JP2010262832A - 発電システム、および補助ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】停電等の非常時に発電を遂行し、利便性向上と安全確保が可能なコジェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】発電システム１００は、発電ユニット１１０と補助ユニット１２０から構成され、発電ユニットは湯水を貯湯および保温する貯湯槽１５０と、化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する燃料電池１５４と、貯湯槽の湯水との熱交換によって生成された熱エネルギーを回収する熱交換器１５６とを備え、補助ユニットは貯湯槽から通水された湯水を放熱する循環流路２２２と、循環流路に貯湯槽の湯水を循環させるための送水ポンプ２２６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生させる発電システム、および補助ユニットに関する。

燃料電池は、水素と酸素との化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する発電装置である。通常、化学エネルギーから電気エネルギーを取り出すためには、その途中で熱エネルギー（水蒸気）および運動エネルギー（タービン）といったエネルギー変換を経由するため、エネルギー損失が大きくなる。これに対し、当該燃料電池では化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換するため発電効率を高めることができる。また、二酸化炭素（ＣＯ_２）や窒素酸化物（ＮＯx）、硫黄酸化物（ＳＯx）、粒子状物質（ＰＭ）等の大気汚染物質をほとんど排出しないので、温室効果ガスの削減効果が大きいクリーンな電気エネルギー生成装置として既存の発電機との置き換えが期待されている。

また、燃料電池で発生した電気エネルギーを電気機器に供給すると共に、発電時に生じた熱エネルギーとの熱交換により温められた湯水を貯湯槽に蓄えておき、蓄えた湯水をシャワー給湯等に利用するコジェネレーションシステムが知られている（例えば、特許文献１）。

燃料電池を利用したコジェネレーションシステムでは、発電による環境負荷を低く抑えることができると共に、発電時に生じた熱エネルギーを給湯に活用するといった利用者への経済的な効果も重要視されている。このため、温めた湯水を貯める貯湯槽には保温性の高い容器が用いられ、また、湯水が高温になり熱回収を十分に行えない状況では発電動作を停止するように制御される。発生した熱エネルギーをそのまま放置しておくことは安全面でも問題が生じ得るため、上記の仕組みは、経済性と共に安全性にも配慮したものである。

特開２００４−０５３１２０号公報

上述したように、従来のコジェネレーションシステムでは、貯湯槽の水温が所定の貯湯上限値まで上昇すると、発電を停止するように構成されている。従って、貯湯槽の水温が貯湯上限値に達した後は、貯湯槽の湯水が給湯に利用され、新たに低温の水道水が加えられたことで水温が低下した時にのみ一時的に発電が実行されていた。

しかし、地震などの災害発生時には、長時間の「停電」が生じるおそれがある。また、災害時においては「断水」と「停電」が同時に起きることも十分に考えられる。従って、停電発生時でも最低限必要な電子機器に対しては燃料電池の発電により電源供給することが望まれる。しかし、上述した技術では、貯湯槽の水温が高くなってしまうと発電が停止されてしまうため、継続した電源供給を行うことができなかった。

本発明は、このような課題に鑑み、停電等の非常時に継続的に発電を遂行し、ユーザの利便性向上と安全の確保を図ることが可能な発電システム、および補助ユニットを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、発電ユニットと、発電ユニットに接続される補助ユニットと、を含む本発明の発電システムは、発電ユニットが、湯水を貯湯および保温する貯湯槽と、化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する燃料電池と、貯湯槽の湯水との熱交換によって生成された熱エネルギーを回収する熱交換器と、を備え、補助ユニットが、貯湯槽から通水された湯水を放熱する循環流路と、循環流路に貯湯槽の湯水を循環させるための送水ポンプと、を備えることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、湯水を貯湯および保温する貯湯槽と、化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する燃料電池と、貯湯槽の湯水との熱交換によって生成された熱エネルギーを回収する熱交換器と、を含む発電ユニットに接続される本発明の補助ユニットは、貯湯槽から通水された湯水を放熱する循環流路と、循環流路に貯湯槽の湯水を循環させるための送水ポンプと、を備えることを特徴とする。

発電ユニットでは、燃料電池が水素等の燃料と酸素等の酸化剤とを化学反応させ電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成し、生成された熱エネルギーは湯水に置き換えられて貯湯槽で蓄積および保温される。しかし、貯湯槽の水温が所定の貯湯上限値まで上昇すると発電が停止され、以後、湯水の取り出しや経時による水温低下時にのみ一時的に燃料電池による発電が実行される。本発明では、停電等の非常時に、貯湯槽の湯水を積極的に放熱、循環させ、貯湯槽の水温を貯湯上限値に到達させないことで継続的に発電させることを可能にする。

上記補助ユニットは、停電を検出する停電検出部と、停電検出部が停電を検出した場合に送水ポンプを駆動して湯水を循環させるポンプ制御部と、をさらに備えてもよい。

停電検出部が停電を検出すると、送水ポンプで貯湯槽の湯水を積極的に放熱、循環させる構成により、貯湯槽の水温を貯湯上限値に到達させないようにすることができ、電気を必要とする停電時に継続的に発電させることを可能にする。

上記補助ユニットは、貯湯槽から循環流路への湯水の流入を阻止するための循環弁と、停電検出部が停電を検出していない間、循環弁を閉口する循環弁制御部と、をさらに備えてもよい。

湯水の循環を要さない通常時に循環弁を閉口することで、貯湯槽に貯められた湯水が循環流路へ流入するのを阻止することができる。こうして、循環流路中の放熱された湯水が貯湯槽中の湯水と混合してしまうことにより貯湯槽の保温機能を低下させる事態を回避することが可能となる。

ポンプ制御部は、停電検出部が停電を検出している間、貯湯槽の湯水が高温のときに送水ポンプを駆動させ、貯湯槽の湯水が低温のときには送水ポンプを停止してもよい。

本発明では、貯湯槽の水温が十分に低いときに低温の湯水を無駄に循環させないようにし高温時にのみ循環させることで、放熱効率の低下を回避し、消費電力の低減を図ることができる。

