電力よりも小さい第三定格電力（３５０Ｗ）とする第三の制御を行い、
前記予測したピーク時間帯となる所定期間（３０分）前になると、前記燃料電池２０が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記燃料電池２０の最大発電電力と同一の値である第四定格電力（７００Ｗ）に増加させる第四の制御を行うものである。

また、電力供給システム１においては、
前記第三の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第三定格電力以上となり前記蓄電装置３０が電力を放電した場合であって、且つ前記負荷の消費電力が前記燃料電池２０が発電する電力の所定割合（８割）以上である状態が所定期間（５分間）継続した場合には、前記第四の制御を行うものである。

このような構成により、第三の制御が行われているときに短期間の間に前記状態が解消されることがなかった場合（負荷の消費電力の状態変化が明確となった場合）には、第四の制御を行うことができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第四の制御が１日の最後のピーク時間帯（ピーク時間帯Ｂ）に対して行われたものであって、且つ前記最後のピーク時間帯（ピーク時間帯Ｂ）が終了した場合には、前記蓄電装置３０は充放電を行わず、前記燃料電池２０は前記負荷追従機能により前記負荷の消費電力に追従して電力を発電するものである。

このような構成により、１日の最後のピーク時間帯（ピーク時間帯Ｂ）を過ぎた後は、負荷追従機能により余分な電力を蓄電装置３０に充電させないことができる。

また、電力供給システム１においては、
前記第三定格電力は、前記ピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ及びピーク時間帯Ｂ）以外の時間帯における前記負荷の消費電力の平均値（３００Ｗ）に所定値（５０Ｗ）を加算した値であるものである。

このような構成により、燃料電池２０の発電に使用する燃料の使用量を、より可及的に抑制しながら、燃料電池２０及び蓄電装置３０からの電力を負荷へと供給することができる。

また、例えば電力会社の料金体系が１カ月内で所定の使用電力（例えば、１５ｋＷｈ）までは一律料金である場合には、当該１５ｋＷｈまでの買電電力（例えば、１日当り５００Ｗｈ）となるように、燃料電池２０の発電及び前記蓄電装置３０の充放電を制御することにより、燃料電池２０の発電に使用する燃料の使用量を可及的に抑制すると共に、余剰な熱の発生を抑制することができる。このように、燃料電池２０の発電及び前記蓄電装置３０の充放電を制御する場合に、電力会社の料金体系から１日当りの使用可能な電力を算出し、当該算出結果に基づいて商用電源９０からの買電を調整することが望ましい。

１電力供給システム
２０燃料電池
３０蓄電装置
４０分電盤
５０制御装置

Claims

負荷追従機能を有して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、
前記制御装置は、前記負荷の消費電力に基づいて、前記燃料電池が発電する電力を、少なくとも２つ以上設定される所定の定格電力のうち何れかとし、
前記負荷の消費電力が所定の第一電力閾値以下である場合に、
前記蓄電装置が電力を充電することにより、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記負荷の消費電力よりも大きい第一定格電力に増加させる第一の制御を行い、
前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値よりも大きく、且つ所定の第二電力閾値よりも小さい場合に、
前記蓄電装置が電力を充電することにより、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記第一定格電力よりも大きい第二定格電力に増加させる第二の制御を行う、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記第二電力閾値及び前記第二定格電力は、前記燃料電池の最大発電電力と同一の値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
前記第一の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以上となる状態が所定期間継続した場合であって、且つ前記負荷の消費電力が前記第二電力閾値よりも小さい場合には、前記第二の制御を行う、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。
前記第二の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第一電力閾値以下となる状態が所定期間継続した場合には、前記第一の制御を行う、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力供給システム。
負荷追従機能を有して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、
前記制御装置は、前記負荷の消費電力に基づいて、前記燃料電池が発電する電力を、少なくとも２つ以上設定される所定の定格電力のうち何れかとし、
前記制御装置は、前記負荷の消費電力に関する情報を学習することにより、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くなるピーク時間帯を予測可能な学習機能を有し、
前記予測したピーク時間帯となる所定期間前までは、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記燃料電池の最大発電電力よりも小さい第三定格電力とする第三の制御を行い、
前記予測したピーク時間帯となる所定期間前になると、前記燃料電池が発電する電力を、前記所定の定格電力のうち、前記燃料電池の最大発電電力と同一の値である第四定格電力に増加させる第四の制御を行う、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記第三の制御が行われているときに、前記負荷の消費電力が前記第三定格電力以上となり前記蓄電装置が電力を放電した場合であって、且つ前記負荷の消費電力が前記燃料電池が発電する電力の所定割合以上である状態が所定期間継続した場合には、前記第四の制御を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の電力供給システム。
前記第四の制御が１日の最後のピーク時間帯に対して行われたものであって、且つ前記最後のピーク時間帯が終了した場合には、前記蓄電装置は充放電を行わず、前記燃料電池は前記負荷追従機能により前記負荷の消費電力に追従して電力を発電する、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電力供給システム。
前記第三定格電力は、前記ピーク時間帯以外の時間帯における前記負荷の消費電力の平均値に所定値を加算した値である、
ことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の電力供給システム。
前記燃料電池は、商用電源からの電力の流通方向において、前記負荷よりも上流側に配置され、
前記蓄電装置は、前記商用電源からの電力の流通方向において、前記負荷よりも下流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電力供給システム。