JP7511514B2 - Fuel Cell Control System - Google Patents

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JP7511514B2 JP2021051309A JP2021051309A JP7511514B2 JP 7511514 B2 JP7511514 B2 JP 7511514B2 JP 2021051309 A JP2021051309 A JP 2021051309A JP 2021051309 A JP2021051309 A JP 2021051309A JP 7511514 B2 JP7511514 B2 JP 7511514B2
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Description

本発明は、電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池を備えた燃料電池制御システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell control system that is connected to a power grid and has a fuel cell that is capable of supplying power generated during operation to a power load and can supply heat generated during operation to a heat exchanger.

従来、電力系統からの電力供給停止に関する停電情報を利用して燃料電池を制御する燃料電池制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a fuel cell control system is known that controls a fuel cell using power outage information regarding a power supply interruption from a power grid (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１には、燃料電池が電力系統と解列した状態で自立運転を実行するように燃料電池を制御し、この自立運転に先立って、熱交換器で加熱された湯水を貯留する貯湯タンクの湯水を排湯する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technology that controls a fuel cell so that it performs independent operation while disconnected from the power grid, and drains hot water from a hot water storage tank that stores hot water heated by a heat exchanger prior to this independent operation.

特開２０１９－７１１６９号公報JP 2019-71169 A

ところで、燃料電池は運転により発生した熱を熱交換器に供給し、この熱交換器により貯湯タンクの湯水に熱を与えるが、貯湯タンクの熱量が閾値以上となったとき、燃料電池の運転を停止した方が、熱交換器と貯湯タンクとの間を循環する湯水をラジエータ等で冷却して燃料電池の運転を継続するよりも光熱費メリットがある場合には、燃料電池の運転を停止する。一方、特許文献１には、停電時に貯湯タンクの湯水を排湯して自立運転を制御する技術が開示されているが、貯湯タンクの熱量を考慮して燃料電池を自立運転させる技術は開示されていない。 The fuel cell supplies heat generated during operation to a heat exchanger, which then gives heat to the hot water in the hot water storage tank. When the amount of heat in the hot water storage tank exceeds a threshold, if stopping the operation of the fuel cell provides a benefit in terms of utility costs compared to continuing to operate the fuel cell by cooling the hot water circulating between the heat exchanger and the hot water storage tank with a radiator or the like, the operation of the fuel cell is stopped. Meanwhile, Patent Document 1 discloses a technology for draining the hot water in the hot water storage tank during a power outage to control independent operation, but does not disclose a technology for operating the fuel cell independently while taking into account the amount of heat in the hot water storage tank.

そこで、停電時に、貯湯タンクの熱量を考慮して燃料電池を自立運転させることが可能な燃料電池制御システムが望まれている。 Therefore, there is a need for a fuel cell control system that can operate the fuel cell independently during a power outage while taking into account the heat amount in the hot water tank.

本発明に係る燃料電池制御システムの特徴構成は、電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池と、前記熱交換器で加熱された湯水を貯留し、貯留された湯水を温水消費装置に供給可能な貯湯タンクと、前記燃料電池及び前記貯湯タンクの運転を制御する運転制御部と、前記電力系統からの電力供給停止についての停電情報を取得する管理装置と、を備え、前記管理装置は、前記燃料電池が前記電力系統と解列した状態で自立運転が可能となるように、前記停電情報に含まれる停電期間に応じて、前記貯湯タンクから排出する排湯量を設定し、前記運転制御部は、前記管理装置にて設定された前記排湯量を実行排湯量として、停電が開始される前に前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出して、水を補充する制御を実行する点にある。 The fuel cell control system according to the present invention is characterized in that it comprises a fuel cell that is connected to a power grid and capable of supplying power generated by operation to a power load and heat generated by operation to a heat exchanger, a hot water storage tank that stores hot water heated by the heat exchanger and can supply the stored hot water to a hot water consuming device, an operation control unit that controls the operation of the fuel cell and the hot water storage tank, and a management device that acquires power outage information regarding a power outage from the power grid, the management device sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank according to the power outage period included in the power outage information so that the fuel cell can operate independently in a state where it is disconnected from the power grid, and the operation control unit sets the amount of hot water discharged set by the management device as the actual hot water discharge amount, and controls the discharge of hot water stored in the hot water storage tank before the power outage begins and the refilling of water.

本構成における管理装置は、燃料電池が電力系統と解列した状態で自立運転が可能となるように、停電情報に含まれる停電期間に応じて、貯湯タンクから排出する排湯量を設定する。つまり、管理装置は、停電期間の長短によって排湯量を変更することが可能となるため、少なくとも停電中に貯湯タンクの熱量が閾値を超えないように排湯量を設定すれば、停電中に燃料電池が停止しない。このように、停電時に、貯湯タンクの熱量を考慮して燃料電池を自立運転させることが可能な燃料電池制御システムを提供できる。 The management device in this configuration sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank according to the power outage duration included in the power outage information so that the fuel cell can operate independently when disconnected from the power grid. In other words, since the management device can change the amount of hot water discharged depending on the length of the power outage, if the amount of hot water discharged is set so that the heat quantity of the hot water storage tank does not exceed a threshold value at least during the power outage, the fuel cell will not stop during the power outage. In this way, a fuel cell control system can be provided that can operate the fuel cell independently during a power outage, taking into account the heat quantity of the hot water storage tank.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が第一所定時間以下且つ前記第一所定時間よりも小さい第二所定時間以上である場合、前記第一所定時間に亘って前記自立運転が可能となる長時間自立運転用の前記排湯量を演算し、前記長時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 Another characteristic feature is that, when the power outage period is equal to or less than a first predetermined time and equal to or more than a second predetermined time that is smaller than the first predetermined time, the management device calculates the amount of hot water discharged for long-term independent operation that enables independent operation over the first predetermined time, and sets the amount of hot water discharged for long-term independent operation as the actual amount of hot water discharged.

本構成のように、停電が長時間継続する場合に、第一所定時間に亘って自立運転が可能となる長時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とすれば、停電期間に相当する貯湯タンクの低下すべき熱量を確実に確保することができる。なお、この長時間自立運転用の排湯量は、過去の停電情報から最大となる停電期間を第一所定時間として、貯湯タンクの低下すべき熱量を余分に確保するように設定すれば、停電時に燃料電池が停止することを確実に防止できる。 As in this configuration, if the amount of hot water discharged for long-term independent operation, which allows independent operation for a first specified time when the power outage continues for a long period of time, is set as the actual amount of hot water discharged, it is possible to reliably ensure that the amount of heat that should be reduced in the hot water storage tank is equivalent to the power outage period. Note that if the amount of hot water discharged for long-term independent operation is set to the first specified time that is the maximum power outage period based on past power outage information, and an extra amount of heat that should be reduced in the hot water storage tank is ensured, it is possible to reliably prevent the fuel cell from stopping during a power outage.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、停電終了時刻から第三所定時間に亘って前記温水消費装置での湯水の需要がないと判定した場合、前記停電終了時刻から前記燃料電池の運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算し、前記仮想時間が前記第三所定時間以下のとき、前記停電期間及び前記仮想時間に亘って前記自立運転が可能となる費用削減用の前記排湯量を前記実行排湯量とし、前記仮想時間が前記第三所定時間より大きいとき、前記停電期間のみ前記自立運転が可能となる短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 As another characteristic configuration, when the management device determines that the power outage period is equal to or less than the second predetermined time and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device for a third predetermined time from the power outage end time, it calculates a virtual time from the power outage end time during which cost reduction effects are expected by continuing to operate the fuel cell, and when the virtual time is equal to or less than the third predetermined time, the amount of hot water discharged for cost reduction that enables independent operation over the power outage period and the virtual time is set to the actual amount of hot water discharged, and when the virtual time is greater than the third predetermined time, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables independent operation only during the power outage period is set to the actual amount of hot water discharged.

本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後、第三所定時間（長時間）に亘って湯水需要が見込まれない場合に、停電終了時刻から燃料電池の運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算する。そして、この仮想時間が第三所定時間以下のとき、停電期間及び仮想時間の合計時間に亘って燃料電池の自立運転が可能となる費用削減用の排湯量を実行排湯量とする。また、仮想時間が第三所定時間より大きいとき、停電期間のみ燃料電池の自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧後の電力需要が小さい場合など、燃料電池を停止させずに買電を減らした方がコスト削減できるため、燃料電池の導入メリットを最大限生かすことができる。 In this configuration, if the power outage ends in a short time and no demand for hot water is expected for a third specified time (long time) after the power outage ends, a virtual time is calculated from the time the power outage ends during which cost reduction effects are expected from continuing to operate the fuel cell. Then, when this virtual time is less than or equal to the third specified time, the amount of hot water discharged for cost reduction purposes that allows the fuel cell to operate independently for the total time of the power outage period and the virtual time is set as the actual amount of hot water discharged. Also, when the virtual time is greater than the third specified time, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that allows the fuel cell to operate independently only during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, it is possible to prevent the fuel cell from stopping during a power outage while maximizing the benefits of introducing a fuel cell, since costs can be reduced by reducing electricity purchases without stopping the fuel cell when demand for electricity is low after power is restored, for example.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が第二所定時間以下であり、且つ、停電終了時刻から第三所定時間に亘って前記温水消費装置での湯水の需要がないと判定した場合、前記停電期間のみ前記自立運転が可能となる短時間自立運転用の前記排湯量を演算し、前記短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 Another characteristic configuration is that when the management device determines that the power outage period is equal to or shorter than a second predetermined time and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device for a third predetermined time from the end of the power outage, the management device calculates the amount of hot water discharged for short-term independent operation, which enables independent operation only during the power outage period, and sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation as the actual amount of hot water discharged.