循環流路には、水道水の流路が接続されていてもよい。

貯湯槽には給湯器が給湯した分の湯水を補充するための水道水の受水口が設けられている。本発明では、循環流路で放熱された湯水と、水道水とを合わせることで、発電ユニットの改変を伴うことなく既存の受水口を有効利用し、湯水と水道水とを受水口に送水することができる。

上述した補助ユニットにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、発電システムにも適用可能である。

以上説明したように本発明によれば、停電等の非常時に継続的に発電を遂行し、ユーザの利便性向上と安全の確保を図ることが可能となる。

第１の実施形態における発電システムの概略的な構成を示したブロック図である。 第２の実施形態における発電システムの概略的な構成を示したブロック図である。 発電方法における状態遷移を示した状態遷移図である。 通常状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図である。 通常状態における湯水の流れを説明するための模式図である。 停電状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図である。 停電状態における湯水の流れを説明するための模式図である。 断水状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図である。 断水状態における湯水の流れを説明するための模式図である。 停電・断水状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図である。 停電・断水状態における湯水の流れを説明するための模式図である。 停電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 復電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 断水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 復水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 停電中の断水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 停電断水中の復水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 断水中の停電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。 停電断水中の復電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態：発電システム１００）
図１は、発電システム１００の概略的な構成を示したブロック図である。発電システム１００は、主として発電ユニット１１０と補助ユニット１２０とからなる。発電ユニット１１０では、燃料電池を通じて電気エネルギーと熱エネルギーとが生成され、少なくとも熱エネルギーは湯水として保持される。補助ユニット１２０は、発電システム１００における特に湯水の循環に関する補助的な処理を遂行する。

（発電ユニット１１０）
図１に示したように、発電ユニット１１０は、貯湯槽１５０と、発電ラジエータ１５２と、燃料電池１５４と、熱交換器１５６と、給湯器１５８と、発電制御部１６０とを含んで構成され、自体で生成した熱エネルギーを湯水の顕熱として貯湯槽１５０に蓄積する。

貯湯槽１５０は、所定容量（例えば１００リットル）の湯水を貯め得る保温性能が高い容器で形成され、発電ユニット１１０動作時は満水状態にある。ただし、後述するように熱交換された高温の湯水は貯湯槽１５０の一端部（例えば鉛直上端側１７０）に還送されるため、貯湯槽１５０内で、上端に向かうほど水温が高くなり貯湯槽１５０の上下で温度差が生じる。

発電ラジエータ１５２は、貯湯槽１５０の鉛直下端側１７２に滞留している湯水を冷却する。かかる湯水の冷却方式は、熱交換媒体として液体を利用する液冷式と空気を利用する空冷式とがある。

燃料電池１５４は、発電ラジエータ１５２で冷却された湯水を、例えば、水蒸気に変換し、得られた水蒸気と混合した、都市ガス、液化石油ガス（ＬＰＧ）、灯油といった燃料を水素に改質する。そして、改質した水素と、酸素等の酸化剤との化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する。かかる燃料電池１５４は、電解質や作動温度が異なる、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）、りん酸形燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric Acid Fuel Cell）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ：Molten Carbonate Fuel Cell）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Solid Oxide Fuel Cell）、アルカリ電解質形燃料電池（ＡＦＣ：Alkaline Fuel Cell）、直接形燃料電池（ＤＦＣ：Direct Fuel Cell）等に分類される。

熱交換器１５６は、燃料電池１５４と、発電ラジエータ１５２によって冷却された貯湯槽１５０の鉛直下端側１７２の湯水との間で熱交換を行って、発電によって生じた熱エネルギーを回収する。また、熱回収により温められた湯水を貯湯槽１５０の鉛直上端側１７０に還送する。

給湯器（バックアップ給湯器）１５８は、貯湯槽１５０の鉛直上端側１７０および貯湯槽１５０の水道水の受水口１７４に接続され、給湯操作器（図示せず）に設定されたユーザが所望する水温（例えば３２℃〜６０℃内で任意に設定）になるように、貯湯槽１５０の高温の湯水と水道水とを混合して給湯バルブ１７６から給湯する。また、給湯器１５８は、加熱処理部１７８を含み、貯湯槽１５０の鉛直上端側１７０の湯水が設定された水温に達していない場合に、所望の水温に達するまで貯湯槽１５０の湯水に対してさらに加熱処理を行う。

発電制御部１６０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や信号処理装置（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）を含む半導体集積回路で構成され、所定のプログラムを用いて発電ユニット１１０全体を管理および制御する。発電制御部１６０は、貯湯槽１５０の湯水の水温を測定する温度センサ１８０の測定値が所定温度未満のときに燃料電池１５４による発電を実行する。また、発電制御部１６０は、貯湯槽１５０の湯水の圧を測定する水圧センサ１８６の測定値が所定圧未満になると、断水が発生したと認識し、安全のため断水異常状態に移行し発電を行えないように制限する。

発電ユニット１１０は、ユーザが利用する湯水を、発電によって生じた熱エネルギーを活用して生成し、貯湯槽１５０にて保温しながら保持することを主たる目的としている。そのため、発電制御部１６０は、貯湯槽１５０の水温が所定の貯湯上限値（例えば６５℃）まで上昇すると、発電によって生じる熱エネルギーを十分に回収できなくなるため、燃料電池１５４による発電が停止するように構成されている。なお、貯湯槽１５０の水温は、貯湯槽１５０の鉛直下端側１７２の水温を直接計測して導出することもできるし、発電ラジエータ１５２の上流または下流において測定した温度を貯湯上限値に相当する温度に換算して間接的に導出することもできる。

そして、ユーザが給湯を実行し、給湯により放出した湯水の代わりに受水口１７４を介して水道水が受水され水温が全体的に低下した場合、または経時により水温が低下した場合にのみ、発電ユニット１１０は、貯湯槽１５０の水温を貯湯上限値に達するまで、一時的に燃料電池１５４による発電を再開する。

また、停電時に発電ユニット１１０や後述する補助ユニット１２０を起動または動作維持するための電力は、発電ユニット１１０または商用電源によって予め蓄電されているバックアップ電源により供給される。このバックアップ電源は、発電ユニット１１０あるいは補助ユニット１２０のいずれに設けてもよい。

