JP2002281568A - コジェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各家庭における電力及びガス並びに湯の消費
を最適化することが可能な、コジェネレーションシステ
ムを提供する。 【解決手段】 電力会社から供給される商用電力と、分
散型発電装置から発生する電力とを併用する一方、該分
散型発電装置からの廃熱を給湯に利用するコジェネレー
ションシステムであって、ガス会社から供給されるガス
をエネルギー源として使用する、前記分散型発電装置、
前記分散型発電装置及び商用電力からの電力の供給を制
御する電力コントローラ、ガス会社からのガスの供給を
制御するガスコントローラ、前記分散型発電装置からの
廃熱により得られた湯を貯蔵する貯湯槽、及び、前記分
散型発電装置、電力コントローラ及びガスコントローラ
を制御する、システムコントローラを備えている、コジ
ェネレーションシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コジェネレーショ
ンシステムに関するものである。特に、本発明は、家庭
や集合住宅、あるいは地域に設置して、電力会社から供
給される商用電力や、ガス会社から供給されるガスとと
もに一元管理することが可能な、コジェネレーションシ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境の保護及び省エネルギー
の観点から、家庭において消費される電力の全てを電力
会社からの供給に依存するのではなく、各家庭または集
合住宅あるいは地域に自家発電装置等の所謂分散型発電
装置を設置して、消費電力の一部を補う試みがなされて
いる。このような分散型発電装置としては、太陽光発
電、風力発電、波力発電等のように自然エネルギーを利
用するものや、エンジン発電機、マイクロガスタービ
ン、燃料電池等のように化石燃料を利用するものなどが
ある。これらのうち、エンジン発電機や燃料電池など
は、発電を行わせる際に高温の廃熱が発生するため、こ
の廃熱を家庭内の給湯や暖房等に使用するコジェネレー
ションシステムとしての利用が可能である。しかしなが
ら、従来のコジェネレーションシステムは、電力会社か
ら供給される商用電力や、ガス会社から給湯あるいは暖
房用に供給されるガスとは無関係に、別個独立のシステ
ムとして制御されるものであることが多く、そのため、
家庭における電力、ガス並びに湯の消費の効率を改善す
るのに、必ずしも有効であるとは言い難いものであっ
た。

【０００３】また、電気、ガス、水道など、家庭で消費
されるエネルギーに関連するユーティリティは、各々相
互に無関係な企業あるいは公社等によって管理されてい
るため、家庭で消費されるエネルギーを最適化すること
を目的としてこれらのユーティリティの使用を制御する
試みはなされていないのが現状である。また、これらの
ユーティリティの安全管理、検針、課金なども別個独立
に行われているため、それに伴う経済的負担も大きい。
したがって、電力会社から供給される電力、分散型発電
装置から供給される電力、ガス会社から供給されるガ
ス、及び湯を一元管理することのできるコジェネレーシ
ョンシステムが、ユーティリティの供給に関連するこれ
らの問題の軽減に寄与することが期待されている。

