JP6584318B2 - Power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、建物内の負荷へ電力を供給する電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system that supplies power to a load in a building.
燃料電池によって発電した電力を用いて走行する燃料電池車や、燃料電池によって建物等で使用する電力を発電する技術が広がりつつある。 A fuel cell vehicle that travels using electric power generated by a fuel cell and a technology that generates electric power used in a building or the like by a fuel cell are spreading.
例えば、特許文献1では、燃料電池車の水素を定置型燃料電池設備に供給可能な構成として、燃料電池車から定置型電両電池へ燃料としての水素を供給して発電することが提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes to generate power by supplying hydrogen as a fuel from a fuel cell vehicle to a stationary electric cell as a configuration capable of supplying hydrogen from a fuel cell vehicle to a stationary fuel cell facility. Yes.
また、特許文献2では、燃料電池車から建物へ電力供給を可能に構成して、燃料電池車で発電した電力を住宅へ供給することが提案されている。 Further, Patent Document 2 proposes that the power can be supplied from the fuel cell vehicle to the building, and the electric power generated by the fuel cell vehicle is supplied to the house.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、定置型燃料電池から建物へ供給可能な電力に制限があるため、定置型燃料電池だけでは住宅等の建物で必要な電力を供給できないことがあり得るため改善の余地がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, since there is a limit to the power that can be supplied from the stationary fuel cell to the building, the stationary fuel cell alone may not be able to supply the necessary power in a building such as a house. There is room for improvement.
また、特許文献2に記載の技術では、燃料電池車の発電電力は、一般的に住宅等の建物で使用する電力よりも高出力であり、車両の推進に必要な高出力での運転が水素の消費に対する出力の効率が最もよくなる仕様となっているため、建物の負荷で消費する電力に合わせて発電すると水素の消費効率の悪い低出力の運転を続けることになり、無駄に水素を消費してしまう。また、燃料電池車で発電する際に発生する熱エネルギや水蒸気等を有効活用できないため、改善の余地がある。 In the technique described in Patent Document 2, the power generated by the fuel cell vehicle is generally higher than that used in a building such as a house, and the operation at a high output required for propulsion of the vehicle is hydrogen. Because it is the specification that the output efficiency with respect to the consumption of electricity is the best, if it generates power according to the power consumed by the building load, it will continue to operate at low output with inefficient hydrogen consumption, and wastes hydrogen. End up. In addition, there is room for improvement because heat energy, water vapor, and the like generated when generating power with a fuel cell vehicle cannot be used effectively.
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、燃料電池車に貯留された水素の無駄な消費を低減することが可能な電力供給システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object thereof is to provide a power supply system capable of reducing wasteful consumption of hydrogen stored in a fuel cell vehicle.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、貯留した水素を外部へ供給可能とされた水素貯留部、及び前記水素貯留部に貯留された水素を燃料として発電して発電した電力を外部へ供給可能とされた車両用燃料電池を備えた燃料電池車と、建物に設置され、前記水素貯留部と接続されて水素を受給可能とされ、水素を含む所定の燃料を用いて発電する定置型燃料電池と、建物に設置され、前記燃料電池車及び前記定置型燃料電池の各々から受電可能とされ、受電した電力を建物内の負荷へ供給する供給部と、建物への系統電力の供給及び前記定置型燃料電池の燃料の供給が停止された場合に、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池に水素を供給開始して前記定置型燃料電池の発電電力を前記負荷に供給し、前記負荷の消費電力が前記定置型燃料電池の発電量以上の場合には、前記車両用燃料電池の発電電力を建物内の負荷へ供給するよう前記燃料電池車、前記定置型燃料電池、及び前記供給部を制御する制御部と、を備えている。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a hydrogen storage unit capable of supplying stored hydrogen to the outside, and power generated by generating electricity using the hydrogen stored in the hydrogen storage unit as fuel. A fuel cell vehicle equipped with a vehicular fuel cell that can be supplied to the outside, and installed in a building, connected to the hydrogen storage unit and capable of receiving hydrogen, and generating power using a predetermined fuel containing hydrogen A stationary fuel cell, a supply unit installed in the building, capable of receiving power from each of the fuel cell vehicle and the stationary fuel cell, and supplying the received power to a load in the building, and system power to the building When the supply of fuel and the fuel supply of the stationary fuel cell are stopped, supply of hydrogen from the hydrogen storage unit to the stationary fuel cell is started and the generated power of the stationary fuel cell is supplied to the load. , power consumption of the load before When the above amount of power generated by the stationary fuel cell, the fuel cell vehicle so as to supply the generated power of the fuel cell the vehicle to a load in a building, the stationary fuel cell, and a control unit for controlling the supply unit And.
