(57)【要約】【課題】コストを抑制しつつ、燃料電池の運転を継続する。【解決手段】管理装置１は、発電装置２−１〜２−２から満水接近通知が送信されてきた場合、温水装置３−１〜３−２が蓄えている温水が満水に接近したと判別する。その後、管理装置１は、電力需要が高くかつ温水需要が低いことを検出した場合、燃料電池２１−１〜２１−２による発電を継続した場合の発電継続コストＣＮＴと、商用電源５から供給される商用電力を購入した場合の電力購入コストＢＵＹとを比較する。当該比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さい場合、管理装置１は、温水装置３−１〜３−２に蓄えられている温水を排出させる。【選択図】図１
2010049979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を具備する発電装置と、該発電装置と接続され、前記燃料電池の発電の際に発生した熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を蓄える温水装置と、該発電装置と接続された発電管理装置とから構成される発電管理システムにおいて、
前記温水装置は、前記温水が満水状態に接近したことを示す満水接近通知を前記発電装置へ送信し、
前記発電装置は、前記温水装置から送信されてきた満水接近通知を前記発電管理装置へ転送し、
前記発電管理装置は、
前記満水接近通知が該発電装置から送信されてきた場合、過去の温水需要値と電力需要値とのそれぞれに基づいて、温水需要予測値と電力需要予測値とを算出する需要予測部と、
前記温水需要予測値が所定の温水需要基準値よりも小さく、かつ、前記電力需要予測値が所定の電力需要基準値よりも大きな場合であって、該電力需要予測値の発電時に発生する熱量により生成される温水量が前記温水需要予測値よりも大きい際に、前記電力需要予測値に応じた温水の排水量を算出する排水量算出部と、
前記燃料電池による前記電力需要予測値の発電の発電コストと前記排水量に応じた水道コストとを加算した発電継続コストを算出する発電継続コスト算出部と、
前記商用電源から供給される前記電力需要予測値の商用電力を購入したときの電力購入コストを算出する電力購入コスト算出部と、
前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さな場合、前記排水量の温水を前記温水装置から排出させる排出指示部と、
前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さくはない場合、前記燃料電池の停止を前記発電装置へ指示する発電停止指示部とを有することを特徴とする発電管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電管理システムにおいて、
前記温水装置は、温水装置が蓄えているうちで所定期間において利用者が使用するために排出した温水量である温水需要値を前記発電装置へ送信し、
前記発電装置は、
所定期間において前記燃料電池から前記負荷機器へ供給した電力需要値を前記発電管理装置へ送信し、
前記温水装置から送信されてきた温水需要値を前記発電管理装置へ転送し、
前記需要予測部は、前記発電装置から送信されてきた電力需要値と前記発電装置から転送されてきた温水需要値とを用いて、前記温水需要予測値と前記電力需要予測値とを算出することを特徴とする発電管理システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発電管理システムにおいて、
前記発電管理装置は、前記水道コストを算出するための水道料金情報と、前記発電コストを算出するためのガス料金情報と、前記電力購入コストを算出するための電気料金情報とを記憶する記憶部を有し、
前記発電継続コスト算出部は、前記水道料金情報と前記ガス料金情報とに基づいて前記発電継続コストを算出し、
前記電力購入コスト算出部は、前記電気料金情報に基づいて前記電力購入コストを算出することを特徴とする発電管理システム。
【請求項４】
燃料電池を具備する発電装置と、該発電装置と接続され、前記燃料電池の発電の際に発生した熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を蓄える温水装置と、該発電装置と接続された発電管理装置とを有する発電管理システムにおける発電管理方法であって、
前記温水装置が、前記温水が満水状態に接近したことを示す満水接近通知を前記発電装置へ送信する処理と、
前記発電装置が、前記温水装置から送信されてきた満水接近通知を前記発電管理装置へ転送する処理と、
