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JP2002008673A - 燃料電池自動車を用いた発電システムおよびその制御方法 - Google Patents

燃料電池自動車を用いた発電システムおよびその制御方法

Info

Publication number
JP2002008673A
JP2002008673A JP2000186465A JP2000186465A JP2002008673A JP 2002008673 A JP2002008673 A JP 2002008673A JP 2000186465 A JP2000186465 A JP 2000186465A JP 2000186465 A JP2000186465 A JP 2000186465A JP 2002008673 A JP2002008673 A JP 2002008673A
Authority
JP
Japan
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fuel cell
power
storage battery
instead
purchased
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000186465A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoe Endo
直恵 遠藤
Toshiaki Yanai
利明 谷内
Tetsuo Take
武  哲夫
Satoshi Otsu
智 大津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2000186465A priority Critical patent/JP2002008673A/ja
Publication of JP2002008673A publication Critical patent/JP2002008673A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力料金の低減化を達成し得る、燃料電池自動
車を用いた効率的な発電システムの構築と、その制御方
法を提供する。 【解決手段】燃料電池自動車群3から発電された直流電
力4を収集する電気コードと、収集した直流電力4を、
連系インバータ6を有する制御・監視センタ5を介して
商用電源9または負荷12に供給する配線13を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池で発電し
た電気により駆動される燃料電池自動車を用いた発電シ
ステムおよびその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、米国特許第5,047,29
8号の明細書には、水素と酸素とを反応させて発電を行
う燃料電池が開示されている。
【0003】また、特開昭51−4717号公報には、
そのような水素と酸素とを反応させて発電を行う燃料電
池を備え、該燃料電池で発電した電気により走行用モー
タを駆動して走行する燃料電池自動車が開示されてい
る。
【0004】近年、地球環境問題の高まりに伴い、動力
源の高効率化、低エミッション化、代替燃料化、廃棄物
の削減化を目指して、燃料電池自動車の開発が活発に行
われている。
【0005】図7(a)、(b)は燃料電池自動車の構
成を示す図である。(a)は水素供給型自動車、(b)
は燃料直接供給型自動車を示す。
【0006】(a)において、71は燃料電池自動車、
72は水素供給手段、73は水素、74は水素吸蔵合
金、75は液体水素タンク、76は高圧水素タンク、7
7は燃料電池、78は直流電力、79はバッテリ(蓄電
池)、80は駆動系モータである。
【0007】(b)において、81は燃料直接供給手
段、82は燃料、83は燃料タンク、84は改質器であ
る。(a)と同じ符号を付したものは、同じものを示
す。
【0008】燃料電池77の酸素源としては通常空気が
用いられる。燃料電池の水素源としては、水素として車
に搭載する方式((a)の水素供給型自動車)と、メタ
ノールなどエネルギー密度の高い燃料を改質して水素を
発生させる改質器84を搭載する方式((b)の燃料直
接供給型自動車)がある。
【0009】(a)の水素供給型では、燃料を外部の改
質器で改質して水素を供給する案が主流であり、(b)
の燃料直接供給型では、既存のガソリンスタンド等を用
いて燃料を供給する案が主流である。
【0010】燃料としてはメタノールのほか、ガソリ
ン、LPガス、天然ガス等が用いられる。
【0011】どちらの方式の自動車もバッテリ79を内
蔵しており、燃料電池77で発電された直流電力を直接
モータ80に供給するほか、バッテリ79に一時蓄電す
ることもできる。
【0012】自動車用として現在もっとも開発が進んで
いる燃料電池形式は、固体高分子型燃料電池(PEF
C)であり、該燃料電池では、平板状の単一セルを多数
重ね合わせた形態で、50kW〜70kWの発電を行
う。
【0013】燃料電池77は、外部から供給される反応
物を通して化学エネルギーから直接的に電気エネルギー
への変換を可動部分なく行う、エネルギー変換器であ
り、熱機関におけるカルノーサイクルのような原理的な
限界がなく、極めて高いエネルギー変換効率が静粛に得
られるという利点を有する。
【0014】このように燃料電池77は、水素または燃
料と酸素の供給がある限り発電し続け、これを動力源に
使う燃料電池自動車は、2次電池での蓄電量によってし
か走行できない電気自動車とは異なり、少なくとも燃料
電池が劣化するまで、水素または燃料と酸素によって走
り続けることができる。このような利点から、燃料電池
