JP2002334709A - 分散発電システムとそれを利用可能なエネルギー管理システム - Google Patents

分散発電システムとそれを利用可能なエネルギー管理システム

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JP2002334709A JP2001137846A JP2001137846A JP2002334709A JP 2002334709 A JP2002334709 A JP 2002334709A JP 2001137846 A JP2001137846 A JP 2001137846A JP 2001137846 A JP2001137846 A JP 2001137846A JP 2002334709 A JP2002334709 A JP 2002334709A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散発電システムのメリットを活かした電力
供給に関するビジネスモデルの構築は、燃料電池システ
ム等の新エネルギー普及に不可欠である。 【解決手段】 複数の分散発電システム12はインター
ネット20を介して管理会社22の管理装置24へ接続
される。管理装置24は、分散発電システム12の利用
者ごとに電力供給量、ガス供給量、上水供給量を取得し
て管理するとともに、これを電力会社28、ガス会社2
6、水道事業者29に連絡する。管理装置24は、各供
給量を常時監視し、異常が見られた場合にはこれを利用
者に通知するとともに警備会社27へ通報する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電力の供給技術に
関し、とくに分散型の発電システムと、それを利用した
エネルギー管理システムに関する。
【従来の技術】ITやバイオなどの新技術が世界規模で
展開される時代となったが、そうした状況にあっても、
エネルギー産業は最大級の基幹産業であることに変わり
はない。最近では、地球温暖化防止をはじめとする環境
意識の浸透に伴い、いわゆる新エネルギーに対する期待
が高まっている。新エネルギーは、環境性に加え、電力
需要家に近接して分散型で生産できるため、送電損失面
と電力供給のセキュリティ面でもメリットがある。ま
た、新エネルギーの開発が新たな周辺産業を創出する副
次的効果も期待できる。
【0002】新エネルギーに対する取り組みは、約30
年前の石油危機を契機として本格化し、現在では、太陽
光発電などの再生可能エネルギー、廃棄物発電などのリ
サイクルエネルギー、燃料電池などの高効率エネルギ
ー、およびクリーンエネルギーカーを代表とする新分野
エネルギーなどのエネルギーが、それぞれ実用化に向け
た開発の段階にある。
【0003】そうした中でも、燃料電池は業界でもっと
も注目されるエネルギーのひとつである。燃料電池は、
天然ガスやメタノールに代表される炭化水素系燃料に水
蒸気を混ぜて作った水素と、大気中から採取した酸素を
化学反応させて電気と熱を同時に生成するもので、発電
による副産物が水だけであり、低出力域でも高効率で、
しかも発電が天候に影響されず安定的である。固体高分
子型燃料電池は、住居用をはじめとする定置型、および
車載型の両用途において次世代のひとつの標準電源と目
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】現在、固体高分子型燃
料電池を利用する発電システムは、試作から実用化の途
上にある。燃料電池の普及はコストをいかに低減できる
かに依存する。初期コストは開発側の課題ではあるが、
運用上のコストまたはメリットは、燃料電池を用いるシ
ステムと商用電力系統の関係にも依存する。
【0005】したがって燃料電池の普及には、単に燃料
電池自体の技術的改良だけではなく、それを利用する環
境をビジネスモデルとして構築する必要があり、このモ
デルにおいて、システムの利用者、電力会社をはじめと
する関係者全体のメリットを浮き彫りにしていく必要が
ある。
【0006】本発明はこうした背景からなされたもので
あり、その目的は、燃料電池をはじめとする分散型の発
電システムの導入および利用の促進を図る技術の提供に
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のある態様は、分
散型の発電システム(以下単に分散発電システムとい
う)に関する。このシステムは、発電のためにガスを利
用する発電装置を有するもので、ガス系統から当該発電
