JP6523120B2 - 電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、電力供給システムの技術に関する。

従来、発電した電力を負荷に供給可能な燃料電池と、充電した電力を前記負荷へ放電可能な蓄電装置と、を具備する電力供給システムの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の電力供給システムは、発電した電力を負荷に供給可能な燃料電池と、充電した電力を前記負荷へ放電可能な蓄電装置と、を具備する。前記電力供給システムにおいては、負荷に燃料電池で発電した電力を供給すると共に、負荷の消費電力に対して燃料電池で発電した電力に不足が生じる場合に、不足した分の電力を蓄電装置から放電する。このような構成により、電力供給システムを効率よく運用することができる。

また、前記電力供給システムにおいて、燃料電池は、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場合がある。このような場合、燃料電池は、学習機能により学習した情報に基づいて発電計画を作成すると共に、前記作成した発電計画に従って発電を行う。このような構成により、前記電力供給システムにおいては、最適なタイミングで燃料電池の発電を行うことができる。

また、このような場合、蓄電装置の放電は、負荷の消費電力が燃料電池の最大発電電力を超えたと判断された場合に、前記超えた分の電力に対して行われる。このような構成により、蓄電装置から放電された電力によって燃料電池の学習機能が阻害されるのを防止することができる。

特開２０１４−１６５９５３号公報

しかしながら、上述の如き場合においては、例えば燃料電池で発電した電力が最大発電電力よりも小さい場合に、負荷の消費電力に対して前記不足した分の電力が商用電源から買電されると、負荷の消費電力が燃料電池の最大発電電力を超えていないと判断され、蓄電装置の放電が行われない場合がある。すなわち、このような場合、蓄電装置の放電が行われず、商用電源からの買電量が増加するため、改善の余地があった。

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、商用電源からの買電量が増加するのを抑制することができる電力供給システムを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、電力供給システムは、発電した電力を負荷に供給可能な燃料電池と、前記負荷の消費電力が所定の閾値を超えた場合、充電した電力を前記負荷へ放電可能な蓄電装置と、前記燃料電池の発電量の履歴を記憶し、前記記憶した履歴に基づいて前記所定の閾値を変更する制御手段と、を具備するものである。

また、前記電力供給システムは、前記制御手段は、前記記憶した履歴から前記燃料電池の発電量の平均値を算出し、前記算出した平均値に基づいて前記所定の閾値を変更することとしてもよい。
このような構成により、商用電源からの買電量が増加するのを抑制することができる。

また、前記電力供給システムは、前記蓄電装置は、前記負荷の消費電力が前記所定の閾値を超えた場合に、前記負荷の消費電力から前記燃料電池が発電した電力を差し引いた値に基づいた電力を放電することとしてもよい。
このような構成により、燃料装置の発電が阻害されるのを防止することができる。

商用電源からの買電量が増加するのを抑制することができる。

本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。 蓄電装置における閾値の変更を示したフローチャート。 （ａ）本実施形態に係る電力供給システムの電力の供給態様のうち、閾値として７００Ｗが設定されている場合における蓄電装置の放電に関する具体的な供給態様を示した模式図。（ｂ）同じく、模式図。 （ａ）本実施形態に係る電力供給システムの電力の供給態様のうち、閾値として４００Ｗが設定されている場合における蓄電装置の放電に関する具体的な供給態様を示した模式図。（ｂ）同じく、模式図。 本実施形態に係る電力供給システムの構成の別例を示したブロック図。 従来の電力供給システムの電力の供給態様のうち、蓄電装置の放電に関する具体的な供給態様を示した模式図。

以下では、図１を用いて、本実施形態に係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、種々の施設（本実施形態においては、住宅とする）に設けられ、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、分電盤２と、第一電力経路２１と、太陽光発電部３と、パワーコンディショナ４と、第一電力センサ１１と、燃料電池５と、第二電力センサ１２と、第三電力センサ１３と、蓄電装置６と、第二電力経路２２と、を具備する。

分電盤２は、供給された電力を負荷に分配するものである。分電盤２は、電力の供給元として、商用電源１００、太陽光発電部３、燃料電池５及び蓄電装置６に所定の電力経路を介して接続される。

