JP2005140466A - コージェネレーションシステム及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予測された需要と現実の需要とが許容範囲以上に食い違っている場合においても、エネルギ消費効率の下げ幅を可能な限り減少させて、効率的な運転を実行することが出来るコージェネレーションシステム及びその制御方法の提供。
【解決手段】温水発生手段（１）と、蓄熱手段（２）と、熱源機（３）と、需要を計測するための計測手段（１ａ、Ｔ１〜Ｔ１０、Ｆ１〜Ｆ３）と、制御手段（４）とを備え、該制御手段は、記憶手段（４ｄ）と、該記憶手段に格納されている過去の需要特性データに基づいて需要を予測する予測手段（４１）と、予測された需要に基づいて運転計画を作成する運転計画作成手段（４２）と、作成された運転計画や計測された需要によって温水発生手段の制御部に指令を送出する運転指令手段（４３）とを備え、計測された需要と予測手段で予測された需要とが異なる場合に予測された需要に基づいて作成された運転計画を放棄して新たな運転計画を作成する制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば燃料電池又はガスエンジンを備えたコージェネレーションシステムの運転制御の改善に関するものである。

従来、電力需要や熱に関する需要の予測値を演算し、それに従って燃料電池やガスエンジンなどのコージェネレーションシステムを運転する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。すなわち、過去の需要データをデータベース化或いは数式化して、これにより毎日の需要を予測し、その予測値を用いて、トータルのエネルギ需要が小さくなる様に、運転（起動時刻や停止時刻、出力等、運転における各種態様）を決定する技術が提案されている。

上記技術は、需要の予測をせずに各時刻における実測需要量に応じて運転を行う「成り行き運転」に比較して、いわゆる「省エネ」である。
需要の予測を行わず、燃料電池等の停止・起動をする成り行き運転では、家庭毎の需要パターンにうまく合致せず、エネルギの節約という趣旨にそぐわない結果となってしまう場合が多い。例えば電力需要の小さい時間帯である夜中や睡眠中に燃料電池を運転してしまい、そのような運転では電力需要が小さいため発電効率が低くなり、エネルギのロスが大きくなってしまう。
更に、成り行き運転では、貯湯槽の蓄熱量が満タンになる時間と、入浴時間との間が大きくずれてしまう場合があり、例えば、午前９時に満タンになってしまうと、電力需要の大きい夕方に発電出来ない事態が生じる。夕方に発電するためには、例えば、貯湯槽にせっかく貯めたお湯を放熱し続けて、エネルギを無駄に捨てざるを得ないと言う状態、すなわちエネルギの節約（省エネ）に逆行してしまう事態も発生する。

そのため、これまで、需要の予測に関する研究が幾多なされてきた。
しかし、そのような研究では電力需要や熱に関する需要（例えば給湯需要等）の予測値と実際の需要との間に大きな差が生じてしまうケースが多かった。
その様な大きな差が生じてしまう原因としては、病気等により毎日行われていた風呂張りが為されない、或いは、突然の外出のため、昼間であるにも拘らず、夜中程度の電力需要しかない状態（低部分負荷運転の継続）が深夜まで続いてしまう等の計画外の事態発生が、制御に対して正確にフィードバックされていないことが挙げられる。
それに加えて、予測された需要に基づいて得られた起動時刻通りに燃料電池を起動するのが不都合な場合が存在することも、需要（例えば給湯需要等）の予測値と実際の需要との間に大きな差が生じてしまう要因である。

上述したように、予測された需要のみに基づいて燃料電池等のコージェネレーションシステムを運転しても、不都合な事態が、（頻繁ではないが、）発生する。
換言すると、需要が完全にパターン化された家庭でないと、或いは、（需要がパターン化された家庭であっても）急な外出等があると、予測された需要と実際の需要とが異なる。その様な状態で、予測された需要に基づいてコージェネを運転すると、エネルギの節約がさほど実現されていない事態が発生し得る。
特開２００３−４５４６０号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、予測された電力需要及び／又は熱に関する需要（例えば給湯需要）と現実の需要とが許容範囲以上に食い違っている場合においても、エネルギ消費効率の下げ幅を可能な限り減少させて、効率的な運転を実行することが出来るコージェネレーションシステム及びその制御方法を提供することを目的としている。

