JP6495590B2

JP6495590B2 - 電力供給システム

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Publication number: JP6495590B2
Application number: JP2014148565A
Authority: JP
Inventors: 真宏原田
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: JP2016025760A

Description

本発明は、商用電源、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、商用電源、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、商用電源、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量が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、燃料電池からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、燃料電池の発電に使用する燃料の使用量を可及的に抑制することができる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、前記制御装置は、前記蓄電装置に充電された電力残量とは無関係に予め設定された所定の単位期間ごとに負荷の消費電力に基づいて複数の定格値のうち何れか一つを設定し、前記燃料電池で発電される電力が前記設定した定格値となるように、前記蓄電装置の充放電を行い、商用電源、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、前記複数の定格値のうち一つは、値を更新可能な更新定格値であり、第一の単位期間が終了した後に第二の単位期間が開始される場合に、前記第一の単位期間の終了時における前記蓄電装置に充電された電力残量の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を前記第二の単位期間の更新定格値に更新する更新手段を具備し、前記更新手段は、前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が無い場合には、前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量を算出し、前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、前記買電量を前記累計時間で除算した第一の値を前記第一の単位期間の更新定格値に加算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出するものである。

請求項２においては、前記更新手段は、更に前記第一の単位期間の間における前記商用電源からの買電の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を第二の単位期間の更新定格値に更新するものである。

請求項３においては、前記更新手段は、前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が無い場合には、前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量を算出し、前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、前記電力残量を前記累計時間で除算した第二の値を前記第一の単位期間の更新定格値から減算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出するものである。

請求項４においては、前記更新手段は、前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が有る場合には、前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量を算出し、前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量を算出し、前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、前記買電量を前記累計時間で除算した第一の値を前記第一の単位期間の更新定格値に加算すると共に、前記電力残量を前記累計時間で除算した第二の値を前記第一の単位期間の更新定格値から減算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出するものである。

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、前記制御装置は、前記蓄電装置に充電された電力残量とは無関係に予め設定された所定の単位期間ごとに負荷の消費電力に基づいて複数の定格値のうち何れか一つを設定し、前記燃料電池で発電される電力が前記設定した定格値となるように、前記蓄電装置の充放電を行い、商用電源、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、前記複数の定格値のうち一つは、値を更新可能な更新定格値であり、第一の単位期間が終了した後に第二の単位期間が開始される場合に、前記第一の単位期間の終了時における前記蓄電装置に充電された電力残量の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を前記第二の単位期間の更新定格値に更新する更新手段を具備し、前記更新手段は、更に前記第一の単位期間の間における前記商用電源からの買電の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を第二の単位期間の更新定格値に更新し、前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が有る場合には、前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量を算出し、前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量を算出し、前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、前記買電量を前記累計時間で除算した第一の値を前記第一の単位期間の更新定格値に加算すると共に、前記電力残量を前記累計時間で除算した第二の値を前記第一の単位期間の更新定格値から減算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本願発明においては、第一の単位期間の終了時に蓄電装置に充電された電力残量の有無に応じて、第二の単位期間において燃料電池からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、燃料電池の発電に使用する燃料の使用量を可及的に抑制することができる。

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、電力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、制御装置による第一定格値の更新の処理を示したフローチャート。同じく、図３の続きを示したフローチャート。同じく、図３の続きを示したフローチャート。同じく、図３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、都市ガスを燃料と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て（必要に応じて）電力を発電する負荷追従機能を有する。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。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。

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、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（蓄電池）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、電力の供給元としての商用電源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、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、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や、電力の供給態様に用いられる情報（例えば、商用電源９０から売電された電力量等）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。
また、制御装置５０は、太陽光発電部１０よりも上流側に配置される図示せぬセンサと接続され、商用電源９０からの買電に関する情報を取得することができる。

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、学習機能を有する機器は制御装置５０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、種々の電力の供給態様が設定されている。

また、電力供給システム１における電力の供給態様には、複数の定格値を用いて燃料電池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が含まれる。以下の説明では、電力供給システム１において設定されている種々の電力の供給態様のうち、前記複数の定格値を用いた電力の供給態様を単に「電力の供給態様」と称する。

なお、本実施形態において「定格値」とは、燃料電池２０が発電する際に目標となる電力の値である。本実施形態においては、前記複数の定格値として、第一定格値Ｐ１と、第二定格値Ｐ２という、２つの定格値が用いられる。

