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技術 電力供給システム

出願人 トヨタホーム株式会社
発明者 西大輔
出願日 2015年12月25日 (3年11ヶ月経過) 出願番号 2015-254767
公開日 2017年6月29日 (2年5ヶ月経過) 公開番号 2017-118786
状態 特許登録済
技術分野 交流の給配電 燃料電池(本体)
主要キーワード 車載用蓄電池 可搬型端末 水素貯留タンク MCFC 電力接続 車両用燃料電池 宅内負荷 定置型燃料電池
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

燃料電池車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。

解決手段

水素貯留タンク28及び車両用燃料電池30を備えた燃料電池車14と、建物に設置され、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12と、建物に設置され、電力を建物内の負荷へ供給する分電盤16と、建物への系統電力38の供給及び定置型燃料電池12の燃料の供給が停止された場合に、水素貯留タンク28から定置型燃料電池12に水素を供給して発電電力を負荷に供給するように制御し、電力が不足する場合には、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HEMS20と、を備える。

概要

背景

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。

例えば、特許文献1では、燃料電池車の水素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。

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。

概要

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。水素貯留タンク28及び車両用燃料電池30を備えた燃料電池車14と、建物に設置され、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12と、建物に設置され、電力を建物内の負荷へ供給する分電盤16と、建物への系統電力38の供給及び定置型燃料電池12の燃料の供給が停止された場合に、水素貯留タンク28から定置型燃料電池12に水素を供給して発電電力を負荷に供給するように制御し、電力が不足する場合には、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HEMS20と、を備える。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

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、電力が不足する場合には、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

請求項2

前記水素貯留部と前記定置型燃料電池との接続を検出する水素接続検出部と、前記車両用燃料電池と前記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、系統電力及び前記定置型燃料電池の燃料の各々の供給が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。

請求項3

前記定置型燃料電池は、発電による熱を利用する排熱利用部を有する請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。

請求項4

太陽光によって発電する太陽光発電装置を更に備え、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。

請求項5

前記供給部に接続可能とされた蓄電池及び前記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た請求項1〜4の何れか1項に記載の電力供給システム。

請求項6

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に応じて、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池への水素供給また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の一方を行って、電力が不足する場合に、他方も行うように、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。

技術分野

0001

本発明は、建物内の負荷電力を供給する電力供給システムに関する。

背景技術

0002

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。

0003

例えば、特許文献1では、燃料電池車の水素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。

0004

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。

先行技術

0005

特許第4456935号公報
特開2003−32896号公報

発明が解決しようとする課題

0006

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。

0007

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水蒸気等を有効活用できないため、改善の余地がある。

0008

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。

課題を解決するための手段

0009

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、電力が不足する場合には、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。

0010

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。

0011

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。

0012

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。

0013

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。

0014

また、制御部では、定置型燃料電池の発電では不足する場合に、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。

0015

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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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に応じて、前記水素貯留部から前記定置型燃料電池への水素供給また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の一方を行って、電力が不足する場合に、他方も行うように、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。

発明の効果

0020

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。

図面の簡単な説明

0021

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。
第1実施形態に係る電力供給システムのHEMS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。
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。
第2実施形態に係る電力供給システムのHEMS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。

実施例

0022

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。

0023

(第1実施形態)

0024

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、実線接続線電力線を示し、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。

0025

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。

0026

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。

0027

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。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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等の各種発電装置発電状態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。

0033

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。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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。

0040

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。

0041

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。

0042

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。

0043

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。

0044

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。

0045

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。

0046

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。

0047

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。

0048

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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

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。

0055

(第2実施形態)

0056

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。

0057

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。

0058

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。

0059

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。

0060

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。

0061

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。

0062

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。

0063

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。

0064

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。

0065

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。

0066

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。

0067

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。

0068

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。

0069

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。

0070

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。

0071

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。

0072

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。

0073

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。

0074

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。

0075

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。

0076

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。

0077

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。

0078

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。

0079

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。

0080

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。

0081

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。

0082

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。

0083

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。

0084

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
20HEMS
34水素接続検出部
36電力接続検出部
40 太陽光発電装置

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