KR20110139183A - 에너지 공급 시스템 - Google Patents

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KR20110139183A
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히로아키 가네코
히데오 오하라
마사타카 오제키
요시카즈 다나카
구니히로 우카이
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파나소닉 주식회사
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Abstract

전력 및 열 중 적어도 어느 한쪽의 공급을 행하는 에너지 공급 장치(1a)와, 동작 보증 기간보다 전에 운전 시간 수명에 이르지 않도록 상기 동작 보증 기간보다 짧은 제 1 소정 기간에 있어서 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 1 최대 운전 시간을 설정함과 아울러, 상기 설정된 제 1 최대 운전 시간에 근거하여, 상기 제 1 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간이 상기 제 1 최대 운전 시간을 넘지 않도록 상기 제 1 소정 기간보다 짧은 제 2 소정 기간에 있어서의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 2 최대 운전 시간을 연산에 의해 구함으로써 설정하도록 구성된 제어 장치(6)를 구비하는 에너지 공급 시스템.

Description

에너지 공급 시스템{ENERGY SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 전력이나 열 등을 공급하는 에너지 공급 시스템에 관한 것이다.
에너지 공급 시스템으로서는, 종래부터 가스 엔진 발전기나 가스 엔진 에너지 공급 시스템이 알려져 있지만, 특히 최근에 주목을 받고 있는 것으로는, 연료 전지를 이용하여 전력과 열을 병급(倂給)하는 연료 전지 시스템이 있다.
상기 연료 전지 시스템으로서, 운전 시간이나 운전 횟수에 따라서 수명이 설정되고, 상기 수명이 되면 강제적으로 운전을 정지시키는 것이 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
내용(耐用) 운전 기간에 근거하여 연료 전지의 운전 계획을 작성하는 연료 전지의 운전 방법도 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).
과거의 부하 실적으로부터 부하를 예측하고, 이에 근거하여 운전 시간대를 결정하는 코제너레이션(co-generation) 장치의 운전 계획 방법도 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 3 참조).
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-63903호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2007-323843호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2003-61245호 공보
종래의 연료 전지나 코제너레이션 장치에서는, 통상, 동작 보증 기간이 설정되어 있고, 이 동작 보증 기간 전에 수명이 끝나는 것은 바람직하지 못하다. 상기 종래의 연료 전지나 코제너레이션 장치에서는, 이 점에 대해서 일정한 고려는 되어 있지만, 장치의 수명 그 자체를 짧게 해 버릴 가능성이 있었다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝날 가능성을 저감하면서, 장치의 수명을 길게 할 수 있는 에너지 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 이하의 지견을 얻었다.
즉, 예컨대 연료 전지를 이용한 코제너레이션 시스템에 있어서, 기동 정지를 빈번히 행하면, 장치의 수명에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 상기 종래의 연료 전지나 코제너레이션 장치에서는, 장치 수명은 소여의 것으로 여겨져서, 기동 정지의 횟수나 기동 정지가 장치 수명에 주는 영향에 대해서 고려가 이루어져 있지 않았기 때문에, 장치의 수명을 오히려 짧게 해버릴 위험이 있다. 기동 정지의 횟수와 운전 시간은 서로 밀접한 관계가 있기 때문에, 양자의 관계를 조정하면서 적절한 운전을 행하는 것이 필요해진다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 전력 및 열 중 적어도 어느 한쪽의 공급을 행하는 에너지 공급 장치와, 상기 에너지 공급 장치의 동작 보증 기간보다 전에 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간 수명에 이르지 않도록 상기 동작 보증 기간보다 짧은 제 1 소정 기간에 있어서 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 1 최대 운전 시간을 설정함과 아울러, 상기 설정된 제 1 최대 운전 시간에 근거하여, 상기 제 1 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간이 상기 제 1 최대 운전 시간을 넘지 않도록 상기 제 1 소정 기간보다 짧은 제 2 소정 기간에 있어서의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 2 최대 운전 시간을 연산에 의해 구함으로써 설정하도록 구성된 제어 장치를 구비한다.
이러한 구성에서는, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝날 가능성을 저감하면서, 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징, 및 이점은, 첨부 도면 참조하여, 이하의 바람직한 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
본 발명의 에너지 공급 시스템에 의하면, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝나지 않아 운전을 계속할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 에너지 공급 시스템의 구성예를 나타낸 블록도,
도 2는 실시형태 1에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 3은 실시형태 1에 의한 에너지 공급 시스템의 운전 이력의 일례를 나타낸 도면,
도 4는 종래의 기술에 의한 에너지 공급 시스템의 운전 이력의 일례를 나타낸 도면,
도 5는 실시형태 1의 변형예 1에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 6은 실시형태 1의 변형예 2에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 7은 실시형태 1의 변형예 3에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 8은 실시형태 2에 의한 에너지 공급 시스템의 구성예를 나타낸 블록도,
도 9는 실시형태 2에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 10은 변형예 4에 의한 에너지 공급 시스템의 리모트 컨트롤 조작에 의한 운전 시각 입력 이상의 일례를 나타낸 도면,
도 11은 실시형태 3에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 12는 실시형태 4에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도,
도 13은 실시형태 5에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 실시형태의 에너지 공급 시스템은, 전력 및 열 중 적어도 어느 한쪽의 공급을 행하는 에너지 공급 장치(예컨대, 도 1의 연료 전지 유닛(1a))와, 상기 에너지 공급 장치의 동작 보증 기간보다 전에 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간 수명에 이르지 않도록 상기 동작 보증 기간보다 짧은 제 1 소정 기간에 있어서 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 1 최대 운전 시간을 설정함과 아울러, 상기 설정된 제 1 최대 운전 시간에 근거하여, 상기 제 1 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간이 상기 제 1 최대 운전 시간을 넘지 않도록 상기 제 1 소정 기간보다 짧은 제 2 소정 기간에 있어서의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 2 최대 운전 시간을 연산에 의해 구함으로써 설정하도록 구성된 제어 장치(예컨대, 도 1의 제어 장치(6))를 구비한다.
이러한 구성에서는, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝날 가능성을 저감하면서, 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제 2 소정 기간에 있어서의 기동 정지 횟수를 소정 횟수 미만으로 제한하면서 상기 에너지 공급 장치를 운전하도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제 1 최대 운전 시간이 일정값이더라도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 미리 정해진 조건에 따라 상기 제 1 최대 운전 시간을 변화시켜도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 미리 정해진 조건은, 달력 정보, 계절 정보, 외기 온도, 및 시수(市水) 온도 중 적어도 어느 하나이더라도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제 1 소정 기간은, n을 자연수로 하여, n일, n주, n월, 및 n년 중 어느 것이더라도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제 2 소정 기간은, n을 자연수로 하여, n시간, n일, n주, n월, 및 n년 중 어느 것이더라도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 미리 정해진 패턴에 따라 상기 제 1 소정 기간을 변화시켜도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 단위 운전 시간당 에너지 비용 삭감량이 최대로 되도록, 상기 제 1 최대 운전 시간 및 상기 제 2 최대 운전 시간을 설정하도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 에너지 공급 장치의 에너지 소비량이 최소로 되도록, 상기 제 1 최대 운전 시간 및 상기 제 2 최대 운전 시간을 설정하도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 에너지 공급 장치가 에너지 공급을 행하는 대상의 소비 에너지 삭감량이 최대로 되도록, 상기 제 1 최대 운전 시간 및 상기 제 2 최대 운전 시간을 설정하도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 에너지 공급 장치의 기동 시각 및 정지 시각을 입력하기 위한 조작기(예컨대, 도 10의 리모트 컨트롤(7))를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각으로부터 상기 정지 시각까지의 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않는 경우는, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각 및 상기 정지 시각을, 상기 에너지 공급 장치의 기동 시각 및 정지 시각인 장치 기동 시각 및 장치 정지 시각으로서 설정함과 아울러, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각으로부터 상기 정지 시각까지의 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘는 경우는, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각 및 상기 정지 시각을, 상기 장치 기동 시각 및 상기 장치 정지 시각으로서 설정하지 않도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각으로부터 상기 정지 시각까지의 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘는 경우에, 상기 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘고 있는 취지를 통지하도록 구성된 통지기를 구비해도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 에너지 공급 장치의 누적 운전 시간에 근거하여 상기 제 1 최대 운전 시간을 갱신하도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제 2 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간에 이르지 않는 경우에, 상기 제 2 최대 운전 시간과 상기 제 2 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간과의 차이를 연산하고 이것을 누적해서 누적 잉여 운전 시간으로서 기억하도록 구성되어 있어도 좋다.
상기 에너지 공급 시스템에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 누적 잉여 운전 시간이, 미리 설정된 제 3 소정 기간으로 된 경우에, 상기 제 1 최대 운전 시간을 재설정하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 「에너지 공급 장치」로서는, 연료 전지가 적합하게 사용되는 것 외에, 내연 기관형의 발전기 등도 사용될 수 있다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 에너지 코제너레이션 시스템의 구성예를 나타낸 블록도로서, 여기서의 에너지 공급 시스템의 일례로서 연료 전지 시스템을 나타낸다.
본 실시형태의 에너지 공급 시스템(1)은, 연료 전지에 의해 발전을 행하는 연료 전지 유닛(1a)과, 연료 전지 유닛(1a)의 연료 전지의 발전에 의해 동시에 발생하는 열을 이용하여, 시수를 온수로 승온시켜서 비축하는 저탕(貯湯) 유닛(1b)을 구비하고, 연료 전지 유닛(1a)에서 발전한 전력은 전력 계통(2)으로부터의 전력과 함께 전력 소비 기기(3)로 공급된다.
전력 소비 기기(3)에서 소비되는 전력 부하량은 전력계(4)에 의해 계측되어, 제어 장치(6)에 있는 기억기(6a)로 차차 축적된다.
또한, 저탕 유닛(1b)에 비축된 온수는, 수도의 수도 꼭지 등으로부터 온수로서 공급되고, 온수로서 이용되는 열부하량은 열량계(5)에 의해서 계측되어, 제어 장치(6)에 있는 기억기(6a)로 차차 축적된다.
열량계(5)는, 예컨대, 시수 온도를 계측하는 온도 센서(도시하지 않음)와, 저탕 유닛(1b)으로부터 공급되는 온수의 온도를 계측하는 온도 센서(도시하지 않음)와, 저탕 유닛(1b)으로부터 공급되는 온수의 유량을 계측하는 유량계(도시하지 않음)로 이루어지고, 시수와 온수의 온도차와 온수의 유량과의 곱에 의해, 온수로서 이용되는 열부하량을 연산하는 것이다.
또한, 연료 전지 시스템(1)에는, 저탕 유닛(1b) 내에 온수가 없는 경우에도 온수를 공급할 수 있도록, 백업 급탕기(도시하지 않음)가 장비되어 있다.
제어 장치(6)는 연료 전지 유닛(1a) 및 에너지 공급 시스템(1)의 운전을 제어한다.
제어 장치(6)는, 또한, 기억기(6a)에 축적된 전력 부하 수요 및 열부하 수요의 과거의 이력으로부터 장래의 전력 부하 수요 및 열부하 수요의 시계열 패턴을 예측하는 수요 예측기(6b)와, 수요 예측기(6b)에 의해 예측된 전력 부하 수요와 열부하 수요 시계열 패턴에 근거하여, 연료 전지 시스템의 기동 시각과 정지 시각을 결정하는 운전 계획기(6c)와, 소정 기간(예컨대, 1일)에 있어서 연료 전지 시스템이 운전가능한 최대 운전 시간을 설정하는 운전 계획기(6d)와, 소정 기간을 설정하는 기간 설정기(6e)를 갖는다.
수요 예측기(6b)는 기억기(6a)에 기억된 일정 기간(예컨대, 1년간)의 열부하 수요의 발생 이력 및 전력 부하 수요의 이력을 판독하고, 상기 이력을 기초로 하여 장래의 소정 기간(예컨대, 1일)에 있어서 시간 추이와 함께 변하는 전력 부하의 예측 수요 및 장래의 소정 기간(예컨대 1일)에 있어서 시간 추이와 함께 변하는 열부하의 예측 수요(이하, 이것들을 「전력 부하 예측 수요」 및 「열부하 예측 수요」라고 약기함)를 추정 연산하여, 이들 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 기억기(6a)에 차차 기억한다.
또한, 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요의 추정에 필요한 과거의 전력 부하 및 열부하의 열소비 이력의 축적 기간은, 본 실시형태의 연료 전지 시스템이 설치된 대상에서의 전력과 열의 소비 사이클을 시스템이 적절히 파악할 수 있는 기간이 바람직하고, 예컨대 연료 전지 시스템이 일반 가정에 설치된 경우이면, 수일~수개월 정도이다.
