JP6023978B2 - 発電システム - Google Patents

Description

本発明は、発電を行って電力を供給する発電システムに関する。

従来の発電システムに関して、特許文献１に示すものがあった。図３は特許文献１に記載された従来例の構成を示すブロック図である。

図３において、リモコン３０１は燃料電池ユニットを制御するための設定を入力する入力器であり、また、燃料電池ユニットの出力を表示する為の出力器である。

以下、図４のフローチャートを用いて、燃料電池ユニット（図示せず）が発電して、リモコン３０１の出力表示３０３、ＬＥＤ表示３０４に発電していることを報知するまでのフローを説明する。

まず、ユーザがプログラムスイッチ３０２を操作して、燃料電池ユニットに対して発電開始を指示する（ステップ４０１）。燃料電池ユニットは発電開始指示を受信すると、起動する（ステップ４０２）。そして、発電を開始したら（ステップ４０３、ＹＥＳ）、リモコンの出力表示３０３を点灯させ（ステップ４０４）、発電量をＬＥＤ表示３０４に「数値」で出力する（ステップ４０５）。起動中で発電していない場合には（ステップ４０３、ＮＯ）、出力表示３０３は消灯のままであり、ＬＥＤ表示３０４は何も表示しない。この時、発電量として“０”を表示して発電していないことを表示してもかまわない。

ユーザは出力表示３０３が点灯していること、及び／又は、現在の発電電力を“数値”で視認することによって、燃料電池が発電していることを知ることができる。

ユーザがプログラムスイッチ３０２を操作して、燃料電池ユニットに対して停止指示を発信すると（ステップ４０８）、燃料電池ユニットはこれを受けて直ちに停止する。この時、リモコンの出力表示３０３を消灯し（ステップ４０９）、ＬＥＤ表示に何も出力しない（ステップ４１０）。これらの出力を視認することによってユーザは指示通り発電を止めたことを確認できる。

特開２００２−１７５８２７号公報

しかしながら、上記従来の構成では、以下の課題を有していた。

つまり、発電システムの出力は電力であって、仮に発電システムが動作していない場合であっても、電力会社から電力が供給され、ユーザは電気を使えないという状況にはならない。従って、ユーザは発電システムからの出力がないことによって発電システムが動作していないとは気付きにくい。なお、発電システムは、通常屋外に設置されるので、その稼動部分は、屋内にいるユーザには目につきにくい。さらに、発電システムが燃料電池によって構成される場合、動作音も静かであるので、ユーザは五感によって燃料電池ユニットが動作しているかどうかは気付かない。

発電システムは２４時間常時発電するわけではない。そのため、先行例のように積極的に「発電」している事をリモコンに表示したとしても、ユーザーは発電していないことも日常的に多々目にするので、発電システムが長期間発電していなくてもユーザーは問題があるとは認識しない可能性がある。

例えば、発電システムが燃料電池を備えている燃料電池システムの場合には、熱需要が少なくなる夏期は冬期に比べると発電時間が短くなって１日の大半で発電停止していることもあり得る。この為、ユーザは発電システムが停止していること（発電していない事）を普通であると感じてしまう。

発電システムは一般的な家電製品とは異なり、風を送ったり、映像を出力したりというようなユーザに対して能動的に働きかける機器ではないので、通常ユーザはその存在を意識せずに発電システムを利用し、その出力である電力を使っている。

この結果、発電システムが発電していないことを積極的に報知しなければ、発電システムが長期間に渡って発電していないことを認識せず、そのまま放置されるという課題が発生することを本願発明者らは見出した。

上記課題を解決する為に本発明の発電システムは、
発電を行って電力を供給する発電システムであって、
少なくとも前記発電システムの起動および停止を制御する制御器と、
前記発電システムの運転状況を報知する報知器と、
を備え、
前記制御器は、前記発電システムが故障しておらず、かつ、前記発電システムが発電していない期間が予め定められる第１期間以上になった場合に、前記報知器で前記発電システムが発電していないという運転情報および前記発電システムの運転の設定を確認するための設定情報のうちの少なくとも一方の情報を含む報知情報を報知する。

このような構成により、発電システムが故障していないが、発電していない状態が第１期間以上継続した場合に、報知情報が報知器に報知される。

したがって、ユーザに注意喚起して発電システムの運転状態または設定を確認し、発電しない要因を排除することに繋がるので、発電システムが発電しないでいる時間を短くして、寿命期間内に得られる発電システムのメリットが減少することを回避できる。

