JP5551942B2 - コージェネレーションシステム - Google Patents
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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、運転周期の開始時点において、その運転周期内のうちで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運転メリットが高くなる時間帯を運転時間帯として設定し、その設定した運転時間帯の開始時点で前記熱電併給装置の運転を開始して運転中は実負荷電力に基づいて前記熱電併給装置の出力電力を調整し、停止条件が満たされると前記熱電併給装置の運転を停止す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。
このようなコージェネレーションシステムでは、運転周期内において、時系列的な予測電力負荷及び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が運転時間帯として設定される。
そして、運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転が開始されて、運転中は実負荷電力に基づいて熱電併給装置の出力電力が調整され、停止条件が満たされると熱電併給装置の運転が停止されるように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
そして、運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転が開始されて、運転中は実負荷電力に基づいて熱電併給装置の出力電力が調整され、停止条件が満たされると熱電併給装置の運転が停止されるように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
ちなみに、熱電併給装置の停止中の負荷電力、及び、熱電併給装置の運転中における負荷電力に対する不足電力は、商用電源から買電することにより賄い、負荷熱量に対して熱電併給装置の運転により発生する熱量では不足する分は、ガス燃焼式等の補助加熱手段の発生熱にて賄うことになる。
運転時間帯としては、例えば、熱電併給装置の出力電力を予測電力負荷に追従する電主出力に調整すると仮定したときに、その電主出力、熱電併給装置が電主出力にて運転されることにより発生する熱量、時系列的な予測電力負荷及び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が定められる。
停止条件としては、例えば、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運転メリットが高くなるように設定された運転時間帯の終了時点に達する条件、あるいは、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件等に設定される。
停止条件としては、例えば、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運転メリットが高くなるように設定された運転時間帯の終了時点に達する条件、あるいは、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件等に設定される。
このようなコージェネレーションシステムにおいて、従来では、熱電併給装置の運転中に停止条件が満たされると無条件で熱電併給装置が停止されるので、熱電併給装置の起動及び停止回数が多くなり易く、熱電併給装置の起動及び停止回数を低減して熱電併給装置の耐久性を向上する上で改善の余地があった。
又、熱電併給装置の起動時には、熱電併給装置を発電可能な状態にするために、エネルギを余分に消費することになり、省エネルギ性を向上する上でも改善の余地があった。
又、熱電併給装置の起動時には、熱電併給装置を発電可能な状態にするために、エネルギを余分に消費することになり、省エネルギ性を向上する上でも改善の余地があった。
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、耐久性及び省エネルギ性を向上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。
上記目的を達成するための本発明に係る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、運転周期の開始時点において、その運転周期内のうちで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運転メリットが高くなる時間帯を運転時間帯として設定し、その設定した運転時間帯の開始時点で前記熱電併給装置の運転を開始して運転中は実負荷電力に基づいて前記熱電併給装置の出力電力を調整し、停止条件が満たされると前記熱電併給装置の運転を停止す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ものであって、
その特徴構成は、前記運転制御手段が、次の運転周期の開始時点よりも設定時間前の時点に達することにより次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に、前記停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで前記熱電併給装置の運転を継続するように構成されている点にある。
その特徴構成は、前記運転制御手段が、次の運転周期の開始時点よりも設定時間前の時点に達することにより次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に、前記停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで前記熱電併給装置の運転を継続するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、次の運転周期の開始時点よりも設定時間前の時点に達することにより次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に、停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで熱電併給装置の運転が継続される。
ちなみに、運転周期が例えば１日に設定される場合、前記設定時間は例えば３時間よりも短い時間に設定される。
ちなみに、運転周期が例えば１日に設定される場合、前記設定時間は例えば３時間よりも短い時間に設定される。
つまり、実際に発生する実負荷電力が予測負荷電力よりも小さい場合、熱電併給装置を運転することにより発生する運転時間当たりの熱量が予測よりも少なくなる。
そして、停止条件として、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件に設定される場合に、実負荷電力が予測負荷電力よりも小さくなると、停止条件が満たされるのが運転時間帯の終了時点よりも遅くなって、次の運転周期の開始時点に近付くことになる場合がある。
又、停止条件として、運転時間帯の終了時点に達する条件に設定される場合、終了時点が次の運転周期に近くなるような時間帯に運転時間帯が設定されると、停止条件が満たされるのが次の運転周期の開始時点に近付くことになる。
そして、停止条件として、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件に設定される場合に、実負荷電力が予測負荷電力よりも小さくなると、停止条件が満たされるのが運転時間帯の終了時点よりも遅くなって、次の運転周期の開始時点に近付くことになる場合がある。
又、停止条件として、運転時間帯の終了時点に達する条件に設定される場合、終了時点が次の運転周期に近くなるような時間帯に運転時間帯が設定されると、停止条件が満たされるのが次の運転周期の開始時点に近付くことになる。
そこで、停止条件が満たされるのが次の運転周期の開始時点に近い場合は、熱電併給装置の運転を次の運転周期の開始時点まで継続するようにしても、熱電併給装置を運転することにより発生する熱量が実際の負荷熱量に対して過剰となるのを防止できるあるいは十分に抑制することができる。
又、熱電併給装置の運転を次の運転周期の開始時点まで継続した場合に、次の運転周期の運転時間帯が次の運転周期の開始時点から始まる時間帯に設定されると、時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって熱電併給装置を継続して運転することができるので、熱電併給装置の起動及び停止回数が低減されることになる。
従って、耐久性及び省エネルギ性を向上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。
又、熱電併給装置の運転を次の運転周期の開始時点まで継続した場合に、次の運転周期の運転時間帯が次の運転周期の開始時点から始まる時間帯に設定されると、時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって熱電併給装置を継続して運転することができるので、熱電併給装置の起動及び停止回数が低減されることになる。
従って、耐久性及び省エネルギ性を向上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。
本発明に係るコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、前記運転制御手段が、
前記運転時間帯として、時系列に並ぶ複数の運転周期から構成される運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において前記熱電併給装置を運転すると仮定したときに、前記最初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運転メリットが高くなる時間帯と、前記最初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運転条件設定対象期間を構成する複数の運転周期のうちの前記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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯を設定するように構成され、且つ、
前記最初の運転周期の開始時点における前記貯湯槽の貯湯熱量で前記最初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熱負荷賄い率が設定値以下のときは、設定した運転時間帯の開始時点で前記熱電併給装置の運転を開始し、前記熱負荷賄い率が前記設定値よりも大きいときは、前記最初の運転周期の間、前記熱電併給装置の運転を停止させるように構成されている点にある。
前記運転時間帯として、時系列に並ぶ複数の運転周期から構成される運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において前記熱電併給装置を運転すると仮定したときに、前記最初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運転メリットが高くなる時間帯と、前記最初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運転条件設定対象期間を構成する複数の運転周期のうちの前記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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯を設定するように構成され、且つ、
前記最初の運転周期の開始時点における前記貯湯槽の貯湯熱量で前記最初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熱負荷賄い率が設定値以下のときは、設定した運転時間帯の開始時点で前記熱電併給装置の運転を開始し、前記熱負荷賄い率が前記設定値よりも大きいときは、前記最初の運転周期の間、前記熱電併給装置の運転を停止させるように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、毎運転周期の開始時点において、運転時間帯が設定される。