本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれない場合に、停電期間に燃料電池の自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧時に燃料電池を停止することが許容されるので、燃料電池の導入メリットを生かすことができる。 In this configuration, if the power outage lasts for a short time and no demand for hot water is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for short-term independent operation, which allows the fuel cell to operate independently during the power outage, is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell is prevented from shutting down during a power outage, while allowing it to be shut down when power is restored, making the most of the benefits of introducing a fuel cell.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、前記停電終了時刻から前記第三所定時間以内に前記温水消費装置での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から前記温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで前記自立運転が可能となる需要応答用の前記排湯量を演算し、前記需要応答用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 As another characteristic configuration, when the management device determines that the power outage duration is equal to or less than the second predetermined time and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device within the third predetermined time from the power outage end time, the management device calculates the amount of hot water discharged for demand response that enables the independent operation from the power outage start time to the time when the demand for hot water begins at the hot water consumption device, and sets the amount of hot water discharged for demand response as the actual amount of hot water discharged.

本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後に短時間で湯水需要が見込まれる場合に、系統停止開始時刻から温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧後に短時間で湯水需要が見込まれるまで燃料電池を停止させないので、燃料電池の導入メリットを生かすことができる。 In this configuration, if the power outage ends in a short time and hot water demand is expected in a short time after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that enables independent operation from the time the system shutdown begins until the time the hot water consumption device starts demanding hot water is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell is prevented from shutting down during a power outage, while not being shut down until hot water demand is expected in a short time after power is restored, making it possible to take advantage of the benefits of introducing a fuel cell.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、前記停電終了時刻から前記第三所定時間以内に前記温水消費装置での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から前記温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで前記自立運転が可能となる需要応答用の前記排湯量を演算し、前記需要応答用の前記排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき、前記需要応答用の前記排湯量を前記実行排湯量とし、前記費用削減効果が見込まれないとき、前記短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする点にある。 As another characteristic configuration, when the management device determines that the power outage duration is equal to or less than the second predetermined time and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device within the third predetermined time from the end time of the power outage, it calculates the amount of hot water discharged for demand response that enables the independent operation from the start time of the power outage to the time when the demand for hot water begins at the hot water consumption device, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is expected, it sets the amount of hot water discharged for demand response to the actual amount of hot water discharged, and when a cost reduction effect is not expected, it sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation to the actual amount of hot water discharged.

本構成では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれる場合に、停電開始時刻から温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで燃料電池の自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき、需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。また、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれないとき、停電期間のみ燃料電池の自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。これにより、停電時に燃料電池が停止することを防止しながら、電力復旧後に燃料電池の運転メリットを享受できる時点まで燃料電池を停止させないので、燃料電池の熱を利用した湯水需要に極力応えることができる。 In this configuration, if the power outage ends in a short time and hot water demand is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that allows the fuel cell to operate independently from the start of the power outage to the time the hot water demand begins at the hot water consumption device is calculated, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is expected, the amount of hot water discharged for demand response is set as the actual amount of hot water discharged. Also, when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is not expected, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that allows the fuel cell to operate independently only during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged. This prevents the fuel cell from stopping during a power outage, while not stopping the fuel cell until the benefits of operating the fuel cell can be enjoyed after power is restored, making it possible to meet the demand for hot water using the heat of the fuel cell as much as possible.

他の特徴構成として、前記排湯量を表示する表示部を更に備えた点にある。 Another characteristic feature is that it also has a display unit that displays the amount of hot water discharged.

本構成のように、排湯量を表示させる表示部を備えれば、例えば、ユーザーが、排湯実行の要否を判断したり、排湯量を減らして温水消費装置を運転させたりする等、効率の良い自立運転を実現できる。 If a display unit that displays the amount of hot water drained is provided as in this configuration, efficient independent operation can be achieved, for example, by the user determining whether or not to drain the hot water, or by operating the hot water consumption device with a reduced amount of hot water drained.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記運転制御部が前記排湯量に基づいて前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出しているときに前記停電情報の変更があった場合、前記排湯量を変更する点にある。 Another characteristic feature is that the management device changes the amount of hot water discharged if the power outage information changes while the operation control unit is discharging hot water stored in the hot water storage tank based on the amount of hot water discharged.

本構成のように、停電情報の変更に応じて実行排湯量としての排湯量を変更すれば、効率の良い自立運転を実行することができる。 As in this configuration, by changing the amount of hot water discharged as the actual amount of hot water discharged in response to changes in the power outage information, efficient independent operation can be performed.

他の特徴構成として、前記管理装置は、前記停電情報に含まれる他の停電エリアにおける実停電期間を取得し、前記実停電期間に基づいて前記停電期間を補正する点にある。 Another characteristic feature is that the management device obtains the actual power outage duration in other power outage areas included in the power outage information, and corrects the power outage duration based on the actual power outage duration.

本構成のように、例えば、他の停電エリアで実際の停電期間が短縮された場合、自らの燃料電池を自立運転させる停電期間を短縮させることにより、効率の良い自立運転を実行することができる。 With this configuration, for example, if the actual power outage period is shortened in another power outage area, the power outage period during which the fuel cell operates independently can be shortened, allowing for efficient independent operation.

燃料電池制御システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell control system. 貯湯タンクから排湯した後に自立運転を行う説明図である。This is an explanatory diagram of independent operation after hot water is drained from the hot water storage tank. 燃料電池制御システムの第一制御例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a first control example of the fuel cell control system. 燃料電池制御システムの第二制御例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a second control example of the fuel cell control system. 燃料電池制御システムの第三制御例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a third control example of the fuel cell control system. 燃料電池制御システムの第四制御例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a fourth control example of the fuel cell control system. 燃料電池制御システムの第五制御例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a fifth control example of the fuel cell control system.

〔全体構成〕
本発明に係る燃料電池制御システムの実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、燃料電池制御システム１００の構成図である。 〔overall structure〕
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fuel cell control system according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

燃料電池制御システム１００は、管理装置ＭＤと複数の燃料電池システム３０とを備え、管理装置ＭＤが情報収集サイトＳＴとネットワークを介して接続されており、管理装置ＭＤと複数の燃料電池システム３０とがネットワークを介して接続されている。ネットワークは、装置間でデータの通信が可能な通信網であり、例えばＷＡＮ（Wide Area Network）などが挙げられるが、その形態は無線及び有線を問わない。また、管理装置ＭＤの機能の一部が夫々の燃料電池システム３０に組み込まれていても良い。 The fuel cell control system 100 comprises a management device MD and multiple fuel cell systems 30. The management device MD is connected to an information collection site ST via a network, and the management device MD and the multiple fuel cell systems 30 are connected via the network. The network is a communication network that allows data communication between devices, such as a WAN (Wide Area Network), and may be either wireless or wired. In addition, some of the functions of the management device MD may be incorporated into each fuel cell system 30.

本実施形態に係る燃料電池制御システム１００では、管理装置ＭＤが、電力系統３５からの系統電力の供給が停止される地域と、系統電力の供給停止が開始される系統停止開始時刻（停電期間時刻）と、系統電力の供給が再開される系統再開時刻（停電終了時刻）とを含む停電情報を、ネットワークを介して情報収集サイトＳＴから取得する。停電期間は、系統再開時刻から系統停止開始時刻を減算して求められる。この停電情報に基づいて複数の燃料電池システム３０が制御される。 In the fuel cell control system 100 according to this embodiment, the management device MD acquires power outage information from the information collection site ST via a network, the power outage information including the area where the supply of grid power from the power grid 35 is stopped, the grid outage start time (power outage duration time) when the supply of grid power is stopped, and the grid resumption time (power outage end time) when the supply of grid power is resumed. The power outage duration is calculated by subtracting the grid outage start time from the grid resumption time. The multiple fuel cell systems 30 are controlled based on this power outage information.

また、夫々の燃料電池システム３０には、ユーザーが操作可能なリモートコントローラＲＭが設けられており、このリモートコントローラＲＭは、燃料電池システム３０の運転状態を表示可能なディスプレイとしての表示部７３を備えている。このように、管理装置ＭＤは、燃料電池システム３０外部から取得した停電情報を利用して、燃料電池システム３０を制御し、燃料電池システム３０の運転状態を表示部７３に表示させてユーザーが確認できるものとなっている。以下に各部について説明する。 Each fuel cell system 30 is provided with a remote controller RM that can be operated by the user, and this remote controller RM has a display unit 73 that can display the operating status of the fuel cell system 30. In this way, the management device MD uses power outage information obtained from outside the fuel cell system 30 to control the fuel cell system 30, and displays the operating status of the fuel cell system 30 on the display unit 73 so that the user can check it. Each part is explained below.