前記発電管理装置が、前記満水接近通知が該発電装置から送信されてきた場合、過去の温水需要値と電力需要値とのそれぞれに基づいて、温水需要予測値と電力需要予測値とを算出する需要予測処理と、
前記発電管理装置が、前記温水需要予測値が所定の温水需要基準値よりも小さく、かつ、前記電力需要予測値が所定の電力需要基準値よりも大きな場合であって、該電力需要予測値の発電時に発生する熱量により生成される温水量が前記温水需要予測値よりも大きい際に、前記電力需要予測値に応じた温水の排水量を算出する処理と、
前記発電管理装置が、前記燃料電池による前記電力需要予測値の発電の発電コストと前記排水量に応じた水道コストとを加算した発電継続コストを算出する発電継続コスト算出処理と、
前記発電管理装置が、前記商用電源から供給される前記電力需要予測値の商用電力を購入したときの電力購入コストを算出する電力購入コスト算出処理と、
前記発電管理装置が、前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さな場合、前記排水量の温水を前記温水装置から排出させる処理と、
前記発電管理装置が、前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さくはない場合、前記燃料電池の停止を前記発電装置へ指示する処理とを有する発電管理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の発電管理方法において、
前記温水装置が、温水装置が蓄えているうちで所定期間において利用者が使用するために排出した温水量である温水需要値を前記発電装置へ送信する処理と、
前記発電装置が、所定期間において前記燃料電池から前記負荷機器へ供給した電力需要値を前記発電管理装置へ送信する処理と、
前記発電装置が、前記温水装置から送信されてきた温水需要値を前記発電管理装置へ転送する処理とを有し、
前記需要予測処理では、前記発電装置から送信されてきた電力需要値と前記発電装置から転送されてきた温水需要値とを用いて、前記温水需要予測値と前記電力需要予測値とを算出することを特徴とする発電管理方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の発電管理方法において、
前記発電管理装置が、前記水道コストを算出するための水道料金情報と、前記発電コストを算出するためのガス料金情報と、前記電力購入コストを算出するための電気料金情報とを記憶する処理を有し、
前記発電継続コスト算出処理では、前記水道料金情報と前記ガス料金情報とに基づいて前記発電継続コストを算出し、
前記電力購入コスト算出処理では、前記電気料金情報に基づいて前記電力購入コストを算出することを特徴とする発電管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電管理システムおよび発電管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の環境に関する意識の急速な高まりから、家庭用の燃料電池を導入する一般家庭の世帯が増えている。
【０００３】
燃料電池を用いて発電を行う場合、該発電に伴って大きな熱量が発生する。その発電時に発生した熱量を有効的に利用するために、該熱量を用いて水を昇温することで温水を生成し、該温水を貯湯槽に蓄える技術が考えられている。しかし、この技術によれば貯湯槽が満水状態に到達した場合、燃料電池の運転を停止する必要がある。そのため、利用者は燃料電池からの電力を使用することができない状態となってしまう。
【０００４】
このような状態となることを回避するために、貯湯槽が満水となった場合に余剰となる温水を給湯管を介して近隣の住居へ分配する技術が考えられている（例えば、非特許文献１参照。）。これにより、熱余りによる燃料電池の運用制約を解消して燃料電池の運転を継続して行うことができる。
【非特許文献１】独立行政法人  産業技術総合研究所、“分散型エネルギーネットワークの研究  燃料電池と電気・熱・水素によるネットワーク”    ｈｔｔｐ：／／ｓｔａｆｆ．ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｈ−ａｋｉ／ｒｅｓｅａｒｃｈ＿ｅｎｅｒｇｙｎｅｔ／ｅｎｅｒｇｙｎｅｔ＿ｊｐＲ１．２．