JP6280741B2 - 電力供給システム - Google Patents

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、所定の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される。こうして、当該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、所定の時刻に至るまで利用することができ、また可及的に使い切ることができる。

しかしながら、このような燃料電池の発電及び蓄電装置の充放電の制御においては、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することが考慮されてい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、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生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、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、負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有し、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前記負荷へと供給する少なくとも１つ以上の運転モードを有する電力供給システムであって、前記運転モードに含まれる第一の運転モードにおいては、前記制御装置は、前記学習機能によって特定の期間において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概ね大きくなるピーク時間帯を予測すると共に、前記特定の期間の１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力を予測し、前記燃料電池は、前記１回目のピーク時間帯の前に、前記負荷追従機能による運転を行い、前記蓄電装置は、前記予測された１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力に基づいた所定の量の電力を、前記１回目のピーク時間帯の前の所定の時間帯に充電するものであって、前記所定の時間帯においては深夜時間帯の商用電源からの深夜電力と前記燃料電池からの電力とを同時に充電するものである。

請求項２においては、前記所定の量は、前記予測された１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力と前記燃料電池の発電電力との差よりも大きいものである。

請求項３においては、前記蓄電装置は、前記所定の量の電力を充電した後に前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以上となると、電力を放電するものである。

請求項４においては、前記燃料電池は、前記蓄電装置が電力を放電すると、前記負荷追従機能による運転を停止して最大発電電力を発電する最大発電状態となり、前記蓄電装置は、前記燃料電池が最大発電状態となった後に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小さくなると、前記燃料電池が発電して余剰した電力を充電するものである。

請求項５においては、前記運転モードに含まれ、前記第一の運転モードと任意に選択可能な第二の運転モードにおいては、前記燃料電池は、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過する前は前記最大発電状態となり、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後は発電を停止する発電停止状態となるものである。

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、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、深夜時間帯の深夜電力を用いて蓄電装置に電力を充電させるため、電気料金を抑制することができる。

請求項２においては、１回目のピーク時間帯における実際の負荷の消費電力が予測よりも大きい場合であっても、蓄電装置に充電された電力を用いて当該負荷の消費電力を賄うことができる。

請求項３においては、負荷の消費電力を、蓄電装置に充電された電力を用いて賄うことができる。

請求項４においては、特定の期間において蓄電装置が複数回（複数サイクル）充放電するため、当該蓄電装置として蓄電容量の小さいものを使用することができ、イニシャルコストを削減することができる。

請求項５においては、所定の条件（例えば、季節等）に応じて適切な運転モードを選択することができる。

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、制御装置の学習機能による学習結果の一例、及び第二の供給態様における燃料電池の発電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、負荷の消費電力、及び第三の供給態様における燃料電池の発電電力を示したグラフ。 同じく、第三の供給態様及び通常の供給態様における購入電力、ガス使用量、ＣＯ２排出量及び熱余りの各数値を比較した表。 同じく、負荷の消費電力、通常の供給態様における燃料電池の発電電力を示したグラフ。

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、制御部や、貯湯ユニット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。

なお、燃料電池２０が発電すると、当該発電に伴って二酸化炭素や熱が発生する。燃料電池２０は、このように発電時に発生する熱を利用して、前記貯湯ユニット内で湯を沸かすことができる。しかしながら、燃料電池２０は、発電時に発生する熱を利用することができない場合、すなわち熱が余った場合（熱余りが発生した場合）には、その余った熱を排熱として外部へ放出する。すなわち、省エネルギーの観点からすると、エネルギー効率を向上させるため、熱余りの発生を抑制することが望ましい。

また、燃料電池２０は発電した電力が小さいほど、発電効率が低くなる。すなわち、発電効率の向上の観点からすると、燃料電池２０は大きい電力（例えば、最大発電電力）で発電することが望ましい。

なお、燃料電池２０が使用する燃料は、都市ガスだけでなく、天然ガスや、アルコール、ガソリン等であってもよい。

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には、後述する第一、第二及び第三の運転モードの各種のプログラムが予め記憶されている。

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。本実施形態において、学習機能とは、負荷の消費電力に関する情報を継続して取得（学習）することにより、特定の期間（例えば、毎週水曜日の０時から２４時）の所定時間帯ごとの負荷の消費電力に関する情報（例えば、後述するピーク時間帯等）を予測する機能である。

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（光熱費）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を有する。

なお、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ための電力の供給態様であって、燃料電池の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制すると共に、燃料電池の燃料使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、且つ光熱費の削減を図るための電力の供給態様が設定される。

当該電力の供給態様においては、蓄電装置３０の充放電に応じて、燃料電池２０がその発電状態を、最大発電電力（７００Ｗ）を発電する状態（以下では、「最大発電状態」と称する。）と、発電を停止する状態（以下では、「発電停止状態」と称する。）と、に変化させる。

