JP2004288422A

JP2004288422A - Homemade gas selling back system and gas meter using it

Info

Publication number: JP2004288422A
Application number: JP2003077261A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Kobayashi; 賢知小林
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a homemade gas selling back system effectively using a fuel gas manufacturing device and to provide a gas meter used for it, and to provide the homemade gas selling back system in which a user can favorably select the fuel gas for every specified time and to provide a gas meter used for it. <P>SOLUTION: A gas selling back device 30 is installed to sell a second fuel gas to an outside gas supply network. For example, when an in-house power generation using the second fuel gas is stopped, the homemade second fuel gas manufactured with the fuel gas manufacturing device is sold to the outside gas supply network to effectively use the homemade fuel gas. And the gas meter 40 with a thermal mass flow measuring part 401 capable of measuring mass flow in the normal and reverse directions is installed and combustion heat flow of the second fuel gas sold to the outside gas supply networks is measured with the gas meter 40. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自家製ガス売ガスシステムおよびそれに用いられるガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、一般家庭や飲食店舗など小口の需要家の建物に燃料ガス製造装置を付設し、その燃料ガス製造装置によって例えば安価な深夜電力などを利用して高効率に水または電解液を電気分解して水素ガスを自家製造し、その水素ガスを用いて燃料電池による自家発電を行って電力と熱とを発生させ、それらを需要家自身で消費するという自家発電システムが提案され、その開発が進められている。
【０００３】
あるいは、電気分解によって水素ガスを自家製造することの他にも、光化学反応によって水素を発生する技術や、バイオマスによって例えばメタンのようないわゆる炭化水素を発生するといった技術を、一般家庭や飲食店舗など小口の需要家向けの自家発電システムに適用することが提案され、その実現化が進められている。
【０００４】
そのような小口の需要家向けの自家発電システムによれば、深夜電力のようないわゆる余剰電力を水素ガスのような貯蔵可能なエネルギー媒体に変換することで、貯蔵が困難であるという欠点を有する電力エネルギーを何時でも有効活用することが可能となるものと大いに期待されている。
【０００５】
また、一般家庭のような小口の需要家で個々に自家発電を行うようにすることで、例えば夏場の電力需要量の供給量に対する逼迫状況を緩和することが可能となるという効果なども期待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、自家製造された水素ガスや炭化水素ガスは、必ずしも一日中、自家発電に用いられ続けるとは限らない。また逆に、折角、一般家庭や店舗のような小口の需要家の家屋や建物に燃料ガス製造装置を設置するのであるから、それをできるだけ休眠させることなく継続して利用することが望ましいが、そのように常に燃料ガスを自家製造し続けると、自家発電を行わないときには製造した燃料ガスが余剰なものとなってしまう。従って、余剰に自家製造された燃料ガスを一時的に各需要家で貯蔵しておくためのガスタンクを各需要家の家屋や店舗にさらに付設することが必要となるが、そのようなガスタンクを一般家庭のような小口の需要家の所有地や建物にさらに設けることは、過密でありがちな住宅事情や設置可能な敷地面積の少なさなどに起因して、困難あるいは不都合である場合が多い。あるいは、占有面積が小さくて済む小型のガスタンクを設置して、それに水素ガスのような自家製造してなる燃料ガスを貯蔵するといった方策を採用することなども考えられるが、実際にはそのような小型のガスタンクに燃料ガスを貯蔵するためには、燃料ガスを高圧で貯蔵することとなり、そのために燃料ガスを昇圧するコンプレッサや圧力調整装置などの各種装置の追加がさらに必要となり、システム全体がさらに煩雑なものとなってしまう虞がある。
【０００７】
このため、実際には、折角、一般家庭や店舗のような小口の需要家の家屋や建物に燃料ガス製造装置を設置しても、燃料電池発電を行わないときには燃料ガス製造装置も遊休状態とせざるを得ず、その定常的な有効活用が妨げられることになる。
【０００８】
また、需要家の立場からすると、ガスコンロなどのいわゆるガス消費機器によって消費される都市ガスのような燃料ガス（これを第１の燃料ガスとも呼ぶ）を用いて燃料電池発電を行う場合の発電効率やコスト等の諸条件と、自家製造してなる燃料発電用の燃料ガス（これを第２の燃料ガスとも呼ぶ）を用いて燃料電池発電を行う場合の発電効率やコスト等の諸条件とを比較して、需要家にとって、より高効率または利益が高くなる方を選ぶことができることが望ましいが、それを各需要家が所定の時間毎に何度も計算したり判断するなどして、より有利な方を選択し、その選択した方のガスを使用できるように切り替える、といった操作を行うことは、実際上、需要家にとって極めて煩雑なものであり、実際的とは言い難い。このことを考慮すると、上記のような第２の燃料ガスの自家製造を行う燃料ガス製造装置を有効に活用することが可能であるシステムの実現が望まれる。
【０００９】
しかしながら、従来、そのようなシステムや技術は提案も実現もされていなかった。また、発電効率やコスト等の諸条件に基づいて、小口の各需要家にとって、より有利なガスを選択することが可能であるシステムの実現が望ましいが、従来、そのようなシステムや技術は提案も実現もされていなかった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、燃料ガス製造装置をエネルギー工学的および経済的に有効活用することを可能とする自家製ガス売ガスシステムおよびそれに用いられるガスメータを実現することにある。また、需要家にとってエネルギー工学的および経済的に有利な燃料ガスを所定の時間毎に選択して用いることを可能とする自家製ガス売ガスシステムおよびそれに用いられるガスメータを実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による自家製ガス売ガスシステムは、自家発電を行うための燃料電池発電装置と、外部のガス供給網から供給されてガス消費機器で消費可能な第１の燃料ガスとは別に、前記燃料電池発電装置による自家発電に用いられる第２の燃料ガスを自家製造する燃料ガス製造装置と、前記燃料ガス製造装置によって自家製造された第２の燃料ガスを前記外部のガス供給網へと売ガスする売ガス装置と、前記外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量を計測可能であると共に前記外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量を計測可能であるガスメータとを備えている。
【００１２】
また、本発明によるガスメータは、自家発電を行うための燃料電池発電装置と、外部のガス供給網から供給されてガス消費機器で消費可能な第１の燃料ガスとは別に、前記燃料電池発電装置による自家発電に用いられる第２の燃料ガスを自家製造する燃料ガス製造装置と、前記燃料ガス製造装置によって自家製造された第２の燃料ガスを前記外部のガス供給網へと売ガスする売ガス装置とを備えた自家製ガス売ガスシステムに用いられるガスメータであって、前記外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量を計測可能なものであると共に前記外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量を計測可能なものである。
【００１３】
本発明による自家製ガス売ガスシステムまたはガスメータでは、第２の燃料ガスを外部のガス供給網へと売ガスすることが可能であるようにしたので、例えば第２の燃料ガスを用いた自家発電を休止しているときなどには燃料ガス製造装置で自家製造された第２の燃料ガスが外部のガス供給網へと売ガスされて有効活用される。またこのとき、本発明に係る自家製ガス売ガスシステムから外部のガス供給網へと流される（売ガスされる）第２の燃料ガスの燃焼熱流量がガスメータによって計測される。
【００１４】
なお、前記ガスメータは、前記第１の燃料ガスおよび前記第２の燃料ガスのそれぞれについて質量流量を測定可能である質量流量計測手段と、その質量流量計測手段によって測定された質量流量を当該燃料ガスに対してそれぞれ予め定められた換算率に基づいて燃焼熱流量に換算する換算手段とを備えたものとすることが望ましい。このようにすることにより、流量測定を行う際の温度や気圧等の環境に対応した煩雑な補正を必要とすることなく正確な燃焼熱流量値の計測を行うことができる。
【００１５】
また、前記質量流量計測手段は、前記第１の燃料ガスと前記第２の燃料ガスとを互いに逆方向に導通させる一つの導通路中に設けられて、当該第１の燃料ガスの流れと第２の燃料ガスの流れとの両方向の質量流量を計測可能な熱式質量流量センサであるようにすることが望ましい。このようにすることにより、互いに逆方向の流れである第１の燃料ガスと前記第２の燃料ガスとを一つの導通路およびその中に設けられた一つの熱式質量流量センサで計測することができる。
【００１６】
また、前記ガスメータは、前記外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量の積算と外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量の積算とを互いに独立して行う燃焼熱流量積算手段を備えるようにしてもよい。このようにすることにより、売ガスに関する燃焼熱流量の積算値と、使用したガスの燃焼熱流量の積算値とを、互いに独立して得ることができる。
【００１７】
また、前記ガスメータは、さらに、前記外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量またはその積算流量に対して当該第１の燃料ガスの単位燃焼熱流量あたりのガス使用料金単価を掛けてガス使用料金を算出するガス使用料金算出手段と、外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量またはその積算流量に対して当該第２の燃料ガスの単位燃焼熱流量あたりの売ガス単価を掛けて売ガス金額を算出する売ガス金額算出手段とを備えたものとしてもよい。このようにすることにより、売ガスに関する金額（燃焼熱流量ベースでの売ガス金額）と、使用したガスの金額（燃焼熱流量ベースでのガス使用料金）とを、互いに独立して算出することができる。
【００１８】
また、前記売ガス装置は、前記燃料電池発電装置による自家発電が行われない場合または前記自家発電が行われている場合でも前記第２の燃料ガスの自家製造量に余剰がある場合に、前記自家製造された第２の燃料ガスを前記外部のガス供給網へと売ガスするように機能することなどが可能である。
【００１９】
また、前記売ガス装置は、前記自家製造された第２の燃料ガスを、前記外部のガス供給網へと売ガスすると共に前記ガス消費機器へと供給可能であるようにしてもよい。
【００２０】
また、前記燃料電池発電装置は、自家発電した電力を外部の電力供給網へと売電可能であるようにしてもよい。このようにすることにより、売ガスの他にも売電を行うことが可能となり、延いては売ガスと売電との両方、または、利益の高い方または効率の高い方を選択して行って、需要家にとっての利益やシステム全体としてのエネルギー効率のさらなる向上を図ることが可能となる。
【００２１】
また、前記燃料電池発電装置は、前記第１の燃料ガスを改質する改質器を備えて、当該第１の燃料ガスを改質してなるガスを用いて自家発電が可能であるようにしてもよい。このようにすることにより、第２の燃料ガスのみでなく第１の燃料ガスを用いても自家発電を行うことが可能となり、延いては、需要家にとっての利益の高い方または効率の高い方を選択して用いることで、需要家にとっての利益やシステム全体としてのエネルギー効率のさらなる向上を図ることが可能となる。
【００２２】
また、前記燃料電池発電装置は、前記第１の燃料ガスと前記燃料ガス製造装置によって自家製造された第２の燃料ガスとを混合する混合器と、その混合器によって第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなる混合ガスを改質する改質器とを備えて、当該混合ガスを改質してなるガスを用いた自家発電が可能であるようにしてもよい。
【００２３】
また、前記売ガス装置が、所定の時間毎に、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを売ガスしたと想定した場合に算定される売ガス金額と、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを用いて自家発電した電力と等量の電力を外部の電力供給網から使用したと想定した場合に算定される電力使用料金額とを比較して、前記売ガス金額の方が前記電力使用料金額よりも高い場合には前記第２の燃料ガスを売ガスし、前記電力使用料金額の方が前記売ガス金額よりも高い場合には前記第２の燃料ガスを前記燃料電池発電装置へと供給するようにしてもよい。このようにすることにより、需要家にとっての利益をより高いものとすることが可能となる。
【００２４】
また、前記売ガス装置が、所定の時間毎に、前記第２の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電コストと、前記第１の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電コストとを比較して、そのうちから発電コストが最低になる場合を選択するようにしてもよい。このようにすることにより、需要家にとっての利益をより高いものとすることが可能となる。
【００２５】
あるいは前記売ガス装置が、所定の時間毎に、前記第２の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストと、前記第１の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストと、前記第１の燃料ガスと前記第２の燃料ガスとを混合してなるガスを用いて自家発電すると共にそのときの第２の燃料ガスの余剰分を売ガスしたと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストから当該売ガスによって得られることが算定される売ガス金額を差し引いたコストとを比較して、そのうちからコストが最低になる場合を選択するようにしてもよい。このようにすることにより、需要家にとっての利益をより高いものとすることが可能となる。
【００２６】
ここで、前記第２の燃料ガスとしては、水素または炭化水素ガスなどが可能である。
【００２７】
また、前記燃料ガス製造装置としては、電気分解によって水素を発生する電解液または水を外部の電力供給網から供給される電力を用いて電気分解することで前記第２の燃料ガスとして水素ガスを製造するものなどが可能である。
【００２８】
あるいは、前記燃料ガス製造装置としては、バイオマスによって前記第２の燃料ガスとして炭化水素ガスや水素ガスを製造するものなども可能である。
【００２９】
また、前記ガスメータは、所定の時間毎に、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを売ガスしたと想定した場合に算定される売ガス金額と、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを用いて自家発電した電力と等量の電力を外部の電力供給網から使用したと想定した場合に算定される電力使用料金額とを比較して、前記売ガス金額の方が前記電力使用料金額よりも高い場合には前記第２の燃料ガスを売ガスし、前記電力使用料金額の方が前記売ガス金額よりも高い場合には前記第２の燃料ガスを前記燃料電池発電装置へと供給するように前記売ガス装置を制御する制御手段を備えるようにしてもよい。あるいは、前記ガスメータは、所定の時間毎に、前記第２の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電コストと、前記第１の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電コストと、前記第１の燃料ガスと前記第２の燃料ガスとを混合してなるガスを用いて自家発電すると共にそのときの第２の燃料ガスの余剰分を売ガスしたと想定した場合の単位電力量当りの発電コストから当該売ガスによって得られることが算定される売ガス金額を差し引いたトータルコストとを比較して、そのうちからコスト最低になる場合を選択するように前記売ガス装置を制御する制御手段を備えるようにしてもよい。このように売ガス装置を制御するための制御手段をガスメータに設けるようにすることで、例えば近年では小口の需要家向けのガスメータとして一般的に普及しているマイコンメータと呼ばれるガスメータに内蔵されているマイクロコンピュータのような小型で簡易なコンピュータを、売ガスの妥当性の判定用などの機能を果たす制御手段としても活用することができるので、そのような制御手段を別段に売ガス装置に設ける場合と比較して、システムの全体的な回路構成が、より簡易なものとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る自家製ガス売ガスシステムの概要構成を表したものである。なお、本実施の形態に係るガスメータは、この自家製ガス売ガスシステムの主要部を構成する装置の一つとして具現化されるものであるから、以下、それらを併せて説明する。
【００３２】
この自家製ガス売ガスシステムは、燃料ガス製造装置１０と、燃料電池発電装置２０と、売ガス装置３０と、ガスメータ４０と、水素改質器５０と、混合器６０とを、その主要部として備えて、一般家庭や店舗のような小口の需要家の家屋または建物に設置されるものである。なお、実際には外部の配管網（図示省略）から都市ガスのような第１の燃料ガスを需要家の敷地内に導入する配管や、燃料ガス製造装置１０で製造された水素ガスのような第２の燃料ガスを燃料電池発電装置２０へと導くための配管などのような種々の配管がこのシステム中に配設されていることは言うまでもないが、それらの配管については、図１では端部に矢印を付した線分によって抽象的に描いてある。
【００３３】
燃料ガス製造装置１０は、第２の燃料ガスを、外部の配管網から供給される都市ガスのような第１の燃料ガスとは別に自家製造するものである。この燃料ガス製造装置１０としては、電気分解によって水素を生じる電気化学的性質を有する電解液または水を、例えば外部の電力供給網（図示省略）から供給される電力を用いて電気分解することで第２の燃料ガスとして水素ガスを製造するものや、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーを用いることができる。あるいは、バイオマスによって第２の燃料ガスとして例えばメタンガスのような炭化水素ガスを製造するものなども可能である。すなわち、この燃料ガス製造装置１０が自家製造する第２の燃料ガスとしては、水素ガスまたは炭化水素ガスなどが可能である。
【００３４】
この燃料ガス製造装置１０で自家製造された第２の燃料ガスは、制御回路３０１および第１の制御器３０２ならびに第２の制御器３０３からその主要部が構成された売ガス装置３０（その詳細には後述する）によって供給先への流れを制御されて、外部へと売ガスされる経路と、燃料電池発電装置２０に直接的に供給される経路と、混合器６０へと導かれて第１の燃料ガスと混合される経路とのうちの、いずれか１つまたはそれらの２つ以上の組み合わせが選択されて用いられるように設定されている。またさらには、混合器６０で混合されたガスの流れを制御回路３０１および第２の制御器３０３によって制御して、各種のガス消費機器７０へと供給される経路と、燃料電池発電装置２０へと供給される経路とのうちから、いずれか１つまたはそれら両者の組み合わせが選択されて用いられるように設定されている。