또한, 전력 부하 및 열부하의 발생 이력으로부터, 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 추정하는 수법은 이미 여러 가지 제안되어 있으며, 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
운전 계획기(6d)는, 연료 전지 유닛(1a)의 동작 보증 기간(예컨대, 10년)보다 전에 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간 수명(예컨대, 4만 시간)에 이르지 않도록 동작 보증 기간보다 짧은 제 1 소정 기간(예컨대, 1주일)에 있어서 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간의 상한값인 제 1 최대 운전 시간을 설정함과 아울러, 설정된 제 1 최대 운전 시간에 근거하여, 제 1 소정 기간 내의 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간이 제 1 최대 운전 시간을 넘지 않도록 제 1 소정 기간보다 짧은 제 2 소정 기간(예컨대, 1일)에 있어서의 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간의 상한값인 제 2 최대 운전 시간을 연산에 의해 구함으로써 설정한다.
이러한 구성에서는, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝날 가능성을 저감하는 것과, 장치 수명의 저하를 억제하는 것을 동시에 실현할 수 있다.
제어 장치(6)는, 제 2 소정 기간에 있어서의 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않도록, 연료 전지 유닛(1a)을 운전한다. 구체적으로는, 예컨대, 제 2 소정 기간에 있어서의 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않도록, 연료 전지 유닛(1a)의 기동 시각 및 정지 시각을 하나씩 설정한다. 즉, 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 예정 운전 시간으로 되고, 이것이 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않도록 하면 바람직하다. 이때 예컨대, 후술하는 에너지 비용 삭감량이 최대로 되도록, 또한, 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 제 2 최대 운전 시간으로 되도록, 제 2 소정 기간에 있어서, 기동 시각과 정지 시각을 결정해도 좋다. 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간은 제 2 최대 운전 시간과 같지 않아도 좋고, 제 2 최대 운전 시간보다 짧은 시간으로 되도록, 기동 시각과 정지 시각이 결정되어도 좋다. 기동 시각과 정지 시각을 결정하는 구체적인 방법에 대해서는, 후술하는 변형예 등도 적절히 참조할 수 있다.
일례로서, 동작 보증 기간(상품 수명)을 10년, 운전 시간 수명(내구 시간)을 4만 시간으로 하고, 제 1 소정 기간을 1주일, 제 2 소정 기간을 1일로 한다. 이때, 제 1 최대 운전 시간은, 예컨대, 10년=521.4주간으로부터, 4만 시간÷521.4주간=76.7시간/주로 할 수 있다. 또한, 제 2 최대 운전 시간은, 예컨대, 7.7시간 이상 20시간 이하의 소정의 시간으로 할 수 있다. 효율을 고려하여, 제 2 최대 운전 시간은 일정한 하한값(예컨대, 7.7시간) 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
제 1 최대 운전 시간은, 조작자에 의해 입력됨으로써, 제어 장치(6)의 도시되지 않은 기억부에 기억되어도 좋고, 동작 보증 기간과 운전 시간 수명과 제 1 소정 기간에 근거하는 연산에 의해, 제어 장치(6)가 자동적으로 구해도 좋다. 후자의 경우, 동작 보증 기간과 운전 시간 수명과 제 1 소정 기간은, 예컨대 조작자에 의해 입력됨으로써, 제어 장치(6)의 도시되지 않은 기억부에 기억되어도 좋다. 제 1 최대 운전 시간은, 예컨대 이하의 식(1)로부터 구할 수 있다.
제 1 최대 운전 시간=운전 시간 수명/(동작 보증 기간/제 1 소정 기간) … (1)
제 2 최대 운전 시간은, 설정된 제 1 최대 운전 시간에 근거하는 연산에 의해, 제어 장치(6)가 자동적으로 구할 수 있다.
표 1은, 제 1 소정 기간을 1주일, 제 2 소정 기간을 1일로 하고, 제 1 최대 운전 시간을 76.7시간으로 한 경우에, 제어 장치(6)에 의해 설정된 제 2 최대 운전 시간의 일례를 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1의 예에서는, 제 1 소정 기간을 복수의 제 2 소정 기간으로 구분하고, 각각의 제 2 소정 기간에 대한 제 2 최대 운전 시간이, 동일의 제 1 소정 기간에 속하는 모든 제 2 소정 기간의 제 2 최대 운전 시간의 합계가 상기 제 1 소정 기간에 있어서의 제 1 최대 운전 시간 이하로 되도록, 설정되어 있다. 또한, 표 1에 있어서의 제 2 소정 기간은, 각 하루당, 오전 0시(심야)를 기점으로 하고, 다음날의 오전 0시(심야)를 종점으로 하는 24시간을 말하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
제어 장치(6)는 연료 전지 유닛(1a)의 기동 정지를 행하지만, 이때, 제 2 소정 기간의 운전 시간이 제 2 최대 운전 시간으로 되도록, 연료 전지 유닛(1a)을 기동 정지한다. 단, 예컨대 조작자 등에 의한 개입이 있으면, 정지하거나, 재기동하거나 하는 것으로 해도 좋다. 제어 장치(6)는 제 2 소정 기간에 있어서의 기동 정지의 횟수를 소정 횟수 미만(3회 미만, 즉 2회 이하)으로 제한하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기동 정지의 지나친 반복에 의한 장치 수명의 저하를 보다 확실히 억제할 수 있다.
이와 같이, 최대 운전 시간의 설정과 기동 정지의 횟수 제한을 관련시킴으로써, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝날 가능성을 저감하는 것과, 장치 수명의 저하를 억제하는 것을 동시에, 또한 보다 확실히 실현할 수 있다.
제 2 소정 기간은 제 1 소정 기간을 자연수 n으로 나눈 기간으로 하는 것이 바람직하다. 상술의 예에서는, n은 7이다.
제 2 소정 기간에 있어서의 기동 정지의 횟수는 1회로 제한하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 제어 장치(6)는, 제 2 소정 기간에 있어서, 연료 전지 유닛(1a)의 운전 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않는 한도에서, 1번만 연료 전지 유닛(1a)을 기동하고, 1번만 연료 전지 유닛(1a)을 정지하는 것이 바람직하다. 소정의 제 2 소정 기간과, 다음 제 2 소정 기간 사이는 반드시 연료 전지 유닛(1a)이 정지되어 있는 것으로 해도 좋고, 정지되어 있을 필요가 없는 것으로 해도 좋다. 전자의 경우, 연료 전지 유닛(1a)은 제 2 소정 기간에 있어서 반드시 1회는 운전이 정지되기 때문에, 정기적인 운전 정지에 의해, 연료 전지 유닛(1a)의 수명 향상이 도모된다. 후자의 경우, 특정한 제 2 소정 기간에 있어서의 운전 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않으면, 구체적인 기동 시각이나 정지 시각 및 그 전후 관계는 특별히 한정되지 않는 것으로 할 수 있다.
제어 장치(6)가 제 1 최대 운전 시간, 및/또는 제 2 최대 운전 시간을 구하는 데 있어서는, 부하 수요의 예측이나 에너지 비용 삭감량 등, 다양한 요소를 고려하는 것이 가능하다. 이하, 에너지 비용 삭감량을 최대로 하는 경우의 최대 운전 시간의 설정 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 이하의 조건이 성립하고 있는 것으로 한다. 여기서 「연료 전지의 발전 효율」이란, 연료 전지에 공급된 가스의 에너지(열량)에 대한, 발전에 의해 얻어지는 전력의 에너지(열량)의 비율을 말한다. 「연료 전지의 급탕 효율」이란, 연료 전지에 공급된 가스의 에너지(열량)에 대한, 발전에 의해 부(副)생성물로서 얻어지는 온수의 에너지(열량)의 비율을 말한다.
가스 요금: A[원/kWh]
전기 요금: B[원/kWh]
가정에서 소비되는 온수의 열량 C[kWh]
연료 전지의 발전 효율: α
연료 전지의 급탕 효율: β
종래의 급탕기 효율: γ
열량 C(온수와 시수[수돗물]의 온도차와 용적으로부터 구해지는, 급탕을 위해 필요한 열량을 말함)만큼 끓인 물을 공급하기 위해서, 연료 전지에서 소비되는 가스의 양은, C/β[kWh]로 된다. 가스 요금은 A×C/β[원]으로 된다. 이때 연료 전지에서는, 소비된 가스량에 따라 발전이 행해진다. 발전량은 α×C/β[kWh]으로 된다. 따라서, 본 실시형태의 에너지 공급 시스템(1)의 경우, 열량 C[kWh]의 온수와, 전력 α×C/β[kWh]을, A×C/β[원]의 비용으로 얻을 수 있게 된다.
한편, 종래와 같이, 온수는 가스 급탕기로 생성하고, 전력은 계통으로부터 구입하는 경우를 생각한다. 온수의 생성 비용은 A×C/γ[원], 전력의 구입 비용은 B×α×C/β[원]으로 된다. 비용의 합계는 A×C/γ+B×α×C/β[원]으로 된다.
생성되는 온수의 양은 같고, 또한 연료 전지에 의해 발전된 전력은 모두 가정에서 소비된다고 가정하면, 에너지 공급 시스템(1)을 이용한 경우의 에너지 비용 삭감량은 이하의 식(2)로부터 구해진다.
에너지 비용 삭감량=([종래의 비용]-[에너지 공급 시스템(1)의 비용])=(A×C/γ+ B×α×C/β-A×C/β) …(2)
또한, 이상의 계산 방법은 어디까지나 일례이며, 다른 방법을 이용하여 에너지 비용 삭감량이 연산되더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
제어 장치(6)는, 예컨대, 실제로 에너지 공급 시스템(1)이 설치된 가정에서의 전력 소비량 및 온수 소비량의 시간 경과에 따른 변화(예컨대, 시간대나 요일에 따른 변화)를 기억해 두고, 이에 근거하여, 전력 및 온수가 필요로 되는 시간대나 요일, 및 필요한 전력량 및 탕량을 예측해도 좋다. 예컨대, 과거 10주 동안만큼(제 1 소정 기간의 10배)의 전력 소비량 및 온수 소비량의 시간 경과에 따른 변화에 근거하여, 다음 1주일에 있어서의 각 요일(제 1 소정 기간에 포함되는 제 2 소정 기간의 각각) 및 각 시간대의 전력 소비량 및 온수 소비량이 예측된다. 상기 예측 결과에 근거하여, 각 요일에서의 최대 운전 시간(제 2 최대 운전 시간)이, 예컨대, 제 1 소정 기간을 통한 제 2 최대 운전 시간의 합계가 제 1 최대 운전 시간을 넘지 않도록, 또한, 단위 시간당(예컨대, 제 1 소정 기간당)의 에너지 비용 삭감량이 최대로 되도록, 연산에 의해 결정된다.
제 1 최대 운전 시간 및/또는 상기 제 2 최대 운전 시간은 일정값이더라도 좋지만, 제어 장치(6)는, 미리 정해진 조건에 따라 제 1 최대 운전 시간 및/또는 상기 제 2 최대 운전 시간을 변화시켜도 좋다. 미리 정해진 조건은, 달력 정보, 계절 정보, 외기 온도, 및 시수 온도 중 적어도 어느 하나이더라도 좋다.
달력 정보에 근거하는 제어의 예로서는, 소비 탕량이 평일보다 축제일이 많은 경우에, 평일의 제 2 최대 운전 시간을 짧게 하고, 축제일의 제 2 최대 운전 시간을 길게 하는 것이 생각된다.
계절 정보에 근거하는 제어의 예로서는, 소비 탕량이 여름보다 겨울이 많은 경우에, 하계(6-9월)의 제 1 최대 운전 시간을 짧게 하고, 동계(12-3월)의 제 1 최대 운전 시간을 길게 하는 것이 생각된다.
외기 온도 또는 시수 온도에 근거하는 제어의 예로서는, 외기 온도 또는 시수 온도가 소정의 임계값 온도보다 낮은 날에 소비 탕량이 많은 경우에, 외기 온도 또는 시수 온도가 소정의 임계값 온도 이상으로 된 날의 제 2 최대 운전 시간을 짧게 하고, 외기 온도 또는 시수 온도가 소정의 임계값 온도 미만으로 된 날의 제 2 최대 운전 시간을 길게 하는 것이 생각된다.
제어 장치는, 미리 정해진 패턴에 따라 제 1 소정 기간을 변화시켜도 좋다. 예컨대, 누적 사용 기간이 길어짐에 따라서 제 1 소정 기간을 짧게 해도 좋다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 연료 전지 유닛(1a)의 기동 시각 및 정지 시각을 입력하기 위한 리모트 컨트롤(7)을 구비해도 좋다. 이때 제어 장치(6)는, 리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않는 경우는, 리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력된 기동 시각 및 정지 시각을, 연료 전지 유닛(1a)의 기동 시각 및 정지 시각인 장치 기동 시각 및 장치 정지 시각으로서 설정함과 아울러, 리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘는 경우는, 리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력된 기동 시각 및 정지 시각을, 장치 기동 시각 및 장치 정지 시각으로서 설정하지 않도록 구성되어 있어도 좋다.
제어 장치(6)는, 장치 기동 시각에서 연료 전지 유닛(1a)을 기동하고, 장치 정지 시각에서 연료 전지 유닛(1a)을 정지시킨다.
리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간(예정 운전 시간)이 제 2 최대 운전 시간을 넘는 경우에, 예정 운전 시간이 제 2 최대 운전 시간을 넘고 있는 취지를 통지하도록 구성된 통지기를 구비해도 좋다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 통지기는 리모트 컨트롤(7)과 일체화되어, 화면 상에 통지용 메시지가 표시되는 구성으로 해도 좋다.