また、当該電力の供給態様は、制御装置５０が有する学習機能を利用するか否かに応じて、２種類の態様に分けることができる。以下では、当該電力の供給態様のうち、制御装置５０が有する学習機能を利用しない態様を「第一の供給態様」と称し、制御装置５０が有する学習機能を利用する態様を「第二の供給態様」と称する。

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、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力（７００Ｗ）を発電させると共に当該発電を維持させる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態となると共に当該状態を維持する。
制御装置５０は、ステップＳ１０１の処理を行った後、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）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燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、再びステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力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Ｓ１０３において、制御装置５０は、蓄電装置３０から電力を放電させる。これによって、燃料電池２０の発電電力だけでは不足する負荷の消費電力（不足電力）を、蓄電装置３０から放電された電力で賄うことができる。なお、ステップＳ１０３においては、燃料電池２０は、最大発電状態を維持している。
制御装置５０は、ステップＳ１０３の処理を行った後、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、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）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燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、ステップＳ１０５へ移行する。なお、制御装置５０は、当該判定の時点から前記タイマカウンタによる時間計測を開始する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力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Ｓ１０５において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以下である状態が３０分間継続したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続したと判定した場合、すなわちステップＳ１０４にて判定した状態が３０分間継続した場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
一方、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続しなかったと判定した場合、すなわちステップＳ１０４にて判定した状態が３０分間継続しなかった場合には、ステップＳ１０６へ移行する。

なお、ステップＳ１０５において判定の基準となる「３０分間」は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ１０６において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果（カウント）をリセットする。
制御装置５０は、ステップＳ１０６の処理を行った、再びステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０７において、制御装置５０は、蓄電装置３０の放電により、燃料電池２０の発電を停止させる。具体的には、制御装置５０は、負荷の消費電力を蓄電装置３０から放電された電力だけで賄わせるため、当該消費電力に相当する電力を蓄電装置３０から放電させる。これにより、燃料電池２０は、最大発電状態から発電停止状態へと発電状態が変化する。
制御装置５０は、ステップＳ１０７の処理を行った後、ステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１０８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有るか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有ると判定した場合には、ステップＳ１０９へ移行する。
一方、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無いと判定した場合には、ステップＳ１１０へ移行する。

なお、ステップＳ１０８においては、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かではなく、蓄電装置３０に充電された電力の残量が所定の割合以下で有るか否かを判定することができる。なお、前記所定の割合は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ１０９において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）の８割（５６０Ｗ）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燃料電池２０の最大発電電力の８割以上であると判定した場合には、再びステップＳ１０１へ移行する。すなわち、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力を発電させる。これにより、燃料電池２０は、最大発電状態から発電停止状態へと発電状態が変化する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上ではないと判定した場合には、再びステップＳ１０７へ移行する。

なお、ステップＳ１０９において判定の基準となる「８割」は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ１１０において、制御装置５０は、蓄電装置３０の運転を停止させる。これにより、制御装置５０は、燃料電池２０に、負荷の消費電力に応じて発電を行う負荷追従運転を行わせる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態及び発電停止状態とは異なる発電状態となる。
制御装置５０は、ステップＳ１１０の処理を行った後、ステップＳ１１１へ移行する。

ステップＳ１１１において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）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燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、再びステップＳ１０１へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ１１１へ移行する。

このように、第一の供給態様においては、蓄電装置３０の充放電に応じて、燃料電池２０がその発電状態を、最大発電状態と、発電停止状態と、に変化させる。

そして、第一の供給態様においては、燃料電池２０が最大発電状態である場合（ステップＳ１０１）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続すると（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、燃料電池２０を発電停止状態とする（ステップＳ１０７）ものである。

このような構成により、燃料電池２０が最大発電状態である間に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下になると、当該燃料電池２０で発電した電力のうち負荷に供給されない余剰電力を蓄電装置３０に充電させることができる。そして、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続した場合には蓄電装置３０から放電された電力を負荷に供給させ、燃料電池２０を発電停止状態とすることができる。

すなわち、蓄電装置３０に電力が充電された状態であって、且つ負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であり当該燃料電池２０を最大発電状態とする必要が無い状態であれば、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。

また、第一の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ１０７）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に対して８割以上となると（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、蓄電装置３０が電力を充電して燃料電池２０を最大発電状態とする（ステップＳ１０１）ものである。

このような構成により、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付いた場合、すなわち負荷の消費電力が比較的大きくなった場合には、当該燃料電池２０を最大発電状態として当該燃料電池２０で発電した電力を負荷に供給することができる。すなわち、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付かない場合、すなわち負荷の消費電力が比較的小さい場合には、当該燃料電池２０は発電停止状態を維持するので、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。

