JP2009243851A - コージェネレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を抑制し且つ耐久性を向上し、二酸化炭素排出量を低減するように運転し得るコージェネレーションシステムを提供する。
【解決手段】運転制御手段が、時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つを熱電併給装置１の運転を行う運転用の運転周期とし、それに続く運転周期を熱電併給装置１の運転を停止する待機用の運転周期として、運転用の運転周期において熱電併給装置１を運転する運転時間帯を、運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高く、且つ、待機用の運転周期の開始時点において貯湯槽２に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めて、その定めた運転時間帯で熱電併給装置１を運転する運転処理を実行するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量を時系列に並ぶ運転周期毎に区分けして管理し、且つ、
時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つを前記熱電併給装置の運転を行う運転用の運転周期とし、それに続く運転周期を前記熱電併給装置の運転を停止する待機用の運転周期として、前記運転用の運転周期において前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて定めるように構成されたコージェネレーションシステムに関する。

かかるコージェネレーションシステムは、一般家庭等に設置して、熱電併給装置の発電電力を電気機器等にて消費し、熱電併給装置から発生する熱にて貯湯槽に貯湯して、その貯湯槽に貯湯されている湯水を台所や風呂等にて消費するものである。ちなみに、熱電併給装置は、燃料電池やエンジン駆動式の発電機等にて構成される。
そして、時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つの運転用の運転周期にて運転し、その運転用の運転周期に続く待機用の運転周期にて停止させる形態で熱電併給装置を運転して、運転用の運転周期にて貯湯手段により貯湯槽に貯湯された湯水にて待機用の運転周期の負荷熱量を賄うようになっている。

このようなコージェネレーションシステムにおいて、従来は、運転制御手段が、熱電併給装置の運転時間帯を、運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高くなる条件で定めるように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−１２５７０１号公報

しかしながら、従来のコージェネレーションシステムでは、熱電併給装置の運転時間帯を、単に、運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高くなる条件で定めるものであるので、電気と熱の負荷状態が、例えば予測負荷電力が小さく且つ予測負荷熱量が大きいような場合では、運転メリットが高くなるものの、待機用の運転周期の開始時点において貯湯槽に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える率が低くなるような時間帯に、熱電併給装置の運転時間帯が定められる場合がある。
そして、待機用の運転周期の開始時点における予測貯湯熱量にて待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える率が低くなると、負荷熱量に対して貯湯槽に貯湯される熱量では不足する分を補うための補助加熱手段が作動される時間が長くなる虞があり、そのように補助加熱手段の作動時間が長くなると、補助加熱手段から運転音が発せられる時間が長くなるので、騒音を抑制する面で改善の余地があり、又、補助加熱手段の起動及び停止回数が多くなるので、補助加熱手段の耐久性を向上する面でも改善の余地があった。

又、待機用の運転周期の開始時点において貯湯槽に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える率が低くなるような時間帯に、熱電併給装置の運転時間帯が定められると、待機用の運転周期の開始時点での予測貯湯熱量にて待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える率が高くなるような時間帯に熱電併給装置の運転時間帯が定められる場合よりも、熱電併給装置の運転時間帯が短くなったり、熱電併給装置の起動停止回数が増えたりして、二酸化炭素排出量が増えたり、熱電併給装置の耐久性に悪影響を及ぼす虞があった。

以下、熱電併給装置の運転時間を長くするほど、二酸化炭素排出量を低減することができる点について、説明を加える。
即ち、火力発電所の二酸化炭素発生における原単位は、例えば０．６９ｋｇ／ｋＷｈであり、都市ガス（例えば、天然ガスを主成分とする１３Ａ）の二酸化炭素発生における原単位は、例えば、０．０５０９ｋｇ／ＭＪである。
そして、負荷電力を商用電力で賄う場合の二酸化炭素発生量Ｑ１、負荷電力を熱電併給装置としての燃料電池で賄う場合の二酸化炭素発生量Ｑ２は、夫々、下記の式にて求められる。
Ｑ１＝負荷電力×火力発電所の二酸化炭素発生原単位
Ｑ２＝（負荷電力÷発電効率）×３．６×都市ガスの二酸化炭素発生原単位
但し、上記の負荷電力を燃料電池で賄う場合の二酸化炭素発生量Ｑ２を求める式における「３．６」は、ｋＷｈからＭＪへの換算係数である。

負荷電力が０．７５ｋＷｈである場合、負荷電力を商用電力で賄う場合の二酸化炭素発生量Ｑ１は０．５１８ｋｇであり、負荷電力を熱電併給装置で発電するときの二酸化炭素発生量は、発電効率を０．３２とすると０．４２９ｋｇとなり、熱電併給装置で負荷電力のみを賄うとしても、負荷電力を熱電併給装置にて賄う方が負荷電力を商用電力で賄うのに比べて、二酸化炭素発生量が少なくなり、熱電併給装置の運転時間を長くするほど二酸化炭素排出量を低減することができる。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、騒音を抑制し且つ耐久性を向上し、二酸化炭素排出量を低減するように運転し得るコージェネレーションシステムを提供することにある。

本発明のコージェネレーションシステムは、電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量を時系列に並ぶ運転周期毎に区分けして管理し、且つ、
時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つを前記熱電併給装置の運転を行う運転用の運転周期とし、それに続く運転周期を前記熱電併給装置の運転を停止する待機用の運転周期として、前記運転用の運転周期において前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて定めるように構成されたものであって、
第１特徴構成は、前記運転制御手段が、
前記熱電併給装置の運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高く、且つ、前記待機用の運転周期の開始時点において前記貯湯槽に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めて、その定めた運転時間帯で前記熱電併給装置を運転する運転処理を実行するように構成されている点にある。

即ち、運転制御手段は、運転処理においては、熱電併給装置の運転時間帯を、運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高く、且つ、待機用の運転周期の開始時点において貯湯槽に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めて、その定めた運転時間帯で熱電併給装置を運転する。

つまり、熱電併給装置の運転時間帯を、単に、運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯に定めるのではなく、そのような運転メリットが高く、且つ、待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めるので、待機用の運転周期において補助加熱手段が作動される時間を短くすることができる。
そして、待機用の運転周期において補助加熱手段が作動される時間を短くすることができるようになると、補助加熱手段から運転音が発せられる時間を短くすることができるので、騒音を抑制することができ、又、補助加熱手段の起動及び停止回数を少なくすることができるので、補助加熱手段の耐久性を向上することができる。
又、待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めると、待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値よりも低い時間帯に定める場合よりも、熱電併給装置の運転時間帯を長くすることができ、又、熱電併給装置の起動停止回数を少なくすることができるので、二酸化炭素排出量を減少することができ、又、熱電併給装置の耐久性を向上することができる。
従って、騒音を抑制し且つ耐久性し、二酸化炭素排出量を低減するように運転し得るコージェネレーションシステムを提供することができるようになった。

第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、前記運転処理として、
前記待機用の運転周期の数を異ならせた複数の運転形態の夫々についての前記熱電併給装置の運転時間帯を、前記運転メリットが高く且つ前記待機用の運転周期の熱負荷賄率が前記低賄率規制用の設定値以上の時間帯として求めたときに、複数の運転形態のうちで前記運転メリットが高くなる運転形態における運転時間帯を、前記熱電併給装置の運転時間帯として定める処理を実行するように構成されている点にある。

即ち、運転制御手段は、前記運転処理として、待機用の運転周期の数を異ならせた複数の運転形態の夫々についての熱電併給装置の運転時間帯を、運転メリットが高く且つ待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上の時間帯として求めたときに、複数の運転形態のうちで運転メリットが高くなる運転形態における運転時間帯を、熱電併給装置の運転時間帯として定める処理を実行する。

つまり、時系列的に並ぶ各運転周期における時系列的な予測負荷熱量を積算した予測総負荷熱量が少なくなるほど、運転用の運転周期での熱電併給装置の運転にて貯湯槽に貯えられると予測される予測貯湯量により、予測総負荷熱量を賄える待機用の運転周期の数が多くなり、そして、貯湯槽の予測貯湯量により予測総負荷熱量を賄える待機用の運転周期の数が多くなるほど、運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高くなる。
そこで、上述のように、待機用の運転周期の数を異ならせた複数の運転形態の夫々についての熱電併給装置の運転時間帯を、運転メリットが高く且つ待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上の時間帯として求めたときに、複数の運転形態のうちで運転メリットが高くなる運転形態における運転時間帯を熱電併給装置の運転時間帯として定めるようにすることにより、時系列的に並ぶ各運転周期の予測総負荷熱量が運転周期によって大きく変動しても、待機用の運転周期における熱余りを防止しながら、待機用の運転周期において補助加熱手段が作動される時間を短くすることができるように、熱電併給装置の運転時間帯を定めることができる。
従って、時系列的に並ぶ各運転周期の予測総負荷熱量が運転周期によって大きく変動しても、熱余りを防止しながら、騒音を抑制し且つ耐久性を向上するようにコージェネレーションシステムを運転することができるようになった。

第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記運転制御手段が、
運転周期毎の運転条件設定タイミングにおいて、その運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点における前記貯湯槽の貯湯熱量にてその運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値よりも大きい場合は、その運転周期において前記熱電併給装置を停止させ、且つ、前記運転条件設定時の熱負荷賄率が前記運転待機判別用の設定値以下の場合は、前記運転処理を実行するように構成されている点にある。

即ち、運転制御手段は、運転周期毎の運転条件設定タイミングにおいて、その運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点における貯湯槽の貯湯熱量にてその運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値よりも大きい場合は、その運転周期において熱電併給装置を停止させ、且つ、運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値以下の場合は、新たに運転処理を実行する。