【０００４】さらに、電力需要は昼間・夜間など時間帯
によって大幅に異なるため、電力会社では、電力需要の
少ない深夜の電力の売価を低くすることなどにより、電
力使用の平準化を推進しようとしている。しかしなが
ら、各家庭において深夜に集中して電力を使用すること
には限界があり、電力使用の平準化はさほど進んでいな
い。したがって、電力使用の平準化に寄与し得るコジェ
ネレーションシステムに対する要求がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、各家庭における電力及びガス並びに湯の消費を最適
化することが可能な、コジェネレーションシステムを提
供することを目的とする。本発明はまた、商用電力及び
家庭用ガスの供給とともに、安全管理、検針、課金等を
集中管理することが可能な、コジェネレーションシステ
ムを提供することを目的とする。本発明はさらに、電力
使用の平準化の促進に寄与し得る、コジェネレーション
システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、ガスをエネルギー源と
して使用する分散型発電装置を利用したコジェネレーシ
ョンシステムにおいて、当該分散型発電装置を商用電力
の供給及びガス会社からのガスの供給とともに一元管理
することにより、当該課題を解決し得ることを見出し
た。すなわち、本発明は、電力会社から供給される商用
電力と、分散型発電装置から発生する電力とを併用する
一方、該分散型発電装置からの廃熱を給湯に利用するコ
ジェネレーションシステムであって、ガス会社から供給
されるガスをエネルギー源として使用する、前記分散型
発電装置、前記分散型発電装置及び商用電力からの電力
の供給を制御する電力コントローラ、ガス会社からのガ
スの供給を制御するガスコントローラ、前記分散型発電
装置からの廃熱により得られた湯を貯蔵する貯湯槽、及
び、前記分散型発電装置、電力コントローラ及びガスコ
ントローラを制御する、システムコントローラを備えて
いるものを提供する。本発明で使用する分散型発電装置
としては、ガス会社から供給されるガスをエネルギー源
として使用して電力を発生し、電力発生の際に、給湯に
利用可能な廃熱を発生するものであれば、いかなるタイ
プの発電装置を使用することもできる。本発明において
使用可能な分散型発電装置には、エンジン発電機、マイ
クロガスタービン、燃料電池等が含まれるが、ガス改質
装置を備えた燃料電池ユニットが特に好ましい。この分
散型発電装置は、商用電力よりも安価に電力を発生させ
るものであることが、経済性の観点から望ましい。分散
型発電装置の発電能力は、電力を供給する家庭一戸あた
り１〜３ｋＷ程度であるのが望ましい。分散型発電装置
が発生する電力が、交流／直流、電圧あるいは周波数な
どの点で、商用電力とは異なる形態のものである場合に
は、該分散型発電装置がコンバータ・インバータを備え
るものとして、分散型発電装置からの電力を商用電力と
同じ形態のものに変換する。分散型発電装置は、後に記
述する電力コントローラを介して、商用電力の系統と連
係される。

【０００７】本発明のコジェネレーションシステムは、
前記分散型発電装置及び商用電力からの電力の供給を制
御する電力コントローラ、及び、ガス会社からのガスの
供給を制御するガスコントローラを備えている。電力コ
ントローラは、後に記述するシステムコントローラの指
令に基づき、家庭の電力需要に応じて電力を供給する。
電力は、電力コントローラの制御の下、まず分散型発電
装置から供給されることとし、コジェネレーションシス
テムが後述のような蓄電装置を備えている場合であっ
て、この蓄電装置に十分な電力が蓄電されている場合に
は、蓄電装置から供給されることとすることができる。
さらに、分散型発電装置あるいは蓄電装置から供給可能
な電力の量と家庭からの電力需要とを比較して、家庭で
の電力消費が大きいか、あるいは、分散型発電装置また
は蓄電装置が性能上家庭からの電力需要による負荷変動
に追従できないなどの理由により、需要が供給を大きく
上回っている場合に、不足している電力供給を商用電力
によって補うこととすることができる。また、電力コン
トローラは、電力を家庭に供給するにあたり、商用電力
と前記分散型発電装置から発生する電力及び／または前
記蓄電装置からの電力との供給量のバランスを調整する
ことのできるパワーコンディショナ機能を備えていても
よい。この機能により、家庭のエネルギー消費量、商用
電力の価格、前記分散型発電装置の発電コスト、及び貯
湯槽の貯湯量等に鑑みて、最適なエネルギー供給源をソ
フトウェア処理により判断し、いずれの電力源からの電
力を使用すべきかを決定することができる。例えば、経
済的観点から商用電力を使用した方が安価となるような
時間帯には、商用電力を積極的に使用する一方、貯湯槽
の湯量が少なくなった場合には、家庭に発電需要がない
場合であっても、貯湯槽を満たすために発電し、この余
剰電力を商用電力に戻す（売電する）こと、或いは、蓄
電装置に蓄電することも可能となる。ガスコントローラ
は、システムコントローラの指令に基づき、家庭のガス
需要に応じて、また前記分散型発電装置の動作に応じ
て、ガスを供給する。