〔燃料電池システム〕
以下に、燃料電池システム３０について説明するが、まずは、分散電源として燃料電池システム３０が各家庭に配置されている構成について説明する。図１は、分散電源として燃料電池システム３０を各家庭（図では１つの家庭）に配置した場合の構成図である。 [Fuel Cell System]
The fuel cell system 30 will be described below, but first a configuration in which the fuel cell system 30 is installed in each home as a distributed power source will be described. Figure 1 is a configuration diagram in which the fuel cell system 30 is installed in each home (one home in the figure) as a distributed power source.

燃料電池システム３０は、固体高分子形燃料電池ＦＣ（以下単に「燃料電池ＦＣ」と記載する）を備える。燃料電池ＦＣは、固体高分子電解質膜４を燃料極３と酸素極５とで挟んで構成されるセルＣを、冷却水を通流させる冷却水流路を有する冷却部６を介して、複数積層してなる。尚、図１中では簡略化のため単一のセルＣのみを記載している。燃料極３には燃料ガス（水素）が供給され、酸素極５には酸素含有ガス（空気）が供給され、もって発電が行われる。 The fuel cell system 30 includes a polymer electrolyte fuel cell FC (hereinafter simply referred to as "fuel cell FC"). The fuel cell FC is made up of a plurality of stacked cells C, each of which is made up of a solid polymer electrolyte membrane 4 sandwiched between a fuel electrode 3 and an oxygen electrode 5, and is arranged via a cooling section 6 having a cooling water flow path through which cooling water flows. For the sake of simplicity, only a single cell C is shown in FIG. 1. A fuel gas (hydrogen) is supplied to the fuel electrode 3, and an oxygen-containing gas (air) is supplied to the oxygen electrode 5, thereby generating electricity.

冷却部６は、導電性を有しかつ多孔質である材料により形成される。例えば、カーボンのプレートが用いられる。これにより冷却部６の冷却水流路を通流する冷却水が、燃料極３を通じて固体高分子電解質膜４に供給される。 The cooling section 6 is made of a material that is conductive and porous. For example, a carbon plate is used. This allows the cooling water flowing through the cooling water flow path of the cooling section 6 to be supplied to the solid polymer electrolyte membrane 4 through the fuel electrode 3.

冷却部６には冷却水循環路１９を循環する水（以下、「冷却水」と記載する）が供給されて、燃料電池ＦＣの冷却が行われる。冷却部６を通過することで温度が上昇した冷却水は、冷却水循環路１９の途中に設けられた熱交換器８に流入する。この熱交換器８において、冷却水は、排熱回収路２５を流れる湯水と熱交換して燃料電池ＦＣから回収した排熱をその湯水に渡す。湯水は、貯湯タンク７に貯えられ、そこで蓄熱が行われる。つまり、燃料電池ＦＣは、運転により発生した熱を熱交換器８に供給可能に構成されている。 Water circulating through the cooling water circuit 19 (hereinafter referred to as "cooling water") is supplied to the cooling section 6 to cool the fuel cell FC. The cooling water, whose temperature has increased by passing through the cooling section 6, flows into the heat exchanger 8 provided midway through the cooling water circuit 19. In this heat exchanger 8, the cooling water exchanges heat with hot water flowing through the exhaust heat recovery circuit 25, and transfers the exhaust heat recovered from the fuel cell FC to the hot water. The hot water is stored in the hot water storage tank 7, where heat is stored. In other words, the fuel cell FC is configured to be able to supply heat generated during operation to the heat exchanger 8.

改質器１には、炭化水素を含む原燃料（例えば、メタンを含む都市ガス１３Ａなど）が供給され、且つ、冷却水循環路１９から分岐した改質用水供給路２０を介し弁Ｖ２を通じて水が供給される。改質器１は、併設される燃焼器２から与えられる燃焼熱を利用して、原燃料の水蒸気改質を行う。改質器１での水蒸気改質により得られた水素を主成分とする燃料ガスは、燃料ガス供給路１４を介して燃料極３に供給される。 The reformer 1 is supplied with a raw fuel containing hydrocarbons (e.g., city gas 13A containing methane, etc.), and water is supplied through a reforming water supply line 20 branched off from a cooling water circulation line 19 and via a valve V2. The reformer 1 uses combustion heat provided by a combustor 2 provided alongside it to perform steam reforming of the raw fuel. The fuel gas, the main component of which is hydrogen obtained by steam reforming in the reformer 1, is supplied to the fuel electrode 3 via a fuel gas supply line 14.

燃料極３では、供給された全ての燃料ガスが発電反応で消費される訳ではない。そのため、燃料極３から排出される燃料極排ガスの中には水素等の燃料ガスの成分が残存している。そこで、燃焼器２での燃焼用ガスとして、燃料極排ガスを利用している。具体的には、燃料極３から燃焼器２へ、燃料極排ガス路１５を介して燃料極排ガスを供給する。燃焼器２で燃焼された後の燃焼排ガスは、燃焼排ガス路１６を介して外部に排出される。 At the fuel electrode 3, not all of the fuel gas supplied is consumed in the power generation reaction. Therefore, fuel gas components such as hydrogen remain in the fuel electrode exhaust gas discharged from the fuel electrode 3. Therefore, the fuel electrode exhaust gas is used as the combustion gas in the combustor 2. Specifically, the fuel electrode exhaust gas is supplied from the fuel electrode 3 to the combustor 2 via the fuel electrode exhaust gas passage 15. The combustion exhaust gas after combustion in the combustor 2 is discharged to the outside via the combustion exhaust gas passage 16.

燃料極排ガス及び燃焼排ガスには水分が含まれている。そのため、その水分を回収する目的で、燃料極排ガス路１５及び燃焼排ガス路１６の途中に水回収器２１、２２を設けている。水回収器２１、２２は、例えば、凝縮器とドレントラップとを組み合わせて構成される。つまり、燃料極排ガス及び燃焼排ガスに含まれる水分が凝縮器によって凝縮され、その凝縮水がドレントラップによって取り出される。ドレントラップによって取り出された水は水回収タンク１０へと回収され、冷却水循環路１９を循環する水として再利用される。 The fuel electrode exhaust gas and the combustion exhaust gas contain moisture. Therefore, in order to recover this moisture, water recovery devices 21, 22 are provided in the fuel electrode exhaust gas passage 15 and the combustion exhaust gas passage 16. The water recovery devices 21, 22 are, for example, configured by combining a condenser and a drain trap. In other words, the moisture contained in the fuel electrode exhaust gas and the combustion exhaust gas is condensed by the condenser, and the condensed water is extracted by the drain trap. The water extracted by the drain trap is recovered in the water recovery tank 10 and reused as water circulating in the cooling water circulation passage 19.

このように、冷却水循環路１９を流れる冷却水は、燃料極排ガス中に含まれていた水分や、燃焼排ガス中に含まれていた水分が混入しているため、電解質や水に溶解しない不純物などを含んでいることが想定される。そのため、本実施形態の燃料電池システム３０は、冷却水循環路１９を流れる冷却水が、冷却水循環路１９の途中に設けられる水処理装置９によって処理されるように構成してある。この水処理装置９は、冷却水中に存在している有機物などを吸着可能な吸着材と、冷却水中に溶存しているイオンを除去可能なイオン交換樹脂とを含む。 As described above, the cooling water flowing through the cooling water circulation path 19 is expected to contain impurities that are not dissolved in electrolytes or water, due to the presence of moisture contained in the fuel electrode exhaust gas and the combustion exhaust gas. Therefore, the fuel cell system 30 of this embodiment is configured so that the cooling water flowing through the cooling water circulation path 19 is treated by a water treatment device 9 provided midway through the cooling water circulation path 19. This water treatment device 9 includes an adsorbent capable of adsorbing organic matter and the like present in the cooling water, and an ion exchange resin capable of removing ions dissolved in the cooling water.

上述した熱交換器８において冷却水から回収した排熱（即ち、燃料電池ＦＣから回収した排熱）は、排熱回収路２５を流れる湯水に与えられ、その湯水は貯湯タンク７に貯えられる。つまり、貯湯タンク７は、燃料電池ＦＣの運転により発生した熱を用いて加熱された湯水が貯留される。この貯湯タンク７には、貯留された湯水温度を計測する湯水温度センサＳが設けられている。貯湯タンク７の下部には、給水路７１を介して上水が供給される。本実施形態における貯湯タンク７には、温度成層を形成する状態で湯水が貯えられる。つまり、貯湯タンク７の内部では、相対的に低温の湯水がその下部に貯えられ、相対的に高温の湯水がその上部に貯えられるように構成されている。また、貯湯タンク７の下部は、貯湯タンク７に貯留された湯水が排湯路７２を介して外部に排出可能に構成されている。運転制御部２７は、弁Ｖ１の開閉を制御して排湯量を調整し、貯湯タンク７から排湯されたとき、給水路７１を介して上水が補充され、貯湯タンク７内の湯水量が満タンとなるように制御する。 The exhaust heat recovered from the cooling water in the heat exchanger 8 (i.e., the exhaust heat recovered from the fuel cell FC) is given to the hot water flowing through the exhaust heat recovery path 25, and the hot water is stored in the hot water storage tank 7. In other words, the hot water storage tank 7 stores hot water heated using heat generated by the operation of the fuel cell FC. The hot water storage tank 7 is provided with a hot water temperature sensor S that measures the temperature of the stored hot water. Clean water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 7 through the water supply path 71. In the hot water storage tank 7 in this embodiment, hot water is stored in a state that forms a temperature stratification. In other words, inside the hot water storage tank 7, relatively low-temperature hot water is stored in the lower part, and relatively high-temperature hot water is stored in the upper part. In addition, the lower part of the hot water storage tank 7 is configured so that the hot water stored in the hot water storage tank 7 can be discharged to the outside through the hot water discharge path 72. The operation control unit 27 controls the opening and closing of the valve V1 to adjust the amount of hot water discharged, and when hot water is discharged from the hot water storage tank 7, clean water is replenished via the water supply line 71, and the amount of hot water in the hot water storage tank 7 is controlled so that it becomes full.