請求項1に記載の発明によれば、燃料電池車は、水素貯留部及び車両用燃料電池を備えており、水素貯留部は外部へ水素の供給が可能とされ、車両用燃料電池は発電電力を外部へ供給可能とされている。すなわち、燃料電池車から建物等へ水素や電力供給が可能とされている。 According to the first aspect of the present invention, the fuel cell vehicle includes a hydrogen storage unit and a vehicle fuel cell, the hydrogen storage unit can supply hydrogen to the outside, and the vehicle fuel cell generates power. Can be supplied to the outside. That is, hydrogen and electric power can be supplied from a fuel cell vehicle to a building or the like.
定置型燃料電池は、建物に設置されて、水素貯留部から水素を受給可能とされて、所定の燃料を用いて発電が行われる。 A stationary fuel cell is installed in a building, can receive hydrogen from a hydrogen storage unit, and generates power using a predetermined fuel.
供給部は、建物に設置されて、燃料電池車及び定置型燃料電池の各々から受電可能とされている。そして、供給部によって建物内の負荷に受電した電力が供給される。 The supply unit is installed in a building and can receive power from each of the fuel cell vehicle and the stationary fuel cell. And the electric power received by the supply part to the load in a building is supplied.
そして、制御部では、系統電力及び定置型燃料電池の燃料の社会インフラが停止された場合に、水素貯留部から定置型燃料電池に水素を供給開始して定置型燃料電池の発電電力を負荷に供給するよう燃料電池車、定置型燃料電池、及び供給部が制御される。すなわち、社会インフラが絶たれるような非常時には、燃料電池車から水素が定置型燃料電池に供給されて、定置型燃料電池によって発電するので、非常時の電力を確実に確保することができる。また、定置型燃料電池によって発電することで、発電時の排熱を給湯設備等で利用することが可能となるので、水素を効率的に利用することでき、水素の無駄な消費が低減可能となる。 Then, the control unit starts supplying hydrogen to the stationary fuel cell from the hydrogen storage unit when the social infrastructure of the grid power and the fuel of the stationary fuel cell is stopped, and uses the generated power of the stationary fuel cell as a load. The fuel cell vehicle, the stationary fuel cell, and the supply unit are controlled to supply. That is, in an emergency where social infrastructure is interrupted, hydrogen is supplied from the fuel cell vehicle to the stationary fuel cell and power is generated by the stationary fuel cell, so that emergency power can be reliably ensured. In addition, by generating electricity with a stationary fuel cell, it is possible to use the exhaust heat generated during power generation in hot water supply facilities, etc., so that hydrogen can be used efficiently and wasteful consumption of hydrogen can be reduced. Become.
また、制御部では、負荷の消費電力が定置型燃料電池の発電量以上の場合に、車両用燃料電池の発電電力を建物内の負荷へ供給するように制御される。これにより、電力不足を解消することが可能となり、燃料電池車に貯留された水素の無駄な消費を低減して効率的に利用できる。 Further, the control unit is controlled to supply the generated power of the vehicle fuel cell to the load in the building when the power consumption of the load is equal to or greater than the power generation amount of the stationary fuel cell. As a result, it is possible to solve the shortage of electric power, and the wasteful consumption of hydrogen stored in the fuel cell vehicle can be reduced and used efficiently.
なお、水素貯留部と定置型燃料電池との接続を検出する水素接続検出部と、車両用燃料電池と供給部との接続を検出する電力接続検出部と、を更に備え、系統電力及び定置型燃料電池の燃料の各々の供給が停止された場合に、水素接続検出部及び電力接続検出部の各々の接続が検出されているときに、制御部による制御を行うようにしてもよい。 The system further includes a hydrogen connection detection unit that detects a connection between the hydrogen storage unit and the stationary fuel cell, and a power connection detection unit that detects a connection between the vehicle fuel cell and the supply unit. When supply of each fuel of the fuel cell is stopped, control by the control unit may be performed when connection of each of the hydrogen connection detection unit and the power connection detection unit is detected.
また、定置型燃料電池は、発電による熱を利用する排熱利用部を有する構成としてもよい。 Moreover, the stationary fuel cell may have a configuration having an exhaust heat utilization unit that utilizes heat generated by power generation.
また、太陽光によって発電する太陽光発電装置を更に備え、制御部が、定置型燃料電池の発電量では電力が不足する場合には、太陽光発電装置の発電電力を建物内の負荷へ供給し、電力が更に不足する場合に、燃料電池車の発電電力を建物内の負荷へ供給するように、太陽光発電装置、燃料電池車及び供給部を制御してもよい。 In addition, a solar power generation device that generates power using sunlight is further provided, and the control unit supplies power generated by the solar power generation device to a load in the building when the power generation amount of the stationary fuel cell is insufficient. The solar power generation device, the fuel cell vehicle, and the supply unit may be controlled so that the power generated by the fuel cell vehicle is supplied to the load in the building when the power is further insufficient.
また、供給部に接続可能とされた蓄電池及び供給部に接続されて電力供給可能な車載用蓄電池の少なくとも一方を更に備える構成としてもよい。 Moreover, it is good also as a structure further provided with at least one of the storage battery which can be connected to a supply part, and the vehicle-mounted storage battery which is connected to a supply part and can supply electric power.