（補助ユニット１２０）
図１に示したように、補助ユニット１２０は、循環流路２２２と、停電検出部２２４と、送水ポンプ２２６と、循環弁２２８と、補助制御部２３０とを含んで構成され、発電ユニット１１０における貯湯槽１５０の湯水を循環流路２２２を用いて循環させる。

循環流路２２２は、例えば金属等放熱材料を用いた中空の管で構成され、貯湯槽１５０の湯水を通流、放熱する。上述したように、発電ユニット１１０では、貯湯槽１５０の水温が所定の貯湯上限値まで上昇すると発電が停止され、以後、給湯器１５８を通じた給湯時または水温低下時にのみ一時的に燃料電池１５４による発電が実行される。これは、発電より貯湯、特に湯水の保温を優先していることに起因している。

しかし、停電等の非常時においては、商用電力の代替手段が必要となるので、発電ユニット１１０による継続的な発電が望まれる。そこで、補助ユニット１２０では、停電等の非常時に、保温されている貯湯槽１５０の湯水を、循環流路２２２を通じて積極的に放熱、循環させ、貯湯槽１５０の水温を貯湯上限値に到達させないことで発電ユニット１１０に継続的に発電させることを可能とする。

停電検出部２２４は、商用電源の電圧をモニタリングし、停電を検出する。

送水ポンプ２２６は、循環流路２２２を通じて放熱された湯水を、所定の水圧（例えば２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）で貯湯槽１５０の鉛直下端側１７２に送水する。つまり、送水ポンプ２２６は、貯湯槽１５０の鉛直上端側１７０で滞留している湯水を循環流路２２２に通流し放熱させた後、貯湯槽１５０の鉛直下端側１７２に循環させる機能を担う。ここで、送水ポンプ２２６は、発電制御部１６０が断水異常の検出に用いる閾値である所定圧以上で送水する。

送水ポンプ２２６は、後述する送水ポンプ制御部２３４の制御に基づいて、貯湯槽１５０の湯水の冷却循環が必要ない通常時（非停電時）は動作せず、保温していた湯水を冷却してでも発電を実行させたい非常時、例えば、停電検出部２２４が停電を検出している停電時に動作する。送水ポンプ２２６は、非動作時においては単なる管（流路）として機能する。非常時における送水ポンプ２２６の動作は、連続的に行ってもよく、必要に応じて間欠的に行ってもよい。停電検出部２２４が停電を検出すると、送水ポンプ２２６で貯湯槽１５０の湯水を積極的に放熱、循環させる構成により、貯湯槽１５０の水温を貯湯上限値に到達させないようにすることができ、電気を必要とする停電時に継続的に発電させることを可能にする。

また、循環流路２２２上には、水道１８２からの水道水を引き込むための流路が接続される。送水ポンプ２２６は、循環流路２２２で放熱された湯水と、水道１８２からの水道水とを合わせて貯湯槽１５０に送水する。貯湯槽１５０には給湯器１５８が給湯した分の湯水を補充するための水道水の受水口１７４が設けられている。ここでは、循環流路２２２で放熱された湯水と、水道水とを合わせることで、発電ユニット１１０の改変を伴うことなく既存の受水口１７４を有効利用し、湯水と水道水とを受水口に送水することができる。

循環弁２２８は、後述する循環弁制御部２３６による制御に応じて循環流路２２２を開閉する。循環弁２２８は、貯湯槽１５０の湯水が循環流路２２２に流入することを阻止する手段として機能する。

補助制御部２３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や信号処理装置（ＤＳＰ）を含む半導体集積回路で構成され、所定のプログラムを用いて補助ユニット１２０全体を管理し、主として補助ユニット１２０内各部の状況判断と、各弁およびポンプの制御とを行い、貯湯槽１５０と循環流路２２２との間の湯水の循環制御を実行する機能を担う。

本実施形態において、補助制御部２３０は、弁制御部２３２、送水ポンプ制御部２３４を含む。

弁制御部２３２は、補助ユニット１２０に含まれる各弁を制御する。本実施形態において、弁制御部２３２は、循環弁制御部２３６や後述する排水弁制御部２３８としても機能する。

循環弁制御部２３６は、循環弁２２８を開閉する。詳細に、循環弁制御部２３６は、停電検出部２２４が停電を検出していない場合（以下、単に通常時という。）に循環弁２２８を閉口し、停電検出部２２４が停電を検出した場合（以下、単に停電時という。）に循環弁２２８を開口し、湯水の循環を可能とする。

循環弁制御部２３６は、通常時に循環弁２２８を閉口することで、貯湯槽１５０に貯められた湯水が循環流路２２２へ流入するのを防止することができる。こうして、循環流路２２２中の放熱された湯水が貯湯槽１５０中の湯水と混合してしまうことにより貯湯槽１５０の保温機能を低下させる事態を回避することが可能となる。

送水ポンプ制御部２３４は、弁制御部２３２の特に循環弁制御部２３６と連携して送水ポンプ２２６の駆動または停止を制御する。送水ポンプ制御部２３４は、通常時は送水ポンプ２２６を駆動させず、停電時に駆動させて循環を実行する。

ここで、補助制御部２３０は、貯湯槽１５０の湯水が高温であるか低温であるかを判定し、貯湯槽１５０の水温の高低に応じて循環弁２２８および送水ポンプ２２６を制御する構成とする。即ち、貯湯槽１５０の水温が十分に低い（所定温度未満の）ときに低温の湯水を無駄に循環させないようにし、水温が高い（所定温度以上の）ときのみ循環させるのが望ましいため、停電中であっても貯湯槽１５０の水温が低いときには循環弁２２８を閉口し、送水ポンプ２２６を駆動しない。これにより、放熱効率の低下を回避し、消費電力の低減を図ることが可能となる。また、貯湯槽１５０の水温の高低は、湯温センサ１８０の測定結果を利用してもよいし、別途、貯湯槽１５０の側壁の温度を計測するセンサや、後述するように給湯器１５８の加熱処理の動作状態を検出するセンサ（加熱検出器２４０）を用いることもできる。