なお、本実施形態において負荷とは、住宅において電力を消費する電化製品等が接続される回路である。負荷は、例えば部屋ごとや、大きな電力を消費する機器専用のコンセントごとに設けられ、それぞれ分電盤２に接続される。

第一電力経路２１は、電力が流通可能な経路である。第一電力経路２１は、導線等で構成される。第一電力経路２１の一側端部は、商用電源１００（電力会社の電力系統）に接続される。第一電力経路２１の他側端部は、分電盤２に接続される。こうして、分電盤２と商用電源１００とは、第一電力経路２１を介して電力が流通可能に構成される。

太陽光発電部３は、自然エネルギー（太陽光）を利用して発電するものである。太陽光発電部３は、図示せぬ太陽電池パネル等により構成される。太陽光発電部３は、例えば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３は、電力（直流電力）を発電すると共に、当該発電した電力を出力可能に構成される。太陽光発電部３は、第一電力経路２１の中途部（以下では「第一接続部３１」と称する）に接続される。

パワーコンディショナ４は、電力を適宜変換するものである。パワーコンディショナ４は、太陽光発電部３と第一電力経路２１（第一接続部３１）との間に接続される。パワーコンディショナ４は、電力の入力側が太陽光発電部３に接続され、当該太陽光発電部３から出力された電力（直流電力）が入力される。パワーコンディショナ４は、太陽光発電部３から入力された直流電力を交流電力に変換し、当該変換した交流電力を出力可能に構成される。

第一電力センサ１１は、設置箇所の電力を検出するものである。第一電力センサ１１は、第一電力経路２１において第一接続部３１よりも分電盤２側（下流側）に設置される。第一電力センサ１１は、後述する燃料電池５と電気的に接続される。第一電力センサ１１は、検出結果を燃料電池５に送信可能に構成される。

燃料電池５は、水素等の燃料を用いて発電するものである。燃料電池５は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ ： Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）や制御部等を備える。燃料電池５は、第一電力経路２１の中途部（以下では「第二接続部３２」と称する）に接続される。第二接続部３２は、第一電力経路２１において第一電力センサ１１よりも分電盤２側（下流側）に配置される。燃料電池５は、第一電力センサ１１と電気的に接続される。燃料電池５は、第一電力センサ１１から送信された検出結果を受信可能に構成される。

また、燃料電池５は、後述する発電計画に基づいて発電し、当該発電した電力を出力可能に構成される。燃料電池５で発電された電力は、他の電力の供給元（具体的には、商用電源１００や、太陽光発電部３、蓄電装置６）からの電力に優先して分電盤２に供給される。燃料電池５は、最大発電電力が７００Ｗに設定される。また、燃料電池５は、図示せぬ貯湯ユニットを備える。燃料電池５は、発電時に発生する熱を用いて、前記貯湯ユニットで湯を沸かすことができる。

また、燃料電池５は、自ら行った発電に関する情報と、第一電力センサ１１からの検出結果と、により、分電盤２に供給される電力（負荷の消費電力、以下同様）に関する情報を算出（取得）することができる。燃料電池５は、負荷の消費電力に基づいて発電可能な負荷追従機能を有する。また、燃料電池５は、負荷の消費電力に関する情報や、前記貯湯ユニットの湯が使用される給湯需要に関する情報を学習する機能（以下では「学習機能」と称する）を有する。

また、燃料電池５は、学習機能により学習した情報に基づいて、負荷の消費電力量が比較的多い期間（時間帯や曜日等）を推定する。燃料電池５は、前記推定した結果に基づいて、住宅の居住者のライフスタイルを考慮した発電計画を作成する。燃料電池５は、発電計画を作成すると、前記発電計画に従って発電を行う。すなわち、燃料電池５は、発電計画に従うことにより、住宅の居住者のライフスタイルを考慮した最適なタイミングで発電を行うことができる。なお、発電計画は、学習機能により学習した情報に基づいて、適宜更新される。

第二電力センサ１２は、設置箇所の電力を検出するものである。第二電力センサ１２は、第一電力経路２１において第二接続部３２よりも分電盤２側（下流側）に設置される。第二電力センサ１２は、後述する蓄電装置６と電気的に接続される。第二電力センサ１２は、検出結果を蓄電装置６に送信可能に構成される。

