WO2012127800A1 - 燃料電池発電装置 - Google Patents

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WO2012127800A1
WO2012127800A1 PCT/JP2012/001567 JP2012001567W WO2012127800A1 WO 2012127800 A1 WO2012127800 A1 WO 2012127800A1 JP 2012001567 W JP2012001567 W JP 2012001567W WO 2012127800 A1 WO2012127800 A1 WO 2012127800A1
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fuel cell
time
cell power
maintenance
power generation
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裕章 加来
宮内　伸二
仁 大石
鋭 張
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Panasonic Corp
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Panasonic Corp
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    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
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    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • Y—GENERAL 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
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    • Y—GENERAL 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell power generator, and more particularly to a fuel cell power generator that requires regular maintenance.
  • a desulfurization agent replacement system for notifying the replacement timing of a desulfurization agent is known. For example, when the accumulated power generation amount exceeds a predetermined value, the power generation amount measuring and processing apparatus predicts that the desulfurization agent will soon be exhausted, and the replacement time of the desulfurization agent cartridge is displayed on the display device (see, for example, Patent Document 1). .
  • Fuel cell power generators are relatively large devices and are often installed outdoors. For this reason, the fuel cell power generator may be installed in a place where environmental conditions are difficult to maintain (for example, long rain, heavy snow, short sunshine hours, etc.). In this case, even if the replacement time of the desulfurizing agent cartridge is displayed on the display device, there may be a situation in which the operator cannot perform maintenance at this time.
  • the maintenance time of the fuel cell power generator varies depending on the operating status of the fuel cell. This makes it difficult to set the maintenance time in advance.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a fuel cell power generator capable of performing maintenance at a more appropriate time.
  • a fuel cell power generation device is a fuel cell power generation device in which maintenance is performed, an installation environment information input unit that inputs installation environment information of the fuel cell power generation device, and the fuel cell power generation device
  • a notification device for notifying that the maintenance of the fuel cell power generation apparatus should be performed at a notification time set before a maintenance time of the fuel cell power generation device, and a first period between the maintenance time and the notification time,
  • a controller configured to set based on the installation environment information input by the environment information input unit.
  • the present invention has the configuration described above, and has the effect of providing a fuel cell power generator that can perform maintenance at a more appropriate time.
  • 2 is a flowchart showing an example of the operation of the fuel cell power generator of FIG.
  • It is a block diagram which shows the function of the fuel cell electric power generating apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the relationship between the installation environment information (special area) of other fuel cell power generation devices, and a 1st period.
  • a fuel cell power generation device is a fuel cell power generation device in which maintenance is performed, an installation environment information input unit that inputs installation environment information of the fuel cell power generation device, and the fuel cell power generation device
  • a notification device for notifying that the maintenance of the fuel cell power generation apparatus should be performed at a notification time set before a maintenance time of the fuel cell power generation device, and a first period between the maintenance time and the notification time,
  • a controller configured to set based on the installation environment information input by the environment information input unit.
  • the fuel cell power generation device may further include an operation amount acquisition unit that acquires an operation amount of the fuel cell power generation device, and the controller may be configured to identify the maintenance time based on the operation amount.
  • the operation amount acquisition unit includes the accumulated power generation time generated by the fuel cell power generation device, the cumulative power generation amount, and the cumulative number of power generations, the elapsed time elapsed since the installation of the fuel cell power generation device, Cumulative energization time during which power is supplied to at least one of the controller and the auxiliary device of the fuel cell power generator, the cumulative operation time and the cumulative number of operations of the equipment constituting the fuel cell power generator, and the fuel The operation amount may be determined based on at least one of the cumulative heat supply amounts supplied by the battery power generation device.
  • the controller determines, based on the installation environment information, that the maintenance time corresponds to a special time that is more difficult to perform maintenance than other times, and the maintenance time is set to the special time.
  • the first period may be set to be longer than when it is determined that is not applicable.
  • the controller is configured to set the first period so that the notification time is before the start of the special time when it is determined that the maintenance time corresponds to the special time. May be.
  • the first period may be set longer than when it is determined that the installation location of the fuel cell power generation device does not correspond to a special area.
  • the installation environment information input unit includes a signal input from a temperature detector disposed at a location where the fuel cell power generation device is installed, and a water supply channel connecting the water supply source and the fuel cell power generation device At least one of the signals input from the temperature detector arranged in the screen may be input as the installation environment information.
  • the installation environment information input unit includes position information where the fuel cell power generation device is installed, altitude information where the fuel cell power generation device is installed, and maintenance contractor information for performing maintenance. At least one piece of information may be input as the installation environment information.
  • the installation environment information input unit may input learning information obtained by learning an environment in which the fuel cell power generation device is installed as the installation environment information.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functions of the fuel cell power generator according to the first embodiment.
  • the fuel cell power generation device 1 is a fuel cell power generation device 1 to be maintained, and performs an installation environment information input unit 25 for inputting installation environment information of the fuel cell power generation device 1 and maintenance of the fuel cell power generation device 1.
  • the installation environment information input unit 25 inputs the alarm 26 for notifying the power cell generator 1 at the notification time set before the maintenance time of the fuel cell power generator 1 and the first period between the maintenance time and the notification time.
  • a controller 23 configured to set based on the installed installation environment information.
  • information related to the environment where the fuel cell power generator 1 is installed is input by the installation environment information input unit 25.
  • the controller 23 determines the first period based on the installation environment information.
  • the notification time is determined based on the first period and the maintenance time. Then, the notification device 26 notifies that the maintenance should be performed at the notification time.
  • the notification time since the notification time is obtained based on the installation environment information of the fuel cell power generation device 1, the notification time takes into consideration the maintenance status of the fuel cell power generation device.
  • the second embodiment shows an example in which the fuel cell power generation device of the first embodiment is applied to a fuel cell power generation device including parts that require maintenance such as a desulfurizer and an ion exchange resin.
  • FIG. 1 is a block diagram showing functions of the fuel cell power generator according to the second embodiment.
  • the fuel cell power generator 1 is connected to an electric power system 2 and an electric power load 3.
  • the power system 2 is, for example, a single-phase three-wire AC power supply (system power supply).
  • the power load 3 is, for example, a television or an air conditioner used in a general home, and is a device that consumes AC power supplied from the power system 2 or the fuel cell power generator 1.
  • the fuel cell power generation device 1 is a device that generates power, for example, by causing hydrogen and oxygen to react electrochemically.
  • the fuel cell power generator 1 includes a desulfurizer 11, a reformer 12, a fuel cell stack 13, an inverter 14, an auxiliary device 15, a circuit breaker 16, a cooling pipe 17, a heat exchanger 18, a cooling device A water pump 19, an exhaust heat recovery pipe 20, a hot water storage tank 21, an exhaust heat recovery pump 22, a controller 23, an operation information acquisition unit 24, an installation information input unit 25, and an alarm 26 are provided. ing.
  • the desulfurizer 11 is an apparatus for removing sulfur compounds from fuel such as city gas, that is, desulfurization.
  • the desulfurizer 11 includes a desulfurizing agent cartridge that stores a desulfurizing agent for adsorbing a sulfur compound.
  • the reformer 12 is a device for reforming the fuel desulfurized by the desulfurizer 11 into a fuel gas containing a large amount of hydrogen.
  • the fuel gas generated by the reformer 12 is supplied to the fuel cell stack 13.
  • the fuel cell stack 13 is a device that generates direct-current power by electrochemically reacting hydrogen and oxidant gas in the fuel gas.
  • various known types of fuel cell stacks can be used. For example, oxygen in the air is used as the oxidant gas.
  • the air is supplied to the fuel cell stack 13 by an air supply device (not shown) such as a blower. Then, the DC power generated in the fuel cell stack 13 is supplied to the inverter 14 and the auxiliary machine 15.
  • the inverter 14 converts the DC power generated in the fuel cell stack 13 into AC power having the same frequency as the AC power frequency of the power system 2.
  • the AC power converted by the inverter 14 is supplied to the power system 2 and the power load 3 through the circuit breaker 16.
  • the circuit breaker 16 is configured to be able to open and close an AC power supply path from the inverter 14 to the power system 2 or the power load 3.
  • the auxiliary machine 15 is a device for operating the fuel cell power generator 1.
  • the recovered water tank 31 stores water recovered by a condenser (not shown) from unused fuel gas and unused oxidant gas respectively discharged from the fuel cell stack 13.
  • the water in the recovered water tank 31 is supplied to the cooling water tank 33 through the water purification device 32.
  • the water purification device 32 is filled with an ion exchange resin. Further, the water purification device 32 may be provided with an activated carbon filter or a reverse osmosis membrane.