제어 장치(6)는, 연료 전지 유닛(1a)의 누적 운전 시간에 근거하여 제 1 최대 운전 시간을 갱신해도 좋다. 이 경우, 일례로서, 제어 장치(6)는 시각을 부여하는 캘린더 회로(도시하지 않음)와 메모리(도시하지 않음)를 구비하고, 캘린더 회로(예컨대, 후술의 실시간 카운터)를 통해서 취득한 기동 시각과 정지 시각에 근거하여 현실적으로 연료 전지 유닛(1a)을 운전한 시간인 실운전 시간을 연산하고, 이것을 메모리에 기억된 누적 운전 시간에 가산하여, 합을 재차 누적 운전 시간으로서 메모리에 기억함으로써, 누적 운전 시간을 적산하는 것으로 할 수 있다.
실제로 설정된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 제 2 최대 운전 시간보다 짧거나, 조작자에 의해 강제적으로 운전이 종료되거나, 발전하더라도 가정 내에서 소비되지 않는 상태가 장시간 계속된 결과, 효율이 과도하게 저하된 경우에는, 어떤 제 2 소정 기간에 있어서, 상기 제 2 소정 기간에 있어서의 제 2 최대 운전 시간에 도달하지 않은 가운데, 연료 전지 유닛(1a)의 운전이 정지되는 경우가 있다. 이러한 경우, 연료 전지 유닛(1a)은 예정되어 있던 시간보다 짧은 시간밖에 운전되고 있지 않기 때문에, 장래, 필요에 따라 그만큼 운전을 행했다고 하더라도, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝날 가능성은 크게 되지 않는다고 생각된다. 그래서, 실제로의 운전 시간이 예정보다 짧은 경우에는, 짧아진 만큼 이것을 「저금」하여, 장래의 운전으로 돌릴 수 있으면 유리하다.
그래서, 제어 장치(6)는, 제 2 소정 기간이 경과한 후, 상기 제 2 소정 기간 내의 연료 전지 유닛(1a)의 실운전 시간이 제 2 최대 운전 시간에 이르지 않는 경우에, 제 2 최대 운전 시간과 상기 실운전 시간과의 차이를 연산하고 이것을 누적해서 누적 잉여 운전 시간으로서 기억해도 좋다.
동작 보증 기간도 운전 시간 수명도, 특별한 사정이 없는 한 변경되지 않는다. 한편, 누적 잉여 운전 시간이 늘어나면, 종전의 최대 운전 시간을 넘어서 운전하더라도, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명이 끝나기 어렵게 된다. 그래서, 누적 잉여 운전 시간이 일정 정도 축적되면, 제 1 최대 운전 시간을 늘려서, 에너지 공급 시스템(1)의 운전상의 자유도를 올리는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예컨대, 제어 장치(6)는, 누적 잉여 운전 시간이 미리 설정된 제 3 소정 기간(예컨대, 100시간)으로 된 경우에, 제 1 최대 운전 시간을 갱신하도록 구성되어 있더라도 좋다. 갱신에 있어서는, 그 시점으로부터 판매시에 있어서의 보증 기간의 종기(終期)까지의 시간을 새로운 동작 보증 기간으로 하고, 누적 잉여 운전 시간을 운전 시간 수명으로 하여, 이것을 상기 식(1)에 대입함으로써, 재차 제 1 최대 운전 시간을 구할 수 있다.
후술하는 실시형태나 변형예와 같이, 소정의 조건이 만족된 경우에는, 최대 운전 시간에 의한 제한(제 1 최대 운전 시간 및/또는 제 2 최대 운전 시간의 설정)을 행하지 않는 것으로 해도 좋다.
[변형예]
다음에, 열부하 예측 수요 및 전력 부하 예측 수요를 기초로 한, 연료 전지 시스템(1)의 제어 장치(6)의 동작의 변형예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
도 2는 본 변형예에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 제어 장치(6)의 운전 계획기(6c)는, 기억기(6a)에 기억된 소정 기간(예컨대 1일)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득한다(단계 S1).
이 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요는, 연료 전지 시스템(1)이 설치된 가정으로의 거치시에 기억기(6a)에 미리 기억된 대표적인 전력 부하의 전력 소비 이력 및 열부하의 열소비 이력에 근거하는 예측 수요이더라도 좋고, 각 가정의 생활 사이클에 적합하도록, 연료 전지 시스템(1)의 운전 경과에 따라 수요 예측기(6b)에 의해 개변된 전력 부하의 전력 소비 이력 및 열부하의 열소비 이력에 근거하는 예측 수요이더라도 좋다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 소정 기간(예컨대 1일) 중의 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh를 설정한 후(단계 S2), 연료 전지 시스템(1)의 다수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합 중 하나를, 임시의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정한다(단계 S3). 또한, 상기 최대 운전 시간 Mh는, 연료 전지 시스템의 동작 보증 기간(예컨대, 10년)에 근거하여 동작 보증 기간 전에 운전 시간의 수명(예컨대, 40000시간)을 넘지 않도록 하기 위해서 동작 보증 기간을 구성하는 소정 기간(예컨대, 1일)에 있어서의 운전 시간의 상한으로서 설정되는 값이다. 본 변형예의 연료 전지 시스템에 있어서는, 상기 최대 운전 시간은, 동작 보증 기간 동안에 있어서 항상 일정값으로서 설정되고, 구체적으로는, 1일당 10시간으로서 설정된다. 이것은, 동작 보증 기간을 10년간으로, 운전 시간의 수명을 40000시간으로 한 경우에, 40000시간/(10년×365일)=10.96시간으로 되기 때문에, 동작 보증 기간 전에 운전 시간의 수명이 끝나지 않는 값으로서 상기한 바와 같이 1일당 최대 운전 시간이 10시간으로 설정된다.
계속해서, 운전 계획기(6c)는, 단계 S3에서 임시 설정된 연료 전지 시스템(1)의 기동 시각 및 정지 시각, 및 기억기(6a)로부터 취득한 소정 기간(예컨대, 하루)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요에 근거하여, 이 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 동안에 에너지 공급 시스템을 운전한다고 상정한 경우의 운전 기간 동안에 연료 전지 시스템(1)에 의해 발전되는 발전량 및 저탕 유닛(1b)에 공급되는 열량(이 열에 상당하는 탕량; 이하, 「저탕 유닛 공급 탕량」이라고 함)의 총계를 연산함과 아울러, 이 연산에 있어서 예측한 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이를 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 기억기(6a)로부터 취득한 열부하 예측 수요 및 이 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이의 예측 데이터에 근거하여, 저탕 탱크에 온수가 있는 한은 열부하 예측 수요를 조달하도록 열부하에 대해 급탕한다고 하는 전제에서, 연료 전지 시스템(1)에 비축되는 저탕 유닛(1b)의 탕량(이하, 「저탕 유닛 탕량」이라고 함)의 시간 추이를 예측하고, 이 예측 데이터를 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합과 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 운전 계획기(6c)는, 운전 기간 동안에 있어서의 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 총량의 생성에 필요한, 연료 전지 시스템(1)의 소비 에너지(B)를 연산한다(단계 S4).
이 소비 에너지(B)는, 연료 전지 시스템(1)을 가정에 도입함에 있어서, 상기 가정에서의 소비 에너지 삭감의 기준으로 되는 것으로, 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 생성했을 때의 연료 전지 시스템(1)의 가동에 필요한 원재료 에너지(연료 전지 시스템(1)의 가동에 의해 소비되는 원료 가스나 연료 전지 시스템(1)의 가동 전력 등의 총에너지)를 가리킨다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S3에서 운전 계획기(6c)에 의해 예측된 임시 설정된 운전 기간 동안(기동 시각과 정지 시각 사이)의 연료 전지 시스템(1)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 이용하여 소비 에너지(A)를 연산한다(단계 S5).
이 소비 에너지(A)는, 연료 전지 시스템(1)을 가정에 도입함에 있어서, 상기 가정에서의 소비 에너지 삭감량의 기준으로 되는 것으로, 운전 계획기(6c)에 예측되는 연료 전지 시스템(1)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 전부를, 연료 전지 시스템(1)이 아니라 전력 회사 내지 가스 회사의 기존 인프라로부터 공급된 전력 및 가스로 조달했다고 가정한 경우의 총에너지를 가리킨다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S5의 소비 에너지(A)로부터 단계 S3의 소비 에너지(B)를 뺀 값(A-B)을 연산하고, 이것을 연료 전지 시스템(1)의 소비 에너지 삭감량으로 간주하여, 이 수치(A-B)를 단계 S3에서 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다(단계 S6).
여기서 운전 계획기(6c)는, 모든 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대해서, 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산을 종료했는지 여부를 판정하고(단계 S7), 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 종료하지 않았으면(단계 S7에서 「아니오」), 단계 S3, 단계 S4, 단계 S5및 단계 S6의 처리를 반복하고, 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 종료했으면(단계 S7에서 「예」), 다음 단계로 진행한다.
또한, 운전 계획기(6c)는, 단계 S6에서, 기억기(6a)에 기억된 복수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합 중에서, 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 기억기(6a)로부터 판독해서 설정한다(단계 S8).
그 후, 운전 계획기(6c)는, 단계 S8에서 설정된 연료 전지 시스템(1)의 기동ㆍ정지 시각 동안에서, 연료 전지 코제너레이션 시스템의 운전 시간을 Mh로 제한했을 때에 운전 단위 시간당 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동ㆍ정지 시각을 재설정한 후에 연료 전지 시스템(1)을 운전한다(단계 S9).
그 후, 운전 계획기(6c)는, 단계 S8에서 설정된 연료 전지 시스템(1)의 기동ㆍ정지 시각 동안에서, 연료 전지 코제너레이션 시스템의 운전 시간을 Mh로 제한했을 때에 운전 단위 시간당 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동ㆍ정지 시각을 재설정한 후에 연료 전지 시스템(1)을 운전한다(단계 S9). 또한, 운전 계획기(6c)를, 소정 시간 내의 운전 시간이 최대 운전 시간에 미치지 못할 때에, 최대 운전 시간과 소정 시간 내의 운전 시간과의 차이의 시간을 누적해서 누적 잉여 운전 시간으로 하고, 그 누적 운전 시간이 미리 설정한 소정 시간으로 된 경우, 최대 운전 시간을 재설정하는 구성으로 하는 것도 유효하다. 소정 시간 내의 운전 시간이 최대 운전 시간에 미치지 못할 때는, 최대 운전 시간과 소정 시간 내의 운전 시간과의 차이의 시간분은, 연료 전지의 운전 시간에 여유가 있는 것을 나타낸다. 그 누적 운전 시간이 커지는 경우, 누적 운전 시간을 반영시켜서 최대 운전 시간을 재설정함으로써, 전체의 운전 시간에 제한이 있는 연료 전지를 유효하게 운전시킬 수 있기 때문이다.
도 3에 소정 일례의 전력 부하와 열부하에 대하여, 본 변형예의 연료 전지 시스템을 운전한 경우의 발전 전력 이력과 저탕 유닛 탕량 이력의 일례를 나타낸다.
도 3에서 가로축은 시각(1~24시)을 나타내고 있고, 위쪽 도면의 세로축은 전력, 아래쪽 도면의 세로축은 탕량을 나타내고 있다.
본 변형예에 있어서의 연료 전지 시스템은, 시스템의 기동으로부터 발전 개시까지 1시간이 필요하고, 기동으로부터 발전까지의 동안은 동일한 기동 에너지(예컨대 500W)를 소비한다.
이 예에 있어서는, 도 2의 흐름도에 나타내는 단계 S2에서의 소정 기간(예컨대 1일) 동안의 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh를 10시간으로 설정하고 있고, 단계 S8에서는, 기동 시각은 4시, 정지 시각은 21시이고, 운전 시간으로서 17시간으로 된 결과를 나타낸다.
4시부터 21시 동안에 10시간의 운전을 행하기 위해서는, 기동 시각은 4시부터 11시 사이로 한정되고, 마찬가지로 정지 시각도 기동 시각에 연동하여 14시~21시로 한정되지만, 도 2의 흐름도에 나타내는 단계 S9에서, 운전 단위 시간당 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되도록 기동 시각을 재설정함에 있어서, 이번 예에 있어서는 기동 시각이 11시일 때가 운전 단위 시간당 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 결과를 나타내고 있다.
도 3에 상기 결과를 나타내는, 어느 하루의 전력 부하 예측 수요, 열부하 예측 수요, 및 이에 대응하는 연료 전지 시스템의 운전 계획(발전 계획, 저탕 계획)을 나타낸다. 먼저, 도 3에 나타내는 바와 같이 본 변형예에 있어서의 연료 전지 시스템이 11시에 기동하기 때문에, 11시의 단계에서는 기동 에너지를 소비하는 것만으로 발전 전력이 마이너스로 되어 있다.
또한, 도 3에서 본 변형예에 있어서의 연료 전지 시스템은 21시에 정지하고 있어, 기동으로부터 정지가 10시간으로 되어 있음을 알 수 있다.