また、第一の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ１０７）に、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無い（ステップＳ１０８；ＮＯ）と、蓄電装置３０の充放電を停止して当該燃料電池２０を負荷の消費電力に応じて発電させる（ステップＳ１１０）ものである。

このような構成により、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、蓄電装置３０に充電された電力が無くなることを防止することができる。すなわち、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、商用電源９０から購入した電力を負荷に供給することを防止することができる。

また、第一の供給態様においては、蓄電装置３０から電力を放電して燃料電池２０を最大発電状態から発電停止状態に変化させた場合（ステップＳ１０７）、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上となった場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）には、蓄電装置３０が電力を充電して燃料電池２０を発電停止状態から最大発電状態に変化させる（ステップＳ１０１）ものである。このように、燃料電池２０が最大発電状態から発電停止状態に変化する場合に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が３０分間継続することを条件としている。

このような構成により、前記条件となる期間を、例えば比較的短い期間である５分間ではなく、比較的長い期間である３０分間としたことで、蓄電装置３０が充放電を繰り返し行うことを防止している。

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、及び図４を用いて説明する。

ここで、図４の実線は、制御装置５０の学習機能による学習結果（負荷の消費電力の予測推移）の一例を示したグラフである。具体的には、図４に示した学習結果は、制御装置５０が、直近１ヶ月間の同じ曜日（例えば、水曜日）の負荷の消費電力に関する情報を継続して取得することにより、次の水曜日（以下では、「特定の期間」と称する。）における０時から２４時までの負荷の消費電力の推移を予測したものである。

なお、図４に示すように、負荷の消費電力の予測推移においては、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも概ね大きくなる時間帯（以下では、「ピーク時間帯」と称する。）が、午前及び午後にそれぞれ１回（合計２回）発生している。以下では、午前に発生するピーク時間帯（特定の期間が開始されてから１回目のピーク時間帯）を「ピーク時間帯Ａ」と称する。また、午後に発生するピーク時間帯（特定の期間が開始されてから２回目のピーク時間帯）を「ピーク時間帯Ｂ」と称する。

なお、以下の説明では、制御装置５０の制御は、特定の期間の０時から開始され、２４時で終了（リセット）するものとする。制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から現在の時刻に関する情報を取得している。

ステップＳ２０１において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から現在の時刻が１回目のピーク時間帯を経過しているか否か、すなわち現在の時刻が図４に示すピーク時間帯Ａを経過したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の時刻がピーク時間帯Ａを経過したと判定した場合、すなわち図４に示す９時４０分を経過した場合には、ステップＳ２０３へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時刻がピーク時間帯Ａを経過していないと判定した場合、すなわち図４に示す９時４０分を経過していない場合には、ステップＳ２０２へ移行する。

ステップＳ２０２において、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さい場合には、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力（７００Ｗ）を発電させると共に当該発電を維持させる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態となると共に当該状態を維持する。
また、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上である場合には、蓄電装置３０から電力を放電させる。この場合、燃料電池２０は、最大発電状態を維持する。
このように、ステップＳ２０２においては、燃料電池２０は、最大発電状態になると共に当該状態を維持させる。
制御装置５０は、ステップＳ２０２の処理を行った後、再びステップＳ２０１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燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）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燃料電池２０の最大発電電力以下であると判定した場合には、ステップＳ２０４へ移行する。なお、制御装置５０は、当該判定の時点から前記タイマカウンタによる時間計測を開始する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下ではないと判定した場合には、再びステップＳ２０３へ移行する。

ステップＳ２０４において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）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、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続したと判定した場合、すなわちステップＳ２０３にて判定した状態が５分間継続した場合には、ステップＳ２０６へ移行する。
一方、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続しなかったと判定した場合、すなわちステップＳ２０３にて判定した状態が５分間継続しなかった場合には、ステップＳ２０５へ移行する。

なお、ステップＳ２０４において判定の基準となる「５分間」は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ２０５において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果（カウント）をリセットする。
制御装置５０は、ステップＳ２０５の処理を行った、再びステップＳ２０３へ移行する。

ステップＳ２０６において、制御装置５０は、蓄電装置３０の放電により、燃料電池２０の発電を停止させる。具体的には、制御装置５０は、負荷の消費電力を蓄電装置３０から放電された電力だけで賄わせるため、当該消費電力に相当する電力を蓄電装置３０から放電させる。これにより、燃料電池２０は、最大発電状態から発電停止状態へと発電状態が変化する。
制御装置５０は、ステップＳ２０６の処理を行った後、ステップＳ２０７へ移行する。