ｈｔｍｌ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に開示された技術においては、給湯管の敷設や維持管理に多額の費用がかかってしまうという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決する発電管理システムおよび発電管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の発電管理システムは、燃料電池を具備する発電装置と、該発電装置と接続され、前記燃料電池の発電の際に発生した熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を蓄える温水装置と、該発電装置と接続された発電管理装置とから構成される発電管理システムにおいて、前記温水装置は、前記温水が満水状態に接近したことを示す満水接近通知を前記発電装置へ送信し、前記発電装置は、前記温水装置から送信されてきた満水接近通知を前記発電管理装置へ転送し、前記発電管理装置は、前記満水接近通知が該発電装置から送信されてきた場合、過去の温水需要値と電力需要値とのそれぞれに基づいて、温水需要予測値と電力需要予測値とを算出する需要予測部と、前記温水需要予測値が所定の温水需要基準値よりも小さく、かつ、前記電力需要予測値が所定の電力需要基準値よりも大きな場合であって、該電力需要予測値の発電時に発生する熱量により生成される温水量が前記温水需要予測値よりも大きい際に、前記電力需要予測値に応じた温水の排水量を算出する排水量算出部と、前記燃料電池による前記電力需要予測値の発電の発電コストと前記排水量に応じた水道コストとを加算した発電継続コストを算出する発電継続コスト算出部と、前記商用電源から供給される前記電力需要予測値の商用電力を購入したときの電力購入コストを算出する電力購入コスト算出部と、前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さな場合、前記排水量の温水を前記温水装置から排出させる排出指示部と、前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さくはない場合、前記燃料電池の停止を前記発電装置へ指示する発電停止指示部とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の発電管理システムにおいては、前記温水装置は、温水装置が蓄えているうちで所定期間において利用者が使用するために排出した温水量である温水需要値を前記発電装置へ送信し、前記発電装置は、所定期間において前記燃料電池から前記負荷機器へ供給した電力需要値を前記発電管理装置へ送信し、前記温水装置から送信されてきた温水需要値を前記発電管理装置へ転送し、前記需要予測部は、前記発電装置から送信されてきた電力需要値と前記発電装置から転送されてきた温水需要値とを用いて、前記温水需要予測値と前記電力需要予測値とを算出してもよい。
【０００９】
また、本発明の発電管理システムにおいては、前記発電管理装置は、前記水道コストを算出するための水道料金情報と、前記発電コストを算出するためのガス料金情報と、前記電力購入コストを算出するための電気料金情報とを記憶する記憶部を有し、前記発電継続コスト算出部は、前記水道料金情報と前記ガス料金情報とに基づいて前記発電継続コストを算出し、前記電力購入コスト算出部は、前記電気料金情報に基づいて前記電力購入コストを算出してもよい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明の発電管理方法は、燃料電池を具備する発電装置と、該発電装置と接続され、前記燃料電池の発電の際に発生した熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を蓄える温水装置と、該発電装置と接続された発電管理装置とを有する発電管理システムにおける発電管理方法であって、前記温水装置が、前記温水が満水状態に接近したことを示す満水接近通知を前記発電装置へ送信する処理と、前記発電装置が、前記温水装置から送信されてきた満水接近通知を前記発電管理装置へ転送する処理と、前記発電管理装置が、前記満水接近通知が該発電装置から送信されてきた場合、過去の温水需要値と電力需要値とのそれぞれに基づいて、温水需要予測値と電力需要予測値とを算出する需要予測処理と、前記発電管理装置が、前記温水需要予測値が所定の温水需要基準値よりも小さく、かつ、前記電力需要予測値が所定の電力需要基準値よりも大きな場合であって、該電力需要予測値の発電時に発生する熱量により生成される温水量が前記温水需要予測値よりも大きい際に、前記電力需要予測値に応じた温水の排水量を算出する処理と、前記発電管理装置が、前記燃料電池による前記電力需要予測値の発電の発電コストと前記排水量に応じた水道コストとを加算した発電継続コストを算出する発電継続コスト算出処理と、前記発電管理装置が、前記商用電源から供給される前記電力需要予測値の商用電力を購入したときの電力購入コストを算出する電力購入コスト算出処理と、前記発電管理装置が、前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さな場合、前記排水量の温水を前記温水装置から排出させる処理と、前記発電管理装置が、前記発電継続コストが該電力購入コストよりも小さくはない場合、前記燃料電池の停止を前記発電装置へ指示する処理とを有する。