本発明によれば、発電システムが故障していないにも関わらず、一定期間以上動作していないことがあれば、積極的にユーザに報知を行う。この結果、ユーザに発電させたいという意思と異なる設定になっていないかという気付きを与えることが出来る。そして、意思と異なる設定であれば、発電可能な状態に変更することにつながるので、ユーザは発電システムを動作させて、ＣＯ２削減、一次エネルギー削減、電気代削減といった発電システムのメリットを確実に享受することができる。

本発明の実施の形態１における発電システムのブロック図 本発明の実施の形態１における発電システムのフローチャート 従来例のブロック図 従来例における発電出力、ＬＥＤ表示を行う際のフローチャート

第１の発明は、
発電を行って電力を供給する発電システムであって、
少なくとも前記発電システムの起動および停止を制御する制御器と、
前記発電システムの運転状況を報知する報知器と、
を備え、
前記制御器は、前記発電システムが故障しておらず、かつ、前記発電システムが発電していない期間が予め定められる第１期間以上になった場合に、前記報知器で前記発電システムが発電していないという運転情報および前記発電システムの運転の設定を確認するための設定情報のうちの少なくとも一方の情報を含む報知情報を報知する発電システムである。

この構成により、発電システムは、故障以外の理由で第１期間以上の期間で発電していない場合に、積極的にユーザに報知を行う。この結果、ユーザに発電させたいという意思と異なる設定になっていないかという気付きを与えることが出来る。

また、報知器は、発電システムが発電していないという運転情報および発電システムの運転の設定を確認するための設定情報のうちの少なくとも一方の情報を含む報知情報を報知させてもよい。

この構成により、ユーザは報知情報を見ることによって、第１期間以上発電システムが発電停止していることに気付き、故障以外のその原因を取り除くよう働きかけることができる。

さらに、発電システムが発電をしないように設定する操作器を備え、設定情報は、発電システムが発電をしないように設定されている旨の情報であり、制御器は、発電システムが故障しておらず、かつ、第１期間以上の発電していない期間を検知した場合に、設定情報を報知させてもよい。

この構成により、ユーザは設定情報の報知を見て、発電するように設定したつもりであったにも関わらず、発電しないように設定されていたことに気付くことができる。

また、制御器は、報知器で報知情報を報知した後に、操作器で発電システムが発電をしないように設定された場合は、報知器で報知情報を報知させないように構成してもよい。

この構成により、ユーザが発電しないように設定したいという意思を汲み取り、その意思の通りに、報知情報を再度報知しないようにすることができる。

さらに制御器は、発電していない期間が第１期間を超えた後、操作器が操作された場合に報知情報を報知器に報知させてもよい。

この構成により、ユーザが操作器を操作するために操作器ならびに表示器に着目している時に報知情報が表示されるので、より確実にユーザに対して報知情報を知らせることができる。

また、報知器は、報知情報を表示するように構成されている表示部を備え、制御器は、表示部に報知情報を表示している場合に、操作器が操作された場合は、報知情報の表示を中断させてもよい。

この構成により、ユーザが操作器を操作した場合には、表示部における報知情報の表示を一時的に中断するので、操作器ならびに表示器を使って他の操作を行うことの妨げになることを回避することができる。

さらに、制御器は、報知情報の表示を中断させた後に予め定められる第２時間が経過した場合、報知情報を再度表示させてもよい。

この構成により、報知情報の表示を再度表示することによって、改めてユーザが発電システムにて発電させたいのか否かという意思を確認することができる。

また、燃料と酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池を備えてもよい。この構成により、発電してないことが音や動き等の五感によって認識しづらい燃料電池であっても、長期間における非発電状態を避けることができる。

以下、本発明の発電システムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における発電システム１００の構成を示すブロック図である。図２は同実施の形態において報知情報を報知するまでのアルゴリズムを説明する為のフローチャートである。

図１に示すように本実施の形態１における発電システム１００は、発電ユニット１０１、制御器１０２、報知器１０３を備えている。

制御器１０２は、発電システム１００の起動および停止の制御を行う。具体的には、制御器１０２は、発電ユニットに発電開始指示又は発電停止指示を発信し、発電ユニット１０１は発電指示を受信すると発電を開始し、発電停止指示を受信すると発電停止する。さらに、制御器１０２は発電ユニット１０１が備えているセルスタック、燃料改質器、インバータ、及び、補機（図示せず）を監視していて、制御器１０２はこれらの故障を検知する故障検知器を備えている。