自動車は、燃料電池の普及を引っ張る「テクノロジ・ド
ライバ」となりつつある。
【0015】また、これまで、太陽電池や燃料電池など
の分散電源(直流電力源)から商用電源(商用電力系
統)への逆潮流は規制によりできなかったが、分散電源
の余剰電力を商用電源へ逆潮流し、電力会社に売電する
ことができるようになった。なお、売電とは、電力会社
に対して電力を売ること、買電とは電力会社から電力を
買うことである。
【0016】実際、各家庭や会社等で使用される電力量
は、時間や季節により大きく変動する。
【0017】図8(a)は一般住宅(各家庭)における
一日の電力使用量(日負荷曲線)を示す図で、夏期(8
月)と中間期(5月)を示す。(b)はNTT通信ビル
における一日の電力使用量(日負荷曲線)を示す図で、
夏季と冬季を示す。
【0018】たとえば(a)に示すように、一般住宅で
は、夕方から夜にかけての時間帯に電力使用量が集中
し、それに比べて、(b)に示すように、オフィスビル
の一例であるNTT通信ビルでは、日中に電力使用量が
集中している。
【0019】それに対して、図7の燃料電池自動車71
の燃料電池77の発電可能出力は、時間に関わらず常に
一定である。
【0020】図9(a)は電力量の料金を示す表、
(b)は分散電源からの余剰電力の売電料金を示す表で
あり、ともに東京電力によるものである。
【0021】各時間帯での電力料金は、(a)に示すよ
うに変動し、分散電源からの余剰電力の売電料金も、
(b)に示すように時間帯や季節によって変動する。
(a)の深夜電力の時間帯は、たとえば8時〜22時以
外の時間帯である。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】今後、燃料電池自動車
が普及してその使用台数が多くなったとき、燃料電池自
動車が駐車されている時間帯は、該燃料電池自動車が有
する燃料電池は発電する必要がなく、特に長い時間駐車
している場合は、上記燃料電池を放置することになり、
その有効利用が求められていた。
【0023】さらに、従来の据え置き型の分散電源との
系統連系システムにおいてでさえ、逆潮流については考
慮がされておらず、商用電力の買売電(買電および売電
のこと。以下同じ)の値段と、各場所における日負荷変
動を考慮した制御については全く提案がなされていなか
った。
【0024】そこで、燃料電池自動車が駐車されている
場所の電力使用量の変動と、買売電料金の変動をうまく
組み合わせれば、有効な電力料金低減化もしくは発電事
業ができると考えられる。
【0025】本発明の目的は、電力料金の低減化を達成
し得る、燃料電池自動車を用いた効率的な発電システム
の構築と、その制御方法を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、燃料電池自動車を用いた発電システ
ムおよびその制御方法で、特に燃料電池自動車の不使用
時における新たな発電事業を提案する。
【0027】すなわち、本発明の燃料電池自動車を用い
た発電システムは、燃料電池自動車から発電された直流
電力の収集手段と、収集した直流電力を、連系インバー
タを有する制御・監視センタを介して商用電源、負荷の
少なくとも一方に供給する手段とを有することを特徴と
する。
【0028】また、前記燃料電池自動車は、集合住宅に
併設された駐車場に駐車した自動車であることを特徴と
する。
【0029】また、前記燃料電池自動車は、事業所また
は駅に併設された駐車場に駐車した自動車であることを
特徴とする。
【0030】また、前記燃料電池自動車は、バス会社ま
たはタクシー会社の待機用自動車であることを特徴とす
る。
【0031】また、前記燃料電池自動車は、所定の地域
内における個人住宅の駐車場に駐車した自動車であるこ
とを特徴とする。
【0032】今後、燃料電池自動車が普及してその使用
台数が多くなったとき、駐車されている時間帯は、燃料
電池自動車の燃料電池は発電する必要がなく、特に長い
時間駐車している場合は、燃料電池を放置することにな
る。本発明の燃料電池自動車を用いた発電システムで
は、その時間帯に、燃料電池自動車を有効に利用して、
電力料金低減化もしくは新たな発電事業が可能となる。
【0033】また、本発明の燃料電池自動車を用いた発
電システムの制御方法は、買電単価をB(t)(円/k
Wh)、売電単価をS(t)(円/kWh)、tを1日
のうちの時刻、燃料電池の発電単価をA(円/kW
h)、蓄電池の電力単価をL×A(円/kWh)、Bm
axをB(t)の最大値、BminをB(t)の最小
値、SmaxをS(t)の最大値、SminをS(t)
の最小値、負荷での消費電力をW(t)(kW)、燃料
電池の最大出力電力をP(kW)、電力単価が高くなる
時刻をt1、電力単価が高くなる時間帯が終了する時刻
をt2とするとき、 Bmax<A,L×A(「,」は「かつ」を表す。以
下同じ)の場合はすべて買電し、 Smax<A<Bmax<L×Aの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、(P−W)分を買電し、P<W(t)で
t1≦t≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W
分をすべて買電し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2
の場合、燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、
P<W(t)でなくt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、 Smax<A,L×A<Bmaxおよび Bmin<A<Smax<L×A<Bmaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、P<