  • Water in the cooling water tank 33 is supplied as reforming water to the reformer 12 through the water supply pipe 17a.
  • the water in the cooling water tank 33 is circulated through the cooling pipe 17b, the fuel cell stack 13, the cooling pipe 17c, and the heat exchanger 18 as cooling water for cooling the fuel cell stack 13.
  • This circulation is performed by a cooling water pump 19 provided in the cooling pipe 17c.
  • the temperature of the cooling water rises due to the heat generated in the fuel cell stack 13 and flows into the heat exchanger 18.
  • the cooling water whose temperature has risen is cooled by the heat exchanger 18 and returns to the cooling water tank 33.
  • one heat exchange flow path is connected to the cooling pipe 17c, and the other heat exchange flow path is connected to the exhaust heat recovery pipes 20a and 20b.
  • the heat exchanger 18 recovers heat from the cooling water in the cooling pipe 17c and applies heat to the water in the exhaust heat recovery pipe 20b. Thereby, the heat exchanger 18 cools the cooling water whose temperature of the cooling pipe 17b has increased.
  • the exhaust heat recovery pipes 20 a and 20 b connect the heat exchanger 18 and the hot water storage tank 21.
  • An exhaust heat recovery pump 22 is provided in the exhaust heat recovery pipe 20b.
  • the exhaust heat recovery pump 22 circulates the water supplied into the hot water storage tank 21 so as to pass through the heat exchanger 18 and return to the hot water storage tank 21 again.
  • the controller 23 controls the operation of the reformer 12, the fuel cell stack 13, the inverter 14, the auxiliary machine 15, the circuit breaker 16, the cooling water pump 19, and the exhaust heat recovery pump 22.
  • the controller 23 has a timer, a calculation unit, and a data storage unit.
  • the timekeeping unit is constituted by a timer, for example.
  • the calculation unit is composed of, for example, a CPU and a memory.
  • the data storage unit is composed of a memory, for example.
  • the data storage unit stores, for example, the relationship between the installation environment information, the special time, and the first period shown in FIG.
  • the controller 23 only needs to have an arithmetic processing function. Examples of the controller 23 include a microcontroller, CPU, MPU, logic circuit, PLC (Programmable Logic Controller), and the like.
  • the operation information acquisition unit 24 and the installation environment information input unit 25 may be included in the controller 23.
  • the controller 23 may be a single control device that performs centralized control, or may be a plurality of control devices that perform distributed control.
  • the operation information acquisition unit 24 and the installation environment information input unit 25 may be realized by a program stored in a single control device.
  • you may each be comprised with four control apparatuses each provided with the function of the driving information acquisition part 24 and the installation environment information input part 25.
  • the controller 23 operates the fuel cell power generation device 1 in a predetermined time unit (for example, a day unit or a week unit) so that the fuel cell power generation device 1 generates power in a time zone where energy saving and economic efficiency can be exhibited. Time is planned and the operation of the fuel cell power generator 1 is controlled. For example, the controller 23 collects power load and heat load data consumed by the user at home during the day using a sensor or the like. Then, the controller 23 calculates the power generation start time and the power generation end time so that hot water is accumulated and power is generated in the time zone with the largest load. From the calculated power generation start time to the power generation end time, the controller 23 controls the operations of the devices 12 to 16, 19, and 22 of the fuel cell power generation device 1. Thereby, when the load of a user's home is large (that is, when consumption of hot water and electric power is large), sufficient electric power can be supplied by hot water and power generation, and energy saving and economic efficiency can be improved.
  • a predetermined time unit for example, a day unit or a
  • the controller 23 specifies the maintenance time based on the operation amount input from the operation information acquisition unit 24.
  • K indicates a period from the present time to the maintenance time.
  • H indicates a period from the previous maintenance to the present time.
  • I shows the operation amount in the H period.
  • J indicates the amount of operation in the period (H + K) from the previous maintenance to the next maintenance.
  • the maintenance reference period is determined for each maintenance target component in relation to the operation amount.
  • the maintenance time varies depending on the amount of operation performed. That is, as the amount of operation performed increases, the parts to be maintained are consumed, and the period from the current time to the maintenance time becomes shorter.
  • the maintenance target parts are parts that deteriorate in proportion to the operation time.
  • Examples of the maintenance target parts include the desulfurizer 11, the water purification device 32, an air filter, a combustion flow meter filter, a combustible gas sensor, and a CO sensor.
  • the desulfurizer 11 needs to replace the desulfurizing agent cartridge.
  • the water purification device 32 needs to replace the ion exchange resin.
  • the maintenance reference period for the maintenance target components such as the desulfurizer 11, the water purification device 32, the air filter, and the combustion flow meter filter is, for example, a cumulative energization time (operation amount) of 2.5 years.
  • the reference period of maintenance related to maintenance target parts such as a combustible gas sensor and a CO sensor is, for example, a cumulative energization time (operating amount) of 5.0 years.
  • Controller 23 sets a first period between the maintenance time and the notification time based on the installation environment information. This is because the maintenance time varies depending on the amount of operation performed, so the maintenance time may be difficult to carry out, and in such a case, it is necessary to adjust the notification time. .
  • the installation environment information is input from the installation environment information input unit 25.
  • the difficulty level of performing maintenance varies depending on the installation environment of the fuel cell power generation device 1. For this reason, the installation environment information and the first period are associated with each other so that the first period is longer as the installation environment information is more difficult to perform maintenance. This association is predetermined, for example, as shown in FIG.
  • the first period may be 0 or may be longer than 0.
  • the first period is 0, and the notification time is set to the same day as the maintenance time of the fuel cell power generator 1.
  • the first period is longer than zero.
  • the notification time is set before the maintenance time of the fuel cell power generator 1. The first period is set longer as the difficulty level of maintenance increases.
  • the controller 23 determines whether the maintenance time corresponds to the special time based on the installation environment information.
  • a special period is a period when maintenance is more difficult than other periods.
  • the first period is set longer than when it is determined that the maintenance time does not correspond to the special time.
  • the first period is set so that the notification time is before the start of the special time.
  • the controller 23 determines whether or not the installation location of the fuel cell power generator 1 falls within a special area based on the installation environment information. Special areas are more difficult to perform maintenance than other areas. When it is determined that the installation location of the fuel cell power generation device 1 corresponds to the special area, the first period is set longer than when it is determined that the installation location of the fuel cell power generation device 1 does not correspond to the special area.
  • the operation information acquisition unit 24 acquires the operation amount of the fuel cell power generation device 1.
  • the amount of operation includes, for example, the cumulative power generation time generated by the fuel cell power generation device 1, the cumulative power generation amount, the cumulative power generation count, the elapsed time since the fuel cell power generation device 1 was installed, the controller 23 and the fuel cell power generation device.
  • the cumulative energization time during which power is supplied to at least one of the auxiliary machines, the cumulative operation time and the cumulative number of operations of the devices constituting the fuel cell power generator 1, and the cumulative power supplied by the fuel cell power generator 1 It is determined based on at least one of the heat supply amount and the operation time of the maintenance target component.
  • power is supplied to the controller 23 and the auxiliary equipment of the fuel cell power generator 1 from, for example, the power system 2 and the fuel cell stack 13. Moreover, when external power, such as a storage battery or a solar power generation device, is connected to the fuel cell power generation device 1, power can be supplied from these to the controller 23 and the auxiliary device of the fuel cell power generation device 1. Furthermore, the elapsed time since the fuel cell power generator 1 is installed is a time measured by a real-time clock or the like that operates on the battery even when the main power is turned off. Examples of the equipment constituting the fuel cell power generator 1 include the fuel cell stack 13, the reformer 12, the cooling water pump 19, and the like. The accumulated heat supply amount supplied by the fuel cell power generator 1 is obtained from the temperature and amount of hot water supplied from the hot water storage tank 21, for example.
  • the installation environment information input unit 25 inputs (acquires) installation environment information of the fuel cell power generator 1.
  • the installation environment information input unit 25 inputs (acquires) installation environment information from, for example, an input device such as a switch, a network such as GPS and the Internet, a communication line, a calendar, and a sensor that detects temperature, altitude, and the like.
  • the sensors include a temperature detector, an altitude detector, an atmospheric pressure detector, a humidity detector, and a water supply channel that connects the water supply source and the fuel cell power generator 1 at the place where the fuel cell power generator 1 is installed. Temperature detector to be used.
  • the installation environment information input unit 25 may include a memory that stores the installation environment information.