システムの利用者へ供給されるガスの供給量を検出する
供給検出部と、ガスの供給量を記憶する供給量保持部
と、を有する。「発電装置」は任意のものでよいが、発
電のためにガスを利用する燃料電池はひとつの好適な例
である。
【0008】分散発電システムは、一般には、それが設
置される場所、例えば住居やビルなどにおいてガス会社
のガス系統からガスの供給を受ける。ここでいう「ガス
の供給量」は、燃料電池による発電に利用されるガス
と、それ以外の用途で消費されるガスの双方を含んだ利
用者ごとの総供給量をいう。この総供給量に基づいてガ
ス料金が決定され、これを需要家、すなわちこのシステ
ムの利用者(以下単に利用者ともいう)が負担する。
【0009】この分散発電システムが有するマスフロー
メータなどのガス量検出器を発電用以外のガス供給量の
測定にも活用し、さらに電力供給量も測定して記録すれ
ば電力とガスの一元的管理が可能となる。供給量保持部
からガスの供給量を読み出して、ネットワーク経由で発
行された確認指示に対する応答の形で、ガス会社または
管理会社などに通知してもよい。「ネットワーク」はイ
ンターネットでもよい。
【0010】本発明の別の態様における分散発電システ
ムは、発電のために上水を利用する発電装置を有するも
のであり、上水系統から当該発電システムの利用者へ供
給される上水の供給量を検出する供給検出部と、上水の
供給量を記憶する供給量保持部と、を有する。この「発
電装置」もまた任意のものでよいが、発電のために上水
を利用する燃料電池はひとつの好適な例である。
【0011】分散発電システムは、一般には、それが設
置される場所において水道事業者の上水系統から上水の
供給を受ける。ここでいう「上水の供給量」は、燃料電
池による発電に利用される水と、それ以外の用途で使用
される水の双方を含んだ利用者ごとの総供給量をいう。
この総供給量に基づいて水道料金のうち上水にかかる部
分が決定され、これを需要家が負担する。
【0012】この分散発電システムが有するマスフロー
メータなどの水量検出器を、発電用以外の上水供給量の
測定にも活用し、さらに電力供給量も測定して記録すれ
ば電力と上水の一元的管理が可能となる。供給量保持部
から上水の供給量を読み出して、ネットワーク経由で発
行された確認指示に対する応答の形で、水道事業者また
は管理会社などに通知してもよい。
【0013】本発明のさらに別の態様はエネルギー管理
システムである。このシステムは、管理装置を含む。こ
の管理装置は、発電のためにガスを利用する発電装置を
有する分散発電システムにネットワークを介して接続さ
れ、分散発電システムが検出するガス系統からのガスの
供給量を遠隔から確認できるよう構成してもよい。ま
た、電力系統からの電力の供給量、ガスの供給量、およ
び上水の供給量を一元的に管理してもよいし、電力供給
主体、ガス供給主体、および上水供給主体に対して、管
理する各供給量を通知してもよい。
【0014】本発明のさらに別の態様のエネルギー管理
システムもまた管理装置を含む。この管理装置は、発電
のために上水を利用する発電装置を有する分散発電シス
テムにネットワークを介して接続され、分散発電システ
ムが検出する上水系統からの上水の供給量を遠隔から確
認できるよう構成してもよい。また、電力系統からの電
力の供給量、ガスの供給量、および上水の供給量を一元
的に管理してもよいし、電力供給主体、ガス供給主体、
および上水供給主体に対して、管理する各供給量を通知
してもよい。
【0015】本発明のさらに別の態様も分散発電システ
ムである。このシステムは、発電装置を有するものであ
り、この発電システムが供給量を検出する電力、ガス、
および上水のうち少なくともいずれかの利用状況を監視
する監視部を含む。この利用状況に異常が見られたと
き、監視部がその異常を検出して利用者に警告する。
「利用状況」は、1日における各時間帯ごとの供給量で
あってもよく、平均的な利用パターンを予め記憶してお
いてこれと著しく異なるときに「異常」と判断してもよ
い。「警告」は、屋内の警報機などの装置によって行っ
てもよい。これにより、利用者はガス漏れなどの異常を
迅速に察知することができる。
【0016】本発明のさらに別の態様もエネルギー管理
システムである。このシステムは、発電装置を有する分
散発電システムにネットワークを介して接続された監視
部を含む。この監視部もまた電力、ガス、および上水の
うち少なくともいずれかの利用状況を監視するととも
に、利用状況に異常が発生したときに、その異常を検出
して通報する。通報先は、電力会社、ガス会社、水道事
業者などであってもよいし、分散発電システムが設置さ