【００３５】
燃料電池発電装置２０は、燃料ガス製造装置１０によって製造された第２の燃料ガスまたは外部の配管網から供給される第１の燃料ガスを燃料として用いて燃料電池発電方式による自家発電を行うものである。この燃料電池発電装置２０自体の、自家発電を行うための燃料電池としての構成および機能については、一般的なもので構わない。但し、第２の燃料ガスまたは第１の燃料ガスを用いた発電効率が良好なものであることが望ましいことは言うまでもない。
【００３６】
この燃料電池発電装置２０は、水素改質器５０によって第１の燃料ガスを改質してなる水素ガスを用いて自家発電を行うことも可能となっている。また、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合する混合器６０によって第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなる混合ガスを前述の水素改質器５０で改質することにより、その混合ガスを改質してなる水素ガスを用いた自家発電を行うことも可能となっている。このようにすることで、第２の燃料ガスのみでなく第１の燃料ガスを用いた自家発電を行うことも可能となり、延いては、需要家にとっての利益の高い方またはエネルギー効率のより高い方、あるいは両方を混合してなる混合ガスを用いるといった燃料調達の選択肢のうちから適宜に自家発電用の燃料を選択することが可能となり、その結果、需要家にとっての利益やシステム全体としてのエネルギー効率のさらなる向上を図ることができる。
【００３７】
また、この自家製ガス売ガスシステムでは、燃料電池発電装置２０で自家発電を行って得られた電力を自家消費することが可能であるように設定されていることは言うまでもないが、外部の電力供給網へと売電することも可能となっている。これは、売電と売ガスとの両方、またはそれらのうちで利益がより高い方または効率がより高い方を選択して行うことで、需要家にとっての経済的な利益やシステム全体としてのエネルギー効率のさらなる向上を図ることが可能となるからである。
【００３８】
売ガス装置３０は、燃料ガス製造装置１０によって自家製造された第２の燃料ガスを外部のガス供給網へと売ガスする機能を備えたもので、制御回路３０１と、第１の制御器３０２と、第２の制御器３０３とを、その主要部として備えている。
【００３９】
さらに詳細には、第１の制御器３０２は、燃料ガス製造装置１０によって自家製造された第２の燃料ガスを、ガスメータ４０を介して外部の配管網へと流す経路と、混合器６０へと流す経路と、燃料電池発電装置２０へと流す経路とのうちの、いずれかの経路を選択した状態にすることが可能に設定された弁体（図示省略）と、その弁体の機械的な動作を行うためのサーボ系（図示省略）とを備えている。そのサーボ系による弁体の機械的な動作は制御回路３０１によって制御される。第２の制御器３０３は、混合器６０によって第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなるガスを、ガス消費機器７０へと流す経路と、燃料電池発電装置２０へと流す経路とのうちの、どちらかの経路を選択した状態にすることが可能に設定された弁体（図示省略）と、その弁体の機械的な動作を行うためのサーボ系（図示省略）とを備えている。そのサーボ系による弁体の機械的な動作は制御回路３０１によって制御される。
【００４０】
この売ガス装置３０は、燃料電池発電装置２０による自家発電が行われない場合、または自家発電が行われている場合でも第２の燃料ガスの自家製造量に売ガス可能な余剰がある場合に、その自家製造された第２の燃料ガスを外部のガス供給網へと売ガスする。
【００４１】
また、この売ガス装置３０は、自家発電が行われている場合でも第２の燃料ガスの自家製造量に余剰がある場合に、自家製造された第２の燃料ガスを、外部のガス供給網へと売ガスすると共にガス消費機器７０へと供給する。
【００４２】
また、この売ガス装置３０は、所定の時間毎に、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを売ガスしたと想定した場合に算定される売ガス金額と、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを用いて自家発電した電力と等量の電力を外部の電力供給網から使用したと想定した場合に算定される電力使用料金額とを比較して、売ガス金額の方が電力使用料金額よりも高い場合には、第２の燃料ガスを売ガスし、電力使用料金額の方が売ガス金額よりも高い場合には、第２の燃料ガスを燃料電池発電装置２０へと供給する。このような機能を備えることによって、この自家製ガス売ガスシステムを利用する需要家にとってのエネルギーの有効活用およびそれによる経済的な利得を、より高いものとすることが可能となる。なお、各料金はメモリに内蔵してもよく、また定期的に更新してもよい。更に、通信器を備え、相場との間で常時情報交換するようにしてもよい。
【００４３】
また、この売ガス装置３０は、所定の時間毎に、第２の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストと、第１の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストと、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなるガスを用いて自家発電すると共にそのときの第２の燃料ガスの余剰分を売ガスしたと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストから当該売ガスによって得られることが算定される売ガス金額を差し引いたコストとを比較して、そのうちからコストが最低になる場合を選択する機能を備えている。このような機能を備えることによって、この自家製ガス売ガスシステムを利用する需要家にとっての単位エネルギー消費量当りの経済的な利得およびエネルギーの利用効率を、より高いものとすることが可能となる。
【００４４】
ガスメータ４０は、外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量を計測する機能と、外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量を計測する機能とを備えたものである。
【００４５】
さらに詳細には、このガスメータ４０は、図２に示したように、外部の配管網からこのガスメータ４０自体へといわゆる正方向に流れる第１の燃料ガスと、それとは逆方向に流れる第２の燃料ガスとの、それぞれについて質量流量を測定可能である質量流量計測部４０１である熱式質量流量センサと、その熱式質量流量センサによって測定された質量流量を、その質量流量の計測対象となった燃料ガスに対して予め定められた換算率に基づいて、燃焼熱流量に換算する換算部４０２とを備えて、流量測定を行う際の温度や気圧等の環境に対応した煩雑な補正を必要とすることなく正確な燃焼熱流量値の計測を行うことができるようにしたものである。
【００４６】
より具体的には、上記の質量流量計測部４０１は、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを互いに逆方向に導通させる一つの導通路４０３に設けられて、第１の燃料ガスの流れと第２の燃料ガスの流れとの両方向の質量流量を計測可能である、例えばサーマルフローセンサのような熱式質量流量センサである。
【００４７】
図３は、熱式質量流量センサとして用いられるサーマルフローセンサの一例を示したものである。このサーマルフローセンサ４１１は、表面を通るガスに所定の熱を与える熱線ヒータ４１２と、その熱線ヒータ４１２の前後にそれぞれ１個ずつ配設されて、その位置での温度を計測する第１の温度センサ４１３および第２の温度センサ４１４とから、その主要部が構成されている。このサーマルフローセンサ４１１では、矢線４１５Ａで示した方向に流れる第１の燃料ガスの、熱線ヒータ４１２で熱を与えられる前の温度（これをＴ１とする）を第１の温度センサ４１３によって測定し、熱線ヒータ４１２によって熱を与えられた後の第１の燃料ガスの温度（これをＴ２とする）を第２の温度センサ４１４によって測定し、その温度差（ΔＴＧ１＝Ｔ２ −Ｔ１）に対応して変調された波形の電気信号を出力する。また、矢線４１５Ｂで示した方向に流れる第２の燃料ガスの、熱線ヒータ４１２で熱を与えられる前の温度（これをＴ３とする）を第２の温度センサ４１４によって測定し、熱線ヒータ４１２によって熱を与えられた後の第２の燃料ガスの温度（これをＴ４とする）を第１の温度センサ４１３によって測定し、その温度差（ΔＴＧ２＝Ｔ４ −Ｔ３）に対応して変調された波形の電気信号を出力する。
【００４８】
第１の温度センサ４１３および第２の温度センサ４１４としては、例えばＰｔ（プラチナ）あるいはＰｔ系合金などからなる測温抵抗素子を用いた変調型センサでもよく、あるいは熱電対素子などを用いた直接出力型（自己励起型）センサでもよい。熱線ヒータ４１２は、測定条件を均一にするために、ガスに与える熱量を一定に保つように制御される。なお、上記のような熱線ヒータ４１２の前後での温度差を計測すること以外にも、図示は省略したが、熱線ヒータ４１２よりも流れの下流側に該当する温度センサで計測される温度と熱線ヒータ４１２から出力する熱量とに基づいて、ガスの流れによって熱線ヒータ４１２から奪われた熱量を計測し、その熱量の値に対応して変調された電気信号を出力する流量計測センサなども適用可能である。あるいはその他にも、計測対象の流体の熱的変化に基づいて、一般的な正方向に流れる第１の燃料ガスの質量流量と、それとは逆方向に流れる第２の燃料ガスの質量流量との、どちらでも計測することが可能な熱式質量流量センサであれば、どのような構成のものを用いても構わない。いずれにしても、このような熱式質量流量センサを質量流量計測部として用いることによって、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを、一つの導通路およびその中に設けられた一つの質量流量計測部で計測することができ、また延いてはガスメータ４０の主要部の構成を簡易なものとすることができる。
【００４９】
換算部４０２は、熱式質量流量計測部４０１から出力された信号に基づいて、その信号を出力する計測対象となった第１の燃料ガスまたは第２の燃料ガスに対して予め定められた換算率に基づいて、燃焼熱流量を算出する。さらに具体的には、第１の燃料ガスの流れは、いわゆる正方向の流れであるから、その正方向の流れとして計測される第１の燃料ガスの質量流量に対しては、第１の燃料ガスに対応して予め定められた燃焼熱流量／質量流量の換算率を適用し、それとは逆方向の流れである第２の燃料ガスの質量流量に対しては、その第２の燃料ガスに対応して予め定められた燃焼熱流量／質量流量の換算率を適用して、質量流量計測部で計測された質量流量から燃焼熱流量を算出する。
【００５０】
このガスメータ４０は、さらに、外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量の積算と外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量の積算とを、互いに独立して行う燃焼熱流量積算部４０４を備えている。この燃焼熱流量積算部４０４によって、売ガスに関する燃焼熱流量の積算値と、使用したガスの燃焼熱流量の積算値とを、互いに独立して算出することができる。
【００５１】
そして表示装置４０７は、図４に一例を示したように、燃焼熱流量積算部４０４によって算出された、売ガスに関する燃焼熱流量の積算値と、使用した（購入した）ガスの燃焼熱流量の積算値とを、一つの表示領域４０８内の所定の位置にそれぞれ表示する。
【００５２】
このガスメータ４０は、さらに、外部のガス供給網から供給される第１の燃料ガスの燃焼熱流量またはその積算流量に対して当該第１の燃料ガスの単位燃焼熱流量あたりのガス使用料金単価を掛けてガス使用料金を算出するガス使用料金算出部４０５と、外部のガス供給網へと売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量またはその積算流量に対して当該第２の燃料ガスの単位燃焼熱流量あたりの売ガス単価を掛けて売ガス金額を算出する売ガス金額算出部４０６とを備えて、売ガスに関する金額（燃焼熱流量ベースでの売ガス金額）と使用したガスの金額（燃焼熱流量ベースでのガス使用料金）とを、互いに独立して算出する。そしてそれら算出された売ガス金額およびガス使用料金は、例えば図５に一例を示したように、表示装置の一表示領域４０９内の所定の位置にそれぞれ表示される。
【００５３】
また、このガスメータ４０は、所定の時間毎に、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを売ガスしたと想定した場合に算定される売ガス金額と、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを用いて自家発電した電力と等量の電力を外部の電力供給網から使用したと想定した場合に算定される電力使用料金額とを比較して、売ガス金額の方が電力使用料金額よりも高い場合には、第２の燃料ガスを売ガスし、電力使用料金額の方が売ガス金額よりも高い場合には、第２の燃料ガスを燃料電池発電装置２０へと供給するように売ガス装置３０を制御する機能を備えている。これは具体的には、前述の売ガス装置３０の制御回路３０１をこのガスメータ４０が備えている、ということである。
【００５４】
あるいは、このガスメータ４０に設けられる制御回路３０１は、所定の時間毎に、第２の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電コストと、第１の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電コストと、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなるガスを用いて自家発電すると共にそのときの第２の燃料ガスの余剰分を売ガスしたと想定した場合の単位電力量当りの発電コストから売ガスによって得られることが算定される売ガス金額を差し引いたトータルコストとを比較して、そのうちからコストがより低くなる場合を選択するように、第１の制御器および第２の制御器の動作を制御してもよい。
【００５５】
このように売ガスに関する機能を制御するための制御回路３０１をガスメータ４０に設けるようにすることで、例えば近年では小口の需要家向けのガスメータ４０として一般的に普及しているマイコンメータと呼ばれるガスメータ４０に内蔵されているマイコンのような小型で簡易なコンピュータを、売ガスにおけるエネルギー効率に関しての有効性やそれに伴う経済的な利得を判定する機能やそれに基づいて第２の燃料ガスを売ガスするか自家消費するかを選択して売ガス装置３０を制御する機能などを果たす制御回路３０１としても活用することができるので、そのような制御回路３０１をガスメータ４０とは別段に売ガス装置３０として新たに付設する場合と比較して、この自家製ガス売ガスシステムの全体的な回路構成を、より簡易なものとすることができる。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る自家製ガス売ガスシステムの主要な動作について説明する。
【００５７】
燃料電池発電装置２０による自家発電が全く行われない場合には、燃料ガス製造装置１０で自家製造された全ての第２の燃料ガスを外部の配管網へと送出する。これは換言すれば、第２の燃料ガスを外部の配管網へと送出することで、ガス供給事業者へと売ガスを行う、ということである。
【００５８】
または、燃料電池発電装置２０による自家発電が行われている場合でも、そのときの第２の燃料ガスの自家製造量に売ガス可能な余剰がある場合にも、その自家製造された第２の燃料ガスの余剰分を外部のガス供給網へと売ガスすることが可能である。あるいは、自家製造された第２の燃料ガスの余剰分を外部のガス供給網へと売ガスすると共に自家のガス消費機器７０へと供給してそのガス消費機器７０で消費することなども可能である。但し、この場合には、第２の燃料ガスがガス消費機器７０で第１の燃料ガスと同様に正常に消費されることが担保されていなければならないことは言うまでもない。
【００５９】
あるいは、例えば１時間毎のように所定の時間毎に、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを売ガスしたと想定した場合に算定される売ガス金額と、単位燃焼熱流量当りの第２の燃料ガスを用いて自家発電した電力と等量の電力を外部の電力供給網から供給されてそれを家庭電化製品のような電力消費機器（図示省略）で消費したと想定した場合に算定される電力使用料金額とを比較して、売ガス金額の方が電力使用料金額よりも高い場合には、第２の燃料ガスを売ガスする。しかし電力使用料金額の方が売ガス金額よりも高い場合には、第２の燃料ガスを燃料電池発電装置２０へと供給して自家発電を行う。そしてその自家発電によって得られた電力は、その自家発電を行った需要家の家庭または店舗等で自家消費する。あるいはその自家発電を行った需要家の家庭または店舗等で消費する需要が無いまたは少ない場合には、自家発電によって得られた電力を外部の電力供給網へと送出して、外部の電力供給網を所有している電力供給事業者に対して売電するようにしてもよい。
【００６０】
あるいは、例えば１時間毎のような所定の時間毎に、第２の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストと、第１の燃料ガスを用いて自家発電したと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストと、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなるガスを用いて自家発電すると共にそのときの第２の燃料ガスの余剰分を売ガスしたと想定した場合の単位電力量当りの発電に要するコストから当該売ガスによって得られることが算定される売ガス金額を差し引いたコストとを比較して、そのうちからコストが最低になる場合を選択する。
【００６１】
例えば、深夜の時間帯では一般に、小口の需要家にとって、電力の単位エネルギー当りの購入単価は昼間の時間帯のそれよりも低い金額に設定されている場合が多い。従って、深夜の時間帯には、単位エネルギー当りの電力使用料金単価の方が単位エネルギー当りの売ガス金額単価よりも安価なものとなる場合が多いことが想定されるので、そのような場合には、自家製ガス売ガスシステムは、第２の燃料ガスを売ガスし、自家で消費する電力は自家発電によって得るのではなく外部の電力供給網から購入すればよい。あるいは、外部の電力供給網から購入した電力を用いて水または電解液を電気分解して水素ガスを発生させ、それを売ガスすることなども可能である。
【００６２】
ところで、上記のような制御ロジックは、一見、単なる経済的な取り決めのようにも考えられるが、上記の深夜電力料金のような電力使用料金体系が設定されている本来の目的は、深夜の時間帯では電力供給自業者が発電する電力量に余剰が生じやすい傾向にあるので、そのような深夜の余剰電力という電力エネルギーの有効活用を促進する、というエネルギー工学的な意味を持つものであるから、この自家製ガス売ガスシステムで上記のような単位エネルギー当りの単価をパラメータとした制御ロジックに基づいた制御を行うということは、経済的に有効なエネルギーの利用を実現すると共に、エネルギーシステム工学的に有効なエネルギーの利用を促進するという工学的な作用・効果を実現するものでもあると言える。また、自然エネルギーを用いた自家発電などでは、発電量が時間的に不規則（不均一）になる傾向があるが、この自家製ガス売ガスシステムによれば、そのような時間的に不規則・不均一に得られる自然エネルギーを、時間的に均一に利用することが可能となる。このように、本実施の形態に係る自家製ガス売ガスシステムは、それを利用する需要家にとっての単位エネルギー消費量当りの経済的な利得およびエネルギーの有効な活用を促進することができるものである。
【００６３】
なお、上記のような売ガスのみを行う場合、売ガスと自家発電とを組み合わせて行う動作、売ガスと自家発電で得られた電力の売電とを組み合わせて行う動作、売ガスとガス消費機器７０による自家消費とを組み合わせて行う動作の他にも、例えば第２の燃料ガスの単位エネルギー当りの売ガス金額単価および第１の燃料ガスの使用料金額（購入単価）が電力の購入金額単価よりも安価である場合などには、売ガスは行わないで、第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなるガスを用いて燃料電池発電装置２０で自家発電し、その電力を自家使用または売電すること、あるいは第１の燃料ガスと第２の燃料ガスとを混合してなるガスを自家のガス消費機器７０で消費することなども可能であることは言うまでもない。
【００６４】