本発明のコージェネレーションシステムは、温水発生手段（１：例えば燃料電池、ガスエンジン）と、蓄熱手段（２：貯湯槽）と、（バックアップバーナの様な補助熱源機を包含する）熱源機（３）と、需要（電力需要及び／又は熱に関する需要）を計測するための計測手段（１ａ、Ｔ１〜Ｔ１０、Ｆ１〜Ｆ３）と、制御手段（４）とを備え、該制御手段（４）は、記憶手段（データベース４ｄ）と、該記憶手段（４ｄ）に格納されている過去の需要特性データに基づいて需要を予測する予測手段（４１）と、予測された需要に基づいて運転計画を作成する運転計画作成手段（４２）とを備え、計測された需要と予測手段（４１）で予測された需要とが異なる場合に予測された需要に基づいて作成された運転計画を放棄して新たな運転計画を作成する制御を行う様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。
ここで、前記制御手段（４）は、作成された運転計画や計測された需要によって温水発生手段（１：例えば燃料電池、ガスエンジン）の制御部に起動指令や停止指令や発電出力指令を送出する運転指令手段（４３）を有していることが望ましい。

また、上述した（請求項１の）コージェネレーションシステムの制御方法において、計測された需要（電力需要及び／又は熱に関する需要）と予測手段で予測された需要（電力需要及び／又は熱に関する需要に関する予測）とを比較する工程（Ｓ４）と、計測された需要と予測された需要とが異なる場合に予測された需要に基づいて作成された運転計画を放棄して新たな運転計画を作成する工程（Ｓ１１〜Ｓ２１）とを有することを特徴としている（請求項３）。

本発明のコージェネレーションシステムにおいては、前記制御手段（４）は、計測された需要（電力需要及び／又は熱に関する需要）に基づいてエネルギ消費量（または光熱費）が最も少なくなる様に新たな運転計画を作成する制御を行う（Ｓ１７〜Ｓ２１）様に構成されていることが好ましい（請求項２）。

ここで、前記新たな運転計画を作成する工程（Ｓ１１〜Ｓ２１）では、計測された需要（電力需要及び／又は熱に関する需要）に基づいて前記温水発生手段（１：例えば燃料電池、ガスエンジン）の運転開始時刻を種々変更して複数の運転計画を作成し（Ｓ１７〜Ｓ２０のループ）、該複数の運転計画におけるエネルギ消費量（または光熱費）を演算し、エネルギ消費量（または光熱費）が最小な運転計画を選択する（Ｓ２１）のが好ましい（請求項４）。

本発明の実施に際して、例えば、蓄熱手段（２：貯湯槽）における蓄熱量が所定値を上回っている場合に、計測された需要と予測された需要とが異なると判定するのが好ましい。
及び／又は、電力需要を計測して、所定値（例えば、前記温水発生手段が燃料電池であれば、その最低出力値）を下回っていれば、計測された需要と予測された需要とが異なると判定するのが好ましい。
及び／又は、浴槽の水位の有無により、計測された需要と予測された需要とが異なるか否かを判定するのが好ましい。

上述した構成を具備する本発明のコージェネレーションシステムによれば、貯湯槽（２）の蓄熱量が予測されたよりも多い場合や、予測された需要よりも電力需要が激減した場合や、風呂張りが予測通りに行われない場合等、実際の需要と予測された需要とが無視出来ない程度に食い違っている場合に、予測された需要に基づいて決定された運転計画を破棄することが出来る。

例えば燃料電池（１）等の無駄な運転を出来る限り抑制することが可能である。また、
現実の需要に即して、出来る限り効率の良い運転計画を再度作成することが可能である。
したがって、予測通りの需要が無ければエネルギ消費効率が悪化することは避けられないが、エネルギ消費効率の下げ幅を減少することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず図１において、コージェネレーションシステムＡは、燃料電池１と、貯湯槽２と熱源機３とを有する温水供給システム１０と、家庭Ｂ内のコントロールユニット（コントロールパネル）４、とを有している。