つまり、今回の運転条件設定タイミングが、先の運転条件設定タイミングにて運転時間帯を設定した運転用の運転周期に対する待機用の運転周期に対応するものであるときに、運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値よりも大きい場合は、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期において熱電併給装置が停止されてその運転条件設定タイミングに引き続く運転周期が待機用の運転周期のままとなり、運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値以下の場合は、新たな運転処理が実行されて、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期が運転用の運転周期となって、その運転用の運転周期における運転時間帯で熱電併給装置が運転されることになる。
従って、運転条件設定タイミングにおいて熱電併給装置が運転中である場合は、先の運転周期での実際の時系列的な負荷熱量が時系列的な予測負荷熱量に対して多くなったために、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点における貯湯槽の貯湯熱量が予測よりも少なくなって、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期において熱電併給装置を停止させると、時系列的な予測負荷熱量に対して貯湯槽に貯えられる熱量が不足する予測不足熱量が多くなる場合には、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期が待機用の運転周期に相当するものであっても、熱電併給装置を停止させずに、新たな運転処理を実行して、新たに定めた運転時間帯で熱電併給装置を運転させることになるので、熱不足を抑制することができる。
又、運転条件設定タイミングにおいて熱電併給装置が停止している場合は、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期において予測不足熱量が多くなる場合には、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期が待機用の運転周期に相当するものであっても、新たな運転処理を実行して、新たに定めた運転時間帯で熱電併給装置を運転させることになるので、熱不足を抑制することができる。
要するに、運転周期における実際の時系列的な負荷熱量が時系列的な予測負荷熱量に対して多くなっても、熱不足を抑制するようにコージェネレーションシステムを運転することができるようになった。

第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、
前記低賄率規制用の設定値が、前記運転待機判別用の設定値以上に設定されている点にある。

即ち、低賄率規制用の設定値が運転待機判別用の設定値以上に設定されているので、今回の運転条件設定タイミングでの運転条件設定時の熱負荷賄率が、前回の運転条件設定タイミングにて運転時間帯を設定したときの待機用の運転周期の熱負荷賄率から大きく変化していなければ、今回の運転条件設定タイミングにおいては、運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値よりも大きくなって、熱電併給装置が停止されることになる。
つまり、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点において、その運転周期での補助加熱手段の作動時間を短くすることができるように、貯湯槽に熱量が貯えられているにも拘わらず、熱電併給装置が不必要に運転されることにより熱電併給装置のエネルギ消費量が多くなって、省エネルギ性が低下するのを防止することができる。
従って、時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つの運転用の運転周期にて熱電併給装置を運転し、運転用の運転周期に続く待機用の運転周期にて熱電併給装置の運転を停止する形態での運転を、不必要な熱電併給装置の運転を防止して省エネルギ性を更に向上しながら、騒音を抑制し且つ耐久性を向上できるように行うことができるようになった。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
コージェネレーションシステムは、図１及び図２に示すように、電力と熱とを発生する熱電併給装置としての燃料電池１と、その燃料電池１が発生する熱を冷却水にて回収し、その冷却水を利用して、貯湯槽２への貯湯及び熱消費端末３への熱媒供給を行う貯湯ユニット４と、燃料電池１及び貯湯ユニット４の運転を制御する運転制御手段としての運転制御部５などから構成されている。

前記燃料電池１は、周知であるので、詳細な説明及び図示を省略して簡単に説明すると、燃料電池１は、水素を含有する燃料ガス及び酸素含有ガスが供給されて発電するセルスタック、そのセルスタックに供給する燃料ガスを生成する燃料ガス生成部、前記セルスタックに酸素含有ガスとして空気を供給するブロア等を備えて構成されている。
前記燃料ガス生成部は、供給される都市ガス（例えば、天然ガスベースの都市ガス）等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫器、その脱硫器から供給される脱硫原燃料ガスと別途供給される水蒸気とを改質反応させて水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器、その改質器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気にて二酸化炭素に変成処理する変成器、その変成器から供給される改質ガス中の一酸化炭素を別途供給される選択酸化用空気にて選択酸化する一酸化炭素除去器等から構成され、一酸化炭素を変成処理及び選択酸化処理により低減した改質ガスを前記燃料ガスとして前記セルスタックに供給するように構成されている。

そして、前記燃料ガス生成部への原燃料ガスの供給量を調節することにより、前記燃料電池１の発電出力を調節するように構成されている。
前記燃料電池１の電力の出力側には、系統連系用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、燃料電池１の発電電力を商用電源７から受電する受電電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。
前記商用電源７は受電電力供給ライン８を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷９に電気的に接続されている。
また、インバータ６は、発電電力供給ライン１０を介して受電電力供給ライン８に電気的に接続され、燃料電池１の発電電力がインバータ６及び発電電力供給ライン１０を介して電力負荷９に供給するように構成されている。

前記受電電力供給ライン８には、電力負荷９の負荷電力を計測する負荷電力計測手段１１が設けられ、この負荷電力計測手段１１は、受電電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により燃料電池１から受電電力供給ライン８に供給される電力が制御され、発電出力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１２に供給されるように構成されている。

前記電気ヒータ１２は、複数の電気ヒータから構成されて、冷却水循環ポンプ１５の作動により冷却水循環路１３を通流する燃料電池１の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１４により各別にＯＮ／ＯＦＦが切り換えられている。
又、作動スイッチ１４は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１２の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１２の消費電力を調整するように構成されている。
尚、電気ヒータ１２の消費電力を調整する構成については、上記のように複数の電気ヒータ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換える構成以外に、その電気ヒータ１２の出力を例えば位相制御等により調整する構成を採用しても構わない。

前記貯湯ユニット４は、底部に接続された給水路２９を通して水が供給され且つ上部に接続された給湯路２７を通して湯水が送出される前記貯湯槽２、湯水循環路１６を通して貯湯槽２内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ１７、熱源用循環路２０を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環路２２を通して熱媒を前記熱消費端末３に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、前記湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器２４、前記熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器２５、前記熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器２６、前記貯湯槽２から取り出されて給湯路２７を通流する湯水及び前記熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる補助加熱器２８などを備えて構成されている。

前記燃料電池１が発生する熱を回収する冷却水を循環させる前記冷却水循環路１３が、貯湯用熱交換器２４側と熱源用熱交換器２５側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器２４側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器２５側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁３０が設けられている。
そして、分流弁３０は、冷却水循環路１３の冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させたり、冷却水循環路１３の冷却水の全量を熱源用熱交換器２５側に通流させることもできるように構成されている。

前記湯水循環路１６は、前記貯湯槽２の底部と頂部とに接続され、前記給湯路２７は、前記湯水循環路１６における前記貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所を介して前記貯湯槽２に接続され、その給湯路２７を通して前記貯湯槽２内の湯水が浴槽、給湯栓、シャワー等の給湯先に給湯され、そのように給湯されるのに伴って、前記給水路２９を通して貯湯槽２の底部に給水されるように構成されている。

前記熱源用循環路２０は、前記給湯路２７の一部を共用する状態で循環経路を形成するように設けられ、その熱源用循環路２０には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁４０が設けられている。

そして、前記湯水循環ポンプ１７により、貯湯槽２の底部から取り出した湯水を貯湯槽２の頂部に戻す形態で貯湯槽２の湯水を湯水循環路１６を通して循環させ、そのように湯水循環路１６を通して循環される湯水を前記貯湯用熱交換器２４において燃料電池１の発生熱を回収した冷却水にて加熱することにより、貯湯槽２に温度成層を形成する状態で湯水が貯留されるように構成されている。
つまり、前記燃料電池１にて発生する熱にて前記貯湯槽２に貯湯する貯湯手段Ｈが、前記冷却水循環路１３、前記冷却水循環ポンプ１５、前記貯湯用循環路１６、前記湯水循環ポンプ１７及び前記貯湯用熱交換器２４等を備えて構成されている。

前記熱源用熱交換器２５においては、燃料電池１の発生熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
前記熱媒加熱用熱交換器２６においては、熱源用熱交換器２５や補助加熱器２８にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。ちなみに、前記熱消費端末３として、床暖房装置、浴室暖房乾燥機又はファンコンベクタ等の暖房端末が設けられる。

前記湯水循環路１６は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁１８が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエータ１９が設けられている。そして、三方弁１８を切り換えることにより、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９を通過するように循環させる状態と、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。

前記補助加熱器２８は、前記給湯路２７における前記熱源用循環路２０との共用部分に設けられた補助加熱用熱交換器２８ａ、その補助加熱用熱交換器２８ａを加熱するバーナ２８ｂ、そのバーナ２８ｂに燃焼用空気を供給するファン２８ｃ、前記補助加熱用熱交換器２８ａに流入する湯水の流入温度を検出する流入温度センサ（図示省略）、前記補助加熱用熱交換器２８ａから流出する湯水の流出温度を検出する流出温度センサ（図示省略）、前記補助加熱用熱交換器２８ａに流入する湯水又は熱媒の流量を検出する流量センサ（図示省略）等を備えて構成され、この補助加熱器２８の運転は前記運転制御部５により制御される。

前記運転制御部５による補助加熱器２８の運転制御について簡単に説明すると、前記流量センサが設定流量以上の流量を検出している状態で、前記流入温度センサにて検出される流入温度が目標加熱温度未満になると前記バーナ２８ｂを燃焼させ、且つ、前記流出温度センサにて検出される流出温度が前記目標加熱温度になるように前記バーナ２８ｂの燃焼量を調節し、前記バーナ２８ｂの燃焼中に前記流量センサの検出流量が前記設定流量未満になると、前記バーナｂを消火させる。ちなみに、前記目標加熱温度は、前記熱消費端末３の運転が停止中のときは、このコージェネレーションシステムのリモコン操作部（図示省略）の温度設定部（図示省略）にて設定される目標給湯温度に基づいて設定され、前記熱消費端末３の運転中のときは、予め設定された所定の温度に設定される。

前記給湯路２７には、前記給湯先に湯水を給湯するときの給湯負荷熱量を計測する給湯負荷熱量計測手段３１が設けられ、又、前記熱消費端末３での端末負荷熱量を計測する端末負荷熱量計測手段３２も設けられている。尚、図示は省略するが、これら給湯負荷熱量計測手段３１及び端末負荷熱量計測手段３２は、通流する湯水や熱媒の温度を検出する温度センサと、湯水や熱媒の流量を検出する流量センサとを備えて構成され、温度センサの検出温度と流量センサの検出流量とに基づいて負荷熱量を検出するように構成されている。

前記湯水循環路１６における前記貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所に、前記貯湯用熱交換器２４にて加熱されて貯湯槽２に供給される湯水の温度を検出する貯湯温度センサＳｈが設けられている。
又、前記貯湯槽２には、その貯湯熱量の検出用として、貯湯槽２の上端の湯水の温度を検出する上端温度センサＳ１、貯湯槽２を上下方向に概ね三等分した等分部分の中層部における上端部分の湯水の温度を検出する中間上位温度センサＳ２、貯湯槽２の中層部における下端部分の湯水の温度を検出する中間下位温度センサＳ３、及び、貯湯槽２の下端の湯水の温度を検出する下端温度センサＳ４が設けられ、更に、前記給水路２９には、貯湯槽２に供給される水の給水温度を検出する給水温度センサＳｉが設けられている。