W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電され
ていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−
W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt1≦t
≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分をすべ
て買電し、 Bmin<A,L×A<Smaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
(P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分
をすべて買電し、 Smin<A<Bmin<L×A<Smaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
(P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でない場合、燃料電池をP=Wまで発電量
を抑えて運転し、 Smin<A,L×A<Bminの場合、 P<W(t)の場合、燃料電池をフル運転し、かつ、蓄
電池から給電し、足りない分を買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
(P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でなく蓄電池がフル充電されている場合、
燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、P<W
(t)でなくt1≦t≦t2でなく蓄電池がフル充電さ
れていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−
W)分を蓄電池へ給電し、 A<Smin<L×A<Bminおよび A,L×A<Sminの場合、 P<W(t)の場合、燃料電池をフル運転し、かつ、蓄
電池から給電し、足りない分を買電し、P<W(t)で
なく蓄電池がフル充電されている場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、(P−W)分を売電し、P<W(t)で
なく蓄電池がフル充電されていない場合、燃料電池をフ
ル運転し、かつ、(P−W)分を蓄電池へ給電すること
を特徴とする。
【0034】上記本発明の制御方法によれば、電力料金
の低減化を達成し得る、燃料電池自動車を用いた効率的
な発電システムの制御方法を提供することができる。
【0035】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
【0036】実施の形態1 図1は本発明の実施の形態1の燃料電池自動車を用いた
発電システムを示す図である。
【0037】1は燃料供給ポート、2は水素(H)ガ
ス、3は燃料電池自動車群、4は直流電力、5は制御・
監視センタ、6は制御・監視センタ5の連系インバー
タ、7は蓄電池、8は交流、9は商用電源、10は売
電、11は買電、12は負荷、13は商用電源9、負荷
12に供給する配線である。
【0038】本実施の形態1では、駐車時間の長い集合
住宅内の地下駐車場や周辺駐車場の燃料電池自家用車群
3を利用する。集合住宅とは、マンション、社宅など、
多数の住宅が集合しているものであり、その専用駐車場
では、多くの自動車が長時間駐車されている可能性が高
い。
【0039】図1に示すように、駐車場に設置された燃
料供給ポート1から、燃料を改質した水素ガス2が燃料
電池自動車群3に供給され(燃料電池自動車が燃料直接
供給型(図7(b))であれば、燃料が直接供給されれ
ばよい)、各自動車内の燃料電池(図7(a)、(b)
の77)で発電される。
【0040】発電された直流電力4は駐車された自動車
の駆動系モータ(図7(a)、(b)の80)に供給さ
れるのではなく、自動車外に取り出され、連系インバー
タ6を有する制御・監視センタ5を介して商用電源9に
売電される。もしくは、商用電源9とともに、集合住宅
内の負荷12への電力供給を行う。
【0041】電力を安定して供給するための蓄電池7
は、図1に示すように、制御・監視センタ5の連系イン
バータ6の直前に別途設置してもいいし、このように別
に設置するのは高価であるので、自動車にあるバッテリ
(図7(a)、(b)の79)を使用してもよい。
【0042】なお、太陽電池や燃料電池などの直流電力
源を分散電源として使用することが以前から考えられて
おり、連系インバータ6とは、それらと商用電源9とを
併用して負荷12に電力を供給する際に、直流電力源の
出力、すなわち、直流電力4を交流8に変換する際に用
いるインバータのことである。また、分散電源を商用電
源9に接続して負荷12への電力供給を行うことを、系
統連系と言う。連系インバータ6は、据え置き型の太陽
電池や燃料電池などの直流電力源を分散電源として用い
る場合に一般的に用いられるものを使用する。たとえ
ば、ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ(Insulated
Gate Bipolar Transistor。IGBT)を含むスイッチ
ング回路を用いるものや、PWMインバータを用いるも
のなどがある。PWMとは、Pulse Width Modulationの
略で、出力波形の半サイクル中に多数のパルス列を作
り、そのパルス幅の等価電圧を正弦波状に変化させ、低
次高周波の少ない滑らかな出力を得る方式で、PWMイ
ンバータとは、その方式を利用したインバータのことで