その運転時間帯は、時系列に並ぶ複数の運転周期から構成される運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において熱電併給装置を運転すると仮定したときに、最初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運転メリットが高くなる時間帯と、最初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運転条件設定対象期間を構成する複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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯に設定される。
そして、運転周期の開始時点において、熱負荷賄い率が設定値以下のときは、その運転周期の開始時点で設定された運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転が開始され、熱負荷賄い率が設定値よりも大きいときは、運転条件設定対象期間の最初の運転周期の間、熱電併給装置の運転が停止される。
その運転時間帯は、時系列に並ぶ複数の運転周期から構成される運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において熱電併給装置を運転すると仮定したときに、最初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運転メリットが高くなる時間帯と、最初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運転条件設定対象期間を構成する複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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯に設定される。
そして、運転周期の開始時点において、熱負荷賄い率が設定値以下のときは、その運転周期の開始時点で設定された運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転が開始され、熱負荷賄い率が設定値よりも大きいときは、運転条件設定対象期間の最初の運転周期の間、熱電併給装置の運転が停止される。
つまり、運転時間帯の開始時点から停止条件が満たされるまでの間、実負荷電力に基づいて出力電力が調整される形態で熱電併給装置が運転され、その運転により発生する熱にて貯湯槽に貯湯される。
そして、そのように貯湯槽に貯えられた熱量が直前の運転周期において比較的多く消費されて、運転周期の開始時点での熱負荷賄い率が設定値以下になると、その運転周期の開始時点で設定された運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転が開始されることになる。
一方、直前の運転周期での貯湯槽の貯湯熱量の消費量が少なくて、運転周期の開始時点での熱負荷賄い率が設定値よりも大きくなると、その運転周期の間は熱電併給装置の運転が停止されることになるので、その運転周期の間は、その運転周期よりも前の運転周期での熱電併給装置の運転により貯湯槽に貯えられた熱量が消費されることになる。
そして、そのように貯湯槽に貯えられた熱量が直前の運転周期において比較的多く消費されて、運転周期の開始時点での熱負荷賄い率が設定値以下になると、その運転周期の開始時点で設定された運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転が開始されることになる。
一方、直前の運転周期での貯湯槽の貯湯熱量の消費量が少なくて、運転周期の開始時点での熱負荷賄い率が設定値よりも大きくなると、その運転周期の間は熱電併給装置の運転が停止されることになるので、その運転周期の間は、その運転周期よりも前の運転周期での熱電併給装置の運転により貯湯槽に貯えられた熱量が消費されることになる。
つまり、夏期等、負荷熱量が小さい場合や、コージェネレーションシステムの設置箇所の負荷熱量が小さい場合は、例えば運転周期を１日に設定すると、１日目の熱電併給装置の運転により貯湯槽に貯えられた熱量にて、その１日目の負荷熱量は勿論のこと、２日目、あるいは、２日目及び３日目の負荷熱量も十分に賄うことができる場合がある。
そこで、本特徴構成のように、時系列に並ぶ複数の運転周期から構成される運転条件設定対象期間の予測負荷熱量を鑑みて運転メリットが高くなるように運転時間帯を設定すると共に、熱負荷賄い率に基づいて熱電併給装置を運転するか否かを決定するようにすることにより、負荷熱量が大きく変動する場合でも、負荷熱量に対する貯湯熱量の過不足を抑制するように熱電併給装置を計画運転することが可能となる。
しかも、熱電併給装置が運転されているときに、次運転周期接近時点に達した以降に停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで熱電併給装置の運転が継続されることになるので、熱電併給装置が運転されない運転周期の負荷熱量を貯湯熱量にて賄える程度をより一層大きくすることができる。
しかも、熱電併給装置が運転されているときに、次運転周期接近時点に達した以降に停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで熱電併給装置の運転が継続されることになるので、熱電併給装置が運転されない運転周期の負荷熱量を貯湯熱量にて賄える程度をより一層大きくすることができる。
本発明に係るコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、前記運転制御手段が、運転周期の開始時点において前記熱電併給装置が運転中のときは、運転周期の開始時点から始まる運転時間帯については、前記熱電併給装置を起動するときの起動時消費エネルギを消費しないとして運転メリットを求め、運転周期の開始時点から間隔をあけて始まる運転時間帯については、前記起動時消費エネルギを消費するとして運転メリットを求めるように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、運転周期の開始時点において熱電併給装置が運転中のときは、運転周期の開始時点から始まる運転時間帯については、起動時消費エネルギを消費しないとして運転メリットが求められ、運転周期の開始時点から間隔をあけて始まる運転時間帯については、起動時消費エネルギを消費するとして運転メリットが求められるので、運転周期の開始時点から始まる運転時間帯について求められる運転メリットの方が運転周期の開始時点から間隔をあけて始まる運転時間帯について求められる運転メリットよりも高くなり易い。
つまり、運転周期の開始時点において熱電併給装置が運転中のときは、その運転周期の運転時間帯はその運転周期の開始時点から始まる時間帯に定められ易くなるので、熱電併給装置の起動及び停止回数がより一層低減されることになる。
従って、耐久性及び省エネルギ性をより一層向上するように熱電併給装置を運転することができるようになった。
従って、耐久性及び省エネルギ性をより一層向上するように熱電併給装置を運転することができるようになった。
本発明に係るコージェネレーションシステムの更なる特徴構成は、前記停止条件が、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で前記熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で前記熱電併給装置を前記運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件である点にある。
上記特徴構成によれば、運転時間帯の開始時点で熱電併給装置の運転を開始した以降、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が積算される。
そして、その積算熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達すると、停止条件が満たされたとして熱電併給装置が停止される。
そして、その積算熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達すると、停止条件が満たされたとして熱電併給装置が停止される。
つまり、予測負荷電力に対して実負荷電力が変動して、熱電併給装置を運転することにより発生する熱量が予測負荷熱量に対して変動しても、熱電併給装置の実際の運転により発生した熱量が熱電併給装置を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達すると、熱電併給装置が停止されるので、負荷熱量に対する熱電併給装置の運転により発生する熱量の過不足を十分に抑制することができる。
従って、負荷熱量に対する発生熱量の過不足を十分に抑制できながら、耐久性及び省エネルギ性をより一層向上するように熱電併給装置を運転することができるようになった。
従って、負荷熱量に対する発生熱量の過不足を十分に抑制できながら、耐久性及び省エネルギ性をより一層向上するように熱電併給装置を運転する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。
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態を説明する。
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手段としての貯湯ユニット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。
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態を説明する。
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手段としての貯湯ユニット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。
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、燃料電池１の出力電力を調節するように構成されている。
図２に示すように、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の出力電力を商用電源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。
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。
図２に示すように、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の出力電力を商用電源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。
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。
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、出力電力の余剰電力は、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。
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、出力電力の余剰電力は、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。
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。
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。