前記運転制御部５による前記貯湯槽２の貯湯熱量の演算方法について、説明する。
前記上端温度センサＳ１、中間上位温度センサＳ２、中間下位温度センサＳ３、下端温度センサＳ４夫々にて検出される貯湯槽２の湯水の温度を、夫々、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とし、前記給水温度センサＳｉにて検出される給水温度をＴｉとし、上層部、中層部、下層部夫々の容量をＶ（リットル）とする。
又、前記上層部における重み係数をＡ１とし、前記中層部における重み係数をＡ２とし、前記下層部における重み係数をＡ３とすると、貯湯熱量（ｋｃａｌ）は、下記の（式１）にて演算することができる。尚、この実施形態では、熱量の単位をｋｃａｌの単位にて示す場合があるが、１ｋＷｈ＝８６０ｋｃａｌの関係に基づいて８６０に設定される係数αにて各値を除することにより、ｋＷｈの単位として求めることができる。

貯湯熱量＝（Ａ１×Ｔ１＋（１−Ａ１）×Ｔ２−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ２×Ｔ２＋（１−Ａ２）×Ｔ３−Ｔｉ）×Ｖ
＋（Ａ３×Ｔ３＋（１−Ａ３）×Ｔ４−Ｔｉ）×Ｖ……………（式１）

重み係数Ａ１、Ａ２、Ａ３は、貯湯槽２の各層における過去の温度分布データを考慮した経験値である。ここで、Ａ１、Ａ２、Ａ３としては、例えば、Ａ１＝Ａ２＝０．２、Ａ３＝０．５である。Ａ１＝Ａ２＝０．２とは、上層部においては温度Ｔ２の影響が温度Ｔ１の影響よりも大きいことを示す。これは、上層部の８割の部分は温度Ｔ２に近く、２割の部分は温度Ｔ１に近いことを示す。これは、中層部においても同様である。下層部においては、温度Ｔ３とＴ４の影響が同じであることを示す。

前記運転制御部５は、前記燃料電池１の運転中には前記冷却水循環ポンプ１５を作動させる状態で、燃料電池１の運転を制御し、並びに、前記湯水循環ポンプ１７、前記熱源用循環ポンプ２１、前記熱媒循環ポンプ２３、前記分流弁３０及び前記熱源用断続弁４０夫々の作動を制御することによって、貯湯槽２内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末３に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。

前記運転制御部５は、熱消費端末３用の端末用リモコン（図示省略）から運転の指令がされない状態では、前記貯湯運転を行い、その貯湯運転では、前記分流弁３０を冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換え且つ熱源用断続弁４０を閉弁した状態で、前記貯湯温度センサＳｈの検出情報に基づいて、前記貯湯槽２に供給される湯水の温度が予め設定された目標貯湯温度（例えば６０°Ｃ）になるように湯水循環量を調節すべく、前記湯水循環ポンプ１７の作動を制御するように構成されている。そして、この貯湯運転により、目標貯湯温度の湯が貯湯槽２に貯湯されることになる。

又、前記運転制御部５は、前記端末用リモコンから運転が指令されると、前記熱媒供給運転を行い、その熱媒供給運転では、熱源用断続弁４０を開弁し、熱源用循環ポンプ２１を予め設定された設定回転速度で作動させる状態で、前記熱消費端末３での端末負荷熱量に応じた量の冷却水を前記熱源用熱交換器２５に通流させるように前記分流弁３０を制御するように構成され、そのように熱媒供給運転を行う状態で、分流弁３０が貯湯用熱交換器２４側にも冷却水を通流させる状態に制御するときは、前述のように湯水循環ポンプ１７の作動を制御して、熱媒供給運転に並行して貯湯運転を実行するように構成されている。
前記運転制御部５は、前記熱媒供給運転の実行中に前記端末用リモコンから運転の停止が指令されると、前記分流弁３０を冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させる状態に切り換え、前記熱源用断続弁４０を閉弁し、前記熱源用循環ポンプ２１を停止させて、前記湯水循環ポンプ１７を作動させることにより、前記熱媒供給運転から前記貯湯運転に切り換えるように構成されている。

そして、前記給湯路２７を通して前記貯湯槽２の湯水が給湯先に給湯されるとき、及び、前記熱媒供給運転の実行中は、前記運転制御部５は、補助加熱器２８に供給される湯水の温度が前記目標加熱温度よりも低いときは、補助加熱器２８に供給される湯水を前記目標加熱温度に加熱して出湯すべく、前記バーナ２８ｃへのガス燃料の供給量を調節することになる。

更に、前記運転制御部５は、前記貯湯運転の実行中に、前記下端温度センサＳ４の検出温度が予め設定した放熱作動用設定温度以上になると、貯湯槽２の底部にまで貯湯されて、貯湯槽２の貯湯量が満杯になったとして、貯湯槽２の下部から取り出した湯水がラジエータ１９を通過するように循環させる状態に三方弁１８を切り換えると共に、ラジエータ１９を作動させて、貯湯槽２の下部から取り出した湯水をラジエータ１９にて放熱させたのち、貯湯用熱交換器２４を通過させて加熱して、貯湯槽２に供給するように構成されている。

次に、運転制御部５による燃料電池１の運転の制御について説明する。
この運転制御部５は、時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量を時系列に並ぶ運転周期毎に区分けして管理し、且つ、運転周期毎の運転条件設定タイミングにおいて、前記時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量に基づいて、前記時系列的な予測負荷電力に対する前記燃料電池１の電力の出力形態又は燃料電池１の運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態夫々について運転メリットを求めて、前記複数種の運転形態の運転メリット及び運転形態選定条件に基づいて燃料電池１の運転形態を定める運転形態選定処理を実行するように構成されている。ちなみに、この実施形態では、各運転周期の開始時点（例えば午前３時）に前記運転条件設定タイミングが設定される。
そして、前記運転制御部５は、前記運転形態選定処理にて定めて運転形態にて前記燃料電池１を運転するように構成されている。

この実施形態では、運転制御部５は、前記時系列的な予測負荷電力及び前記時系列的な予測負荷熱量を運転周期を構成する複数の単位時間毎に区分けして管理するように構成されている。
例えば、前記運転周期は１日に設定され、その運転周期を構成する複数の単位時間が１時間に設定されている。又、前記運転メリットとして、燃料電池１を運転することにより得られると予測される予測エネルギ削減量を求めるように構成されている。

前記運転制御部５により時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量を求める処理について、説明を加える。ちなみに、負荷熱量は、前記給湯先に湯水を給湯するときの給湯負荷熱量と、前記熱消費端末３での端末負荷熱量とからなる。
前記運転制御部５は、実負荷電力データ、実給湯負荷熱量データ及び実端末負荷熱量データを運転周期及び単位時間に対応付けてメモリ３４に記憶することにより、過去の時系列的な負荷電力データ及び過去の時系列的な負荷熱量データを、設定期間（例えば、運転日前の４週間）にわたって、運転周期毎に単位時間毎に対応付けて管理するように構成されている。
ちなみに、実負荷電力は、前記負荷電力計測手段１１の計測値及び前記インバータ６の出力値に基づいて計測され、実給湯負荷熱量は前記給湯負荷熱量計測手段３１にて計測され、実端末負荷熱量は前記端末負荷熱量計測手段３２にて計測される。

そして、前記運転制御部５は、運転周期の開始時点において、時系列的な過去負荷電力データ及び時系列的な過去負荷熱量データの管理データに基づいて、連続する予測用設定回数（例えば３回）の運転周期のうちの最初の運転周期の時系列的な予測負荷熱量データ及び時系列的な予測負荷電力データ、並びに、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期に後続する運転周期の時系列的な予測負荷熱量データを単位時間毎に区分けして求めるように構成されている。ちなみに、時系列的な予測負荷熱量データは、時系列的な予測給湯負荷熱量データと時系列的な予測端末負荷熱量データとを加えたデータであるが、この実施形態においては、熱の負荷状態としては、前記熱消費端末３での端末負荷熱量が発生しておらず、給湯負荷熱量のみが発生するとして説明する。

例えば、運転周期の開始時点において、図３に示すように、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期の時系列的な予測負荷電力データ及び時系列的な予測給湯負荷熱量データを単位時間毎に求め、予測用設定回数の運転周期のうちの最初の運転周期に後続する運転周期（図３では、２回目の運転周期の一部についてのみ図示）の予測給湯負荷熱量データに求める。
ちなみに、予測負荷電力データの単位はｋＷｈであり、予測給湯負荷熱量データの単位はｋｃａｌ／ｈである。

前記燃料電池１の運転形態について説明を加える。
前記複数種の運転形態として、前記燃料電池１を連続して運転する連続運転形態、及び、前記燃料電池１を断続して運転する断続運転形態が含まれ、更に、連続運転形態として、予測負荷電力に対する燃料電池１の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれ、前記断続運転形態として、予測負荷電力に対する燃料電池１の電力の出力形態又は燃料電池１を運転する運転時間帯を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。

前記連続運転形態は、前記運転周期の全時間帯において燃料電池１を連続して運転する形態であり、前記複数種の連続運転形態には、前記運転周期の全時間帯において燃料電池１の発電出力を予測負荷電力に追従させる負荷追従連続運転形態、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力よりも小さな設定抑制出力とし且つ残りの単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力に追従させる抑制連続運転形態、及び、前記運転周期の複数の単位時間のうちの一部の単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力よりも大きな設定増大出力とし且つ残りの単位時間において前記燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力に追従させる強制連続運転形態が含まれる。

前記抑制連続運転形態は、前記設定抑制出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽２の予測貯湯熱量が貯湯槽２における予め設定された上限貯湯熱量以上になる熱余り状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱余り状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱余り状態が解消し且つ予測エネルギ削減量が最大になる単位時間に定めるものであり、前記強制連続運転形態は、前記設定増大出力とする単位時間を、前記負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するときに前記運転周期の複数の単位時間のうちに前記貯湯槽２の予測貯湯熱量が予測負荷熱量に対して不足する熱不足状態が発生する単位時間が存在する場合に、前記熱不足状態が発生する単位時間よりも以前の単位時間のうちで、前記熱不足状態が解消し且つ予測エネルギ削減量が最大になる単位時間に定めるものである。