이때, 도 3의 아래쪽 도면을 보면 20시에 발생한 큰 급탕 부하에 의해 저탕 유닛의 탕량은 제로로 되어 있어, 낭비가 없는 연료 전지 시스템 운전이 실시된 것을 알 수 있다.
또한, 이때의 연료 전지 시스템의 운전 단위 시간당 발전 전력량은 약 570Wh라는 결과로 되어 있다.
여기서 비교로서, 도 4에, 도 3과 동일한 전력 부하 수요와 열부하 수요에 대하여, 종래의 기술을 이용한 연료 전지 시스템을 운전한 경우의 발전 전력 이력과 저탕 유닛 탕량 이력을 나타낸다.
도 4에서 가로축은 시각(1~24시)을 나타내고 있고, 위쪽 도면의 세로축은 전력, 아래쪽 도면의 세로축은 탕량을 나타내고 있다.
종래의 기술의 연료 전지 시스템도, 본 변형예에 있어서의 연료 전지 시스템과 마찬가지로, 시스템의 기동으로부터 발전 개시까지 1시간이 필요하고, 기동으로부터 발전까지의 동안은 동일한 기동 에너지(예컨대, 500W)를 소비한다.
운전 시간 제한을 하지 않는 종래의 기술의 연료 전지 시스템에서는, 4시에 기동하고 있어 4시의 시점에서는 기동 에너지를 소비하고 있으므로, 발전 전력이 마이너스로 되어 있다.
그 후, 종래의 기술의 연료 전지 시스템은 5시부터 발전을 행하여 21시에 정지하기까지 16시간의 발전을 행한 결과, 21시의 시스템 정지에 있어서도 저탕 유닛 내에 온수가 잔존하는 결과로 되어 있다.
또한, 이때의 연료 전지 시스템의 운전 단위 시간당 발전 전력량은 약 556Wh라는 결과로 되어 있다.
이상과 같이, 도 3에 나타내는 본 변형예의 연료 전지 시스템은, 도 4에 나타내는 종래의 기술을 이용한 연료 전지 시스템과 비교해서, 운전 시간이 짧지만 운전 단위 시간당의 발전량이 크게 되어 있음을 알 수 있다.
운전 단위 시간당 발전 전력량이 클수록 운전 단위 시간당 소비 에너지 삭감량도 커지는 것은 자명하다.
따라서, 본 변형예의 연료 전지 시스템에 의하면, 운전 계획기(6d)에 의해, 동작 보증 기간 내에 적어도 운전 시간 수명이 존재하도록 소정 기간에 있어서의 시스템의 최대 운전 시간을 설정하고, 최대 운전 시간 내의 조건 하에서, 운전 계획기(6c)에 의해 소정 기간에 있어서의 시스템의 기동 시각, 정지 시각을 설정한 후에, 연료 전지 시스템의 운전이 행해진다. 이에 의해, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명으로 될 가능성을 억제하면서, 상기 시스템 이용에 의한 운전 단위 시간당의 소비 에너지 삭감량의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 있어서 최대 운전 시간은 10시간으로 설명하였고, 최적의 최대 운전 시간은 상이한 것이며, 본 변형예와 상이한 최대 운전 시간을 설정한 경우에도, 본 발명을 초과하지 않는(본 발명의 일실시예에 불과한) 것은 명백하다.
또한, 에너지 공급 시스템의 예로서, 연료 전지를 이용한 코제너레이션 시스템으로 설명했지만, 연료 전지의 발전 기능만을 이용한 모노 제너레이션이더라도 상관없고, 엔진을 이용한 엔진 에너지 공급 시스템이나 가스로 터빈을 돌려서 발전을 행하는 터빈형 발전 시스템이더라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 분명하다.
〔변형예 1〕
변형예 1의 연료 전지 시스템에서는, 도 2에 나타내는 흐름도의 단계 S1에 있어서, 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득하는 소정 기간을 1일로 고정시킨 경우의 연료 전지 시스템(1)의 운전 계획예를 설명하였다.
그러나, 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득하는 기간은 일정하지 않고, 예컨대 계절에 따라서 변경해도 좋다.
도 5에 나타내는 흐름도는 도 2에 나타내는 흐름도의 단계 S1을 대신하여 단계 S11을 행한다.
도 5에 나타내는 흐름도의 그 밖의 단계에 대해서는, 도 2에 나타내는 흐름도와 동일하므로 설명은 생략한다.
단계 S11에서, 기간 설정기(6e)에 의해 중간기(예컨대 3월부터 5월의 춘계와 9월부터 11월의 추계)의 소정 기간은 1일로서 설정하고, 운전 계획기(6d)에 의해, 이 1일에 대하여, 최대 운전 시간(예컨대, 10시간)이 설정되며, 그 후, 운전 계획기(6c)가 소정의 1일의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득하여, 연료 전지 시스템(1)의 운전 시간이, 최대 운전 시간 내에서, 또한 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 1일의 기동 시각과 정지 시각을 설정한다.
동계(12월부터 다음해의 2월)에 있어서는, 열부하 수요가 큰 경향으로 되기 때문에, 일반적으로는 연료 전지 시스템(1)의 운전 시간은 연장되는 경향이 있다. 그리고, 소비 에너지 삭감량(A-B)을 고려하면 하루 종일 운전하는 것이 바람직한 경우가 생기는 것도 생각된다. 그러한 경우에, 예컨대, 동계에 있어서, 기간 설정기(6e)에 의해 소정 기간을 2일로 설정하고, 운전 계획기(6d)에 의해, 이 2일에 대하여, 최대 운전 시간(예컨대, 28시간)이 설정되며, 그 후, 운전 계획기(6c)가, 소정의 2일분의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득한 후에, 연료 전지 시스템(1)의 운전 시간이, 최대 운전 시간 내에서, 또한 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 2일분의 운전 계획을 연산하여 연료 전지 시스템(1)의 기동 시각과 정지 시각을 설정한다.
하계(6월부터 8월)에 있어서는, 열부하 수요가 작은 경향으로 되기 때문에, 일반적으로는 연료 전지 시스템(1)의 운전 시간은 짧은 경향이 있다. 그리고, 소비 에너지 삭감량(A-B)을 고려하면 기동 에너지를 사용할 때까지 기동하지 않는 쪽이 좋은 경우가 발생하는 것이 생각된다. 그러한 경우에, 예컨대, 하계에 있어서, 기간 설정기(6e)에 의해 소정 기간을 2일로 설정하고, 운전 계획기(6d)에 의해, 이 2일에 대하여, 최대 운전 시간(예컨대, 12시간)이 설정되며, 그 후, 운전 계획기(6c)가, 소정의 2일분의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득한 후에, 연료 전지 시스템(1)의 운전 시간이, 최대 운전 시간 내에서, 또한 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 2일분의 운전 계획을 연산하여 연료 전지 시스템(1)의 기동 시각과 정지 시각을 설정한다.
또한, 상기 최대 운전 시간의 설정에 있어서는, 1일당으로 환산하면, 동계, 중간기, 하계의 순으로 작아지도록 설정되어 있다.
이상으로부터 계절 변화에 따르는 에너지 공급 대상의 소비 에너지의 변동에 따라, 에너지 삭감량이 증가하도록 최대 운전 시간 및 소정 기간이 최적화된다.
〔변형예 2〕
변형예 1의 연료 전지 시스템에서는, 도 2에 나타내는 흐름도의 단계 S2에 있어서, 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh를 운전 계획기(6d)에 의해 일정값으로 하는 운전 계획예를 설명하였다.
그러나, 최대 운전 시간 Mh를 일정값으로 하지 않고, 예컨대 계절에 따라서 변경해도 좋다.
도 6에 나타내는 흐름도는, 도 2에 나타내는 흐름도의 단계 S2를 대신하여 단계 S22를 행한다.
도 6에 나타내는 흐름도의 그 밖의 단계에 대해서는, 도 2에 나타내는 흐름도와 동일하므로 설명은 생략한다.
일반적으로 동계(12월부터 다음해의 2월)보다 중간기(예컨대 3월부터 5월의 춘계와 9월부터 11월의 추계)가 열부하 수요가 작은 경향이 있고, 중간기(예컨대 3월부터 5월의 춘계와 9월부터 11월의 추계)보다 하계(6월부터 8월)가 열부하 수요가 작은 경향이 있기 때문에, 연료 전지 시스템(1)을 운전했을 경우의 소비 에너지 삭감량(A-B)은 동계, 중간기, 하계의 순으로 작게 되는 것이 일반적이다.
따라서, 연료 전지 시스템(1)에 의해서, 보다 많은 연간 소비 에너지 삭감량(A-B)을 얻기 위해서는, 하계는 비교적 짧은 시간으로 연료 전지 시스템(1)의 운전 시간을 억제하고(최대 운전 시간 Mh를 상대적으로 작게 함), 동계는 연료 전지 시스템(1)을 비교적 긴 시간 운전(최대 운전 시간 Mh를 상대적으로 크게 함)하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 많은 연간 소비 에너지 삭감량(A-B)을 얻기 위해서는, 소정 기간에 있어서의 최대 운전 시간 Mh를 동계, 중간기, 하계의 순으로 작게 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 단, 그때에, 변형예 1의 연료 전지 시스템과 마찬가지로, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명으로 되지 않도록 상기 최대 운전 시간 Mh는 설정된다.
예컨대, 상기 동작 보증 기간을 10년간, 상기 운전 시간 수명을 40000시간으로 한 경우, 도 6의 단계 S22에 있어서는, 동계는 연료 전지 시스템(1)의 운전 계획기(6d)에 의해 최대 운전 시간 Mh를 14시간으로 설정하고, 중간기와 하계에는 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh를 각각 10시간과 6시간으로 설정한다.
이에 의해, 계절 변화에 따르는 에너지 공급 대상의 소비 에너지의 변동에 따라, 에너지 삭감량이 증가하도록 최대 운전 시간이 최적화된다.
[변형예 3]
변형예 1의 연료 전지 시스템은, 도 2에 나타내는 흐름도의 단계 S9에 있어서, 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh를 운전 계획기(6d)에 의해 일정값으로 하는 운전 계획예를 설명하였다.
본 변형예에서는, 운전 계획기(6d)가, 상기 최대 운전 시간 Mh를 항상 일정값으로 하지 않고, 과거의 운전 시간의 이력에 근거하여 최대 운전 시간 Mh를 갱신하는 것을 특징으로 한다.
즉, 연료 전지 코제너레이션은, 운전 시간이 항상 최대 운전 시간으로 되도록 운전 계획기(6c)에 의해 운전 계획되는 것이 아니라, 운전 시간이 최대 운전 시간 미만으로 되도록 운전 계획되는 경우가 있다. 또한, 실제로 시스템의 운전을 시작한 경우에, 실제로의 전력 부하 수요나 열부하 수요가 예측보다 작게 되어, 운전 계획기(6c)에서 당초 설정된 정지 시각보다 전에 정지하는 경우도 있다. 즉, 시스템 설치 후의 시간의 경과에 따라 당초 운전 계획기(6d)에서 설정된 최대 운전 시간 Mh에 대하여, 운전 시간 수명에 여력이 생기기 시작하기 때문에, 적절히 최대 운전 시간 Mh를 증가시키도록 갱신하여, 동작 보증 기간의 종료시에 운전 시간 수명의 나머지가 가능한 한 적어지도록 한다.
구체적으로는, 도 7에 나타내는 흐름도에서 도시되지만, 도 2에 나타내는 흐름도의 단계 S2를 대신하여 단계 S32가 실시된다.
도 7에 나타내는 흐름도의 그 밖의 단계에 대해서는, 도 2에 나타내는 흐름도와 동일하므로 설명은 생략한다.
본 변형예는, 단계 S32에서는, 운전 계획기(6d)가 과거의 운전 시간의 이력에 근거하여 최대 운전 시간 Mh를 갱신한다. 구체적으로는, 최대 운전 시간을 현재값으로부터 1시간 증가시키더라도 동작 보증 기간 내에서 운전 시간이, 운전 시간 수명 이하로 된다고 판단된 경우에, 운전 계획기(6d)에 의해 최대 운전 시간이 1시간 증가된다. 그리고, 갱신 후의 최대 운전 시간에 근거해서 운전 계획기(6c)에 의해 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동 시각과 정지 시각을 재설정하여, 연료 전지 시스템(1)을 운전한다.
이때, 이미 단계 S8에서 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동ㆍ정지 시각이 설정되어 있는 것을 고려하여, 기동ㆍ정지 시각의 재설정에 있어서는, 간이적으로 소비 에너지(B)가 최소로 되는 기동ㆍ정지 시각을 재설정하는 것으로도, 다른 변형예와 동등한 효과가 얻어진다.
(실시형태 2)
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 에너지 공급 시스템의 구성예를 나타낸 블록도이며, 여기서의 에너지 공급 시스템의 일례로서 엔진 에너지 공급 시스템을 나타낸다.