また、本発明は、貯留した水素を外部へ供給可能とされた水素貯留部、及び前記水素貯留部に貯留された水素を燃料として発電して発電した電力を外部へ供給可能とされた車両用燃料電池を備えた燃料電池車と、建物に設置され、前記水素貯留部と接続されて水素を受給可能とされ、水素を含む所定の燃料を用いて発電する定置型燃料電池と、建物に設置され、前記燃料電池車及び前記定置型燃料電池の各々から受電可能とされ、受電した電力を建物内の負荷へ供給する供給部と、建物への系統電力の供給及び前記定置型燃料電池の燃料の供給が停止された場合に、前記負荷の消費電力が前記定置型燃料電池の発電量より少ない場合には、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池への水素供給を行うことで前記定置型燃料電池の発電電力を前記供給部に供給し、前記負荷の消費電力が前記定置型燃料電池の発電量より多い場合には、前記車両用燃料電池の発電電力の前記供給部への電力供給を行って、前記車両用燃料電池の発電電力だけでは電力が不足する場合に、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池への水素供給を行うことで前記定置型燃料電池の発電電力を前記供給部に供給するように、前記燃料電池車、前記定置型燃料電池、及び前記供給部を制御する制御部と、を備えた電力供給システムとしてもよい。
In addition, the present invention provides a hydrogen storage unit capable of supplying stored hydrogen to the outside, and a vehicle capable of supplying power generated by generating power using the hydrogen stored in the hydrogen storage unit as fuel. A fuel cell vehicle equipped with a fuel cell, a stationary fuel cell installed in a building, connected to the hydrogen storage unit and capable of receiving hydrogen, and generating electricity using a predetermined fuel containing hydrogen, and installed in the building A supply unit that can receive power from each of the fuel cell vehicle and the stationary fuel cell, and that supplies the received power to a load in the building; supply of system power to the building; and fuel of the stationary fuel cell If the supply of is stopped, when the power consumption of the load is less than the power generation amount of said stationary fuel cell, said stationary by performing hydrogen supply to the stationary fuel cell from said hydrogen storage unit Before the power generated by the fuel cell And supplies to the supply section, when the power consumption of the load is larger than the power generation by the stationary fuel cell performs the power supply to the supply of electric power generated by the fuel cell the vehicle, fuel the vehicle When the power generated by the battery alone is insufficient , the hydrogen supply from the hydrogen storage unit to the stationary fuel cell is performed to supply the power generated by the stationary fuel cell to the supply unit. It is good also as an electric power supply system provided with the fuel cell vehicle, the said stationary fuel cell, and the control part which controls the said supply part.
以上説明したように本発明によれば、燃料電池車に貯留された水素の無駄な消費を低減することが可能な電力供給システムを提供することができる、という効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a power supply system capable of reducing wasteful consumption of hydrogen stored in a fuel cell vehicle.
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態) (First embodiment)
図1は、第1実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。なお、図1では、実線の接続線は電力線を示し、点線の接続線は情報線を示し、一点鎖線の接続線は水道、ガス、及び水素の経路を示す。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power supply system according to the first embodiment. In FIG. 1, the solid connection line indicates a power line, the dotted connection line indicates an information line, and the alternate long and short dash line indicates a water, gas, and hydrogen path.
電力供給システム10は、定置型燃料電池12、燃料電池車14、供給部としての分電盤16、蓄電池18、及び制御部としてのHEMS(Home Energy Management System)20を備えている。
The
定置型燃料電池12は、外部からガスや水素等の燃料を受給可能とされ、燃料を用いて建物内で使用する電力を発電する。また、定置型燃料電池12には、排熱利用部としての給湯設備22が接続または内蔵されており、発電時に発生する熱を給湯設備22で利用可能とされている。
The
給湯設備22は、貯湯タンクを有すると共に、ガス及び水道が接続されており、供給されるガスを燃料として水道から供給される水を加熱して貯留する。また、給湯設備22のガスの供給経路には、給湯設備22に供給されるガスの流量を計測するガスメータ24が設けられている。一方、給湯設備22の水道の供給経路には、水道の流量を計測する水道メータ26が設けられている。ガスメータ24及び水道メータ26は、HEMS20に接続され、ガスの流量及び水道の流量の情報がHEMS20に出力可能とされている。