前記貯湯槽２の予測貯湯熱量は、貯湯槽２に湯水にて貯えられると予測される熱量であり、各単位時間の終了時点における予測貯湯熱量（ｋｃａｌ／ｈ）は、下記の式２、式３にて求められる。尚、各式において、添え字「ｎ」は、運転周期における単位時間の順序を示し、例えば、ｎ＝１のときは、運転周期の１番目の単位時間を示す。
但し、ｎ＝１のときの式２における予測貯湯熱量_n-1としての予測貯湯熱量₀は、運転周期の開始時点の予測貯湯熱量であり、上記の式１に基づいて求められた値とされる。

予測貯湯熱量_n＝（予測貯湯熱量_n-1−予測負荷熱量_n＋予測熱出力_n）×（１−槽放熱率）……………（式２）
予測熱出力_n＝α×｛（予測発電出力_n÷電池発電効率）×電池熱効率｝＋余剰電力×α×β−ベース放熱量……………（式３）

但し、
槽放熱率は、貯湯槽２からの放熱率であり、例えば、０．０１２に予め設定されて、メモリ３４に記憶されている。
ベース放熱量は、このコージェネレーションシステムにおいて、燃料電池１の発生熱量のうち、貯湯槽２への貯湯及び熱消費端末３による暖房に用いられることなく放熱される熱量であり、例えば５０ｋｃａｌに設定されてメモリ３４に記憶されている。
余剰電力は、予測発電出力が予測負荷電力よりも大きい場合に、予測発電出力から予測負荷電力を減じることにより求められる。
例えば、予測負荷電力が燃料電池１の最小出力よりも小さいときは、余剰電力は、燃料電池１の最小出力から予測負荷電力を減じることにより求められる。又、後述するが、燃料電池１の発電出力を予測負荷電力に追従する電主出力よりも大きい設定増大出力に設定するときは、余剰電力は、その設定増大出力から予測負荷電力を減じることにより求められる。尚、予測負荷電力が発電出力調節範囲の最小出力よりも小さいときは、その最小出力が電主出力となり、予測負荷電力が発電出力調節範囲の最大出力よりも大きいときは、その最大出力が電主出力となる。
αは、上述したように８６０に設定される係数である。
βは、電気ヒータ１２にて余剰電力（ｋＷｈ）を熱（ｋＷｈ）に変換するときの効率であるヒータ効率であり、例えば０．９に設定されている。

電池発電効率は、燃料電池１における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ）に対する発電出力（ｋＷｈ）の比率を示し、電池熱効率は、燃料電池１における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ）に対する発生熱量（ｋＷｈ）の比率を示し、これら電池発電効率及び電池熱効率は、図４に示すように発電出力に応じて設定されてメモリ３４に記憶されている。

前記複数種の断続運転形態に、運転周期の一部の時間帯で前記燃料電池１を運転し且つその運転周期において前記燃料電池１を運転する運転時間帯をその運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になる時間帯に定める単周期対応型の断続運転形態、及び、時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つを前記燃料電池１の運転を行う運転用の運転周期とし、それに続く運転周期を前記燃料電池１の運転を停止する待機用の運転周期として、前記運転用の運転周期において前記燃料電池１を運転する運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になり、且つ、前記待機用の運転周期の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定める複数周期対応型の断続運転形態が含まれる。

この第１実施形態においては、前記複数周期対応型の断続運転形態として、前記待機用の運転周期の数が２つの３周期対応型の断続運転形態と、前記待機用の運転周期の数が１つの２周期対応型の断続運転形態とが含まれる。
尚、運転周期が１日に設定され、前記３周期対応型の断続運転形態は、１つの運転用の運転周期と２つの待機用の運転周期の３つの運転周期、即ち、３日間を計画運転の対象期間とするので、以下では、この３周期対応型の断続運転形態を３日対応型の断続運転形態を記載する場合がある。
又、２周期対応型の断続運転形態は、１つの運転用の運転周期と１つの待機用の運転周期の２つの運転周期、即ち、２日間を計画運転の対象期間とするので、以下では、この２周期対応型の断続運転形態を２日対応型の断続運転形態と記載する場合がある。
又、単周期対応型の断続運転形態は、１つの運転周期、即ち、１日間を計画運転の対象期間とするので、以下では、この単周期対応型の断続運転形態を１日対応型の断続運転形態と記載する場合がある。

前記１日対応型、２日対応型及び３日対応型夫々の断続運転形態として、予測負荷電力に対する燃料電池１の電力の出力形態を異ならせた複数種の運転形態が含まれている。
そして、１日対応型の断続運転形態の複数種の運転形態が、燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力に追従させる単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になる単位時間に定める負荷追従断続運転形態、燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力よりも小さな設定抑制出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になる単位時間に定める抑制断続運転形態、及び、燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力よりも大きな設定増大出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転周期の複数の単位時間のうちで運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になる単位時間に定める強制断続運転形態である。

又、２日対応型及び３日対応型夫々の断続運転形態の複数種の運転形態が、燃料電池１の発電出力を前記予測負荷電力に追従させる単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転用の運転周期の複数の単位時間のうちでその運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になり、且つ、前記待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる単位時間に定める負荷追従断続運転形態、燃料電池１の発電出力を前記設定抑制出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転用の運転周期の複数の単位時間のうちでその運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になり、且つ、前記待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる単位時間に定める抑制断続運転形態、及び、燃料電池１の発電出力を前記設定増大出力に調節する単位時間を、前記運転時間帯として、前記運転用の運転周期の複数の単位時間のうちでその運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大になり、且つ、前記待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる単位時間に定める強制断続運転形態である。

以下、強制連続運転形態、及び、１日対応型、２日対応型、３日対応型の各強制断続運転形態夫々における設定増大出力、並びに、抑制連続運転形態、及び、１日対応型、２日対応型、３日対応型の各抑制断続運転形態夫々における設定抑制出力の設定方法について、説明する。
図５に示すように、増大出力設定用又は抑制出力設定用の仮設定出力を前記燃料電池１の発電出力調節範囲（この実施形態では、０．２５〜０．７５ｋＷ）内で段階的（例えば、０．０５ｋＷ間隔）に設定し、各仮設定出力について、前記燃料電池１の発電出力を仮設定出力に調節したときに燃料電池１から発生する出力増大時発生熱量（ｋＷ）を下記の式４にて求め、仮設定出力を燃料電池１にて得る場合と商用電源７にて得る場合とのエネルギ消費量の差である出力抑制時発電用エネルギ量差（ｋＷ）を下記の式５にて求めて、それら出力増大時発生熱量及び出力抑制時発電用エネルギ量差を各仮設定出力に対応付けて、メモリ３４に記憶させてある。

出力増大時発生熱量＝（仮設定出力÷電池発電効率）×電池熱効率……………（式４）
出力抑制時発電用エネルギ量差＝仮設定出力÷電池発電効率−仮設定出力÷商用電源発電効率……………（式５）
但し、商用電源発電効率は、商用電源７における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ）に対する発電出力（ｋＷｈ）の比率であり、例えば０．３６６に設定される。

ちなみに、電池発電効率よりも商用電源発電効率の方が大きいため、出力抑制時発電用エネルギ量差は負の値として求められるので、出力抑制時発電用エネルギ量差の絶対値が小さいほど、エネルギ消費の面で有利となる。

そして、前記運転制御部５は、運転周期の各単位時間について、電主出力よりも大きい仮設定出力のうち、出力増大時発生熱量が最大のものを設定増大出力として設定し、電主出力よりも小さい仮設定出力のうち、出力抑制時発電用エネルギ量差の絶対値が最小のものを設定抑制出力として設定するように構成されている。

次に、前記運転制御手段５により前記複数種の運転形態夫々についての予測エネルギ削減量を求める処理について、説明を加える。
各運転形態の予測エネルギ削減量は、下記の式６に示すように、燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量から、燃料電池１を各運転形態にて運転した場合の予測エネルギ消費量を減じることにより演算する。

予測エネルギ削減量Ｐ＝燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１−燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２……………（式６）

前記燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１（ｋＷｈ）は、下記の式７に示すように、最初の運転周期の予測負荷電力の全てを商用電源７からの受電電力で補う場合の商用電源７における予測エネルギ消費量と、最初の運転周期の予測負荷熱量の全てを補助加熱器２８の発生熱で補う場合の予測エネルギ消費量との和として求められる。
つまり、どの運転形態の予測エネルギ削減量を求める場合でも、燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１は、同様に求められる。

Ｅ１＝予測負荷電力／商用電源発電効率＋予測負荷熱量／補助加熱器熱効率……………（式７）
但し、予測負荷熱量はｋＷｈに変換した値である。

一方、燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２（ｋＷｈ）は、下記の式８に示すように、最初の運転周期の予測負荷電力及び予測負荷熱量を燃料電池１の予測発電出力及び予測熱出力で補う場合の燃料電池１の消費エネルギである運転周期予測エネルギ消費量と、予測負荷電力から予測発電出力を差し引いた分に相当する予測不足電力量の全てを商用電源７からの受電電力で補う場合の商用電源７における予測エネルギ消費量と、予測不足熱量の全てを補助加熱器２８の発生熱で補う場合の予測エネルギ消費量との和にて求められる。

Ｅ２＝運転周期予測エネルギ消費量＋予測不足電力量／商用電源発電効率＋予測不足熱量／補助加熱器熱効率……………（式８）

但し、予測不足熱量は、予測不足熱量を求める対象の単位時間の予測負荷熱量からその単位時間の直前の単位時間の予測貯湯熱量を減じることにより求められ、ｋＷｈの単位に変換される。
補助加熱器熱効率は、補助加熱器２８における単位エネルギ消費量（ｋＷｈ又はｋｃａｌ）に対する発生熱量（ｋＷｈ又はｋｃａｌ）の比率であり、例えば０．７に設定される。

運転周期予測エネルギ消費量は、下記の式９にて、各運転形態において燃料電池１を運転する単位時間当たりの予測エネルギ消費量を求めて、その求めた単位時間当たりの予測エネルギ消費量を積算することにより求める。