本実施形態において、燃料電池ＦＣの排熱を回収する排熱回収装置１２は、貯湯タンク７と補助熱源機１１と熱交換器８とを備える。この排熱回収装置１２は、貯湯タンク７に貯えている湯水が貯湯タンク７と熱交換器８との間で循環する排熱回収路２５を有する。排熱回収路２５の途中には、排熱回収路２５を通って貯湯タンク７から熱交換器８へと流れる湯水からの放熱を行うための放熱器Ｒが設置されている。運転制御部２７は、貯湯タンク７から熱交換器８へと流れる湯水の温度が設定上限温度未満の場合には、この放熱器Ｒの動作を停止させている。一方、運転制御部２７は、貯湯タンク７から熱交換器８へと流れる湯水の温度が設定上限温度以上である場合には、この放熱器Ｒを放熱作動させて湯水の温度を低下させる。 In this embodiment, the exhaust heat recovery device 12 that recovers the exhaust heat of the fuel cell FC includes a hot water tank 7, an auxiliary heat source unit 11, and a heat exchanger 8. The exhaust heat recovery device 12 has an exhaust heat recovery path 25 through which hot water stored in the hot water tank 7 circulates between the hot water tank 7 and the heat exchanger 8. A radiator R is installed in the middle of the exhaust heat recovery path 25 to radiate heat from the hot water flowing from the hot water tank 7 to the heat exchanger 8 through the exhaust heat recovery path 25. The operation control unit 27 stops the operation of the radiator R when the temperature of the hot water flowing from the hot water tank 7 to the heat exchanger 8 is below the set upper limit temperature. On the other hand, when the temperature of the hot water flowing from the hot water tank 7 to the heat exchanger 8 is equal to or higher than the set upper limit temperature, the operation control unit 27 operates the radiator R to radiate heat and lower the temperature of the hot water.

排熱回収路２５における湯水の流速はポンプＰ２によって調整される。また、排熱回収装置１２は、貯湯タンク７に蓄えている湯水が補助熱源機１１を経由して温水消費装置１３に供給される湯水循環路２６を有する。湯水循環路２６における湯水の流速はポンプＰ３によって調整される。温水消費装置１３が、湯水の熱のみを利用する床暖房装置などの場合、温水消費装置１３で熱が利用された後の湯水は湯水循環路２６を通って貯湯タンク７に帰還する。或いは、温水消費装置１３が、湯水自体を利用する給湯装置などの場合、貯湯タンク７には湯水は帰還しない。補助熱源機１１は、温水消費装置１３で要求される湯水を所定温度に昇温した上で温水消費装置１３に供給する際に使用される。このように、貯湯タンク７は、熱交換器８で加熱された湯水を貯留し、貯留された湯水を温水消費装置１３に供給可能に構成されている。 The flow rate of the hot water in the exhaust heat recovery path 25 is adjusted by the pump P2. The exhaust heat recovery device 12 also has a hot water circulation path 26 through which the hot water stored in the hot water storage tank 7 is supplied to the hot water consumption device 13 via the auxiliary heat source device 11. The flow rate of the hot water in the hot water circulation path 26 is adjusted by the pump P3. If the hot water consumption device 13 is a floor heating device that uses only the heat of the hot water, the hot water after the heat is used by the hot water consumption device 13 is returned to the hot water storage tank 7 through the hot water circulation path 26. Alternatively, if the hot water consumption device 13 is a water heater that uses the hot water itself, the hot water is not returned to the hot water storage tank 7. The auxiliary heat source device 11 is used to heat the hot water required by the hot water consumption device 13 to a predetermined temperature and then supply it to the hot water consumption device 13. In this way, the hot water storage tank 7 is configured to store the hot water heated by the heat exchanger 8 and to be able to supply the stored hot water to the hot water consumption device 13.

燃料電池ＦＣが発電運転を行っている間、運転制御部２７は、改質器１および燃焼器２を動作させて改質器１から燃料ガスを燃料極３に供給し、酸素含有ガス供給路１７に設けられたブロア（図示せず）を動作させて空気（酸素含有ガス）を酸素極５に供給する。その結果、セルＣでは発電反応が行われ、電力負荷部３２などにインバータ３１を介して電力が出力される。酸素極５で生じる酸素極排ガスは、酸素極排ガス路１８を通じて外部に排出される。 While the fuel cell FC is generating electricity, the operation control unit 27 operates the reformer 1 and the combustor 2 to supply fuel gas from the reformer 1 to the fuel electrode 3, and operates a blower (not shown) provided in the oxygen-containing gas supply passage 17 to supply air (oxygen-containing gas) to the oxygen electrode 5. As a result, a power generation reaction occurs in the cell C, and electricity is output to the power load unit 32 and the like via the inverter 31. The oxygen electrode exhaust gas generated in the oxygen electrode 5 is discharged to the outside via the oxygen electrode exhaust gas passage 18.

燃料電池システム３０の燃料電池ＦＣは、電力系統３５に連系されている。燃料電池ＦＣの発電電力は、インバータ３１にて所定の電圧、周波数、位相に変換して電力線ＰＬに供給される。燃料電池ＦＣ、及び、貯湯タンク７を含む排熱回収装置１２の動作は、運転制御部２７により制御される。 The fuel cell FC of the fuel cell system 30 is connected to the power grid 35. The power generated by the fuel cell FC is converted to a predetermined voltage, frequency, and phase by the inverter 31 and supplied to the power line PL. The operation of the fuel cell FC and the exhaust heat recovery device 12 including the hot water tank 7 is controlled by the operation control unit 27.

運転制御部２７は、改質器１で燃料ガスを生成するとき、改質器１に原燃料を供給し、且つ、冷却水循環路１９に設けているポンプＰ１を動作させると共に冷却水循環路１９から分岐した改質用水供給路２０に設けている弁Ｖ２を開弁して改質器１に改質用水を供給する。改質器１には上述したように燃焼器２で発生される燃焼熱が与えられて、水蒸気改質反応が促進される。 When fuel gas is generated in the reformer 1, the operation control unit 27 supplies raw fuel to the reformer 1, operates the pump P1 provided in the cooling water circulation path 19, and opens the valve V2 provided in the reforming water supply path 20 branched off from the cooling water circulation path 19 to supply reforming water to the reformer 1. The reformer 1 is provided with the combustion heat generated in the combustor 2 as described above, which promotes the steam reforming reaction.

燃料電池ＦＣは、運転により発生した電力を電力負荷部３２に供給可能に構成されている。運転制御部２７は、所定の上限出力電力と下限出力電力との間で、燃料電池ＦＣから電力線ＰＬへの出力電力を調節できる。例えば、運転制御部２７は、燃料電池ＦＣの出力電力を上限出力電力に維持して連続運転（定格出力運転）させることができる。また、運転制御部２７は、燃料電池ＦＣの出力電力を、電力負荷部３２の負荷電力に追従させる運転（負荷追従運転）を行わせることもできる。例えば、運転制御部２７は、電力負荷部３２の電力負荷を計測する電力負荷計測部３３の計測値に基づいて、電力系統３５から供給される電力がゼロ又はゼロに近い値になるように燃料電池ＦＣの出力電力を調節することで、電力負荷部３２の負荷電力に追従させる運転を行わせることができる。 The fuel cell FC is configured to be able to supply the power generated by operation to the power load unit 32. The operation control unit 27 can adjust the output power from the fuel cell FC to the power line PL between a predetermined upper limit output power and a predetermined lower limit output power. For example, the operation control unit 27 can maintain the output power of the fuel cell FC at the upper limit output power and perform continuous operation (rated output operation). The operation control unit 27 can also perform an operation (load following operation) in which the output power of the fuel cell FC follows the load power of the power load unit 32. For example, the operation control unit 27 can perform an operation in which the output power of the fuel cell FC follows the load power of the power load unit 32 by adjusting the output power of the fuel cell FC so that the power supplied from the power grid 35 becomes zero or close to zero based on the measurement value of the power load measurement unit 33, which measures the power load of the power load unit 32.

電力線ＰＬの電力系統３５への出力端には、停電時に電力系統３５と解列した状態とすることが可能なスイッチ３４が設けられている。このスイッチ３４は、燃料電池ＦＣの通常運転時にはオンとなっており、停電時などにおける燃料電池ＦＣの自立運転時にはオフとすることで燃料電池ＦＣが電力系統３５と解列した状態となる。 A switch 34 is provided at the output end of the power line PL to the power grid 35, which can be disconnected from the power grid 35 in the event of a power outage. This switch 34 is on during normal operation of the fuel cell FC, and is turned off during independent operation of the fuel cell FC during a power outage or the like, thereby disconnecting the fuel cell FC from the power grid 35.