れる場所のセキュリティを管理する管理主体であっても
よい。この管理主体は警備会社であってもよい。
【0017】たとえば、利用者の留守中または就寝中に
漏電、ショート、ガス漏れなどが発生した場合に、これ
を電力、ガス、上水の利用状況によって検知する。従来
はガス漏れ検知器などによって二次的に検知していた災
害を、供給量の異常な変動によって一次的に検知する。
また、老人や病人の一人世帯において急病などの不測の
事態が発生した場合にも、これを電力、ガス、上水の異
常な利用状況によって察知できる可能性がある。
【0018】本発明のさらに別の態様も分散発電システ
ムである。このシステムは、発電装置を有するものであ
り、このシステムを、発電装置による発電に利用する資
源の少なくとも一部をこのシステムの設置される場所に
供給するための物理的なゲートウェイとして構成すると
ともに、その供給量を各資源の供給主体へ通知するため
に検出する管理的なゲートウェイとして構成する。
【0019】「発電に利用する資源」は、ガス、上水を
はじめ、電力を含んでもよい。「物理的なゲートウェ
イ」は、たとえば利用者の電気設備、ガス設備、上水設
備などを電力系統、ガス系統、上水系統などにそれぞれ
接続する接合点を意味する。「管理的なゲートウェイ」
は、たとえば利用者の家庭で使用した電力、ガス、上水
の各供給量を取得して通知するための集約点を意味す
る。
【0020】なお、以上の構成要素の任意の組合せや、
本発明の構成要素や表現を方法、装置、システム、コン
ピュータプログラム、コンピュータプログラムを格納し
た記録媒体などの間で相互に置換したものもまた、本発
明の態様として有効である。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、実施の形態に係るエネル
ギー管理システム10の全体構成を示す。同図は一般的
な電子ネットワークを示し、配電、配ガス、および配水
のためのネットワークを示すものではない。
【0022】エネルギー管理システム10では、複数の
分散発電システム12とそれらを統括的に管理する管理
装置24を含む管理会社22がインターネット20を介
して接続されている。管理会社22は専用回線で電力会
社28、ガス会社26、水道事業者29、および警備会
社27と接続され、これら各社の委託を受けた事業を行
う。電力会社28は電力系統16を通じて分散発電シス
テム12をもつ需要家の住宅やビルに電力を供給する。
同様に、ガス会社26はガス系統14を通じてガスを供
給し、水道事業者29は上水系統18を通じて上水を供
給する。分散発電システム12は、発電のためにガスと
水を利用する燃料電池システムを備える。
【0023】このエネルギー管理システム10の基本的
な特徴は、電力、ガス、および上水の供給量を遠隔地か
ら確認し、これらを集約して一元的に管理する点にあ
る。従来はこれらをそれぞれの事業主体が別々に管理し
ていたが、本実施形態によれば需要家ごとに包括的なエ
ネルギー管理が可能となる。また、従来は各事業主体の
担当者が各需要家宅へ訪問し、そこに設置されたメータ
を検針することによって毎月の供給量を確認していた。
本実施形態によれば訪問および検針作業が省かれるの
で、各事業主体における人件費を削減できる。
【0024】図2は、分散発電システム12の構成を示
す。燃料電池システム30は、天然ガスやメタノールな
どの炭化水素系燃料と上水から生成した水蒸気を反応さ
せて水素を得る改質器34と、その水素と酸素を反応さ
せて水と直流電圧を得る燃料電池36と、その電圧を交
流に変換するインバータ38と、それらを制御する制御
部32を備える。燃料電池システム30による電力を利
用するか電力系統16から買電するか、またはそれらを
併用するかは、一般に利用者の判断でなされる。
【0025】第1の開閉器40は電力系統16と屋内電
気設備の経路72に間挿され、電力系統16から買電す
るとき導通状態にされる。第2の開閉器44は燃料電池
システム30と屋内電気設備の経路74に間挿され、燃
料電池システム30から屋内電気設備へ電力を供給する
とき導通状態にされる。ガス系統14からは改質器34
および屋内ガス設備に対してそれぞれ経路66と経路6
4を通じてガスが供給され、上水系統18からは改質器
34および屋内上水設備に対してそれぞれ経路70と経
路68を通じて上水が供給される。
【0026】供給検出部62は、買電された電力供給量
を経路72から検出し、ガス供給量を経路66、64か
ら検出し、上水供給量を経路70、68から検出する。