【００１１】
また、本発明の発電管理方法においては、前記温水装置が、温水装置が蓄えているうちで所定期間において利用者が使用するために排出した温水量である温水需要値を前記発電装置へ送信する処理と、前記発電装置が、所定期間において前記燃料電池から前記負荷機器へ供給した電力需要値を前記発電管理装置へ送信する処理と、前記発電装置が、前記温水装置から送信されてきた温水需要値を前記発電管理装置へ転送する処理とを有し、前記需要予測処理では、前記発電装置から送信されてきた電力需要値と前記発電装置から転送されてきた温水需要値とを用いて、前記温水需要予測値と前記電力需要予測値とを算出してもよい。
【００１２】
また、本発明の発電管理方法においては、前記発電管理装置が、前記水道コストを算出するための水道料金情報と、前記発電コストを算出するためのガス料金情報と、前記電力購入コストを算出するための電気料金情報とを記憶する処理を有し、前記発電継続コスト算出処理では、前記水道料金情報と前記ガス料金情報とに基づいて前記発電継続コストを算出し、前記電力購入コスト算出処理では、前記電気料金情報に基づいて前記電力購入コストを算出してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料電池を具備する発電装置と、発電装置と接続され、燃料電池の発電の際に発生した熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を蓄える温水装置と、発電装置と接続された発電管理装置とを有する発電管理システムにおいて、温水装置は、温水が満水状態に接近したことを示す満水接近通知を発電装置へ送信する。発電装置は、温水装置から送信されてきた満水接近通知を発電管理装置へ転送する。
【００１４】
発電管理装置は、満水接近通知が発電装置から送信されてきた場合、過去の温水需要値と電力需要値とのそれぞれに基づいて、温水需要予測値と電力需要予測値とを算出する。温水需要予測値が所定の温水需要基準値よりも小さく、かつ、電力需要予測値が所定の電力需要基準値よりも大きな場合であって、電力需要予測値の発電時の熱量により生成される温水量が温水需要予測値よりも大きい際に、発電管理装置は、電力需要予測値に応じた温水の排水量を算出する。
【００１５】
発電管理装置は、燃料電池による電力需要予測値の発電する発電コストと排水量に応じた水道コストとを加算した発電継続コストを算出する。また、発電管理装置は、商用電源から供給される電力需要予測値の商用電力を購入したときの電力購入コストを算出する。
【００１６】
そして、発電継続コストが電力購入コストよりも小さな場合、排水量の温水を温水装置から排出させる。一方、発電継続コストが電力購入コストよりも小さくない場合、燃料電池の停止を発電装置へ指示する。
【００１７】
このような構成としたため、燃料電池の運転を容易に継続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に従った発電管理システム（発電管理方法を含む）を説明する。
【００１９】
まず、本実施形態の発電管理システムの全体構成を説明する。図1に示すように、発電管理システムは、発電管理装置１と、発電装置２−１〜２−２と、温水装置３−１〜３−３と、負荷機器４−１〜４−２と、商用電源５とを有する。
【００２０】
発電管理装置１（以下、「管理装置１」という）は、利用者の一般家庭に設置されている発電装置２−１〜２−２と接続されている。
【００２１】
管理装置１は、発電装置２−１または２−２から送信されてきた「満水接近通知」を受信する。
【００２２】
「満水接近通知」は、温水装置３−１または３−２に蓄えられている温水が満水に近づいたことを示す通知情報である。
【００２３】
また、管理装置１は、発電装置２−１または２−２から送信されてきた「温水需要値」を受信する。
【００２４】
「温水需要値」は、温水装置３−１または３−２から所定期間（例えば、２４時間）において利用者が使用するために排出された温水の量である。
【００２５】
また、管理装置１は、発電装置２−１または２−２から送信されてきた「電力需要値」を受信する。
【００２６】
「電力需要値」は、燃料電池２１−１または２１−２から負荷機器４−１または４−２へ所定期間（例えば、２４時間）においてそれぞれ供給された電力量である。
【００２７】
また、管理装置１は、燃料電池２１−１の発電動作を停止させることを指示する「発電停止指示」を、発電装置２−１または２−２へ送信する。
【００２８】