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、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する前記貯湯槽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を通して熱媒を熱消費端末３に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、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、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、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、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熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる燃焼式の補助加熱器２８などを備えて構成されている。
湯水循環路１６は、貯湯槽２の底部と頂部とに接続されて、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貯湯用熱交換器２４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。
湯水循環路１６には、２系統の流路に分かれた後に再び合流する並列状部分が設けられ、その並列状部分の合流箇所に三方弁１８が設けられており、２系統の流路の一方側には、ラジエータ１９が設けられている。
湯水循環路１６には、２系統の流路に分かれた後に再び合流する並列状部分が設けられ、その並列状部分の合流箇所に三方弁１８が設けられており、２系統の流路の一方側には、ラジエータ１９が設けられている。
給湯路２７は、湯水循環路１６における貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所を介して貯湯槽２に接続され、その給湯路２７を通して貯湯槽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貯湯槽２に給水すべく、給水路２９が貯湯槽２の底部に接続されている。
熱源用循環路２０は、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。
熱源用循環路２０は、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。
補助加熱器２８は、給湯路２７における熱源用循環路２０との共用部分に設けられた熱交換器２８ａ、その熱交換器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、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）、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）、熱交換器２８ａに流入する湯水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の運転は運転制御部５により制御される。
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バーナ２８ｂの燃焼量を調節し、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、バーナ２８ｂを消火させる。ちなみに、前記目標加熱温度は、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、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。
冷却水循環路１３は、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。
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。
貯湯用熱交換器２４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、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させるように構成されている。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。
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、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。
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、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。
給湯路２７には、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、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。
湯水循環路１６における貯湯用熱交換器２４よりも下流側の箇所に、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、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、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。
又、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、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。
運転制御部５による貯湯槽２の貯湯熱量の演算方法について、説明する。
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、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。
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、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）
＋（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。
運転制御部５は、燃料電池１の運転中には冷却水循環ポンプ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、湯水循環ポンプ１７、熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環ポンプ２３、分流弁３０及び熱源用断続弁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。
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、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、貯湯温度センサＳｈの検出情報に基づいて、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、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。
又、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、熱消費端末３での端末負荷熱量に応じた量の冷却水を熱源用熱交換器２５に通流させるように分流弁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。
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、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ると共に、熱源用断続弁４０を閉弁し、熱源用循環ポンプ２１を停止させて、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。
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、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ると共に、熱源用断続弁４０を閉弁し、熱源用循環ポンプ２１を停止させて、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、給湯路２７を通して貯湯槽２の湯水が給湯先に給湯されるとき、及び、熱媒供給運転の実行中は、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、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、運転制御部５は、前記貯湯運転の実行中に、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、運転周期の開始時点において、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、燃料電池１を運転周期の全長にわたって連続して運転すると仮定したときの連続運転形態の運転メリット、及び、燃料電池１を運転周期内のうちの一部の時間帯で運転すると仮定したときの断続運転形態の運転メリットを求めて、その求めた連続運転形態の運転メリット及び断続運転形態の運転メリット並びに運転形態選定条件に基づいて、燃料電池１の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに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。
そして、運転制御部５は、運転形態選定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転するように構成されている。
この運転制御部５は、運転周期の開始時点において、時系列的な予測負荷電力及び時系列的な予測負荷熱量に基づいて、燃料電池１を運転周期の全長にわたって連続して運転すると仮定したときの連続運転形態の運転メリット、及び、燃料電池１を運転周期内のうちの一部の時間帯で運転すると仮定したときの断続運転形態の運転メリットを求めて、その求めた連続運転形態の運転メリット及び断続運転形態の運転メリット並びに運転形態選定条件に基づいて、燃料電池１の運転形態を連続運転形態及び断続運転形態のいずれかに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。
そして、運転制御部５は、運転形態選定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転するように構成されている。
ここで、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、運転制御部５は、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。
そして、この第１実施形態では、運転形態選定条件として、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（運転メリットが大きい）方を燃料電池１の運転形態に定める条件に設定されている。
そして、この第１実施形態では、運転形態選定条件として、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（運転メリットが大きい）方を燃料電池１の運転形態に定める条件に設定されている。