第一定格値Ｐ１は、燃料電池２０の最大発電電力以下の値に設定される。第一定格値Ｐ１は、複数の定格値のうち、最も小さい定格値（最小定格値）である。すなわち、第一定格値Ｐ１は、第二定格値Ｐ２以下の定格値であり、７００Ｗ以下（０Ｗ〜７００Ｗ）に設定される。第一定格値Ｐ１は、設定された値が変更（更新）可能に構成される。

第二定格値Ｐ２は、燃料電池２０の最大発電電力と同一の値に設定される。すなわち、第二定格値Ｐ２は、７００Ｗに設定される。第二定格値Ｐ２は、制御装置５０の記憶部に予め記憶される。第二定格値Ｐ２は、第一定格値Ｐ１とは異なり、設定された値（７００Ｗ）が変更（更新）不能に構成される。

電力の供給態様においては、単位期間ごとに、電力供給システム１が設けられている住宅の住人のライフスタイルに合うような制御（すなわち、燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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制御）が行われる。なお、前記ライフスタイルに合うような制御には、燃料電池２０で発電される電力を複数の定格値のうち何れか一つとする制御や、複数の定格値のうち第一定格値Ｐ１（最小定格値）が単位期間ごとに適宜更新される制御が含まれる。また、本実施形態においては、前記単位期間として１日（０時から２４時まで）が適用される。

以下では、電力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Ｓ１００において、制御装置５０は、第一定格値Ｐ１の更新の処理を行う。
なお、制御装置５０による第一定格値Ｐ１の更新の処理についての詳細な説明は後述する。
制御装置５０は、ステップＳ１００の処理を行った後、ステップＳ１０１へ移行する。

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第一定格値Ｐ１以下であるか否かを判定する。
制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が第一定格値Ｐ１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５０は、現在の負荷の消費電力が第一定格値Ｐ１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。

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第一定格値Ｐ１となるように、蓄電装置３０に電力を充電させる。より詳細には、制御装置５０は、負荷の消費電力に応じて第一定格値Ｐ１及び第二定格値Ｐ２のうち何れか一つである第一定格値Ｐ１を設定し、燃料電池２０で発電される電力が第一定格値Ｐ１となるように、蓄電装置３０の充電を行う。
具体的には、制御装置５０は、例えば現在の負荷の消費電力が２５０Ｗであって、且つ第一定格値Ｐ１が４００Ｗ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。これにより、２５０Ｗの電力が分電盤４０（負荷）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、制御装置５０は、蓄電装置３０に電力を充電させることにより、燃料電池２０が発電する電力を負荷の消費電力（２５０Ｗ）よりも大きい第一定格値Ｐ１（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Ｓ１００へ移行する。

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第二定格値Ｐ２以上であるか否かを判定する。
制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が第二定格値Ｐ２以上であると判定した場合には、ステップＳ１０５へ移行する。
制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が第二定格値Ｐ２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。

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第二定格値Ｐ２となるように、蓄電装置３０に電力を充電させる。より詳細には、制御装置５０は、負荷の消費電力に応じて第一定格値Ｐ１及び第二定格値Ｐ２のうち何れか一つである第二定格値Ｐ２を設定し、燃料電池２０で発電される電力が第二定格値Ｐ２となるように、蓄電装置３０の充電を行う。
具体的には、制御装置５０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。これにより、５００Ｗの電力が分電盤４０（負荷）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、制御装置５０は、蓄電装置３０に電力を充電させることにより、燃料電池２０が発電する電力を第一定格値Ｐ１（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Ｓ１００へ移行する。

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、制御装置５０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。これにより、７００Ｗの電力が燃料電池２０から分電盤４０（負荷）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（負荷）に供給されるため、負荷の消費電力を賄うことができる。
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Ｓ１００へ移行する。

以上のように、電力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、負荷の消費電力に基づいて、第一定格値Ｐ１及び第二定格値Ｐ２のうち何れか一つとなるように設定される。

具体的には、制御装置５０は、負荷の消費電力が第一定格値Ｐ１以下である場合に、蓄電装置３０に電力を充電させることにより、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第一定格値Ｐ１に増加させる。また、制御装置５０は、負荷の消費電力が第一定格値Ｐ１よりも大きく、且つ第二定格値Ｐ２よりも小さい場合に、蓄電装置３０に電力を充電させることにより、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第二定格値Ｐ２に増加させる。