도 8에 나타내는 본 실시형태에 의한 엔진 에너지 공급 시스템(11)은, 도 1에 나타내는 실시형태 1에 의한 연료 전지 시스템(1)에 있어서의 연료 전지 유닛(1a)을 대신하여 엔진 유닛(11a)을 구비하고, 또한 이용자가 임의로 엔진 코제너레이션(11)의 기동 시각과 정지 시각을 설정할 수 있는 리모트 컨트롤(7)을 구비하고 있지만, 그 이외의 구성요소는 도 1과 동일하므로, 도 1과 동일한 번호를 부여하고 있다.
본 실시형태의 에너지 공급 시스템(11)은, 엔진에 의해 발전을 행하는 유닛(11a)과, 엔진 유닛(11a)의 엔진의 발전에 의해 동시에 발생하는 열을 이용하여, 시수를 온수로 승온시켜서 비축하는 저탕 유닛(1b)을 구비하고, 엔진 유닛(11a)에서 발전한 전력은 전력 계통(2)으로부터의 전력과 함께 전력 소비 기기(3)로 공급된다.
전력 소비 기기(3)에서 소비되는 전력 부하량은 전력계(4)에 의해 계측되어, 제어 장치(6)에 있는 기억기(6a)로 차차 축적된다.
또한, 저탕 유닛(1b)에 비축된 온수는 수도의 수도 꼭지 등으로부터 온수로서 공급되고, 온수로서 이용되는 열부하량은 열량계(5)에 의해서 계측되며, 제어 장치(6)에 있는 기억기(6a)로 차차 축적된다.
열량계(5)는, 예컨대, 시수 온도를 계측하는 온도 센서(도시하지 않음)와, 저탕 유닛(1b)으로부터 공급되는 온수의 온도를 계측하는 온도 센서(도시하지 않음)와, 저탕 유닛(1b)으로부터 공급되는 온수의 유량을 계측하는 유량계(도시하지 않음)로 이루어지고, 시수와 온수의 온도차와 온수의 유량의 곱에 의해, 온수로서 이용되는 열부하량을 연산하는 것이다.
또한, 엔진 에너지 공급 시스템(11)에는, 저탕 유닛(1b) 내에 온수가 없는 경우에도 온수를 공급할 수 있도록, 백업 급탕기(도시하지 않음)가 장비되어 있다.
리모트 컨트롤(7)은 이용자가 조작함으로써 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 기동 시각과 정지 시각을 설정하는 기능을 갖고, 설정된 기동 시각과 정지 시각은 기억기(6a)에 기억된다.
제어 장치(6)는, 또한, 기억기(6a)에 축적된 전력 부하와 열부하의 발생 이력으로부터 장래의 전력 부하와 열부하가 발생하는 시계열 패턴을 예측하는 수요 예측기(6b)와, 수요 예측기(6b)에 의해 예측된 전력 부하와 열부하가 발생하는 시계열 패턴의 예측값에 근거하여, 리모트 컨트롤(7)에 의해서 설정된 기동 시각과 정지 시각 사이에서, 엔진 에너지 공급 시스템(1)의 기동 시각과 정지 시각을 결정하는 운전 계획기(6c)를 갖는다.
수요 예측기(6b)는, 기억기(6a)에 기억된 일정 기간(예컨대, 1년간)의 열부하 수요의 이력 및 전력 부하 수요의 이력을 판독하고, 상기 이력을 기초로 하여 장래의 소정 기간(예컨대 1일)에 있어서의 시간 추이와 함께 변하는 전력 부하의 예측 수요 및 장래의 소정 기간(예컨대, 1일)에 있어서의 시간 추이와 함께 변하는 열부하의 예측 수요(이하, 이것들을 「전력 부하 예측 수요」 및 「열부하 예측 수요」라고 약기함)를 추정 연산하고, 이들 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 기억기(6a)에 차차 기억한다.
또한, 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요의 추정에 필요한 과거의 전력 부하 및 열부하의 열소비 이력의 축적 기간은, 본 실시형태의 엔진 에너지 공급 시스템(1)이 설치된 대상에서의 전력과 열의 소비 사이클을 시스템이 적절히 파악할 수 있는 기간이 바람직하고, 예컨대 엔진 에너지 공급 시스템(1)이 일반 가정에 설치된 경우이면, 수일~수개월 정도이다.
도 9는 실시형태 2에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 제어 장치(6)의 운전 계획기(6c)는, 기억기(6a)에 기억된, 리모트 컨트롤(7)로 설정된 기동 시각 및 정지 시각을 취득한다(단계 S40).
다음에, 운전 계획기(6d)는, 동작 보증 기간(예컨대, 10년간)보다 전에 운전 시간 수명(예컨대, 40000시간)에 이르지 않도록 소정 기간(예컨대 1일)에 있어서의 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 최대 운전 시간 Mh(예컨대, 10시간)를 설정한 후(단계 S41), 운전 계획기(6c)는 단계 40에서 취득한 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 운전 시간과 최대 운전 시간 Mh를 비교한다(단계 S42).
여기서, 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 최대 운전 시간보다 짧고, 또한 같은 경우에는, 리모트 컨트롤(7)로 설정된 기동 시각 및 정지 시각에서 엔진 에너지 공급 시스템을 운전한다(단계 S43).
반대로 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 최대 운전 시간보다 긴 경우에, 상기 리모트 컨트롤에 의해 설정한 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 기간에 있어서, 최대 운전 시간이 Mh 이하로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 복수의 조합 중 하나의 조합을, 임시의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정한다(단계 S44). 계속해서, 운전 계획기(6c)는, 단계 S44에서 임시 설정된 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 기동 시각 및 정지 시각, 및 기억기(6a)로부터 취득한 소정 기간(예컨대, 1일)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요에 근거하여, 이 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각 사이에 에너지 공급 시스템을 운전한다고 상정한 경우의 운전 기간 중에 엔진 에너지 공급 시스템(11)에 의해 발전되는 발전량 및 저탕 유닛(1b)에 공급되는 열량(이 열에 상당하는 탕량; 이하, 「저탕 유닛 공급 탕량」이라고 함)의 총계를 연산함과 아울러, 이 연산에 있어서 예측한 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이를 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 기억기(6a)로부터 취득한 열부하 예측 수요 및 상기 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이의 예측 데이터에 근거하여, 저탕 탱크에 온수가 있는 한은 열부하 예측 수요를 조달하도록 열부하에 대하여 급탕한다고 하는 전제에서, 엔진 에너지 공급 시스템(11)에 비축되는 저탕 유닛(1b)의 탕량(이하, 「저탕 유닛 탕량」이라고 함)의 시간 추이를 예측하고, 이 예측 데이터를 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 운전 계획기(6c)는, 운전 기간 중에 있어서의 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 총량의 생성에 필요한, 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지(B)를 연산한다(단계 S45).
이 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지(B)는, 엔진 에너지 공급 시스템(11)을 가정에 도입함에 있어서, 상기 가정에서의 소비 에너지 삭감의 기준으로 되는 것이며, 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 생성했을 때의 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 가동에 필요한 원재료 에너지(엔진 에너지 공급 시스템(11)의 가동에 의해 소비되는 원료 가스나 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 가동 전력 등의 총에너지)를 가리킨다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S44에서 운전 계획기(6c)에 의해 예측된 임시 설정된 운전 기간 중(기동 시각과 정지 시각 사이)의 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 이용하여 소정 기간(예컨대, 1일)의 소비 에너지(A)를 연산한다(단계 S46).
이 소정 기간(예컨대, 1일)의 소비 에너지(A)는, 엔진 에너지 공급 시스템(11)을 가정에 도입함에 있어서, 상기 가정에서의 소비 에너지 삭감량의 기준으로 되는 것이며, 운전 계획기(6c)에 예측되는 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 전부를, 엔진 에너지 공급 시스템(11)이 아니라 전력 회사 내지 가스 회사의 기존 인프라로부터 공급된 전력 및 가스로 조달했다고 가정한 경우의 총에너지를 가리킨다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S46의 소정 기간(예컨대, 1일)의 소비 에너지(A)로부터 단계 S44의 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지(B)를 뺀 값(A-B)을 연산하고, 이것을 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량으로 간주하여, 이 수치(A-B)를 단계 S44에서 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다(단계 S47).
여기서 운전 계획기(6c)는, 모든 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대해서, 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산을 끝냈는지 여부를 판정하고(단계 S48), 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 끝내지 않았으면(단계 S48에서 「아니오」), 단계 S44, 단계 S45, 단계 S46 및 단계 S47의 처리를 반복하고, 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 끝냈으면(단계 S48에서 「예」), 다음 단계로 진행한다.
또한, 운전 계획기(6c)는, 단계 S47에서, 기억기(6a)에 기억된 복수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합 중에서, 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 기억기(6a)로부터 판독해서 설정한 후에, 엔진 에너지 공급 시스템(11)을 운전한다(단계 S49).
이상과 같이 실시형태 2의 엔진 에너지 공급 시스템에 의하면, 이용자에 의한 시스템의 기동 시각 및 정지 시각이 설정된 경우이더라도, 시스템의 운전 시간이 소정의 최대 운전 시간(실시형태 2의 예에서는 10시간)을 넘는 경우에는, 운전 계획기(6c)에 의해, 이용자에 의해서 설정된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 기간에 있어서, 본 기간 중에서, 운전 시간이 최대 운전 시간 이하이고, 또한, 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 재설정함으로써 이용자의 기동 정지 요망을 만족시키면서, 운전 시간의 억제와 소비 에너지 삭감량을 양립하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시형태에 있어서 최대 운전 시간은 10시간으로 설명하고, 소비 에너지 삭감량을 연산하는 소정 기간을 1일로 설명했지만, 엔진 에너지 공급 시스템을 설치하는 대상의 전력 부하, 열부하에 따라서, 최적의 최대 운전 시간이나 소비 에너지 삭감량을 연산하는 기간이 상이한 경우도 있고, 본 실시형태와 상이한 최대 운전 시간이나 소비 에너지 삭감량을 연산하는 기간을 설정한 경우에도, 본 발명을 넘지 않는(본 발명의 일실시예에 불과한) 것은 명백하다.
또한 에너지 공급 시스템의 예로서, 엔진 에너지 공급 시스템으로 설명했지만, 연료 전지를 이용한 연료 전지 시스템이나 터빈을 돌려서 발전을 행하는 터빈형 발전 시스템으로도 마찬가지의 효과가 얻어지는 것은 분명하다.
[변형예 4]
상기 실시형태 2의 에너지 공급 시스템에 있어서는, 리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력한 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 사이의 운전 시간이, 최대 운전 시간 Mh를 넘는 경우에는, 이용자에 의해서 설정된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 기간에 있어서, 본 기간 중에서, 운전 시간이 최대 운전 시간 Mh 이하이고, 또한, 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 재설정하도록 구성하였다.
본 변형예의 에너지 공급 시스템은, 실시형태 2와 달리, 리모트 컨트롤(7)을 통해서 입력한 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 사이의 운전 시간이, 최대 운전 시간 Mh(예컨대, 10시간)를 넘는 경우에는, 운전 시각으로서 확정시키지 않고, 최대 운전 시간 Mh를 넘고 있는 취지를 입력자에게 통지하는 에러 메시지를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 예에 있어서는, 도 10에 나타내는 바와 같은 리모트 컨트롤(7)을 조작하여 에너지 공급 시스템의 운전 시각(기동 시각, 정지 시각)이 입력된다. 구체적으로는, 리모트 컨트롤(7)의 설정 메뉴 버튼을 조작하여, 운전 시각의 입력 메뉴를 선택하고, 그 후, 좌우 키를 조작하면서 각 시각을 입력한 후, 확정 버튼으로 운전 시각을 확정한다.
이때에, 입력한 기동 시각 및 정지 시각까지의 사이의 운전 시간이, 최대 운전 시간 Mh를 넘는 경우, 도 10에 나타내는 바와 같은 에러 메시지로서 표시된다. 에러 메시지의 내용으로서는, 최대 운전 시간 Mh를 넘고 있다는 내용과 함께 최대 운전 시간 Mh 내로 되도록 운전 시각을 입력할 것을 촉구하는 메시지도 합쳐서 표시된다. 또한, 리모트 컨트롤(7)에 표시하는 에러 통지의 내용은, 본 예에 한정되는 것은 아니고, 단지 에러 코드만을 표시하는 형태도 포함된다.
(실시형태 3)
본 발명의 실시형태 3에 의한 에너지 코제너레이션 시스템은 실시형태 2와 마찬가지로, 도 8에 나타내는 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 구성으로 이루어지고, 실시형태 2와 동일한 동작을 하는 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에 있어서의 리모트 컨트롤(7)은, 이용자가 조작함으로써 저탕 유닛(1b)의 탕량에 근거하여 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 기동과 정지를 행하는 운전 모드(저탕 모드)가 설정가능하게 되어 있다.
이 저탕 모드 설정시에 있어서의 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 동작을 이하에 설명한다.
리모트 컨트롤(7)로 저탕 모드가 설정된 경우에는, 리모트 컨트롤(7)로 최대 저탕 탕량과 최소 저탕 탕량의 설정이 가능하게 된다.