以上説明した補助ユニット１２０を用いることで、通常時は経済性を意識して効率的に発電ユニット１１０を活用できると共に、災害時に停電が生じた場合には発電継続による電源供給を経済性より重視して発電ユニット１１０を活用できるので、照明、携帯電話、テレビジョン、冷蔵庫といった必要な電気機器を引き続き利用可能となる。また、施設や自宅に、常時屋内を監視する機械警備を導入している場合においても、その機械警備に引き続き通電できるので、災害時を狙った窃盗や不法侵入といった二次的被害から身を守ることが可能となる。

（第２の実施形態：発電システム２００）
第１の実施形態では、発電ユニット１１０および補助ユニット１２０を通じて本発明の概念的な実施形態を説明した。第２の実施形態では、第１の実施形態における補助ユニット１２０をさらに具体的に示した補助ユニット２２０を通じて、発電システム２００の詳細な構成と、その動作を説明する。

図２は、発電システム２００の概略的な構成を示したブロック図である。発電システム２００は、発電ユニット１１０と補助ユニット２２０とからなる。発電ユニット１１０は、図１に示したのと同様、貯湯槽１５０と、発電ラジエータ１５２と、燃料電池１５４と、熱交換器１５６と、給湯器１５８と、発電制御部１６０とを含んで構成される。

また、補助ユニット２２０は、循環流路２２２と、停電検出部２２４と、送水ポンプ２２６と、循環弁２２８と、補助制御部２３０と、加熱検出器２４０と、給湯弁２４２と、循環ラジエータ２４６と、循環吸気弁２４８と、水抜弁２５０と、水抜逆止弁２５２と、循環逆止弁２５４と、貯水槽２５６と、放水排水弁２５８と、放水バルブ２６０と、温度検出器２６２と、水抜排水弁２６４と、流量センサ２６６と、排水逆止弁２６８と、排貯水吸気弁２７０と、水道受水バルブ２７２と、水道受水減圧弁２７４と、水圧センサ２７６と、断水検出部２７８と、水道水逆止弁２８４と、給水逆止弁２８６と、給水バルブ２８８とを含んで構成される。なお、循環流路２２２は、循環ラジエータ２４６、貯水槽２５６をその構成の一部に含んでなる。

ここで、第１の実施形態における構成要素として既に述べた循環流路２２２と、停電検出部２２４と、送水ポンプ２２６と、循環弁２２８と、補助制御部２３０とは、実質的に機能が同一なので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する補助ユニット２２０の他の構成要素を主に説明する。また、第１の実施形態で説明したように、循環流路２２２は、貯湯槽１５０の鉛直上端側１７０に接続して高温になった湯水を直接循環させるのが望ましいが、本実施形態のように貯湯槽１５０に湯水を取り出すための口が設けられていない場合、給湯器１５８に接続して、給湯器１５８を介して貯湯槽１５０の湯水を循環することもできる。こうして、既存の発電ユニット１１０の改変を伴うことなく、ユーザの利便性向上と安全の確保を図ることが可能となる。

（補助ユニット２２０）
加熱検出器２４０は、サーモスタット等で構成され、発電ユニット１１０の給湯器１５８に設置されて、給湯器１５８の加熱処理部１７８で加熱処理が為されているか否かを判定する。なお、給湯器１５８と電気的に接続し、動作信号を入力することで加熱処理の動作状態を検出するよう構成してもよい。

上述したように本実施形態では、循環流路２２２が給湯器１５８に接続され、循環流路２２２は給湯器１５８を介して貯湯槽１５０の湯水を受水している。従って、循環弁制御部２３６および送水ポンプ制御部２３４は、加熱検出器２４０の加熱処理の有無に応じて循環弁２２８および送水ポンプ２２６を制御する。即ち、加熱検出器２４０が加熱処理の有無によって貯湯槽１５０の水温の高低を判定し、循環弁制御部２３６および送水ポンプ制御部２３４は、加熱処理が為されていることを検出したことをもって貯湯槽１５０が低温であると判定する。

第１の実施形態における補助ユニット１２０同様、第２の実施形態の補助ユニット２２０は、停電等の非常時に、貯湯槽１５０の湯水を積極的に放熱、循環させ、貯湯槽１５０の水温を貯湯上限値に到達させないことで発電ユニット１１０に継続的に発電させることが可能となる。しかし、貯湯槽１５０の水温が十分に高くなっていないとき、給湯器１５８において貯湯槽１５０の湯水が加熱処理される場合がある。

当該補助ユニット２２０が、このような貯湯槽１５０の水温が低い場合においてまで徹底して放熱を遂行すると、加熱と放熱との相反する処理を並行して実行することとなり放熱効率が悪くなる。また、給湯器１５８の加熱処理による無駄な電力消費が生じてしまう。さらに、貯湯槽１５０の水温が低い場合、湯水の循環を行わなくとも発電ユニット１１０自体によって発電が継続される。ここでは、加熱処理の有無によって貯湯槽１５０の水温の高低を判定することとし、加熱処理が為されているときに低温の湯水を無駄に循環させないようにし高温時にのみ循環させることで、放熱効率の低下を回避し、消費電力の低減を図る。

このとき、湯水の循環を停止する循環弁２２８の位置を給湯弁２４２の上流とすると、循環を停止した途端、給湯ができなくなってしまう。また、循環弁２２８の位置を放熱された湯水と水道水とが混合された後の循環路とすると、循環を停止した途端水道水の供給も断たれてしまい、循環の停止と同時に発電ユニット１１０の停止を招いてしまう。従って、このような問題が生じないよう、循環弁２２８の位置を、給湯器１５８から給湯弁２４２と循環流路２２２とへの分岐点から、貯水槽２５６までの、貯湯槽１５０の湯水を単に通流するだけの循環流路２２２上とした。

また、ユーザが、給湯の設定温度を貯湯槽１５０の貯湯上限値より高く設定した場合、給湯器１５８内では必ず加熱処理が為されることになる。そこで、停電時等の非常時には放熱効率の低下を回避し、無駄な電力の消費を抑えるため、温度設定を強制的に貯湯上限値以下に制限したり、貯湯上限値以下の温度への設定変更をユーザに促すこともできる。