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。
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運転制御部５のメモリ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。
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運転制御部５のメモリ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、運転制御部５は、運転周期の開始時点（例えば午前３時）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、時系列に並ぶ複数（この実施形態では３回）の運転周期からなる運転条件設定対象期間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、運転条件設定対象期間のうちの最初の運転周期に後続する全ての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、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、運転条件設定対象期間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、運転条件設定対象期間のうちの最初の運転周期に後続する全ての運転周期（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。
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。
燃料電池１の運転形態について説明を加える。
連続運転形態は、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１の出力電力を実負荷電力に追従する電主出力に調整する運転形態である。
断続運転形態は、運転周期内のうちで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（運転メリットに相当する）が高くなる時間帯を運転時間帯として設定し、その設定した運転時間帯の開始時点で燃料電池１の運転を開始して運転中は燃料電池１の出力電力を実負荷電力に追従する電主出力に調整し、停止条件が満たされると燃料電池１の運転を停止する運転形態である。
連続運転形態は、運転周期の全時間帯にわたって燃料電池１の出力電力を実負荷電力に追従する電主出力に調整する運転形態である。
断続運転形態は、運転周期内のうちで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（運転メリットに相当する）が高くなる時間帯を運転時間帯として設定し、その設定した運転時間帯の開始時点で燃料電池１の運転を開始して運転中は燃料電池１の出力電力を実負荷電力に追従する電主出力に調整し、停止条件が満たされると燃料電池１の運転を停止する運転形態である。
断続運転形態には、更に、運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において燃料電池１を運転すると仮定したときに、最初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運転時間帯を定める単周期対応型の断続運転形態、及び、運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において燃料電池１を運転すると仮定したときに、最初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運転条件設定対象期間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に基づいて求められる予測エネルギ削減量が最大となる時間帯に運転時間帯を設定する複数周期対応型の断続運転形態が含まれる。
そして、複数周期対応型の断続運転形態には、運転条件設定対象期間のうちの最初及び２回目の運転周期の時系列的な予測負荷熱量を予測エネルギ削減量を求めるための時系列的な予測負荷熱量とする２周期対応型、及び、運転条件設定対象期間の全ての運転周期の時系列的な予測負荷熱量を予測エネルギ削減量を求めるための時系列的な予測負荷熱量とする３周期対応型がある。
尚、この実施形態では、運転周期が１日に設定されるので、以下の説明では、単周期対応型、２周期対応型、３周期対応型の断続運転形態を、夫々、１日対応型、２日対応型、３日対応型の断続運転形態と記載する。
尚、この実施形態では、運転周期が１日に設定されるので、以下の説明では、単周期対応型、２周期対応型、３周期対応型の断続運転形態を、夫々、１日対応型、２日対応型、３日対応型の断続運転形態と記載する。
この実施形態では、前記停止条件が、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件に設定されている。
運転制御部５は、毎運転周期の開始時点において運転形態選定処理を実行し、その運転形態選定処理では、連続運転形態、１日対応型の断続運転形態、２日対応型の断続運転形態及び３日対応型の断続運転形態の夫々について予測エネルギ削減量を求めて、予測エネルギ削減量が最大の運転形態を燃料電池１の運転形態に定めるように構成されている。
つまり、燃料電池１の運転形態を断続運転形態に定めるときは、１日対応型の断続運転形態、２日対応型の断続運転形態及び３日対応型の断続運転形態のうち、予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に定めることになる。
これにより、運転制御部５が、運転時間帯として、運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において燃料電池１を運転すると仮定したときに、最初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運転メリットが高くなる時間帯と、最初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運転条件設定対象期間を構成する複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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯を設定するように構成されていることになる。
これにより、運転制御部５が、運転時間帯として、運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において燃料電池１を運転すると仮定したときに、最初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運転メリットが高くなる時間帯と、最初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運転条件設定対象期間を構成する複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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯を設定するように構成されていることになる。
そして、この第１実施形態では、運転制御部５が、運転形態選定処理にて断続運転形態を燃料電池１の運転形態として選定して、燃料電池１を断続運転形態にて運転しているときに、次の運転周期の開始時点よりも設定時間前の時点に達することにより次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に、停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで燃料電池１の運転を継続するように構成されている。
ちなみに、この第１実施形態では、前記設定時間が例えば２時間に設定されている。
ちなみに、この第１実施形態では、前記設定時間が例えば２時間に設定されている。
ここで、運転制御部５は、運転周期の開始時点で燃料電池１が運転中のときに、その運転周期の開始時点で実行する運転形態選定処理において、燃料電池１の運転形態として、連続運転形態を選定した場合、あるいは、その運転周期の開始時点から始まる時間帯を運転時間帯とする断続運転形態を選定した場合は、燃料電池１の運転を停止させることなく継続させるように構成されている。
又、運転制御部５は、運転形態選定処理により、燃料電池１の運転形態として断続運転形態を選定した場合は、運転条件設定対象期間の最初の運転周期の開始時点における貯湯槽２の貯湯熱量で最初の運転周期の時系列的な予測負荷熱量（即ち、時系列的な予測給湯負荷熱量）を賄える程度を示す熱負荷賄い率が設定値以下のときは、設定した運転時間帯の開始時点で燃料電池１の運転を開始し、熱負荷賄い率が前記設定値よりも大きいときは、最初の運転周期の間、燃料電池１の運転を停止させるように構成されている。
次に、運転制御手段５により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２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。
各運転形態の予測エネルギ削減量は、下記の式２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２）
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３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。
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３）
但し、
予測負荷熱量はｋＷｈに変換した値である。
補助加熱器熱効率は、補助加熱器２８の発熱効率であり、補助加熱器２８における単位エネルギ消費量に対する発生熱量の比率である。
予測負荷熱量はｋＷｈに変換した値である。
補助加熱器熱効率は、補助加熱器２８の発熱効率であり、補助加熱器２８における単位エネルギ消費量に対する発生熱量の比率である。
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４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の予測出力電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出力電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＋起動時エネルギ消費量……………（式４）
上記式４の運転周期予測エネルギ消費量は、下記の式５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＝予測出力電力÷電池発電効率……………（式５）
但し、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）に対する出力電力（ｋＷｈ）の比率を示し、出力電力に応じて設定されてメモリ３４に記憶されている。
但し、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）に対する出力電力（ｋＷｈ）の比率を示し、出力電力に応じて設定されてメモリ３４に記憶されている。
上記式４の予測不足熱量は、予測不足熱量を求める対象の単位時間の予測給湯負荷熱量からその単位時間の直前の単位時間における貯湯槽２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。
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、各単位時間の予測貯湯熱量（ｋｃａｌ／ｈ）は、下記の式６、式７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６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。