予測エネルギ消費量＝（発電出力÷電池発電効率）……………（式９）

負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、各単位時間の予測エネルギ消費量を前記式９により発電出力を電主出力として求め、求めた各単位時間の予測エネルギ消費量を積算することにより、運転周期予測エネルギ消費量を求め、その運転周期予測エネルギ消費量に基づいて、上記式８により、燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２を求める。そして、そのように求めた燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２と、上記式７により求めた燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１とに基づいて、上記式６により、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１を求める。

強制連続運転形態の予測エネルギ削減量は、負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するとしたときに熱不足状態となる熱不足単位時間が存在する場合に求められるものであり、以下のようにして求める。
即ち、運転周期における複数の単位時間のうちの熱不足単位時間（複数存在するときは、運転周期の開始時点に最も近いもの）よりも以前の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を発電出力を設定増大出力に調節する強制運転用時間帯とし且つ運転周期の残りの単位時間を発電出力を電主出力に調節する電主運転用時間帯とする形態で、前記強制運転用時間帯として選択する単位時間を異ならせることにより、強制運転用の仮運転パターンを全て形成し、全ての仮運転パターンについて、上記式６〜式８に基づいて、予測エネルギ削減量を求める。
尚、強制運転用時間帯の単位時間の予測エネルギ消費量を上記式９により発電出力を設定増大出力として求め、電主運転用時間帯の単位時間の予測エネルギ消費量を上記式９により発電出力を電主出力として求めて、求めた各単位時間の予測エネルギ消費量を積算することにより、運転周期予測エネルギ消費量を求める。

そして、全ての強制運転用の仮運転パターンのうちで熱余り状態となる熱余り単位時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の強制運転用の仮運転パターンを求め、その求めた仮運転パターンにおいて熱不足単位時間が生じない場合は、その強制運転用の仮運転パターンを強制連続運転形態の運転パターンに定め、その強制運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３として求める。
尚、熱余り単位時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の強制運転用の仮運転パターンにおいて、未だ、熱不足単位時間が生じるときは、熱不足単位時間が生じなくなるまで、上述の処理を繰り返すことになる。

抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量は、負荷追従連続運転形態にて前記燃料電池１を運転するとしたときに熱余り単位時間が存在する場合に求められるものであり、以下のようにして求める。
即ち、運転周期における複数の単位時間のうちの熱余り単位時間（複数存在するときは、運転周期の開始時点に最も近いもの）よりも以前の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を発電出力を設定抑制出力に調節する抑制運転用時間帯とし且つ運転周期の残りの単位時間を発電出力を電主出力に調節する電主運転用時間帯とする形態で、前記抑制運転用時間帯として選択する単位時間を異ならせることにより、抑制運転用の仮運転パターンを全て形成し、全ての仮運転パターンについて、上記式６〜式８に基づいて、予測エネルギ削減量を求める。
尚、抑制運転用時間帯の単位時間の予測エネルギ消費量を上記式９により発電出力を設定抑制出力として求め、電主運転用時間帯の単位時間の予測エネルギ消費量を上記式９により発電出力を電主出力として求めて、求めた各単位時間の予測エネルギ消費量を積算することにより、運転周期予測エネルギ消費量を求める。

そして、全ての抑制運転用の仮運転パターンのうちで熱不足単位時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の抑制運転用の仮運転パターンを求め、その求めた仮運転パターンにおいて熱余り単位時間が生じない場合は、その抑制運転用の仮運転パターンを抑制連続運転形態の運転パターンに定め、その抑制運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２として求める。
尚、熱不足単位時間が生じず且つ予測エネルギ削減量が最大の抑制運転用の仮運転パターンにおいて、未だ、熱余り単位時間が生じるときは、熱余り単位時間が生じなくなるまで、上述の処理を繰り返すことになる。

１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、運転周期の複数の単位時間のうちで、選択した１つ又は連続する複数の単位時間を前記運転時間帯を構成する単位時間とし且つ運転周期の残りの単位時間を燃料電池１を停止する停止時間帯を構成する単位時間とする形態で、前記運転時間帯を構成する単位時間として選択する単位時間を異ならせることにより、全ての仮運転パターンが形成され、その全ての仮運転パターンのうち、運転周期の全単位時間を運転時間帯とするパターンを除いた全ての仮運転パターンが、１日対応型断続運転用の仮運転パターンとしてメモリ３４に記憶されている。

即ち、第１番目の単位時間から運転を開始させるパターンとして、第１番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第１、第２番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第１〜第３番目の単位時間を運転時間帯とするパターン・・・第１〜第２３番目の単位時間を運転時間帯とするパターンの２３種類がある。また、第２番目の単位時間から運転開始させるパターンとして、この第２番目の単位時間を運転時間帯とするパターン、第２、第３番目の単位時間を運転時間帯とするパターン・・・第２〜第２４番目の単位時間を運転時間帯とするパターンの２３種類がある。このように、運転周期の最後の第２４番目の単位時間を運転時間帯とするパターンまで、１日対応型断続運転用の仮運転パターンは、２９９種類のものがある。

全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を電主出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、上記式６〜式８に基づいて、予測エネルギ削減量を求め、更に、最初の運転周期の各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる単位時間の予測エネルギ消費量は上記式９により発電出力を電主出力として求め、運転時間帯に含まれない単位時間の予測エネルギ消費量は０として、各単位時間の予測エネルギ消費量を積算することにより、運転周期予測エネルギ消費量を求める。
又、運転時間帯に含まれない単位時間の予測熱出力は０になり、運転時間帯に含まれない単位時間の予測貯湯熱量は、前記式２により予測熱出力_nを０として求める。

そして、全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の１日対応型断続運転用の仮運転パターンを求めて、その１日対応型断続運転用の仮運転パターンを１日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し（燃料電池１の運転時間帯を定めることに相当する）、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１として求める。

２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンに運転周期の全ての単位時間を運転時間帯とする仮運転パターンを加えた全ての仮運転パターンのうち、上述のように運転時間帯において発電出力を電主出力に調節したときに最初の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを２日対応型の仮運転パターンとして選択する。
そして、２日対応型の仮運転パターンの全てについて、最初の運転周期の最終の単位時間の予測貯湯熱量が２回目の運転周期の予測負荷熱量として利用されたとして、２回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測負荷熱量として利用された予測利用熱量を求め、更に、各単位時間の予測利用熱量を積算して、１回目の待機用の運転周期の予測総利用熱量を求める。

各単位時間の予測貯湯熱量は、前記式２により、予測熱出力_nを０として求める。
又、各単位時間の予測利用熱量は、下記の式１０〜式１２により求める。

予測貯湯熱量_n-1≧予測負荷熱量_nのときは、
予測利用熱量_n＝予測負荷熱量_n……………（式１０）
予測貯湯熱量_n-1＜予測負荷熱量_nのときは、
予測利用熱量_n＝予測貯湯熱量_n-1……………（式１１）
予測貯湯熱量_n-1＝０のときは、
予測利用熱量_n＝０……………（式１２）

更に、２日対応型の仮運転パターンの全てについて、１回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗを下記の式１３にて求める。

Ｒｗ＝Ｕｗ／Ｌｗ……………（式１３）
但し、Ｕｗは、待機用の運転周期の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられると予測される予測貯湯熱量であり、Ｌｗは、待機用の運転周期の各単位時間の予測負荷熱量を積算した待機用の運転周期の予測総負荷熱量である。

そして、この実施形態では、待機用の運転周期の開始時点における前記貯湯槽２の予測貯湯熱量Ｕｗとして、待機用の運転周期の予測総利用熱量を用いるように構成されている。
つまり、貯湯槽２には放熱があることから、前記待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗを求めるに当たっては、待機用の運転周期の開始時点の貯湯槽２の貯湯熱量そのものを用いるよりも、待機用の運転周期の予測熱負荷のうち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量にて賄えると予測される待機用の運転周期の予測総利用熱量を用いる方が、貯湯槽２からの放熱を考慮することができるので、待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗを適切に求めることができる。

つまり、１回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗは、Ｌｗを１回目の待機用の運転周期の予測総負荷熱量とし、Ｕｗを１回目の待機用の運転周期の予測総利用熱量として、上記式１３により求めることになる。

図３に、５番目から２３番目までの単位時間を運転時間帯とする仮運転パターンを例にして、１日対応型断続運転用の仮運転パターンを用いて１日対応型の負荷追従断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときに、運転用の運転周期の各単位時間について、予測熱出力及び予測貯湯熱量を求めた結果、並びに、２日対応型の負荷追従断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときに、待機用の運転周期の各単位時間について、予測貯湯熱量及び予測利用熱量を求めた結果を示す。

図３に示す例では、１回目の待機用の運転周期の予測総負荷熱量Ｌｗは３７４４（ｋｃａｌ）であり、１回目の待機用の運転周期の予測総利用熱量Ｕｗは３７１２（ｋｃａｌ）であるので、１回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗは、０．９９となる。

そして、２日対応型の仮運転パターンのうち、１回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗが低賄率規制用の設定値Ｋ以上の仮運転パターン夫々について、夫々について上述のように求めた１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量に、１回目の待機用の運転周期における予測総利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）を補助加熱器２８の発生熱で補う場合の予測エネルギ消費量（予測総利用熱量／補助加熱器熱効率）を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を２で割って１運転周期（１日）当たりのエネルギ削減量としたものを、２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、１回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗが低賄率規制用の設定値Ｋ以上の全ての２日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最大の２日対応型の仮運転パターンを、２日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し（燃料電池１の運転時間帯を定めることに相当する）、その２日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を２日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ４として求める

ちなみに、この実施形態では、前記低賄率規制用の設定値Ｋは、例えば０．４５に設定される。

３日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての２日対応型の仮運転パターンのうち、２回目の運転周期における最終の単位時間の予測貯湯熱量が０よりも大きい仮運転パターンを３日対応型の仮運転パターンとして選択し、３日対応型の仮運転パターンの全てについて、２回目の運転周期の最終の単位時間の予測貯湯熱量が３回目の運転周期の予測負荷熱量として利用されたとして、上述した２回目の運転周期におけるのと同様に、３回目の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測利用熱量を求め、更に、各単位時間の予測利用熱量を積算して、２回目の待機用の運転周期の予測総利用熱量を求める。