ある。連系インバータ6の本体はCPUをもち、その中
に後述の発電システムの制御方法のアルゴリズム機能を
持たせるか、もしくは該連系インバータ6の外にCPU
を制御装置として設置する。
【0043】本実施の形態1では、燃料電池自動車群3
から発電された直流電力4の収集(取り出し)手段であ
るたとえば燃料電池への接続端子を有する電気コード
(図示省略。図1の燃料電池自動車群3と制御・監視セ
ンタ5との間の電気コード)等と、収集した直流電力4
を連系インバータ6を有する制御・監視センタ5を介し
て商用電源8、負荷12の少なくとも一方に供給する手
段である配線13とを有する。これにより、燃料電池自
動車群3を有効に利用して、電力料金低減化と新たな発
電事業を提供することができる。
【0044】図2〜図5は本実施の形態1の発電システ
ムの制御方法のアルゴリズムを説明する図である。
【0045】図2(a)は、買電、売電、発電、蓄電池
からの各電力単価の時間的推移を示す図である。
【0046】買電、売電は、燃料電池自動車を用いて発
電事業を行う者が、電力会社に対して電力を買ったり、
売ったりすることを意味する。
【0047】買電したときの単価をB(t)(買電単価
関数)(円/kWh)、売電したときの単価をS(t)
(売電単価関数)(円/kWh)とする。tは1日のう
ちの時刻を表すパラメータである。たとえば買電単価B
(t)や売電単価S(t)は、図9(a)、(b)の表
から、ある時間を境に値が変動するステップ関数のよう
になる。
【0048】燃料電池の発電単価をA(円/kWh)、
蓄電池の電力の単価をL×A(円/kWh)とする。燃
料電池の発電単価Aは、燃料電池の開発や普及が進んで
いくと安くなると思われるが、現時点では、1kW級の
固体高分子型燃料電池(PEFC)で、12.8円/k
W程度である。蓄電池へいったん蓄積された電力を使用
する場合、電力の損失等を考慮して、その電力単価は、
燃料電池の発電単価のL倍と見積もり、蓄電池からの電
力の単価はL×Aと表される。通常Lは1.1〜1.2
である(A<L×A)。
【0049】図2(a)において、BmaxはB(t)
の最大値、BminはB(t)の最小値、SmaxはS
(t)の最大値、SminはS(t)の最小値を示す。
ここで、図9(a)、(b)の表からもわかるように、
任意の時間において、必ず売電単価<買電単価となるよ
うにした。また、現行の東京電力の電力料金、電力購入
料金から、Bmin<Smaxとしたが、Bmin>S
maxとなっても、同様の考え方から下記のフローチャ
ートは導き出せる。
【0050】図2(b)は負荷関数と燃料電池の出力の
時間的推移の一例を示す図である。
【0051】負荷での消費電力をW(t)(kW)、燃
料電池の最大出力電力をP(kW)とする。燃料電池自
動車1台あたりの発電量が50〜70kWなので、数1
0台の駐車場であれば数百kWの発電が可能となり、P
は数百kW程度である。たとえば住宅やNTT通信ビル
のW(t)は図8のようになり、場所、季節によって変
化する。
【0052】図3〜図5は本実施の形態1の発電システ
ムの制御方法の具体例のフローチャートである。
【0053】ここで、燃料電池の発電単価Aや蓄電池か
らの電力単価L×Aと、B(t)の最大値Bmax、B
(t)の最小値Bmin、S(t)の最大値Smax
は、S(t)の最小値Sminとの関係により以下の9
通りに場合分けをし、それぞれの場合についてもっとも
効率的な電力の使用方法を示した。
【0054】Bmax<A,L×A(「,」は「か
つ」を表す。以下同じ) Smax<A<Bmax<L×A Smax<A,L×A<Bmax Bmin<A<Smax<L×A<Bmax Bmin<A,L×A<Smax Smin<A<Bmin<L×A<Smax Smin<A,L×A<Bmin A<Smin<L×A<Bmin A,L×A<Smin 以下、図3〜図5を参照しながら、本実施の形態1の発
電システムの制御方法について説明する。なお、図3〜
図5中のFCは燃料電池(Fuel Cell)、t1≦t≦t
2は図2(a)で定義した電力単価が高くなっている時
間帯、すなわち、t1は電力単価が高くなる時刻、t2
は電力単価が高くなる時間帯が終了する時刻を示す。図
9の(a)、(b)の表からわかるように、たとえばt
1は8時、t2は22時である。
【0055】すなわち、Bmax<A,L×Aの場合
はすべて買電し、 Smax<A<Bmax<L×Aの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し(燃料電池の最大出力で運転し)、かつ、(P−
W)分を買電し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない
場合、燃料電池の給電を止め、W分をすべて買電し、P
<W(t)でなくt1≦t≦t2の場合、燃料電池をP
=Wまで発電量を抑えて運転し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分
をすべて買電し、 Smax<A,L×A<Bmaxおよび Bmin<A<Smax<L×A<Bmaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、P<
W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電され
ていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−
W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt1≦t
≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分をすべ