また、売ガスする相手先としては、上記のようなガス供給事業者の他にも、例えば同じガス配管で繋っている他の小口の需要家なども可能である。あるいは、第１の燃料ガスが配管網によって供給されるという態様の他にも、ＬＰＧ（液化プロパンガス）のような、いわゆるガスボンベに貯蔵された燃料ガスが第１の燃料ガスとして供給される場合などにも適用可能である。なお、その場合には、売ガスされる第２の燃料ガスを貯蔵するためのガスボンベが必要となる。あるいは、第１の燃料ガスを供給するためのガスボンベに、売ガスされる第２の燃料ガスを昇圧して貯蔵することなどが必要となる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態に係る自家製ガス売ガスシステムによれば、この自家製ガス売ガスシステムを利用する需要家にとってのエネルギーの有効活用およびそれによる経済的な利得をさらに促進することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし１６のいずれかに記載の自家製ガス売ガスシステムまたは請求項１７ないし２６のいずれかに記載のガスメータによれば、第２の燃料ガスを外部のガス供給網へと売ガスすることが可能であるようにしたので、例えば第２の燃料ガスを用いた自家発電を休止しているときなどには燃料ガス製造装置で自家製造された第２の燃料ガスを外部のガス供給網へと売ガスすることができ、延いては貯蔵用の小型ガスタンクや昇圧貯蔵用コンプレッサなどの設備を必要とすることなく、燃料ガス製造装置およびそれによって自家製造された第２の燃料ガスを自家消費または売ガスあるいは自家消費しつつ売ガスするというガス使用形態のうちのいずれかで何時でも有効活用することができるという効果を奏する。しかも、本発明に係る自家製ガス売ガスシステムに用いられるガスメータは、第１の燃料ガスの燃焼熱流量を計測可能であると共にそれとは逆方向の流れである第２の燃料ガスの燃焼熱流量を計測可能であるようにしたので、第１の燃料ガスの燃焼熱流量と、売ガスされる第２の燃料ガスの燃焼熱流量とを、互いに独立して一つの燃焼熱流量計で計測することができ、延いては外部の供給網から消費（購入）した第１の燃料ガスの燃焼熱流量またはその積算値あるいはそのガス使用料金と、需要家から外部へと売ガスした第２の燃料ガスの燃焼熱流量またはその積算値あるいはその売ガス金額とを、別個に計測ないし算出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自家製ガス売ガスシステムの概要構成を表した図である。
【図２】図１に示した自家製ガス売ガスシステムに用いられるガスメータの主要部の構成を表した図である。
【図３】図２に示したガスメータに用いられるサーマルフローセンサの一例を示したものである。
【図４】使用したガスの燃焼熱流量の積算値と売ガスの燃焼熱流量の積算値とを、図１に示した自家製ガス売ガスシステムに用いられる表示装置によって表示した状態の一例を表した図である。
【図５】燃焼熱流量ベースでの売ガス金額と燃焼熱流量ベースでのガス使用料金とを、図１に示した自家製ガス売ガスシステムに用いられる表示装置によって表示した状態の一例を表した図である。
【符号の説明】
１０…燃料ガス製造装置、２０…燃料電池発電装置、３０…売ガス装置、４０…ガスメータ、５０…水素改質器、６０…混合器、７０…ガス消費機器、３０１…制御回路、３０２…第１の制御器、３０３…第２の制御器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a homemade gas selling gas system and a gas meter used for the system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, fuel gas production equipment has been attached to small consumer buildings such as ordinary homes and restaurants, and the fuel gas production equipment has been used to electrolyze water or electrolyte with high efficiency using, for example, inexpensive midnight power. An in-house power generation system has been proposed, in which hydrogen gas is produced in-house, and the hydrogen gas is used to generate electricity and heat by using a fuel cell to generate electricity and heat, which is then consumed by the customer himself. Have been.
[0003]
Alternatively, in addition to in-house production of hydrogen gas by electrolysis, technologies for generating hydrogen by photochemical reaction and technologies for generating so-called hydrocarbons such as methane by biomass, for example, general households and restaurants It has been proposed to apply it to an in-house power generation system for small consumers, and its realization is being promoted.
[0004]
According to such an in-house power generation system for small-scale customers, there is a disadvantage that storage is difficult by converting so-called surplus power such as midnight power into a storable energy medium such as hydrogen gas. It is greatly expected that electric energy can be effectively used at any time.
[0005]
In addition, it is expected that small-scale consumers such as ordinary households will generate their own power, thereby alleviating the tightness of electricity demand in summer, for example. ing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in-house produced hydrogen gas and hydrocarbon gas are not always used for in-house power generation throughout the day. Conversely, conversely, since the fuel gas production equipment is installed in the houses and buildings of small consumers such as ordinary homes and stores, it is desirable to use it continuously without making it dormant as much as possible, If the fuel gas is continuously produced in-house, the generated fuel gas becomes excessive when the private power generation is not performed. Therefore, it is necessary to additionally install a gas tank for temporarily storing excess self-produced fuel gas in each customer's house or store, but such a gas tank is generally used. It is often difficult or inconvenient to provide a small consumer, such as a home, on a property or a building of a small consumer due to a housing situation that tends to be overcrowded and a small site area that can be installed. Alternatively, it is conceivable to install a small gas tank that occupies a small area and store fuel gas produced by self-production such as hydrogen gas in it. In order to store fuel gas in a small gas tank, the fuel gas must be stored at a high pressure.Therefore, it is necessary to further add various devices such as a compressor for boosting the fuel gas and a pressure regulator, and the entire system is further increased. There is a risk that the operation will be complicated.
[0007]
For this reason, in practice, even if the fuel gas production device is installed in the house or building of a small consumer such as a general household or a store, the fuel gas production device should be idle when fuel cell power generation is not performed. Inevitably, the constant effective utilization is hindered.
[0008]
Further, from the viewpoint of a consumer, the power generation efficiency when fuel cell power generation is performed using a fuel gas such as a city gas consumed by a so-called gas consuming device such as a gas stove (this gas is also referred to as a first fuel gas). Conditions such as power generation and cost, and conditions such as power generation efficiency and cost when performing fuel cell power generation using fuel gas for fuel power generation (also referred to as second fuel gas) produced in-house. In comparison, it is desirable for consumers to be able to choose the one with higher efficiency or higher profits, but it is more necessary for each customer to calculate or judge it many times at a predetermined time, etc. Performing the operation of selecting the more advantageous one and switching to use the selected one is practically extremely complicated for the consumer, and is not practical. In view of this, it is desired to realize a system that can effectively utilize the fuel gas manufacturing apparatus that performs the above-described in-house production of the second fuel gas.
[0009]
However, conventionally, such systems and technologies have not been proposed or realized. In addition, it is desirable to realize a system that can select more advantageous gas for each small customer based on various conditions such as power generation efficiency and cost, but such systems and technologies have been proposed in the past. Nor was it realized.
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to realize a self-made gas selling gas system and a gas meter used for the fuel gas manufacturing device, which enable effective use of a fuel gas manufacturing device in terms of energy engineering and economical use. Is to do. It is another object of the present invention to provide a home-made gas selling gas system that enables a fuel gas that is advantageous for a consumer to be used in terms of energy engineering and economy at predetermined time intervals, and a gas meter used for the system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The home-built gas selling gas system according to the present invention includes a fuel cell power generation device for generating power in-house and a first fuel gas which is supplied from an external gas supply network and can be consumed by a gas consuming device. A fuel gas producing apparatus for producing the second fuel gas used for the private power generation by the power generating apparatus in-house, and selling the second fuel gas produced by the fuel gas producing apparatus to the external gas supply network. A selling gas device, a combustion heat flow rate of a first fuel gas supplied from the external gas supply network, and a combustion heat flow of a second fuel gas sold to the external gas supply network. A gas meter capable of measuring a flow rate.
[0012]
In addition, the gas meter according to the present invention includes a fuel cell power generator for performing private power generation and a first fuel gas that is supplied from an external gas supply network and can be consumed by gas consuming equipment. Gas production device for producing the second fuel gas used for private power generation by the in-house method, and selling gas for selling the second fuel gas produced by the fuel gas production device to the external gas supply network A gas meter for use in a home-made gas selling gas system comprising: an external gas supply system capable of measuring a combustion heat flow rate of a first fuel gas supplied from the external gas supply network; The combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the net can be measured.
[0013]
In the home-built gas selling gas system or gas meter according to the present invention, the second fuel gas can be sold to an external gas supply network. For example, self-power generation using the second fuel gas can be performed. When the fuel gas production apparatus is at rest, the second fuel gas produced in-house by the fuel gas production device is sold to an external gas supply network and is effectively used. At this time, the combustion heat flow rate of the second fuel gas flowing (selling) from the home-made gas selling gas system according to the present invention to the external gas supply network is measured by the gas meter.
[0014]
The gas meter includes a mass flow rate measuring unit capable of measuring a mass flow rate of each of the first fuel gas and the second fuel gas, and a mass flow rate measured by the mass flow rate measuring unit. And a conversion means for converting into a combustion heat flow rate based on a predetermined conversion factor. By doing so, it is possible to accurately measure the combustion heat flow value without requiring complicated correction corresponding to the environment such as the temperature and the atmospheric pressure when measuring the flow rate.