The hot
なお、定置型燃料電池12としては、固体酸化物形燃料電池(SOFC)を用いるが、家庭用電源に適したものであればこれに限るものではない。例えば、固体高分子形燃料電池(PEFC)や、アルカリ形燃料電池(AFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)等の他の定置型燃料電池を適用してもよい。
The
燃料電池車14は、水素貯留部としての水素貯留タンク28、車両用燃料電池30、及び情報通信ユニット32を含んで構成されている。水素貯留タンク28に貯留された水素を燃料として車両用燃料電池30が発電し、発電した電力により走行が可能とされている。また、水素貯留タンク28と定置型燃料電池12とが水素接続検出部34を介して接続可能とされ、水素接続検出部34により接続を検出して水素貯留タンク28から定置型燃料電池12へ水素供給が可能とされている。また、車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16とが電力接続検出部36を介して接続可能とされ、電力接続検出部36により接続を検出して車両用燃料電池30によって発電された電力が蓄電池18を介して建物内に供給可能とされている。そして、情報通信ユニット32は、HEMS20と無線または有線によって接続可能とされ、燃料電池車14とHEMS20との間で各接続の検知結果等の情報の授受が可能とされている。なお、各接続を検知する機能は、建物側、または、燃料電池車14側、または建物と燃料電池車14の双方に設けてもよい。また、燃料電池車14に、水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続や、車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続を検出する機能を備えてもよい。また、車両用燃料電池30と蓄電池18又は分電盤16との接続は、住宅の商用電源から電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド自動車(PHV)への充電及びEVやPHVから住宅内負荷への放電(給電)を行うための充放電装置を介して行ってもよい。
The
分電盤16には、系統電力38、蓄電池18、及び定置型燃料電池12が接続されていると共に、燃料電池車14と接続可能とされている。分電盤16は、これらから受電可能とされ、供給される電力を建物内の各部屋や電気設備等の負荷へ供給するようになっている。また、分電盤16には、各電源から供給された電力を検出するセンサが設けられていると共に、各負荷への供給電力、すなわち負荷の消費電力を検出するセンサが設けられている。センサの検出結果は、HEMS20に出力されるようになっている。
The
蓄電池18は、定置型燃料電池12によって発電された電力や、深夜電力等の系統電力38によって充電され、電力料金が高い時間帯や、非常時等の場合に、HEMS20の制御によって充電した電力を建物内の負荷へ供給可能とされている。
The storage battery 18 is charged by the electric power generated by the
HEMS20は、操作部や表示部を備えると共に、建物内で使用されるエネルギー(特に電力)を管理する機能を備えている。具体的には、各部屋の消費電力や、定置型燃料電池12等の各種発電装置の発電状態や使用状況等を監視して表示する機能等を備える。HEMS20は、基本的には一般的なコンピュータの構成とされている。すなわち、図示は省略するが、CPU、ROM、RAM及び入出力ポート等を備え、それぞれシステムバスやデータバス等のバスに接続されている。そして、入出力ポートに、操作部や、表示部、メモリ等が接続されると共に、分電盤16、定置型燃料電池12、情報通信ユニット32、ガスメータ24、及び水道メータ26が接続されている。なお、HEMS20の操作部や表示部は、タブレット端末等のような可搬型端末でもよい。
The
なお、操作部は、表示部と一体化したタッチパネルを適用するようにしてもよいし、表示部とは別に機械的なスイッチ等を設けるようにしてもよいし、タッチパネル及び機械的なスイッチの双方を備えるようにしてもよい。また、機械的なスイッチの代わりにタッチスイッチを適用するようにしてもよい。 The operation unit may be a touch panel integrated with the display unit, may be provided with a mechanical switch or the like separately from the display unit, or both the touch panel and the mechanical switch. You may make it provide. A touch switch may be applied instead of the mechanical switch.
ところで、本実施形態に係る電力供給システム10では、通常時は、系統電力38や蓄電池18から分電盤16を介して建物内の負荷へ電力供給する。一方、電気及びガスの少なくとも一方の社会インフラが絶たれるような非常時には、外部の燃料電池車14から水素や電力の供給が可能とされている。すなわち、外部から電力供給された場合には、供給された電力を分電盤16を介して建物内の負荷へ供給する。一方、外部から水素供給された場合には、供給された水素を燃料として定置型燃料電池12によって発電して、分電盤16を介して建物内の負荷へ電力を供給する。
By the way, in the
例えば、HEMS20は、分電盤16のセンサや、ガスメータ24等の計測結果に基づいて、ガスや電気の社会インフラが切断されたか否かを検出する。そして、ガス及び電気の社会インフラの切断が検出された場合に、HEMS20が燃料電池車14から水素の供給や電力の供給を開始するように制御するようになっている。
For example, the
続いて、上述のように構成された本実施形態に係る電力供給システム10のHEMS20で行われる具体的な処理例について説明する。図2は、第1実施形態に係る電力供給システム10のHEMS20で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図2の処理は、本実施形態では、分電盤16のセンサにより系統電力38の供給が未検出、かつガスメータ24によりガスが未検出となった場合に開始するものとして説明するが、ガス及び電気の少なくとも一方が未検出となった場合に開始してもよい。
Subsequently, a specific processing example performed in the
ステップ100では、水素接続がされているか否かをHEMS20が判定する。該判定は、水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続を検出する水素接続検出部34によって接続が検出されているか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ102へ移行し、肯定された場合にはステップ104へ移行する。
In
ステップ102では、水素接続(水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続)を促す通知を行うようにHEMS20が表示部等を制御してステップ100に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、HEMS20の表示部等に水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続を促すメッセージ等を表示する。
In