て買電し、 Bmin<A,L×A<Smaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
(P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分
をすべて買電し、 Smin<A<Bmin<L×A<Smaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
(P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でない場合、燃料電池をP=Wまで発電量
を抑えて運転し、 Smin<A,L×A<Bminの場合、 P<W(t)の場合、燃料電池をフル運転し、かつ、蓄
電池から給電し、足りない分を買電し、P<W(t)で
なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
(P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
1≦t≦t2でなく蓄電池がフル充電されている場合、
燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、P<W
(t)でなくt1≦t≦t2でなく蓄電池がフル充電さ
れていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−
W)分を蓄電池へ給電し、 A<Smin<L×A<Bminおよび A,L×A<Sminの場合、 P<W(t)の場合、燃料電池をフル運転し、かつ、蓄
電池から給電し、足りない分を買電し、P<W(t)で
なく蓄電池がフル充電されている場合、燃料電池をフル
運転し、かつ、(P−W)分を売電し、P<W(t)で
なく蓄電池がフル充電されていない場合、燃料電池をフ
ル運転し、かつ、(P−W)分を蓄電池へ給電する。
【0056】上記からわかるように、売電が可能になる
のは〜の場合であるが、〜でも、経済的な電力
の使用が可能となる。
【0057】上記制御方法によれば、電力料金の低減化
を達成し得る、燃料電池自動車を用いた効率的な発電シ
ステムの制御方法を提供することができる。
【0058】上記実施の形態1では集合住宅を例にとっ
たが、事業所の駐車場において、通勤に使用した自家用
車群を使用して、勤務時間帯に発電を行って同様の充電
をしたり、駅の近くの駐車場において、駅までの通勤に
使用した自家用車群での発電事業を行うこともできる。
また、バス会社などの待機用自動車群、タクシー会社の
昼間の利用客の少ない時間帯の待機タクシー群を利用し
ての発電事業も考えられる。
【0059】実施の形態2 図6は本発明の実施の形態2の燃料電池自動車を用いた
発電システムを示す図である。
【0060】61は個人住宅、62は貯湯槽、63は直
流電力、64は排熱、65は燃料電池自動車、66は直
流電力、67は制御・監視センタ、68は連系インバー
タ、69は交流(売電)、70は商用電源である。
【0061】上記実施の形態1では、自動車が多数集ま
って、長時間駐車されている場合について示したが、個
人住宅等、車が分散している場合でも燃料電池自動車を
発電事業に使用できる。本実施の形態2は、そのような
発電システムである。
【0062】給電事業は地域の住宅をまとめて連系イン
バータ68を持つ制御・監視センタ67を介して商用電
源70に売電する。また、各住宅61では、コジェネレ
ーションを行い、燃料電池自動車65で発電した直流電
力63を交流に変換して家庭内の負荷で利用し、また、
燃料電池の排熱64を利用した貯湯槽62への給湯も行
うことができる。この際も、連系インバータ68や外部
の制御装置が行う電力制御方法は、実施の形態1と同様
である。
【0063】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料電池自動車を有効に利用して、電力料金を低減化
し、新たな発電システムの構築とその制御方法を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の燃料電池自動車を用い
た発電システムを示す図である。
【図2】(a)は、買電、売電、発電、蓄電池からの各
電力単価の時間的推移を示す図、(b)は負荷関数と燃
料電池の出力の時間的推移の一例を示す図である。
【図3】(a)、(b)は本実施の形態1の発電システ
ムの制御方法の具体例のフローチャートである。
【図4】(c)、(d)は本実施の形態1の発電システ
ムの制御方法の具体例のフローチャートである。
【図5】(e)、(f)は本実施の形態1の発電システ
ムの制御方法の具体例のフローチャートである。
【図6】本発明の実施の形態2の燃料電池自動車を用い
た発電システムを示す図である。
【図7】(a)は水素供給型の燃料電池自動車、(b)
は燃料直接供給型の燃料電池自動車の構成を示す図であ
る。
【図8】(a)は一般住宅(各家庭)における一日の電
力使用量(日負荷曲線)を示す図、(b)はNTT通信
ビルにおける一日の電力使用量(日負荷曲線)を示す図
である。
【図9】(a)は電力量の料金を示す表、(b)は分散
電源からの余剰電力の売電料金を示す表である。
【符号の説明】
1…燃料供給ポート、2…水素ガス、3…燃料電池自動
車群、4…直流電力、5…制御・監視センタ、6…連系
インバータ、7…蓄電池、8…交流、9…商用電源、1
0…売電、11…買電、12…負荷、13…配線、61
…個人住宅、62…貯湯槽、63…直流電力、65…燃
料電池自動車、66…直流電力、67…制御・監視セン
タ、68…連系インバータ、69…交流、70…商用電
源、71…燃料電池自動車、72…水素供給手段、73
…水素、74…水素吸蔵合金、75…液体水素タンク、