第三電力センサ１３は、設置箇所の電力を検出するものである。第三電力センサ１３は、燃料電池５と第一電力経路２１（第二接続部３２）との間に設置される。第三電力センサ１３は、後述する蓄電装置６と電気的に接続される。第三電力センサ１３は、検出結果を蓄電装置６に送信可能に構成される。

蓄電装置６は、電力の充放電が可能なものである。蓄電装置６は、充電した電力を負荷に供給（放電）することができる。蓄電装置６は、系統連系可能に構成され、分電盤２等を介して商用電源１００に接続して運用される。蓄電装置６は、図示せぬリチウムイオン電池や、日時を計時する計時部、所定の情報を記録する記録部、制御部等を備える。蓄電装置６は、第二電力センサ１２及び第三電力センサ１３と電気的に接続される。蓄電装置６は、第二電力センサ１２及び第三電力センサ１３からの検出結果を受信可能に構成される。

また、蓄電装置６は、第三電力センサ１３からの検出結果に基づいて、燃料電池５で発電された電力に関する情報（例えば、発電量や、発電を行った日時、発電を行った期間等に関する情報）を取得する。蓄電装置６は、前記取得した情報を前記記録部に記録する。こうして、蓄電装置６は、燃料電池５で発電された電力の履歴を保持する。

また、蓄電装置６は、負荷の消費電力に関する情報に基づいて放電を行うと共に放電量を変更する負荷追従運転可能に構成される。蓄電装置６は、自ら行った充放電に関する情報と、第二電力センサ１２からの検出結果と、により、負荷の消費電力に関する情報を取得する。蓄電装置６は、放電可能な最も小さい電力（最小放電電力）が１００Ｗに設定される。すなわち、蓄電装置６は、１００Ｗよりも小さい電力で放電を行わない。蓄電装置６の最小放電電力は、当該蓄電装置６の放電効率を考慮して設定される。

第二電力経路２２は、電力が流通可能な経路である。第二電力経路２２は、導線等で構成される。第二電力経路２２の一側端部は、分電盤２に接続される。第二電力経路２２の他側端部は、蓄電装置６に接続される。こうして、分電盤２と蓄電装置６とは、第二電力経路２２（すなわち、第一電力経路２１とは異なる経路）を介して電力が流通可能に構成される。

以下では、電力供給システム１における電力の供給態様について簡単に説明する。

太陽光発電部３で発電された電力は、パワーコンディショナ４を介して出力され、第一電力経路２１を介して分電盤２に供給される。また、商用電源１００からの電力や、燃料電池５で発電された電力も、第一電力経路２１を介して分電盤２に供給される。こうして、住宅の居住者は、照明を点灯させたり、調理器具やエアコンを使用したりすることができる。このように、太陽光発電部３や燃料電池５で発電された電力を分電盤２（負荷）に供給することで、商用電源１００からの買電を減らし、電力料金の節約を図ることができる。

また、太陽光発電部３で発電された電力や、商用電源１００からの電力は、適宜の時間帯に第一電力経路２１及び第二電力経路２２を介して蓄電装置６に供給される。蓄電装置６に供給された電力は、当該蓄電装置６に充電される。蓄電装置６に充電された電力は、所定のタイミングで蓄電装置６から放電され、第二電力経路２２を介して分電盤２に供給される。こうして、例えば料金単価が割安な深夜時間帯に商用電源１００からの電力を、蓄電装置６に充電させておき、住宅内の電力需要が増加する昼間に使用することもできる。

また、蓄電装置６から電力が放電される場合には、商用電源１００から所定の電力（本実施形態においては、５０Ｗ）が買電される。こうして、蓄電装置６から電力が放電されている間は、商用電源１００から買電することによって燃料電池５及び蓄電装置６からの電力が商用電源１００へ逆潮流されるのを防止している。

また、燃料電池５で発電された電力や、蓄電装置６から放電された電力によって負荷の消費電力が十分に賄われる場合、太陽光発電部３で発電された電力は、商用電源１００へ逆潮流され、売電することが可能である。こうして、住宅の居住者は、経済的メリットを得ることができる。