ステップ104では、電力接続がされているか否かをHEMS20が判定する。該判定は、車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続を検出する電力接続検出部36によって接続が検出されているか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ106へ移行し、肯定された場合にはステップ108へ移行する。
In
ステップ106では、電力接続(車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続)を促す通知を行うようにHEMS20が表示部等を制御してステップ100に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、HEMS20の表示部等に車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続を促すメッセージ等を表示する。
In
ステップ108では、燃料電池車14の水素残量が予め定めた閾値より多いか否かをHEMS20が判定する。該判定は、燃料電池車14の情報通信ユニット32から水素残量の情報をHEMS20が取得することによって判定し、該判定が否定された場合にはステップ110へ移行し、肯定された場合にはステップ112へ移行する。なお、水素残量の情報の取得は、燃料電池車14からネットワーク上の情報処理センタを介してHEMS20が取得する形態を適用してもよい。
In
ステップ110では、燃料電池車14の水素補給を促す通知を行うようにHEMS20が表示部等を制御してステップ100に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、HEMS20の表示部等に燃料電池車14の水素補給を促すメッセージ等を表示する。
In
ステップ112では、燃料電池車14から定置型燃料電池12へ水素を供給するようにHEMS20が制御してステップ114へ移行する。例えば、HEMS20から情報通信ユニット32に水素供給信号を出力することにより、燃料電池車14から定置型燃料電池12への水素供給を開始させる。なお、燃料電池車14から定置型燃料電池12への水素の供給量は全て供給するようにしてもよいし、予め定めた量を供給してもよいし、燃料電池車14に所定量を残して供給してもよい。また、燃料電池車14から定置型燃料電池12への水素の供給量は、HEMS20を操作することで設定可能としてもよい。
In
ステップ114では、定置型燃料電池12による発電を開始すると共に、定置型燃料電池12による発電時の排熱による給湯を開始するように、HEMS20が定置型燃料電池12、分電盤16、及び給湯設備22を制御してステップ116へ移行する。
In
ステップ116では、消費電力情報を分電盤16からHEMS20が取得してステップ118へ移行する。すなわち、分電盤16のセンサによって検出された消費電力情報をHEMS20が取得することにより、建物内の消費電力を検出する。
In
ステップ118では、定置型燃料電池12の発電量(または発電量の上限値に対して所定量)以上の消費電力であるか否かをHEMS20が判定する。該判定は、分電盤16のセンサの計測結果に基づいて、建物内の消費電力が定置型燃料電池12の発電量以上であるか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ108に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ120へ移行する。
In
ステップ120では、燃料電池車14の水素残量を情報通信ユニット32を介してHEMS20が取得してステップ122へ移行する。
In
ステップ122では、燃料電池車14の水素残量が発電可能な残量であるか否かをHEMS20が判定する。該判定は、情報通信ユニット32を介して水素残量の情報を取得し、予め定めた残量以上の水素が水素貯留タンク30に貯留されているか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ108に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ124へ移行する。
In
ステップ124では、蓄電池18の残量で電力の不足分が間に合うか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ126へ移行し、肯定された場合にはステップ128へ移行する。
In
ステップ126では、燃料電池車14の発電電力を建物内の負荷に供給し、余剰分を蓄電池18に充電するようにHEMS20が燃料電池車14及び分電盤16を制御してステップ130へ移行する。すなわち、HEMS20が燃料電池車14に発電開始を指示することにより、車両用燃料電池30により発電して蓄電池18を介して建物内の負荷へ電力を供給する。これにより、定置型燃料電池12の発電量では不足する分を補うことができる。
In
ステップ128では、蓄電池18から電力を供給するようにHEMS20が分電盤16を制御してステップ130へ移行する。
In
ステップ130では、社会インフラとしての系統電力38及びガスの供給が復旧したか否かをHEMS20が判定する。分電盤16のセンサにより系統電力38の供給を検出し、かつガスメータ24によりガスを検出したか否かをHEMS20が判定し、該判定が否定された場合にはステップ116に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。
In
このように、非常時には、燃料電池車14から水素が定置型燃料電池12に供給されて、定置型燃料電池12よって発電するので、非常時の電力を確実に確保することができる。また、定置型燃料電池12によって発電することで、発電時の排熱を給湯設備22等で利用することができるので、水素を効率的に利用することができ、水素の無駄な消費が低減できる。
In this way, in an emergency, hydrogen is supplied from the
また、定置型燃料電池12の発電では不足する場合には、車両用燃料電池30の発電電力を建物内の負荷へ供給するように制御することにより、電力不足を解消することが可能となる。これにより、燃料電池車に貯留された水素の無駄な消費を低減して効率的に利用できる。
In addition, when the power generation of the
(第2実施形態) (Second Embodiment)
続いて、第2実施形態に係る電力供給システムについて説明する。図3は、第2実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。なお、図3では、実線は電力線を示し、点線は情報線を示し、一点鎖線の接続線は水道、ガス、及び水素の経路を示す。また、第1実施形態と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, the power supply system according to the second embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power supply system according to the second embodiment. In FIG. 3, a solid line indicates a power line, a dotted line indicates an information line, and an alternate long and short dash line indicates a water, gas, and hydrogen path. Further, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
第2実施形態に係る電力供給システム11は、第1実施形態に係る電力供給システム10に対して、太陽光発電装置40を更に備えていると共に、蓄電池18の代わりに、電気自動車42の車載用蓄電池44が分電盤16に接続可能とされている点が異なる。その他の部分については第1実施形態と同一構成とされている。