76…高圧水素タンク、77…燃料電池、78…直流電
力、79…バッテリ、80…駆動系モータ、81…燃料
直接供給手段、82…燃料、83…燃料タンク、84…
改質器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 7/48 H02M 7/48 R (72)発明者 武 哲夫 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 大津 智 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 3D035 AA00 5G066 HA15 HB07 5H007 BB06 BB07 EA02 5H115 PC06 PG04 PI16 PI18 PO01 PU01 QE01 QE02 QE03 QE12 SE01 TI01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料電池自動車から発電された直流電力の
    収集手段と、収集した直流電力を、連系インバータを有
    する制御・監視センタを介して商用電源、負荷の少なく
    とも一方に供給する手段とを有することを特徴とする燃
    料電池自動車を用いた発電システム。
  2. 【請求項2】前記燃料電池自動車は、集合住宅に併設さ
    れた駐車場に駐車した自動車であることを特徴とする請
    求項1記載の燃料電池自動車を用いた発電システム。
  3. 【請求項3】前記燃料電池自動車は、事業所または駅に
    併設された駐車場に駐車した自動車であることを特徴と
    する請求項1記載の燃料電池自動車を用いた発電システ
    ム。
  4. 【請求項4】前記燃料電池自動車は、バス会社またはタ
    クシー会社の待機用自動車であることを特徴とする請求
    項1記載の燃料電池自動車を用いた発電システム。
  5. 【請求項5】前記燃料電池自動車は、所定の地域内にお
    ける個人住宅の駐車場に駐車した自動車であることを特
    徴とする請求項1記載の燃料電池自動車を用いた発電シ
    ステム。
  6. 【請求項6】買電単価をB(t)(円/kWh)、売電
    単価をS(t)(円/kWh)、tを1日のうちの時
    刻、燃料電池の発電単価をA(円/kWh)、蓄電池の
    電力単価をL×A(円/kWh)、BmaxをB(t)
    の最大値、BminをB(t)の最小値、SmaxをS
    (t)の最大値、SminをS(t)の最小値、負荷で
    の消費電力をW(t)(kW)、燃料電池の最大出力電
    力をP(kW)、電力単価が高くなる時刻をt1、電力
    単価が高くなる時間帯が終了する時刻をt2とすると
    き、 Bmax<A,L×A(「,」は「かつ」を表す。以
    下同じ)の場合はすべて買電し、 Smax<A<Bmax<L×Aの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
    運転し、かつ、(P−W)分を買電し、P<W(t)で
    t1≦t≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W
    分をすべて買電し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2
    の場合、燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、
    P<W(t)でなくt1≦t≦t2でない場合、燃料電
    池の給電を止め、W分をすべて買電し、 Smax<A,L×A<Bmaxおよび Bmin<A<Smax<L×A<Bmaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
    運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
    し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
    池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
    なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
    合、燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、P<
    W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電され
    ていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−
    W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt1≦t
    ≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分をすべ
    て買電し、 Bmin<A,L×A<Smaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
    運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
    し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
    池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
    なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
    合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
    し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
    充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
    (P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
    1≦t≦t2でない場合、燃料電池の給電を止め、W分
    をすべて買電し、 Smin<A<Bmin<L×A<Smaxの場合、 P<W(t)でt1≦t≦t2の場合、燃料電池をフル
    運転し、かつ、蓄電池から給電し、足りない分を買電
    し、P<W(t)でt1≦t≦t2でない場合、燃料電
    池の給電を止め、W分をすべて買電し、P<W(t)で
    なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
    合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
    し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
    充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
    (P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
    1≦t≦t2でない場合、燃料電池をP=Wまで発電量
    を抑えて運転し、 Smin<A,L×A<Bminの場合、 P<W(t)の場合、燃料電池をフル運転し、かつ、蓄
    電池から給電し、足りない分を買電し、P<W(t)で
    なくt1≦t≦t2で蓄電池がフル充電されている場
    合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−W)分を売電
    し、P<W(t)でなくt1≦t≦t2で蓄電池がフル
    充電されていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、
    (P−W)分を蓄電池へ給電し、P<W(t)でなくt
    1≦t≦t2でなく蓄電池がフル充電されている場合、
    燃料電池をP=Wまで発電量を抑えて運転し、P<W
    (t)でなくt1≦t≦t2でなく蓄電池がフル充電さ
    れていない場合、燃料電池をフル運転し、かつ、(P−
    W)分を蓄電池へ給電し、 A<Smin<L×A<Bminおよび A,L×A<Sminの場合、 P<W(t)の場合、燃料電池をフル運転し、かつ、蓄
    電池から給電し、足りない分を買電し、P<W(t)で
    なく蓄電池がフル充電されている場合、燃料電池をフル
    運転し、かつ、(P−W)分を売電し、P<W(t)で
    なく蓄電池がフル充電されていない場合、燃料電池をフ
    ル運転し、かつ、(P−W)分を蓄電池へ給電すること
    を特徴とする請求項1、2、3、または4記載の燃料電
    池自動車を用いた発電システムの制御方法。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032896A (ja) * 2001-07-17 2003-01-31 Sekisui Chem Co Ltd 建 物
JP2003317787A (ja) * 2002-02-21 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池車を用いたコジェネレーション車両システム及びそのシステムを構成する移動体
JP2004187385A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 分散電源システム
JP2005353383A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 S X L Corp 建物用燃料電池システム
JP2006312373A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Toyota Motor Corp 燃料供給方法および燃料補給装置
JP2007312597A (ja) * 2002-07-11 2007-11-29 Toyota Motor Corp 自家用エネルギ生成システム
WO2008015897A1 (fr) * 2006-07-31 2008-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système d'alimentation et procédé de fourniture d'énergie à ca
US7582979B2 (en) 2005-06-08 2009-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power supply system
JP2010021000A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Toyota Motor Corp 燃料電池のドライアップ回復装置、及び燃料電池システム
JP2011196933A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Aisin Aw Co Ltd 車両用情報案内装置、車両用情報案内方法及びコンピュータプログラム