  • installation environment information for example, temperature information of a water supply channel, temperature information of an installation location of the fuel cell power generation device 1, position information and altitude information where the fuel cell power generation device 1 is installed, and information on a maintenance company that performs maintenance
  • This location information includes, for example, local names of Japan such as Hokkaido, Tohoku, Kanto, Hokuriku, Tokai, Kinki, China, Shikoku, Kyushu, and Okinawa.
  • the position information includes coordinates such as longitude and latitude, and country names such as Japan.
  • Maintenance contractor information takes into account the ease of maintenance contractors, such as the number of workers, the size of the corresponding area, the ease of moving to a maintenance location due to the influence of remote islands, mountains, plains, etc. Is set.
  • the installation environment information may be input at the time of shipment or construction before the installation of the fuel cell power generation device 1, or may be input at any time after the installation of the fuel cell power generation device 1, at a predetermined time, or at an arbitrary time.
  • a person may input the installation environment information using the installation environment information input unit 25, or the installation environment information input unit 25 may automatically input the installation environment information.
  • the notification device 26 notifies at the notification time that the maintenance of the fuel cell power generator 1 should be performed.
  • the notification time is determined by the controller 23.
  • the notification device 26 is a device that notifies operation information, maintenance information, abnormality, etc. of the fuel cell power generation device 1 by sound or display.
  • the notification device 26 may be configured to notify the maintenance terminal of the maintenance company that maintenance is necessary through a communication line.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the fuel cell power generator 1.
  • the operation information acquisition unit 24 measures the energization time of the fuel cell power generation device 1 from the previous maintenance to the current time, integrates it, and acquires the accumulated energization time as the operation amount of the fuel cell power generation device 1 (step S1). ).
  • the operation information acquisition unit 24 outputs the accumulated energization time to the controller 23.
  • the cumulative energization time E corresponding to the reference period for maintenance is 21,600 (hours) and the actual energization time actually implemented: F is 19,410 (hours), the period until the maintenance time : G is 3 (month). Therefore, the maintenance time is three months after the present time.
  • the installation environment information input unit 25 acquires installation environment information (step S3). For example, when the installation company inputs the input information shown in FIG. 2 using a switch or the like, the area information corresponding to the input information is acquired as the installation environment information. Specifically, when the fuel cell power generation device 1 is installed in a heavy snowy area such as Hokkaido, the input information “001” is input, and the installation environment information “heavy snow” is acquired.
  • the controller 23 determines whether the maintenance time corresponds to the special time based on the installation environment information (step S4). For example, the controller 23 obtains the special period “December to February” corresponding to the installation environment information “heavy snow” based on the relationship between the installation environment information, the special period, and the first period shown in FIG. Therefore, it is determined whether or not the previously calculated maintenance time corresponds to the special time “December to February”.
  • step S4 NO
  • the same 1 (month) as the installation environment information “normal” is set as the first period based on the association in FIG. 2 (step S5).
  • step S4 YES
  • 3 (month) corresponding to the special time of the installation environment information “heavy snow” is set as the first period based on the association of FIG. 2 (step S6). Since it is very difficult to carry out maintenance of the fuel cell power generation device 1 due to a large amount of snow at such a special time, the first period: 3 (month) is longer than the normal first period: 1 (month). Set long.
  • Controller 23 sets a notification time based on the maintenance time and the first period (step S7). If the maintenance period does not correspond to a special period, the period until the maintenance period: G is 3 (months) and the first period: 1 (month), and the notification period is one month before the maintenance period, that is, two months from the present time Set later. If the maintenance time corresponds to a special time, the period until the maintenance time: G is set to 3 (months) and the first period: 3 (months), and the notification time is set to 3 months before the maintenance time, that is, the current time. Is done.
  • the controller 23 acquires the current date and determines whether or not the current time has reached the set notification time (step S8). In this case, when the maintenance time does not correspond to the special time, since the notification time is two months after the current time, the current time has not reached the notification time (step S8: NO). Accordingly, the process returns to step S1, and the processes in steps S1 to S8 are repeated until the current time reaches the notification time.
  • the notification device 26 notifies at the notification time that the maintenance of the fuel cell power generation apparatus 1 should be performed (step S9).
  • a maintenance contractor, a user, etc. can grasp
  • the notification device 26 ends the notification.
  • the maintenance time is specified based on the operation amount such as the cumulative energization time.
  • the maintenance time according to the operation status of the fuel cell power generator 1 is appropriately set. Therefore, it is possible to efficiently maintain the maintenance target component without performing the maintenance too early than the maintenance time.
  • the first period is set according to the installation environment information such as the area information, and the notification time is determined only the first period before the maintenance time. For this reason, the notification time is suitable for the environment where the fuel cell power generator 1 is installed. Therefore, the notification time is not unnecessarily prolonged, and the usage period of the maintenance target component is not wasted. In addition, since maintenance is performed between the notification time and the maintenance time, and between the maintenance time, it is possible to prevent power generation efficiency from being lowered due to a delay in maintenance.
  • controller 23 since the controller 23 notifies that maintenance is required at the notification time, the user can easily recognize that it is the maintenance time.
  • the installation environment information input unit 25 automatically acquires the installation environment information via a GPS, a communication line, or the like, it is possible to reduce the burden on the person for acquiring the installation environment information.
  • the relationship between the installation environment information shown in FIG. 2, the special time, and the first period is stored in advance in the data storage unit of the controller 23. Then, when the installation environment information input unit 25 inputs the installation environment information, the controller 23 specifies a special time corresponding to the installation environment information.
  • a special time is obtained based on learning information obtained by learning the environment in which the fuel cell power generator 1 is installed, and this special time is set as installation environment information by the installation environment information input unit 25. Entered. For this reason, the installation environment information input by the installation environment information input unit 25 is a special time. Therefore, the data storage unit of the controller 23 stores the relationship between the installation environment information (special time) and the first period.
  • the installation environment information input unit 25 inputs learning information obtained by learning the environment in which the fuel cell power generator 1 is installed as installation environment information.
  • the installation environment information input unit 25 includes a calendar unit, a calculation unit, and a data storage unit.
  • a calendar part and a calculating part are comprised by CPU and memory, for example.
  • the data storage unit is constituted by a memory, for example.
  • the installation environment information input unit 25 includes a temperature detector and a humidity detector arranged at the installation location of the fuel cell power generator 1, and a temperature detector arranged in a water supply channel connecting the water supply source and the fuel cell power generator 1.
  • the detected values are stored from sensors such as, and the installed environment information is obtained by analyzing these detected values.
  • the installation environment information input unit 25 acquires installation environment information (step S3).
  • the calculation unit obtains the dry bulb temperature and the relative humidity of the environment where the fuel cell power generation device 1 is installed from a thermohygrometer.
  • the calculation unit calculates the average temperature and the average humidity every predetermined time (for example, one day, one week), and stores the average temperature and the average humidity in association with the calendar information of the calendar unit in the data storage unit.
  • the arithmetic unit is configured such that the average temperature is equal to or lower than a predetermined value or the average humidity is equal to or higher than a predetermined value every fixed period (for example, January) that is a collection of a plurality of fixed times.
  • the installation environment information input unit 25 determines that the period in which the ratio of the average temperature equal to or higher than the predetermined value is equal to or higher than the predetermined value and the ratio of the average humidity equal to or higher than the predetermined value is equal to or higher than the predetermined value is a special time. Get the time as installation environment information.
  • the controller 23 determines whether the maintenance time corresponds to the installation environment information that is the special time (step S4).
  • the installation environment information is obtained based on the learning information stored for a certain period.
  • the installation environment information is determined based on data that is subject to daily changes such as temperature and humidity, the installation environment information is stabilized and the reliability is increased. For this reason, a more appropriate notification time is required. Therefore, the first period is not excessively long, and the maintenance target component is efficiently maintained. Further, it is possible to prevent a situation in which the first period is not too short and the maintenance time has elapsed. Moreover, since maintenance at a special time is avoided, the burden of maintenance on the operator can be reduced.
  • one piece of installation environment information is input, but two or more pieces of installation environment information may be input.
  • the installation environment information input unit 25 inputs “heavy rain (rainy season)” and “typhoon” shown in FIG. 2 as installation environment information.
  • the notification time is more suitable for the installation environment.
  • the installation environment information, the special time, and the first period are associated and stored in advance.
  • the special time and the first period may be associated and stored in advance.
  • date and time information input from the calendar unit of the installation environment information input unit 25 is input as installation environment information.
  • the controller 23 obtains a special period corresponding to the date / time information from a predetermined relationship.
  • the controller 23 determines whether or not the maintenance time corresponds to a special period, and specifies a first period when it is applicable or a first period when it is not applicable from a predetermined relationship. This “relation between the special time and the first period” is set, for example, depending on the difficulty level of the maintenance work.