以下では、蓄電装置６の放電について詳細に説明する。

上述の如く負荷の消費電力には、燃料電池５で発電された電力が、蓄電装置６から放電される電力に優先して用いられる。したがって、蓄電装置６の放電は、燃料電池５で発電された電力と負荷の消費電力とを考慮して行われる。なお、蓄電装置６は、自ら行った充放電に関する情報と、第二電力センサ１２からの検出結果と、により、負荷の消費電力に関する情報を取得する。したがって、蓄電装置６は、現時点で自ら放電を行っていない（蓄電装置６からの電力が分電盤２に供給されていない）場合には、第二電力センサ１２で検出された電力（第一電力経路２１を介して分電盤２に供給される電力）が、負荷の消費電力であると判断することができる。

そして、蓄電装置６は、燃料電池５で発電された電力を負荷の消費電力に対して優先して用いるため、少なくとも負荷の消費電力（すなわち、第二電力センサ１２で検出された電力）が、後述する所定の閾値を超えた場合に放電可能な状態となる。

また、蓄電装置６は、燃料電池５で発電された電力を負荷の消費電力に対して優先して用いるため、負荷の消費電力から燃料電池５で発電された電力を差し引いた値に基づいた電力（負荷の消費電力に対して、燃料電池５で発電された電力の不足する分に基づいた電力）が放電可能となる。

以下では、前記閾値について詳細に説明する。

前記閾値とは、蓄電装置６において放電可能な状態となるか否かの判断に用いられる値である。閾値は、蓄電装置６（より詳細には、蓄電装置６の前記制御部、以下同様）によって燃料電池５で発電された電力の履歴に基づいて設定される。より詳細には、閾値は、前年の同時期における所定期間（例えば、前年の同時期の前後１ヶ月）における燃料電池５の発電量の平均値であり、蓄電装置６によって燃料電池５で発電された電力の履歴を使用して算出される。閾値は、後述するように所定の期間ごとに適宜変更される。

なお、電力供給システム１が住宅に導入されて間もない場合（履歴が十分に保持されていない場合）には、閾値として燃料電池５の最大発電電力と同一の値が設定される。すなわち、本実施形態においては、電力供給システム１が住宅に導入されて間もない場合、閾値として７００Ｗが設定される。

以下では、図２のフローチャートを用いて、蓄電装置６における閾値の変更について説明する。

ステップＳ１０１において、蓄電装置６は、第三電力センサ１３からの検出結果に基づいて取得した情報を記録する。こうして、蓄電装置６は、燃料電池５で発電された電力の履歴を保持する。

ステップＳ１０２において、蓄電装置６は、閾値を変更するタイミングとなったか否かを判断する。なお、本実施形態においては、１ヶ月ごと（例えば、毎月１日）に閾値が変更されるものとする。こうして、蓄電装置６は、前記計時部によって計時された日時が毎月１日午前０時となると、閾値を変更するタイミングとなったと判断する。

蓄電装置６は、閾値を変更するタイミングとなっていない（前記計時部によって計時された日時が１日午前０時ではない）と判断すると（ステップＳ１０２でＮｏ）、閾値の変更を行わず、第三電力センサ１３からの検出結果に基づいて取得した情報の記録を継続する（ステップＳ１０１参照）。

これに対して、蓄電装置６は、閾値を変更するタイミングとなった（前記計時部によって計時された日時が１日午前０時である）と判断すると（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ステップＳ１０３において、新たな閾値を算出する。具体的には、蓄電装置６は、前年の同時期の前後１ヶ月における燃料電池５の発電量の履歴を前記記録部から読み出すと共に、当該読み出した履歴から燃料電池５の発電量の平均値を算出する。

ステップＳ１０４において、蓄電装置６は、前記算出した燃料電池５の発電量の平均値に基づいて閾値を変更する。具体的には、蓄電装置６は、前記発電量の平均値と同一の値を新たな閾値として設定する。例えば、蓄電装置６は、前記発電量の平均値が４００Ｗであれば、新たな閾値を４００Ｗとする。