ステップＳ２０７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有るか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有ると判定した場合には、ステップＳ２０９へ移行する。
一方、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無いと判定した場合には、ステップＳ２０８へ移行する。

なお、ステップＳ２０７においては、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かではなく、蓄電装置３０に充電された電力の残量が所定の割合以下で有るか否かを判定することができる。なお、前記所定の割合は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ２０８において、制御装置５０は、蓄電装置３０の運転を停止させる。これにより、制御装置５０は、燃料電池２０に、負荷の消費電力に応じて発電を行う負荷追従運転を行わせる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態及び発電停止状態とは異なる発電状態となる。
制御装置５０は、ステップＳ２０８の処理を行った後、ステップＳ２０９へ移行する。

ステップＳ２０９において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）の８割（５６０Ｗ）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燃料電池２０の最大発電電力の８割以上であると判定した場合には、ステップＳ２１０へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上ではないと判定した場合には、再びステップＳ２０７へ移行する。

なお、ステップＳ２０９において判定の基準となる「８割以上」は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ２１０において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から現在の時刻が２４時を経過したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の時刻が２４時を経過したと判定した場合には、ステップＳ２１２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時刻が２４時を経過してい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Ｓ２１１において、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さい場合には、蓄電装置３０に電力を充電させ、燃料電池２０に最大発電電力（７００Ｗ）を発電させると共に当該発電を維持させる。すなわち、燃料電池２０は、最大発電状態となると共に当該状態を維持する。
また、制御装置５０は、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上である場合には、蓄電装置３０から電力を放電させる。この場合、燃料電池２０は、最大発電状態を維持する。
このように、ステップＳ２１１においては、燃料電池２０は、最大発電状態になると共に当該状態を維持させる。
制御装置５０は、ステップＳ２１１の処理を行った後、再びステップＳ２１０へ移行する。

ステップＳ２１２において、制御装置５０は、ピーク時間帯のカウント（前記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Ｓ２１２の処理を行った後、第二の供給態様における処理を終了する。

このように、第二の供給態様においては、蓄電装置３０の充放電に応じて、燃料電池２０がその発電状態を、最大発電状態と、発電停止状態と、に変化させる。

本実施形態において、すなわち学習機能により２回のピーク時間帯を有すると予測された特定の期間において、燃料電池２０の発電状態（発電電力）は、図４の一点鎖線に示すグラフのようになる。具体的には、図４に示すように、１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）を経過するまでは、燃料電池２０が最大発電状態となる。そして、ピーク時間帯Ａを経過した後、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続すると（図４に示す、９時４０分）、燃料電池２０が最大発電状態から発電停止状態となる。そして、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力の８割以上となると（図４に示す、１５時４５分）、２回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ｂ）が発生するものとして、燃料電池２０が発電停止状態から最大発電状態となる。そして、この燃料電池２０の最大発電状態は、２４時を経過するまで、すなわち特定の期間における制御装置５０の制御が終了するまで継続する。

このように、第二の供給態様においては、特定の期間が開始されてから１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）を経過する前（ステップＳ２０１；ＮＯ）は、燃料電池２０を最大発電状態とし（ステップＳ２０２）、ピーク時間帯Ａを経過した後（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）は、燃料電池２０を発電停止状態とする（ステップＳ２０６）ものである。

このような構成により、燃料電池２０が最大発電状態である間に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下になると、当該燃料電池２０で発電した電力のうち負荷に供給されない余剰電力を蓄電装置３０に充電させることができる。そして、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態となると蓄電装置３０から放電された電力を負荷に供給させ、燃料電池２０を発電停止状態とすることができる。

すなわち、蓄電装置３０に電力が充電された状態であって、且つ負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下であり当該燃料電池２０を最大発電状態とする必要が無い状態であれば、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。

また、第二の供給態様においては、１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）を経過した後（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力以下である状態が５分間継続しない場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）には、燃料電池２０を発電停止状態とせずに最大発電状態を継続するものである。

このような構成により、燃料電池２０が最大発電状態から発電停止状態となる場合に、所定の状態が５分間継続することを条件とすることができ、蓄電装置３０が充放電を繰り返し行うことを防止することができる。

なお、第二の供給態様においては、学習機能によりピーク時間帯が予測されるため、（比較的長い期間である３０分間の継続を条件としている第一の供給態様とは異なり）比較的短い期間である５分間の継続を条件としている。すなわち、比較的短い期間である５分間の継続を条件として、燃料電池２０を最大発電状態から発電停止状態とすることができるので、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。

また、第二の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ２０６）に、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に対して８割以上となると（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）、蓄電装置３０が電力を充電して燃料電池２０を最大発電状態とする（ステップＳ２１１）ものである。