  • December to February is a period when the outside temperature is very low and maintenance work is difficult. Therefore, for the special period: December to February, the first period is set to 3 months. Also, in June and July, days when there is a lot of rain during the rainy season and maintenance work can be performed are limited. Therefore, for the special period: June and July, the first period is set to 2 months. Furthermore, August to November is a warm and easy maintenance period. For this reason, the first period is set to one month for periods other than these special periods. In this way, by setting the first period to 3 months with respect to the special period: December to February, maintenance can be performed during a period when maintenance work is easy. In addition, since the first period is set to two months with respect to the special period: June and July, maintenance work can be performed in April and May when there is relatively little rain.
  • the area information, which is the installation environment information, the special period, and the first period are associated and stored in advance.
  • the destination, which is the installation environment information, the special time, and the first period may be associated with each other and stored in advance.
  • the first period is set to 3 months for destinations: Hokkaido, Tohoku and Hokuriku.
  • the first period is set to 2 months.
  • the first period is set to one month.
  • the controller 23 determines October three months before as the notification time, and maintenance is required from October. Is notified by the alarm device 26.
  • the user can know that maintenance is required after three months at the time of October when there is little risk of heavy snow.
  • the controller 23 notifies the notification device 26 that maintenance is required from February three months before. In this case, the maintenance operator can delay the maintenance time until March or April when there is little risk of heavy snow according to his / her own judgment. Thereby, it can suppress that electric power generation efficiency falls by the delay of a maintenance.
  • a certain period such as one month or three months is set as the first period.
  • the first period may be set so that the notification time is before the start of the special time.
  • a special time is set in which maintenance is more difficult than other times.
  • a special area where maintenance is more difficult than other areas may be set.
  • a remote island is set as the installation environment information. This remote island is included in a special area where maintenance is more difficult than in other areas. For this reason, the first period: 3 (month) for the special area “remote island” is set longer than the first period: 1 (month) for “other than the remote island” which is not the special area.
  • the maintenance time is obtained based on one operation amount such as the cumulative energization time.
  • the maintenance time may be specified based on two or more operation amounts. For example, when the operation amount is acquired from the accumulated power generation time and the accumulated power generation amount, the controller 23 calculates the maintenance time based on the accumulated power generation time and the maintenance time based on the accumulated power generation amount, and the earliest of these arrives. Specify the time as the maintenance time. Thereby, the maintenance notification according to the apparatus state of the fuel cell power generator 1 can be performed.
  • the special time is obtained by learning based on temperature and humidity.
  • the present invention is not limited to this.
  • a special time period is learned based on the barometric pressure measured by the barometer, the rainfall measured by the rain gauge, the wind speed measured by the anemometer, and weather information (for example, rain, snow) obtained through a communication line such as the Internet. May be.
  • the special time is obtained by learning, but the present invention is not limited to this.
  • a special area that is more difficult to maintain than other areas may be obtained by learning. Specifically, it learns a special region of extreme cold with a low annual average temperature and a region with a lot of rainfall as a special region of heavy rain.
  • the controller 23 determines the notification time at a time earlier than the maintenance time by the first period corresponding to the special area.