更に、３日対応型の仮運転パターンの全てについて、２回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗを、上記式１３にて、上述した２日対応型の仮運転パターンについて求めるのと同様に求める。
つまり、２回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗは、Ｌｗを２回目の待機用の運転周期の予測総負荷熱量とし、Ｕｗを２回目の待機用の運転周期の予測総利用熱量として、上記式１３により求めることになる。

そして、３日対応型の仮運転パターンのうち、２回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗが低賄率規制用の設定値Ｋ以上の仮運転パターン夫々について、夫々について上述のように求めた１日対応型の負荷追従断続運転形態の予測エネルギ削減量に、１回目及び２回目夫々の待機用の運転周期における予測総利用熱量（ｋＷｈに変換したもの）の合計を補助加熱器２８の発生熱で補う場合の予測エネルギ消費量（予測利用熱量の合計／補助加熱器効率）を加えることにより予測エネルギ削減量を求め、その求めた予測エネルギ削減量を３で割って１運転周期（１日）当たりのエネルギ削減量としたものを、３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量とする。
そして、２回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗが低賄率規制用の設定値Ｋ以上の全ての３日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最大の３日対応型の仮運転パターンを、３日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターンに設定し（燃料電池１の運転時間帯を定めることに相当する）、その３日対応型の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を３日対応型の負荷追従断続運転形態における予測エネルギ削減量Ｐｉ７として求める。

１日対応型の強制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を設定増大出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、上記式６〜式８に基づいて、予測エネルギ削減量を求め、更に、最初の運転周期の各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる単位時間の予測エネルギ消費量は前記式９により発電出力を設定増大出力として求め、運転時間帯に含まれない単位時間の予測エネルギ消費量は０として、各単位時間の予測エネルギ消費量を積算することにより、運転周期予測エネルギ消費量を求める。

そして、全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の１日対応型断続運転用の仮運転パターンを求めて、その１日対応型断続運転用の仮運転パターンを１日対応型の強制断続運転形態の運転パターンに設定し（燃料電池１の運転時間帯を定めることに相当する）、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を１日対応型の強制断続運転形態における予測エネルギ削減量Ｐｉ３として求める。

２日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ６は、上述した２日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ４を求める手順と同様の手順で求め、並びに、３日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ９は、上述した３日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ７を求める手順と同様の手順で求めるので、それら２日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量、並びに、３日対応型の強制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量夫々を求める手順の説明を省略する。

１日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量は、以下のようにして求める。
即ち、全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンの夫々について、各仮運転パターンにて設定されている運転時間帯において発電出力を設定抑制出力に調節する状態で燃料電池１を運転すると仮定して、上記式６〜式８に基づいて、予測エネルギ削減量を求め、更に、最初の運転周期の各単位時間について、予測熱出力、予測貯湯熱量を求める。
尚、運転時間帯に含まれる単位時間の予測エネルギ消費量は前記式９により発電出力を設定抑制出力として求め、運転時間帯に含まれない単位時間の予測エネルギ消費量は０として、各単位時間の予測エネルギ消費量を積算することにより、運転周期予測エネルギ消費量を求める。

そして、全ての１日対応型断続運転用の仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量が最大の１日対応型断続運転用の仮運転パターンを求めて、その１日対応型断続運転用の仮運転パターンを１日対応型の抑制断続運転形態の運転パターンに設定し（燃料電池１の運転時間帯を定めることに相当する）、その断続運転用の仮運転パターンの予測エネルギ削減量を１日対応型の抑制断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２として求める。

２日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ５は、上述した２日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ４を求める手順と同様の手順で求め、並びに、３日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ８は、上述した３日対応型の負荷追従断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量Ｐｉ７を求める手順と同様の手順で求めるので、それら２日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量、並びに、３日対応型の抑制断続運転形態の運転パターン及び予測エネルギ削減量夫々を求める手順の説明を省略する。

ところで、燃料電池１を停止させていても、例えば発電可能な状態に維持しておく等のために、エネルギ（電力）が消費されるものであり、運転周期内の全時間帯において燃料電池１を停止させているときにコージェネレーションシステムにて消費されるエネルギを待機時消費エネルギＺとして、予め実験等により求めてある。
上記の各運転形態にて燃料電池１を運転すると仮定したときの予測エネルギ消費量が燃料電池１を運転しないときの予測エネルギ消費量よりも多くなって、各運転形態の予測エネルギ削減量が負の値として求められる場合がある。
そして、各運転形態の予測エネルギ削減量が負の値として求められたときに、その負の値として求められた予測エネルギ削減量が、待機時消費エネルギＺの負の値よりも小さい場合は、燃料電池１を上記のどの運転形態で運転するよりも運転を待機させる方が省エネルギとなるので、待機時消費エネルギＺを待機運転のメリットとして用いることが可能である。
そこで、運転制御部５のメモリ３４に、待機形態のメリットとして待機時消費エネルギＺを記憶させてある。

次に、燃料電池１の運転形態を定める運転形態選定処理について、説明を加える。
この第１実施形態では、前記運転形態選定条件が、連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量が待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも小さいときは、燃料電池１の運転形態を待機形態に定め、連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量の少なくとも一方が待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」以上のときは、連続運転形態及び断続運転形態のうち予測エネルギ削減量が大きい方の運転形態を燃料電池１の運転形態を定める条件に設定されている。

以下、図６に示すフローチャートに基づいて、運転形態選定処理における運転制御部５の制御動作を説明する。
運転制御部５は、運転条件設定タイミングになる毎に、予測負荷データ演算処理を実行して、時系列的な予測負荷電力データ、及び、時系列的な予測負荷熱量データを求め、続いて、予測エネルギ削減量演算処理を実行して、複数種の運転形態夫々の予測エネルギ削減量を求める（ステップ＃１〜３）。

予測エネルギ削減量演算処理では、負荷追従連続運転形態を行うと仮定したときに運転周期に熱余り単位時間が存在する場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１及び抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２を求め、更に、強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３を牽制用の設定値Ｆに定める。
負荷追従連続運転形態を行うと仮定したときに運転周期に熱不足単位時間が存在する場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１及び強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３を求め、更に、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２を前記設定値Ｆに定める。
負荷追従連続運転形態を行うと仮定したときに運転周期に熱余り単位時間及び熱不足単位時間いずれも存在しない場合は、負荷追従連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１を求め、更に、抑制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ２及び強制連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ３夫々を前記設定値Ｆに定める。

ちなみに、前記設定値Ｆは、種々の予測負荷電力及び予測負荷熱量に対応して負荷追従連続、抑制及び断続の各連続運転形態について求められると予測される予測エネルギ削減量のうちの最小値よりも小さく設定してある。尚、その最小値が負の値として求められると予測される場合は、前記設定値Ｆを前記最小値よりも絶対値が大きい負の値に設定することになる。

予測エネルギ削減量演算処理では、更に、１日対応型の負荷追従断続運転形態、１日対応型の抑制断続運転形態、１日対応型の強制断続運転形態について、それぞれ、運転パターンを設定し（即ち、燃料電池１の運転時間帯を定め）、並びに、予測エネルギ削減量Ｐｉ１、Ｐｉ２、Ｐｉ３を求め、２日対応型の負荷追従断続運転形態、２日対応型の抑制断続運転形態、２日対応型の強制断続運転形態について、それぞれ、運転パターンを設定し（即ち、燃料電池１の運転時間帯を定め）、並びに、予測エネルギ削減量Ｐｉ４、Ｐｉ５、Ｐｉ６を求め、３日対応型の負荷追従断続運転形態、３日対応型の抑制断続運転形態、３日対応型の強制断続運転形態について、それぞれ、運転パターンを設定し（即ち、燃料電池１の運転時間帯を定め）、並びに、予測エネルギ削減量Ｐｉ７、Ｐｉ８、Ｐｉ９を求める。

続いて、負荷追従連続運転形態、抑制連続運転形態及び強制連続運転形態の３種の連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３のうちの最大のものを連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃに設定し、１日対応型の負荷追従断続運転形態、１日対応型の抑制断続運転形態、１日対応型の強制断続運転形態、２日対応型の負荷追従断続運転形態、２日対応型の抑制断続運転形態、２日対応型の強制断続運転形態、３日対応型の負荷追従断続運転形態、３日対応型の抑制断続運転形態及び３日対応型の強制断続運転形態の９種の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｉ３，Ｐｉ４，Ｐｉ５，Ｐｉ６，Ｐｉ７，Ｐｉ８，Ｐｉ９のうちの最大のものを断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉに設定する（ステップ＃４，５）。

続いて、ステップ＃６において、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも大きいか否かを判断することにより、連続運転形態及び断続運転形態のうちのいずれか１つを実行した方が、運転周期の全時間帯において燃料電池１を停止させる待機形態にするよりも省エネルギになるかを判断する。

つまり、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ及び断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉのうちの最大のものが待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも大きいときは、連続運転形態及び断続運転形態のいずれかを実行した方が待機形態にするよりも省エネルギになる。

そして、ステップ＃６にて、連続運転形態及び断続運転形態のいずれかを実行した方が待機形態にするよりも省エネルギになると判断したときは、ステップ＃７にて、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃが断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ以上か否かを判断して、以上と判断した場合は、ステップ＃８にて、燃料電池１の運転形態を３種の連続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の連続運転形態に定める。

ステップ＃７にて、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃが断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉよりも小さいと判断した場合は、ステップ＃９において、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点における前記貯湯槽２の貯湯熱量にてその運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓを求め、ステップ＃１０では、その求めた運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓと運転待機判別用の設定値Ｍ１とを比較して、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１よりも大きい場合は、待機条件を満たすと判断し、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１以下のときは、待機条件を満たさないと判断する。尚、前記運転待機判別用の設定値Ｍ１は、例えば、０．４５に設定する。
前記運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓは、下記の式１４にて求める。

Ｒｓ＝Ｕｓ／Ｌｓ……………(式１４)
但し、Ｕｓは、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期（以下、最初の運転周期と記載する）の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられている貯湯熱量であり、Ｌｓは、最初の運転周期の各単位時間の予測負荷熱量を積算した最初の運転周期の予測総負荷熱量である。ちなみに、この実施形態では、各運転周期の開始時点に前記運転条件設定タイミングが設定されるので、最初の運転周期の開始時点は、運転条件設定タイミングと同じ時点になる。