供給検出部62によって検出された各供給量は、供給量
保持部60に格納され、送信処理部58によって通信部
46を介して管理装置24へ送信される。監視部50
は、供給量保持部60に格納される各供給量を監視する
とともに、その利用者における電力、ガス、上水の利用
動向を利用動向保持部48に記録する。電力、ガス、上
水のうちいずれかの利用状況が利用動向保持部48に記
録された利用動向と著しく異なる場合に、これを検出し
た監視部50が利用者へ注意を促すとともに、通信部4
6を介して管理装置24へ通報する。
【0027】通信部46、利用動向保持部48、監視部
50、送信処理部58、および供給量保持部60を含む
処理装置52は、ハードウェア的には、マイクロコンピ
ュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、
ソフトウェア的にはデータ処理プログラムなどによって
実現されるが、ここではそれらの連携による機能のみを
ブロックで示している。したがって、これらの機能ブロ
ックがハードウェアとソフトウェアのいろいろな組合せ
で実現できることは当業者には理解されるところであ
る。
【0028】図3は、供給検出部62の構成を示す。供
給検出部62は、電力量検出器80、ガス量検出器8
2、および水量検出器84を含む。電力量検出器80は
電力計であり、図2の経路72における電力供給量を測
定する。ガス量検出器82はマスフローメータであり、
経路64、66におけるガス供給量を測定する。水量検
出器84もまたマスフローメータであり、経路68、7
0における上水供給量を測定する。これら電力計および
マスフローメータは、従来の燃料電池システムにも設け
られる既知の構成であるが、これを燃料電池システムが
出力する電力の測定、または燃料電池システムへ供給さ
れるガスおよび上水の測定に用いるのみならず、その利
用者への供給量全体の測定に用いることによって総合的
なエネルギー管理を実現する。
【0029】図4は、管理装置24の構成を示す。この
構成もマイクロコンピュータをはじめとするハードウェ
アおよびソフトウェアの組合せで実現される。通信部9
0は、インターネット20を介して分散発電システム1
2と通信し、また電力会社28、ガス会社26、水道事
業者29、および警備会社27と直接通信する。分散発
電システム12とのデータ送受信は、たとえばTCP/
IP(Transmission Control Protocol/ Internet Prot
ocol)などのコネクション型のトランスポート層プロト
コルを利用して行われる。
【0030】供給量確認部92は、複数の分散発電シス
テム12のそれぞれから利用者ごとの各供給量を確認し
て供給量保持部94に記録する。供給量保持部94は、
図2の供給量保持部60に対応する機能を有し、利用者
ごとの各供給量を保持する。利用者のリストは利用者リ
スト保持部96に格納される。
【0031】電力確認部102は、分散発電システム1
2から電力供給量を取得して電力供給量格納部108に
記録する。ガス確認部104は、分散発電システム12
からガス供給量を取得してガス供給量格納部110に記
録する。上水確認部106は、分散発電システム12か
ら上水供給量を取得して上水供給量確認部112に記録
する。
【0032】監視部98は、図2の監視部50に対応す
る機能を有し、利用者ごとに各供給量を監視する。利用
動向保持部100は図2の利用動向保持部48に対応す
る機能を有し、利用者ごとの各利用動向が格納される。
監視部98は、利用動向保持部100に格納された利用
動向と著しく異なる利用状況を示した利用者に対し、通
信部90を介して注意を促す通知をする。また、この異
常を通信部90を介して電力会社28、ガス会社26、
水道事業者29のいずれかに通報してもよいし、警備会
社27へ通報してもよい。
【0033】たとえば、利用者への注意を、解除可能な
警報の形で通知しておき、所定の時間内にこの警報に対
する解除がなされないときにはじめて警備会社27へ通
報する構成としてもよい。
【0034】図5は、電力供給量格納部108の内部構
成を示す。電力供給量格納部108は、電力供給量を利
用者ごとに記録しており、たとえば利用者「003」は
「2000年11月」の供給量として「342kWh」
が記録されている。
【0035】図6は、ガス供給量格納部110の内部構
成を示す。ガス供給量格納部110は、ガス供給量を利
用者ごとに記録しており、たとえば利用者「003」は
「2000年11月」の供給量として「81m」が記
録されている。