  • the “predetermined period according to the special area” may be set to 3 months for the special area in the extreme cold, 2 months for the special area with heavy rain, and 1 month for the other areas. Thereby, it becomes unnecessary to input installation environment information by a person, and the burden on the person can be reduced.
  • the fuel cell power generator of the present invention is useful as a fuel cell power generator that can perform maintenance at a more appropriate time.

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Abstract

　燃料電池発電装置(1)は、設置環境情報入力部(25)と報知器(26)と制御器(23)と、を備えている。制御器(23)は、メンテナンス時期と報知時期との間の第１期間を設置環境情報入力部により入力された設置環境情報に基づいて設定するよう構成されている。

Description

燃料電池発電装置
　本発明は、燃料電池発電装置に関し、特に、定期的にメンテナンスが必要な燃料電池発電装置に関するものである。
　従来の燃料電池として、脱硫剤の交換時期を通知する脱硫剤交換システムが知られている。たとえば、累積発電量が所定値以上になると、発電量計測処理装置は脱硫剤の寿命がまもなく尽きると予測し、脱硫剤カートリッジの交換時期が表示装置に表示される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４―３６２８５６号公報
　燃料電池発電装置は、比較的大型の装置であるため、屋外に設置されることが多い。このため、メンテナンスが難しい環境条件（例えば、長雨、豪雪、日照時間が短いなど）の場所に、燃料電池発電装置が設置されることがあり得る。この場合、脱硫剤カートリッジの交換時期が表示装置に表示されても、この時期に作業者がメンテナンスできない事態も起こり得る。
　また、燃料電池発電装置のメンテナンス時期は、燃料電池の運転状況などにより変化する。これにより、メンテナンス時期を予め設定することが困難である。
　さらに、メンテナンスの実施がメンテナンス時期より早すぎると、メンテナンス対象部品の使用期間が残り、この期間が無駄になってしまう。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、より適切な時期にメンテナンスを実施することができる燃料電池発電装置を提供することを目的としている。
　本発明のある態様に係る、燃料電池発電装置は、メンテナンスが行われる燃料電池発電装置であって、前記燃料電池発電装置の設置環境情報を入力する設置環境情報入力部と、前記燃料電池発電装置のメンテナンスを実施すべきことを、前記燃料電池発電装置のメンテナンス時期より前に設定される報知時期に報知する報知器と、前記メンテナンス時期と前記報知時期との間の第１期間を、前記設置環境情報入力部により入力された前記設置環境情報に基づいて設定するよう構成された制御器と、を備えている。
　本発明は、以上に説明した構成を有し、より適切な時期にメンテナンスを実施することができる燃料電池発電装置を提供することができるという効果を奏する。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明の第２実施形態に係る燃料電池発電装置の機能を示すブロック図である。 図１の燃料電池発電装置の設置環境情報と特殊時期と第１期間との関係を示す図である。 図１の燃料電池発電装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る燃料電池発電装置の機能を示すブロック図である。 その他の燃料電池発電装置の設置環境情報（特殊地域）と第１期間との関係を示す図である。
　本発明の実施の形態に係る燃料電池発電装置は、メンテナンスが行われる燃料電池発電装置であって、前記燃料電池発電装置の設置環境情報を入力する設置環境情報入力部と、前記燃料電池発電装置のメンテナンスを実施すべきことを、前記燃料電池発電装置のメンテナンス時期より前に設定される報知時期に報知する報知器と、前記メンテナンス時期と前記報知時期との間の第１期間を、前記設置環境情報入力部により入力された前記設置環境情報に基づいて設定するよう構成された制御器と、を備えている。
　燃料電池発電装置は、前記燃料電池発電装置の運転量を取得する運転量取得部をさらに備え、前記制御器は、前記運転量に基づいて前記メンテナンス時期を特定するよう構成されていてもよい。
　燃料電池発電装置では、前記運転量取得部は、前記燃料電池発電装置が発電した累積発電時間、累積発電量、および累積発電回数、前記燃料電池発電装置を設置してから経過した経過時間、前記制御器および前記燃料電池発電装置の補機のうちの少なくとも一方に電力が供給された累積通電時間、前記燃料電池発電装置を構成している機器の累積動作時間および累積動作回数、並びに、前記燃料電池発電装置が供給した累積熱供給量、のうちの少なくとも一つに基づいて前記運転量を定めてもよい。
　燃料電池発電装置では、前記制御器は、前記設置環境情報に基づいて、メンテナンスを実施することが他の時期より難しい特殊時期に前記メンテナンス時期が該当すると判断した場合、前記特殊時期に前記メンテナンス時期が該当しないと判断した場合より前記第１期間を長く設定するよう構成されていてもよい。
　燃料電池発電装置では、前記制御器は、前記特殊時期に前記メンテナンス時期が該当すると判断した場合、前記報知時期が前記特殊時期の開始時より前になるように前記第１期間を設定するよう構成されていてもよい。
　燃料電池発電装置では、前記制御器は、前記設置環境情報に基づいて、メンテナンスを実施することが他の地域より難しい特殊地域に前記燃料電池発電装置の設置場所が該当すると判断した場合は、前記特殊地域に前記燃料電池発電装置の設置場所が該当しないと判断した場合より前記第１期間を長く設定するよう構成されていてもよい。
　燃料電池発電装置では、前記設置環境情報入力部は、前記燃料電池発電装置の設置場所に配される温度検知器から入力された信号、および給水源と前記燃料電池発電装置とを接続する給水路に配される温度検知器から入力された信号のうちの少なくとも一方の信号を前記設置環境情報として入力してもよい。
　燃料電池発電装置では、前記設置環境情報入力部は、前記燃料電池発電装置が設置される位置情報、前記燃料電池発電装置が設置される標高情報、およびメンテナンスを実施するメンテナンス業者情報、のうちの少なくとも一つの情報を前記設置環境情報として入力してもよい。
　燃料電池発電装置では、前記設置環境情報入力部は、前記燃料電池発電装置が設置される環境を学習した学習情報を前記設置環境情報として入力してもよい。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
　なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
《第１実施形態》
　図４は、第１実施形態に係る燃料電池発電装置の機能を示すブロック図である。
　燃料電池発電装置１は、メンテナンスが行われる燃料電池発電装置１であって、燃料電池発電装置１の設置環境情報を入力する設置環境情報入力部２５と、燃料電池発電装置１のメンテナンスを実施すべきことを、燃料電池発電装置１のメンテナンス時期より前に設定される報知時期に報知する報知器２６と、メンテナンス時期と報知時期との間の第１期間を、設置環境情報入力部２５により入力された設置環境情報に基づいて設定するよう構成された制御器２３と、を備えている。
　上記構成の燃料電池発電装置１では、燃料電池発電装置１が設置される環境に関する情報（設置環境情報）が設置環境情報入力部２５により入力される。この設置環境情報に基づいて第１期間が制御器２３により決定される。これにより、第１期間と、メンテナンス時期とに基づいて、報知時期が定められる。そして、メンテナンスを実施すべきことが報知時期に報知器２６により報知される。
　上記構成の燃料電池発電装置１によれば、燃料電池発電装置１の設置環境情報に基づいて報知時期が求められるため、報知時期は燃料電池発電装置のメンテナンス状況を考慮したものとなる。
　よって、仮に、メンテナンスが難しい環境条件の場所に燃料電池発電装置が設置されたとしても、メンテナンスが可能な時期にメンテナンスを実施すべきことが報知される。これにより、作業者がメンテナンスできない事態を回避することができる。
　反対に、寿命に対して必要以上に早い時期に報知されることもない。これにより、部品が無駄に早い時期に交換されるような事態も防げる。
《第２実施形態》
　第２実施形態は、第１実施形態の燃料電池発電装置を、脱硫器やイオン交換樹脂などのメンテナンスが必要な部品を含む燃料電池発電装置に適用した例を示す。
　図１は、第２実施形態に係る燃料電池発電装置の機能を示すブロック図である。
　燃料電池発電装置１は、電力系統２と、電力負荷３とに接続されている。
　電力系統２は、例えば、単相三線式の交流電源（系統電源）である。
　電力負荷３は、例えば、一般家庭で使用されるテレビ、エアコンなどであり、電力系統２又は燃料電池発電装置１から供給される交流電力を消費する機器である。
　燃料電池発電装置１は、たとえば、水素と酸素とを電気化学的に反応させることにより発電を行う装置である。燃料電池発電装置１は、脱硫器１１と、改質器１２と、燃料電池スタック１３と、インバータ１４と、補機１５と、遮断器１６と、冷却管１７と、熱交換器１８と、冷却水ポンプ１９と、排熱回収管２０と、貯湯タンク２１と、排熱回収ポンプ２２と、制御器２３と、運転情報取得部２４と、設置情報入力部２５と、報知器２６と、を備えている。
　脱硫器１１は、都市ガスなどの燃料から硫黄化合物を除去する、すなわち脱硫する装置である。脱硫器１１は、硫黄化合物を吸着するための脱硫剤を収容する脱硫剤カートリッジを備えている。
