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公開番号2024127373
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036496
出願日2023-03-09
発明の名称燃料電池装置
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H01M 8/04223 20160101AFI20240912BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】停電時の利便性が高い燃料電池装置を提供する。
【解決手段】連系状態と自立状態とを切り替えて燃料電池部12を動作させることができる燃料電池装置10であって、電力系統1での停電の可能性を判定する停電可能性判定部16と、電力系統1からの電力供給が正常に行われているか否かを検出する電力検出部とを備え、運転制御部15は、停電可能性判定部16が現時点から所定期間内に電力系統1での停電が発生する可能性が高いと判定した場合、連系状態から自立状態へ切り替えて燃料電池部12を動作させる停電予測自立運転を行い、停電予測自立運転によって燃料電池部12の動作を連系状態から自立状態へ切り替えた後、電力検出部が電力系統1からの電力供給が正常に行われていることを検出したとしても、少なくとも所定の待機期間は燃料電池部12を自立状態で運転させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池部と、運転制御部とを備え、電力系統に接続される電力線に前記燃料電池部の発電電力を出力する連系状態と、前記電力系統から電気的に切り離された自立接続線に前記燃料電池部の発電電力を出力する自立状態とを切り替えて前記燃料電池部を動作させることができる燃料電池装置であって、
前記電力系統での停電の可能性を判定する停電可能性判定部と、
前記電力系統からの電力供給が正常に行われているか否かを検出する電力検出部とを備え、
前記運転制御部は、
前記停電可能性判定部が現時点から所定期間内に前記電力系統での停電が発生する可能性が高いと判定した場合、前記連系状態から前記自立状態へ切り替えて前記燃料電池部を動作させる停電予測自立運転を行い、
前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えた後、前記電力検出部が前記電力系統からの電力供給が正常に行われていることを検出したとしても、少なくとも所定の待機期間は前記燃料電池部を前記自立状態で運転させる燃料電池装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記待機期間の計時開始タイミングは、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えたタイミングである請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記待機期間の計時開始タイミングは、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えたタイミング、及び、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えた後、前記電力検出部が前記電力系統からの電力供給が正常に行われていないことを検出したタイミングの遅い方である請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記待機期間の計時開始タイミングは、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えたタイミング、及び、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えた後、前記電力検出部が前記電力系統からの電力供給が正常に行われていない状態から電力供給が正常に行われている状態へ移行したことを検出した直近のタイミングの遅い方である請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記運転制御部は、前記待機期間を経過した後、前記電力検出部によって前記電力系統からの電力供給が正常に行われていることが検出される場合、前記自立状態から前記連系状態へ切り替えて前記燃料電池部を動作させる請求項１～４の何れか一項に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記運転制御部は、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えた後で、且つ、前記電力検出部によって前記電力系統からの電力供給が正常に行われていることが検出される場合、定格発電電力よりも低い第１発電電力を前記自立接続線に出力可能な状態で前記燃料電池部を動作させる請求項５に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記運転制御部は、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えた後で、且つ、前記電力検出部によって前記電力系統からの電力供給が正常に行われていないことが検出される場合、前記第１発電電力よりも高い第２発電電力を前記自立接続線に出力可能な状態で前記燃料電池部を動作させる請求項６に記載の燃料電池装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池部と、運転制御部とを備え、電力系統に接続される電力線に燃料電池部の発電電力を出力する連系状態と、電力系統から電気的に切り離された自立接続線に燃料電池部の発電電力を出力する自立状態とを切り替えて燃料電池部を動作させることができる燃料電池装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
住戸や事業所などの施設に設けられる分散電源には、電力系統からの電力供給が停止した停電などの場合であっても、施設内で電力を供給できるバックアップ機能（停電時自立発電）を備えるものがある。例えば、特許文献１（特開２００８－１０８６６６号公報）には、電力系統からの電力供給が停止した後、復電するまでの間、負荷に供給できる最大の電力量に相当する燃料ガスを燃料電池部に継続して供給して発電させるような燃料電池装置が記載されている。
【０００３】
燃料電池装置は、それが設置される施設で電気と熱とを発生させ、その施設で電気と熱とが消費されるため、省エネルギー性が高くなるという利点がある。また、電力系統から電気を購入すること、及び、購入したガスを燃焼させて熱を発生させることを各別に行う場合と比較して、燃料電池装置で併せて発生された電気及び熱を利用することで、経済性が高まるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－１０８６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の燃料電池装置では、電力系統から電力が正常に供給されない状態（停電）が発生した後は即座に自立状態での運転が開始される。更に、特許文献１に記載の燃料電池装置では、電力系統から電力が正常に供給される状態（復電）になった後は連系状態での運転が開始される。
【０００６】
ところが、停電後に復電したとしても、その後に再び停電すること、更に復電と停電とが繰り返されることなどがある。従って、「停電」→「自立状態での動作準備」→「自立状態での発電」→「復電」→「連系状態での動作」→「停電」→「自立状態での動作準備」→「自立状態での発電」というように、停電する度に自立状態での動作準備を行う必要が生じ、結果として停電と復電とが繰り返されている間は施設に燃料電池装置から電力を供給できない可能性もある。このように、従来の燃料電池装置は、自立状態で動作できるとは言うものの、停電時の利便性が低くなる場合もあり得る構成になっている。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、停電時の利便性が高い燃料電池装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池装置の特徴構成は、燃料電池部と、運転制御部とを備え、電力系統に接続される電力線に前記燃料電池部の発電電力を出力する連系状態と、前記電力系統から電気的に切り離された自立接続線に前記燃料電池部の発電電力を出力する自立状態とを切り替えて前記燃料電池部を動作させることができる燃料電池装置であって、
前記電力系統での停電の可能性を判定する停電可能性判定部と、
前記電力系統からの電力供給が正常に行われているか否かを検出する電力検出部とを備え、
前記運転制御部は、
前記停電可能性判定部が現時点から所定期間内に前記電力系統での停電が発生する可能性が高いと判定した場合、前記連系状態から前記自立状態へ切り替えて前記燃料電池部を動作させる停電予測自立運転を行い、
前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えた後、前記電力検出部が前記電力系統からの電力供給が正常に行われていることを検出したとしても、少なくとも所定の待機期間は前記燃料電池部を前記自立状態で運転させる点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、電力系統からの電力供給が正常に行われている間に停電予測自立運転が既に開始されているため、その後、実際に電力系統での停電が発生した場合には、燃料電池部から自立接続線を介した電力供給を素早く行うことができる。
また、本特徴構成では、電力系統からの電力供給が正常に行われている間に停電予測自立運転が行われた場合、燃料電池部の発電電力は自立接続線にしか供給されなくなる。しかし、電力系統からの電力供給が正常に行われていれば、燃料電池装置の利用者が困ることはない。
更に、運転制御部は、停電予測自立運転によって燃料電池部の動作を連系状態から自立状態へ切り替えた後、少なくとも所定の待機期間は燃料電池部を自立状態で運転させているため、電力系統が停電後に復電及び停電が繰り返されたとしても、その待機期間の間、燃料電池装置から自立接続線を介した給電は継続される。
従って、停電時の利便性が高い燃料電池装置を提供できる。
【００１０】
本発明に係る燃料電池装置の別の特徴構成は、前記待機期間の計時開始タイミングは、前記停電予測自立運転によって前記燃料電池部の動作を前記連系状態から前記自立状態へ切り替えたタイミングである点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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