[0015]
Further, the mass flow rate measuring means is provided in one conduction path for conducting the first fuel gas and the second fuel gas in directions opposite to each other. It is preferable that the thermal mass flow sensor be capable of measuring the mass flow in both directions with respect to the flow of the fuel gas. By doing so, the first fuel gas and the second fuel gas flowing in opposite directions are measured by one conduction path and one thermal mass flow sensor provided therein. Can be.
[0016]
The gas meter is configured to integrate a combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network and a combustion heat flow rate of a second fuel gas sold to the external gas supply network. May be provided independently of each other. In this way, the integrated value of the combustion heat flow rate of the sold gas and the integrated value of the combustion heat flow rate of the used gas can be obtained independently of each other.
[0017]
The gas meter may further include a gas usage rate per unit combustion heat flow rate of the first fuel gas with respect to a combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network or an integrated flow rate thereof. Gas usage fee calculation means for calculating a gas usage fee by multiplying a unit price, and a second fuel gas corresponding to a combustion heat flow rate of a second fuel gas sold to an external gas supply network or an integrated flow rate thereof. And a selling gas amount calculating means for calculating the selling gas amount by multiplying the selling gas unit price per unit combustion heat flow rate. In this way, the amount of the sold gas (the amount of the sold gas on the basis of the combustion heat flow rate) and the amount of the used gas (the gas usage fee on the basis of the combustion heat flow rate) are calculated independently of each other. Can be.
[0018]
Further, the gas selling device, when the private power generation by the fuel cell power generation device is not performed, or even when the private power generation is performed, if there is a surplus in the private production amount of the second fuel gas, It can function to sell the self-produced second fuel gas to the external gas supply network, or the like.
[0019]
The gas selling device may be configured to sell the second fuel gas produced in-house to the external gas supply network and supply the gas to the gas consuming device.
[0020]
Further, the fuel cell power generator may be configured to be able to sell the power generated by the fuel cell to an external power supply network. By doing so, it is possible to sell electricity in addition to selling gas, and by extension, select both selling gas and selling electricity, or select the higher profit or higher efficiency. As a result, it is possible to further improve the profit for the customer and the energy efficiency of the entire system.
[0021]
Further, the fuel cell power generation device includes a reformer for reforming the first fuel gas, so that the fuel cell power generation device can perform private power generation using a gas obtained by reforming the first fuel gas. You may. By doing so, it becomes possible to perform in-house power generation using not only the second fuel gas but also the first fuel gas. By selecting and using, it is possible to further improve the profit for the customer and the energy efficiency of the entire system.
[0022]
Further, the fuel cell power generator includes a mixer for mixing the first fuel gas and a second fuel gas produced in-house by the fuel gas generator, and a first fuel gas and a second fuel gas mixed by the mixer. And a reformer for reforming a mixed gas obtained by mixing the fuel gas with the second fuel gas, so that private power generation using the gas obtained by reforming the mixed gas may be performed.
[0023]
The selling gas amount calculated when it is assumed that the selling gas device sells the second fuel gas per unit combustion heat flow every predetermined time, and the second selling gas amount per unit combustion heat flow. Comparing the power generated by the in-house power generation using the fuel gas and the power usage fee calculated when it is assumed that the same amount of power has been used from the external power supply network, The second fuel gas is sold if the electricity usage fee is higher, and the second fuel gas is sold by the fuel cell power generation if the electricity usage fee is higher than the selling gas price. You may make it supply to an apparatus. By doing so, it is possible to make the profit for the consumer higher.
[0024]
Further, the power generation cost per unit amount of electricity assuming that the gas selling apparatus generates power in-house using the second fuel gas at predetermined time intervals, and a power generation cost per unit of power using the first fuel gas. The power generation cost per unit amount of power when it is assumed that power has been generated may be compared, and a case where the power generation cost becomes the lowest may be selected. By doing so, it is possible to make the profit for the consumer higher.
[0025]
Alternatively, the cost of power generation per unit amount of electricity when the gas selling apparatus is assumed to have generated power in-house using the second fuel gas at predetermined time intervals, and using the first fuel gas The cost required for power generation per unit electric energy when it is assumed that private power generation has been performed, and the private power generation using a gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas, and the second power generation at that time 2, comparing the cost required for power generation per unit of electric power, assuming that the surplus fuel gas was sold, with the cost obtained by subtracting the amount of gas sold calculated to be obtained from the sold gas. The case where the cost is the lowest may be selected from among them. By doing so, it is possible to make the profit for the consumer higher.
[0026]
Here, the second fuel gas may be hydrogen or hydrocarbon gas.
[0027]
Further, the fuel gas production apparatus electrolyzes an electrolytic solution or water that generates hydrogen by electrolysis using electric power supplied from an external power supply network to convert hydrogen gas as the second fuel gas. What is manufactured is possible.
[0028]
Alternatively, the fuel gas production apparatus may be one that produces hydrocarbon gas or hydrogen gas as the second fuel gas from biomass.
[0029]
In addition, the gas meter calculates a selling gas amount calculated when it is assumed that the second fuel gas per unit combustion heat flow rate is sold per predetermined time, and a second fuel amount per unit combustion heat flow rate. By comparing the power generated by the private power generation using gas with the power usage fee calculated when it is assumed that the same amount of power was used from the external power supply network, When the charge is higher than the charge, the second fuel gas is sold, and when the power usage charge is higher than the sell gas, the second fuel gas is transferred to the fuel cell power generator. Control means for controlling the gas selling device to supply the gas supply device. Alternatively, the gas meter performs power generation per unit amount of power when it is assumed that power generation is performed independently using the second fuel gas and power generation using the first fuel gas at predetermined time intervals. Power generation cost per unit electric energy when it is assumed that the first fuel gas and the second fuel gas are mixed to generate power in-house and the second fuel gas at that time Compared to the total cost obtained by subtracting the amount of gas sold that is calculated to be obtained from the sold gas from the power generation cost per unit of electricity when it is assumed that the surplus gas was sold, and the cost becomes the lowest from that Control means for controlling the gas selling device so as to select a case may be provided. By providing the gas meter with a control means for controlling the gas selling device in this way, for example, in recent years, it is built in a gas meter called a microcomputer meter which is widely used as a gas meter for small customers. A small and simple computer such as a microcomputer can also be used as control means for performing functions such as determining validity of sold gas, so such control means is separately provided in the gas selling apparatus. As compared with the case, the overall circuit configuration of the system becomes simpler.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a homemade gas selling gas system according to an embodiment of the present invention. Note that the gas meter according to the present embodiment is embodied as one of the devices constituting a main part of the homemade gas selling gas system, and therefore, will be described together.
[0032]
This homemade gas selling gas system includes a fuel gas producing device 10, a fuel cell power generator 20, a selling gas device 30, a gas meter 40, a hydrogen reformer 50, and a mixer 60 as its main parts. It is installed in the house or building of a small consumer such as a general household or a store. Actually, a pipe for introducing a first fuel gas such as a city gas into a customer's premises from an external pipe network (not shown) or a hydrogen gas such as a hydrogen gas manufactured by the fuel gas manufacturing apparatus 10 is used. It goes without saying that various pipes such as pipes for leading the second fuel gas to the fuel cell power generator 20 are provided in this system, but those pipes are not shown in FIG. It is drawn abstractly by a line segment with an arrow in the part.