こうして、負荷の消費電力に基づいて、２つの定格値（第一定格値Ｐ１及び第二定格値Ｐ２）から最適な定格値が選択され、当該選択された定格値を目標となる電力の値として燃料電池２０が発電するため、例えば１つの定格値（例えば、燃料電池２０の最大発電電力である７００Ｗ）を目標となる電力の値として燃料電池２０が発電する場合と比べて、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。

以下では、図３から図６までのフローチャートを用いて、制御装置５０による第一定格値Ｐ１（最小定格値）の更新の処理について説明する。

第一定格値Ｐ１は、単位期間としての１日ごとに（毎日）更新される。より詳細には、第一定格値Ｐ１は、当日１日分の電力の供給態様で用いられるものが、０時となって当該１日が開始される際に新しく設定される。以下の説明では、第一定格値Ｐ１（最小定格値）のうち、更新される前の第一定格値Ｐ１を「第一定格値Ｐ１（ｎ）」と称し、更新された後の第一定格値Ｐ１を「第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）」と称する。

ステップＳ２０１において、制御装置５０は、現在の時刻が０時であるか否かを判定する。
制御装置５０は、現在の時刻が０時であると判定した場合には、ステップＳ２０２へ移行する。
制御装置５０は、現在の時刻が０時ではないと判定した場合には、制御装置５０による第一定格値Ｐ１の更新の処理を終了する。

ステップＳ２０２において、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量があるか否かを判定する。
制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量があると判定した場合には、ステップＳ２０３へ移行する。
制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量がないと判定した場合には、ステップＳ２１１へ移行する。

ステップＳ２０３において、制御装置５０は、前日（より詳細には、ステップＳ２０１において判定された０時から開始される１日の前の日）に商用電源９０から電力を買電したか否かを判定する。
制御装置５０は、前日に商用電源９０から電力を買電したと判定した場合には、ステップＳ２３１へ移行する。
制御装置５０は、前日に商用電源９０から電力を買電しなかったと判定した場合には、ステップＳ２２１へ移行する。

ステップＳ２０２から移行したステップＳ２１１において、制御装置５０は、前日に商用電源９０から買電された電力量（以下では「前日買電量Ｐｂ」と称する）を算出する。
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、前日に燃料電池２０が第一定格値Ｐ１（ｎ）となるように電力を発電した累計時間（以下では「前日第一定格累計時間Ｈ」と称する）を算出する。
制御装置５０は、ステップＳ２１２の処理を行った後、ステップＳ２１３へ移行する。

ステップＳ２１３において、制御装置５０は、前日に用いられた第一定格値Ｐ１（ｎ）を更新し、当日の電力の供給態様に用いられる新しい第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を算出する。第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は、次の数式１を用いて算出される。
第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）＝第一定格値Ｐ１（ｎ）＋（前日買電量Ｐｂ／前日第一定格累計時間Ｈ）・・・（数式１）

具体的には、例えば前日に用いられた第一定格値Ｐ１（ｎ）が４００Ｗであって、且つ前日買電量Ｐｂが２０００Ｗであって、且つ前日第一定格累計時間Ｈが１０時間である場合には、数式（１）を用いて、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）として６００Ｗの値が算出される。

なお、数式（１）を用いて算出された値が７００Ｗ以上である場合、すなわち第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）が燃料電池２０の最大発電電力以上となる場合には、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は燃料電池２０の最大発電電力と同一の値である７００Ｗ（すなわち、第二定格値Ｐ２と同一の値）に設定される。

制御装置５０は、ステップＳ２１３の処理を行った後、ステップＳ２１４へ移行する。

ステップＳ２１４において、制御装置５０は、ステップＳ２１３において算出された第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を、当日の電力の供給態様に用いられる第一定格値Ｐ１（最小定格値）として設定する。
制御装置５０は、ステップＳ２１４の処理を行った後、制御装置５０による第一定格値Ｐ１（最小定格値）の更新の処理を終了する。

このように、前日の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が無い場合に、前日買電量Ｐｂを算出し、前日第一定格累計時間Ｈを算出し、前日買電量Ｐｂを前日第一定格累計時間Ｈで除算した時間（期間）当りの売電量（第一の値）を第一定格値Ｐ１（ｎ）に加算することにより、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を設定する。

こうして、前日の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が無い場合に、電力供給システム１が設けられている住宅の住人のライフスタイルに合わせて、当日において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給することができる。また、必要以上に燃料電池２０が発電することを抑制しているため、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。