US8098044B2 (en) 2006-09-29 2012-01-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle charging system, vehicle charging device and electric vehicle
KR101461918B1 (ko) * 2013-10-30 2014-11-19 현대자동차 주식회사 연료 전지 차량의 전원 장치
JP2015136258A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 京セラ株式会社 電力制御装置、電力制御装置の制御方法および電力制御システム
KR101752725B1 (ko) * 2016-12-20 2017-07-03 포트래치 주식회사 주차설비 운용장치 및 에너지 전환 운용 방법
JP2018025375A (ja) * 2016-07-31 2018-02-15 寛治 泉 水素と酸素を燃焼するエンジンシの構成方法。
US10797267B2 (en) 2017-08-01 2020-10-06 Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Package structure, manufacturing method for the same, and display device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003032896A (ja) * 2001-07-17 2003-01-31 Sekisui Chem Co Ltd 建 物
JP2003317787A (ja) * 2002-02-21 2003-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池車を用いたコジェネレーション車両システム及びそのシステムを構成する移動体
JP2007312597A (ja) * 2002-07-11 2007-11-29 Toyota Motor Corp 自家用エネルギ生成システム
JP2004187385A (ja) * 2002-12-02 2004-07-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 分散電源システム
JP2005353383A (ja) * 2004-06-09 2005-12-22 S X L Corp 建物用燃料電池システム
JP2006312373A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Toyota Motor Corp 燃料供給方法および燃料補給装置
US7582979B2 (en) 2005-06-08 2009-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power supply system
US8058836B2 (en) 2006-07-31 2011-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power system and method for supplying AC power
WO2008015897A1 (fr) * 2006-07-31 2008-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système d'alimentation et procédé de fourniture d'énergie à ca
US8098044B2 (en) 2006-09-29 2012-01-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle charging system, vehicle charging device and electric vehicle
JP2010021000A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Toyota Motor Corp 燃料電池のドライアップ回復装置、及び燃料電池システム
JP2011196933A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Aisin Aw Co Ltd 車両用情報案内装置、車両用情報案内方法及びコンピュータプログラム
KR101461918B1 (ko) * 2013-10-30 2014-11-19 현대자동차 주식회사 연료 전지 차량의 전원 장치
JP2015136258A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 京セラ株式会社 電力制御装置、電力制御装置の制御方法および電力制御システム
JP2018025375A (ja) * 2016-07-31 2018-02-15 寛治 泉 水素と酸素を燃焼するエンジンシの構成方法。
KR101752725B1 (ko) * 2016-12-20 2017-07-03 포트래치 주식회사 주차설비 운용장치 및 에너지 전환 운용 방법
US10797267B2 (en) 2017-08-01 2020-10-06 Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Package structure, manufacturing method for the same, and display device

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