　改質器１２は、脱硫器１１で脱硫された燃料を、水素を多量に含む燃料ガスに改質する装置である。改質器１２で生成された燃料ガスは、燃料電池スタック１３に供給される。
　燃料電池スタック１３は、燃料ガス中の水素と酸化剤ガスとを電気化学的に反応させて、直流電力を発生させる装置である。燃料電池スタック１３として、公知の種々のタイプの燃料電池のスタックを用いることができる。この酸化剤ガスとしては、たとえば、空気中の酸素が用いられる。空気は、ブロワ等の空気供給器（図示せず）により燃料電池スタック１３に供給される。そして、燃料電池スタック１３で発生した直流電力は、インバータ１４と補機１５とに供給される。
　インバータ１４は、燃料電池スタック１３で発生した直流電力を、電力系統２の交流電力の周波数と同じ周波数を持つ交流電力に変換する。インバータ１４で変換された交流電力は、遮断器１６を介して電力系統２と電力負荷３とに供給される。遮断器１６は、インバータ１４から電力系統２又は電力負荷３への交流電力の供給経路を開閉可能に構成されている。
　補機１５は、燃料電池発電装置１を運転させるための装置である。
　回収水タンク３１は、燃料電池スタック１３からそれぞれ排出される未利用の燃料ガス及び未利用の酸化剤ガスから凝縮器（図示せず）によって回収された水を貯留する。回収水タンク３１の水は水浄化装置３２を通って冷却水タンク３３に供給される。水浄化装置３２には、イオン交換樹脂が充填されている。また、水浄化装置３２には、活性炭フィルタや逆浸透膜が設けられていてもよい。冷却水タンク３３の水は、改質水として、給水管１７ａを介して改質器１２に供給される。また、冷却水タンク３３の水は、燃料電池スタック１３を冷却する冷却水として、冷却管１７ｂ、燃料電池スタック１３、冷却管１７ｃ、および熱交換器１８を通って循環される。この循環は、冷却管１７ｃに設けられている冷却水ポンプ１９により行われる。冷却水は、燃料電池スタック１３で発生した熱により温度上昇し、熱交換器１８に流入する。温度上昇した冷却水は、熱交換器１８により冷却され、冷却水タンク３３に戻る。
　熱交換器１８は、一方の熱交換用の流路が冷却管１７ｃに接続され、他方の熱交換用の流路が排熱回収管２０ａ、２０ｂに接続される。熱交換器１８は、冷却管１７ｃの冷却水から熱を回収し、排熱回収管２０ｂの水に熱を与える。これにより、熱交換器１８は、冷却管１７ｂの温度上昇した冷却水を冷却する。
　排熱回収管２０ａ、２０ｂは、熱交換器１８と貯湯タンク２１とを接続している。排熱回収管２０ｂには、排熱回収ポンプ２２が設けられている。排熱回収ポンプ２２は、貯湯タンク２１内に供給された水を、熱交換器１８を通過させ、再び貯湯タンク２１に戻るように循環させる。
　制御器２３は、改質器１２、燃料電池スタック１３、インバータ１４、補機１５、遮断器１６、冷却水ポンプ１９、及び排熱回収ポンプ２２の動作を制御する。制御器２３は、計時部、演算部、データ記憶部を有している。計時部は、例えばタイマーで構成されている。演算部は、例えばＣＰＵとメモリーとで構成されている。データ記憶部は、例えばメモリーで構成されている。データ記憶部は、たとえば、図２に示す設置環境情報と特殊時期と第１期間との関係を記憶している。
　制御器２３は、演算処理機能を備えるものであればよい。制御器２３として、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、論理回路、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller)等が例示される。運転情報取得部２４および設置環境情報入力部２５が制御器２３に含まれていてもよい。この場合、制御器２３は、集中制御する単独の制御装置であってもよいし、分散制御する複数の制御装置であってもよい。例えば、運転情報取得部２４および設置環境情報入力部２５が、単独の制御装置に格納されたプログラムによって実現されてもよい。また、運転情報取得部２４および設置環境情報入力部２５の機能をそれぞれ備える４つの制御装置でそれぞれ構成されてもよい。
　制御器２３は、例えば省エネ性及び経済性を発揮できる時間帯に燃料電池発電装置１が発電を行うように、所定の時間単位（例えば１日単位、週単位）で燃料電池発電装置１の運転時間を計画し、燃料電池発電装置１の動作を制御する。例えば、制御器２３は、センサなどを用いて、一日の中で利用者が家庭で消費する電力負荷と熱負荷のデータとを収集する。そして、最も負荷が大きい時間帯に湯の蓄積と発電が行われるように、制御器２３は、発電開始時刻と発電終了時刻とを算出する。この算出した発電開始時刻から発電終了時刻までの間、制御器２３は、燃料電池発電装置１の各装置１２～１６、１９、２２の動作を制御する。これにより、利用者の家庭の負荷が大きいとき（すなわち湯と電力の消費量が大きいとき）に十分な湯と発電による電力を供給することができ、省エネ性及び経済性を高めることができる。
　制御器２３は、運転情報取得部２４から入力される運転量に基づいてメンテナンス時期を特定する。メンテナンス時期は、Ｋ＝Ｈ×（Ｊ－Ｉ）／Ｉで求められる。Ｋは、現時点からメンテナンス時期までの期間を示す。Ｈは、前回のメンテナンスから現時点までの期間を示す。Ｉは、Ｈ期間における運転量を示す。Ｊは、前回のメンテナンスから次回のメンテナンスまでの期間（Ｈ＋Ｋ）における運転量を示す。メンテナンスの基準期間は、メンテナンス対象部品ごとに、運転量との関係で定められる。実施された運転量に応じてメンテナンス時期は変化する。つまり、実施された運転量が多くなるほど、メンテナンス対象部品が消耗するため、現時点からメンテナンス時期までの期間は短くなる。メンテナンス対象部品は、運転時間に比例して劣化する部品などである。メンテナンス対象部品としては、たとえば、脱硫器１１、水浄化装置３２、空気フィルタ、燃焼流量計フィルタ、可燃ガスセンサ、ＣＯセンサなどが挙げられる。脱硫器１１は、脱硫剤カートリッジを交換する必要がある。水浄化装置３２は、イオン交換樹脂を交換する必要がある。脱硫器１１、水浄化装置３２、空気フィルタ、燃焼流量計フィルタなどのメンテナンス対象部品に関する、メンテナンスの基準期間は、たとえば、累積通電時間（運転量）が２．５年である。可燃ガスセンサ、ＣＯセンサなどのメンテナンス対象部品に関する、メンテナンスの基準期間は、たとえば、累積通電時間（運転量）が５．０年である。
　制御器２３は、メンテナンス時期と報知時期との間の第１期間を設置環境情報に基づいて設定する。これは、メンテナンス時期が実施された運転量に応じて変化するため、メンテナンス時期がメンテナンスを実施することが困難な場合もあり、そのような場合には報知時期を調整する必要があるからである。設置環境情報は、設置環境情報入力部２５から入力される。燃料電池発電装置１の設置環境に応じてメンテナンス実施の難易度が変わる。このため、メンテナンス実施の難度が高い設置環境情報であるほど第１期間が長くなるように、設置環境情報と第１期間とは関連付けられている。この関連付けは、たとえば、図２に示すように予め定められている。第１期間は、０であってもよいし、０より長くてもよい。つまり、メンテナンスを実施することが困難な環境に燃料電池発電装置１が設置されていなければ、特定されたメンテナンス時期にメンテナンスを実施することは難しくない。よって、第１期間が０となり、報知時期は、燃料電池発電装置１のメンテナンス時期と同じ日に設定される。一方、メンテナンスを実施することが困難な環境に燃料電池発電装置１が設置されていれば、特定されたメンテナンス時期にメンテナンスを実施することは難しくなる。よって、第１期間が０より長くなる。報知時期は、燃料電池発電装置１のメンテナンス時期より前に設定される。そして、メンテナンス実施の難度が高くなるほど第１期間が長く設定される。
　制御器２３は、特殊時期にメンテナンス時期が該当するか否かを、設置環境情報に基づいて判断する。特殊時期とは、メンテナンスを実施することが他の時期より難しい時期である。特殊時期にメンテナンス時期が該当すると判断された場合、メンテナンス時期が特殊時期に該当しないと判断された場合に比べて、第１期間は長く設定される。また、特殊時期にメンテナンス時期が該当すると判断された場合、報知時期が特殊時期の開始時より前になるように、第１期間は設定される。
　制御器２３は、特殊地域に燃料電池発電装置１の設置場所が該当するか否かを、設置環境情報に基づいて判断する。特殊地域は、メンテナンスを実施することが他の地域より難しい地域である。特殊地域に燃料電池発電装置１の設置場所が該当すると判断された場合、特殊地域に燃料電池発電装置１の設置場所が該当しないと判断した場合に比べて、第１期間は長く設定される。
　運転情報取得部２４は、燃料電池発電装置１の運転量を取得する。運転量は、たとえば、燃料電池発電装置１が発電した累積発電時間、累積発電量、および累積発電回数、燃料電池発電装置１を設置してから経過した経過時間、制御器２３および燃料電池発電装置１の補機のうちの少なくとも一方に電力が供給された累積通電時間、燃料電池発電装置１を構成している機器の累積動作時間および累積動作回数、並びに、燃料電池発電装置１が供給した累積熱供給量、メンテナンス対象部品の動作時間、のうちの少なくとも一つに基づいて定められる。なお、制御器２３および燃料電池発電装置１の補機には、たとえば、電力系統２、燃料電池スタック１３などから電力が供給される。また、燃料電池発電装置１に、蓄電池や太陽光発電装置などの外部電力が接続される場合、これらからも制御器２３および燃料電池発電装置１の補機に電力が供給され得る。さらに、燃料電池発電装置１を設置してから経過した経過時間は、主電源がＯＦＦとなっても電池などで動作するリアルタイムクロックなどで計測される時間である。燃料電池発電装置１を構成している機器としては、たとえば、燃料電池スタック１３、改質器１２および冷却水ポンプ１９などが挙げられる。燃料電池発電装置１が供給した累積熱供給量としては、たとえば、貯湯タンク２１から供給される湯の温度および量から求められる。
　設置環境情報入力部２５は、燃料電池発電装置１の設置環境情報を入力（取得）する。設置環境情報入力部２５は、たとえば、スイッチなどの入力装置、ＧＰＳ、インターネットなどのネットワーク、通信回線、カレンダー、および温度や標高などを検出するセンサなどから設置環境情報を入力（取得）する。このセンサとしては、燃料電池発電装置１の設置場所に配される温度検知器、標高検出器、気圧検出器、湿度検出器、および給水源と燃料電池発電装置１とを接続する給水路に配される温度検知器などが挙げられる。設置環境情報入力部２５は、設置環境情報を記憶するメモリーなど含んでいてもよい。