但し、ｎ＝１のときの式６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−予測給湯負荷熱量n＋予測熱出力n）×（１−槽放熱率）……………（式６）
予測熱出力n＝α×｛（予測出力電力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７）
予測熱出力n＝α×｛（予測出力電力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７）
但し、
上記式６の槽放熱率は、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。
上記式７の電池熱効率は、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、出力電力に応じて設定されてメモリ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、予め設定されている。
余剰電力は、予測出力電力が予測負荷電力よりも大きい場合に、予測出力電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の出力電力調整範囲における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。
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、予め設定されている。
上記式６の槽放熱率は、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。
上記式７の電池熱効率は、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、出力電力に応じて設定されてメモリ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、予め設定されている。
余剰電力は、予測出力電力が予測負荷電力よりも大きい場合に、予測出力電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の出力電力調整範囲における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。
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、予め設定されている。
上記式４の起動時エネルギ消費量は、燃料電池１を構成する改質器、変成器等を夫々における処理が可能なように設定された温度にウオームアップするのに要するエネルギを含むものであり、予め、実験等により求められてメモリ３４に記憶されている。
以下、運転制御部５により予測エネルギ削減量を求める処理について、運転形態毎に説明を加える。
連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１は、以下のようにして求める。
即ち、式３により、燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１を求め、式４により、起動時消費エネルギを消費しない（即ち、起動時エネルギ消費量＝０）として、燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２を求めて、それらＥ１、Ｅ２により、式２により、予測エネルギ削減量Ｐｃ１を求める。
尚、各単位時間の予測エネルギ消費量を式５により予測出力電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る。そして、そのように求めた運転周期予測エネルギ消費量に基づいて、式４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。
連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ１は、以下のようにして求める。
即ち、式３により、燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１を求め、式４により、起動時消費エネルギを消費しない（即ち、起動時エネルギ消費量＝０）として、燃料電池１を運転した場合の予測エネルギ消費量Ｅ２を求めて、それらＥ１、Ｅ２により、式２により、予測エネルギ削減量Ｐｃ１を求める。
尚、各単位時間の予測エネルギ消費量を式５により予測出力電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る。そして、そのように求めた運転周期予測エネルギ消費量に基づいて、式４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。
１日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１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、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、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、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出力電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、式３により、燃料電池１を運転しない場合の予測エネルギ消費量Ｅ１を求め、式４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を求めて、それらＥ１、Ｅ２により、式２により、予測エネルギ削減量Ｐを求める。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。
但し、式４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に当たっては、運転周期の開始時点において燃料電池１が停止中のときは、全ての仮運転パターンについて、起動時消費エネルギを消費するとして予測エネルギ消費量Ｅ２を求め、運転周期の開始時点において燃料電池１が運転中のときは、運転周期の開始時点から始まる運転時間帯の仮運転パターンについては起動時消費エネルギを消費しない（即ち、起動時エネルギ消費量＝０）として予測エネルギ消費量Ｅ２を求め、運転周期の開始時点から間隔をあけて始まる運転時間帯の運転パターンについては起動時消費エネルギを消費するとして予測エネルギ消費量Ｅ２を求める。
又、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、式５により予測出力電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、式６により予測熱出力nを０として求める。
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、式６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仮運転パターンを求めて、その仮運転パターンを１日対応型の断続運転形態の運転パターンに設定し、そ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出力電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給湯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給湯負荷熱量として利用される予測利用熱量を求める。
各単位時間の予測貯湯熱量は、前記式６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８〜式１０により求める。
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出力電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給湯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給湯負荷熱量として利用される予測利用熱量を求める。
各単位時間の予測貯湯熱量は、前記式６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８〜式１０により求める。
予測貯湯熱量n-1≧予測給湯負荷熱量nのときは、
予測利用熱量n＝予測給湯負荷熱量n……………（式８）
予測貯湯熱量n-1＜予測給湯負荷熱量nのときは、
予測利用熱量n＝予測貯湯熱量n-1……………（式９）
予測貯湯熱量n-1＝０のときは、
予測利用熱量n＝０……………（式１０）
予測利用熱量n＝予測給湯負荷熱量n……………（式８）
予測貯湯熱量n-1＜予測給湯負荷熱量nのときは、
予測利用熱量n＝予測貯湯熱量n-1……………（式９）
予測貯湯熱量n-1＝０のときは、
予測利用熱量n＝０……………（式１０）
２日対応型の仮運転パターンの夫々について、上述のように求めた１日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量に、２回目の運転周期における予測利用熱量（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、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日対応型の断続運転形態の運転パターンに設定し、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日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２として求める。
そして、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日対応型の断続運転形態の運転パターンに設定し、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日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２として求める。
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日対応型の断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときに、最初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日対応型の断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときに、２回目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。
但し、図３における運転周期が「最初」の欄の部分（即ち、図３における上側の表の部分）が、１日対応型の断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときの予測熱出力及び予測貯湯熱量の演算結果を示す。又、図３における運転周期が「２回目」の欄の部分（即ち、図３における下側の表の部分）が、２日対応型の断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときの予測貯湯熱量及び予測利用熱量の演算結果を示す。
但し、図３における運転周期が「最初」の欄の部分（即ち、図３における上側の表の部分）が、１日対応型の断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときの予測熱出力及び予測貯湯熱量の演算結果を示す。又、図３における運転周期が「２回目」の欄の部分（即ち、図３における下側の表の部分）が、２日対応型の断続運転の予測エネルギ削減量を求めるときの予測貯湯熱量及び予測利用熱量の演算結果を示す。