[0033]
The fuel gas production apparatus 10 is for independently producing the second fuel gas separately from the first fuel gas such as city gas supplied from an external piping network. The fuel gas production apparatus 10 is configured to electrolyze an electrolytic solution or water having an electrochemical property of generating hydrogen by electrolysis using, for example, electric power supplied from an external power supply network (not shown). As the second fuel gas, one that produces hydrogen gas or natural energy such as solar power generation or wind power generation can be used. Alternatively, it is also possible to use, for example, one that produces a hydrocarbon gas such as methane gas as the second fuel gas using biomass. That is, as the second fuel gas produced by the fuel gas producing apparatus 10 in-house, hydrogen gas, hydrocarbon gas, or the like can be used.
[0034]
The second fuel gas produced in-house by the fuel gas producing apparatus 10 is supplied to the gas selling apparatus 30 (the details of which are described in detail) in which a main part is constituted by a control circuit 301, a first controller 302, and a second controller 303. The flow to the supply destination is controlled by the following method, and the gas is supplied to the outside, the path is directly supplied to the fuel cell power generator 20, and the path is guided to the mixer 60. One of the paths mixed with one fuel gas or one or a combination of two or more of them is selected and used. Further, the flow of the gas mixed by the mixer 60 is controlled by the control circuit 301 and the second controller 303 to supply the gas to various gas consuming devices 70 and to the fuel cell power generator 20. , And one of the supplied routes, or a combination of both, is selected and used.
[0035]
The fuel cell power generation device 20 performs in-house power generation by a fuel cell power generation system using the second fuel gas produced by the fuel gas production device 10 or the first fuel gas supplied from an external piping network as fuel. It is. The configuration and function of the fuel cell power generation device 20 itself as a fuel cell for performing in-house power generation may be a general one. However, needless to say, it is desirable that the power generation efficiency using the second fuel gas or the first fuel gas be good.
[0036]
The fuel cell power generation device 20 can also perform in-house power generation using hydrogen gas obtained by reforming the first fuel gas by the hydrogen reformer 50. Further, a mixed gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas by the mixer 60 for mixing the first fuel gas and the second fuel gas is modified by the hydrogen reformer 50 described above. This makes it possible to perform in-house power generation using hydrogen gas obtained by reforming the mixed gas. By doing so, it becomes possible to perform in-house power generation using not only the second fuel gas but also the first fuel gas, which in turn leads to higher profit for the customer or higher energy efficiency. It is possible to appropriately select the fuel for in-house power generation from the options for fuel procurement, such as using a mixed gas that mixes both, or a mixture of both. The efficiency can be further improved.
[0037]
In addition, in the home-built gas selling gas system, it is needless to say that the power obtained by performing the self-generation by the fuel cell power generation device 20 is set to be able to be self-consumed. It is also possible to sell electricity to the network. This is done by selecting both electricity sales and gas sales, or those with higher profits or higher efficiency, to achieve economic benefits for consumers and energy as a whole system. This is because the efficiency can be further improved.
[0038]
The selling gas device 30 has a function of selling the second fuel gas produced in-house by the fuel gas producing device 10 to an external gas supply network, and includes a control circuit 301 and a first controller 302. And a second controller 303 as main parts thereof.
[0039]
More specifically, the first controller 302 controls the flow of the second fuel gas, which is self-produced by the fuel gas production apparatus 10, to the external piping network via the gas meter 40, and to the mixer 60. A valve body (not shown) set so that any one of the flow path and the flow path to the fuel cell power generation device 20 can be set to a selected state; A servo system (not shown) for performing the operation. The mechanical operation of the valve body by the servo system is controlled by the control circuit 301. The second controller 303 causes a gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas by the mixer 60 to flow to the gas consuming device 70 and to the fuel cell power generator 20. A valve body (not shown) set so that either of the paths can be selected, and a servo system (not shown) for performing a mechanical operation of the valve body. It has. The mechanical operation of the valve body by the servo system is controlled by the control circuit 301.
[0040]
This gas selling device 30 is used when the private power generation by the fuel cell power generating device 20 is not performed, or when there is a surplus that can be sold in the privately produced second fuel gas even when the private power generation is performed. The self-produced second fuel gas is sold to an external gas supply network.
[0041]
In addition, even when private power generation is being performed, the gas selling device 30 can supply the privately produced second fuel gas to an external gas supply network when there is a surplus in private production of the second fuel gas. And sell it to the gas consuming equipment 70.
[0042]
In addition, the selling gas device 30 includes a selling gas amount calculated when it is assumed that the second fuel gas per unit combustion heat flow is sold at predetermined time intervals, and a second selling gas amount per unit combustion heat flow. Compare the electricity generated by the private power generation using the fuel gas of No. 2 with the electricity usage fee calculated when it is assumed that the same amount of electricity was used from the external power supply network. If the usage fee is higher than the usage fee, the second fuel gas is sold. If the power usage fee is higher than the selling gas amount, the second fuel gas is transferred to the fuel cell power generator 20. Supply. By providing such a function, it is possible to increase the effective use of energy and the economical gain for the customer using the homemade gas selling gas system. Each fee may be stored in the memory or may be updated periodically. Further, a communication device may be provided to constantly exchange information with the market.
[0043]
In addition, the gas selling device 30 uses the first fuel gas and the cost required for power generation per unit amount of electricity when it is assumed that the second fuel gas is used to generate power in-house at predetermined intervals. The cost required for power generation per unit of electric power when it is assumed that private power generation has been performed, the private power generation using a gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas, and the second power generation at that time Compare the cost of generating electricity per unit of electricity, assuming that the surplus of fuel gas was sold, with the cost obtained by subtracting the amount of sold gas calculated to be obtained from the sold gas. It has a function to select when the cost is the lowest. By providing such a function, it is possible to further increase the economical gain per unit energy consumption and the energy use efficiency for a consumer who uses this homemade gas selling gas system.
[0044]
The gas meter 40 measures the combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network, and measures the combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network. And a function to perform
[0045]
More specifically, as shown in FIG. 2, the gas meter 40 has a first fuel gas flowing in a so-called forward direction from an external piping network to the gas meter 40 itself, and a second fuel gas flowing in a reverse direction to the first fuel gas. The thermal mass flow sensor, which is the mass flow measuring unit 401 capable of measuring the mass flow of each of the fuel gas and the mass flow rate measured by the thermal mass flow sensor, is a measurement target of the mass flow rate. A conversion unit 402 that converts the fuel gas into a combustion heat flow rate based on a predetermined conversion rate, and requires complicated corrections corresponding to the environment such as temperature and pressure when performing flow rate measurement. Thus, it is possible to accurately measure the combustion heat flow value without performing the above.
[0046]
More specifically, the above-mentioned mass flow rate measuring unit 401 is provided in one conduction path 403 that conducts the first fuel gas and the second fuel gas in opposite directions to each other. It is a thermal mass flow sensor such as a thermal flow sensor capable of measuring the mass flow in both directions of the flow and the flow of the second fuel gas.