燃料電池１は、燃料電池１が稼動中に発生する排熱によって貯湯槽２内に貯留された水が循環ラインＬｗを介して燃料電池１またはガスエンジン１を循環して、温められて給湯用の温水が作られる。

前記熱源機３は、給湯ラインＬｈに介装され給湯される湯温が低い場合に給湯を予・加熱する給湯用バックアップバーナ３２と、床暖房装置７の温冷媒を予・加熱する暖房用バックアップバーナ３４と、図示はしないが風呂の追い焚き用の熱交換器とを有している。

前記給湯ラインＬｈには、その給湯ラインＬｈの分岐点Ｐｂ１、合流点Ｐｇ１で給湯用バックアップバーナ３２を短絡するバイパスラインＬｂが設けられており、図示には明確には示されていないがバイパスラインＬｂの分岐点Ｐｂ1に介装された切換え弁を切換えることにより、給湯を予加熱させないで、すなわちバイパスさせたり、バイパスさせないでバックアップバーナ３２で予加熱させたりすることが制御出来るように構成されている。

風呂の追い焚き用ラインＬａの排出側の浴槽５近傍には、浴槽５内のお湯の温度を計測する温度センサＴ１０が介装されている。

前記給湯ラインＬｈの端末は、分岐点Ｐｂ３を介して、風呂用給湯口５Ｗ、及び台所用給湯器６に接続されている。
給湯ラインＬｈの前記合流点Ｐｇ１とＰｂ３の間の領域には分岐点Ｐｂ２が形成され、該分岐点Ｐｂ２と前記追い焚きラインＬａの戻り側に形成された合流点Ｐｇ２とはラインＬｃで連通されている。

給湯ラインＬｈの貯湯槽２と前記分岐点Ｐｂ１の間の領域には給湯温度を計測する第１の温度センサＴ１が、前記合流点Ｐｇ１と前記分岐点Ｐｂ２の間の領域には流過順に第２の温度センサＴ２と第１の流量計Ｆ１が介装されている。
前記追い焚きラインＬａの前記合流点Ｐｇ２の上流側には流過順に第３の温度センサＴ３と第２の流量計Ｆ２が介装されている。
給湯ラインＬｈと追い焚きラインＬａとを接続する前記ラインＬｃには第３の流量計Ｆ３が介装されている。
また、追い焚きラインＬａの合流点Ｐｇ２と浴槽５との間の領域には、浴槽５内の湯の量を計測するための水位計Ｍｗが介装されている。
その水位センサＭｗは、浴槽５に溜まった水位の高低を圧力の大きさとして検知する、所謂「圧力センサ」である。

前記貯湯槽２には上水が上水供給ラインＬｍによって供給される。また、前記給湯ラインＬｈの貯湯槽２と前記第１の温度センサＴ１との間の領域に、給湯が熱すぎる場合に給湯の温度を下げる（温度調整をする）ために冷水が上水供給ラインＬｎによって加えられるように配管されている。

前記上水供給ラインＬｍには給水の温度を計測する第４の温度センサＴ４が、また貯湯槽２内には上方から順に５層に亙って第５〜第９の温度センサＴ５〜Ｔ９が設置され、それらの温度センサＴ４〜Ｔ９及び追い焚きラインＬａに介装された前記温度センサＴ１０はコネクタＣに一旦接続され、そのコネクタＣは家庭Ｂ内のコントロールユニット４に信号ラインＬｔによって接続されている。

また、前記第１の温度センサＴ１〜第３の温度センサＴ３、および第１の流量計Ｆ１〜第３の流量計Ｆ３は前記熱源機３の回路基板３１に接続され更にその回路基板（インターフェース）３１は回路基板３１に設けられたコネクタ３１ｃを介して家庭Ｂ内の前記コントロールユニット４に信号ラインＬｔｆによって接続されている。コントロールユニット４には熱源機３側の前述の各センサ及び、コントロールユニット４側に接続された各センサからの情報を記憶するデータベース４ｄが設けられている。

一方、燃料電池１は、制御部１ａを有しており、その制御部１ａは、図示しない家庭内の電力需要（または受電電力量）と燃料電池１の発電量を常時カウントしており、信号ラインＬｏを介して、コントロールユニット４に、該発電量情報（及び電力需要）を提供している。