ステップＳ２０３から移行したステップＳ２２１において、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量（以下では「前日電力残量Ｐｒ」と称する）を算出する。
制御装置５０は、ステップＳ２２１の処理を行った後、ステップＳ２２２へ移行する。

ステップＳ２２２において、制御装置５０は、前日第一定格累計時間Ｈを算出する。
制御装置５０は、ステップＳ２２２の処理を行った後、ステップＳ２２３へ移行する。

ステップＳ２２３において、制御装置５０は、前日に用いられた第一定格値Ｐ１（ｎ）を更新し、当日の電力の供給態様に用いられる新しい第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を算出する。第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は、次の数式２を用いて算出される。
第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）＝第一定格値Ｐ１（ｎ）−（前日電力残量Ｐｒ／前日第一定格累計時間Ｈ）・・・（数式２）

具体的には、例えば前日に用いられた第一定格値Ｐ１（ｎ）が４００Ｗであって、且つ前日電力残量Ｐｒが２０００Ｗであって、且つ前日第一定格累計時間Ｈが１０時間である場合には、数式（２）を用いて、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）として２００Ｗの値が算出される。

なお、数式（２）を用いて算出された値が０Ｗ以下である場合には、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は０Ｗに設定される。

制御装置５０は、ステップＳ２２３の処理を行った後、ステップＳ２２４へ移行する。

ステップＳ２２４において、制御装置５０は、ステップＳ２２３において算出された第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を、当日の電力の供給態様に用いられる第一定格値Ｐ１（最小定格値）として設定する。
制御装置５０は、ステップＳ２２４の処理を行った後、制御装置５０による第一定格値Ｐ１の更新の処理を終了する。

このように、前日の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前日に商用電源９０からの買電が無い場合には、前日電力残量Ｐｒを算出し、前日第一定格累計時間Ｈを算出し、前日電力残量Ｐｒを前日第一定格累計時間Ｈで除算した時間（期間）当りの電力残量（第二の値）を第一定格値Ｐ１（ｎ）から減算することにより、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を設定する。

こうして、前日の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前日に商用電源９０からの買電が無い場合に、電力供給システム１が設けられている住宅の住人のライフスタイルに合わせて、当日において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給することができる。また、必要以上に燃料電池２０が発電することを抑制しているため、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。

ステップＳ２０３から移行したステップＳ２３１において、制御装置５０は、前日電力残量Ｐｒを算出する。
制御装置５０は、ステップＳ２３１の処理を行った後、ステップＳ２３２へ移行する。

ステップＳ２３２において、制御装置５０は、前日買電量Ｐｂを算出する。
制御装置５０は、ステップＳ２３２の処理を行った後、ステップＳ２３３へ移行する。

ステップＳ２３３において、制御装置５０は、前日第一定格累計時間Ｈを算出する。
制御装置５０は、ステップＳ２３３の処理を行った後、ステップＳ２３４へ移行する。

ステップＳ２３４において、制御装置５０は、前日に用いられた第一定格値Ｐ１（ｎ）を更新し、当日の電力の供給態様に用いられる新しい第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を算出する。第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は、次の数式３を用いて算出される。
第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）＝第一定格値Ｐ１（ｎ）＋（前日買電量Ｐｂ／前日第一定格累計時間Ｈ）−（前日電力残量Ｐｒ／前日第一定格累計時間Ｈ）・・・（数式３）

具体的には、例えば前日に用いられた第一定格値Ｐ１（ｎ）が４００Ｗであって、且つ前日買電量Ｐｂが１０００Ｗであって、且つ前日電力残量Ｐｒが２０００Ｗであって、且つ前日第一定格累計時間Ｈが１０時間である場合には、数式（３）を用いて、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）として３００Ｗの値が算出される。

なお、数式（３）を用いて算出された値が７００Ｗ以上である場合、すなわち第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）が燃料電池２０の最大発電電力以上となる場合には、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は燃料電池２０の最大発電電力と同一の値である７００Ｗ（すなわち、第二定格値Ｐ２と同一の値）に設定される。また、数式（３）を用いて算出された値が０Ｗ以下である場合には、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）は０Ｗに設定される。

制御装置５０は、ステップＳ２３４の処理を行った後、ステップＳ２３５へ移行する。

ステップＳ２３５において、制御装置５０は、ステップＳ２３４において算出された第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を、当日の電力の供給態様に用いられる第一定格値Ｐ１（最小定格値）として設定する。
制御装置５０は、ステップＳ２３５の処理を行った後、制御装置５０による第一定格値Ｐ１の更新の処理を終了する。