The
太陽光発電装置40は、建物の屋根に設けられて、太陽光を受光することによって発電する。発電した電力は、分電盤16へ供給され、建物内の負荷へ供給される。また、場合によっては、電気自動車42へ供給可能とされ、電気自動車42の車載用蓄電池44を充電する。
The solar
電気自動車42は、車載用蓄電池44を備えており、車載用蓄電池44と分電盤16とをケーブル等によって電力接続検出部36を介して接続可能とされている。車載用蓄電池44は、電力接続検出部36により接続を検出して分電盤16から供給される電力により充電が可能とされていると共に、停電等の非常時には、車載用蓄電池44から分電盤16を介して建物内の負荷に電力供給が可能とされている。
The
なお、第1実施形態の蓄電池18を更に備えて、太陽光発電装置40の発電電力を蓄電可能な構成としてもよい。また、第1実施形態についても、第2実施形態のように、電気自動車42が接続可能な構成としてもよい。
In addition, it is good also as a structure which can further provide the storage battery 18 of 1st Embodiment, and can accumulate | store the electric power generated of the solar
続いて、上述のように構成された本実施形態に係る電力供給システム11のHEMS20で行われる具体的な処理例について説明する。図4は、第2実施形態に係る電力供給システム11のHEMS20で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図4の処理は、本実施形態では、分電盤16のセンサにより系統電力38の供給が未検出、かつガスメータ24によりガスが未検出となった場合に開始するものとして説明するが、ガス及び電気の少なくとも一方が未検出となった場合に開始してもよい。また、図2の処理と同一処理については同一符号を付して説明する。
Subsequently, a specific processing example performed in the
ステップ100では、水素接続がされているか否かをHEMS20が判定する。該判定は、水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続を検出する水素接続検出部34によって接続が検出されているか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ102へ移行し、肯定された場合にはステップ104へ移行する。
In
ステップ102では、水素接続(水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続)を促す通知を行うようにHEMS20が表示部等を制御してステップ100に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、HEMS20の表示部等に水素貯留タンク28と定置型燃料電池12との接続を促すメッセージ等を表示する。
In
ステップ104では、電力接続がされているか否かをHEMS20が判定する。該判定は、車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続を検出する電力接続検出部36によって接続が検出されているか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ106へ移行し、肯定された場合にはステップ108へ移行する。
In
ステップ106では、電力接続(車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続)を促す通知を行うようにHEMS20が表示部等を制御してステップ100に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、HEMS20の表示部等に車両用燃料電池30と蓄電池18または分電盤16との接続を促すメッセージ等を表示する。
In
ステップ108では、燃料電池車14の水素残量が予め定めた閾値より多いか否かをHEMS20が判定する。該判定は、燃料電池車14の情報通信ユニット32から水素残量の情報をHEMS20が取得することによって判定し、該判定が否定された場合にはステップ110へ移行し、肯定された場合にはステップ112へ移行する。
In
ステップ110では、燃料電池車14の水素補給を促す通知を行うようにHEMS20が表示部等を制御してステップ100に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、HEMS20の表示部等に燃料電池車14の水素補給を促すメッセージ等を表示する。
In
ステップ112では、燃料電池車14から定置型燃料電池12へ水素を供給するようにHEMS20が制御してステップ114へ移行する。例えば、HEMS20から情報通信ユニット32に水素供給信号を出力することにより、燃料電池車14から定置型燃料電池12への水素供給を開始させる。なお、燃料電池車14から定置型燃料電池12への水素の供給量は全て供給するようにしてもよいし、予め定めた量を供給してもよいし、燃料電池車14に所定量を残して供給してもよい。また、燃料電池車14から定置型燃料電池12への水素の供給量は、HEMS20を操作することで設定可能としてもよい。
In
ステップ114では、定置型燃料電池12による発電を開始すると共に、定置型燃料電池12による発電時の排熱による給湯を開始するように、HEMS20が定置型燃料電池12、分電盤16、及び給湯設備22を制御してステップ116へ移行する。
In
ステップ116では、消費電力情報を分電盤16からHEMS20が取得してステップ118へ移行する。すなわち、分電盤16のセンサによって検出された消費電力情報をHEMS20が取得することにより、建物内の消費電力を検出する。
In
ステップ118では、定置型燃料電池12の発電量以上の消費電力であるか否かをHEMS20が判定する。該判定は、分電盤16のセンサの計測結果に基づいて、建物内の消費電力が定置型燃料電池12の発電量以上であるか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ108に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ120へ移行する。
In
ステップ120では、燃料電池車14の水素残量を情報通信ユニット32を介してHEMS20が取得してステップ122へ移行する。
In
ステップ122では、燃料電池車14の水素残量が発電可能な残量であるか否かをHEMS20が判定する。該判定は、情報通信ユニット32を介して水素残量の情報を取得し、予め定めた残量以上の水素が水素貯留タンク30に貯留されているか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ108に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ123へ移行する。
In
ステップ123では、太陽光発電で電力の不足分が間に合うか否かをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ124へ移行し、肯定された場合にはステップ125へ移行する。
In
ステップ125では、太陽光発電装置40の発電電力を建物内の負荷に供給し、余剰分を車載用蓄電池44に充電するようにHEMS20が太陽光発電装置40及び分電盤16を制御してステップ124へ移行する。すなわち、太陽光発電装置40の発電電力を建物内の負荷へ供給することにより、定置型燃料電池12の発電量では不足する分を補うことができる。
In