【0036】図7は、上水供給量確認部112の内部構
成を示す。上水供給量確認部112は、上水供給量を利
用者ごとに記録しており、たとえば利用者「003」は
「2000年11月」の供給量として「31m」が記
録されている。
【0037】図8は、利用動向保持部100の内部構成
を模式的に描いている。利用動向保持部100に格納さ
れた利用者ごとの利用動向は、電力、ガス、上水のそれ
ぞれに関する時間帯ごとの平均的な供給量であり、時間
を横軸にとったグラフで記述される。たとえば利用者
「003」の電力利用動向は「18時〜21時」がピー
クとなり、利用者「052」の電力利用動向は「0時〜
3時」がピークとなる。こうしたピークは利用者によっ
て異なる上、電力、ガス、上水との間でそれぞれピーク
時間が異なる場合もある。またピーク時の供給量や、ピ
ーク時とそれ以外の時間の供給量の増減幅にも違いが見
られる。これらは利用者ごとの特徴として捉えることが
でき、これを大きく逸脱する利用が見られた場合は何ら
かの異常が発生したものと判断できる可能性がある。
【0038】以上、本発明を実施の形態をもとに説明し
た。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素
や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこ
と、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当
業者に理解されるところである。以下、そうした例を述
べる。
【0039】実施の形態の分散発電システム12におい
て、燃料電池システム30による電力を利用するか電力
系統16から買電するかは利用者の判断に委ねられてい
た。変形例においては、この判断を燃料電池システム3
0が行う。たとえば、時間帯によって異なる電気料金が
設定されている場合に、いずれの電力利用が低コストと
なるかを判断して発電と買電とを切り替える構成を有し
てもよい。また、ガス料金や上水料金も時間帯によって
異なる場合、総合的に見て最も低コストとなる組合せを
割り出して発電と買電とを切り替える構成を有してもよ
い。複数の電力会社、ガス会社、および水道事業者から
選択的に供給を受けられる環境にある場合、最も低コス
トとなる会社を燃料電池システム30が選択して供給を
受ける構成を有してもよい。
【0040】管理会社22内の管理装置24は、電気料
金、ガス料金、または上水料金を算出して管理してもよ
いし、これらの料金に対する課金を処理する構成を有し
てもよい。また、本システムの導入によって削減された
検針業務の人件費を利用者へ還元するために、各料金に
優遇措置を講じてもよい。
【0041】電力会社28、ガス会社26、水道事業者
29、警備会社27のうちいずれかと管理会社22が実
質的に同一主体によって実現され、一連の処理が統合的
になされてもよい。その場合、各社の内部にWebサー
バその他のホストを構築してシステムを運用すればよ
い。
【0042】電力会社28、ガス会社26、水道事業者
29、警備会社27と管理会社22の間は必ずしも専用
回線でなくてもよく、インターネット20を利用しても
差し支えはない。その設計は両者間の通信に要求される
セキュリティの度合いにもよる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、有用性の高いエネルギ
ー管理が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態に係るエネルギー管理システムの
全体構成図である。
【図2】 実施の形態に係る分散発電システムの構成図
である。
【図3】 分散発電システム内の供給検出部の構成図で
ある。
【図4】 管理会社内の管理装置の構成図である。
【図5】 管理装置内の電力供給量格納部の構成図であ
る。
【図6】 管理装置内のガス供給量格納部の構成図であ
る。
【図7】 管理装置内の上水供給量確認部の構成図であ
る。
【図8】 管理装置内の利用動向保持部の構成図であ
る。
【符号の説明】
10 エネルギー管理システム、 12 分散発電シス
テム、 14 ガス系統、 16 電力系統、 18
上水系統、 20 インターネット、 24管理装置、
30 燃料電池システム、 36 燃料電池、 46
通信部、50 監視部、 60 供給量保持部、 6
2 供給検出部、 90 通信部、94 供給量保持