[0047]
FIG. 3 shows an example of a thermal flow sensor used as a thermal mass flow sensor. The thermal flow sensor 411 is provided with a hot-wire heater 412 for applying predetermined heat to gas passing through the surface, and one each before and after the hot-wire heater 412, and a first temperature for measuring a temperature at that position. The sensor 413 and the second temperature sensor 414 constitute a main part thereof. In the thermal flow sensor 411, the temperature (hereinafter, referred to as T1) of the first fuel gas flowing in the direction indicated by the arrow 415A before being heated by the hot wire heater 412 is measured by the first temperature sensor 413. Then, the temperature of the first fuel gas after being heated by the hot-wire heater 412 (hereinafter referred to as T2) is measured by the second temperature sensor 414, and the temperature difference corresponding to the difference (ΔTG1 = T2−T1) is measured. And outputs an electric signal having a modulated waveform. Further, the temperature of the second fuel gas flowing in the direction indicated by the arrow 415B before the heat is applied by the hot wire heater 412 (referred to as T3) is measured by the second temperature sensor 414. The temperature of the second fuel gas after being given heat by T1 (T4) is measured by the first temperature sensor 413, and modulated in accordance with the temperature difference (ΔTG2 = T4−T3). Outputs a waveform electric signal.
[0048]
As the first temperature sensor 413 and the second temperature sensor 414, for example, a modulation type sensor using a temperature measuring resistance element made of Pt (platinum) or a Pt-based alloy may be used, or a direct type using a thermocouple element or the like may be used. An output type (self-excitation type) sensor may be used. The hot-wire heater 412 is controlled so that the amount of heat given to the gas is kept constant in order to make the measurement conditions uniform. Although not shown, other than measuring the temperature difference before and after the hot wire heater 412 as described above, the temperature measured by the temperature sensor corresponding to the flow downstream of the hot wire heater 412 and the hot wire Based on the amount of heat output from the heater 412, a flow rate sensor that measures the amount of heat taken from the hot wire heater 412 by the flow of gas and outputs an electric signal modulated according to the value of the amount of heat can also be applied. It is. Alternatively, the mass flow rate of the general first fuel gas flowing in the normal direction and the mass flow rate of the second fuel gas flowing in the opposite direction are determined based on the thermal change of the fluid to be measured. Any configuration may be used as long as it is a thermal mass flow sensor that can measure any of them. In any case, by using such a thermal mass flow sensor as a mass flow measurement unit, the first fuel gas and the second fuel gas can be connected to one conduction path and one conduction path provided therein. The measurement can be performed by the mass flow measuring unit, and the configuration of the main part of the gas meter 40 can be simplified.
[0049]
The conversion unit 402 is configured to perform a predetermined conversion on the first fuel gas or the second fuel gas, which is a measurement target that outputs the signal, based on the signal output from the thermal mass flow rate measurement unit 401. The combustion heat flow rate is calculated based on the rate. More specifically, since the flow of the first fuel gas is a so-called forward flow, the first fuel gas has a mass flow rate of the first fuel gas which is measured as the forward flow. A predetermined combustion heat flow rate / mass flow rate conversion rate is applied corresponding to the gas, and the mass flow rate of the second fuel gas, which is a flow in the opposite direction, is applied to the second fuel gas. The combustion heat flow rate is calculated from the mass flow rate measured by the mass flow rate measurement unit by applying a correspondingly predetermined conversion ratio of combustion heat flow rate / mass flow rate.
[0050]
The gas meter 40 further integrates the combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network and the combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network. Are performed independently of each other. The combustion heat flow rate integration unit 404 can calculate the integrated value of the combustion heat flow rate for the sold gas and the integrated value of the combustion heat flow rate of the used gas independently of each other.
[0051]
Then, the display device 407 displays the integrated value of the combustion heat flow rate of the sold gas and the combustion heat flow rate of the used (purchased) gas calculated by the combustion heat flow rate integration unit 404, as shown in an example in FIG. The integrated value is displayed at a predetermined position in one display area 408.
[0052]
The gas meter 40 further calculates a gas usage charge unit price per unit combustion heat flow rate of the first fuel gas with respect to a combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from an external gas supply network or an integrated flow rate thereof. A gas usage charge calculation unit 405 for calculating a gas usage fee by multiplying the second fuel gas by a combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to an external gas supply network or an integrated flow rate thereof. A selling gas amount calculating unit 406 for calculating a selling gas amount by multiplying a selling gas unit price per unit combustion heat flow rate by an amount relating to the selling gas (amount of selling gas based on the combustion heat flow rate) and an amount of the used gas (A gas usage fee on a combustion heat flow rate basis) is calculated independently of each other. Then, the calculated gas selling price and gas usage fee are displayed at predetermined positions in one display area 409 of the display device, for example, as shown in an example in FIG.
[0053]
In addition, the gas meter 40 calculates the selling gas amount calculated when it is assumed that the second fuel gas per unit combustion heat flow rate has been sold per predetermined time, and the second gas rate per unit combustion heat flow rate. Compared to the amount of power generated by private use of fuel gas and the amount of power usage calculated when it is assumed that the same amount of power was used from an external power supply network, If the amount is higher than the amount, the second fuel gas is sold, and if the amount of the electricity usage fee is higher than the amount of the sold gas, the second fuel gas is supplied to the fuel cell power generator 20. Thus, the function of controlling the gas selling device 30 is provided. Specifically, this means that the gas meter 40 includes the control circuit 301 of the gas selling device 30 described above.
[0054]
Alternatively, the control circuit 301 provided in the gas meter 40 may generate the first fuel gas and the power generation cost per unit electric power when it is assumed that the second fuel gas is used for the private power generation at every predetermined time. Power generation cost per unit electric energy when it is assumed that power generation was performed using the first fuel gas and the second fuel gas generated by mixing the first fuel gas and the second fuel gas. Compared to the total cost obtained by subtracting the amount of gas sold, which is calculated to be obtained from the sold gas, from the power generation cost per unit of electricity assuming that the surplus fuel gas was sold, and The operations of the first controller and the second controller may be controlled so as to select a lower case.
[0055]
By providing the gas meter 40 with the control circuit 301 for controlling the functions related to the gas sold in this way, for example, in recent years, a gas meter called a microcomputer meter that has been widely used as the gas meter 40 for small customers has been widely used. A small and simple computer such as a microcomputer built in 40 is used to sell the second fuel gas based on the function of determining the energy efficiency of the selling gas and the economical gain associated therewith. Since it can be used as a control circuit 301 that performs a function of controlling the gas selling device 30 by selecting whether to consume the gas by itself or the like, such a control circuit 301 can be used as the gas selling device 30 separately from the gas meter 40. The overall circuit configuration of this home-built gas selling gas system is simpler than when newly installed. It can be a thing.
[0056]
Next, main operations of the homemade gas selling gas system according to the present embodiment will be described.
[0057]
When the private power generation by the fuel cell power generation device 20 is not performed at all, all the second fuel gas that is self-produced by the fuel gas production device 10 is sent to an external piping network. In other words, the second fuel gas is sent to an external piping network to sell the gas to a gas supply company.
[0058]