一方、ステップ124では、車載用蓄電池44の残量で電力の不足分が間に合うかをHEMS20が判定する。該判定が否定された場合にはステップ127へ移行し、肯定された場合にはステップ129へ移行する。なお、HEMS20が電気自動車42との通信、或いは、分電盤16と車載用蓄電池44との接続をスイッチ等により検出し、車載用蓄電池44が接続されていない場合には、当該判定は否定されるものとする。
On the other hand, in
ステップ127では、太陽光発電装置40及び燃料電池車14の各々の発電電力を建物内の負荷に供給し、余剰分を車載用蓄電池44に充電するようにHEMS20が制御してステップ130へ移行する。すなわち、HEMS20が太陽光発電装置40の発電電力を建物内の負荷に供給するように太陽光発電装置40及び分電盤16を制御すると共に、燃料電池車14に発電開始を指示することにより、車両用燃料電池30により発電して建物内の負荷へ電力を供給する。これにより、定置型燃料電池12の発電量では不足する分を補うことができる。
In
一方、ステップ129では、車載用蓄電池44から電力を供給するようにHEMS20が分電盤16を制御してステップ130へ移行する。
On the other hand, in
ステップ130では、社会インフラとしての系統電力38及びガスの供給が復旧したか否かをHEMS20が判定する。分電盤16のセンサにより系統電力38の供給を検出し、かつガスメータ24によりガスを検出したか否かをHEMS20が判定し、該判定が否定された場合にはステップ116に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定されたところで一連の処理を終了する。
In
このように、本実施形態では、第1実施形態に対して、太陽光発電装置40を更に備えているので、第1実施形態によりも、非常時に電力不足となることなく、燃料電池車14に貯留された水素を効率的に利用することが可能となる。
Thus, in this embodiment, since the solar
なお、上記の各実施形態では、非常時に、燃料電池車14から定置型燃料電池12に水素を供給して発電し、電力が不足する場合に、燃料電池車14から建物内の負荷へ電力を供給するが、燃料電池車14からの供給の順序はこれに限るものではない。燃料電池車14から水素及び電力の双方を建物側へ供給できるので、非常時に一方を供給し、電力が不足する場合に他方も供給してもよい。この場合、燃料電池車14から水素または電力の一方を非常時の建物内の負荷の消費電力に応じて何れかを供給するかを決定してもよい。例えば、非常時に建物内の負荷の消費電力が定置型燃料電池12の発電量より多い場合には、車両用燃料電池30から発電電力を建物の負荷へ供給する。一方、非常時の負荷の消費電力が定置型燃料電池12の発電量より少ない場合には、燃料電池車14から水素を供給する。そして、電力が不足する場合には、電力及び水素の双方を燃料電池車14から定置型燃料電池12へ供給してもよい。すなわち、車両用燃料電池30の発電電力は、定置型燃料電池12の発電電力に比べて高出力であるので、負荷の消費電力に応じて水素を供給するか発電電力を供給するかを決定することで、効率的にエネルギを利用できる。
In each of the above embodiments, in the event of an emergency, hydrogen is supplied from the
また、上記の各実施形態におけるHEMS20で行われる処理は、プログラムとして記憶媒体等に記憶して流通するようにしてもよい。
Further, the processing performed in the
また、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 Further, the present invention is not limited to the above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
10、11 電力供給システム
12 定置型燃料電池
14 燃料電池車
16 分電盤
20 HEMS
34 水素接続検出部
36 電力接続検出部
40 太陽光発電装置
10, 11
34 Hydrogen
Claims (6)
建物に設置され、前記水素貯留部と接続されて水素を受給可能とされ、水素を含む所定の燃料を用いて発電する定置型燃料電池と、
建物に設置され、前記燃料電池車及び前記定置型燃料電池の各々から受電可能とされ、受電した電力を建物内の負荷へ供給する供給部と、
建物への系統電力の供給及び前記定置型燃料電池の燃料の供給が停止された場合に、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池に水素を供給開始して前記定置型燃料電池の発電電力を前記負荷に供給し、前記負荷の消費電力が前記定置型燃料電池の発電量以上の場合には、前記車両用燃料電池の発電電力を建物内の負荷へ供給するよう前記燃料電池車、前記定置型燃料電池、及び前記供給部を制御する制御部と、
を備えた電力供給システム。 A hydrogen storage unit capable of supplying stored hydrogen to the outside, and a fuel including a vehicle fuel cell capable of supplying power generated by generating electricity using the hydrogen stored in the hydrogen storage unit as fuel Battery car,
A stationary fuel cell installed in a building, connected to the hydrogen reservoir and capable of receiving hydrogen, and generating power using a predetermined fuel containing hydrogen;
A supply unit installed in a building, capable of receiving power from each of the fuel cell vehicle and the stationary fuel cell, and supplying the received power to a load in the building;
When supply of system power to the building and supply of fuel from the stationary fuel cell are stopped, supply of hydrogen from the hydrogen storage unit to the stationary fuel cell is started to generate power generated by the stationary fuel cell. The fuel cell vehicle, the stationary device so as to supply the generated power of the vehicular fuel cell to a load in a building when the power consumption of the load is greater than or equal to the power generation amount of the stationary fuel cell. Type fuel cell, and a control unit for controlling the supply unit;
Power supply system with