このような構成により、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付いた場合、すなわち負荷の消費電力が比較的大きくなった場合には、当該燃料電池２０を最大発電状態として当該燃料電池２０で発電した電力を負荷に供給することができる。すなわち、負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力に近付かない場合、すなわち負荷の消費電力が比較的小さい場合には、当該燃料電池２０は発電停止状態を維持するので、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。

また、第二の供給態様においては、燃料電池２０が発電停止状態である場合（ステップＳ２０６）に、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無い（ステップＳ２０７；ＮＯ）と、蓄電装置３０の充放電を停止して当該燃料電池２０を負荷の消費電力に応じて発電させる（ステップＳ２０８）ものである。

このような構成により、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、蓄電装置３０に充電された電力が無くなることを防止することができる。すなわち、燃料電池２０が発電停止状態を維持したまま、商用電源９０から購入した電力を負荷に供給することを防止することができる。

なお、第二の供給態様においては、学習機能によりピーク時間帯が予測されるため、（蓄電装置３０に充電された電力が無くなると、燃料電池２０を最大発電状態とする第一の供給態様とは異なり）次回のピーク時間帯が発生するまでは、燃料電池２０に負荷追従運転を行わせるものである。すなわち、一時的に負荷の消費電力が大きくなったような場合（すなわち、燃料電池２０を最大発電状態とする必要が無い場合）に、燃料電池２０が最大発電状態となることを防止することができる。こうして、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。また、燃料電池２０を発電停止状態とすることで、燃料となる都市ガスの使用量を抑制することにより二酸化炭素の発生を抑制し、かつ光熱費の削減を図ることができる。

また、電力供給システム１においては、前述した電力の供給態様（第一の供給態様及び第二の供給態様）の他にも、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制するための電力の供給態様が設定される。以下では、当該電力の供給態様を「第三の供給態様」と称する。

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５のフローチャート、及び図６を用いて説明する。

ここで、図６は、第三の供給態様における実際の負荷の消費電力（実線参照）及び燃料電池２０の発電電力（一点鎖線参照）を示したグラフである。なお、図６（及び後述する図８）においては、蓄電装置３０に充電される商用電源９０からの電力が、負荷の消費電力に含まれるものとする。

なお、以下の説明では、制御装置５０の制御は、特定の期間の０時から開始され、２４時で終了（リセット）するものとする。制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から、現在の時刻に関する情報を取得している。また、制御装置５０は、特定の期間の０時においては（すなわち、特定の期間が開始される時点においては）、燃料電池２０に負荷追従運転（負荷追従機能による運転）を行わせている。

ステップＳ３０１において、制御装置５０は、前記タイマカウンタによる時間計測の結果から、現在の時刻が深夜充電時間帯であるか否かを判定する。
なお、前記「深夜充電時間帯」とは、商用電源９０からの電力が比較的安価な深夜電力となる時間帯（深夜時間帯）のうち、所定の量の電力を蓄電装置３０に充電させるために予め設定された所定の時間帯である。本実施形態においては、深夜充電時間帯として、午前５時からの一定期間が設定されている（図６参照）。
そして、制御装置５０は、現在の時刻が深夜充電時間帯であると判定した場合には、ステップＳ３０２へ移行する。
一方、制御装置５０は、現在の時刻が深夜充電時間帯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Ｓ３０２において、制御装置５０は、前記所定の量の電力として、１回目のピーク時間帯（本実施形態においては、ピーク時間帯Ａ）における負荷の消費電力を賄うための電力を、蓄電装置３０に充電させる。かかる場合、制御装置５０は、深夜時間帯の安価な深夜電力を用いるため、及び燃料電池２０の熱余りを抑制するために、図６の午前５時（特定の期間が開始されてから５時間）の矢印に示すように比較的短期間に、商用電源９０からの電力を蓄電装置３０に充電させる。

なお、蓄電装置３０に充電される電力の具体的な量は、所定の数式（後述する式１）を用いて、制御装置５０により算出される。以下では、ピーク時間帯Ａにおける負荷の消費電力を賄うための電力を「充電目標電力」と称する。

充電目標電力は、以下の式１で算出される。
充電目標電力＝予測される１回目のピーク時間帯（本実施形態においては、ピーク時間帯Ａ）における負荷の消費電力−（ピーク時間帯Ａにおける）燃料電池２０の発電電力＋α ・・・（式１）
なお、式１において「電力」とは、一定期間における電力の量を指すものである。

なお、前記「予測される１回目のピーク時間帯における負荷の消費電力」は、制御装置５０によって、学習機能による学習結果として算出される。

また、前記「α」は、充電目標電力として蓄電装置３０に充電される電力の残量に、余裕を持たせるための値（電力）である。すなわち、充電目標電力は、予測されるピーク時間帯Ａにおける負荷の消費電力と、燃料電池２０の発電電力と、の差よりも「α」（本実施形態においては、５０Ｗ）だけ大きくなる。