以下、図１、図２を用いて、報知器１０３に報知情報を出力するまでのフローを説明する。

まず、制御器１０２は発電終了後、発電していない時間のカウントを開始する（ステップ２０１）。制御器１０２は、故障検知器で発電システム１００の故障を検知しておらず、発電システム１００が発電しない期間が続けばカウントを継続する（ステップ２０４）。そして、発電システム１００が故障せず、カウントした時間が予め定められる第１期間を超えた場合には（ステップ２０２）、報知情報を報知する（ステップ２０３）。

報知情報は、発電していないことを示す運転情報、又は、発電設定を確認する為の設定情報の内、少なくとも一つを含まれる。

ここで、発電システム１００の故障は、発電ユニット１０１を構成する機器の動作不良、機器と基板を接続するハーネスの断線、基板に搭載された電子回路／電子部品の動作不良、基板間を接続する通信線の断線等がある。故障が一つ以上発生した場合は、発電ユニット１０１は発電できない状態になり、この結果、発電しない状態が継続するのは当然である。しかしながら、上記の故障が発生していなくて、発電できるにも関わらず発電しない状態も存在し、制御器１０２はこの状態において、報知情報を報知器１０３へ出力する。

報知器１０３は報知情報が運転情報になるように構成されていれば、「“第１期間”を超えて発電していません。取説を参考にして発電システム１００の状態を確認してください」と出力し、放置情報が設定情報になるように構成されていれば「“第１期間”を超えて発電していません。運転設定を確認してください」と出力する。なお、報知器１０３に出力するメッセージは一例であって、本実施例に縛られるものでない。

以上説明してきたように、故障していないにも関わらず、発電していない時間が第１期間を超えた場合には、積極的に報知器１０３にて長期間発電していないことを出力し、ユーザに対して注意喚起することができる。

通常、発電ユニット１０１が発電しないということは、一次エネルギーやＣＯ２排出量、電気代を削減するといった発電システム１００のメリットを享受することができなくなるということである。発電ユニット１０１に故障があって、エラーコードが報知器１０３に表示されれば、ユーザはそれを見て即座に修理して、発電できない状態を解消することが出来る。

しかしながら、故障がない場合にはエラーコードが報知器１０３に表示されないので、ユーザは発電システム１００に何らかの問題があっても気付かない。特に発電ユニット１０１が燃料電池である場合には、熱消費量が少なくなる夏期には冬期に比べて１日の発電時間が短くなる。この時、ユーザは発電していない状態を頻繁に目にするので、それが特に問題がないものと認識してしまうと、発電しない期間が第１期間以上に継続しても発電システム１００に問題があるとは気付かず、そのまま放置してしまうことがある。

一般に燃料電池を備えている発電システム１００を電源入りのまま放置し、まったく発電しない場合には、通電期間だけがカウントされ、待機中に補機であるアクチュエータによって電力が消費されるだけである。このため、機器寿命内のＣＯ２（二酸化炭素）削減、一次エネルギー削減、電気代削減などのメリットが減少するので、発電システムの価値を享受できないことに繋がる。

本実施の形態では、発電システム１００が故障していない場合に発電していない状態が第１期間以上継続した場合に、報知器１０３に対して報知情報を出力し、報知器１０３にメッセージを出力することが出来る。ユーザはこれを見て、発電システム１００の運転状態を確認したり、運転設定を確認したりするきっかけとすることができので、発電していない期間を短くして、発電システム１００のメリットを享受できない期間を短くできる。

さらに発電しない設定をすることができる操作器１０４を備えた場合は、設定情報は発電しないよう設定している旨の情報であって、報知器１０３に設定情報を確認するよう求める表示を出力する。

例えば、ユーザが発電可能な設定にしていたが、メンテナンス時にサービスマンが発電しない設定に変え、メンテナンス終了後そのまま帰ってしまった場合には、ユーザが特に注意を払わなければ発電しない設定のまま放置されることになる。発電システム１００はそのアウトプットが電気であって、発電しなくても電力会社から電気が賄われるので、発電システム１００が発電しているか否かに気付きにくい。

しかしながら、設定情報の表示によって発電設定を確認するように求められれば、ユーザは操作器を操作して発電しない設定になっていないかを確認するきっかけとなり、発電しない期間を第１期間で留めることができる。この結果、前述したような発電システム１００のメリットを享受できない期間を少なくすることが出来るのは明白である。