さらに、加熱検出器２４０の判定に応じて循環弁２２８を閉口し送水ポンプ２２６を停止した後に、貯湯槽１５０の温度が十分に高くなると、循環弁制御部２３６および送水ポンプ制御部２３４は、循環を迅速に再開するよう判断すべきである。そこで、循環弁制御部２３６および送水ポンプ制御部２３４は、所定時間毎、例えば１〜１０分毎に循環弁２２８の開閉判定および送水ポンプ２２６の駆動判定を繰り返し実行する。

ただし、補助制御部２３０は、貯湯槽１５０の水温、または、加熱検出器２４０の判定の如何に拘わらず、停電検出部２２４が停電を検出してから所定時間、例えば２０分間循環弁２２８を開口し続け、送水ポンプ２２６を駆動して湯水の循環を遂行する。かかる所定時間は、実際の経過時間を計ってもよいし、例えば循環流路２２２に設けられた流量センサ（図示せず）によって２０リットルの湯水の流量が検出されたとき等、他のパラメータによって計ることもできる。

上述したように、循環弁制御部２３６が循環弁２２８を閉口して湯水の循環を停止したとしても貯湯槽１５０内の湯水が貯湯上限値に達していなければ発電が継続される。しかし、長時間発電が行われていない等、所定の状況下においては、貯湯槽１５０内の温度が均一化し、貯湯槽１５０の鉛直上端側１７０の湯水の温度が、給湯器１５８において加熱処理が行われる程度に下がり、鉛直下端部１７２における湯水の温度が貯湯上限値に近づいている場合がある。この場合、本実施形態による循環を実行することなく発電を行うと、貯湯槽１５０の鉛直下端側１７２の水温が貯湯上限値に達し易くなり、発電が停止するおそれがある。そこで、補助制御部２３０は、停電検出部２２４が停電を検出すると、給湯器１５８の動作に因らず所定時間湯水を強制的に循環させることで、一旦貯湯槽１５０の水温を下げ、継続的に発電可能とする。

給湯弁２４２は、給湯器１５８の出水側に設けられ、弁制御部２３２の指示に従って給湯バルブ１７６への流路を開閉する。

循環ラジエータ２４６は、貯湯槽１５０から循環流路２２２に送水された湯水を冷却する。かかる湯水の冷却方式は、発電ラジエータ１５２同様、熱交換媒体として液体を利用する液冷式と空気を利用する空冷式とがある。また、当該循環ラジエータ２４６は、凍結防止のため、利用しないときには内部の循環流路２２２から水が抜かれている。

上述したように補助ユニット２２０では、貯湯槽１５０の湯水を放熱、循環させ、継続的に発電ユニット１１０を発電させている。しかし、発電による貯湯槽１５０の水温の上昇に対して放熱による水温の下降が間に合わなかった場合、発電ユニット１１０の発電が途切れるおそれがある。ここでは、循環ラジエータ２４６を用い貯湯槽１５０の放熱効果（冷却効果）を高めることによって、発電ユニット１１０による安定した発電が可能となる。

循環吸気弁２４８ａ、２４８ｂは、それぞれ循環ラジエータ２４６の上流と下流に設けられ、循環ラジエータ２４６の排水時に吸気を行う。上述した循環ラジエータ２４６には、水抜き用の吸気口および水抜弁も並設されているので、かかる循環吸気弁２４８ａ、２４８ｂと連動して排水が可能となる。

水抜弁２５０は、循環ラジエータ２４６の水抜きを実行する際、循環ラジエータ２４６からの水の流路を開閉する。

水抜逆止弁２５２は、循環ラジエータ２４６から送出された湯水を通流すると共に、循環ラジエータ２４６への逆流を防ぐ。

循環逆止弁２５４は、停電等の非常時に循環流路２２２に湯水を循環する際、循環ラジエータ２４６から流出された湯水を通流すると共に、循環ラジエータ２４６への逆流を防ぐ。

貯水槽２５６は、所定容量（例えば１００リットル）の湯水を貯め得る金属等放熱機能を有する容器で形成され、循環流路２２２の一部として機能する。

放水排水弁２５８は、排水弁制御部２３８の制御に応じて、循環流路２２２、特に貯水槽２５６の湯水を排水するための流路を開閉する。

排水弁制御部２３８は、後述する温度検出器２６２が検出した温度が所定温度以上になると放水排水弁２５８を開口し貯水槽２５６の湯水を排水する。かかる所定温度は、その貯水槽２５６の湯水が貯湯槽１５０に送水されたとしても貯湯槽１５０の水温が発電を停止せしめる貯湯上限値に達してしまうと判断される温度である。

補助ユニット２２０では、貯湯槽１５０の湯水を放熱、循環させ、継続的に発電ユニット１１０を発電可能としている。しかし、循環流路２２２内の水温が上昇すると貯湯槽１５０内の水温を十分に下げることができなくなり、発電ユニット１１０の発電が途切れるおそれがある。ここでは、所定温度以上となった循環流路２２２の湯水を排水し低温の水道水を受水することで、貯湯槽１５０の放熱効果（冷却効果）を高め、発電ユニット１１０による安定した発電が可能となる。

放水バルブ２６０は、貯水槽２５６に蓄積された湯水または水道水を外部に放水するための流路を開閉する。上述した停電同様、災害時には断水も生じ得る。ここでは、補助ユニット２２０を循環する水を貯水槽２５６に貯水し、放熱媒体としてのみならず断水時の利用水として有効利用することで、給電と給水の両機能を実現することが可能となる。

しかし、上述した循環ラジエータ２４６には、停電等の非常時以外の通常時において、凍結防止のため水が張られていない。そのため、非常事態が生じたときには、まず、循環ラジエータ２４６に水を充填しなければならない。そこで、放水バルブ２６０を通じた放水は、少なくとも循環ラジエータ２４６に充填すべき容量だけは残すようにして実行される。