この実施形態では、最初の運転周期の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられている貯湯熱量がその最初の運転周期の予測負荷熱量として利用されたとして、その最初の運転周期の複数の単位時間夫々について、予測貯湯熱量及び予測負荷熱量として利用された予測利用熱量を求め、更に、各単位時間の予測利用熱量を積算して、最初の運転周期の予測総利用熱量を求める。
各単位時間の予測利用熱量は、最初の運転周期の開始時点の予測貯湯熱量₀を前記式１に基づいて求められた値として、前記式１０〜式１２に基づいて求める。

そして、この実施形態では、最初の運転周期の予測総利用熱量を、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられている貯湯熱量として用いるように構成されている。
つまり、貯湯槽２には放熱があることから、前記運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓを求めるに当たっては、最初の運転周期の開始時点の貯湯槽２の貯湯熱量そのものを用いるよりも、最初の運転周期の予測熱負荷のうち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量にて賄えると予測される最初の運転周期の予測総利用熱量を用いる方が、貯湯槽２からの放熱を考慮することができるので、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓを適切に求めることができる。

ステップ＃１０で待機条件を満たさないと判断したときは、ステップ＃１１において、燃料電池１の運転形態を９種の断続運転形態のうちの予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に定める。

又、ステップ＃１０で待機条件を満たすと判断したときは、ステップ＃１２で、燃料電池１が運転中か否かを判断して、運転中のときは、ステップ＃１３にて、前記運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが前記運転待機判別用の設定値Ｍ１よりも大きい運転継続判別ステップ移行判定用の設定値Ｍ２（例えば０．９）よりも大きいか否かを判断して、大きくないと判断したときは、ステップ＃１４において、燃料電池１の運転を継続する運転継続条件を満たすか否かを判断する。

つまり、メモリ３４に記憶されている仮運転パターンのうち、最初の運転周期の開始時点に引き続き且つ個数が１〜設定数Ｎ２（例えば１０個）の単位時間からなる時間帯を運転時間帯として仮定する全ての仮運転パターンの夫々について、運転時間帯に発電出力を電主出力に調節するとして、最初の運転周期における最終の単位時間の貯湯熱量が０になるか否かを判断し、その貯湯熱量が０になる仮運転パターンが存在するときは、貯湯槽２の湯を使い切る状態で燃料電池１の運転を継続することが可能であり、運転継続条件を満たすと判断し、その貯湯熱量が０になる仮運転パターンが存在しないときは、運転継続条件を満たさないと判断する。

そして、ステップ＃１４において、運転継続条件を満たすと判断すると、ステップ＃１５において、燃料電池１の運転を負荷追従運転にて継続する負荷追従運転継続モードに定め、ステップ＃１６において、前記運転継続時間を設定する運転継続時間設定処理を実行する。

前記運転継続時間設定処理では、ステップ＃１４にて最初の運転周期における最終の単位時間の貯湯熱量が０になると判断した仮運転パターンのうち、予測エネルギ削減量Ｐが最大となる仮運転パターンの運転時間帯を運転継続時間に設定する。
つまり、ステップ＃１４にて最初の運転周期における最終の単位時間の貯湯熱量が０になると判断した仮運転パターンの夫々について、燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２を前記式８により求めて、その求めた予測エネルギ消費量Ｅ２及び前記式７により求めた燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１を前記式６に代入することにより、予測エネルギ削減量Ｐを求め、求めた予測エネルギ削減量Ｐが最大の仮運転パターンの運転時間帯を運転継続時間に設定する。

ステップ＃１２にて、燃料電池１が停止中であると判断したとき、ステップ＃１３にて、前記運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが前記運転継続判別ステップ移行判定用の設定値Ｍ２よりも大きいと判断したとき、ステップ＃１４にて、運転継続条件を満たさないと判断したときは、ステップ＃１７にて燃料電池１の運転形態を待機形態に設定する。

運転制御手段５は、前記運転形態選定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転する。
つまり、燃料電池１の運転形態を負荷追従連続運転形態に定めたときは、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１の発電出力を現在要求されている現負荷電力に追従させる現負荷電力追従運転を実行する。
その現負荷電力追従運転では、１分等の比較的短い所定の出力調整周期毎に現負荷電力を求め、最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に現負荷電力に追従する電主出力を決定し、燃料電池１の発電出力をその決定した電主出力に調整する形態で運転する。
尚、前記現負荷電力は、前記負荷電力計測手段１１の計測値及び前記インバータ６の出力値に基づいて計測し、更に、その現負荷電力は、前の出力調整周期において所定のサンプリング時間（例えば５秒）でサンプリングしたデータの平均値として求められる。

燃料電池１の運転形態を抑制連続運転形態に定めたときは、燃料電池１の発電出力を設定抑制出力にすると定められている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定抑制出力に調節し、他の単位時間では現負荷電力追従運転を実行する。
燃料電池１の運転形態を強制連続運転形態に定めたときは、燃料電池１の発電出力を設定増大出力にすると定められている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定増大出力に調節し、他の単位時間では現負荷電力追従運転を実行する。

燃料電池１の運転形態を１日対応型、２日対応型、３日対応型のいずれの負荷追従断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる単位時間においては現負荷電力追従運転を実行し、停止時間帯に含まれる単位時間においては燃料電池１を停止させる。
燃料電池１の運転形態を１日対応型、２日対応型、３日対応型のいずれの抑制断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる単位時間のうち設定抑制出力が設定されている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定抑制出力に調節し、停止時間帯に含まれる単位時間においては燃料電池１を停止させる。
燃料電池１の運転形態を１日対応型、２日対応型、３日対応型のいずれの強制断続運転に定めたときも、運転時間帯に含まれる単位時間のうち設定増大出力が設定されている単位時間では燃料電池１の発電出力を設定増大出力に調節し、停止時間帯に含まれる単位時間においては燃料電池１を停止させる。

つまり、運転周期の開始時点になる毎に運転形態選定処理を実行し、その運転形態選定処理では、上述のように、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１よりも大きくて待機条件を満たすと判断したときに、燃料電池１が停止中であると判断した場合、燃料電池１が運転中で且つ運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転継続判別ステップ移行判定用の設定値Ｍ２よりも大きいと判断した場合、及び、燃料電池１が運転中で且つ運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転継続判別ステップ移行判定用の設定値Ｍ２以下で且つ運転継続条件を満たさないと判断した場合のいずれかの場合では、待機形態に設定するように構成されているので、先の運転形態選定処理にて２日対応型又は３日対応型の負荷追従、抑制又は強制のいずれかの断続運転形態に設定されて、今回の運転形態選定処理を行う時点が２日対応型又は３日対応型の断続運転形態における１回目の待機用の運転周期の開始時点に相当するときに、その運転形態選定処理にて前述のように待機形態に設定されると、その２日対応型又は３日対応型の断続運転形態における１回目の待機用の運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１が停止されることになり、２日対応型又は３日対応型の断続運転形態が継続される。

又、２日対応型又は３日対応型の断続運転形態においてその１回目の運転周期における実際の給湯負荷熱量が予測給湯負荷熱量よりも多くなって、又は、３日対応型の断続運転形態においてその２回目の運転周期における実際の給湯負荷熱量が予測給湯負荷熱量よりも多くなって、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１以下で待機条件を満たさないと判断されると、新たに、いずれかの断続運転形態に定められることになる。

上述したように、運転形態選定処理において、１回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗが低賄率規制用の設定値Ｋ以上の２日対応型の仮運転パターン夫々について予測エネルギ削減量を求めて、それら２日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最大の２日対応型の仮運転パターンを求めることにより、２日対応型の負荷追従、抑制、強制の各断続運転形態の運転パターンに設定することや、２回目の待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗが低賄率規制用の設定値Ｋ以上の３日対応型の仮運転パターン夫々について予測エネルギ削減量を求めて、それら３日対応型の仮運転パターンのうちで予測エネルギ削減量が最大の３日対応型の仮運転パターンを求めることにより、２日対応型の負荷追従、抑制、強制の各断続運転形態の運転パターンに設定することが、複数周期対応型の断続運転形態における燃料電池１の運転時間帯を前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて定めることに相当する。

つまり、前記運転制御部５が、時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つを燃料電池１の運転を行う運転用の運転周期とし、それに続く運転周期を燃料電池１の運転を停止する待機用の運転周期として、前記運転用の運転周期において燃料電池１を運転する運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて定めるように構成されていることになる。

更に、前記運転形態選定処理が運転処理に相当し、前記運転制御部５が、燃料電池１の運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高く、且つ、前記待機用の運転周期の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めて、その定めた運転時間帯で前記燃料電池１を運転する運転処理を実行するように構成されていることになる。

又、上述のように、運転形態選定処理において、負荷追従、抑制及び強制の３種の連続運転形態、負荷追従、抑制及び強制の３種の１日対応型の断続運転形態、負荷追従、抑制及び強制の３種の２日対応型の断続運転形態並びに負荷追従、抑制及び強制の３種の３日対応型の断続運転形態のうちで予測エネルギ削減量が最大の運転形態を前記燃料電池１の運転形態に定めるように構成されていることから、運転制御部５が、前記運転処理として、前記待機用の運転周期の数を異ならせた複数の運転形態の夫々についての前記燃料電池１の運転時間帯を、前記運転メリットが高く且つ前記待機用の運転周期の熱負荷賄率が前記低賄率規制用の設定値以上の時間帯として求めたときに、複数の運転形態のうちで前記運転メリットが高くなる運転形態における運転時間帯を、前記燃料電池１の運転時間帯として定める処理を実行するように構成されていることになる。

更に、図６に示すフローチャートにおけるステップ＃１０〜１７の処理により、前記運転制御部５が、運転周期毎の運転条件設定タイミングにおいて、その運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点における前記貯湯槽２の貯湯熱量にてその運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１よりも大きい場合は、その運転周期において前記燃料電池１を停止させ、且つ、前記運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが前記運転待機判別用の設定値Ｍ１以下の場合は、前記運転処理を実行するように構成されていることになる。