こうして、ピーク時間帯Ａにおける実際の負荷の消費電力が、予測よりも若干大きい場合（より詳細には、予測よりも５０Ｗまでの範囲で大きい場合）であっても、充電目標電力として蓄電装置３０に充電された電力を用いて当該負荷の消費電力を賄うことができる。なお、本実施形態において「α」は５０Ｗとしたが、適宜に変更することができる。

また、本実施形態において、充電目標電力として蓄電装置３０に充電させる電力は、深夜時間帯の深夜電力が用いられる。すなわち、ピーク時間帯Ａにおける負荷の消費電力を賄うための電力として安価な深夜電力が用いられるため、電力料金を抑制することができる。

なお、深夜充電時間帯（充電目標電力としての電力を蓄電装置３０に充電させる時間帯）は、深夜時間帯が終了する時刻（例えば、午前７時）に近い時間帯であることが望ましい。これにより、蓄電装置３０は、充電目標電力としての電力を充電した後、ピーク時間帯Ａまでの待機電力を削減することができる。

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。

ステップＳ３０３において、制御装置５０は、充電目標電力としての電力の蓄電装置３０への充電が完了したか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、充電目標電力としての電力の蓄電装置３０への充電が完了したと判定した場合には、ステップＳ３０４へ移行する。
一方、制御装置５０は、充電目標電力としての電力の蓄電装置３０への充電が完了していないと判定した場合には、再びステップＳ３０３へ移行する。

ステップＳ３０４において、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さいか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）よりも小さい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燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上であると判定した場合には、ステップＳ３０５へ移行する。

なお、充電目標電力としての電力の蓄電装置３０への充電が完了した後、初めて負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上となった場合には、燃料電池２０は負荷追従運転によって最大発電電力（７００Ｗ）を発電する（最大発電状態となる）。そして、燃料電池２０は、一旦最大発電状態となると負荷追従運転を停止し、特定の期間の最後のピーク時間帯（本実施形態においては、ピーク時間帯Ｂ）が終了するまで最大発電状態を維持する。そして、燃料電池２０は、ピーク時間帯Ｂが終了すると、負荷追従運転（負荷追従機能による運転）を行う。

なお、充電目標電力としての電力の蓄電装置３０の充電が完了した後、初めて負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上となった場合には、現在の時刻がピーク時間帯Ａ（１回目のピーク時間帯）であると想定される。

ステップＳ３０５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有るか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有ると判定した場合には、ステップＳ３０６へ移行する。
一方、制御装置５０は、蓄電装置３０に充電された電力の残量が無いと判定した場合には、ステップＳ３０７へ移行する。

なお、ステップＳ３０５においては、蓄電装置３０に充電された電力の残量が有るか否かではなく、蓄電装置３０に充電された電力の残量が所定の割合以下で有るか否かを判定することができる。なお、前記所定の割合は、任意の値を設定することができる。

ステップＳ３０６において、制御装置５０は、蓄電装置３０から電力を放電させる。
より詳細には、制御装置５０は、現在の負荷の消費電力と、燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）と、の差の電力を蓄電装置３０に放電させる。こうして、燃料電池２０の発電電力だけでは不足する負荷の消費電力（不足電力）を、蓄電装置３０から放電された電力を用いて賄うことができる。

なお、ステップＳ３０６において、現在の時刻がピーク時間帯Ａである場合、蓄電装置３０から放電される電力とは、深夜充電時間帯に充電目標電力として蓄電装置３０に充電された電力である。すなわち、ピーク時間帯Ａの負荷における消費電力は、蓄電装置３０に充電された安価な深夜電力を用いて賄うことができる。

制御装置５０は、ステップＳ３０６の処理を行った後、再びステップＳ３０１へ移行する。

ステップＳ３０７において、制御装置５０は、蓄電装置３０から電力が放電されている場合には、当該放電を停止させる。
制御装置５０は、ステップＳ３０７の処理を行った後（又は、蓄電装置３０から電力が放電されていない場合）、再びステップＳ３０１へ移行する。

ステップＳ３０４から移行したステップＳ３０８において、制御装置５０は、蓄電装置３０が満充電であるか否かを判定する。
そして、制御装置５０は、蓄電装置３０が満充電であると判定した場合には、再びステップＳ３０４へ移行する。
一方、制御装置５０は、蓄電装置３０が満充電ではないと判定した場合には、ステップＳ３０９へ移行する。