温度検出器２６２は、サーモスタット等で構成され、循環流路２２２における例えば貯水槽２５６の鉛直下端部１８４付近に設けられ貯水槽２５６内の水温を検出する。

水抜排水弁２６４は、弁制御部２３２の制御に応じて、循環流路２２２、特に貯水槽２５６の湯水を排水するための流路を開閉する。

流量センサ２６６は、水抜排水弁２６４の下流かつ排水逆止弁２６８の上流に配置され、水抜排水弁２６４を通流する水の流量を測定する。

排水逆止弁２６８は、排水弁制御部２３８が循環流路２２２の湯水を排水するとき、水抜排水弁２６４から送出された湯水を通流すると共に、水抜排水弁２６４への逆流を防ぐ。

排貯水吸気弁２７０は、放水バルブ２６０を通じて放水するとき、放水バルブ２６０から放水された水量分の空気を吸気する。

水道受水バルブ２７２は、水道１８２から貯水槽２５６への流路を開閉する。

水道受水減圧弁２７４は、水道受水バルブ２７２に連結され、水道圧を所定値、例えば３．７ｋｇｆ／ｃｍ^２に減圧してその変動を均一化する。貯湯槽１５０には給湯器１５８が給湯した分の湯水を補充するための水道水の受水口１７４が設けられている。そこで、本実施形態では、既存の受水口１７４の構成を有効利用し、発電ユニット１１０の改変を伴うことなく、循環流路２２２で放熱された湯水と水道受水減圧弁２７４で減圧した水道水とを合わせてその受水口１７４に送水するのが望ましい。

水圧センサ２７６は、水道受水バルブ２７２の下流に設けられ、水道圧を測定する。

断水検出部２７８は、水圧センサ２７６の測定結果に基づいて、断水状態か否かを検出する。

水道水逆止弁２８４は、水道水を通流すると共に、貯水槽２５６から水道への逆流を防ぐ。

また、送水ポンプ制御部２３４は、断水検出部２７８が断水を検出したとき（以下、単に断水時という。）の水圧も維持するように、送水ポンプ２２６を制御する。発電ユニット１１０では、上述したように電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成し、生成された熱エネルギーは湯水に置き換えられて貯湯槽１５０に蓄積される。しかし、断水によって、貯湯槽１５０への水道水の給水が停止してしまうと、発電時に生じる熱を回収するための湯水を確保できなくなることから、発電ユニット１１０の発電制御部１６０は、貯湯槽１５０の水圧センサ１８０の測定値が所定圧（例えば、０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２）未満になると燃料電池１５４による発電を停止させ、断水が復旧し、所定の復旧操作が行われるまで発電を再開しないよう構成されている。ここでは、水圧を所定圧以上に維持しつつ、送水ポンプ制御部２３４に制御された送水ポンプ２２６を通じて貯水槽２５６の湯水を貯湯槽１５０へ送水することで、停電と断水が併発した場合であっても継続的に発電することが可能となる。

給水逆止弁２８６は、送水ポンプ２２６から送出された水を通流すると共に、送水ポンプ２２６への逆流を防ぐ。

給水バルブ２８８は、給水逆止弁２８６から貯湯槽１５０および給湯器１５８への流路を開閉する。

（発電方法）
続いて、上述した発電システム２００における発電方法の詳細な処理の流れを説明する。図３は、発電方法における状態遷移を示した状態遷移図である。当該発電方法は、図３に示したように、通常状態、停電状態、断水状態、および停電・断水状態の４つの状態を遷移する。ここでは、まず、４つの状態における発電システム２００の各弁やポンプの動作を説明する。

（通常状態）
図４は、通常状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図であり、図５は、通常状態における湯水の流れを説明するための模式図である。発電システム２００における各弁は、非通電で開口している弁と、閉口している弁の２つの弁が準備されている。かかる通電／非通電の状態は図中括弧内のＯＮ／ＯＦＦで表される。

図４に示すように、通常状態では、水道１８２の圧は正常であり、すべての弁および送水ポンプ２２６を非通電にしたままで、図５に太線で示したような湯水の流れが形成される。従って、給湯器１５８で給湯が可能となるように給湯器１５８の給湯弁２４２も開口されている。また、水抜排水弁２６４、放水排水弁２５８、循環弁２２８、水抜弁２５０は、閉口されている（Ｓ１）。通常状態では、まだ湯水の循環は開始されないため、送水ポンプ２２６はＯＦＦしているが、その流路は開放されているので、送水ポンプ２２６を通流する水道圧のみで水道水が貯湯槽１５０に送水される。このとき給湯器１５８で湯水を利用すると、その利用された分の水が水道１８２から補充され、給湯を通じた湯水の送水と水の受水等により貯湯槽１５０内の水温が低下すると一時的に燃料電池１５４による発電が再開される。

（停電状態）
図６は、停電状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図であり、図７は、停電状態における湯水の流れを説明するための模式図である。停電時には、貯湯槽１５０の湯水を循環するため、基本的には循環弁２２８が開口され貯湯槽１５０と循環流路２２２との流路が確保されると共に、湯水を循環させるための送水ポンプ２２６が駆動する（Ｓ１）。

ここで、給湯器１５８に設置された加熱検出器２４０が、加熱処理が為されていると判定すると、循環弁制御部２３６は、循環を一旦停止すべく、循環弁２２８を閉口すると共に送水ポンプ制御部２３４を通じて送水ポンプ２２６をＯＦＦする（Ｓ２）。そして所定の時間が経過すると再度、送水ポンプ２２６をＯＮし、循環弁２２８を開口して循環を再開させ加熱処理の有無を伺う。加熱検出器２４０の判定結果を参照し、加熱処理が為されていなかったら開口状態を維持して循環を継続する（Ｓ１）。ここでは、循環停止時に循環弁２２８を閉口する構成を述べているが、送水ポンプ２２６が停止すると湯水の流動はほとんどなくなるので、循環弁２２８を開口したままにすることもできる。なお、本実施形態では、貯湯槽１５０内の水温が低いときに循環を停止する構成としたが、これに加えて、連続して所定時間循環を行った場合には一旦循環を停止し、貯湯槽１５０内が高温になったとき、或いは一定時間経過後に循環を再開するよう構成してもよい。