そして、低賄率規制用の設定値Ｋ、及び、運転待機判別用の設定値Ｍ１を夫々０．４５に設定してある。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 上記の実施形態においては、複数周期対応型の負荷追従、抑制及び強制の各断続運転形態において待機用の運転周期の数が異なるものとして、待機用の運転周期の数が１つの２日対応型及び待機用の運転周期の数が２つの３日対応型の２種を備える場合について例示したが、複数周期対応型の各断続運転形態に含ませる種類は２種に限定されるものではなく、例えば、待機用の運転周期の数が３つの４日対応型を加えた３種、更に、待機用の運転周期の数が４つの５日対応型を加えた４種を備えるように構成しても良い。
又、上記の実施形態においては、単周期対応型、複数周期対応型夫々の断続運転形態において燃料電池１の発電出力の出力形態が異なるものとして、負荷追従、抑制及び強制の３種を備える場合について例示したが、負荷追従、抑制及び強制のうちのいずれか１種、又は、いずれか２種を備えるように構成しても良く、又、運転時間帯において燃料電池１の発電出力を定格出力（例えば発電出力調節範囲における最大出力）に調節する断続運転形態を含ませても良い。

（ロ） 上記の実施形態において、運転制御部５にて実行可能な複数種の運転形態として、連続運転形態を除外しても良い。あるいは、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１の発電出力を定格出力に調節する定格連続運転形態を含ませても良い。

（ハ） 運転制御部５にて実行可能な運転形態として、複数周期対応型の断続運転形態のみを備えるようにし、更に、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１よりも大きい場合は燃料電池１の運転を停止し、運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓが運転待機判別用の設定値Ｍ１以下の場合は新たに複数周期対応型の断続運転形態における燃料電池１の運転時間帯を定める処理を省略して、待機用の運転周期では無条件で燃料電池１の運転を停止するように構成しても良い。

（ニ） 式１３に基づいて待機用の運転周期の熱負荷賄率Ｒｗを求めるに当たって、上記の実施形態では、Ｕｗとして、待機用の運転周期の予測総利用熱量を用いたが、待機用の運転周期の開始時点において前記貯湯槽２に貯えられると予測される予測貯湯熱量そのものを用いるように構成しても良い。
又、式１４に基づいて運転条件設定時の熱負荷賄率Ｒｓを求めるに当たって、上記の実施形態では、Ｕｓとして、最初の運転周期の予測総利用熱量を用いたが、運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点において貯湯槽２に貯えられている貯湯熱量そのものを用いるように構成しても良い。

（ホ） 上記の実施形態では、低賄率規制用の設定値Ｋを運転待機判別用の設定値Ｍ１と同じ値に設定する場合について例示したが、低賄率規制用の設定値Ｋを運転待機判別用の設定値Ｍ１よりも大きい値に設定しても良い。

（ヘ） 運転形態選定条件の具体的な条件は、上記の実施形態において例示した条件に限定されるものではない。
例えば、連続運転形態の予測エネルギ削減量が設定削減量以上のときは、燃料電池１の運転形態を断続運転形態よりも優先して連続運転形態に定め、連続運転形態の予測エネルギ削減量が設定削減量よりも小さいときは、連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量のうちの少なくとも一方が待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」以上であれば、連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量のうちの予測エネルギ削減量が大きい方に燃料電池１の運転形態を定め、連続運転形態の予測エネルギ削減量及び断続運転形態の予測エネルギ削減量のいずれも待機時消費エネルギＺの負の値「−Ｚ」よりも小さければ、燃料電池１の運転形態を待機形態に定める条件に設定しても良い。

（ト） 強制連続運転形態及び強制断続運転形態における設定増大出力の設定方法としては、上記の実施形態において例示した方法に限定されるものではない。
例えば、予測負荷電力に対して設定増大率大きい電力に設定する方法、発電出力調節範囲における最大出力に設定する方法、あるいは、複数段階の仮設定増大出力を総当りして、上記の式６〜式８により求める予測エネルギ削減量が最大の仮設定増大出力を設定増大出力に設定する方法でも良い。
又、抑制連続運転形態及び抑制断続運転形態における設定抑制出力の設定方法としては、上記の各実施形態において例示した方法に限定されるものではない。
例えば、予測負荷電力に対して設定減少率小さい電力に設定する方法、発電出力調節範囲における最小出力に設定する方法、あるいは、複数段階の仮設定抑制出力を総当りして、上記の式６〜式８により求める予測エネルギ削減量が最大の仮設定抑制出力を設定抑制出力に設定する方法でも良い。

（チ） 上記の実施形態においては、単周期対応型、複数周期対応型夫々の負荷追従、抑制及び強制の各断続運転夫々において、運転時間帯を運転周期内に１つ設定する場合について例示したが、運転周期内に複数設定しても良い。

（リ） 単周期対応型、複数周期対応型夫々の負荷追従、抑制及び強制の各断続運転夫々において、運転メリットが高くなる時間帯を運転時間帯として定めるに当たって、上記の実施形態においては、最も運転メリットが高くなる時間帯を運転時間帯として定める場合について例示したが、例えば、２番目又は３番目に運転メリットが高くなる時間帯を運転時間帯として定める等、運転メリットが高くなる条件は種々に変更可能である。

（ヌ） 運転メリットとしては、上記の実施形態において例示した予測エネルギ削減量等の省エネルギ性に限定されるものではなく、例えば、予測エネルギコスト削減額等の経済性や、予測二酸化炭素削減量等の環境性を用いても良い。
ちなみに、予測エネルギコスト削減額は、燃料電池１を運転させない場合のエネルギコストから、燃料電池１を運転したときのエネルギコストを減じて求めることができる。
前記燃料電池１を運転させない場合のエネルギコストは、予測負電力荷の全てを商用電源７から買電するときのコストと、予測負荷熱量の全てを補助加熱器２８で賄うときのエネルギコスト（燃料コスト）の和として求められる。
一方、燃料電池１を運転したときのエネルギコストは、予測負荷電力及び予測負荷熱量を燃料電池１の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池１のエネルギコスト（燃料コスト）と、予測負荷電力から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足負荷電力を商用電源７から買電するときのコストと、予測負荷熱量から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足負荷熱量を補助加熱器２８の発生熱で補う場合のエネルギコスト（燃料コスト）との和として求められる。

又、予測二酸化炭素削減量は、燃料電池１を運転させない場合の二酸化炭素発生量から、燃料電池１を運転したときの二酸化炭素発生量を減じて求めることができる。
前記燃料電池１を運転させない場合の二酸化炭素発生量は、予測負荷電力の全てを商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測負荷熱量の全てを補助加熱器２８で賄うときの二酸化炭素発生量との和として求められる。
一方、燃料電池１を運転したときの二酸化炭素発生量は、予測負荷電力及び予測負荷熱量を燃料電池１の予測発電電力及び予測発生熱で補う場合の燃料電池１からの二酸化炭素発生量と、予測負荷電力から予測発電電力を差し引いた分に相当する不足負荷電力を商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測負荷熱量から予測利用熱量を差し引いた分に相当する不足負荷熱量を補助加熱器２８の発生熱で補う場合の二酸化炭素発生量との和として求められる。

（ル） 運転用の運転周期を構成する単位時間の数と待機用の運転周期を構成する単位時間の数とは同じである必要はなく、異なっても良い。例えば、運転用の運転周期を２４時間とし、待機用の運転周期を１２時間とする等、種々に変更可能である。

（ヲ） 熱電併給装置として、上記の実施形態では燃料電池１を適用したが、これ以外に、例えば、ガスエンジンにより発電機を駆動するように構成したもの等、種々のものを適用することができる。

実施形態に係るコージェネレーションシステムの全体構成を示すブロック図 実施形態に係るコージェネレーションシステムの制御構成を示すブロック図 予測エネルギ削減量を求める処理を説明する図 燃料電池の電池発電効率及び電池熱効率を示す図 出力増大時発生熱量及び出力抑制時発電用エネルギ量差を示す図 制御動作のフローチャートを示す図

符号の説明

１ 熱電併給装置
２ 貯湯槽
５ 運転制御手段
Ｈ 貯湯手段

Claims (4)

1. 電力と熱とを併せて発生する熱電併給装置と、その熱電併給装置にて発生する熱にて貯湯槽に貯湯する貯湯手段と、運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
   前記運転制御手段が、
   時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量を時系列に並ぶ運転周期毎に区分けして管理し、且つ、
   時系列的に並ぶ運転周期のうちの１つを前記熱電併給装置の運転を行う運転用の運転周期とし、それに続く運転周期を前記熱電併給装置の運転を停止する待機用の運転周期として、前記運転用の運転周期において前記熱電併給装置を運転する運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて定めるように構成されたコージェネレーションシステムであって、
   前記運転制御手段が、
   前記熱電併給装置の運転時間帯を、前記運転用の運転周期の時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量並びに前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量に基づいて求められる運転メリットが高く、且つ、前記待機用の運転周期の開始時点において前記貯湯槽に貯えられると予測される予測貯湯熱量にて前記待機用の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す待機用の運転周期の熱負荷賄率が低賄率規制用の設定値以上になる時間帯に定めて、その定めた運転時間帯で前記熱電併給装置を運転する運転処理を実行するように構成されているコージェネレーションシステム。
2. 前記運転制御手段が、前記運転処理として、
   前記待機用の運転周期の数を異ならせた複数の運転形態の夫々についての前記熱電併給装置の運転時間帯を、前記運転メリットが高く且つ前記待機用の運転周期の熱負荷賄率が前記低賄率規制用の設定値以上の時間帯として求めたときに、複数の運転形態のうちで前記運転メリットが高くなる運転形態における運転時間帯を、前記熱電併給装置の運転時間帯として定める処理を実行するように構成されている請求項１記載のコージェネレーションシステム。
3. 前記運転制御手段が、
   運転周期毎の運転条件設定タイミングにおいて、その運転条件設定タイミングに引き続く運転周期の開始時点における前記貯湯槽の貯湯熱量にてその運転周期の時系列的な予測負荷熱量を賄える程度を示す運転条件設定時の熱負荷賄率が運転待機判別用の設定値よりも大きい場合は、その運転周期において前記熱電併給装置を停止させ、且つ、前記運転条件設定時の熱負荷賄率が前記運転待機判別用の設定値以下の場合は、前記運転処理を実行するように構成されている請求項１又は２記載のコージェネレーションシステム。
4. 前記低賄率規制用の設定値が、前記運転待機判別用の設定値以上に設定されている請求項３記載のコージェネレーションシステム。

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