ステップＳ３０９において、制御装置５０は、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、燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）と、現在の負荷の消費電力と、の差の量の電力を蓄電装置３０に充電させる。このように、ステップＳ３０９においては、商用電源９０からの電力（すなわち、安価な深夜電力とは異なる昼間時間帯の電力）を用いず、燃料電池２０の発電電力だけを用いて蓄電装置３０を充電させる。

このように、ステップＳ３０９において、蓄電装置３０に充電された電力は、２回目以降のピーク時間帯（本実施形態においては、ピーク時間帯Ｂ）に使用される（ステップＳ３０１；ＮＯから、ステップＳ３０４、ステップＳ３０５、ステップＳ３０６参照）。すなわち、ピーク時間帯Ｂにおける負荷の消費電力は、燃料電池２０の発電電力を用いて蓄電装置３０に充電された電力により賄われる。

制御装置５０は、ステップＳ３０９の処理を行った後、再びステップＳ３０１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、ピーク時間帯Ａの前に、燃料電池２０が負荷追従運転（負荷追従機能による運転）を行うものである。また、ピーク時間帯Ａにおける負荷の消費電力を賄うための電力（充電目標電力）を、商用電源９０からの電力を用いて蓄電装置３０に充電させるものである。

これにより、ピーク時間帯Ａの前は、燃料電池２０が（最大発電状態とならずに）負荷追従運転を行うため、例えば特定の期間の間に継続して燃料電池２０が最大発電状態となる場合（後述する図８参照）と比較して、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。

なお、図７は、第三の供給態様において、前述した特定の期間の「商用電源９０から購入した電力（購入電力）」、「都市ガスの使用量（ガス使用量）」、「二酸化炭素の排出量（ＣＯ２排出量）」及び「熱余り」の各数値を示している。なお、図７では、第三の供給態様における前記各数値の大小を明確とするため、前述した特定の期間に燃料電池２０を最大発電状態のままとした場合（以下では、「通常の供給態様」と称する。図８参照）の、「商用電源９０から購入した電力（購入電力）」、「都市ガスの使用量（ガス使用量）」、「二酸化炭素の排出量（ＣＯ２排出量）」及び「熱余り」の各数値を示している。

その結果、図７に示すように、第三の供給態様においては、通常の供給態様よりも、購入電力の数値は若干大きくなるが、熱余りの数値がゼロになっていることが分かる。このように、第三の供給態様における制御装置５０の処理を行った場合には、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態において電力供給システム１は、前述したように電力の供給態様として、第一、第二及び第三の供給態様という３つの供給態様が設定される。そして、これらの供給態様は、任意に選択可能な運転モードを選択することにより実現される。

より詳細には、電力供給システム１においては、複数（３つの）運転モードが設けられる。３つの運転モードとは、第三の供給態様を実現するための第一の運転モードと、第二の供給態様を実現するための第二の運転モードと、第一の供給態様を実現するための第三の運転モードと、である。

そして、第一、第二及び第三の運転モードから所望する運転モードを選択すると、当該選択に応じた特定の供給態様が実現される。例えば、現在の季節が春や秋など、夏や冬に比べて空調機器を使用しない期間（すなわち、負荷の消費電力が比較的小さく、且つ熱余りが発生し易い期間）であれば、第一の運転モードを選択して第三の供給態様を実現し、（第一及び第二の供給態様と比べて）熱余りの発生を抑制することができる。なお、運転モードの選択は、住宅の居住者等により適宜行われる。

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、
負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有し、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からの電力を前記負荷へと供給する少なくとも１つ以上の運転モードを有する電力供給システムであって、
前記運転モードに含まれる第一の運転モードにおいては、
前記制御装置５０は、前記学習機能によって特定の期間において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概ね大きくなるピーク時間帯を予測すると共に、前記特定の期間の１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）における前記負荷の消費電力を予測し、
前記燃料電池２０は、前記１回目のピーク時間帯の前に、前記負荷追従機能による運転を行い、
前記蓄電装置３０は、前記予測された１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力に基づいた所定の量の電力（充電目標電力）を、前記１回目のピーク時間帯の前に、商用電源９０からの電力を用いて充電するものである。

このような構成により、電力供給システム１においては、燃料電池２０の発電時の熱が余る熱余りの発生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３０は、前記１回目のピーク時間帯の前に充電する電力（充電目標電力）として、深夜時間帯の深夜電力を用いるものである。

このような構成により、電力供給システム１においては、深夜時間帯の深夜電力を用いて蓄電装置３０に電力を充電させるため、電気料金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、
前記所定の量は、前記予測された１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力と前記燃料電池２０の発電電力との差よりも大きいものである。

このような構成により、電力供給システム１においては、１回目のピーク時間帯における実際の負荷の消費電力が予測よりも大きい場合であっても、蓄電装置３０に充電された電力を用いて当該負荷の消費電力を賄うことができる。

