JP7471186B2 - エネルギー量導出装置及び熱電併給システム - Google Patents
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Description
電力メーターにより測定される、前記電力系統から前記電力線へ供給される購入電力量に関する情報と、前記電力メーターにより測定される、前記電力線から前記電力系統へ供給される売却電力量に関する情報と、ガスメーターにより測定される、前記ガス供給管を経由して前記施設に供給される燃料ガスの量である購入ガス量に関する情報とを取得する情報取得部、及び、
前記購入電力量及び前記熱電併給装置の発電電力量の和から前記売却電力量を減算して得られる値を、前記電力消費装置で利用される利用電力量として導出し、前記購入ガス量及び前記熱電併給装置が発生する熱量のうちの前記熱消費装置で利用される熱量に相当する燃料ガスの量である利用熱量相当ガス量の和から前記熱電併給装置の運転に利用される燃料ガスの量である発電利用ガス量を減算した値を、前記熱消費装置で利用される燃料ガスの量である利用ガス量として導出する導出部を備える点にある。
従って、施設に設けられた熱電併給装置から供給される電力及び熱を考慮して、電力消費装置での利用電力量及び熱消費装置での利用ガス量を決定できるエネルギー量導出装置を提供できる。
ここで、前記発電電力メーターは、前記熱電併給装置が有している電力測定機能を用いて実現されてもよい。
以下に図面を参照して本発明の第1実施形態に係るエネルギー量導出装置10について説明する。
図1は、第1実施形態のエネルギー量導出装置10を備える熱電併給システムの構成を示す図である。図2は、熱電併給システムでの電力及びガス及び熱の移動を示す図である。図示するように、住居や事業所などの施設Bに、照明機器や空調機器などの電力消費装置6、及び、暖房機器や給湯機器などの熱消費装置7、及び、熱電併給装置5が設置されている。熱電併給装置5は、ガス供給管4から供給される燃料ガスを消費して熱と電気とを併せて発生させる装置である。例えば、熱電併給装置5としては、都市ガスなどの燃料ガスを改質して消費する燃料電池を備える装置や、燃料ガスを燃焼させるガスエンジンとそのガスエンジンにより駆動される発電機とを備える装置などがある。
また、熱電併給装置5で発生した電力が電力消費装置6の消費電力よりも大きい場合、その余剰電力が施設Bの電力線2から電力系統1へと供給される(即ち、施設Bから電力系統1へ電力が売却される)。その売却電力量も、電力メーター8により測定される。
エネルギー量導出装置10は、情報取得部11と、導出部12とを備える。図1に例示するエネルギー量導出装置10は、情報を記憶する記憶部13も備える。
第1実施形態のエネルギー量導出装置10では、熱電併給装置5が、1日の中で、定格発電電力で24時間連続して運転される場合を想定する。記憶部13には、施設Bに設置されている熱電併給装置5の定格発電電力に関する情報が記憶されている。加えて、記憶部13には、熱電併給装置5が運転される時間帯に関する情報が記憶されている。例えば、記憶部13には、熱電併給装置5が1日の中で24時間連続して運転されるという情報が記憶されている。そして、導出部12は、発電電力量P2=熱電併給装置5の定格発電電力×熱電併給装置5について想定される所定の発電想定期間、という式によって発電電力量P2を決定する。このうち、熱電併給装置5の定格発電電力、熱電併給装置5について想定される所定の発電想定期間は、記憶部13に予め記憶されている。
導出部12は、発電利用ガス量G2(m3)=発電電力量P2(kWh)÷熱電併給装置5の発電電力に応じた発電効率×所定の単位換算値(MJ/kWh)÷ガス発熱量(MJ/m3)、という式によって発電利用ガス量G2を決定する。このうち、熱電併給装置5の発電電力に応じた発電効率、所定の単位換算値(MJ/kWh)、ガス発熱量(MJ/m3)は、記憶部13に予め記憶されている。
熱電併給装置5で発生した熱量は、熱消費装置7で利用される利用熱量と、廃棄される未利用熱量とに分かれる。例えば、施設Bのそれぞれで消費される熱量は異なるため、記憶部13には、熱電併給装置5で発生した熱量のうちの利用熱量(MJ)についての情報が、施設B毎に記憶されている。そして、導出部12は、熱電併給装置5で発生した熱量のうちの利用熱量を所定の給湯器から供給する場合に、どれだけの燃料ガスが必要になるのかを示す利用熱量相当ガス量G4を決定する。例えば、導出部12は、利用熱量相当ガス量G4=熱電併給装置5で発生した熱量のうちの利用熱量(MJ)÷当該利用熱量の熱を所定の給湯器から供給する場合の給湯器効率÷ガス発熱量(MJ/m3)、という式によって利用熱量相当ガス量G4を決定する。
また、導出部12は、利用ガス量=購入ガス量G1+利用熱量相当ガス量G4-発電利用ガス量G2、という計算によって、熱消費装置7での利用ガス量を導出できる。
第2実施形態のエネルギー量導出装置10は、熱電併給装置5の発電電力量の決定手法が上記実施形態と異なっている。以下に第2実施形態のエネルギー量導出装置10について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第3実施形態のエネルギー量導出装置10は、熱電併給装置5の発電電力量の決定手法が上記実施形態と異なっている。以下に第3実施形態のエネルギー量導出装置10について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態では、熱電併給装置5の発電電力、即ち、電力出力線3を介して熱電併給装置5から供給される発電電力は、発電電力メーター14により測定される。そして、エネルギー量導出装置10が備える情報取得部11は、発電電力メーター14により測定される、熱電併給装置5の発電電力に関する情報を取得する。情報取得部11が取得した、熱電併給装置5の発電電力に関する情報は記憶部13に記憶される。そして、導出部12は、発電電力メーター14により測定される熱電併給装置5の発電電力(kW)を時間積分して得られる値を、発電電力量P2として決定する。