部、 98 監視部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安尾 耕司 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 小田 勝也 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5G066 AA20 5H027 AA02 DD00 DD01 KK21 KK51

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電のためにガスを利用する発電装置を
    有する分散型の発電システムにおいて、 ガス系統から当該発電システムの利用者へ供給されるガ
    スの供給量を検出する供給検出部と、 前記ガスの供給量を記憶する供給量保持部と、 を設けたことを特徴とする分散発電システム。
  2. 【請求項2】 発電のために上水を利用する発電装置を
    有する分散型の発電システムにおいて、 上水系統から当該発電システムの利用者へ供給される上
    水の供給量を検出する供給検出部と、 前記上水の供給量を記憶する供給量保持部と、 を設けたことを特徴とする分散発電システム。
  3. 【請求項3】 ネットワークと通信する通信部をさらに
    含み、 前記通信部は、前記供給量保持部から読み出される前記
    供給量を、前記ネットワーク経由で発行された確認指示
    に対する応答の形で通知することを特徴とする請求項
    1、2のいずれかに記載の分散発電システム。
  4. 【請求項4】 前記発電装置は、燃料電池を含むことを
    特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の分散発電
    システム。
  5. 【請求項5】 発電のためにガスを利用する発電装置を
    有する分散発電システムにネットワークを介して接続さ
    れ、前記分散発電システムが検出するガス系統からのガ
    スの供給量を遠隔から確認可能な管理装置を含むことを
    特徴とするエネルギー管理システム。
  6. 【請求項6】 発電のために上水を利用する発電装置を
    有する分散発電システムにネットワークを介して接続さ
    れ、前記分散発電システムが検出する上水系統からの上
    水の供給量を遠隔から確認可能な管理装置を含むことを
    特徴とするエネルギー管理システム。
  7. 【請求項7】 前記管理装置は、電力系統からの電力の
    供給量、前記ガスの供給量、および前記上水の供給量を
    一元的に管理することを特徴とする請求項5、6のいず
    れかに記載のエネルギー管理システム。
  8. 【請求項8】 前記管理装置は、電力供給主体、ガス供
    給主体、および上水供給主体に対して、前記管理する各
    供給量を通知することを特徴とする請求項7に記載のエ
    ネルギー管理システム。
  9. 【請求項9】 発電装置を有する分散型の発電システム
    において、 当該発電システムが供給量を検出する電力、ガス、およ
    び上水のうち少なくともいずれかの利用状況を監視する
    監視部を含み、 前記監視部は、前記利用状況に異常が発生したときに、
    その異常を検出して当該発電システムの利用者に警告す
    ることを特徴とする分散発電システム。
  10. 【請求項10】 発電装置を有する分散発電システムに
    ネットワークを介して接続された監視部を含み、 前記監視部は、前記分散発電システムが供給量を検出す
    る電力、ガス、および上水のうち少なくともいずれかの
    利用状況を監視するとともに、前記利用状況に異常が発
    生したときに、その異常を検出して通報することを特徴
    とするエネルギー管理システム。
  11. 【請求項11】 前記監視部は、前記異常を、前記分散
    発電システムが設置される場所のセキュリティを管理す
    る管理主体に通報することを特徴とする請求項10に記
    載のエネルギー管理システム。
  12. 【請求項12】 発電装置を有する分散型の発電システ
    ムにおいて、 当該システムを、前記発電装置による発電に利用する資
    源の少なくとも一部を当該システムの設置される場所に
    供給するための物理的なゲートウェイとして構成すると
    ともに、その供給量を各資源の供給主体へ通知するため
    に検出する管理的なゲートウェイとして構成したことを
    特徴とする分散発電システム。
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