예컨대, 저탕 유닛에 연직 방향에 대해 4등분하고 나서, 만(滿)톤, 3/4, 1/2, 1/4, 0으로 저탕 탕량 설정가능한 경우에는, 리모트 컨트롤(7)로 기동 저탕 탕량 1/2, 정지 저탕 탕량 만톤으로 설정하면, 저탕 탕량이 1/2까지 탕량이 줄면 시스템이 기동하고, 저탕 탕량 만톤으로 되면 시스템이 정지한다.
도 11은 실시형태 3에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도이다.
또한, 실시형태 2에 있어서의 도 9와 동일한 조작을 행하는 구성요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여하고 있다.
먼저, 제어 장치(6)의 운전 계획기(6c)는, 기억기(6a)에 기억된, 리모트 컨트롤(7)로 설정된 기동 저탕 탕량과 정지 저탕 탕량과 전력 부하의 예측 수요와 열부하의 예측 수요로부터 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 기동 시각과 정지 시각을 예측한다.
다음에, 운전 계획기(6d)는, 동작 보증 기간(예컨대, 10년간)보다 전에 운전 시간 수명(예컨대, 40000시간)에 이르지 않도록 소정 기간(예컨대 1일) 중의 엔진 에너지 공급 시스템(11)의 최대 운전 시간 Mh(예컨대, 10시간)을 설정한 후(단계 S41), 운전 계획기(6c)는, 단계 50에서 예측한 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간과 최대 운전 시간 Mh를 비교한다(단계 S52).
여기서, 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 최대 운전 시간보다 짧고, 또한 같은 경우에는, 저탕 탕량으로부터 예측한 기동 시각 및 정지 시각에서 엔진 에너지 공급 시스템을 운전한다(단계 S53).
반대로, 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 시간이 최대 운전 시간보다 긴 경우에, 상기 저탕 모드로서 당초 예측된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 기간에 있어서, 최대 운전 시간이 Mh 이하로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 복수의 조합 중 하나의 조합을, 임시의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정한다(단계 S44). 계속되는 단계 S45부터 단계 S49까지의 동작은 실시형태 2와 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
이상과 같이 실시형태 3의 엔진 에너지 공급 시스템에 의하면, 이용자가 저탕 탕량에 의한 시스템의 기동 및 정지를 행하도록 설정한 경우에도, 시스템의 운전 시간이 소정의 최대 운전 시간(실시형태 3의 예에서는 10시간)을 넘는 경우에는, 저탕 모드로서 당초 예측된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 기간에 있어서, 본 기간 중에서, 운전 시간이 최대 운전 시간 이하이고, 또한, 소정 기간(예컨대 1일)의 소비 에너지 삭감량이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 재설정함으로써, 이용자의 기동 정지 요망을 만족시키면서, 운전 시간의 억제와 소비 에너지 삭감량을 양립하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시형태에 있어서 최대 운전 시간은 10시간으로 설명하고, 소비 에너지 삭감량을 연산하는 소정 기간을 1일로 설명했지만, 엔진 에너지 공급 시스템을 설치하는 대상의 전력 부하, 열부하에 따라서, 최적의 최대 운전 시간이나 소비 에너지 삭감량을 연산하는 기간은 상이한 것도 있고, 본 실시형태와 상이한 최대 운전 시간이나 소비 에너지 삭감량을 연산하는 기간을 설정한 경우에도, 본 발명을 넘지 않는(본 발명의 일실시예에 불과한) 것은 명백하다.
또한 에너지 공급 시스템의 예로서, 엔진 에너지 공급 시스템으로 설명했지만, 연료 전지를 이용한 연료 전지 시스템이나 터빈을 돌려서 발전을 행하는 터빈형 발전 시스템으로도 마찬가지의 효과가 얻어지는 것은 분명하다.
(실시형태 4)
본 발명의 실시형태 4에 의한 코제너레이션(열전 병급) 시스템은 실시형태 1과 마찬가지로, 도 1에 나타내는 연료 전지 시스템(1)의 구성으로 이루어지고, 실시형태 1과 동일한 동작을 행하는 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
도 12는 본 실시형태에 의한 에너지 공급 시스템의 동작예를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 제어 장치(6)의 운전 계획기(6c)는, 기억기(6a)에 기억된, 소정 기간(예컨대 1일)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득한다(단계 S61).
다음에, 운전 계획기(6d)는, 동작 보증 기간(예컨대, 10년간)보다 전에 운전 시간 수명(예컨대, 40000시간)에 이르지 않도록 소정 기간(예컨대, 1일) 중의 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh(예컨대, 10시간)를 설정한 후(단계 S62), 연료 전지 시스템(1)의 다수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합으로부터 운전 시간이 Mh 이하로 되는 조합 중 하나를, 임시의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정한다(단계 S63).
계속해서, 운전 계획기(6c)는, 단계 S63에서 임시 설정된 연료 전지 시스템(1)의 기동 시각 및 정지 시각, 및 기억기(6a)로부터 취득한 소정 기간(예컨대, 1일)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요에 근거하여, 이 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 사이에 에너지 공급 시스템을 운전한다고 상정한 경우의 운전 기간 동안에 연료 전지 시스템(1)에 의해 발전되는 발전량 및 저탕 유닛(1b)에 공급되는 열량(저탕 유닛 공급 탕량)의 총계를 연산함과 아울러, 이 연산에 있어서 예측한 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이를 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 기억기(6a)로부터 취득한 열부하 예측 수요 및 상기 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이의 예측 데이터에 근거하여, 저탕 탱크에 온수가 있는 한은 열부하 예측 수요를 조달하도록 열부하에 대하여 급탕한다고 하는 전제에서, 연료 전지 시스템(1)에 비축되는 저탕 유닛(1b)의 탕량(저탕 유닛 탕량)의 시간 추이를 예측하고, 이 예측 데이터를 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 운전 계획기(6c)는, 운전 기간 동안에 있어서의 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 총량의 생성에 필요한, 연료 전지 시스템(1)의 소비 에너지(B)를 연산한다(단계 S64).
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S63에서 운전 계획기(6c)에 의해 예측된 임시 설정된 운전 기간 중(기동 시각과 정지 시각 사이)의 연료 전지 시스템(1)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 이용하여 소비 에너지(A)를 연산한다(단계 S65).
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S65의 소비 에너지(A)로부터 단계 S63의 소비 에너지(B)를 뺀 값(A-B)을 연산하고, 이것을 연료 전지 시스템(1)의 소비 에너지 삭감량으로 간주하여, 이 수치(A-B)를 단계 S63에서 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다(단계 S66).
여기서 운전 계획기(6c)는, 운전 시간이 Mh 이하에서의 모든 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대해서, 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산을 끝냈는지 여부를 판정하여(단계 S67), 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 끝내지 않았으면(단계 S67에서 「아니오」), 단계 S63, 단계 S64, 단계 S65 및 단계 S66의 처리를 반복하고, 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 끝냈으면(단계 S67에서 「예」), 다음 판정 단계로 진행한다.
또한, 운전 계획기(6c)는, 단계 S66에서, 기억기(6a)에 기억된 복수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합 중에서, 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 기억기(6a)로부터 판독해서 취득하고, 취득한 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 연료 전지 시스템(1)으로서 설정한 후에 연료 전지 시스템(1)을 운전한다(단계 S68).
이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 도 12의 흐름도에서의 단계 S63에서, 연료 전지 시스템의 임시의 운전 시각 및 정지 시각의 조합을 선정할 때에, 운전 시간이 Mh 이하로 되는 조건 하에서 운전 시각 및 정지 시각의 조합을 선정함으로써, 실시형태 1의 연료 전지 시스템과 비교하면, 단계 S64부터 S66까지의 연산 반복 횟수가 적어지는 이점이 있고, 기억기(6a)의 용량도 비교적 적더라도 운전 시간의 억제와 소비 에너지 삭감량을 양립하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 방법에 의해 결정된 본 실시형태의 연료 전지 시스템의 운전 계획과 종래의 연료 전지 시스템에 있어서의 운전 계획의 차이는, 실시형태 1의 연료 전지 시스템에서 예시한 도 3 및 도 4과 마찬가지이다.
이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태의 연료 전지 시스템에서는, 시스템의 최대 운전 시간을 설정함으로써, 최대 운전 시간 내의 조건 하에서, 운전 계획기(6c)로 시스템의 기동 시각, 정지 시각을 설정한 후에, 연료 전지 시스템의 운전을 행하는 것에 의해, 운전 단위 운전 시간당 소비 에너지 삭감량을 최대로 하는 연료 전지 시스템을 제공할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서 최대 운전 시간은 10시간으로 설명했지만, 연료 전지 시스템을 설치하는 대상의 전력 부하, 열부하에 따라서, 최적의 최대 운전 시간은 상이한 것도 있으며, 본 실시형태와 상이한 최대 운전 시간을 설정한 경우에도, 본 발명을 넘지 않는(본 발명의 일실시예에 불과한) 것은 명백하다.
또한 에너지 공급 시스템의 예로서, 연료 전지를 이용한 코제너레이션 시스템으로 설명했지만, 연료 전지의 발전 기능만을 이용한 모노 제너레이션이더라도 상관없고, 엔진을 이용한 엔진 에너지 공급 시스템이나 가스로 터빈을 돌려서 발전을 행하는 터빈형 발전 시스템에서도 마찬가지의 효과가 얻어지는 것은 분명하다.
(실시형태 5)
본 발명의 실시형태 5에 있어서의 연료 전지 시스템은 실시형태 1과 동일한 구성요소이며, 도 1 및 도 8을 이용해서 설명하고, 그 설명을 생략한다.
다음에, 도 13을 이용하여 본 실시형태에 있어서의 에너지 공급 시스템의 동작예를 설명한다.
먼저, 제어 장치(6)의 운전 계획기(6c)는, 기억기(6a)에 기억된, 소정 기간(예컨대 1일)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요를 취득한다(단계 S401).
이 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요는, 연료 전지 시스템(1)이 설치된 가정으로의 거치시에 기억기(6a)에 미리 기억된 대표적인 전력 및 열부하의 열소비 이력에 근거하는 예측 수요이더라도 좋고, 각 가정의 생활 사이클에 적합하도록, 연료 전지 시스템(1)의 운전 경과에 따라 수요 예측기(6b)에 의해 개변된 전력 부하 및 열부하의 열소비 이력에 근거하는 예측 수요이더라도 좋다.
다음에, 운전 계획기(6d)는, 동작 보증 기간(예컨대, 10년간)보다 전에 운전 시간 수명(예컨대, 40000시간)에 이르지 않도록 소정 기간(예컨대 1일) 중의 연료 전지 시스템(1)의 최대 운전 시간 Mh(예컨대, 10시간)를 설정한 후(단계 S402), 연료 전지 시스템(1)의 다수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합 중 하나를, 임시의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정한다(단계 S403).
계속해서, 운전 계획기(6c)는, 단계 S403에서 임시 설정된 연료 전지 시스템(1)의 기동 시각 및 정지 시각, 및 기억기(6a)로부터 취득한 소정 기간(예컨대, 1일)의 전력 부하 예측 수요 및 열부하 예측 수요에 근거하여, 이 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각 사이에 에너지 공급 시스템을 운전한다고 상정한 경우의 운전 기간 동안에 연료 전지 시스템(1)에 의해 발전되는 발전량 및 저탕 유닛(1b)에 공급되는 열량(이 열에 상당하는 탕량; 이하, 「저탕 유닛 공급 탕량」이라고 함)의 총계를 연산함과 아울러, 이 연산에 있어서 예측한 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이를 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 기억기(6a)로부터 취득한 열부하 예측 수요 및 이 저탕 유닛 공급 탕량의 시간 추이의 예측 데이터에 근거하여, 저탕 탱크에 온수가 있는 한은 열부하 예측 수요를 조달하도록 열부하에 대해 급탕한다고 하는 전제에서, 연료 전지 시스템(1)에 비축되는 저탕 유닛(1b)의 탕량(이하, 「저탕 유닛 탕량」이라고 함)의 시간 추이를 예측하고, 이 예측 데이터를 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합과 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다. 그리고, 운전 계획기(6c)는, 운전 기간 동안에 있어서의 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 총량의 생성에 필요한, 연료 전지 시스템(1)의 소비 에너지(B)를 연산한다(단계 S404).
이 소비 에너지(B)는, 연료 전지 시스템(1)을 가정에 도입함에 있어서, 상기 가정에서의 소비 에너지 삭감의 기준으로 되는 것으로, 상기 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 생성했을 때의 연료 전지 시스템(1)의 가동에 필요한 원재료 에너지(연료 전지 시스템(1)의 가동에 의해 소비되는 원료 가스나 연료 전지 시스템(1)의 가동 전력 등의 총에너지)를 가리킨다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S403에서 운전 계획기(6c)에 의해 예측된 임시 설정된 운전 기간 동안(기동 시각과 정지 시각 사이)의 연료 전지 시스템(1)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량을 이용하여 소비 에너지(A)를 연산한다(단계 S405).
이 소비 에너지(A)는, 연료 전지 시스템(1)을 가정에 도입함에 있어서, 상기 가정에서의 소비 에너지 삭감량의 기준으로 되는 것으로, 운전 계획기(6c)에 예측되는 연료 전지 시스템(1)의 발전량 및 저탕 유닛 공급 탕량의 전부를, 연료 전지 시스템(1)이 아니라 전력 회사 내지 가스 회사의 기존 인프라로부터 공급된 전력 및 가스로 조달했다고 가정한 경우의 총에너지를 가리킨다.