また、基本状態（Ｓ１）に戻っているとき、温度検出器２６２が、貯水槽２５６の鉛直下端部１８４の水温が所定温度以上であると判断すると、排水弁制御部２３８は、湯水の循環中か否かに拘わらず、断水検出部２７８が断水を検出していないことを確認して放水排水弁２５８を開口し、貯水槽２５６の湯水を排水する（Ｓ３）。排水した分の湯水は水道１８２から補充される。そして所定の時間が経過すると放水排水弁２５８を閉口して排水を停止する（Ｓ１）。ここでは、所定温度以上となった貯水槽２５６の湯水を排水し低温の水道水を受水することで、貯湯槽１５０の放熱効果（冷却効果）を高め、発電ユニット１１０による発電を継続可能としている。

（断水状態）
図８は、断水状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図であり、図９は、断水状態における湯水の流れを説明するための模式図である。断水状態では、水道１８２の圧が低下し、停電検出部２２４が停電を検出していないので送水ポンプ２２６の圧もかからない。従って、給湯器１５８による湯水の給湯を可能とすると、貯湯槽１５０における湯水の圧が減少し発電ユニット１１０が断水異常となってしまい、後に停電が併発した際に発電を再開できなくなる。ここでは、図８に示すように給湯弁２４２を閉口して（Ｓ１）、図９に示すように湯水の給湯を制限することで湯水の圧の低下を防止し、発電が停止される事態を回避することが可能となる。

（停電・断水状態）
図１０は、停電・断水状態における各弁およびポンプの動作を示した説明図であり、図１１は、停電・断水状態における湯水の流れを説明するための模式図である。停電かつ断水時においても、停電状態同様、貯水槽２５６の湯水を循環するため、循環弁２２８が開口され貯湯槽１５０と循環流路２２２との流路が確保されると共に、湯水を循環させるための送水ポンプ２２６が駆動する（Ｓ１）。

ここで、給湯器１５８に設置された加熱検出器２４０が、加熱処理が為されていると判定すると、停電状態同様、循環弁制御部２３６は、循環を一旦停止すべく、循環弁２２８を閉口すると共に、送水ポンプ制御部２３４を通じて送水ポンプ２２６をＯＦＦする（Ｓ２）。そして所定の時間が経過すると再度、送水ポンプ２２６をＯＮし、循環弁２２８を開口して循環を再開させ加熱処理の有無を伺う。加熱検出器２４０の判定結果を参照し、加熱処理が為されていなかったら開口状態を維持して循環を継続する（Ｓ１）。ここでは、加熱処理が為されているときに貯湯槽１５０の湯水を無駄に循環させないようにし高温時にのみ循環させることで、放熱効率の低下を回避し、消費電力の低減を図ることができる。

また、断水状態と異なり、送水ポンプ２２６が駆動し、水道圧の低下に拘わらず貯湯槽１５０への圧が保たれるので、貯水槽２５６で許容される水量だけ、給湯器１５８から給湯することも可能である。図１０においては給湯弁２４２が閉口されているが、給湯を実行する場合、貯水槽２５６の水量が所定の水量以下になるまで給湯弁２４２を一時的に開放させる。

続いて、図３における状態遷移を、１．停電時、２．復電時、３．断水時、４．復水時、５．停電中の断水時、６．停電断水中の復水時、７．断水中の停電時、８．停電断水中の復電時の８の事象に分けて説明する。また、以下の説明で用いられる各所定時間は、それぞれの動作が完了するまでの猶予を踏まえて任意に設定される時間を言う。

（１．停電時）
図１２は、停電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。通常状態では、弁やポンプはすべてＯＦＦになっているが（Ｓ１）、停電検出部２２４が停電を検出すると、送水ポンプ２２６が駆動すると共に、循環弁２２８を開口して、図６のように停電状態の運転を開始する（Ｓ２）。

（２．復電時）
図１３は、復電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。停電状態では基本的に放水排水弁２５８が閉口、循環弁２２８が開口して、送水ポンプ２２６がＯＮしているが、図６を用いて説明したように、加熱処理部１７８や貯水槽２５６の鉛直下端部１８４の水温によっては、開閉やＯＮ／ＯＦＦが変化している場合もあり得る（Ｓ１）。このとき復電、即ち、停電検出部２２４が停電を検出しなくなると、放水排水弁２５８と循環弁２２８とを閉口する（Ｓ２）。そして、水抜弁２５０を開口して循環ラジエータ２４６に充填されている水を排水する（Ｓ３）。所定の時間経過後、水抜弁２５０を閉口して循環ラジエータ２４６の水抜きを終了し、続いて、送水ポンプ２２６を停止する（Ｓ４）。こうして図４に示したように、通常状態の運転が開始される。

（３．断水時）
図１４は、断水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。通常状態では、弁やポンプはすべてＯＦＦになっているが（Ｓ１）、断水検出部２７８が断水を検出すると給湯弁２４２を閉口する（Ｓ２）。

また、断水は検出されているが停電が検出されていない場合、発電を継続して行えるようにする必要はないため、循環弁２２８は閉口したまま、送水ポンプ２２６もＯＦＦのまま維持する。これにより、貯湯槽１５０へ加えられている水圧を通常状態に保持し、続いて停電が発生した場合にスムーズに発電を開始させることができる。

このとき、ユーザは、必要に応じて放水バルブ２６０を手動で開口することで貯水槽２５６から水を受水することができる。ただし、上述したように、非循環時には循環ラジエータ２４６には水が張られていないので、停電時において循環ラジエータ２４６に充填すべき水分（例えば２０リットル）だけは貯水槽２５６に残るように、貯水槽２５６に対する放水バルブ２６０の取り出し位置が調整される。なお、放水バルブ２６０は、断水時にのみ手動で開口操作可能とし、非断水時は取水できないよう構成するのが好ましい。こうして、図８に示したように断水状態の運転が開始される。