上述の温度センサや流量計、水位センサなどの各センサ類は、最近の給湯暖房熱源機では新規に設ける必要がない。暖房給湯器の通信手段として給湯設定温度の変更や暖房運転の指令などにリモコンが用意されているが、最近の給湯暖房機ではこの通信手段以外に生産ラインの効率化や販売後の機器メンテナンスのために、さらにはネットワークと接続して遠隔操作が可能な様に、機器内部情報の取得（回路基板のコネクタ３１ｃに接続して通信線、例えばＲＳ２３２Ｃ規格のシリアル通信などの電文フォーマットにより取得する）や特定動作の指示が可能な仕組みを保有している。そのために、既に熱源機内に内蔵されている流量センサや温度センサ等の信号をコネクタ３１ｃ経由で容易に取得することができる。よって、新規に配管等にセンサを付加する必要がなくコストや配線数などの面で優れている。
コージェネレーションシステムＡのメンテナンス時には、ハンドヘルドコンピュータＨのピンを回路基板のコネクタ３１ｃの各々項目別に設けられた図示しない接続孔に接続して、種々の項目に関して故障診断又は、チェックすることでメンテナンス作業が行われる。

図２は、制御系、即ちコントロールユニット４の構成と、電力需要及び給湯需要を計測する計測手段と、非制御対象である燃料電池１との関わりを示したブロック図である。
図２において、コントロールユニット４は、予測手段４１と、運転計画作成手段４２と、運転指令手段４３とを有している。
該コントロールユニット４は、回路基板３１を経由して、燃料電池１の制御部１ａからの発電量情報（及び電力需要）及び熱源機側３の温度センサＴ１〜Ｔ３からの温度情報、流量センサＦ１〜Ｆ３からの当該回路を通過した給湯量の情報、及び水位センサＷｗからの風呂水位情報を信号回路Ｌｔｆを介して受信している。
更に、該コントロールユニット４は、給水側及び貯湯槽内の層別に装備された温度センサＴ４、Ｔ５〜Ｔ９と、浴槽５の追い焚きラインＬａに介装された温度センサＴ１０から当該箇所の上水又は温水の温度を信号ラインＬｔを介して受信している。
一方、コントロールユニット４の運転計画作成手段４２は制御信号ラインＬｏによって燃料電池の前記制御部１ａとも接続されている。

そのように構成された制御系は、コントロールユニット４を構成する予測手段４１によってデータベース４ｄに格納されている過去の需要特性データに基づいて需要を予測し、その予測された需要に基づいて運転計画作成手段４２が、運転計画を作成し、新に計測された需要と予測手段４１で予測された需要とが異なる場合に予測された需要に基づいて作成された運転計画を放棄して新たな運転計画を作成する制御を行う。
また運転指令手段４３は、作成された運転計画や計測された需要によって、燃料電池１の制御部１ａに、起動指令や停止指令や発電出力指令を送出する

当該コントロールユニット４は、計測された需要に基づいてエネルギ消費量が最も少なくなる様に新たな運転計画を作成する制御を行う。

ここで、新たな運転計画を作成するに際しては、計測された需要に基づいて燃料電池１の運転開始時刻を種々変更して複数の運転計画を作成し、その複数の運転計画における１次エネルギ消費量を演算し、１次エネルギ消費量または光熱費が最小な運転計画を選択するように構成されている。

本実施形態を実施するに際して、例えば、貯湯槽２における蓄熱量が所定値を上回っている場合に、計測された需要と予測された需要とが異なると判定する。ここで、当該所定値は、例えば満タンの蓄熱量（当日または前日深夜の水温と燃料電池の排熱温度との差にタンク容量を乗算した数値）の５０％である。
及び／又は、電力需要を計測して、所定値（例えば、燃料電池の最低出力値である３００Ｗ）を下回っていれば、計測された需要と予測された需要とが異なると判定する。
及び／又は、浴槽５の水位の有無（水位計により計測可能）により、計測された需要と予測された需要とが異なるか否かを判定する。