다음에, 운전 계획기(6c)는, 단계 S405의 소비 에너지(A)로부터 단계 S403의 소비 에너지(B)를 뺀 값(A-B)을 연산하고, 이것을 연료 전지 시스템(1)의 소비 에너지 삭감량으로 간주하여, 이 수치(A-B)를 단계 S403에서 임시 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대응시켜서 기억기(6a)에 기억한다(단계 S406).
여기서 운전 계획기(6c)는, 모든 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 대해서, 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산을 끝냈는지 여부를 판정하여(단계 S407), 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 끝내지 않았으면(단계 S407에서 「아니오」), 단계 S403, 단계 S404, 단계 S405 및 단계 S406의 처리를 반복하고, 소비 에너지 삭감량(A-B)의 연산 전부를 끝냈으면(단계 S407에서 「예」), 다음 판정 단계로 진행한다.
또한, 운전 계획기(6c)는, 단계 S406에서, 기억기(6a)에 기억된 복수의 기동 시각 및 정지 시각의 조합 중에서, 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동 시각 및 정지 시각의 조합을 기억기(6a)로부터 판독해서 설정한다(단계 S408).
다음에, 운전 계획기(6c)는, 미리 정해진 조건에 의해 단계 S402에서 설정된 최대 운전 시간 Mh를 단계 S408에서 설정된 기동 시각 및 정지 시각의 조합에 적용할지 여부를 판단한다(단계 S488). 조건을 만족시키지 않는 경우(단계 S488에서 「아니오」), 다음 판정 단계로 진행한다.
운전 계획기(6c)는, 단계 S408에서 설정된 연료 전지 시스템(1)의 기동ㆍ정지 시각 중에서, 연료 전지 코제너레이션 시스템의 운전 시간을 Mh로 제한했을 때에 운전 단위 시간당 소비 에너지 삭감량(A-B)이 최대로 되는 기동ㆍ정지 시각을 재설정한 후에 연료 전지 시스템(1)을 운전한다(단계 S409).
또한, 단계 S488에서 조건을 만족시킨 경우(단계 S488에서 「예」), 단계 S408에서 설정된 기동ㆍ정지 시각에서 연료 전지 시스템(1)을 운전한다(단계 S499).
전술한 바와 같이, 최대 운전 시간 Mh는, 전력 부하나 열부하의 상황에 따라서 설정하는 것이 바람직하고, 전력 부하가 대폭 증가하고 또한 열부하가 큰 겨울철 등은, 최대 운전 시간의 설정은 소비 에너지 삭감을 효율적으로 발생시키는 운전 시간으로 한정되게 되어, 기동 정지에 필요한 에너지 손실의 단위 운전 시간당 차지하는 비율이 커지기 때문에, 단위 운전 시간당의 소비 에너지 삭감량을 최대화시키기 위해서는 바람직하지 않고, 상기 조건의 경우에는 최대 운전 시간을 비교적 길게 함으로써 단위 시간당 소비 에너지 삭감량을 최대화시키는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 최대 운전 시간이, 단계 S1에서의 소정 기간 이상으로 되는 경우, 최대 운전 시간에 의한 제한은 필요가 없어지기 때문에, 단계 S488에서 최대 운전 시간 Mh의 제한의 필요와 불필요를 판단한다.
전력 부하의 대소, 열부하의 대소에 크게 관계되는 인자로서, 캘린더 등의 달력 정보나 달력을 모은 계절 정보 등의 환경 조건에 근거하여, 최대 운전 시간에 의한 제한의 유무를 설정하는 것이 바람직하다(예컨대, 12월, 1월, 2월의 3개월 동안은 최대 운전 시간에 의한 제한을 실시하지 않는 등). 도시는 되어 있지 않지만, 캘린더 등의 달력, 계절 정보를 관리하는 실시간 카운터는 제어 장치(6)의 내부에 있고, 그 정보에 근거하여 단계 S488에서 제한의 필요와 불필요를 판단한다. 또한 상술한 실시간 카운터는 도 8에서의 리모트 컨트롤(7)과 같이 연료 전지(1a) 내나 저탕 유닛(1b) 내나 별체의 기기로서 독립적으로 구성해도 좋고, 그때는 제어 장치(6)와 통신 등의 수단을 통해서 정보를 전달한다.
또한, 전력 부하의 대소, 열부하의 대소에 크게 관계되는 인자로서, 외기 온도나 시수 온도 등을 환경 조건으로서 이용하는 것도 유효하다. 도시는 되어 있지 않지만, 외기 온도나 시수 온도를 관리할 수 있는 구성의 온도 센서는 제어 장치(6)의 내부에 있고, 그 정보에 근거하여 단계 S488에서 제한의 필요와 불필요를 판단한다(예컨대, 외기 온도가 10℃ 이하인 경우에는, 최대 운전 시간에 의한 제한을 실시하지 않는 등). 또한 상술한 온도 센서는 도 8에서의 리모트 컨트롤(7)과 같이 연료 전지(1a) 내나 저탕 유닛(1b) 내나 별체의 기기로서 독립적으로 구성해도 좋고, 그때는 제어 장치(6)와 통신 등의 수단을 통해서 정보를 전달한다.
또한, 전력 부하 수요의 대소, 열부하 수요의 대소에 크게 관계되는 환경 조건(예컨대 계절 정보, 달력 정보, 외기 온도 정보, 시수 온도나 가족 구성 정보, 손님 정보 등의 에너지 소비 정보)를 사용자가 입력하는 것이 가능한 수단을 갖고, 사용자가 임의로 입력하는 것도 유효하다. 도시는 되어 있지 않지만, 환경 조건 입력 수단은 제어 장치(6)의 내부에 있고, 그 정보에 근거하여 제어 장치(6)에서 발전 지령을 행한다. 또한 환경 조건 입력 수단은, 도 8에서의 리모트 컨트롤(7)과 같이 연료 전지(1a) 내나 저탕 유닛(1b) 내나 별체의 기기로서 독립적으로 구성해도 좋고, 그때는 제어 장치(6)와 통신 등의 수단을 통해서 정보를 전달한다.
이상, 본 실시형태의 연료 전지 시스템에 의하면, 여름철 등 시스템의 최대 운전 시간을 설정하여, 운전 시간을 억제하면서 소비 에너지 삭감량을 크게 유지하는 것이 가능해짐과 동시에, 겨울철 등 최대 운전 시간의 제한을 하지 않고, 운전 시간을 억제하지 않음으로써 소비 에너지 삭감량을 크게 유지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 단계 S2에서 최대 운전 시간 Mh를 설정하고, 단계 S488에서 최대 운전 시간 Mh에 의한 제한의 필요와 불필요를 판단하는 구성으로 설명했지만, 단계 S2에서 최대 운전 시간 Mh를 설정하는 시점에서 제한의 필요와 불필요를 판단하는 것과 같은 구성으로 한 경우에도 마찬가지의 효과가 얻어져, 본 발명을 넘지 않는(본 발명의 일실시예에 불과한) 것은 명백하다.
또한, 에너지 공급 시스템의 예로서, 연료 전지를 이용한 코제너레이션 시스템으로 설명했지만, 연료 전지의 발전 기능만을 이용한 모노 제너레이션이더라도 상관없고, 엔진을 이용한 엔진 에너지 공급 시스템이나 가스로 터빈을 돌려서 발전을 행하는 터빈형 발전 시스템이더라도 마찬가지의 효과가 얻어지는 것은 분명하다.
[변형예 5]
본 실시형태에서는, 도 13에 나타내는 흐름도의 단계 S488에서, 계절 정보, 달력 정보, 외기 온도나 시수 온도 정보 등의 환경 조건에 따라 최대 운전 시간 Mh에 의한 제한의 필요와 불필요를 판단하는 연료 전지 시스템(1)의 운전 계획예를 설명하였다.
그러나, 환경 조건뿐만 아니라, 연료 전지 시스템(1)의 상태에 근거하여 제한의 필요와 불필요를 판단해도 좋다. 도 13에 나타내는 흐름도의 단계 S488의 미리 정해진 조건이 상이할 뿐이기 때문에, 그 밖의 단계에 관해서는 동일하므로, 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이, 최대 운전 시간 Mh는, 연료 전지 시스템(1)의 상태에 따라서 설정하는 것이 바람직하고, 시스템의 성능 열화가 발생하기 이전의 시스템 운전 효율이 높을 때에는, 최대 운전 시간의 설정은 소비 에너지 삭감을 효율적으로 발생시키는 운전 시간이 제한되게 되어, 기동 정지에 필요한 에너지 손실의 단위 운전 시간당 차지하는 비율이 커지기 때문에, 단위 운전 시간당의 소비 에너지 삭감량을 최대화시키기 위해서는 바람직하지 않고, 상기 조건의 경우에는 최대 운전 시간을 비교적 길게 함으로써 단위 시간당 소비 에너지 삭감량을 최대화시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 최대 운전 시간이, 단계 S1에서의 소정 기간 이상으로 되는 경우, 최대 운전 시간에 의한 제한은 필요가 없어지기 때문에, 단계 S488에서 최대 운전 시간 Mh의 제한의 필요와 불필요를 판단한다.
시스템의 운전 효율에 크게 관계되는 인자로서, 총통전 시간이나 총발전 시간 등의 설치 후의 전원 투입으로부터의 시스템 동작 이력 정보에 근거하여, 최대 운전 시간에 의한 제한의 유무를 설정하는 것이 바람직하다(예컨대, 총발전 시간 2만 시간 미만에서는 최대 운전 시간에 의한 제한을 실시하지 않는 등). 도시는 되어 있지 않지만, 총통전 시간이나 총발전 시간 등 시스템 동작 이력 정보를 관리하는 실시간 카운터는 제어 장치(6)의 내부에 있고, 그 정보에 근거하여 단계 S488에서 제한의 필요와 불필요를 판단한다. 또한 상술한 실시간 카운터는 도 8에서의 리모트 컨트롤(7)과 같이 연료 전지(1a) 내나 저탕 유닛(1b) 내나 별체의 기기로서 독립적으로 구성해도 좋고, 그때는 제어 장치(6)와 통신 등의 수단을 통해서 정보를 전달한다.
또한, 시스템의 운전 효율에 크게 관계되는 인자로서, 공장 생산 시점에서의 생애 연월에 근거하여, 최대 운전 시간에 따른 제한의 필요와 불필요를 설정하는 것이 바람직하다(예컨대, 공장 생산 시점으로부터 5년 미만에서는 최대 운전 시간에 따른 제한을 실시하지 않는 등). 도시는 되어 있지 않지만, 시스템의 생애 연월을 관리하는 실시간 카운터는 제어 장치(6)의 내부에 있고, 그 정보에 근거하여 단계 S488에서 제한의 필요와 불필요를 판단한다. 또한 상술한 실시간 카운터는 도 8에서의 리모트 컨트롤(7)과 같이 연료 전지(1a) 내나 저탕 유닛(1b) 내나 별체의 기기로서 독립적으로 구성해도 좋고, 그때는 제어 장치(6)와 통신 등의 수단을 통해서 정보를 전달한다.
또한, 시스템의 운전 효율을 직접 감시하여, 시스템의 운전 효율에 근거하여 최대 운전 시간에 의한 제한의 필요와 불필요를 설정하는 것이 바람직하다(예컨대, 운전 효율이 초기 효율로부터 30% 저하될 때까지 최대 운전 시간에 의한 제한을 실시하지 않는 등). 도시는 되어 있지 않지만, 시스템의 운전 효율을 관리하는 실시간 카운터는 제어 장치(6)의 내부에 있고, 그 정보에 근거하여 단계 S488에서 제한의 필요와 불필요를 판단한다. 또한 상술한 실시간 카운터는 도 8에서의 리모트 컨트롤(7)과 같이 연료 전지(1a) 내나 저탕 유닛(1b) 내나 별체의 기기로서 독립적으로 구성해도 좋고, 그때는 제어 장치(6)와 통신 등의 수단을 통해서 정보를 전달한다.
이상, 본 실시형태의 연료 전지 시스템에 의하면, 시스템의 운전 효율이 저하되는 수명 후기에는 최대 운전 시간을 설정하여, 운전 시간을 억제하면서 소비 에너지 삭감량을 크게 유지하는 것이 가능해짐과 동시에, 시스템의 운전 효율이 저하되어 있지 않은 수명 초기에는 최대 운전 시간의 제한을 하지 않고, 운전 시간을 억제하지 않음으로써 소비 에너지 삭감량을 크게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 공장 생산시로부터의 생애 연월에 있어서 최대 운전 시간에 의한 제한의 필요와 불필요를 판단함으로써, 생산 후의 재고 상태에 있어서의 운전 효율 열화도 고려하여, 보다 소비 에너지 삭감량을 크게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 단계 S2에서 최대 운전 시간 Mh를 설정하고, 단계 S488에서 최대 운전 시간 Mh에 의한 제한의 필요와 불필요를 판단하는 구성으로 설명했지만, 단계 S2에서 최대 운전 시간 Mh를 설정하는 시점에서 제한의 필요와 불필요를 판단하는 구성으로 한 경우에도 마찬가지의 효과가 얻어져서, 본 발명을 넘지 않는(본 발명의 일실시예에 불과한) 것은 명백하다.