系統電力及び前記定置型燃料電池の燃料の各々の供給が停止された場合に、前記水素接続検出部及び前記電力接続検出部の各々の接続が検出されているときに、前記制御部による制御を行う請求項1に記載の電力供給システム。 A hydrogen connection detection unit for detecting connection between the hydrogen storage unit and the stationary fuel cell, and a power connection detection unit for detecting connection between the vehicle fuel cell and the supply unit,
When each of the fuel supply system power and the stationary fuel cell when it is locked stop, each of the connection of the hydrogen connection detecting section and the power connection detecting unit is detected, the control by the control unit The power supply system according to claim 1 which performs.
前記制御部が、前記定置型燃料電池の発電量では電力が不足する場合には、前記太陽光発電装置の発電電力を建物内の負荷へ供給し、電力が更に不足する場合に、前記燃料電池車の発電電力を建物内の負荷へ供給するように、前記太陽光発電装置、前記燃料電池車及び前記供給部を制御する請求項1〜3の何れか1項に記載の電力供給システム。 It further includes a solar power generation device that generates power by sunlight,
When the control unit supplies power in the building to the load in the building when power is insufficient with the power generation amount of the stationary fuel cell, and when the power is further insufficient, the fuel cell The power supply system of any one of Claims 1-3 which controls the said solar power generation device, the said fuel cell vehicle, and the said supply part so that the generated electric power of a vehicle may be supplied to the load in a building.
建物に設置され、前記水素貯留部と接続されて水素を受給可能とされ、水素を含む所定の燃料を用いて発電する定置型燃料電池と、
建物に設置され、前記燃料電池車及び前記定置型燃料電池の各々から受電可能とされ、受電した電力を建物内の負荷へ供給する供給部と、
建物への系統電力の供給及び前記定置型燃料電池の燃料の供給が停止された場合に、前記負荷の消費電力が前記定置型燃料電池の発電量より少ない場合には、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池への水素供給を行うことで前記定置型燃料電池の発電電力を前記供給部に供給し、前記負荷の消費電力が前記定置型燃料電池の発電量より多い場合には、前記車両用燃料電池の発電電力の前記供給部への電力供給を行って、前記車両用燃料電池の発電電力だけでは電力が不足する場合に、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池への水素供給を行うことで前記定置型燃料電池の発電電力を前記供給部に供給するように、前記燃料電池車、前記定置型燃料電池、及び前記供給部を制御する制御部と、
を備えた電力供給システム。 A hydrogen storage unit capable of supplying stored hydrogen to the outside, and a fuel including a vehicle fuel cell capable of supplying power generated by generating electricity using the hydrogen stored in the hydrogen storage unit as fuel Battery car,
A stationary fuel cell installed in a building, connected to the hydrogen reservoir and capable of receiving hydrogen, and generating power using a predetermined fuel containing hydrogen;
A supply unit installed in a building, capable of receiving power from each of the fuel cell vehicle and the stationary fuel cell, and supplying the received power to a load in the building;
When the supply of grid power to the building and the fuel supply of the stationary fuel cell are stopped, if the power consumption of the load is less than the power generation amount of the stationary fuel cell, the hydrogen storage unit By supplying hydrogen to the stationary fuel cell, the generated power of the stationary fuel cell is supplied to the supply unit, and when the power consumption of the load is larger than the power generation amount of the stationary fuel cell, the vehicle When supplying power to the supply unit of the generated power of the fuel cell for the vehicle and when the power is insufficient only with the generated power of the fuel cell for the vehicle , supply of hydrogen from the hydrogen storage unit to the stationary fuel cell A controller that controls the fuel cell vehicle, the stationary fuel cell, and the supply unit so as to supply the generated power of the stationary fuel cell to the supply unit by performing ,
Power supply system with
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