このように、前日の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前日に商用電源９０からの買電が有る場合には、前日電力残量Ｐｒを算出し、前日買電量Ｐｂを算出し、前日第一定格累計時間Ｈを算出し、前日買電量Ｐｂを前日第一定格累計時間Ｈで除算した時間（期間）当りの売電量（第一の値）を第一定格値Ｐ１（ｎ）に加算すると共に、前日電力残量Ｐｒを前日第一定格累計時間Ｈで除算した時間（期間）当りの電力残量（第二の値）を第一定格値Ｐ１（ｎ）から減算することにより、第一定格値Ｐ１（ｎ＋１）を設定する。

こうして、前日の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前日に商用電源９０からの買電が有る場合に、電力供給システム１が設けられている住宅の住人のライフスタイルに合わせて、当日において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給することができる。また、必要以上に燃料電池２０が発電することを抑制しているため、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。

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、
前記燃料電池の発電及び前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置５０と、
を具備し、
前記制御装置は、
負荷の消費電力に基づいて複数の定格値のうち何れか一つを設定し、
前記燃料電池で発電される電力が前記設定した定格値となるように、前記蓄電装置の充放電を行い、
商用電源９０、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、
前記複数の定格値のうち一つは、値を更新可能な更新定格値（最小定格値（第一定格値Ｐ１））であり、
第一の単位期間（前日）が終了した後に第二の単位期間（当日）が開始される場合に、前記第一の単位期間の終了時における前記蓄電装置に充電された電力残量の有無に応じて、前記第一の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ））を前記第二の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ＋１））に更新する更新手段（制御装置５０）を具備するものである。

このような構成により、第一の単位期間（前日）の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量の有無に応じて、第二の単位期間（当日）において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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（光熱費を削減することができる）。

また、電力供給システム１においては、
前記更新手段は、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が無い場合には、
前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量（前日買電量Ｐｂ）を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記最小定格値とされた累計時間（前日第一定格累計時間Ｈ）を算出し、
前記買電量を前記期間で除算した第一の値（時間（期間）当りの売電量）を前記第一の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ））に加算することにより、前記第二の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ＋１））を算出するものである。

このような構成により、第一の単位期間（前日）の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が無い場合に、第二の単位期間（当日）において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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。

また、電力供給システム１においては、
前記更新手段は、
更に前記第一の単位期間の間における前記商用電源からの買電の有無に応じて、前記第一の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ））を第二の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ＋１））に更新するものである。

このような構成により、第一の単位期間（前日）の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量の有無、更に第一の単位期間（前日）の間における商用電源９０からの買電の有無に応じて、第二の単位期間（当日）において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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。

また、電力供給システム１においては、
前記更新手段は、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が無い場合には、
前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量（前日電力残量Ｐｒ）を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記最小定格値とされた累計時間（前日第一定格累計時間Ｈ）を算出し、
前記電力残量を前記期間で除算した第二の値（時間（期間）当りの電力残量）を前記第一の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ））から減算することにより、前記第二の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ＋１））を算出するものである。

このような構成により、第一の単位期間（前日）の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、第一の単位期間（前日）の間に商用電源９０からの買電が無い場合に、第二の単位期間（当日）において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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。

また、電力供給システム１においては、
前記更新手段は、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が有る場合には、
前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量（前日電力残量Ｐｒ）を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量（前日買電量Ｐｂ）を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記最小定格値とされた累計時間（前日第一定格累計時間Ｈ）を算出し、
前記買電量を前記期間で除算した第一の値（時間（期間）当りの売電量）を前記第一の単位期間の最小定格値に加算すると共に、前記電力残量を前記期間で除算した第二の値（時間（期間）当りの電力残量）を前記第一の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ））から減算することにより、前記第二の単位期間の最小定格値（第一定格値Ｐ１（ｎ＋１））を算出するものである。

このような構成により、第一の単位期間（前日）の終了時に蓄電装置３０に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、第一の単位期間（前日）の間に商用電源９０からの買電が有る場合に、第二の単位期間（当日）において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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。

なお、本実施形態において、１日（０時から２４時まで）は、本発明に係る「単位期間」の一実施形態である。本発明に係る「単位期間」は、１日（０時から２４時まで）に限定するものではなく、任意に設定することができる。