【０００８】さらに、本発明のコジェネレーションシス
テムが、家庭への上水道の供給を制御する上水道コント
ローラを備えることとしてもよい。この場合、この上水
道コントローラを、下記のシステムコントローラによっ
て制御することもできる。本発明のコジェネレーション
システムはまた、前記分散型発電装置からの廃熱により
得られた湯を貯蔵する貯湯槽を備えている。この貯湯槽
は、特に制限されるものではないが、例えば、分散型発
電装置からの廃熱を回収して貯湯槽へ供給するための熱
交換器、及び、水（例えば、前記上水道コントローラに
よって供給が制御されている上水道）を貯湯槽へ導入す
る給水手段を備えるものであってよい。さらに、この貯
湯槽は、該貯湯槽中の湯を所望の温度にするための加熱
装置を備えていてもよい。この場合、該加熱装置は、ガ
ス会社から供給されるガスをエネルギー源として使用す
るものであってもよい。

【０００９】本発明のコジェネレーションシステムは、
さらに、前記分散型発電装置、電力コントローラ及びガ
スコントローラを制御することが可能なように、これら
と通信可能に接続されている、システムコントローラを
備えている。システムコントローラは、各家庭における
電力及びガス並びに湯の消費を最も経済的にするため
に、商用電力からの電力の供給、前記分散型発電装置か
らの電力の供給、ガス会社からのガスの供給、貯湯槽か
らの湯の供給を制御するとともに、課金、保安状態を管
理するための情報を集中監視センターに伝達する。この
システムコントローラは、一般に、（１）電力コントロ
ーラあるいはガスコントローラからの、使用量に応じた
電気信号をカウントし、演算処理によって使用量に変換
して、これを使用量データとして保持する機能、（２）
漏電、ガス漏れなどの保安状態をソフトウェア処理によ
り管理し、あるいはセンサ手段からの信号を受信して保
安状態を判断する機能、（３）保安状態について異常が
検出された場合、異常情報に対応する信号を発信する機
能、（４）異常が検出された場合、電力あるいはガスの
供給を停止させる機能等を備えている。ただし、後述の
ように、これらの機能のいくつかを、電力コントローラ
あるいはガスコントローラ、特のそのメータが備えるも
のとすることができる。本発明のコジェネレーションシ
ステムに使用するシステムコントローラはまた、家庭の
外部にある他のコントローラ、例えば、ユーティリティ
ーの使用状態及び保安状態を集中監視する集中監視セン
ターに、通信可能に接続されているのが望ましい。さら
に、家庭毎の電力コントローラ、あるいはガスコントロ
ーラからの情報の受信、或いは、後に記述するバルブへ
の情報の送信をするための通信手段が煩雑となる場合に
は、これらの情報伝達手段を集約するシステムサブコン
トローラを設置するのが望ましい。

【００１０】本発明のコジェネレーションシステムは、
前記分散型発電装置から発生する電力を貯蔵する蓄電装
置を備えていてもよい。蓄電装置としては、特に制限は
ないが、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン
電池、ナトリウムイオウ電池、レドックスフロー電池な
どの各種二次電池を使用することができる。この蓄電装
置は、商用電力から、低価格の深夜電力を貯蔵すること
ができるよう構成されているものであってもよい。