一方で、ユーザの都合によって本当に発電して欲しくない場合もあり得る。報知器１０３に報知情報を出力した後、再度ユーザが操作器１０４にて発電しない設定にした場合は、制御器１０２はユーザの意思で「発電しない」と設定したものと認識し、報知情報の出力を止める。即ち、ユーザが再度発電しない設定にした場合には、何度も報知情報を出力してユーザを煩わせることを避けることが出来る。

また、制御器１０２は報知情報が報知器１０３で報知していない場合に、ユーザが操作器１０４を操作した時、報知情報を報知器１０３へ出力するようにすれば、ユーザが報知器１０３の近傍にいることが期待できるので、より確実に報知情報の出力をユーザに知らせることができるのは自明である。

報知器１０３に出力する報知情報は、その目的から画面の大部分を使って、出力するのが望ましい。この場合、報知情報の出力によって発電システム１００の機能を操作することを妨げることになってしまうので、報知情報を出力している時に操作器１０４が操作されれば、その報知情報の出力を一旦止めることによって、それを避けることが出来る。

その上で、報知情報の出力を止めた後、予め定められる第２期間が経過したら再度報知情報を報知器１０３へ出力するようにすることによって、改めて発電していない事を通知することができる。この結果、一旦、発電システム１００の出力が解除された後でも、ユーザが運転情報または設定情報を確認するまで繰り返し、出力することができる。

なお、発電ユニット１０１が燃料と酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池を備えている場合には、駆動装置が少なく、それらの駆動音も小さい。発電システム１００も屋外に設置されているので、屋内にいるユーザの五感によって動作しているか否かを認識しづらい。したがって、本実施例であれば、長期間発電していないことを報知器１０３において出力するので、このような特徴を持つ燃料電池では長期間発電していないことにユーザに気付かせる上で特に有効である。

なお、発電ユニット１０１が、燃料電池を備えている形態について説明を行ったが、燃料電池の代わりに燃料を燃焼させて電力供給および熱供給を行う発電機を備えていても良い。

本発明にかかる発電システムの報知器は、発電していないことにユーザが気付きにくい発電ユニットを有するシステムにおいて有効である。燃料電池で構成される発電システム場合、駆動部分が目につきにくく、駆動音も小さいので、発電していることが分かりにくい為、特に家庭用や業務用の各種燃料電池システムや発電機に有用である。

１００ 発電システム
１０１ 発電ユニット
１０２ 制御器
１０３ 報知器
１０４ 操作器

Claims (7)

1. 発電を行って電力を供給する発電システムであって、
   少なくとも前記発電システムの起動および停止を制御する制御器と、
   前記発電システムの運転状況を報知する報知器と、
   を備え、
   前記制御器は、前記発電システムが故障しておらず、かつ、前記発電システムが発電していない期間が予め定められる第１期間以上になった場合に、前記報知器で前記発電システムが発電していないという運転情報および前記発電システムの運転の設定を確認するための設定情報のうちの少なくとも一方の情報を含む報知情報を報知する、
   発電システム。
2. 前記発電システムが発電をしないように設定するための操作器を備え、
   前記設定情報は、前記発電システムが発電をしないように設定されている旨の情報であり、
   前記制御器は、前記発電システムが故障しておらず、かつ、前記第１期間以上の発電していない場合に、前記設定情報を報知させる、
   請求項１に記載の発電システム。
3. 前記制御器は、前記報知器で前記報知情報を報知した後に、前記操作器で前記発電システムが発電をしないように設定された場合は、前記報知器で前記報知情報を報知させない、請求項２に記載の発電システム。
4. 前記発電システムが発電をしないように設定するための操作器をさらに備え、
   前記制御器は、発電していない期間が前記第１期間を超えた後、前記操作器が操作された場合に前記報知情報を前記報知器に報知させる、
   請求項１又は２に記載の発電システム。
5. 前記発電システムが発電をしないように設定するための操作器をさらに備え、
   前記報知器は、前記報知情報を表示するように構成されている表示部を備え、
   前記制御器は、前記表示部に前記報知情報を表示している場合に、前記操作器が操作さ
   れた場合は、前記報知情報の表示を中断させる、
   請求項１又は２に記載の発電システム。
6. 前記制御器は、前記報知情報の表示を中断させた後に予め定められる第２期間が経過した場合、前記報知情報を再度表示させる、
   請求項５に記載の発電システム。
7. 燃料と酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池を備えている、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の発電システム。