このようにして、蓄電装置６において閾値は所定の期間ごとに適宜変更される。

以下では、本実施形態に係る電力供給システム１における電力の供給態様を明確とするため、図６を用いて、従来の電力供給システム９０１における電力の供給態様のうち、蓄電装置９６の放電に関する具体的な供給態様について説明する。

従来の電力供給システム９０１は、図６に示すように、主として、分電盤９２と、第一電力経路９２１と、第一電力センサ９１１と、燃料電池９５と、第二電力センサ９１２と、蓄電装置９６と、第二電力経路９２２と、を具備する。これらは、それぞれ本実施形態に係る電力供給システム１における分電盤２と、第一電力経路２１と、第一電力センサ１１と、燃料電池５と、第二電力センサ１２と、蓄電装置６と、第二電力経路２２と、に相当する。

従来の電力供給システム９０１においては、蓄電装置９６の放電が行われる際に、第一電力経路９２１を介して分電盤９２に供給される電力が、少なくとも燃料電池９５の最大発電電力（７００Ｗ）よりも大きくなるように設定される。すなわち、蓄電装置９６は、第二電力センサ９１２の検出結果が７００Ｗを超えた場合に、当該超えた分の電力を放電可能となる。このような構成により、蓄電装置９６から放電された電力によって燃料電池９５の学習機能が阻害されるのを防止している。

ここで、図６においては、例えば負荷の消費電力が７００Ｗであって、燃料電池９５で発電された電力が４００Ｗである場合を示している。このような場合、負荷の消費電力（７００Ｗ）に対して、燃料電池９５で発電された電力（４００Ｗ）では不足するため、不足する分の電力（３００Ｗ）が商用電源１００から買電される。こうして、不足した分の電力（３００Ｗ）が商用電源１００から買電されると、第二電力センサ９１２で検出される電力が７００Ｗとなる。すなわち、蓄電装置９６は、負荷の消費電力が燃料電池９５の最大発電電力を超えていないと判断し、放電を行わない。

このように、従来の電力供給システム９０１においては、図６に示すような場合に、蓄電装置９６の放電が行われないため、商用電源１００からの買電量が増加する場合があった。すなわち、従来の電力供給システム９０１においては、燃料電池９５で発電された電力が最大発電電力（７００Ｗ）ではない場合に、蓄電装置９６の放電の機会が限定されてしまい、商用電源１００からの買電量が増加する場合があった。

これに対して、本実施形態に係る電力供給システム１においては、燃料電池５で発電された電力が最大発電電力（７００Ｗ）ではない場合であっても、商用電源１００からの買電量が増加するのを抑制することができるように構成される。

以下では、電力供給システム１における電力の供給態様のうち、蓄電装置６の放電が行われる際の具体的な供給態様について説明する。
なお、以下では説明の便宜上、太陽光発電部３は発電していないものとする。

まず以下では、図３を用いて、閾値として７００Ｗが設定されている場合（すなわち、電力供給システム１が住宅に導入されて間もない場合）における、蓄電装置６の放電に関する電力の供給態様について説明する。

具体的には、図３を用いて、閾値として７００Ｗが設定されている場合において、例えば負荷の消費電力が８５０Ｗであって、燃料電池５で発電された電力が７００Ｗ（最大発電電力）である場合の電力の供給態様について説明する。

この場合、まずは、図３（ａ）に示すように、負荷の消費電力（８５０Ｗ）に対して燃料電池５で発電された電力（７００Ｗ）だけでは不足が生じるため、不足した分の１５０Ｗの電力が商用電源１００から買電される。

このように、不足した分の１５０Ｗの電力が商用電源１００から買電されると、燃料電池５で発電された電力（７００Ｗ）と合わせた８５０Ｗの電力が、第二電力センサ１２で検出される。第二電力センサ１２で８５０Ｗの電力が検出されると、蓄電装置６は、負荷の消費電力（８５０Ｗ）が閾値（７００Ｗ）を超えていると判断し、放電可能な状態となる。

また、上述の如く蓄電装置６から放電される電力は、負荷の消費電力から燃料電池５で発電された電力を差し引いた値に基づいた電力となる。すなわち、図３に示すような場合には、負荷の消費電力（８５０Ｗ）から燃料電池５で発電された電力（７００Ｗ）を差し引いた値に基づいた電力として１５０Ｗの電力が、蓄電装置６から放電可能となる。