【００１１】本発明はまた、上記コジェネレーションシ
ステムにおいて、前記電力コントローラ及びガスコント
ローラが、電気またはガスの使用量を計測するためのメ
ータ、電気またはガスの使用状態を監視するためのセン
サ手段、及び、電気またはガスの流量を制御するための
バルブ手段を備えているものを提供する。上記各メータ
は、電気またはガスの使用量を計測することができるも
のであれば、いかなる種類のものであってもよいが、計
測された使用量に応じたデータを、例えばシステムコン
トローラに転送することができるように、使用量に応じ
た電気信号（パルス信号など）を発生させる機能を具備
している必要がある。このメータは、使用量に応じて発
生させた電気信号を、そのままシステムコントローラに
転送するものであってもよいが、所謂マイコンメータで
あってもよい。一般に、マイコンメータは、使用量に応
じて発生させた電気信号を自らカウントし、演算処理に
よって使用量に変換して、これを使用量データとして保
持することができるとともに、システムコントローラ等
からの要求に応じて、この使用量データを転送すること
ができる。本発明のコジェネレーションシステムにおい
て、マイコンメータを使用する場合、該メータは、
（１）漏電、ガス漏れなどの保安状態をメータ内のソフ
トウェア処理により管理し、あるいはセンサ手段からの
信号を受信して保安状態を判断する機能、（２）保安状
態について異常が検出された場合、システムコントロー
ラに異常情報を転送する機能、（３）異常が検出された
場合、バルブ手段を「閉」にするための信号を発信する
機能、及び、（４）システムコントローラからの信号を
受信して、バルブ手段を「閉」または「開」にするため
の信号を発信する機能のうち、少なくとも１つを備えて
いるのが望ましい。

【００１２】本発明のコジェネレーションシステムに使
用するセンサ手段は、漏電、ガス漏れなどの保安状態を
監視するためのものであり、保安状態に応じた信号を送
信することのできる任意の種類のセンサを使用すること
が可能である。保安状態について異常が検出された場
合、このセンサは、異常を示す電気信号をシステムコン
トローラに転送する。この場合において、上記メータと
してマイコンメータが使用されていれば、このセンサか
らの異常を示す電気信号がマイコンメータに転送される
ようにしてもよい。本発明のコジェネレーションシステ
ムに使用するバルブ手段は、システムコントローラある
いは上記マイコンメータからの指令信号により開閉の切
り替えを行うものである。一般に、バルブ手段は、電磁
弁などを使用した安全弁である。

【００１３】本発明はさらに、上記コジェネレーション
システムにおいて、前記貯湯槽が、該貯湯槽に貯蔵され
ている湯の量を検出するためのセンサ手段を有し、該セ
ンサ手段によって検出された湯の量についてのデータが
前記システムコントローラに転送されるものを提供す
る。センサ手段は、いかなる種頻のものであってもよい
が、計測された量に応じたデータを、システムコントロ
ーラに転送することができるように、量に応じた電気信
号を発生させる機能を具備している必要がある。センサ
手段として、具体的には、フロートや超音波を用いた液
面を検知するセンサを使用することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態についてさらに詳細に説明する。図１は、本
発明のコジェネレーションシステムの一実施例について
のシステム構成図である。この実施形態におけるコジェ
ネレーションシステムは、ガス会社から供給されるガス
をガス改質装置１２で改質して得られる水素をエネルギ
ー源として使用して、電力及び熱を発生する燃料電池ユ
ニット１３を備える分散型発電装置１１、分散型発電装
置及び商用電力からの電力の供給を制御する電力コント
ローラ５１、ガス会社からのガスの供給を制御するガス
コントローラ４１、前記燃料電池ユニット１３で発生す
る熱により得られた湯を貯蔵する熱交換器式貯湯槽３
１、及び、前記分散型発電装置１１、電力コントローラ
５１及びガスコントローラ４１を制御する、システムコ
ントローラ７１を備えている。