次に、図３及び図４を参照して本実施形態の制御方法について説明する。
先ず、「運転判断」を開始する。
ここで、「運転判断」とは、需要予測値に基づいて作成された（１次エネルギ消費量が最も少なくなる様に計算された起動時刻等を決定されている）運転計画に基づいて、運転を開始出来る状態になっているか否かを判断することである。ここで、運転計画は、一日に一回、定刻（例えば午前３時）に作成される。
ステップＳ１のループでは運転予定時刻になったか否かをチェックしており、運転予定時刻（例えば午前１０時）になったなら（ステップＳ１のＹＥＳ）、貯湯槽２内の各層の温度を温度センサＴ５〜Ｔ９によって検出すると同時に、上水ラインＬａの水温を温度センサＴ４によって検出する（ステップＳ２）。
ここで、起動予定時刻とは、予測された需要に基づいた運転計画における起動時刻を指す。
また、ステップＳ２の段階では（上水である水道水の温度を、例えば午前３時に計測した段階で）、下式にしたがって、満タン時の蓄熱量Ｑ_ｍａｘを計算しておく。
最大蓄熱量（満タン時の蓄熱量）Ｑ_ｍａｘ＝（ＦＣの排熱温度（例えば６０℃）―上水温度（水道水温度ｔｗ））×蓄熱槽容積
ここでは、上水温度よりも高い温度について蓄熱しており、仮に、センサの誤差等によって上水温度よりも燃料電池の排熱温度が低ければ、貯湯槽では蓄熱したことにはならないと見做す。

次のステップＳ３では、貯湯槽の貯熱量Ｑ_ｔ［ｋｃａｌ］を以下に示す算定式によって算出する。
Ｑ_ｔ＝（（ｔ１＋ｔ２）／２−ｔｗ）×５０
＋（（ｔ２＋ｔ３）／２−ｔｗ）×５０
＋（（ｔ３＋ｔ４）／２−ｔｗ）×５０
＋（（ｔ４＋ｔ５）／２−ｔｗ）×５０
ここで、ｔ１；温度センサＴ５で計測した温水温度
ｔ２；温度センサＴ６で計測した温水温度
ｔ３；温度センサＴ７で計測した温水温度
ｔ４；温度センサＴ８で計測した温水温度
ｔ５；温度センサＴ９で計測した温水温度
ｔｗ；温度センサＴ４で計測した上水の温度、である。
尚、図示の例では、タンク容量が２００Ｌで、タンク内を５層に割り振った各所に計５個のサーミスタ（温度センサ）設置し、その温度センサＴ５〜Ｔ９の検出した水温と、湯量によって貯湯槽の貯熱量Ｑ_ｔを求めている。

ステップ４ではコントロールユニット４はタンク蓄熱量Ｑｔが所定値、例えば上述した最大蓄熱量（満タン時の蓄熱量）Ｑ_ｍａｘの５０％以下であるか否かを判断しており、５０％以下であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、一方５０％を超えて（ステップＳ４のＮ０）、例えば、７０％程度蓄熱量がある場合、燃料電池の運転を開始して直ぐに満タンとなってしまい、燃料電池（「ＦＣ」と表記）が運転できなくなるので、運転しない方が良い。
そこで、図３の「運転計画再計算ルーチン開始」に進む（ステップＳ１０）。
上述したように、ステップＳ４において、所定量（貯熱率）として、例えば７０％では、燃料電池の運転を開始すると、貯湯槽２は直ちに満タンとなってしまい、ラジエータで放熱したり、温水需要が発生しないと、ＦＣが運転出来なくなる。したがって、貯湯槽の蓄熱率が７０％を越えているような場合は、ＦＣを運転しない方が良い。
その意味で、例示した蓄熱率「５０％」は、数字が大き過ぎない方がよく、小さい分には、（例えば、２０％とか３０％）には問題は無い。