또한, 에너지 공급 시스템의 예로서, 연료 전지를 이용한 코제너레이션 시스템으로 설명했지만, 연료 전지의 발전 기능만을 이용한 모노 제너레이션이더라도 상관없고, 엔진을 이용한 엔진 에너지 공급 시스템이나 가스로 터빈을 돌려서 발전을 행하는 터빈형 발전 시스템이더라도 마찬가지의 효과가 얻어지는 것은 분명하다.
(다른 형태)
상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명의 에너지 공급 시스템은 이하의 형태를 채용할 수 있다.
본 발명의 에너지 공급 시스템은, 전력 및 열 중 적어도 어느 한쪽의 공급을 행하는 에너지 공급 시스템과, 동작 보장 기간보다 전에 운전 시간 수명에 이르지 않도록 상기 동작 보장 기간을 구성하는 소정 기간에 있어서 상기 에너지 공급 시스템이 운전가능한 최대 운전 시간을 설정하는 운전 계획기를 구비하는 것을 특징으로 해도 좋다.
이와 같이 구성된 에너지 공급 시스템에 의하면, 동작 보장 기간 전에 운전 시간 수명이 끝나지 않아 운전을 계속할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 최대 운전 시간이 일정값인 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 최대 운전 시간이 미리 정해진 조건에 따라 변화되는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 미리 정해진 조건이, 달력 정보, 계절 정보, 외기 온도, 및 시수 온도 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 소정 기간이, 일, 주, 월, 및 년 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 소정 기간은 미리 정해진 패턴에 따라 변화되는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 운전 계획기를 구비하고, 상기 운전 계획기는, 상기 최대 운전 시간 내에서 단위 운전 시간당 에너지 삭감량이 최대로 되도록 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 운전 계획기를 구비하고, 상기 운전 계획기는, 상기 최대 운전 시간 내에서 상기 소정 기간의 단위 시간당 에너지 삭감량이 최대로 되도록 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 운전 계획기를 구비하고, 상기 운전 계획기는, 상기 최대 운전 시간 내에서 미리 정해진 기간의 에너지 삭감량이 최대로 되도록 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 운전 계획기를 구비하고, 에너지 공급 시스템의 에너지 소비량이 최소로 되도록 상기 에너지 공급 시스템의 운전을 계획하는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 에너지 공급 시스템이 에너지공급을 행하는 대상의 소비 에너지 삭감량이 최대로 되도록 소정의 운전 패턴을 결정하는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 사용자의 조작에 의해 상기 에너지 공급 시스템의 기동 시각 및 정지 시각을 입력하는 조작기와, 사용자에 의해 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각 및 정지 시각을, 상기 에너지 공급 시스템의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정하는 운전 시각 설정기를 구비하고, 상기 조작기를 통해서 입력된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 운전 시간이, 상기 최대 운전 시각을 넘는 경우는, 상기 운전 시각 설정기는, 상기 입력된 상기 기동 시각 및 상기 정지 시각을 상기 에너지 공급 시스템의 기동 시각 및 정지 시각으로서 설정하지 않는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 조작기를 통해서 입력된 기동 시각으로부터 정지 시각까지의 운전 시간이, 상기 최대 운전 시간을 넘는 경우는, 상기 조작기는, 상기 운전 시간이 상기 최대 운전 시간을 넘고 있는 취지를, 상기 조작기의 화면 상에 표시하는 것을 특징으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 에너지 공급 시스템은, 상기 운전 계획기는, 상기 에너지 공급 시스템의 누적 운전 시간에 근거하여 상기 최대 운전 시간을 갱신하는 것을 특징으로 해도 좋다.
본 발명의 에너지 공급 시스템에 있어서, 상술한 각 실시형태나 각 변형예에 기재한 요소나 사항은, 임의로 또한 적당히 조합할 수 있다. 각각의 조합에 따라서, 원하는 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.
상기 설명으로부터, 당업자에게 있어서는, 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명하다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 일탈하지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
산업상의 이용가능성
본 발명의 에너지 공급 시스템에 의하면, 동작 보증 기간 전에 운전 시간 수명을 맞이하지 않고 운전을 계속할 수 있게 되고, 예컨대, 본 시스템은 가정용의 에너지 공급 시스템에 유용하다.
1: 연료 전지 시스템 1a: 연료 전지 유닛
1b: 저탕 유닛 2: 전력 계통
3: 전력 소비 기기 4: 전력계
5: 열량계 6: 제어 장치
6a: 기억기 6b: 수요 예측기
6c: 운전 계획기 7: 리모트 컨트롤

Claims (16)

  1. 전력 및 열 중 적어도 어느 한쪽의 공급을 행하는 에너지 공급 장치와,
    상기 에너지 공급 장치의 동작 보증 기간보다 전에 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간 수명에 이르지 않도록 상기 동작 보증 기간보다 짧은 제 1 소정 기간에 있어서 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 1 최대 운전 시간을 설정함과 아울러, 상기 설정된 제 1 최대 운전 시간에 근거하여, 상기 제 1 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간이 상기 제 1 최대 운전 시간을 넘지 않도록 상기 제 1 소정 기간보다 짧은 제 2 소정 기간에 있어서의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간의 상한값인 제 2 최대 운전 시간을 연산에 의해 구함으로써 설정하도록 구성된 제어 장치
    를 구비하는 에너지 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 2 소정 기간에 있어서의 기동 정지 횟수를 소정 횟수 미만으로 제한하면서 상기 에너지 공급 장치를 운전하도록 구성되어 있는 에너지 공급 시스템.

  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 최대 운전 시간 및/또는 상기 제 2 최대 운전 시간이 일정값인 에너지 공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 미리 정해진 조건에 따라 상기 제 1 최대 운전 시간 및/또는 상기 제 2 최대 운전 시간을 변화시키는 에너지 공급 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 조건은, 달력 정보, 계절 정보, 외기 온도, 및 시수(市水) 온도 중 적어도 어느 하나인 에너지 공급 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 소정 기간은, n을 자연수로 하여, n일, n주, n월, 및 n년 중 어느 하나인 에너지 공급 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 소정 기간은, n을 자연수로 하여, n시간, n일, n주, n월, 및 n년 중 어느 하나인 에너지 공급 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 미리 정해진 패턴에 따라 상기 제 1 소정 기간을 변화시키는 에너지 공급 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 단위 운전 시간당 에너지 비용 삭감량이 최대로 되도록, 상기 제 1 최대 운전 시간 및 상기 제 2 최대 운전 시간을 설정하도록 구성되어 있는 에너지 공급 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 에너지 공급 장치의 에너지 소비량이 최소로 되도록, 상기 제 1 최대 운전 시간 및 상기 제 2 최대 운전 시간을 설정하도록 구성되어 있는 에너지 공급 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 에너지 공급 장치가 에너지 공급을 행하는 대상의 소비 에너지 삭감량이 최대로 되도록, 상기 제 1 최대 운전 시간 및 상기 제 2 최대 운전 시간을 설정하도록 구성되어 있는 에너지 공급 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 공급 장치의 기동 시각 및 정지 시각을 입력하기 위한 조작기를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각으로부터 상기 정지 시각까지의 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘지 않는 경우는, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각 및 상기 정지 시각을, 상기 에너지 공급 장치의 기동 시각 및 정지 시각인 장치 기동 시각 및 장치 정지 시각으로서 설정함과 아울러,
    상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각으로부터 상기 정지 시각까지의 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘는 경우는, 상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각 및 상기 정지 시각을, 상기 장치 기동 시각 및 상기 장치 정지 시각으로서 설정하지 않도록 구성되어 있는
    에너지 공급 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 조작기를 통해서 입력된 상기 기동 시각으로부터 상기 정지 시각까지의 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘는 경우에, 상기 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간을 넘고 있는 취지를 통지하도록 구성된 통지기를 구비하는 에너지 공급 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 에너지 공급 장치의 누적 운전 시간에 근거하여 상기 제 1 최대 운전 시간을 갱신하도록 구성되어 있는 에너지 공급 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 2 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간이 상기 제 2 최대 운전 시간에 미치지 않는 경우에, 상기 제 2 최대 운전 시간과 상기 제 2 소정 기간 내의 상기 에너지 공급 장치의 운전 시간과의 차이를 연산하고 이것을 누적해서 누적 잉여 운전 시간으로서 기억하도록 구성되어 있는 에너지 공급 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 누적 잉여 운전 시간이, 미리 설정된 제 3 소정 기간으로 된 경우에, 상기 제 1 최대 운전 시간을 재설정하도록 구성되어 있는 전지의 에너지 공급 시스템.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8577511B2 (en) * 2009-03-23 2013-11-05 Panasonic Corporation Energy supply system
JP5561240B2 (ja) * 2011-05-20 2014-07-30 三菱電機株式会社 貯湯式給湯機
JP5789162B2 (ja) * 2011-09-28 2015-10-07 京セラ株式会社 エネルギー管理システム、ガスメータ及びエネルギー管理装置
US9020874B2 (en) 2011-10-31 2015-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Short-term load forecast using support vector regression and feature learning
JP5917132B2 (ja) * 2011-12-22 2016-05-11 株式会社東芝 電気機器の運転制御システム及び方法
ITCO20120009A1 (it) * 2012-03-10 2013-09-11 Giacomini Spa ¿cogeneratore e sistema di comando dello stesso¿
JP5422067B1 (ja) * 2013-01-28 2014-02-19 大阪瓦斯株式会社 コジェネレーションシステム及びその運転方法
JP6467216B2 (ja) * 2014-12-18 2019-02-06 株式会社日立製作所 熱源システム管理装置、熱源システム管理方法、及びプログラム
JP7002375B2 (ja) * 2018-03-14 2022-01-20 大阪瓦斯株式会社 燃料電池システム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634843A (en) * 1986-01-16 1987-01-06 General Electric Company Dual mode power control arrangement for cooking appliance
AU726982B2 (en) * 1996-12-25 2000-11-30 Sony Corporation Recording/reproduction apparatus, recording/reproduction method, input/output apparatus, input/output method, storage apparatus, transmission apparatus, information processing apparatus and information processing method
CN1125283C (zh) * 1999-02-16 2003-10-22 松下电器产业株式会社 空调机的运行控制方法
US6904337B2 (en) * 2000-10-03 2005-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power generation control system, power generation control method, program, and medium
IL157345A0 (en) 2001-02-12 2004-02-19 Ormat Technologies Inc Method of and apparatus for producing uninterruptible power
JP4889167B2 (ja) 2001-08-09 2012-03-07 大阪瓦斯株式会社 コジェネレーション装置の運転計画方法
RU2233387C2 (ru) 2002-08-21 2004-07-27 Бритвин Лев Николаевич Система энергообеспечения
JP4626125B2 (ja) * 2003-03-14 2011-02-02 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP4084694B2 (ja) * 2003-04-22 2008-04-30 シャープ株式会社 洗濯機
JP4404584B2 (ja) 2003-08-19 2010-01-27 株式会社荏原製作所 燃料電池システム
US7012223B2 (en) * 2003-11-25 2006-03-14 National Environmental Products, Ltd. Forced-air heater control system and method
US7101816B2 (en) * 2003-12-29 2006-09-05 Tokyo Electron Limited Methods for adaptive real time control of a thermal processing system
JP2006127967A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Ebara Ballard Corp コージェネレーションシステムおよびその運転方法
US7155318B2 (en) * 2004-11-05 2006-12-26 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Air conditioning unit control to reduce moisture varying operations
US7444096B2 (en) * 2005-03-29 2008-10-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic device power supply
CN101208648B (zh) * 2005-08-04 2010-06-02 达西系统股份有限公司 存储装置控制器的超级电容的寿命监视
RU2338313C2 (ru) 2005-11-21 2008-11-10 ООО Научно-производственная фирма "Электронные информационные системы" Способ централизованного дистанционного управления процессом отпуска энергоносителей с возможностью регулирования интенсивности их потребления (варианты)
JP5191636B2 (ja) * 2006-05-19 2013-05-08 パナソニック株式会社 コージェネレーションシステム
JP2007323843A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Ebara Ballard Corp 燃料電池の運転方法及び燃料電池システム
CN101799661B (zh) * 2007-01-10 2012-12-05 株式会社日立制作所 锅炉设备的控制装置及锅炉设备的操作员训练用装置
RU2341857C1 (ru) 2008-05-12 2008-12-20 Юрий Петрович Баталин Электроэнергетический комплекс

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Publication number Publication date
RU2011106927A (ru) 2013-04-27
CA2734713A1 (en) 2010-09-30
WO2010109782A1 (ja) 2010-09-30
US8577512B2 (en) 2013-11-05
US20110151346A1 (en) 2011-06-23
EP2413059A1 (en) 2012-02-01
JPWO2010109782A1 (ja) 2012-09-27
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