<1>
上記実施形態において、導出部12は、熱電併給装置5の経年劣化を考慮してもよい。
例えば、導出部12は、熱電併給装置5の経年劣化を考慮して発電電力量P2を決定してもよい。この場合、エネルギー量導出装置10の情報取得部11は、熱電併給装置5の累積運転期間についての情報を取得し、記憶部13に記憶させておく。また、記憶部13に、熱電併給装置5の累積運転期間の長さに応じた定格発電電力、即ち、経年劣化を考慮して定められる定格発電電力を記憶しておく。そして、導出部12は、上述したように発電電力量P2を決定するための計算を行う場合に、その累積運転期間の長さに応じた定格発電電力を参照する。
上記実施形態において、導出部12は、上述した方法で導出した、電力消費装置6で利用される利用電力量に基づいて、電力料金を決定してもよい。この場合、導出部12は、予め設定された電力単価に、導出した利用電力量を乗算して、電力料金を決定できる。或いは、導出部12は、購入電力及び発電電力及び売却電力のそれぞれの単価を考慮して、電力料金=購入電力単価×購入電力量+発電電力単価×発電電力量-売却電力単価×売却電力量、という式によって電力料金を決定してもよい。
図5に例示したような発電利用ガスメーター15及び発電電力メーター14及び利用熱量計16の機能を、熱電併給装置5が有している機能で実現してもよい。
上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
2 電力線
3 電力出力線
4 ガス供給管
5 熱電併給装置
6 電力消費装置
7 熱消費装置
8 電力メーター
9 ガスメーター
10 エネルギー量導出装置
11 情報取得部
12 導出部
13 記憶部
14 発電電力メーター
B 施設
Claims (11)
- 施設内に電力消費装置と熱消費装置と熱電併給装置とが設けられ、ガス供給管から供給される燃料ガスが、当該燃料ガスを消費して熱と電気とを併せて発生させる前記熱電併給装置と、当該燃料ガスを熱として消費できる前記熱消費装置とに供給され、前記電力消費装置が接続される電力線に、前記熱電併給装置の電力出力線と電力系統とが接続されることで、前記電力系統から供給される電力及び前記熱電併給装置から供給される電力の少なくとも一方が前記電力消費装置に供給される熱電併給システムにおいて用いられ、
電力メーターにより測定される、前記電力系統から前記電力線へ供給される購入電力量に関する情報と、前記電力メーターにより測定される、前記電力線から前記電力系統へ供給される売却電力量に関する情報と、ガスメーターにより測定される、前記ガス供給管を経由して前記施設に供給される燃料ガスの量である購入ガス量に関する情報とを取得する情報取得部、及び、
前記購入電力量及び前記熱電併給装置の発電電力量の和から前記売却電力量を減算して得られる値を、前記電力消費装置で利用される利用電力量として導出し、前記購入ガス量及び前記熱電併給装置が発生する熱量のうちの前記熱消費装置で利用される利用熱量に相当する燃料ガスの量である利用熱量相当ガス量の和から前記熱電併給装置の運転に利用される燃料ガスの量である発電利用ガス量を減算した値を、前記熱消費装置で利用される燃料ガスの量である利用ガス量として導出する導出部を備えるエネルギー量導出装置。 - 前記導出部は、前記発電電力量=前記熱電併給装置の定格発電電力×前記熱電併給装置について想定される所定の発電想定期間、という式によって前記発電電力量を決定する請求項1に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、前記発電電力量=前記熱電併給装置の定格発電電力×前記熱電併給装置の実際の発電期間、という式によって前記発電電力量を決定する請求項1に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、前記発電利用ガス量(m3)=前記発電電力量(kWh)÷前記熱電併給装置の発電電力に応じた発電効率×所定の単位換算値(MJ/kWh)÷ガス発熱量(MJ/m3)、という式によって前記発電利用ガス量を決定する請求項1~3の何れか一項に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、前記熱電併給装置の経年劣化を考慮して前記発電電力量を決定する請求項1~4の何れか一項に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、発電電力メーターにより測定される前記熱電併給装置の発電電力を時間積分して得られる値を、前記発電電力量として決定する請求項1に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記発電電力メーターは、前記熱電併給装置が有している電力測定機能を用いて実現される請求項6に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、前記発電利用ガス量(m3)=前記発電電力メーターにより測定される前記熱電併給装置の発電電力(kW)を当該発電電力に応じた発電効率で割った値を時間積分して得られる値×所定の単位換算値(MJ/kWh)÷ガス発熱量(MJ/m3)、という式によって前記発電利用ガス量を決定する請求項6又は7に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、前記熱電併給装置の経年劣化を考慮して前記発電効率を決定する請求項4又は8に記載のエネルギー量導出装置。
- 前記導出部は、前記利用熱量相当ガス量(m3)=前記熱電併給装置が発生する熱量のうちの前記熱消費装置で利用される利用熱量(MJ)÷当該利用熱量の熱を所定の給湯器から供給する場合の給湯器効率÷ガス発熱量(MJ/m3)、という式によって前記利用熱量相当ガス量を決定する請求項1~9の何れか一項に記載のエネルギー量導出装置。
- 請求項1~10の何れか一項に記載のエネルギー量導出装置を備える熱電併給システム。
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