【００１５】ガス会社から供給されるガスは、ガスコン
トローラ４１を経由して、調理用ガスなどの用途のため
に直接家庭へ送られるとともに、ガス改質装置１２へ送
られて、改質されて水素を発生することが可能とされて
いる。ガス改質装置１２で発生した水素は、燃料電池ユ
ニット１３において発電のためのエネルギー源として使
用される。燃料電池ユニット１３で発生した直流電力
は、電力コントローラ５１を経由して供給される商用電
力と同一の形態となるように、インバータ・コンバータ
１４において直流から交流へ、また交流１００〜２００
Ｖに変換される。また、燃料電池ユニット１３で発生し
た余剰電力は、インバータ・コンバータ１４を経由して
蓄電装置２１へ送られ、そこで貯蔵され、あるいは、系
統連係された商用電力に送られる（売電）。蓄電装置２
１に貯蔵されている電力は、家庭の電力需要に応じて、
インバータ・コンバータ１４及び電力コントローラ５１
を経由して家庭へ送られる。

【００１６】電力コントローラ５１はパワーコンディシ
ョナー５５を備えており、このパワーコンディショナー
５５は、電力を家庭に供給するにあたり、商用電力と、
分散型発電装置１１から発生する電力及び／または蓄電
装置２１からの電力との供給量のバランスを調整する。

【００１７】熱交換器式貯湯槽３１は、燃料電池ユニッ
ト１３からの廃熱を回収して貯湯槽へ供給するための熱
交換器を備えており、この熱により上水道を加熱して得
られた湯を貯蔵する。貯湯槽内には、貯蔵される湯の温
度を計測するセンサ手段を設けることが望ましい。さら
に、貯湯槽３１は、ガス会社から供給されるガスをエネ
ルギー源として使用して、該貯湯槽中の湯を所望の温度
にするための加熱装置（図示せず）を備えている。貯湯
槽中の湯を加熱する方法として、湯全体を加熱する方
法、及び、給湯時に給湯経路内で加熱する方法の何れ
か、或いは両者を用いることができるが、湯全体を加熱
する方法を選択した場合、貯湯槽内の湯温度を可変設定
できるように構成し、この設定温度以下となった場合、
該加熱装置を用いて設定温度まで加熱することが望まし
い。

【００１８】この実施形態におけるコジェネレーション
システムは、商用電力の供給を制御する電力コントロー
ラ５１、及び、ガス会社からのガスの供給を制御するガ
スコントローラ４１に加え、上水道の供給を制御する上
水道コントローラ６１を備えている。これらのコントロ
ーラ（４１、５１、６１）は、それぞれ、メータ（４
２、５２、６２）、センサ（４３、５３、６３）、及び
安全弁（４４、５４、６４）を備えている。センサ（４
３、５３、６３）は、漏電、ガス漏れ、漏水などの保安
状態を監視し、保安状態について異常が検出された場
合、異常を示す電気信号をメータ（４２、５２、６２）
に転送する。メータ（４２、５２、６２）は、受信した
信号に対応して、安全弁（４４、５４、６４）を「閉」
にするための信号を発信する。メータ（４２、５２、６
２）はまた、システムコントローラ７１と通信可能に接
続されている。

【００１９】システムコントローラ７１は、メータ（４
２、５２、６２）を介して安全弁（４４、５４、６４）
を制御するほか、ガス改質装置１２及び燃料電池ユニッ
ト１３の動作を制御する。システムコントローラ７１は
予め定められた間隔で、メータ（４２、５２、６２）か
ら電力、ガス、水道の使用量、保安状態に関するデータ
を受信する。このシステムコントローラ７１とメータ
（４２、５２、６２）との間の通信の方法としては、シ
ステムコントローラ７１がデータ要求をメータ（４２、
５２、６２）に発信し、これを受信したメータ（４２、
５２、６２）がデータを発信する方法を用いることがで
き、あるいは、メータ（４２、５２、６２）は常にデー
タを発信し続け、システムコントローラ７１が必要に応
じてデータを取り込む方法を用いることもできる。ただ
し、メータ（４２、５２、６２）がセンサ（４３、５
３、６３）から保安状態の異常を示すデータを受信した
場合、或いは、メータ（４２、５２、６２）内のソフト
ウェア処理で保安状態に異常があると判断された場合に
は、異常を示すデータを直ちにシステムコントローラ７
１に転送する。このデータは緊急性を要するデータであ
るため、緊急に通信を確実とするために、所謂、割り込
み機能を用いることが望ましい。また、メータ（４２、
５２、６２）或いはセンサ（４３、５３、６３）では保
安異常を検出できない場合であって、システムコントロ
ーラ７１内のソフトウェア処理によって保安状態が異常
であると判断された場合、あるいは、当該系外の事故等
によって、ガス、電力、或いは、水道を止める必要があ
る場合には、システムコントローラ７１が、メータ（４
２、５２、６２）を介して安全弁（４４、５４、６４）
を「閉」とする信号を発信する。当該信号は、集中監視
センター８１からシステムコントローラ７１を介して発
信することもできる。