〔管理装置〕
次に、管理装置ＭＤについて説明する。管理装置ＭＤは、管理制御部４１と、記憶部４２とを備えている。管理制御部４１は、ネットワークを介して、情報収集サイトＳＴにアクセスし、系統電力の供給が停止される地域と、系統電力の供給停止が開始される系統停止開始時刻（停電開始時刻）と、系統電力の供給が再開される系統再開時刻（停電終了時刻）とを含む停電情報を取得する。そして、管理制御部４１は、停電情報に基づいて運転制御部２７に燃料電池システム３０を自立運転準備制御するように指令する。なお、運転制御部２７及び管理制御部４１は、情報処理機能，情報記憶機能及び情報通信機能等を有するハードウェア及びソフトウェアで構成されている。また、記憶部４２は、各種データを記憶する記憶媒体で構成されている。 [Management device]
Next, the management device MD will be described. The management device MD includes a management control unit 41 and a storage unit 42. The management control unit 41 accesses the information collection site ST via a network, and acquires power outage information including the area where the supply of grid power is stopped, the grid stop start time (power outage start time) when the supply of grid power is stopped, and the grid restart time (power outage end time) when the supply of grid power is restarted. Then, the management control unit 41 instructs the operation control unit 27 to control the fuel cell system 30 to prepare for independent operation based on the power outage information. The operation control unit 27 and the management control unit 41 are composed of hardware and software having an information processing function, an information storage function, an information communication function, and the like. The storage unit 42 is composed of a storage medium that stores various data.

管理制御部４１は、取得した停電情報を記憶部４２に記憶させる。なお、管理制御部４１が情報収集サイトＳＴ内の停電情報から必要な情報を選択的に取得し、記憶部４２はこの選択された情報を記憶しても良い。 The management control unit 41 stores the acquired power outage information in the storage unit 42. Note that the management control unit 41 may selectively acquire necessary information from the power outage information in the information collection site ST, and the storage unit 42 may store this selected information.

〔燃料電池制御システムの制御形態〕
続いて、図２～図７を用いて、上述した燃料電池制御システム１００における、停電時の制御形態について説明する。燃料電池ＦＣは運転により発生した熱を熱交換器８に供給し、この熱交換器８により貯湯タンク７の湯水に熱量を与えるが、貯湯タンク７の熱量が閾値（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ５が５０℃）以上となったとき、燃料電池ＦＣの運転を停止した方が、熱交換器８と貯湯タンク７との間を循環する湯水を放熱器Ｒで冷却して燃料電池ＦＣの運転を継続するよりも光熱費メリットがある場合には、燃料電池ＦＣの運転を停止する。 [Control mode of fuel cell control system]
2 to 7, the control mode during a power outage in the above-mentioned fuel cell control system 100 will be described. The fuel cell FC supplies heat generated during operation to the heat exchanger 8, which then provides heat to the hot water in the hot water storage tank 7. When the amount of heat in the hot water storage tank 7 reaches or exceeds a threshold value (for example, the hot water temperature T5 shown in FIG. 2 is 50° C.), if stopping the operation of the fuel cell FC offers a utility cost advantage over continuing the operation of the fuel cell FC by cooling the hot water circulating between the heat exchanger 8 and the hot water storage tank 7 with a radiator R, the operation of the fuel cell FC is stopped.

一方、本実施形態における燃料電池制御システム１００は、管理装置ＭＤが電力系統３５から電力供給停止についての停電情報を取得し、運転制御部２７が停電開始直前にスイッチ３４をオフにして、電力系統３５と解列した状態で燃料電池ＦＣを自立運転させ、電力需要や給湯需要に対応させることができる。このとき、運転制御部２７は、貯湯タンク７の熱量が閾値以上となって燃料電池ＦＣが停止しないように、停電が開始される前に、弁Ｖ１を開弁し、貯湯タンク７に貯留された湯水を排湯路７２から排出すると共に、給水路７１を介して上水を補充する制御を実行する（図２参照）。 On the other hand, in the fuel cell control system 100 of this embodiment, the management device MD acquires power outage information about the interruption of power supply from the power grid 35, and the operation control unit 27 turns off the switch 34 immediately before the power outage begins, and the fuel cell FC operates independently in a state disconnected from the power grid 35, and can respond to the demand for electricity and hot water. At this time, the operation control unit 27 executes control to open the valve V1 before the power outage begins, drain the hot water stored in the hot water storage tank 7 from the hot water drainage path 72, and replenish the clean water via the water supply path 71, so that the heat amount of the hot water storage tank 7 does not exceed the threshold value and the fuel cell FC does not stop (see FIG. 2).

本実施形態における管理装置ＭＤは、燃料電池ＦＣが電力系統３５と解列した状態で自立運転が可能となるように、停電情報に含まれる停電期間に応じて、貯湯タンク７から排出する排湯量を設定する。換言すると、停電時に燃料電池ＦＣが停止しないように、自立運転時間に対応した貯湯タンク７の熱量を低下させるべく、貯湯タンク７から排湯すると共に貯湯タンク７に上水を補充し、貯湯タンク７内の湯水の温度を低下させる。具体的には、運転制御部２７が、湯水温度センサＳにて計測された貯湯タンク７内の湯水温度（例えば図２に示す湯水温度Ｔ１）を、燃料電池ＦＣの自立運転時間に対応して付与される熱量分だけ低下させるように、弁Ｖ１の開弁時間を制御する。燃料電池ＦＣの自立運転時間に対応して付与される熱量は、燃料電池ＦＣの自立運転時における出力（例えば６００Ｗ）から換算され、この熱量に基づいて貯湯タンク７内の湯水温度の下げ量（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１を５℃下げる）が計算され、この湯水温度の下げ量となるように貯湯タンク７から排出する排湯量を設定する。このように、運転制御部２７は、管理装置ＭＤにて設定された排湯量を実行排湯量として、停電が開始される前に貯湯タンク７に貯留された湯水を排出して、水を補充する制御を実行する。 In this embodiment, the management device MD sets the amount of hot water to be discharged from the hot water storage tank 7 according to the power outage period included in the power outage information so that the fuel cell FC can operate independently while disconnected from the power grid 35. In other words, in order to prevent the fuel cell FC from stopping during a power outage, hot water is discharged from the hot water storage tank 7 and clean water is replenished to the hot water storage tank 7 to lower the temperature of the hot water in the hot water storage tank 7 in order to lower the amount of heat in the hot water storage tank 7 corresponding to the independent operation time. Specifically, the operation control unit 27 controls the opening time of the valve V1 so that the hot water temperature in the hot water storage tank 7 measured by the hot water temperature sensor S (for example, the hot water temperature T1 shown in FIG. 2) is lowered by the amount of heat provided corresponding to the independent operation time of the fuel cell FC. The amount of heat provided corresponding to the independent operation time of the fuel cell FC is converted from the output (e.g., 600 W) during independent operation of the fuel cell FC, and the amount of reduction in the hot water temperature in the hot water storage tank 7 (e.g., reducing the hot water temperature T1 shown in FIG. 2 by 5° C.) is calculated based on this amount of heat, and the amount of hot water discharged from the hot water storage tank 7 is set to achieve this amount of reduction in the hot water temperature. In this way, the operation control unit 27 performs control to discharge the hot water stored in the hot water storage tank 7 before the power outage begins and replenish the water, using the amount of hot water discharged set by the management device MD as the effective amount of hot water discharge.

上述したように、管理装置ＭＤは、燃料電池ＦＣが電力系統３５と解列した状態で自立運転が可能となるように、停電情報に含まれる停電期間に応じて、貯湯タンク７から排出する排湯量を設定する。つまり、管理装置ＭＤは、停電期間の長短によって排湯量を変更することが可能となるため、少なくとも停電中に貯湯タンク７の熱量が閾値を超えないように排湯量を設定すれば、停電中に燃料電池ＦＣが停止しない。このように、停電時に、貯湯タンク７の熱量を考慮して燃料電池ＦＣを自立運転させることが可能な燃料電池制御システム１００となっている。 As described above, the management device MD sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank 7 according to the power outage period included in the power outage information so that the fuel cell FC can operate independently while disconnected from the power grid 35. In other words, since the management device MD can change the amount of hot water discharged depending on the length of the power outage period, the fuel cell FC will not stop during a power outage if the amount of hot water discharged is set so that the heat quantity of the hot water storage tank 7 does not exceed a threshold value at least during a power outage. In this way, the fuel cell control system 100 is capable of operating the fuel cell FC independently during a power outage, taking into account the heat quantity of the hot water storage tank 7.

本実施形態におけるリモートコントローラＲＭの表示部７３は、排湯量を表示しても良い。このように、排湯量を表示させる表示部７３を備えれば、例えば、ユーザーが、排湯実行の要否を判断したり、排湯量を減らすために温水消費装置１３を運転させたりする等、効率の良い自立運転を実現できる。 In this embodiment, the display unit 73 of the remote controller RM may display the amount of hot water drained. In this way, if a display unit 73 that displays the amount of hot water drained is provided, efficient independent operation can be achieved, for example, by the user determining whether or not to drain the hot water, or by operating the hot water consumption device 13 to reduce the amount of hot water drained.