ステップＳ５では、コントロールユニット４の運転指令手段４３は、燃料電池１の制御部１ａからの電力需要情報によって電力需要がどれほどであるかを判断する。

次のステップＳ６では、コントロールユニット４は電力需要が、例えば燃料電池の運転継続のための最低発電量である３００Ｗ以上か否かを判断し、３００Ｗ以上であれば（ステップＳ６のＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、一方３００Ｗ未満であれば（ステップＳ６のＮＯ）、すなわち、電力需要が低い場合は、外出している可能性が高く、家人が何時に帰宅するか、不明である。その様な場合は、ＦＣを起動すると、発電効率が低い時間帯で運転を続けることになり、エネルギロスが大きくなり、「省エネ」という趣旨に逆行する結果となってしまう。その様な場合には、「運転計画再計算ルーチン開始」（ステップＳ１０）に進む。
尚、燃料電池の特性又は容量如何では、より大きな電力需要の値（最低発電可能出力以上の電力需要：例えば５００Ｗ）を閾値にする可能性もある。

次のステップＳ７では、熱源機３から前記水位計Ｍｗを用いて現在の浴槽５の水位を計測し、風呂の水位が０（すなわち、浴槽５が「空」）であるか否かを判断して（ステップＳ８）、風呂の水位が０である（浴槽５が空）場合は（ステップＳ８のＹＥＳ）、当初の運転計画時刻通りに起動するようにセットした後、制御を終了する。
一方、風呂の水位が０でない場合（浴槽に水が張られているか、残り湯がある場合）は（ステップＳ８のＮＯ）、図３の「運転計画再計算ルーチン開始」（ステップＳ１０）に進む。
尚、予測されている需要パターンが「風呂の追い焚き」の場合は、ステップＳ８は、「追い焚きをして入浴するのに必要な水量があるか否か？」となる。その場合、そして、「追い焚きをして入浴するのに必要な水量がある」場合には「ＹＥＳ」、「追い焚きをして入浴するのに必要な水量がない」場合には「ＮＯ」と判断するように構成することも可能である。

図４は図３の制御フローにおいて、
貯湯槽２における蓄熱量が所定値を上回っている場合、
及び／又は、電力需要が所定値を下回っており、
及び／又は、浴槽の水位が「空」ではない（すなわち、浴槽内に水或いは湯が有る）場合、
（何れもステップＳ１０になっている）に、計測された需要と予測された需要とが異なると判定して、運転計画を再度立て直すための制御ルーチンである。
即ち、図４のルーチンでは、初期値を代えて（データベースから取り出した）、１日先までの時系列の電力需要または熱に関する需要の予測値を利用して、エネルギ消費の最も少ない運転パターンを計算する。

運転計画再計算ルーチンを開始して、先ず、初期値が変わった際に、１番影響が大きいのが、タンク蓄熱量である。そこで図３のステップＳ２同様、貯湯槽２内の各層の温度を温度センサＴ５〜Ｔ９によって検出すると同時に、上水ラインＬａの水温を温度センサＴ４によって検出する（ステップＳ１１）。

次のステップＳ１２では、図３のステップＳ４と同様の方法によって貯湯槽２の貯熱量Ｑ_ｔ［ｋｃａｌ］を算出する。

次のステップＳ１３では、熱源機３から水位計Ｍｗを用いて現在の浴槽５の水位を計測し、風呂の水位が０であるか否かを判断して（ステップＳ１４）、風呂の水位が０である（浴槽５が空）場合は（ステップＳ１４のＹＥＳ）、風呂需要の予測値を算出して（ステップＳ１６）、ステップＳ１７に進む。
一方、風呂の水位が０でない場合（浴槽に水が張られているか、残り湯がある場合）は（ステップＳ１４のＮＯ）、当日の風呂張り需要は無し、と設定して（ステップＳ１５）、次のステップＳ１７に進む。
前述のステップＳ１４のＮＯでは、この時点で風呂に水位があるということが、風呂に入らない可能性が高いことを示している。
風呂に入ったとしても、「追い焚き」で済ますことが出来る。
「追い焚き」は補助熱源機３を使用するので、燃料電池１の貯湯槽２のお湯は使わない。したがって、貯湯槽２から見ると「お湯張り需要がゼロ」と考えて実質上構わない。

ステップＳ１７では燃料電池１の起動時刻を設定する。例えば、ステップＳ１で運転予定時刻が午前１０時ならば、燃料電池１の起動時刻を午前１０時に設定する。
そしてその時刻で起動した場合の、１日の（２４時間先の）総１次エネルギ消費量予測値を求める（ステップＳ１８）。ここで、前記総１次エネルギ消費量予測値は、「２４時間先までの家庭の電力需要から燃料電池の発電量を引いた値を発電所の効率（例えば３６％）で除算した数値」に、「２４時間先までの燃料電池の発電量を燃料電池の発電効率で除算して、燃料電池の排熱効率を乗算して、都市ガスの発熱量を乗算した数値」を加算することにより、算出できる。