Alternatively, even when the private power generation is performed by the fuel cell power generation device 20, even if the private production amount of the second fuel gas at that time has a surplus that can be sold, the privately produced second The surplus fuel gas can be sold to an external gas supply network. Alternatively, the surplus of the second fuel gas produced in-house can be sold to an external gas supply network and supplied to the own gas consuming device 70 to be consumed by the gas consuming device 70. is there. However, in this case, it is needless to say that it is necessary to ensure that the second fuel gas is normally consumed by the gas consuming device 70 similarly to the first fuel gas.
[0059]
Alternatively, the selling gas amount calculated assuming that the second fuel gas per unit combustion heat flow rate is sold at a predetermined time, for example, every hour, and the second fuel gas amount per unit combustion heat flow rate, Calculation based on the assumption that power equivalent to the power generated in-house using the fuel gas of No. 2 is supplied from an external power supply network and consumed by power consuming equipment (not shown) such as home appliances. If the sold gas price is higher than the power usage fee, the second fuel gas is sold. However, if the amount of the power usage fee is higher than the amount of the sold gas, the second fuel gas is supplied to the fuel cell power generation device 20 to perform private power generation. Then, the electric power obtained by the private power generation is consumed by the home or store of the consumer who has performed the private power generation. Alternatively, when there is no or little demand to be consumed at the home or store of the consumer who has performed the private power generation, the power obtained by the private power generation is sent to an external power supply network, and the external power supply network is May be sold to a power supply company that owns the power supply.
[0060]
Alternatively, the cost required for power generation per unit amount of power when it is assumed that private power generation is performed using the second fuel gas at predetermined time intervals, for example, every one hour, and using the first fuel gas The cost required for power generation per unit of electric power when it is assumed that private power generation has been performed, the private power generation using a gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas, and the second power generation at that time Compare the cost of generating electricity per unit of electricity, assuming that the surplus of fuel gas was sold, with the cost obtained by subtracting the amount of sold gas calculated to be obtained from the sold gas. Select the case with the lowest cost.
[0061]
For example, in the time zone of late night, in general, the purchase unit price per unit energy of electric power is often set to a lower price than that of the daytime time for small customers. Therefore, in the late night time zone, it is assumed that the unit price of electricity usage per unit energy is often cheaper than the unit price of gas sold per unit energy. In other words, the homemade gas selling gas system sells the second fuel gas, and the power consumed by the house may be purchased from an external power supply network instead of being obtained by private power generation. Alternatively, it is also possible to use a power purchased from an external power supply network to electrolyze water or an electrolytic solution to generate hydrogen gas and sell the gas.
[0062]
By the way, at first glance, the above-described control logic can be considered as a mere economical agreement. In the belt, there is a tendency for surplus to be generated in the amount of power generated by the power supplier itself, so it has the energy engineering meaning of promoting the effective utilization of such surplus power at midnight. Performing the control based on the control logic using the unit price per unit energy as a parameter in the home-built gas selling gas system as described above realizes economically effective use of energy and energy system engineering. It can be said that it also realizes the engineering action and effect of promoting effective use of energy. In addition, in the case of in-house power generation using natural energy, the amount of power generation tends to be irregular (non-uniform) with respect to time. Natural energy obtained unevenly can be used uniformly over time. As described above, the home-built gas selling gas system according to the present embodiment can promote economical gain per unit energy consumption and effective use of energy for a consumer using the system. .
[0063]
When only selling gas as described above is performed, the operation of combining the selling gas and private power generation, the operation of combining the selling gas and the power sale of the power obtained by the private power generation, the selling gas and gas consumption In addition to the operation performed in combination with the self-consumption by the device 70, for example, the unit price of the sold gas per unit energy of the second fuel gas and the usage fee (purchase unit price) of the first fuel gas are determined by the purchase price of the electric power. In the case where the price is lower than the unit price, for example, the selling gas is not performed, and the fuel cell power generation device 20 uses the gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas to generate power in a private manner. It is needless to say that the electric power can be used or sold, or the gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas can be consumed by the own gas consuming device 70.
[0064]
In addition to the gas supply company as described above, for example, other small customers connected by the same gas pipe can be used as the customers to sell the gas. Alternatively, in addition to the mode in which the first fuel gas is supplied by a pipe network, a case in which a fuel gas stored in a so-called gas cylinder such as LPG (liquefied propane gas) is supplied as the first fuel gas It is also applicable to such applications. In this case, a gas cylinder for storing the second fuel gas to be sold is required. Alternatively, it is necessary to store the second fuel gas to be sold at a high pressure in a gas cylinder for supplying the first fuel gas.
[0065]
As described above, according to the homemade gas selling gas system according to the present embodiment, it is possible to further promote the effective use of energy and the economic gain thereby for the customers who use the homemade gas selling gas system. it can.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the homemade gas selling gas system according to any one of claims 1 to 16 or the gas meter according to any one of claims 17 to 26, the second fuel gas is supplied to an external gas supply network. Since it is made possible to sell the gas to the second fuel gas, for example, when the private power generation using the second fuel gas is stopped, the second fuel gas produced by the fuel gas production device by The gas can be sold to an external gas supply network, and without requiring any equipment such as a small gas tank for storage and a compressor for pressurized storage, the fuel gas production apparatus and the second gas produced by the self-production method. The fuel gas can be effectively used at any time in any one of the gas usage modes of self-consumption or selling gas, or selling gas while self-consuming. Moreover, the gas meter used in the home-made gas selling gas system according to the present invention can measure the combustion heat flow rate of the first fuel gas and measure the combustion heat flow rate of the second fuel gas, which is the flow in the opposite direction. Since the measurement is possible, the combustion heat flow rate of the first fuel gas and the combustion heat flow rate of the second fuel gas to be sold are measured independently by one combustion heat flow meter. And, in turn, the combustion heat flow rate of the first fuel gas consumed (purchased) from the external supply network or its integrated value or the gas usage fee, and the second fuel gas sold from the customer to the outside. Thus, the combustion heat flow rate or the integrated value thereof or the selling gas amount can be measured or calculated separately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a homemade gas selling gas system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a main part of a gas meter used in the homemade gas selling gas system shown in FIG.
FIG. 3 shows an example of a thermal flow sensor used in the gas meter shown in FIG.
FIG. 4 is a table showing an example of a state in which the integrated value of the combustion heat flow rate of the used gas and the integrated value of the combustion heat flow rate of the sold gas are displayed by the display device used in the homemade gas selling gas system shown in FIG. FIG.
FIG. 5 shows an example of a state in which the selling gas amount based on the combustion heat flow rate and the gas usage fee based on the combustion heat flow rate are displayed by the display device used in the homemade gas selling gas system shown in FIG. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel gas production apparatus, 20 ... Fuel cell power generation apparatus, 30 ... Selling gas apparatus, 40 ... Gas meter, 50 ... Hydrogen reformer, 60 ... Mixer, 70 ... Gas consuming equipment, 301 ... Control circuit, 302 ... 1st controller, 303 ... second controller