【００２０】分散型発電装置は、電力と湯を同時に発生
する装置であるが、家庭での電力需要時間帯と湯の需要
時間帯は必ずしも一致しない。この時間差を補完するた
めに貯湯槽、蓄電装置、また、売買電を利用する。ま
た、電力需要とは無関係に発生する給湯需要に常時対応
できるようにするために、貯湯槽の貯湯量が空になるこ
とのないように制御する必要がある。システムコントロ
ーラ７１は、ガスコントローラ４１、電力コントローラ
５１、水道コントローラ６１を介して、分散型発電装置
１１、蓄電装置２１を制御して、家庭におけるエネルギ
ー費用の最適化を図る。システムコントローラ７１は、
例えば、以下の制御を、そのそれぞれが経済的である場
合に実施する（図３）。

【００２１】家庭において、 （１）電力需要と湯需要が同時にある場合（図４）にお
いて、 ア．蓄電装置があって、充分な蓄電量がある場合であっ
て、且つ、充分貯湯されている場合には、蓄電装置から
電力を供給し、また、貯湯された湯を供給する。 イ．蓄電量が充分でなく、且つ、貯湯量も充分でない場
合には、分散型発電装置を作動させ、電力と湯を発生さ
せる。 （２）電力需要に比して湯需要が少ない場合（図５）に
おいて、 ア．蓄電装置があって、且つ、充分な蓄電量がある場合
には、蓄電装置から電力を供給する。 イ．蓄電装置がない、あるいは、蓄電装置はあるがその
蓄電量が充分でない場合であって、且つ、貯湯槽に新た
に貯湯する余裕がある場合には、分散型発電装置を作動
させ、電力を供給するとともに、湯を貯湯槽に供給す
る。 （３）湯需要に比して電力需要が少ない場合（図６）に
おいて、 ア．貯湯槽に充分貯湯されている場合には、貯湯されて
いる湯を供給する。 イ．蓄電装置があって、蓄電装置に新たに蓄電する余裕
がある場合には、分散型発電装置を作動させ、湯を発生
させて供給するともに、電力を蓄電装置に蓄電する ウ．蓄電装置がないか、あるいは、蓄電装置はあるが、
充分蓄電されており、あらたに蓄電する余裕がない場合
には、分散型発電装置を作動させ、湯を発生供給すると
もに電力を商用電力に売電する。 （４）電力需要も湯需要もいずれも少ない、或いは、殆
どない場合（図７）において、 ア．蓄電装置があって、蓄電装置に新たに蓄電する余裕
がある場合であって、 ａ）貯湯槽に新たな貯湯する余裕がある場合には、分散
型発電装置を作動させ、発生させた電力及び湯をそれぞ
れ蓄電装置、貯湯槽に貯蔵する。 ｂ）貯湯槽に新たな貯湯する余裕がない場合で、深夜電
力を利用できる等、商用電力が充分低価格の場合には、
商用電力を蓄電装置に蓄電する。 イ．蓄電装置がない、或いは、充分蓄電されており、新
たに蓄電する余裕がない場合であって、貯湯槽に新たな
貯湯する余裕がある場合には、分散型発電装置を作動さ
せ、発生させた湯を貯湯槽に貯蔵するとともに、発生さ
せた電力を商用電力に送る（売電する）。