３日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３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給湯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給湯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る。
３日対応型の仮運転パターンの夫々について、上述のように求めた１日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量に、２回目及び３回目の運転周期における予測利用熱量（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、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日対応型の断続運転形態の運転パターンに設定し、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日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３として求める。
そして、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日対応型の断続運転形態の運転パターンに設定し、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日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３として求める。
上述のように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の予測エネルギ削減量を求めるように構成することにより、運転制御部５が、運転周期の開始時点において燃料電池１が停止中のときは、起動時消費エネルギを消費するとして運転メリットを求め、運転周期の開始時点において燃料電池１が運転中のときは、運転周期の開始時点から始まる運転時間帯については、起動時消費エネルギを消費しないとして運転メリットを求め、運転周期の開始時点から間隔をあけて始まる運転時間帯については、起動時消費エネルギを消費するとして運転メリットを求めるように構成されていることになる。
前記停止条件について、説明を加える。
運転制御部５は、出力電力を予測負荷電力に調整する形態で運転時間帯の間燃料電池１を運転すると仮定して、上記式７により単位時間毎に予測熱出力を求めると共に、求めた単位時間毎の予測熱出力を積算することにより、目標発生熱量を求める。
又、運転制御部５は、運転時間帯の開始時点から、出力電力を実負荷電力に追従する電主出力に調整する形態で燃料電池１を運転して、単位時間毎に下記の式１１により実熱出力を求めると共に、求めた単位時間毎の実熱出力を積算することにより、積算実発生熱量を求める。
運転制御部５は、出力電力を予測負荷電力に調整する形態で運転時間帯の間燃料電池１を運転すると仮定して、上記式７により単位時間毎に予測熱出力を求めると共に、求めた単位時間毎の予測熱出力を積算することにより、目標発生熱量を求める。
又、運転制御部５は、運転時間帯の開始時点から、出力電力を実負荷電力に追従する電主出力に調整する形態で燃料電池１を運転して、単位時間毎に下記の式１１により実熱出力を求めると共に、求めた単位時間毎の実熱出力を積算することにより、積算実発生熱量を求める。
実熱出力＝α×｛（電主出力÷電池発電効率）×電池熱効率｝＋余剰電力×α×β−ベース放熱量……………（式１１）
そして、運転制御部５は、燃料電池１の運転中、積算実発生熱量と目標発生熱量とを比較して、積算実発生熱量が目標発生熱量以上になると停止条件が満たされたとして、燃料電池１を停止させる。
以下、図４及び図５に示すフローチャートに基づいて、運転制御部５の制御動作を説明する。
図４に基づいて、運転形態設定処理における制御動作を説明する。
運転制御部５は、運転周期の開始時点（例えば、午前３時）になると、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、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ、１日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１、２日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２及び３日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３を求める（ステップ＃１〜３）。
図４に基づいて、運転形態設定処理における制御動作を説明する。
運転制御部５は、運転周期の開始時点（例えば、午前３時）になると、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、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃ、１日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１、２日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２及び３日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３を求める（ステップ＃１〜３）。
続いて、ステップ＃４にて、１日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ１、２日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ２及び３日対応型の断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉ３のうち最大のものを断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉとする。
続いて、ステップ＃５にて、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃと断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉとを比較して、Ｐｃ≧Ｐｉの場合は、ステップ＃６にて、燃料電池１の運転形態を連続運転形態に設定する。
ステップ＃５にて、Ｐｃ≧Ｐｉでないと判断した場合は、ステップ＃７にて、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌを求め、ステップ＃８では、その求めた熱負荷賄い率Ｕ／Ｌと設定値Ｋとを比較して、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋよりも大きい場合は、ステップ＃９にて、燃料電池１の運転形態を待機形態に設定し、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋ以下の場合は、ステップ＃１０にて、燃料電池１の運転形態を予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に設定する。
続いて、ステップ＃５にて、連続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｃと断続運転形態の予測エネルギ削減量Ｐｉとを比較して、Ｐｃ≧Ｐｉの場合は、ステップ＃６にて、燃料電池１の運転形態を連続運転形態に設定する。
ステップ＃５にて、Ｐｃ≧Ｐｉでないと判断した場合は、ステップ＃７にて、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌを求め、ステップ＃８では、その求めた熱負荷賄い率Ｕ／Ｌと設定値Ｋとを比較して、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋよりも大きい場合は、ステップ＃９にて、燃料電池１の運転形態を待機形態に設定し、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋ以下の場合は、ステップ＃１０にて、燃料電池１の運転形態を予測エネルギ削減量が最大の断続運転形態に設定する。
ちなみに、熱負荷賄い率Ｕ／ＬのＬは、最初の運転周期の各単位時間の予測給湯負荷熱量を合計することにより求めた運転周期の予測給湯負荷熱量である。
又、熱負荷賄い率Ｕ／ＬのＵは、燃料電池１の予測出力熱量を０として、最初の運転周期の予測給湯負荷熱量のうち、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運転周期の予測利用熱量である。
即ち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量がその運転周期の予測給湯負荷熱量として利用されるとして、そ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、各単位時間の予測利用熱量を合計することにより、運転周期の予測利用熱量Ｕを求めることになる。
尚、前記設定値Ｋは、例えば、０．４に設定する。
又、熱負荷賄い率Ｕ／ＬのＵは、燃料電池１の予測出力熱量を０として、最初の運転周期の予測給湯負荷熱量のうち、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運転周期の予測利用熱量である。
即ち、最初の運転周期の開始時点における貯湯熱量がその運転周期の予測給湯負荷熱量として利用されるとして、そ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、各単位時間の予測利用熱量を合計することにより、運転周期の予測利用熱量Ｕを求めることになる。
尚、前記設定値Ｋは、例えば、０．４に設定する。
そして、運転制御手段５は、運転形態選定処理にて定めた運転形態にて燃料電池１を運転する燃料電池運転処理を実行する（ステップ＃１１）。
次に、図５に基づいて、燃料電池１の運転形態を断続運転形態に定めたときの断続運転形態での燃料電池運転処理について説明する。
運転形態選定処理にて設定した運転時間帯の開始時点になると、燃料電池１の出力電力を実負荷電力に追従させる実負荷電力追従運転を開始する（ステップ＃２１，２２）。
その実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実負荷電力を求め、最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に実負荷電力に追従する電主出力を決定し、燃料電池１の出力電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、実負荷電力は、負荷電力計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて計測し、更に、その実負荷電力は、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。
運転形態選定処理にて設定した運転時間帯の開始時点になると、燃料電池１の出力電力を実負荷電力に追従させる実負荷電力追従運転を開始する（ステップ＃２１，２２）。
その実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実負荷電力を求め、最小出力から最大出力の範囲内で、連続的に実負荷電力に追従する電主出力を決定し、燃料電池１の出力電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、実負荷電力は、負荷電力計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて計測し、更に、その実負荷電力は、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。