また、管理装置ＭＤは、運転制御部２７が設定された排湯量に基づいて貯湯タンク７に貯留された湯水を排出しているときに停電情報の変更（例えば停電期間が１時間延長）があった場合、排湯量を変更（例えば停電期間１時間に相当する排湯量を追加）しても良い。このように、停電情報の変更に応じて実行排湯量としての排湯量を変更すれば、効率の良い自立運転を実行することができる。 In addition, if there is a change in the power outage information (e.g., the power outage period is extended by one hour) while the operation control unit 27 is discharging hot water stored in the hot water storage tank 7 based on the set amount of hot water discharged, the management device MD may change the amount of hot water discharged (e.g., add an amount of hot water discharged equivalent to the power outage period of one hour). In this way, by changing the amount of hot water discharged as the actual amount of hot water discharged in response to the change in the power outage information, efficient independent operation can be performed.

また、管理装置ＭＤは、停電情報に含まれる他の停電エリアにおける実停電期間を取得し、実停電期間に基づいて停電期間を補正しても良い。このように、例えば、他の停電エリアで実際の停電期間が短縮された場合、自らの燃料電池ＦＣを自立運転させる停電期間を短縮させることにより、効率の良い自立運転を実行することができる。 The management device MD may also obtain the actual power outage duration in other power outage areas included in the power outage information, and correct the power outage duration based on the actual power outage duration. In this way, for example, if the actual power outage duration in other power outage areas is shortened, efficient independent operation can be achieved by shortening the power outage duration during which the fuel cell FC is operated independently.

続いて、燃料電池制御システム１００の制御例について説明する。
［第一実施例］
図３に示すように、第一実施例として、管理装置ＭＤは、停電期間が第一所定時間（例えば２時間）以下であり、且つ、停電期間が第一所定時間よりも小さい第二所定時間（例えば１０分）以上である場合、第一所定時間に亘って燃料電池ＦＣを自立運転が可能となる長時間自立運転用の排湯量を演算し、この長時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。この実施例では、例えば、貯湯タンク７の排湯量が全容量に対して５分の１となるように予め設定しても良い。つまり、燃料電池ＦＣが所定の出力（例えば６００Ｗ）で自立運転をしたときに、排湯直後の貯湯タンク７の湯水温度（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１が４０℃）に対して、第一所定時間経過後に貯湯タンク７の熱量が閾値（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１が４８℃）となるように設定される。なお、第一所定時間は、計画停電等による時間として設定されることが好ましく、第二所定時間は、過去の実績から平均停電時間として設定されることが好ましいが、特に限定されない（以下、同様）。 Next, a control example of the fuel cell control system 100 will be described.
[First embodiment]
As shown in Fig. 3, in the first embodiment, when the power outage period is equal to or shorter than a first predetermined time (e.g., 2 hours) and equal to or longer than a second predetermined time (e.g., 10 minutes) that is shorter than the first predetermined time, the management device MD calculates the amount of discharged hot water for long-term independent operation that allows the fuel cell FC to operate independently for the first predetermined time, and sets this amount of discharged hot water for long-term independent operation as the actual amount of discharged hot water. In this embodiment, for example, the amount of discharged hot water from the hot water storage tank 7 may be preset to be one-fifth of the total capacity. That is, when the fuel cell FC operates independently at a predetermined output (e.g., 600 W), the amount of heat in the hot water storage tank 7 is set to a threshold value (e.g., the hot water temperature T1 shown in Fig. 2 is 48°C) after the first predetermined time has elapsed, with respect to the hot water temperature in the hot water storage tank 7 immediately after the hot water is discharged (e.g., the hot water temperature T1 shown in Fig. 2 is 40°C). Note that the first predetermined time is preferably set as a time due to a planned power outage, and the second predetermined time is preferably set as an average power outage time based on past performance, but is not particularly limited (the same applies below).

本実施例のように、停電が長時間継続する場合に、第一所定時間に亘って自立運転が可能となる長時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とすれば、停電期間に相当する貯湯タンク７の低下すべき熱量を確実に確保することができる。なお、この長時間自立運転用の排湯量は、過去の停電情報から最大となる停電期間を第一所定時間として、貯湯タンク７の低下すべき熱量を余分に確保するように設定すれば、停電時に燃料電池ＦＣが停止することを確実に防止できる。 As in this embodiment, if the amount of hot water discharged for long-term independent operation, which allows independent operation for a first specified time when the power outage continues for a long period of time, is set as the actual amount of hot water discharged, it is possible to reliably ensure that the amount of heat that should be reduced in the hot water storage tank 7 corresponding to the power outage period is secured. Note that if the amount of hot water discharged for long-term independent operation is set to the first specified time that is the maximum power outage period based on past power outage information, and an extra amount of heat that should be reduced in the hot water storage tank 7 is secured, it is possible to reliably prevent the fuel cell FC from stopping during a power outage.

［第二実施例］
図４に示すように、第二実施例として、管理装置ＭＤは、停電期間が第二所定時間（例えば１０分）以下であり、且つ、停電終了時刻（停電期間終了後）から第三所定時間（例えば１時間５０分）に亘って温水消費装置１３での湯水の需要がないと判定した場合、停電期間のみ燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を演算し、この短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。温水消費装置１３での湯水の需要は、過去の使用実績を学習しておくことで判定できる（以下、同様）。本実施例では、燃料電池ＦＣが所定の出力（例えば６００Ｗ）で自立運転をしたときに、排湯直後の貯湯タンク７の湯水温度（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１が４６℃）に対して、第二所定時間経過後に貯湯タンク７の熱量が閾値（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１が４８℃）となるように設定される。なお、第三所定時間は、第一所定時間から第二所定時間を減算した値とすることが好ましいが、この減算した値より小さい値又は大きい値としても良く、特に限定されない（以下、同様）。 [Second embodiment]
As shown in Fig. 4, in the second embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second predetermined time (e.g., 10 minutes) and that there is no demand for hot water in the hot water consumption device 13 for a third predetermined time (e.g., 1 hour and 50 minutes) from the power outage end time (after the power outage period ends), it calculates the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables the fuel cell FC to operate independently only during the power outage, and sets this amount of hot water discharged for short-term independent operation as the actual amount of hot water discharged. The demand for hot water in the hot water consumption device 13 can be determined by learning past usage records (similarly below). In this embodiment, when the fuel cell FC operates independently at a predetermined output (e.g., 600 W), the heat amount of the hot water storage tank 7 is set to a threshold value (e.g., the hot water temperature T1 shown in Fig. 2 is 48°C) after the second predetermined time has elapsed, relative to the hot water temperature in the hot water storage tank 7 immediately after the hot water discharge (e.g., the hot water temperature T1 shown in Fig. 2 is 46°C). It is preferable that the third specified time be a value obtained by subtracting the second specified time from the first specified time, but it may be a value smaller or larger than this subtracted value, and is not particularly limited (the same applies below).

本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれない場合に、停電期間に燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池ＦＣが停止することを防止しながら、電力復旧時に燃料電池ＦＣを停止することが許容されるので、燃料電池ＦＣの導入メリットを生かすことができる。 In this embodiment, when the power outage lasts for a short time and no demand for hot water is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables the fuel cell FC to operate independently during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell FC is prevented from stopping during a power outage, while allowing the fuel cell FC to stop when power is restored, making it possible to take advantage of the benefits of introducing the fuel cell FC.

［第三実施例］
図５に示すように、第三実施例として、管理装置ＭＤは、停電期間が第二所定時間（例えば１０分）以下であり、且つ、停電終了時刻（停電期間終了後）から第三所定時間（例えば１時間５０分）以内に温水消費装置１３での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から温水消費装置１３にて湯水の需要が開始される時刻まで（例えば１時間）自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、この需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。本実施例では、燃料電池ＦＣが所定の出力（例えば６００Ｗ）で自立運転をしたときに、排湯直後の貯湯タンク７の湯水温度（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１が４３℃）に対して、停電終了後、第三所定時間経過後に貯湯タンク７の熱量が閾値（例えば、図２に示す湯水温度Ｔ１が４８℃）となるように設定される。 [Third embodiment]
5, in the third embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second predetermined time (e.g., 10 minutes) and that there is a demand for hot water in the hot water consumption device 13 within a third predetermined time (e.g., 1 hour and 50 minutes) from the end of the power outage (after the end of the power outage period), the management device MD calculates a demand response hot water discharge amount that enables independent operation from the start of the power outage to the time when the demand for hot water begins in the hot water consumption device 13 (e.g., 1 hour), and sets this demand response hot water discharge amount as the actual hot water discharge amount. In this embodiment, when the fuel cell FC operates independently at a predetermined output (e.g., 600 W), the heat amount of the hot water storage tank 7 after the end of the power outage and the third predetermined time has elapsed is set to a threshold value (e.g., the hot water temperature T1 shown in FIG. 2 is 48° C.) relative to the hot water temperature in the hot water storage tank 7 immediately after the hot water discharge (e.g., the hot water temperature T1 shown in FIG. 2 is 43° C.).