【００２２】制御フローの一例を図３ないし図７に示し
たが、これら制御の目的である経済性は、分散型発電装
置の発電効率、廃熱回収効率とともに、商用電力、ガス
の価格に依存するので、商用電力或いはガスの価格によ
って、異なった制御の方法を選択する必要がある。この
商用電力或いはガスの価格は、例えば、原油価格の変動
に伴いしばしば変動する。したがって、常に経済性に最
も優れた運転制御を実施するためには、システムコント
ローラ７１のソフトウェア/パラメータを変更できるよ
うにしておくことが望ましい。さらには、このソフトウ
ェア/パラメータの変更を、集中監視センター８１から
の通信手段によって実施できるようにすることが望まし
い。

【００２３】図２は、本発明のコジェネレーションシス
テムの他の実施例についてのシステム構成図である。こ
の実施例では、本発明のコジェネレーションシステム
は、集合住宅用、あるいは地域用に構成されており、各
家庭への電力、ガス、水道、湯の供給を制御するととも
に保安管理を実施し、さらに、課金のための使用量に関
するデータを採取するための家庭用ガスコントローラ９
１、家庭用湯コントローラ１０１、家庭用水道コントロ
ーラ１１１、家庭用電力コントローラ１２１が設置され
ている。集合住宅のように、各戸にコジェネレーション
システムを設置するための充分なスペースがないが、屋
上、或いは、地下スペースに共通のコジェネレーション
システムを設置することができる場合、図１に示した実
施例に代えて、図２に示す実施例を選択するのが望まし
い。図２に示す実施例は、図１の場合に比して、制御す
べき対象である分散型発電装置の数が少なくなるため、
その制御は簡単となり、また、コジェネレーションシス
テムが大型化となることによる低コスト化も期待でき
る。他方、図２に示す実施例の場合、新たに各戸に湯を
供給するための設備、配管が必要となるため、戸建て住
宅の集まる地域においても図２の実施例を選択すること
ができるが、図１或いは図２のいずれの実施例を選択す
るかは、その経済性の観点から選択すべきである。図２
では、ガス、電力、湯を供給する対象として家庭のみを
記載しているが、事務所、商業ビル、工場であってもよ
い。また、図２では、システムサブコントローラ７２を
利用したが、これは図２の実施例に限定されるものでは
なく、図１の実施例においても適用できる。システムサ
ブコントローラ７２を設置することによって、システム
コントローラ７１とメータ４２、５２、６２との通信が
容易となりシステムコントローラ７１の負荷を低減する
ことができ、或いは、通信設備を簡易なものとすること
ができる。

【００２４】家庭におけるエネルギー費用の最適化を図
るためのコジェネレーションシステムの制御方法例を前
記したが、該コジェネレーションシステムは、システム
全体を商用電力と連系して、電力使用の平準化のために
利用することができる。集中監視センタ８１に、これに
接続される全てのコジェネレーションシステムの運転に
かかわる全ての情報、例えば、分散型発電装置の稼動状
況、蓄電装置の蓄電状態、貯湯槽の貯湯量を集約する。
電力会社より系統電力（商用電力）の需給情報を集中監
視センタ８１に得、前記したコジェネレーションシステ
ムの運転に関わる情報を勘案して、電力平準化のために
コジェネレーションシステムを稼動させることができ
る。例えば、集中監視センタ８１は、システムコントロ
ーラ７１を介して、コジェネレーションシステムを以下
のように制御運転する（図８）。 （１）系統電力が不足した場合において、 ア．蓄電装置がある場合には、充分な蓄電量のある蓄電
装置から順次系統に電力を供給する（売電）。 イ．蓄電装置がないか、あるいは蓄電装置はあるがその
蓄電量が充分でない場合には、 ａ）貯湯槽に新たに貯湯する余裕があるコジェネレーシ
ョンシステムの分散型発電装置から順次作動させ、系統
に電力を供給（売電）するとともに、湯を貯湯槽に供給
する。 ｂ）全ての貯湯槽に充分に貯湯されており、新たな貯湯
する余裕がない場合には、分散型発電装置を作動させて
系統に電力を供給（売電）する。 （２）系統電力に余剰が発生した場合、蓄電装置があ
り、且つ、新たに蓄電量する余裕のある蓄電装置に順次
系統より電力を供給して蓄電する。運転制御の一例を図
８に示したが、これらは経済性に優位な場合実施され、
その判断は集中監視センター８１でなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコジェネレーションシステムの一実施
例についてのシステム構成図である。