Claims

A fuel cell power generator for performing in-house power generation,
A fuel gas manufacturing apparatus for self-producing a second fuel gas used for private power generation by the fuel cell power generation apparatus, separately from a first fuel gas supplied from an external gas supply network and consumable by a gas consuming device; ,
A gas selling device for selling the second fuel gas produced in-house by the fuel gas producing device to the external gas supply network;
The combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network can be measured, and the combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network can be measured. A homemade gas selling gas system comprising a gas meter.

The gas meter is
Mass flow rate measuring means capable of measuring a mass flow rate for each of the first fuel gas and the second fuel gas;
Conversion means for converting the mass flow rate measured by the mass flow rate measurement means into a combustion heat flow rate based on a predetermined conversion factor for the fuel gas to be measured for the mass flow rate. The home-built gas selling gas system according to claim 1, wherein:

The mass flow rate measuring means is provided in one conduction path for conducting the first fuel gas and the second fuel gas in mutually opposite directions, and the flow of the first fuel gas and the direction opposite to the flow of the first fuel gas are provided. The home-built gas selling gas system according to claim 2, characterized in that it is a thermal mass flow sensor capable of measuring a mass flow rate in both directions of the second fuel gas flow.

The gas meter integrates a combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network, and an accumulation of a combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network. 4. A home-made gas selling gas system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a combustion heat flow integrating means for performing the combustion heat flow integrating means independently of each other.

The gas meter multiplies a combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network or an integrated flow rate thereof by a gas usage fee per unit combustion heat flow rate of the first fuel gas. Gas usage fee calculation means for calculating a gas usage fee, and a unit combustion heat of the second fuel gas with respect to a combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to an external gas supply network or an integrated flow rate thereof. The home-built gas selling gas system according to claim 4, further comprising a selling gas amount calculating means for calculating a selling gas amount by multiplying the selling gas unit price per flow rate.

The self-produced gas device may be configured to perform the self-manufacturing when the private power generation by the fuel cell power generation device is not performed or when there is a surplus in the private production amount of the second fuel gas even when the private power generation is performed. The self-made gas selling gas system according to any one of claims 1 to 5, wherein the sold second fuel gas is sold to the external gas supply network.

7. The gas selling device according to claim 1, wherein the second fuel gas produced in-house is sold to the external gas supply network and supplied to the gas consuming device. The homemade gas selling gas system according to any one of the above items.

The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 7, wherein the fuel cell power generation device is capable of selling the power generated by the power generation to an external power supply network.

The fuel cell power generation device includes a reformer for reforming the first fuel gas, and is capable of generating power in-house using a gas obtained by reforming the first fuel gas. The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 8.

The fuel cell power generator includes a mixer that mixes the first fuel gas and a second fuel gas self-produced by the fuel gas manufacturing device, and a first fuel gas and a second fuel gas that are mixed by the mixer. And a reformer for reforming a mixed gas obtained by mixing the fuel gas with the fuel gas, wherein an in-house power generation using the gas obtained by reforming the mixed gas is possible. 8. A home-built gas selling gas system according to any one of items 8 to 8.

The selling gas device includes a selling gas amount calculated assuming that the second fuel gas per unit combustion heat flow is sold at a predetermined time interval, and a second fuel amount per unit combustion heat flow. By comparing the power generated by the private power generation using gas with the power usage fee calculated when it is assumed that the same amount of power was used from the external power supply network, When the charge is higher than the charge, the second fuel gas is sold, and when the power usage charge is higher than the sell gas, the second fuel gas is transferred to the fuel cell power generator. The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 10, wherein the gas is supplied.

The gas selling apparatus, at predetermined time intervals, generates power per unit amount of power when it is assumed that the second fuel gas is used for private power generation, and performs private power generation using the first fuel gas. 11. The method according to claim 1, wherein a power generation cost per unit electric energy in a case where the power generation cost is assumed to be compared is selected, and a case where the power generation cost is the lowest is selected from the comparison. Homemade gas selling gas system.

The gas selling device is configured such that the cost required for power generation per unit electric energy when it is assumed that the second fuel gas is used for private power generation every predetermined time, and the private fuel gas is used for private power generation using the first fuel gas. The cost required for power generation per unit electric energy when power generation is assumed, and the private power generation using the gas obtained by mixing the first fuel gas and the second fuel gas, and the second power generation at that time. Compared to the cost of generating electricity per unit of electricity, assuming that the surplus portion of The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 10, wherein a case where the cost is minimized is selected from the following.

The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 13, wherein the second fuel gas is hydrogen or hydrocarbon gas.

The fuel gas production apparatus produces hydrogen gas as the second fuel gas by electrolyzing an electrolytic solution or water that generates hydrogen by electrolysis using electric power supplied from an external power supply network. The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 14, wherein the gas is sold.

The home-built gas selling gas system according to any one of claims 1 to 14, wherein the fuel gas production device produces a hydrocarbon gas as the second fuel gas using biomass. .

Separately from the fuel cell power generator for performing private power generation and the first fuel gas supplied from an external gas supply network and consuming by gas consuming equipment, a second fuel gas used for private power generation by the fuel cell power generator is provided. A self-manufactured gas selling apparatus for self-manufacturing the fuel gas, and a gas selling apparatus for selling the second fuel gas self-manufactured by the fuel gas manufacturing apparatus to the external gas supply network. A gas meter used for a gas system,
The combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network can be measured, and the combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network can be measured. A gas meter, characterized in that:

Mass flow rate measuring means capable of measuring the mass flow rate of each of the first fuel gas and the second fuel gas; and measuring the mass flow rate measured by the mass flow rate measuring means as a fuel to be measured for the mass flow rate. A conversion means for converting a gas into a combustion heat flow rate based on a predetermined conversion rate, the combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network can be measured. 18. The gas meter according to claim 17, wherein a combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network can be measured.

The mass flow rate measuring means is provided in one conduction path for conducting the first fuel gas and the second fuel gas in mutually opposite directions, and the flow of the first fuel gas and the direction opposite to the flow of the first fuel gas are provided. 19. The gas meter according to claim 18, wherein the gas meter is a thermal mass flow sensor capable of measuring a mass flow in both directions of the flow of the second fuel gas.

The integration of the combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network and the integration of the combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to the external gas supply network are independent of each other. 20. The gas meter according to any one of claims 17 to 19, further comprising combustion heat flow integrating means for performing the combustion heat flow.

The gas usage fee is calculated by multiplying the combustion heat flow rate of the first fuel gas supplied from the external gas supply network or the integrated flow rate by the gas usage fee per unit combustion heat flow rate of the first fuel gas. Means for calculating a gas usage charge, and a sales per unit combustion heat flow rate of the second fuel gas with respect to a combustion heat flow rate of the second fuel gas sold to an external gas supply network or an integrated flow rate thereof. 21. The gas meter according to claim 20, further comprising a selling gas amount calculating means for calculating a selling gas amount by multiplying the gas unit price.

In-house power generation using the sold gas amount calculated when it is assumed that the second fuel gas per unit combustion heat flow rate is sold per predetermined time, and the second fuel gas per unit combustion heat flow rate Compared with the amount of power used and the amount of power usage calculated when it is assumed that the same amount of power has been used from the external power supply network, the gas selling price is higher than the power usage price Selling the second fuel gas, and when the power usage fee is higher than the selling gas price, supplying the second fuel gas to the fuel cell power generator. The gas meter according to any one of claims 17 to 21, further comprising control means for controlling the gas selling device.

For each predetermined time, the power generation cost per unit electric energy when it is assumed that private power generation is performed using the second fuel gas, and the unit when it is assumed that private power generation is performed using the first fuel gas. The power generation cost per electric power and the gas generated by mixing the first fuel gas and the second fuel gas were used to generate power in-house, and the surplus of the second fuel gas at that time was sold. Compare the total cost obtained by subtracting the amount of gas sold to be obtained from the selling gas from the power generation cost per unit of electricity when it is assumed that the cost is the lowest. 22. The gas meter according to claim 17, further comprising control means for controlling the gas selling device.

24. The homemade gas selling gas system according to any one of claims 17 to 23, wherein the second fuel gas is hydrogen or hydrocarbon gas.

The fuel gas production apparatus produces hydrogen gas as the second fuel gas by electrolyzing an electrolytic solution or water that generates hydrogen by electrolysis using electric power supplied from an external power supply network. The home-built gas selling gas system according to any one of claims 17 to 24, wherein the gas is sold.

25. The gas production system according to any one of claims 17 to 24, wherein the fuel gas production device produces a hydrocarbon gas as the second fuel gas using biomass. .