なお、上述の如く蓄電装置６が放電を行う場合には、電力が商用電源１００へ逆潮流されるのを防止するため、例えば５０Ｗの電力が買電される。したがって、前記放電可能な１５０Ｗの電力から、商用電源１００から買電する５０Ｗの電力を差し引いた１００Ｗが、最終的に蓄電装置６から放電される電力となる。なお、１００Ｗの電力は、蓄電装置６が放電可能な電力である（蓄電装置６の最小放電電力と同一の値である）。

こうして、図３（ｂ）に示すように、閾値として７００Ｗが設定されている場合において、負荷の消費電力が８５０Ｗであって、燃料電池５で発電された電力が７００Ｗ（最大発電電力）である場合には、１００Ｗの電力が蓄電装置６から放電され、５０Ｗの電力が商用電源１００から買電される。このように、商用電源１００からの買電量は、比較的少ないものとなる。

次に以下では、図４を用いて、閾値として４００Ｗが設定されている場合（すなわち、新たな閾値に変更された場合）における、蓄電装置６の放電に関する電力の供給態様について説明する。

具体的には、図４を用いて、閾値として４００Ｗが設定されている場合において、例えば負荷の消費電力が５５０Ｗであって、燃料電池５で発電された電力が４００Ｗ（最大発電電力よりも小さい電力）である場合の電力の供給態様について説明する。

この場合、まずは、図４（ａ）に示すように、負荷の消費電力（５５０Ｗ）に対して燃料電池５で発電された電力（４００Ｗ）だけでは不足が生じるため、不足した分の１５０Ｗの電力が商用電源１００から買電される。

このように、不足した分の１５０Ｗの電力が商用電源１００から買電されると、燃料電池５で発電された電力（４００Ｗ）と合わせた５５０Ｗの電力が、第二電力センサ１２で検出される。第二電力センサ１２で５５０Ｗの電力が検出されると、蓄電装置６は、負荷の消費電力（５５０Ｗ）が閾値（４００Ｗ）を超えていると判断し、放電可能な状態となる。

また、上述の如く蓄電装置６から放電される電力は、負荷の消費電力から燃料電池５で発電された電力を差し引いた値に基づいた電力となる。すなわち、図４に示すような場合には、負荷の消費電力（５５０Ｗ）から燃料電池５で発電された電力（４００Ｗ）を差し引いた値に基づいた電力として１５０Ｗの電力が、蓄電装置６から放電可能となる。

なお、上述の如く蓄電装置６が放電を行う場合には、電力が商用電源１００へ逆潮流されるのを防止するため、例えば５０Ｗの電力が買電される。したがって、前記放電可能な１５０Ｗの電力から、商用電源１００から買電する５０Ｗの電力を差し引いた１００Ｗが、最終的に蓄電装置６から放電される電力となる。なお、１００Ｗの電力は、蓄電装置６が放電可能な電力である（蓄電装置６の最小放電電力と同一の値である）。

こうして、図４（ｂ）に示すように、閾値として４００Ｗが設定されている場合において、負荷の消費電力が５５０Ｗであって、燃料電池５で発電された電力が４００Ｗ（最大発電電力）である場合には、１００Ｗの電力が蓄電装置６から放電され、５０Ｗの電力が商用電源１００から買電される。このように、商用電源１００からの買電量は、比較的少ないものとなる。

以上のように、電力供給システム１は、
発電した電力を負荷に供給可能な燃料電池５と、
前記負荷の消費電力が所定の閾値を超えた場合、充電した電力を前記負荷へ放電可能な蓄電装置６と、
前記燃料電池５の発電量の履歴を記憶し、前記記憶した履歴に基づいて前記所定の閾値を変更する蓄電装置６（より詳細には、蓄電装置６の前記制御部）（制御手段）と、
を具備するものである。