次のステップＳ１９では、コントロールユニット４は燃料電池１の起動時刻を所定範囲、例えば１時間毎に次々に変更して（例えば、午前１０時、１１時、１２時・・・翌日の午前１時）、各ケースについて１日総１次エネルギ消費量を求めたか否かを判断する。各ケースの総１次エネルギ消費量の演算が終了していれば（ステップＳ１９のＹＥＳ）、演算された全てのケースにおける総１次エネルギ消費量予測値の中で、一日の総１次エネルギ消費量が最小となる起動時刻を以って燃料電池の起動時刻として（ステップＳ２１）、制御を終了する。
ここで、上述の記述では比較対象は１次エネルギ消費量であったが、これに限定されるものではなく、光熱費やＣＯ_２ 排出量等を比較対象としても良い。

一方、各ケースの総１次エネルギ消費予測値の演算が終了していない場合（ステップＳ１９のＮＯ）、起動時刻を所定時間だけ（例えば、１時間毎に後へ）ずらして（ステップＳ２０）、再びステップＳ１７以降を繰り返す。
ここで、計算例として、５時〜２０時の範囲で、燃料電池を起動させる時間を変化させて、各単位時間毎の１次エネルギ消費量を求めた特性図が図５である。
図５の各ケースを比較すると、１４時に起動した場合に１日の総消費エネルギは６３ｋＷｈで最も少なく、最もエネルギを節約できることが理解される。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

本発明の実施形態のコージェネレーションシステム構成全体を説明するシステム構成図。 本発明の実施形態で制御系の構成を示すブロック図。 本発明の実施形態における制御方法を示すフローチャートの前半部。 本発明の実施形態における制御方法を示すフローチャートの後半部。 本発明の実施形態によって５時〜２０時に燃料電池を起動した場合の単位時間（５分）毎の１日の１次エネルギ消費量を求めた特性図。

符号の説明

Ａ・・・コージェネレーションシステム
Ｂ・・・家庭
Ｌａ・・・追い焚きライン
Ｌｈ・・・給湯ライン
Ｔ１〜Ｔ１０・・・温度センサ
１・・・燃料電池
２・・・貯湯槽
３・・・熱源機
４・・・コントロールユニット
５・・・浴槽
６・・・給湯器
１０・・・温水給湯システム
３１・・・回路基板／インターフェース
３１ｃ・・・コネクタ
４ｄ・・・データベース
４１・・・予測手段
４２・・・運転計画作成手段
４３・・・運転指令手段

Claims (4)

1. 温水発生手段と、蓄熱手段と、熱源機と、需要を計測するための計測手段と、制御手段とを備え、該制御手段は、記憶手段と、該記憶手段に格納されている過去の需要特性データに基づいて需要を予測する手段と、予測された需要に基づいて運転計画を作成する運転計画作成手段とを備え、計測された需要と予測手段で予測された需要とが異なる場合に予測された需要に基づいて作成された運転計画を放棄して新たな運転計画を作成する制御を行う様に構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。
2. 前記制御手段は、計測された需要に基づいてエネルギ消費量が最も少なくなる様に新たな運転計画を作成する制御を行う様に構成されている請求項１のコージェネレーションシステム。
3. 請求項１記載のコージェネレーションシステムの制御方法において、計測された需要と予測手段で予測された需要とを比較する工程と、計測された需要と予測された需要とが異なる場合に予測された需要に基づいて作成された運転計画を放棄して新たな運転計画を作成する工程とを有することを特徴とするコージェネレーションシステムの制御方法。
4. 前記新たな運転計画を作成する工程では、計測された需要に基づいて前記温水発生手段の運転開始時刻を種々変更して複数の運転計画を作成し、該複数の運転計画におけるエネルギ消費量を演算し、エネルギ消費量が最小な運転計画を選択する請求項３のコージェネレーションシステムの制御方法。

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