　設置環境情報として、たとえば、給水路の温度情報、燃料電池発電装置１の設置場所の温度情報、燃料電池発電装置１が設置される位置情報および標高情報、ならびにメンテナンスを実施するメンテナンス業者情報、のうちの少なくとも一つの情報が設置環境情報入力部２５により入力される。この位置情報には、たとえば、北海道、東北、関東、北陸、東海、近畿、中国、四国、九州、沖縄などの日本の地方名が挙げられる。さらに、位置情報には、経度および緯度などの座標、日本などの国名などが挙げられる。メンテナンス業者情報は、メンテナンス業者の対応しやすさ、例えば、作業者数、対応エリアの広さ、離島、山間部、平野部などの影響によるメンテナンス場所までの移動しやすさなど、を考慮して設定される。
　設置環境情報は、燃料電池発電装置１の設置前の出荷時や施工時に入力されてもよいし、燃料電池発電装置１の設置後の常時、所定時または任意の時に入力されてもよい。
　人が設置環境情報入力部２５を用いて設置環境情報を入力しもよいし、設置環境情報入力部２５が自動的に設置環境情報を入力しもよい。
　報知器２６は、燃料電池発電装置１のメンテナンスを実施すべきことを報知時期に報知する。報知時期は、制御器２３により決定される。報知器２６は、燃料電池発電装置１の運転情報、メンテナンス情報、異常などを、音や表示により知らせる装置である。報知器２６としては、例えば、ブザー、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、７セグメントディスプレイなどを用いることができる。なお、報知器２６は、通信回線を通じてメンテナンス業者のメンテナンス端末にメンテナンスが必要であることを報知するように構成されてもよい。
　次に、メンテナンスの報知に関する燃料電池発電装置１の動作の一例について説明する。
　図３は、燃料電池発電装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
　運転情報取得部２４は、前回のメンテナンスから現時点までの燃料電池発電装置１の通電時間を計測し、それを積算して、累積通電時間を燃料電池発電装置１の運転量として取得する（ステップＳ１）。運転情報取得部２４は、累積通電時間を制御器２３へ出力する。
　制御器２３は、累積通電時間に基づいて、脱硫器１１の脱硫剤カートリッジのメンテナンス時期を特定する（ステップＳ２）。例えば、Ｇ＝（Ｅ－Ｆ）／７３０に基づいてメンテナンス時期を算出する。Ｇは、現時点からメンテナンス時期までの期間（月）を示す。Ｅは、メンテナンスの基準期間に相当する累積通電時間（時間）、Ｆは、実際に実施された累積通電時間（時間）を示す。７３０（月／時間）は、３６５（日／年）×２４（時間／日）／１２（月／年）を示す。たとえば、メンテナンスの基準期間に相当する累積通電時間：Ｅが２１，６００（時間）であり、実際に実施された累積通電時間：Ｆが１９，４１０（時間）である場合、メンテナンス時期までの期間：Ｇは３（月）である。よって、メンテナンス時期は、現時点から３か月後である。
　設置環境情報入力部２５は、設置環境情報を取得する（ステップＳ３）。たとえば、設置業者が、スイッチなどを利用して、図２に示す入力情報を入力すると、入力情報に対応する地域情報が設置環境情報として取得される。具体的には、燃料電池発電装置１が北海道などの豪雪地に設置される場合、入力情報“００１”が入力され、設置環境情報“豪雪”が取得される。
　制御器２３は、設置環境情報に基づいて、特殊時期にメンテナンス時期が該当するか否かを判断する（ステップＳ４）。たとえば、図２に示す、設置環境情報と特殊時期と第１期間との関係に基づいて、設置環境情報“豪雪”に対応する特殊時期“１２月～２月”を制御器２３は求める。このため、先に算出されたメンテナンス時期がこの特殊時期“１２月～２月”に該当するか否かが判断される。
　たとえば、現時点が１月であれば、メンテナンス時期は４月であるため、メンテナンス時期が特殊時期に該当しない（ステップＳ４：ＮＯ）。この場合、図２の関連付けに基づいて、設置環境情報“通常”と同じ１（月）が第１期間に設定される（ステップＳ５）。
　たとえば、現時点が９月であれば、メンテナンス時期は１２月であるため、メンテナンス時期が特殊時期に該当する（ステップＳ４：ＹＥＳ）。この場合、図２の関連付けに基づいて、設置環境情報“豪雪”の特殊時期に対応する３（月）が第１期間に設定される（ステップＳ６）。このような特殊時期では多量の雪により燃料電池発電装置１のメンテナンスを実施することが非常に困難であるため、第１期間：３（月）は、通常の第１期間：１（月）より長く設定される。
　制御器２３は、メンテナンス時期および第１期間に基づいて報知時期を設定する（ステップＳ７）。メンテナンス時期が特殊時期に該当しない場合、メンテナンス時期までの期間：Ｇは３（月）および第１期間：１（月）から、報知時期はメンテナンス時期の１か月前、つまり現時点から２か月後に設定される。また、メンテナンス時期が特殊時期に該当する場合、メンテナンス時期までの期間：Ｇは３（月）および第１期間：３（月）から、報知時期はメンテナンス時期の３か月前、つまり現時点に設定される。
　制御器２３は、現時点の日付を取得し、設定した報知時期に現時点が達したか否かを判断する（ステップＳ８）。この場合、メンテナンス時期が特殊時期に該当しないとき、報知時期が現時点から２か月後であるため、現時点が報知時期に達していない（ステップＳ８：ＮＯ）。よって、ステップＳ１の処理に戻り、現時点が報知時期に達するまで、ステップＳ１～Ｓ８の処理を繰り返す。
　一方、メンテナンス時期が特殊時期に該当するとき、現時点が報知時期に達している（ステップＳ８：ＹＥＳ）。よって、報知器２６は、燃料電池発電装置１のメンテナンスを実施すべきことを、報知時期に報知する（ステップＳ９）。これにより、メンテナンス業者や使用者などは、メンテナンス時期より早い報知時期に前もってメンテナンスが必要なことを把握することができる。よって、メンテナンス時期だけでなく、報知時期からメンテナンス時期までの間にも、余裕をもってメンテナンスが実施される。
　なお、メンテナンス作業者によって運転情報取得部２４の累積通電時間がゼロにされることにより、報知器２６が報知を終了する。
　上記構成の燃料電池発電装置１によれば、累積通電時間などの運転量に基づいてメンテナンス時期が特定される。燃料電池発電装置１の運転状況に応じたメンテナンス時期が適切に設定される。よって、メンテナンスを実施することがメンテナンス時期より早すぎることなく、メンテナンス対象部品を効率的にメンテナンスすることができる。
　また、地域情報などの設置環境情報に応じて第１期間が設定され、メンテナンス時期より第１期間だけ前に報知時期が決定される。このため、報知時期は、燃料電池発電装置１が設置されている環境に適する。よって、報知時期が不要に長くならず、メンテナンス対象部品の使用期間が無駄になることがない。また、報知時期からメンテナンス時期までの間と、メンテナンス時期との間にメンテナンスが実施されるため、メンテナンスの遅れにより発電効率が低下することを防ぐことができる。
　さらに、制御器２３は報知時期にメンテナンスが必要であることを報知するため、利用者などがメンテナンス時期であることを容易に認識することができる。
　また、設置環境情報入力部２５がＧＰＳや通信回線などを介して設置環境情報を自動的に取得する場合、設置環境情報の取得に対する人の負担を軽減させることができる。
《第３実施形態》
　第２実施形態では、図２に示す設置環境情報と特殊時期と第１期間との関係が、制御器２３のデータ記憶部に予め記憶されている。そして、設置環境情報入力部２５が設置環境情報を入力すると、制御器２３が設置環境情報に対応する特殊時期を特定した。これに対し、第３実施の形態では、燃料電池発電装置１が設置される環境を学習した学習情報に基づいて特殊時期が求められ、この特殊時期が設置環境情報として設置環境情報入力部２５により入力される。このため、設置環境情報入力部２５が入力した設置環境情報が特殊時期となる。よって、制御器２３のデータ記憶部には、設置環境情報（特殊時期）と第１期間との関係が記憶されている。
　すなわち、設置環境情報入力部２５は、燃料電池発電装置１が設置される環境を学習した学習情報を設置環境情報として入力する。
　設置環境情報入力部２５は、カレンダー部と、演算部と、データ記憶部を有する。カレンダー部および演算部は、例えばＣＰＵとメモリーとで構成される。データ記憶部は、例えばメモリーで構成される。設置環境情報入力部２５は、燃料電池発電装置１の設置場所に配される温度検知器および湿度検出器、および給水源と燃料電池発電装置１とを接続する給水路に配される温度検知器などのセンサなどから検出値を記憶し、これらの検出値を分析して設置環境情報を取得する。
　次に、メンテナンスの報知に関する燃料電池発電装置１の動作の一例について説明する。なお、図３のステップＳ３およびＳ４以外の処理は、第２実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
　設置環境情報入力部２５は、設置環境情報を取得する（ステップＳ３）。たとえば、設置環境情報入力部２５において、演算部は、燃料電池発電装置１が設置された環境の乾球温度及び相対湿度を温湿度計から取得する。演算部は、一定時間（例えば、１日、１週間）毎に平均気温および平均湿度を算出し、平均気温および平均湿度をカレンダー部のカレンダー情報に対応付けてデータ記憶部に記憶する。演算部は、データ記憶部に記憶されたデータをもとに、複数の一定時間の集まりである一定期間（例えば、１月）毎に平均気温が所定値以下、または平均湿度が所定値以上である割合を算出する。設置環境情報入力部２５は、所定値以上の平均気温の割合が所定値以上であり、かつ所定値以上の平均湿度の割合が所定値以上である期間は特殊時期であると判断し、当該特殊時期を設置環境情報として取得する。
　設置環境情報が特殊時期を示しているため、制御器２３は、特殊時期である設置環境情報にメンテナンス時期が該当するか否かを判断する（ステップＳ４）。
　上記構成の燃料電池発電装置１によれば、一定期間の蓄えられた学習情報に基づいて設置環境情報が求められる。これにより、温度や湿度など、日々変化しやすいデータに基づいて設置環境情報が定められる場合は、設置環境情報が安定し確実性が増す。このため、一層適切な報知時期が求められる。よって、第１期間が不当に長すぎず、メンテナンス対象部品が効率的にメンテナンスされる。また、第１期間が短すぎず、メンテナンス時期が経過してしまう事態を防止することができる。しかも、特殊時期にメンテナンスすることが回避されるため、作業者のメンテナンスの負担を軽減することができる。