続いて、ステップ＃２３にて、積算実発生熱量が目標発生熱量以上か否かを判断することにより停止条件が満たされるか否かを判断して、停止条件が満たされないまま次の運転周期の開始時点になると（ステップ＃２３，２４）、ステップ＃２に戻って運転形態選定処理を実行する。
ステップ＃２３にて、停止条件が満たされたと判断した場合は、続いて、ステップ＃２５にて、停止条件が満たされた時点が次運転周期接近時点以降か否かを判断する。
ステップ＃２５にて、次運転周期接近時点よりも前に停止条件が満たされたと判断した場合は、直ちに燃料電池１を停止させて、その停止状態を次の運転周期の開始時点まで維持し（ステップ＃２６，２７）、次の運転周期の開始時点になると、ステップ＃２に戻って運転形態選定処理を実行する。
ステップ＃２５にて、次運転周期接近時点以降に停止条件が満たされたと判断した場合は、次の運転周期の開始時点まで実負荷電力追従運転を継続し（ステップ＃２８，２９）、次の運転周期の開始時点になると、ステップ＃２に戻って運転形態選定処理を実行する。
ステップ＃２３にて、停止条件が満たされたと判断した場合は、続いて、ステップ＃２５にて、停止条件が満たされた時点が次運転周期接近時点以降か否かを判断する。
ステップ＃２５にて、次運転周期接近時点よりも前に停止条件が満たされたと判断した場合は、直ちに燃料電池１を停止させて、その停止状態を次の運転周期の開始時点まで維持し（ステップ＃２６，２７）、次の運転周期の開始時点になると、ステップ＃２に戻って運転形態選定処理を実行する。
ステップ＃２５にて、次運転周期接近時点以降に停止条件が満たされたと判断した場合は、次の運転周期の開始時点まで実負荷電力追従運転を継続し（ステップ＃２８，２９）、次の運転周期の開始時点になると、ステップ＃２に戻って運転形態選定処理を実行する。
燃料電池１の運転形態を待機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を停止させ、次の運転周期の開始時点になると、運転形態選定処理を実行する。
又、燃料電池１の運転形態を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、実負荷電力追従運転を実行し、次の運転周期の開始時点になると、運転形態選定処理を実行する。
又、燃料電池１の運転形態を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、実負荷電力追従運転を実行し、次の運転周期の開始時点になると、運転形態選定処理を実行する。
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、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋよりも大きい場合は、燃料電池１の運転形態が待機形態に設定される。
従って、先の運転形態選定処理にて燃料電池１の運転形態を２日対応型又は３日対応型の断続運転形態に設定して、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２回目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。
従って、先の運転形態選定処理にて燃料電池１の運転形態を２日対応型又は３日対応型の断続運転形態に設定して、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２回目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、熱負荷賄い率Ｕ／Ｌが設定値Ｋ以下になると、新たに、燃料電池１の運転形態が１日対応型、２日対応型、３日対応型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られることになる。
この第１実施形態のコージェネレーションシステムでは、燃料電池１が断続運転形態にて運転されているときに、次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで燃料電池１の運転が継続される。
そして、このように次の運転周期の開始時点まで燃料電池１の運転が継続されている場合に、その運転周期の開始時点で実行する運転形態選定処理において、燃料電池１の運転形態として、連続運転形態が選定された場合、あるいは、その運転周期の開始時点から始まる時間帯を運転時間帯とする断続運転形態が選定された場合は、燃料電池１の運転が停止されることなく継続されるので、時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって燃料電池１が継続して運転されることになる。
従って、燃料電池１の起動及び停止回数が低減されるので、耐久性及び省エネルギ性を向上するように燃料電池１を運転することができる。
そして、このように次の運転周期の開始時点まで燃料電池１の運転が継続されている場合に、その運転周期の開始時点で実行する運転形態選定処理において、燃料電池１の運転形態として、連続運転形態が選定された場合、あるいは、その運転周期の開始時点から始まる時間帯を運転時間帯とする断続運転形態が選定された場合は、燃料電池１の運転が停止されることなく継続されるので、時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって燃料電池１が継続して運転されることになる。
従って、燃料電池１の起動及び停止回数が低減されるので、耐久性及び省エネルギ性を向上するように燃料電池１を運転することができる。
以下、本発明の第１参考形態を説明するが、この第１参考形態は、次運転周期接近時点に達した以降に停止条件が満たされた場合の処理の別の実施形態を説明するものであって、コージェネレーションシステムの全体構成は第１実施形態と同様であるので、コージェネレーションシステムの全体構成については説明を省略して、主として、運転制御部５の制御動作について説明する。
この第１参考形態では、上記の第１実施形態と同様に、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、運転制御部５は、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。
そして、第１実施形態と同様に、運転制御部５は、毎運転周期の開始時点において運転形態選定処理を実行し、その運転形態選定処理では、連続運転形態、１日対応型の断続運転形態、２日対応型の断続運転形態及び３日対応型の断続運転形態の夫々について予測エネルギ削減量を求めて、予測エネルギ削減量が最大の運転形態を燃料電池１の運転形態に定めるように構成されている。
又、この第１参考形態においても、断続運転形態において燃料電池１の運転を停止させるための停止条件は、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件に設定されている。
そして、第１実施形態と同様に、運転制御部５は、毎運転周期の開始時点において運転形態選定処理を実行し、その運転形態選定処理では、連続運転形態、１日対応型の断続運転形態、２日対応型の断続運転形態及び３日対応型の断続運転形態の夫々について予測エネルギ削減量を求めて、予測エネルギ削減量が最大の運転形態を燃料電池１の運転形態に定めるように構成されている。
又、この第１参考形態においても、断続運転形態において燃料電池１の運転を停止させるための停止条件は、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件に設定されている。
この第１参考形態では、運転制御部５が、運転形態選定処理にて断続運転形態を燃料電池１の運転形態として選定して、燃料電池１を断続運転形態にて運転しているときに、次の運転周期の開始時点よりも設定時間前の時点に達することにより次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に、停止条件が満たされた場合は、次運転周期接近時点から次の運転周期の終了時点までの間において、次運転周期接近時点が運転の開始時点となる条件で、次運転周期接近時点から次の運転周期の終了時点までの間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も大きい時間帯を継続運転用の運転時間帯として設定するように構成されている。
この第１参考形態でも、前記設定時間が２時間に設定されている。
この第１参考形態でも、前記設定時間が２時間に設定されている。
そして、運転制御部５は、次運転周期接近時点に達した以降に停止条件が満たされて、上述のように継続運転用の運転時間帯を設定すると、停止条件が満たされても燃料電池１の運転を停止させることなく継続して、継続運転用の運転時間帯の終了時点になると、燃料電池１の運転を停止するように構成されている。
以下、運転制御部５により継続運転用の運転時間帯を設定する処理について、説明を加える。
次運転周期接近時点、即ち、次の運転周期の開始時点よりも２時間前の時点から次の運転周期の終了時点までの間の複数の単位時間のうちで、次運転周期接近時点から始まる１つ又は複数の連続する単位時間を運転時間帯を構成する単位時間とし且つ残りの単位時間を停止時間帯を構成する単位時間とする形態で、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数を異ならせることにより、次運転周期接近時点が運転の開始時点となる条件で、全ての継続運転用の仮運転パターンが形成されて、メモリ３４に記憶されている。
次運転周期接近時点、即ち、次の運転周期の開始時点よりも２時間前の時点から次の運転周期の終了時点までの間の複数の単位時間のうちで、次運転周期接近時点から始まる１つ又は複数の連続する単位時間を運転時間帯を構成する単位時間とし且つ残りの単位時間を停止時間帯を構成する単位時間とする形態で、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数を異ならせることにより、次運転周期接近時点が運転の開始時点となる条件で、全ての継続運転用の仮運転パターンが形成されて、メモリ３４に記憶されている。
全ての継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出力電力を予測負荷電力に追従する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、式２により、予測エネルギ削減量Ｐを求める。
そして、全ての継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継続運転用の仮運転パターンを求めて、その継続運転用の仮運転パターンの運転時間帯を継続運転用の運転時間帯として設定する。
そして、全ての継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継続運転用の仮運転パターンを求めて、その継続運転用の仮運転パターンの運転時間帯を継続運転用の運転時間帯として設定する。
以下、運転制御部５の制御動作を説明する。
尚、運転形態設定処理における制御動作は、図４に基づいて説明した第１実施形態の制御動作と同様であるので、説明を省略する。
図６に示すフローチャートに基づいて、燃料電池１の運転形態を断続運転形態に定めたときの断続運転形態での燃料電池運転処理について説明する。
尚、運転形態設定処理における制御動作は、図４に基づいて説明した第１実施形態の制御動作と同様であるので、説明を省略する。
図６に示すフローチャートに基づいて、燃料電池１の運転形態を断続運転形態に定めたときの断続運転形態での燃料電池運転処理について説明する。
ステップ＃３１〜３７の処理は、第１実施形態で説明した図５に示すフローチャートのステップ＃２１〜２７と同様であるので、詳細な説明を省略する。
つまり、運転時間帯の開始時点になると実負荷電力追従運転を開始し、停止条件が満たされないまま次の運転周期の開始時点になると、運転形態選定処理を実行し、次運転周期接近時点よりも前に停止条件が満たされると、停止条件が満たされた時点で直ちに燃料電池１を停止させて、その停止状態を次の運転周期の開始時点まで維持し、次の運転周期の開始時点になると運転形態選定処理を実行する（ステップ＃３１〜３７）。