（４．復水時）
図１５は、復水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。断水状態では給湯弁２４２が閉口されている（Ｓ１）。ここで、断水検出部２７８が断水を検出しなくなって水道圧が戻ると、まず水抜排水弁２６４を開口し、水道１８２から水を受水すると共に貯水槽２５６内の空気を水抜排水弁２６４を通じて排出する（Ｓ２）。そして、流量センサ２６６によって所定の流量を検出すると、水抜排水弁２６４を閉口し、給湯弁２４２を開口する（Ｓ３）。こうして、図４に示したような通常状態に戻り、ユーザは給湯が可能となる。

（５．停電中の断水時）
図１６は、停電中の断水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。停電状態では基本的に放水排水弁２５８が閉口、循環弁２２８が開口して、送水ポンプ２２６がＯＮしているが、加熱処理部１７８や貯水槽２５６の鉛直下端部１８４の水温によっては、開閉やＯＮ／ＯＦＦが変化している場合もあり得る（Ｓ１）。このとき断水検出部２７８が断水を検出すると、水の排水を回避すべく、排水弁制御部２３８を無効化して、放水排水弁２５８および給湯弁２４２を閉口する（Ｓ２）。このとき、排貯水吸気弁２７０が開口されているので、ユーザは、必要時に放水バルブ２６０を手動で開口して貯水槽２５６から湯水を受水することができる。こうして、図１０に示したように、停電断水状態の運転が開始される。

ここでは、湯水の排出を防ぎつつ発電を継続しており、温度検出器２６２が所定温度の超過を検出した場合であっても、排水に頼らず、自然放熱（例えば発電の一時停止）によって循環を維持する。ここで、排水弁制御部２３８を無効化したが、停電断水時であっても発電を最優先する場合、水を排水してでも発電を継続することができる。

（６．停電断水中の復水時）
図１７は、停電断水中の復水時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。放水排水弁２５８が閉口されている状態で（Ｓ１）で、断水検出部２７８が断水を検出しなくなると、水抜排水弁２６４を開口し、水道水を貯水槽２５６に受水させると共に水抜排水弁２６４から、貯水槽２５６内の空気を排気する（Ｓ２）。そして、流量センサ２６６によって所定の流量を検出すると、水抜排水弁２６４を閉口し、排水弁制御部２３８の無効化を解除すると共に、給湯弁２４２を開放して給湯を可能とする（Ｓ３）。こうして、図６に示した停電状態の運転が開始される。

（７．断水中の停電時）
図１８は、断水中の停電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。断水状態では給湯弁２４２が閉口されている（Ｓ１）。断水中に停電検出部２２４が停電を検出すると、循環弁２２８を開口させ、送水ポンプ２２６を駆動させる。このとき、放水排水弁２５８は閉口を維持する（Ｓ２）。こうして、図１０に示したような停電・断水状態の運転が開始される。

（８．停電断水中の復電時）
図１９は、停電断水中の復電時の各処理における各弁およびポンプの開閉の遷移を示した説明図である。停電状態では基本的に循環弁２２８が開口して、送水ポンプ２２６がＯＮしているが、加熱処理部１７８によっては、開閉やＯＮ／ＯＦＦが変化している場合もあり得る（Ｓ１）。停電断水中に停電検出部２２４が停電を検出しなくなると、循環弁２２８を閉口して循環を停止させる（Ｓ２）。そして、水抜弁２５０を開口して循環ラジエータ２４６に充填されている水を排水する（Ｓ３）。所定時間経過後、水抜弁２５０を閉口して循環ラジエータ２４６の水抜きを終了し、給湯弁２４２を閉口すると共に送水ポンプ２２６を停止する（Ｓ４）。こうして図８に示すような断水状態の運転が開始される。

かかる発電方法においても、停電等の非常時に継続的に発電を遂行し、ユーザの利便性向上と安全の確保を図ることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、本明細書の発電方法をはじめとする上述した処理動作における各工程は、必ずしも説明図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、燃料電池を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを発生させる発電システム、および補助ユニットに利用することができる。

１００、２００ …発電システム
１１０ …発電ユニット
１２０、２２０ …補助ユニット
１５０ …貯湯槽
１５４ …燃料電池
１５６ …熱交換器
１５８ …給湯器
１６０ …発電制御部
１７８ …加熱処理部
２２２ …循環流路
２２４ …停電検出部
２２６ …送水ポンプ
２２８ …循環弁
２３６ …循環弁制御部
２３８ …排水弁制御部
２４０ …加熱検出器
２５６ …貯水槽
２６２ …温度検出器
２７８ …断水検出部

Claims (6)

1. 発電ユニットと、該発電ユニットに接続される補助ユニットと、を含む発電システムであって、
   前記発電ユニットは、
   湯水を貯湯および保温する貯湯槽と、
   化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する燃料電池と、
   前記貯湯槽の湯水との熱交換によって前記生成された熱エネルギーを回収する熱交換器と、
   を備え、
   前記補助ユニットは、
   前記貯湯槽から通水された湯水を放熱する循環流路と、
   前記循環流路に前記貯湯槽の湯水を循環させるための送水ポンプと、
   を備えることを特徴とする発電システム。
2. 湯水を貯湯および保温する貯湯槽と、化学反応を通じて電気エネルギーおよび熱エネルギーを生成する燃料電池と、該貯湯槽の湯水との熱交換によって該生成された熱エネルギーを回収する熱交換器と、を含む発電ユニットに接続される補助ユニットであって、
   前記貯湯槽から通水された湯水を放熱する循環流路と、
   前記循環流路に前記貯湯槽の湯水を循環させるための送水ポンプと、
   を備えることを特徴とする補助ユニット。
3. 停電を検出する停電検出部と、
   前記停電検出部が停電を検出した場合に前記送水ポンプを駆動して湯水を循環させるポンプ制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の補助ユニット。
4. 前記貯湯槽から前記循環流路への湯水の流入を阻止するための循環弁と、
   前記停電検出部が停電を検出していない間、前記循環弁を閉口する循環弁制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の補助ユニット。
5. 前記ポンプ制御部は、前記停電検出部が停電を検出している間、前記貯湯槽の湯水が高温のときに前記送水ポンプを駆動させ、該貯湯槽の湯水が低温のときには該送水ポンプを停止することを特徴とする請求項３または４に記載の補助ユニット。
6. 前記循環流路には、水道水の流路が接続されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の補助ユニット。

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