本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に短時間で湯水需要が見込まれる場合に、停電開始時刻から温水消費装置１３にて湯水の需要が開始される時刻まで自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池ＦＣが停止することを防止しながら、電力復旧後に短時間で湯水需要が見込まれるまで燃料電池ＦＣを停止させないので、燃料電池ＦＣの導入メリットを生かすことができる。 In this embodiment, when a power outage ends in a short time and hot water demand is expected in a short time after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that enables independent operation from the time the power outage starts until the time the hot water consumption device 13 starts to demand hot water is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, the fuel cell FC is prevented from stopping during a power outage, while not being stopped until hot water demand is expected in a short time after power is restored, making it possible to take advantage of the benefits of introducing a fuel cell FC.

［第四実施例］
図６に示すように、第四実施例として、管理装置ＭＤは、停電期間が第二所定時間（例えば１０分）以下であり、且つ、停電終了時刻（停電期間終了後）から第三所定時間（例えば１時間５０分）以内に温水消費装置１３での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から温水消費装置１３にて湯水の需要が開始される時刻まで燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき（図６（Ａ））、需要応答用の排湯量を実行排湯量とし、需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果が見込まれないとき（図６（Ｂ））、停電期間のみ燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。 [Fourth embodiment]
As shown in Figure 6, in a fourth embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second specified time (e.g., 10 minutes) and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device 13 within a third specified time (e.g., 1 hour and 50 minutes) from the end time of the power outage (after the end of the power outage period), it calculates the amount of hot water discharged for demand response that will enable independent operation of the fuel cell FC from the start time of the power outage to the time when demand for hot water begins at the hot water consumption device 13, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is expected (Figure 6 (A)), the amount of hot water discharged for demand response is set as the actual amount of hot water discharged, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is not expected (Figure 6 (B)), the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables independent operation of the fuel cell FC only during the power outage is set as the actual amount of hot water discharged.

需要応答用の排湯量に基づく費用削減効果の演算例としては、需要応答用の排湯量に相当する水道代金が温水消費装置１３での湯水の需要があるまで燃料電池ＦＣを運転したときに削減される光熱費以下のとき（図６（Ａ））、需要応答用の排湯量を実行排湯量とし、需要応答用の排湯量に相当する水道代金が温水消費装置１３での湯水の需要があるまで燃料電池ＦＣを運転したときに削減される光熱費よりも大きいとき（図６（Ｂ））、停電期間のみ燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とすることが挙げられる。燃料電池ＦＣを運転したときに削減される光熱費は、燃料電池ＦＣを運転しないときのガス代及び電気代から、燃料電池ＦＣの運転に要する光熱費（ガス代＋水道代）を減算して求めれる（以下、同様）。本実施例では、温水消費装置１３での湯水の需要が停電停止から長時間先であり、湯水の需要があるときまで燃料電池ＦＣを自立運転しても光熱費メリットがないと判断した場合に、自立運転を停止して、燃料電池ＦＣの停止を許容するものである。 An example of the calculation of the cost reduction effect based on the amount of discharged hot water for demand response is as follows: when the water bill equivalent to the amount of discharged hot water for demand response is equal to or less than the utility bill saved when the fuel cell FC is operated until there is a demand for hot water in the hot water consumption device 13 (FIG. 6(A)), the amount of discharged hot water for demand response is set as the actual amount of discharged hot water; and when the water bill equivalent to the amount of discharged hot water for demand response is greater than the utility bill saved when the fuel cell FC is operated until there is a demand for hot water in the hot water consumption device 13 (FIG. 6(B)), the amount of discharged hot water for short-term independent operation, which allows the fuel cell FC to operate independently only during power outages, is set as the actual amount of discharged hot water. The utility bill saved when the fuel cell FC is operated is calculated by subtracting the utility bill (gas bill + water bill) required to operate the fuel cell FC from the gas bill and electricity bill when the fuel cell FC is not operated (same below). In this embodiment, if it is determined that the demand for hot water at the hot water consumption device 13 is a long time away from the power outage, and there is no utility cost benefit to operating the fuel cell FC independently until the demand for hot water is reached, the independent operation is stopped and the fuel cell FC is allowed to be shut down.

本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれる場合に、停電開始時刻から温水消費装置１３にて湯水の需要が開始される時刻まで燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる需要応答用の排湯量を演算し、この需要応答用の排湯量に相当する水道代金が温水消費装置１３での湯水の需要があるまで燃料電池ＦＣを運転したときに削減される光熱費以下のとき、需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、燃料電池ＦＣの運転による光熱費メリットが、需要応答用の排湯量に相当する水道代金（デメリット）よりも大きいときは、需要応答用の排湯量を実行排湯量とする。これにより、停電時に燃料電池ＦＣが停止することを防止しながら、電力復旧後に燃料電池ＦＣの運転メリットを享受できる時点まで燃料電池ＦＣを停止させないので、燃料電池ＦＣの熱を利用した湯水需要に極力応えることができる。 In this embodiment, when a power outage ends in a short time and hot water demand is expected after the power outage ends, the amount of hot water discharged for demand response that allows the fuel cell FC to operate independently from the start of the power outage until the hot water demand begins at the hot water consumption device 13 is calculated, and when the water bill equivalent to this amount of hot water discharged for demand response is equal to or less than the utility bill that would be reduced if the fuel cell FC were operated until the hot water demand at the hot water consumption device 13 is met, the amount of hot water discharged for demand response is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, when the utility bill benefit of operating the fuel cell FC is greater than the water bill (disadvantage) equivalent to the amount of hot water discharged for demand response, the amount of hot water discharged for demand response is set as the actual amount of hot water discharged. This prevents the fuel cell FC from stopping during a power outage, while not stopping the fuel cell FC until the benefit of operating the fuel cell FC can be enjoyed after power is restored, so that the demand for hot water can be met as much as possible by using the heat of the fuel cell FC.

［第五実施例］
図７に示すように、第五実施例として、管理装置ＭＤは、停電期間が第二所定時間（例えば１０分）以下であり、且つ、停電終了時刻（停電期間終了後）から第三所定時間（例えば１時間５０分）以内に温水消費装置１３での湯水の需要がないと判定した場合、停電終了時刻から燃料電池ＦＣの運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算し、この仮想時間が第三所定時間以下のとき（図７（Ａ））、停電期間及び仮想時間に亘って燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる費用削減用の排湯量を実行排湯量とし、仮想時間が第三所定時間より大きいとき（図７（Ｂ））、停電期間のみ燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる短時間自立運転用の排湯量を実行排湯量とする。 [Fifth embodiment]
As shown in Figure 7, in a fifth embodiment, when the management device MD determines that the power outage period is less than a second specified time (e.g., 10 minutes) and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device 13 within a third specified time (e.g., 1 hour and 50 minutes) from the power outage end time (after the power outage period ends), it calculates a virtual time from the power outage end time during which cost reduction effects are expected by continuing to operate the fuel cell FC, and when this virtual time is less than the third specified time (Figure 7 (A)), the amount of hot water discharged for cost reduction purposes that enables independent operation of the fuel cell FC over the power outage period and the virtual time is set as the actual hot water discharge amount, and when the virtual time is greater than the third specified time (Figure 7 (B)), the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables independent operation of the fuel cell FC only during the power outage period is set as the actual hot water discharge amount.

燃料電池ＦＣの運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間の演算例としては、燃料電池ＦＣの停止及び起動に要する費用及び仮想時間に亘って燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる排湯量に相当する水道代金の合計金額が、仮想時間に亘って燃料電池ＦＣを運転したときに削減される光熱費と等しくなる仮想時間を演算することが挙げられる。本実施例では、燃料電池ＦＣを停止してから次回の発電までの時間が短時間で、燃料電池ＦＣの停止，起動による損失よりも発電継続によるメリットがあると判断された場合に、排湯量を追加するものである。 An example of the calculation of a virtual time in which the cost reduction effect of continuing to operate the fuel cell FC is expected is to calculate a virtual time in which the total amount of the water bill equivalent to the cost required to stop and start the fuel cell FC and the amount of discharged hot water that enables the fuel cell FC to operate independently over the virtual time is equal to the utility bill reduced when the fuel cell FC is operated over the virtual time. In this embodiment, the amount of discharged hot water is added when the time from stopping the fuel cell FC to the next power generation is short and it is determined that the benefit of continuing to generate power outweighs the loss caused by stopping and starting the fuel cell FC.