【図２】本発明のコジェネレーションシステムの他の実
施例についてのシステム構成図である。

【図３】本発明のコジェネレーションシステムにおける
制御フローの例である。

【図４】本発明のコジェネレーションシステムにおける
制御フローの例である。

【図５】本発明のコジェネレーションシステムにおける
制御フローの例である。

【図６】本発明のコジェネレーションシステムにおける
制御フローの例である。

【図７】本発明のコジェネレーションシステムにおける
制御フローの例である。

【図８】電力平準化をはかるためのコジェネレーション
システムの制御フローの例である。

【符号の説明】

１ コジェネレーションシステム １１ 分散型発電装置 １２ ガス改質装置 １３ 燃料電池ユニット １４ インバータ・コンバータ ２１ 蓄電装置 ３１ 熱交換式貯湯槽 ４１ ガスコントローラ ５１ 電力コントローラ ６１ 上水道コントローラ ７１ システムコントローラ ８１ 集中監視センター ９１ 家庭用ガスコントローラ １０１ 家庭用湯コントローラ １１１ 家庭用水道コントローラ １２１ 家庭用電力コントローラ ４２、５２、６２、９２、１０２、１１２、１２２ メ
ータ ４３、５３、６３、９３、１０３、１１３、１２３ セ
ンサ ４４、５４、６４、９４、１０４、１１４、１２４ 安
全弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 雅夫 千葉県習志野市秋津４−19−23 Ｆターム(参考） 5G066 HA30 HB07 HB08 HB09 5H027 BA01 DD03 DD06 KK21 KK41 MM12 5K048 AA16 BA12 DA02 DC03 EB02 EB10 FC01 HA34 HA36

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力会社から供給される商用電力と、分
   散型発電装置から発生する電力とを併用する一方、該分
   散型発電装置からの廃熱を給湯に利用するコジェネレー
   ションシステムであって、 ガス会社から供給されるガスをエネルギー源として使用
   する、前記分散型発電装置、 前記分散型発電装置及び商用電力からの電力の供給を制
   御する、電力コントローラ、 ガス会社からのガスの供給を制御するガスコントロー
   ラ、 前記分散型発電装置からの廃熱により得られた湯を貯蔵
   する貯湯槽、及び、 前記分散型発電装置、電力コントローラ及びガスコント
   ローラを制御する、システムコントローラ、を備えてい
   る、前記コジェネレーションシステム。
2. 【請求項２】 さらに、前記分散型発電装置から発生す
   る電力を貯蔵する蓄電装置を備えている、請求項１に記
   載のコジェネレーションシステム。
3. 【請求項３】 前記電力コントローラ及びガスコントロ
   ーラが、電気またはガスの使用量を計測するためのメー
   タ、電気またはガスの使用状態を監視するためのセンサ
   手段、及び、電気またはガスの流量を制御するためのバ
   ルブ手段を備えている、請求項１または２に記載のコジ
   ェネレーションシステム。
4. 【請求項４】 前記貯湯槽が、該貯湯槽に貯蔵されてい
   る湯の量を検出するためのセンサ手段を有し、該センサ
   手段によって検出された湯の量についてのデータが前記
   システムコントローラに転送される、請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載のコジェネレーションシステム。