また、管理装置１は、温水装置３−１または温水装置３−２が蓄えている温水を排出させるための排出指示を、当該温水装置３−１または３−２へ送信する。
【００２９】
発電装置２−１または２−２は、一般の家庭ＡまたはＢに個別に設置された利用者が所有する自家発電設備である。発電装置２−１〜２−２は、燃料（例えば、都市ガス）を用いて発電を行う燃料電池２１−１〜２１−２をそれぞれ具備する。
【００３０】
発電装置２−１〜２−２それぞれは、燃料電池２１−１〜２１−２を用いて発電した電力を負荷機器４−１〜４−２それぞれへ供給する。
【００３１】
また、発電装置２−１〜２−２それぞれは、燃料電池２１−１〜２１−２が発電した際に発生した熱量を温水装置３−１〜３−２へ供給する。
【００３２】
なお、発電装置２−１と温水装置３−１とは互いに通信可能に接続されている。また、発電装置２−２と温水装置３−２とは互いに通信可能に接続されている。
【００３３】
発電装置２−１または２−２は、温水装置３−１または３−２からそれぞれ送信されてきた満水接近通知を管理装置１へ転送する。
【００３４】
また、発電装置２−１または２−２は、温水装置３−１または３−２からそれぞれ送信されてきた温水需要値を管理装置１へ転送する。
【００３５】
さらに、発電装置２−１または２−２は、管理装置１から送信されてきた発電停止指示を受信する。この場合、発電装置２−１または２−２それぞれは、当該発電停止指示に従って、燃料電池２１−１または２１−２それぞれの発電動作を停止させる。
【００３６】
なお、発電装置２−１または２−２は、発電動作の停止に伴い、燃料電池２１−１または２１−２に対する燃料（例えば、都市ガス）の供給と、燃料電池２１−１または２１−２の発電時の排熱により加熱される水の供給とを停止させる。
【００３７】
また、発電装置２−１または２−２それぞれは、燃料電池２１−１または２１−２から負荷機器４−１または４−２へ所定期間（例えば、２４時間）においてそれぞれ供給された電力量である「電力需要値」を測定する。
【００３８】
そして、発電装置２−１または２−２それぞれは、測定した電力需要値を所定タイミング（例えば、毎日午後１１時）で管理装置１へ送信する。
【００３９】
温水装置３−１〜３−２は、発電装置２−１〜２−２から供給された熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を貯湯槽３１−１〜３１−２にそれぞれ蓄える。
【００４０】
また、貯湯槽３１−１〜３１−２には、該貯湯槽３１−１〜３１−２にそれぞれ蓄えられている温水の水位を検出するための水位検出センサ（図示せず）が取り付けられている。
【００４１】
温水装置３−１または３−２は、水位検出センサが検出した水位に基づいて満水状態に接近したことを検出した場合、通知部（図示せず）により、自己が蓄えている温水が満水状態に接近したことを示す満水接近通知を発電装置２−１または２−２へ送信する。
【００４２】
また、温水装置３−１または３−２それぞれは、所定期間（例えば、２４時間）において、利用者が使用するために貯湯槽３１−１または３１−２から排出された温水の量である「温水需要値」を測定する。そして、温水装置３−１または３−２は、測定した温水需要値を所定タイミング（例えば、毎日午後１１時）で発電装置２−１または２−２へそれぞれ送信する。
【００４３】
なお、燃料電池２１−１〜２１−２の発電の際に発生した熱を蓄熱する方法は、温水装置３−１〜３−２を用いる方法以外にも、例えば、熱交換器を設け、燃料電池２１−１〜２１−２の発電の際に発生した熱量を外部空気などとの間で熱交換する方法が考えられる。
【００４４】
また、例えば、タービンなどの熱電変換手段を接続して電気エネルギーに変換して蓄電池に充電しておく方法も考えられる。
【００４５】
しかしながら、熱交換器やタービンは一般的に大型であり、また高価である。さらに、一般家庭の屋内では、熱交換器やタービンを設置可能な場所を確保することは困難である。その点、本実施形態のような温水排水は、簡易な構成でかつ安価に、燃料電池２１−１〜２１−２の発電動作の制御を行うことが可能である。
【００４６】
負荷機器４−１〜４−２は、商用電源５から供給されてきた商用電力と燃料電池２１−１〜２１−２から供給されてきた電力とを用いて、所定の動作を実行する電気機器である。負荷機器４−１〜４−２は、例えば、一般的な家庭用の照明機器や家電機器（例えば、洗濯機、冷蔵庫、テレビ）や情報処理装置（例えば、コンピュータ）でもよく、その台数も任意でよい。
【００４７】
商用電源５は、例えば、電力会社が運営する発電所に設置された大容量の電力を発電可能な発電設備である。商用電源５は、自己が発電した商用電力を負荷機器４−１〜４−２へ供給する。
【００４８】
つぎに、発電管理装置１の構成について詳細に説明する。