このような構成により、商用電源１００からの買電量が増加するのを抑制することができる。
具体的には、燃料電池５の発電量の履歴に基づいて閾値を変更するため、例えば燃料電池５の発電量が比較的少ないと思われる期間には閾値も小さいものとすることができる。したがって、このような期間においては、例えば図６に示した従来の電力供給システム９０１と比較して蓄電装置６の放電の機会を増加させることができ、ひいては商用電源１００からの買電量が増加するのを抑制することができる。

また、電力供給システム１において、
前記蓄電装置６（より詳細には、蓄電装置６の前記制御部）（制御手段）は、
前記記憶した履歴から前記燃料電池５の発電量の平均値を算出し、前記算出した平均値に基づいて前記所定の閾値を変更するものである。

このような構成により、商用電源１００からの買電量が増加するのを抑制することができる。
具体的には、負荷の消費電力が前記算出した平均値に基づいて変更された閾値を超えた場合に、超えた分の電力に対して蓄電装置６が放電を行うため、蓄電装置６の放電を、より過去の実績に基づいたものとすることができる。こうして、例えば図６に示した従来の電力供給システム９０１と比較して、より過去の実績に基づいて蓄電装置６の放電の機会を増加させることができ、ひいては商用電源１００からの買電量が増加するのを抑制することができる。

また、電力供給システム１において、
前記蓄電装置６は、
前記負荷の消費電力が前記所定の閾値を超えた場合に、前記負荷の消費電力から前記燃料電池５が発電した電力を差し引いた値に基づいた電力を放電するものである。

このような構成により、燃料電池５の発電が阻害されるのを防止することができる。
具体的には、例えば図３（ｂ）や図４（ｂ）に示すように、前記差し引いた値に基づいた電力として１００Ｗの電力が蓄電装置６から放電された場合であっても、第二電力センサ１２から検出される電力は、燃料電池５で発電される電力よりも小さくならない。すなわち、第一電力経路２１を介して分電盤２に供給される電力が、当初燃料電池５で発電された電力よりも小さくなるのを防止し、ひいては燃料電池５の発電が阻害されるのを防止することができる。

なお、本実施形態における燃料電池５で発電された電力が最大発電電力よりも小さい電力である場合（例えば、図４に示す４００Ｗである場合）とは、例えば給湯需要が少ないために、燃料電池５が最大発電電力の発電を行うことができない場合等が想定される。換言すれば、給湯需要が少ない場合（例えば、冬季以外の季節）に、閾値を変更することにより、電力供給システム１を効率よく運用することができる。

なお、本実施形態に係る電力供給システム１は、電力供給システムの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る燃料電池５は、燃料電池の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る蓄電装置６は、蓄電装置の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る蓄電装置６の制御部は、制御手段の実施の一形態である。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

また、本実施形態に係る電力供給システム１は、住宅に採用されるものとしたが、これに限定するものではない。電力供給システムは、病院や、宿泊施設等の、種々の施設に採用することができる。

また、本実施形態に係る燃料電池５の最大発電電力の７００Ｗや、蓄電装置６の最小放電電力の１００Ｗ、蓄電装置６から電力が放電される場合における商用電源１００からの買電電力の５０Ｗは、実施の一形態であり、これらの値に限定するものではない。

また、本実施形態における説明では、便宜上、太陽光発電部３は発電していないものとしたが、太陽光発電部３は発電していてもよい。このように、太陽光発電部３が発電している場合であって、負荷の消費電力に対して燃料電池９５で発電された電力では不足する場合には、当該不足する分の電力として、太陽光発電部３で発電された電力の一部（又は全部）が用いられる。

本実施形態に係る閾値は、前年の同時期における所定期間（例えば、前年の同時期の前後１ヶ月）における燃料電池５の発電量の平均値であるものとしたが、これに限定するものではない。

例えば、閾値は、前年の同時期の前後１ヶ月ではなく、現在の直近の１ヶ月や１週間、１日における燃料電池５の発電量の平均値であるものとしてもよい。また、閾値は、算出した平均値に基づく値であれば、当該平均値と同一とする必要はなく、当該平均値よりも若干（例えば、５０Ｗ程度）大きい値であってもよい。このように、閾値を前記平均値よりも若干大きい値とすれば、負荷の消費電力が平均値よりも若干大きくなった場合であっても、当該負荷の消費電力を燃料電池５で発電された電力で賄いつつ、商用電源１００からの買電量が増加するのを可及的に抑制することができる。