また、電力供給システム１において、
前記蓄電装置は、前記所定の量の電力を充電した後に前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以上となると、電力を放電するものである。

このような構成により、電力供給システム１においては、負荷の消費電力を、蓄電装置３０に充電された電力を用いて賄うことができる。

また、電力供給システム１において、
前記燃料電池２０は、前記蓄電装置３０が電力を放電すると、前記負荷追従機能による運転を停止して最大発電電力を発電する最大発電状態となり、
前記蓄電装置３０は、前記燃料電池２０が最大発電状態となった後に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小さくなると、前記燃料電池２０が発電して余剰した電力を充電するものである。

このような構成により、電力供給システム１においては、特定の期間において蓄電装置３０が複数回（複数サイクル）充放電することができる。具体的には、蓄電装置３０は、（１）ピーク時間帯Ａの前の深夜充電時間帯に充電すると共に、当該ピーク時間帯Ａにおいて放電し、（２）ピーク時間帯Ｂの前の昼間時間帯に充電すると共に、当該ピーク時間帯Ｂにおいて放電する（２サイクル充放電する）。これにより、（例えば、１サイクル充放電する場合と比べて）蓄電装置３０として蓄電容量の小さい蓄電装置を使用することができるため、イニシャルコスト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、
前記運転モードに含まれ、前記第一の運転モードと任意に選択可能な第二の運転モードにおいては、
前記燃料電池２０は、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過する前は前記最大発電状態となり、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後は発電を停止する発電停止状態となるものである。

このような構成により、所定の条件（例えば、季節等）に応じて適切な運転モードを選択することができる。

なお、本実施形態においては、３つの運転モードが設けられる構成としたが、少なくとも１つ以上の運転モードが設けられる構成であればよい。

また、本実施形態においては、特定の期間に２つのピーク時間帯が設けられているが、ピーク時間帯の数は限定するものではない。
また、本実施形態においては、特定の期間が０時から開始され、２４時で終了（リセット）するものであるが、これに限定するものではない。

なお、本実施形態における式１とは異なる式（式２）で、充電目標電力量を算出する構成としてもよい。
具体的に、式２とは、以下のとおりである。
充電目標電力量＝（１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）の平均消費電力−１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）における燃料電池２０の平均発電電力＋α）×１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）の時間 ・・・（式２）

なお、前記「１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）の平均消費電力」及び前記「１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）の時間」は、制御装置５０によって、学習機能による学習結果として算出される。

また、本実施形態において、前記「１回目のピーク時間帯（ピーク時間帯Ａ）における燃料電池２０の平均発電電力」とは、初めて負荷の消費電力が燃料電池２０の最大発電電力（７００Ｗ）以上となった場合に当該燃料電池２０が最大発電状態となることから、７００Ｗとなる。

このような構成により、ピーク時間帯Ａの平均消費電力や、燃料電池２０の平均発電電力を用いて充電目標電力量を算出することができるため、充電目標電力量をより正確に導き出すことができる。

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 (5)

1. 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、
   負荷の消費電力に関する情報を学習する学習機能を有し、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前記負荷へと供給する少なくとも１つ以上の運転モードを有する電力供給システムであって、
   前記運転モードに含まれる第一の運転モードにおいては、
   前記制御装置は、前記学習機能によって特定の期間において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概ね大きくなるピーク時間帯を予測すると共に、前記特定の期間の１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力を予測し、
   前記燃料電池は、前記１回目のピーク時間帯の前に、前記負荷追従機能による運転を行い、
   前記蓄電装置は、前記予測された１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力に基づいた所定の量の電力を、前記１回目のピーク時間帯の前の所定の時間帯に充電するものであって、前記所定の時間帯においては深夜時間帯の商用電源からの深夜電力と前記燃料電池からの電力とを同時に充電する、
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記所定の量は、前記予測された１回目のピーク時間帯における前記負荷の消費電力と前記燃料電池の発電電力との差よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記蓄電装置は、前記所定の量の電力を充電した後に前記負荷の消費電力が前記燃料電池の最大発電電力以上となると、電力を放電する、
   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。
4. 前記燃料電池は、前記蓄電装置が電力を放電すると、前記負荷追従機能による運転を停止して最大発電電力を発電する最大発電状態となり、
   前記蓄電装置は、前記燃料電池が最大発電状態となった後に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小さくなると、前記燃料電池が発電して余剰した電力を充電する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電力供給システム。
5. 前記運転モードに含まれ、前記第一の運転モードと任意に選択可能な第二の運転モードにおいては、
   前記燃料電池は、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過する前は前記最大発電状態となり、前記１回目の前記ピーク時間帯を経過した後は発電を停止する発電停止状態となる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。

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