本実施例では、停電が短時間で終了し、停電終了後に湯水需要が見込まれない場合に、燃料電池ＦＣの停止及び起動に要する費用及び仮想時間に亘って燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる排湯量に相当する水道代金の合計金額が、仮想時間に亘って燃料電池ＦＣを運転したときに削減される光熱費と等しくなる仮想時間を演算する。そして、この仮想時間が第三所定時間よりも小さいとき、停電期間及び仮想時間の合計時間に亘って燃料電池ＦＣの自立運転が可能となる費用削減用の排湯量を実行排湯量とする。つまり、停電時に燃料電池ＦＣが停止することを防止しながら、電力復旧後の電力需要が小さい場合など、燃料電池ＦＣを停止させずに買電を減らした方がコスト削減できるため、燃料電池ＦＣの導入メリットを最大限生かすことができる。 In this embodiment, when the power outage ends in a short time and no demand for hot water is expected after the power outage ends, a virtual time is calculated in which the total amount of the cost required to stop and start the fuel cell FC and the water bill equivalent to the amount of hot water discharged that allows the fuel cell FC to operate independently over the virtual time is equal to the utility bill reduced by operating the fuel cell FC over the virtual time. Then, when this virtual time is shorter than a third predetermined time, the amount of hot water discharged for cost reduction that allows the fuel cell FC to operate independently over the total of the power outage period and the virtual time is set as the actual amount of hot water discharged. In other words, by preventing the fuel cell FC from stopping during a power outage while reducing electricity purchases without stopping the fuel cell FC in cases where demand for electricity is low after power is restored, costs can be reduced, and the benefits of introducing a fuel cell FC can be maximized.

［その他の実施形態］
＜１＞上述した実施形態では、燃料電池システム３０が固体高分子形燃料電池ＦＣを備えたが、燃料電池システム３０が、固体酸化物形燃料電池、リン酸形燃料電池又は溶融炭酸塩形燃料電池を備えても良い。 [Other embodiments]
<1> In the above-described embodiment, the fuel cell system 30 includes a polymer electrolyte fuel cell FC. However, the fuel cell system 30 may include a solid oxide fuel cell, a phosphoric acid fuel cell, or a molten carbonate fuel cell.

＜２＞上記実施形態では、具体的な数値を挙げて燃料電池システムで行われる制御例について説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり適宜変更可能である。 <2> In the above embodiment, specific numerical values are given to explain examples of control performed in the fuel cell system, but these numerical values are given for illustrative purposes and can be changed as appropriate.

なお、上述した実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above-mentioned embodiments (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction occurs. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.

本発明は、電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池を備えた燃料電池制御システムに利用可能である。 The present invention can be used in a fuel cell control system that includes a fuel cell that is connected to a power grid and can supply power generated during operation to a power load, and can supply heat generated during operation to a heat exchanger.

７ ：貯湯タンク
８ ：熱交換器
１３ ：温水消費装置
２７ ：運転制御部
３２ ：電力負荷部
３５ ：電力系統
７３ ：表示部
１００ ：燃料電池制御システム
ＦＣ ：固体高分子形燃料電池（燃料電池）
ＭＤ ：管理装置 7: Hot water storage tank 8: Heat exchanger 13: Hot water consumption device 27: Operation control unit 32: Power load unit 35: Power system 73: Display unit 100: Fuel cell control system FC: Solid polymer electrolyte fuel cell (fuel cell)
MD: Management device

Claims (9)

電力系統と連系され、運転により発生した電力を電力負荷部に供給可能で、且つ、運転により発生した熱を熱交換器に供給可能な燃料電池と、
前記熱交換器で加熱された湯水を貯留し、貯留された湯水を温水消費装置に供給可能な貯湯タンクと、
前記燃料電池及び前記貯湯タンクの運転を制御する運転制御部と、
前記電力系統からの電力供給停止についての停電情報を取得する管理装置と、を備え、
前記管理装置は、前記燃料電池が前記電力系統と解列した状態で自立運転が可能となるように、前記停電情報に含まれる停電期間に応じて、前記貯湯タンクから排出する排湯量を設定し、
前記運転制御部は、前記管理装置にて設定された前記排湯量を実行排湯量として、停電が開始される前に前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出して、水を補充する制御を実行する燃料電池制御システム。 a fuel cell that is connected to an electric power system and is capable of supplying electric power generated during operation to an electric power load section and of supplying heat generated during operation to a heat exchanger;
A hot water storage tank that stores the hot water heated by the heat exchanger and can supply the stored hot water to a hot water consuming device;
an operation control unit that controls the operation of the fuel cell and the hot water storage tank;
A management device that acquires power outage information regarding a power supply interruption from the power grid,
the management device sets the amount of hot water discharged from the hot water storage tank according to a power outage period included in the power outage information so that the fuel cell can operate independently in a state where it is disconnected from the power grid;
The operation control unit of this fuel cell control system performs control to discharge the hot water stored in the hot water storage tank and replenish the tank with water before a power outage begins, using the amount of hot water drained set by the management device as the actual amount of hot water drained. 前記管理装置は、前記停電期間が第一所定時間以下且つ前記第一所定時間よりも小さい第二所定時間以上である場合、前記第一所定時間に亘って前記自立運転が可能となる長時間自立運転用の前記排湯量を演算し、前記長時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする請求項１に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to claim 1, wherein the management device, when the power outage period is equal to or less than a first predetermined time and equal to or more than a second predetermined time that is smaller than the first predetermined time, calculates the amount of hot water discharged for long-term independent operation that enables the independent operation over the first predetermined time, and sets the amount of hot water discharged for the long-term independent operation as the actual amount of hot water discharged. 前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、停電終了時刻から第三所定時間に亘って前記温水消費装置での湯水の需要がないと判定した場合、前記停電終了時刻から前記燃料電池の運転継続による費用削減効果が見込まれる仮想時間を演算し、前記仮想時間が前記第三所定時間以下のとき、前記停電期間及び前記仮想時間に亘って前記自立運転が可能となる費用削減用の前記排湯量を前記実行排湯量とし、前記仮想時間が前記第三所定時間より大きいとき、前記停電期間のみ前記自立運転が可能となる短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする請求項２に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to claim 2, wherein the management device, when it is determined that the power outage period is equal to or less than the second predetermined time and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device for a third predetermined time from the power outage end time, calculates a virtual time from the power outage end time during which cost reduction effects are expected by continuing to operate the fuel cell, and when the virtual time is equal to or less than the third predetermined time, sets the amount of hot water discharged for cost reduction that enables the independent operation over the power outage period and the virtual time as the actual amount of hot water discharged, and when the virtual time is greater than the third predetermined time, sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation that enables the independent operation only during the power outage period as the actual amount of hot water discharged. 前記管理装置は、前記停電期間が第二所定時間以下であり、且つ、停電終了時刻から第三所定時間に亘って前記温水消費装置での湯水の需要がないと判定した場合、前記停電期間のみ前記自立運転が可能となる短時間自立運転用の前記排湯量を演算し、前記短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする請求項１に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to claim 1, wherein when the management device determines that the power outage period is equal to or shorter than a second predetermined time and that there is no demand for hot water at the hot water consumption device for a third predetermined time from the power outage end time, the management device calculates the amount of hot water discharged for short-term independent operation in which independent operation is possible only during the power outage period, and sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation as the actual amount of hot water discharged. 前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、前記停電終了時刻から前記第三所定時間以内に前記温水消費装置での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から前記温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで前記自立運転が可能となる需要応答用の前記排湯量を演算し、前記需要応答用の前記排湯量を前記実行排湯量とする請求項４に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to claim 4, wherein when the management device determines that the power outage period is equal to or shorter than the second predetermined time and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device within the third predetermined time from the power outage end time, the management device calculates the amount of hot water discharged for demand response that enables the independent operation from the power outage start time to the time when the demand for hot water begins at the hot water consumption device, and sets the amount of hot water discharged for demand response as the actual amount of hot water discharged. 前記管理装置は、前記停電期間が前記第二所定時間以下であり、且つ、前記停電終了時刻から前記第三所定時間以内に前記温水消費装置での湯水の需要があると判定した場合、停電開始時刻から前記温水消費装置にて湯水の需要が開始される時刻まで前記自立運転が可能となる需要応答用の前記排湯量を演算し、前記需要応答用の前記排湯量に基づく費用削減効果が見込まれるとき、前記需要応答用の前記排湯量を前記実行排湯量とし、前記費用削減効果が見込まれないとき、前記短時間自立運転用の前記排湯量を前記実行排湯量とする請求項４に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to claim 4, wherein the management device, when it determines that the power outage period is equal to or less than the second predetermined time and that there is a demand for hot water at the hot water consumption device within the third predetermined time from the power outage end time, calculates the amount of hot water discharged for demand response that enables the independent operation from the power outage start time to the time when the demand for hot water starts at the hot water consumption device, and when a cost reduction effect based on the amount of hot water discharged for demand response is expected, sets the amount of hot water discharged for demand response to the actual amount of hot water discharge, and when a cost reduction effect is not expected, sets the amount of hot water discharged for short-term independent operation to the actual amount of hot water discharge. 前記排湯量を表示する表示部を更に備えた請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a display unit that displays the amount of discharged hot water. 前記管理装置は、前記運転制御部が前記排湯量に基づいて前記貯湯タンクに貯留された湯水を排出しているときに前記停電情報の変更があった場合、前記排湯量を変更する請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料電池制御システム。 The fuel cell control system according to any one of claims 1 to 7, wherein the management device changes the amount of hot water discharged when the power outage information changes while the operation control unit is discharging hot water stored in the hot water storage tank based on the amount of hot water discharged. 前記管理装置は、前記停電情報に含まれる他の停電エリアにおける実停電期間を取得し、前記実停電期間に基づいて前記停電期間を補正する請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料電池制御システム。
 The fuel cell control system according to claim 1 , wherein the management device acquires actual power outage periods in other power outage areas included in the power outage information, and corrects the power outage periods based on the actual power outage periods.
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