つまり、運転時間帯の開始時点になると実負荷電力追従運転を開始し、停止条件が満たされないまま次の運転周期の開始時点になると、運転形態選定処理を実行し、次運転周期接近時点よりも前に停止条件が満たされると、停止条件が満たされた時点で直ちに燃料電池１を停止させて、その停止状態を次の運転周期の開始時点まで維持し、次の運転周期の開始時点になると運転形態選定処理を実行する（ステップ＃３１〜３７）。
ステップ＃３５にて、次運転周期接近時点以降に停止条件が満たされたと判断した場合は、実負荷電力追従運転を継続したままで、上述したように継続運転用の運転時間帯を求めて、実負荷電力追従運転をその継続運転用の運転時間帯の終了時点になるまで継続し、継続運転用の運転時間帯の終了時点になると燃料電池１を停止させて、その停止状態を次の運転周期の開始時点まで維持し、次の運転周期の開始時点になると、図４に示すフローチャートのステップ＃２に戻って運転形態選定処理を実行する（ステップ＃３５，３８〜４２）。
この第１参考形態のコージェネレーションシステムでも、次運転周期接近時点に達した以降に停止条件が満たされた場合は、停止条件が満たされても燃料電池１の運転が停止されることなく継続されて、時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって燃料電池１が継続して運転されることになるので、燃料電池１の起動及び停止回数が低減されることになる。
しかも、そのように時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって燃料電池１が継続して運転されるにしても、その運転時間帯は、次運転周期接近時点から次の運転周期の終了時点までの間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となる時間帯に設定されるので、エネルギ削減量が多くなるように燃料電池１を運転することができるのは勿論である。
従って、耐久性及び省エネルギ性を向上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。
しかも、そのように時系列に並ぶ２回の運転周期にまたがって燃料電池１が継続して運転されるにしても、その運転時間帯は、次運転周期接近時点から次の運転周期の終了時点までの間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となる時間帯に設定されるので、エネルギ削減量が多くなるように燃料電池１を運転することができるのは勿論である。
従って、耐久性及び省エネルギ性を向上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。
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 上記の第１実施形態及び第１参考形態で説明した発明を適用することができるコージェネレーションシステムは、各実施形態で説明したコージェネレーションシステム、即ち、連続運転形態及び断続運転形態のうち運転メリットが大きい方の運転形態に燃料電池１の運転形態を定めるコージェネレーションシステムに限定されるものではない。
例えば、断続運転形態のみを実行するコージェネレーションシステムに適用することができる。
この場合、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運転メリットが高くなる時間帯に運転時間帯を設定するように構成して、単周期対応型の断続運転形態のみを実行するように構成しても良い。
あるいは、上記の第１実施形態及び第１参考形態と同様に、単周期対応型の断続運転形態及び複数周期対応型の断続運転形態のうちから運転メリットが最も高い断続運転形態を選定するように構成しても良い。
次に別実施形態を説明する。
（イ） 上記の第１実施形態及び第１参考形態で説明した発明を適用することができるコージェネレーションシステムは、各実施形態で説明したコージェネレーションシステム、即ち、連続運転形態及び断続運転形態のうち運転メリットが大きい方の運転形態に燃料電池１の運転形態を定めるコージェネレーションシステムに限定されるものではない。
例えば、断続運転形態のみを実行するコージェネレーションシステムに適用することができる。
この場合、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運転メリットが高くなる時間帯に運転時間帯を設定するように構成して、単周期対応型の断続運転形態のみを実行するように構成しても良い。
あるいは、上記の第１実施形態及び第１参考形態と同様に、単周期対応型の断続運転形態及び複数周期対応型の断続運転形態のうちから運転メリットが最も高い断続運転形態を選定するように構成しても良い。
（ロ） 次運転周期接近時点を定めるための設定時間の具体的な設定例は、上記の第１実施形態及び第１参考形態で例示した２時間に限定されるものではなく、次の運転周期の開始時点に近い時点を特定できるように、設定される運転周期の長さに応じて種々に設定することができる。
（ハ） 単周期対応型及び複数周期対応型夫々の断続運転形態において運転メリットが高くなるように運転時間帯を定めるに当たって、上記の第１実施形態及び第１参考形態では、運転メリットが最も高くなる時間帯に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い時間帯に運転時間帯を定める等、運転メリットが高くなる条件は種々に変更可能である。
（ニ） 運転メリットとしては、上記の第１実施形態及び第１参考形態で説明したエネルギ削減量に限定されるものではなく、燃料電池１を運転することによる予測エネルギコスト削減額、又は、燃料電池１を運転することによる予測二酸化炭素削減量等を用いることができる。
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。
燃料電池１を運転させない場合のエネルギコストは、予測負荷電力の全てを商用電源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、予測不足電力量を商用電源７から買電するときのコストと、予測不足熱量を補助加熱器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。
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。
燃料電池１を運転させない場合のエネルギコストは、予測負荷電力の全てを商用電源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、予測不足電力量を商用電源７から買電するときのコストと、予測不足熱量を補助加熱器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、予測不足電力量を商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測不足熱量を補助加熱器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。
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、予測不足電力量を商用電源７から買電するときの二酸化炭素発生量と、予測不足熱量を補助加熱器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。
（ホ） 停止条件としては、上記の第１実施形態及び第１参考形態で説明した条件、即ち、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で燃料電池１を運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件に限定されるものではなく、運転時間帯の終了時点に達する条件等、種々の条件に設定することができる。
（ヘ） 上記の第１実施形態及び第１参考形態では、熱負荷賄い率として、運転周期の予測給湯負荷熱量に対する運転周期の予測利用熱量の比率を用いたが、運転周期の予測給湯負荷熱量に対する運転周期の開始時点における貯湯槽２の貯湯熱量の比率を用いても良い。
（ト） 熱電併給装置として、上記の第１実施形態及び第１参考形態では、燃料電池１を適用したが、これ以外に、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。
以上説明したように、耐久性及び省エネルギ性を向上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。
１ 熱電併給装置
２ 貯湯槽
４ 貯湯手段
５ 運転制御手段
２ 貯湯槽
４ 貯湯手段
５ 運転制御手段
Claims (4)
- 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、運転周期の開始時点において、その運転周期内のうちで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運転メリットが高くなる時間帯を運転時間帯として設定し、その設定した運転時間帯の開始時点で前記熱電併給装置の運転を開始して運転中は実負荷電力に基づいて前記熱電併給装置の出力電力を調整し、停止条件が満たされると前記熱電併給装置の運転を停止す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、次の運転周期の開始時点よりも設定時間前の時点に達することにより次の運転周期の開始時点に近い次運転周期接近時点に達した以降に、前記停止条件が満たされた場合は、次の運転周期の開始時点まで前記熱電併給装置の運転を継続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。 - 前記運転制御手段が、
前記運転時間帯として、時系列に並ぶ複数の運転周期から構成される運転条件設定対象期間の最初の運転周期内の時間帯において前記熱電併給装置を運転すると仮定したときに、前記最初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運転メリットが高くなる時間帯と、前記最初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運転条件設定対象期間を構成する複数の運転周期のうちの前記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に基づいて求められる運転メリットが高くなる時間帯とのうちで、より運転メリットが高い時間帯を設定するように構成され、且つ、
前記最初の運転周期の開始時点における前記貯湯槽の貯湯熱量で前記最初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熱負荷賄い率が設定値以下のときは、設定した運転時間帯の開始時点で前記熱電併給装置の運転を開始し、前記熱負荷賄い率が前記設定値よりも大きいときは、前記最初の運転周期の間、前記熱電併給装置の運転を停止させるように構成されている請求項１に記載のコージェネレーションシステム。 - 前記運転制御手段が、運転周期の開始時点において前記熱電併給装置が運転中のときは、運転周期の開始時点から始まる運転時間帯については、前記熱電併給装置を起動するときの起動時消費エネルギを消費しないとして運転メリットを求め、運転周期の開始時点から間隔をあけて始まる運転時間帯については、前記起動時消費エネルギを消費するとして運転メリットを求めるように構成されている請求項１又は２に記載のコージェネレーションシステム。
- 前記停止条件が、実負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で前記熱電併給装置を運転することにより発生した熱量が、時系列的な予測負荷電力に基づいて出力電力を調整する形態で前記熱電併給装置を前記運転時間帯の間運転すると仮定したときに発生すると予測される熱量に達する条件である請求項１〜３のいずれか１項に記載のコージェネレーションシステム。
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