また、閾値は、前記算出した平均値に基づくものでなくとも、燃料電池５の発電量の履歴に基づいて設定されるものであればよい。例えば、閾値は、燃料電池５の発電量の履歴に基づいて、当該発電量の増減の傾向が分析され、当該分析結果に応じて設定されるものであってもよい。また、閾値は、例えば１日ごとに変更される場合には、翌日の燃料電池５の発電計画に基づいて設定されるものであってもよい。

また、閾値は、１ヶ月ごと（例えば、毎月１日）に変更されるものとしたが、前年の履歴や季節ごと、１週間ごと、１日ごと等に変更されるものであってもよい。

また、本実施形態においては、閾値は蓄電装置６の制御部によって変更されるものとしたが、これに限定するものではない。例えば、電力供給システムが、家庭用エネルギー管理システム（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、以下では「ＨＥＭＳ」と称する）を具備し、当該ＨＥＭＳにより閾値が変更されるものとしてもよい。以下にて、具体的に説明する。

図５は、本実施形態に係る電力供給システム１の構成の別例を示したブロック図である。当該別例において、電力供給システム１は、ＨＥＭＳ７を具備する。

ＨＥＭＳ７は、住宅内で使用される電気機器を制御するシステムである。ＨＥＭＳ７は、携帯端末等を用いて負荷の消費電力を可視化し、その視覚化した情報を住宅の居住者に報知することができる。ＨＥＭＳ７は、燃料電池５及び蓄電装置６と電気的に接続される。ＨＥＭＳ７は、燃料電池５及び蓄電装置６の動作に関する情報や電力に関する情報を取得すると共に、管理（制御）することができる。

このような構成において、ＨＥＭＳ７は、燃料電池５で発電された電力の履歴を取得すると共に、記憶（保持）することができる。また、ＨＥＭＳ７は、負荷の消費電力に関する情報を取得することができる。こうして、ＨＥＭＳ７は、閾値を算出すると共に、当該閾値を用いて蓄電装置６が放電可能な状態となるか否かの判断を行う。そして、ＨＥＭＳ７は、蓄電装置６が放電可能な状態であると判断した場合には、当該蓄電装置６を制御して放電を行う。

このような構成によれば、住宅内の情報の管理や各種の電気機器の制御をＨＥＭＳ７を用いて一元的に行うことができるため、電力供給システム１の運用をより効率よく行うことができる。
具体的には、燃料電池５は、一般的に、発電の燃料となるガス漏れ検知や、寿命の関係上、発電を停止する期間がある。したがって、ＨＥＭＳ７が、燃料電池５で発電された電力の履歴を取得すると共に記憶（保持）したり、負荷の消費電力に関する情報を取得したりすることで、電力供給システム１の運用をより効率よく行うことができる。

また、電力供給システム１がＨＥＭＳ７を具備した場合には、蓄電装置６が放電可能な状態であるか否かの判断に閾値を用いるのではなく、ＨＥＭＳ７が負荷の消費電力から燃料電池５で発電された電力を差し引いた値に基づいた電力を蓄電装置６から放電することができる。このような構成により、電力供給システム１の運用をより効率よく行うことができる。

１ 電力供給システム
２ 分電盤
５ 燃料電池
６ 蓄電装置
１００ 商用電源

Claims (3)

1. 発電した電力を負荷に供給可能な燃料電池と、
   前記負荷の消費電力が所定の閾値を超えた場合、充電した電力を前記負荷へ放電可能な蓄電装置と、
   前記燃料電池の発電量の履歴を記憶し、前記記憶した履歴に基づいて前記所定の閾値を変更する制御手段と、
   を具備する電力供給システム。
2. 前記制御手段は、
   前記記憶した履歴から前記燃料電池の発電量の平均値を算出し、前記算出した平均値に基づいて前記所定の閾値を変更する、
   請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記蓄電装置は、
   前記負荷の消費電力が前記所定の閾値を超えた場合に、前記負荷の消費電力から前記燃料電池が発電した電力を差し引いた値に基づいた電力を放電する、
   請求項１又は請求項２に記載の電力供給システム。

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