また、本実施形態において、前日及び当日は、本発明に係る「第一の単位期間」及び「第二の単位期間」の一実施形態である。本発明に係る「第一の単位期間」及び「第二の単位期間」は、前日及び当日のように連続する日に限定するものではない。例えば、「第一の単位期間」及び「第二の単位期間」は、先週の月曜日及び今週の月曜日（当日）のように同一の曜日に設定することもできる。このような設定とすれば、より一層電力供給システム１が設けられている住宅の住人のライフスタイルに合わせて、今週の月曜日（当日）において燃料電池２０からの電力を効率よく負荷へと供給すると共に、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。
また、本発明に係る「第一の単位期間」及び「第二の単位期間」は、例えば昨年の同じ日及び当日のように設定することもできる。

また、本実施形態において、前日電力残量Ｐｒは、本発明に係る「第一の単位期間の終了時の蓄電装置に充電された電力残量」の一実施形態である。また、前日買電量Ｐｂは、本発明に係る「第一の単位期間の間に商用電源から買電された買電量」の一実施形態である。また、前日第一定格累計時間Ｈは、本発明に係る「第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間」の一実施形態である。

また、本実施形態において、第一定格値Ｐ１（最小定格値）及び第二定格値Ｐ２は、本発明に係る「複数の定格値」の一実施形態である。また、第一定格値Ｐ１（最小定格値）は、本発明に係る「更新定格値」の一実施形態である。また、本発明に係る「複数の定格値」は、２つではなく、３つ以上とすることもできる。

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、
前記制御装置は、
前記蓄電装置に充電された電力残量とは無関係に予め設定された所定の単位期間ごとに負荷の消費電力に基づいて複数の定格値のうち何れか一つを設定し、
前記燃料電池で発電される電力が前記設定した定格値となるように、前記蓄電装置の充放電を行い、
商用電源、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、
前記複数の定格値のうち一つは、値を更新可能な更新定格値であり、
第一の単位期間が終了した後に第二の単位期間が開始される場合に、前記第一の単位期間の終了時における前記蓄電装置に充電された電力残量の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を前記第二の単位期間の更新定格値に更新する更新手段を具備し、
前記更新手段は、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が無い場合には、
前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、
前記買電量を前記累計時間で除算した第一の値を前記第一の単位期間の更新定格値に加算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出する、
ことを特徴とする電力供給システム。
前記更新手段は、
更に前記第一の単位期間の間における前記商用電源からの買電の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を第二の単位期間の更新定格値に更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
前記更新手段は、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が無い場合には、
前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、
前記電力残量を前記累計時間で除算した第二の値を前記第一の単位期間の更新定格値から減算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力供給システム。
前記更新手段は、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が有る場合には、
前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、
前記買電量を前記累計時間で除算した第一の値を前記第一の単位期間の更新定格値に加算すると共に、前記電力残量を前記累計時間で除算した第二の値を前記第一の単位期間の更新定格値から減算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出する、
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。
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、
前記制御装置は、
前記蓄電装置に充電された電力残量とは無関係に予め設定された所定の単位期間ごとに負荷の消費電力に基づいて複数の定格値のうち何れか一つを設定し、
前記燃料電池で発電される電力が前記設定した定格値となるように、前記蓄電装置の充放電を行い、
商用電源、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、
前記複数の定格値のうち一つは、値を更新可能な更新定格値であり、
第一の単位期間が終了した後に第二の単位期間が開始される場合に、前記第一の単位期間の終了時における前記蓄電装置に充電された電力残量の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を前記第二の単位期間の更新定格値に更新する更新手段を具備し、
前記更新手段は、
更に前記第一の単位期間の間における前記商用電源からの買電の有無に応じて、前記第一の単位期間の更新定格値を第二の単位期間の更新定格値に更新し、
前記第一の単位期間の終了時に前記蓄電装置に充電された電力残量が有る場合であって、且つ、前記第一の単位期間の間に前記商用電源からの買電が有る場合には、
前記第一の単位期間の終了時の前記蓄電装置に充電された電力残量を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記商用電源から買電された買電量を算出し、
前記第一の単位期間の間に前記燃料電池で発電される電力が前記更新定格値とされた累計時間を算出し、
前記買電量を前記累計時間で除算した第一の値を前記第一の単位期間の更新定格値に加算すると共に、前記電力残量を前記累計時間で除算した第二の値を前記第一の単位期間の更新定格値から減算することにより、前記第二の単位期間の更新定格値を算出する、
ことを特徴とする電力供給システム。