《その他の実施の形態》
　上記第２実施形態では、１つの設置環境情報が入力されたが、２つ以上の設置環境情報が入力されてもよい。たとえば、図２に示す“多雨（梅雨）”および“台風”を設置環境情報として設置環境情報入力部２５は入力する。これにより、それぞれの特殊時期が６月～７月および８月～９月であるため、特殊時期は６月～９月となる。この場合、報知時期はより設置環境に合ったものとなる。
　また、上記第２実施形態では、設置環境情報と特殊時期と第１期間とが関係付けられて予め記憶されていたが、特殊時期と第１期間とが関係付けられて予め記憶されていてもよい。この場合、設置環境情報入力部２５のカレンダー部から入力される日時情報が設置環境情報として入力される。制御器２３は、所定の関係づけから日時情報に対応する特殊期間を求める。制御器２３は、メンテナンス時期が特殊期間に該当するか否かを判断し、該当する場合の第１期間、または該当しない場合の第１期間を所定の関係づけから特定する。この「特殊時期と第１期間との関係」は、たとえば、メンテナンス作業の難易度により設定される。例えば、１２月～２月は、非常に外気温が低くメンテナンス作業が困難な時期である。このため、特殊期間：１２月～２月に対して、第１期間は３ヶ月に設定されている。また、６月および７月は、梅雨で雨が多くメンテナンス作業を行うことができる日が限られる。このため、特殊期間：６月および７月に対して、第１期間は２ヶ月に設定されている。さらに、８月～１１月は、暖かくメンテナンス作業がしやすい時期である。このため、これら特殊期間以外の期間に対して、第１期間は１ヶ月に設定されている。このように、特殊時期：１２月～２月に対して第１期間を３ヶ月とすることで、メンテナンス作業がしやすい期間にメンテナンスを行うことが可能になる。また、特殊時期：６月および７月に対して第１期間を２ヶ月とすることで、雨の比較的少ない４月および５月にメンテナンス作業をすることができる。
　さらに、上記第２実施形態では、図２に示すように、設置環境情報である地域情報と特殊時期と第１期間とが関係付けられて予め記憶されていた。これに対して、設置環境情報である仕向け地と特殊時期と第１期間とが関係付けられて予め記憶されていてもよい。たとえば、北海道、東北、北陸のような豪雪地域では、１２月～２月の３ヶ月間は大雪のためにメンテナンス作業が困難である。一方、１２月～２月以外の時期については、大雪の恐れが少なく、比較的メンテナンス作業が容易である。このため、仕向け地：北海道、東北、北陸に対して、第１期間は３ヶ月に設定されている。また、仕向け地：沖縄に対して、第１期間は２ヶ月に設定されている。仕向け地：その他地域に対して、第１期間は１ヶ月に設定されている。これにより、仕向け地：北海道、東北、北陸では、制御器２３は、メンテナンス時期が１月であるとき、その３ヶ月前の１０月を報知時期として決定し、１０月からメンテナンスが必要であることを報知器２６により報知させる。これにより、利用者は、大雪の恐れが少ない１０月の時点で３ヶ月後にメンテナンスが必要であることを知ることができる。一方、制御器２３は、メンテナンス時期が５月であるとき、その３ヶ月前の２月からメンテナンスが必要であることを報知器２６に報知させる。この場合、メンテナンス作業者は、自己の判断によりメンテナンス時期を大雪の恐れが少ない３月又は４月まで遅らせることができる。これにより、メンテナンスの遅れにより発電効率が低下することを抑えることができる。
　また、上記第２および第３実施形態では、第１期間は１か月や３か月など、ある一定期間が設定されていた。これに対して、特殊時期にメンテナンス時期が該当する場合、報知時期が特殊時期の開始時より前になるように第１期間が設定されてもよい。これにより、特殊時期の前にメンテナンスを実施することができる。これにより、難しい環境条件下でメンテナンスを行う必要性が低減し、メンテナンス作業者の負担をさらに軽減することができる。
　また、上記第２および第３実施形態では、メンテナンスを実施することが他の時期より難しい特殊時期が設定されていた。これに対して、メンテナンスを実施することが他の地域より難しい特殊地域が設定されてもよい。たとえば、図５に示すように、設置環境情報として離島が設定されている。この離島は、メンテナンスを実施することが他の地域より難しい特殊地域に含まれる。このため、特殊地域である“離島”に対する第１期間：３（月）は、特殊地域でない“離島以外”に対する第１期間：１（月）より長く設定されている。これにより、メンテナンス作業者が行き難い場所でも、メンテナンス作業者は余裕をもってメンテナンス作業を予定することができる。
　さらに、上記第２および第３実施形態では、累積通電時間などの１つの運転量に基づいてメンテナンス時期が求められた。これに対して、２つ以上の運転量に基づいてメンテナンス時期が特定されてもよい。たとえば、累積発電時間および累積発電量から運転量が取得されると、制御器２３は、累積発電時間に基づくメンテナンス時期と累積発電量に基づくメンテナンス時期とを算出し、それらのうち最も早く到来する時期をメンテナンス時期として特定する。これにより、燃料電池発電装置１の機器状態に合わせたメンテナンスの報知をすることができる。
　また、上記第３実施形態では、温度および湿度をもとに特殊時期が学習により求められたが、これに限定されない。例えば、気圧計が測定する気圧、雨量計が測定する雨量、風速計が測定する風速、インターネットなどの通信回線を通じて取得する天気情報（例えば、雨、雪）をもとに、特殊時期を学習してもよい。
　さらに、上記第３実施形態では、特殊時期が学習により求められたが、本発明はこれに限定されない。例えば、他の地域よりもメンテナンスが難しい特殊地域が学習により求められてもよい。具体的には、年間の平均気温が低い極寒の特殊地域、雨量が多い地域を多雨の特殊地域と学習する。この場合、例えば、制御器２３は、特殊地域に応じた第１期間だけメンテナンス時期よりも早い時期に報知時期を決定する。この場合の「特殊地域に応じた所定期間」は、極寒の特殊地域は３ヶ月、多雨の特殊地域は２ヶ月、その他地域は１ヶ月に設定すればよい。これにより、人による設置環境情報の入力が不要となり、人の負担を軽減させることができる。
　本発明の燃料電池発電装置は、より適切な時期にメンテナンスを実施することができる燃料電池発電装置等として有用である。
　　１　燃料電池発電装置
　２３　制御器
　２４　運転情報取得部
　２５　設置環境情報入力部
　２６　報知器

Claims (9)

  1. 　メンテナンスが行われる燃料電池発電装置であって、
    　前記燃料電池発電装置の設置環境情報を入力する設置環境情報入力部と、
    　前記燃料電池発電装置のメンテナンスを実施すべきことを、前記燃料電池発電装置のメンテナンス時期より前に設定される報知時期に報知する報知器と、
    　前記メンテナンス時期と前記報知時期との間の第１期間を、前記設置環境情報入力部により入力された前記設置環境情報に基づいて設定するよう構成された制御器と、を備えている、燃料電池発電装置。
  2. 　前記燃料電池発電装置の運転量を取得する運転量取得部をさらに備え、
    　前記制御器は、前記運転量に基づいて前記メンテナンス時期を特定するよう構成された、請求項１に記載の燃料電池発電装置。
  3. 　前記運転量取得部は、
    　　前記燃料電池発電装置が発電した累積発電時間、累積発電量、および累積発電回数、
    　　前記燃料電池発電装置を設置してから経過した経過時間、
    　　前記制御器および前記燃料電池発電装置の補機のうちの少なくとも一方に電力が供給された累積通電時間、
    　　前記燃料電池発電装置を構成している機器の累積動作時間および累積動作回数、
    　　並びに、前記燃料電池発電装置が供給した累積熱供給量、のうちの少なくとも一つに基づいて前記運転量を定める、請求項２に記載の燃料電池発電装置。
  4. 　前記制御器は、前記設置環境情報に基づいて、メンテナンスを実施することが他の時期より難しい特殊時期に前記メンテナンス時期が該当すると判断した場合、前記特殊時期に前記メンテナンス時期が該当しないと判断した場合より前記第１期間を長く設定するよう構成された、請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
  5. 　前記制御器は、前記特殊時期に前記メンテナンス時期が該当すると判断した場合、前記報知時期が前記特殊時期の開始時より前になるように前記第１期間を設定するよう構成された、請求項４に記載の燃料電池発電装置。
  6. 　前記制御器は、前記設置環境情報に基づいて、メンテナンスを実施することが他の地域より難しい特殊地域に前記燃料電池発電装置の設置場所が該当すると判断した場合は、前記特殊地域に前記燃料電池発電装置の設置場所が該当しないと判断した場合より前記第１期間を長く設定するよう構成された、請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
  7. 　前記設置環境情報入力部は、前記燃料電池発電装置の設置場所に配される温度検知器から入力された信号、および給水源と前記燃料電池発電装置とを接続する給水路に配される温度検知器から入力された信号のうちの少なくとも一方の信号を前記設置環境情報として入力する、請求項１～６のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
  8. 　前記設置環境情報入力部は、前記燃料電池発電装置が設置される位置情報、前記燃料電池発電装置が設置される標高情報、およびメンテナンスを実施するメンテナンス業者情報、のうちの少なくとも一つの情報を前記設置環境情報として入力する、請求項１～７のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
  9. 　前記設置環境情報入力部は、前記燃料電池発電装置が設置される環境を学習した学習情報を前記設置環境情報として入力する、請求項１～８のいずれか一項に記載の燃料電池発電装置。
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