【００４９】
管理装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、通信部１３とを有する。
【００５０】
制御部１１は、例えば、マイクロプロセッサユニットであり、管理装置１全体の動作を制御する。
【００５１】
また、図２に示すように、制御部１１は、満水接近判別部１１１と、需要予測部１１２と、検出部１１３と、排水量算出部１１４と、発電継続コスト算出部１１５と、電力購入コスト算出部１１６と、コスト比較部１１７と、排出指示部１１８と、発電停止指示部１１９とを有する。
【００５２】
満水接近判別部１１１は、貯湯槽３１−１に蓄えられている温水が満水に近づいたことを示す満水接近通知が発電装置２−１から送信されてきた場合、温水装置３−１の貯湯槽３１−１が満水状態に接近したと判別する。また、満水接近判別部１１１は、貯湯槽３１−２に蓄えられている温水が満水に近づいたことを示す満水接近通知が発電装置２−２から送信されてきた場合、温水装置３−２の貯湯槽３１−２が満水状態に接近したと判別する。
【００５３】
需要予測部１１２は、満水接近判別部１１１が満水状態に接近したと判別した場合、電力需要値の統計を示す電力需要統計情報ＰＷ、または、温水需要値の統計を示す温水需要統計情報ＨＴそれぞれに基づいて、今後の電力需要と温水需要とを予測する。
【００５４】
この説明例では、電力需要統計情報ＰＷを用いて過去１週間における１日あたりの平均電力需要値を算出し、該算出した平均電力需要値を今後の１日あたりの平均の「電力需要予測値」とする。
【００５５】
また、温水需要統計情報ＨＴを用いて過去１週間における１日あたりの平均温水需要値を算出し、該算出した平均温水需要値を今後の１日あたりの平均の「温水需要予測値」とする。
【００５６】
検出部１１３は、需要予測部１１２が算出した平均の温水需要予測値および平均の電力需要予測値を用いて、電力需要が高く、かつ、温水需要が低いことを検出する。
【００５７】
この説明例では、検出部１１３は、需要予測部１１２が算出した平均の温水需要予測値と温水需要基準値との比較の結果、該平均の温水需要予測値が温水需要基準値よりも小さい場合、温水需要が低いことを検出する。
【００５８】
ここで、温水需要基準値は、温水需要が低いかどうかを判別するための基準となる値であり、例えば、温水需要の過去１年間における１日あたりの平均値でもよい。
【００５９】
また、この説明例では、検出部１１３は、需要予測部１１２が算出した平均の電力需要予測値と電力需要基準値との比較の結果、該平均の電力需要予測値が電力需要基準値よりも大きい場合、電力需要が高いことを検出する。
【００６０】
ここで、電力需要基準値は、電力需要が高いかどうかを判別するための基準となる値であり、例えば、電力需要の過去１年間における１日あたりの平均値でもよい。
【００６１】
排水量算出部１１４は、電力需要が高くかつ温水需要が低いことを検出部１１３が検出した場合、まず、電力需要予測値の発電時に発生する熱量により生成される温水量を算出する。
【００６２】
そして、算出した温水量が温水需要予測値よりも大きい際に、排水量算出部１１４は、温水装置３−１または３−２が蓄えている温水のうちから排出する温水の排水量を算出する。
【００６３】
この説明例では、排水量算出部１１４は、まず、電力需要予測値と同量の電力を燃料電池２１−１または２１−２が発電する際の排熱により生成される温水の量を算出する。続いて、排水量算出部１１４は、電力需要予測値と同量の電力の発電によって生成される温水の量から、需要予測部１１２が算出した温水需要予測値を減算する。該減算により得られた値が、燃料電池２１−１または２１−２による発電を継続して行ったときに温水装置３−１または３−２それぞれから排出可能な排水量となる。
【００６４】
発電継続コスト算出部１１５は、燃料電池２１−１または２１−２の動作を継続して電力需要予測値と同量の電力を発電するために必要となる発電継続コストＣＮＴを算出する。
【００６５】
この説明例では、発電継続コスト算出部１１５は、まず、後述の水道料金情報ＭＺに基づいて、排水量算出部１１４が算出した排水量の水を水道を通じて購入したときの水道コストを算出する。
【００６６】
続いて、発電継続コスト算出部１１５は、後述のガス料金情報ＧＳに基づいて、電力需要予測値と同量の電力を燃料電池２１−１または２１−２が発電するために必要となる発電コストを算出する。
【００６７】
そして、発電継続コスト算出部１１５は、算出した水道コストと発電コストとを合計することにより、発電継続コストＣＮＴを算出する。
【００６８】
電力購入コスト算出部１１６は、電力需要が高くかつ温水需要が低いことを検出部１１３が検出した場合、燃料電池２−１または２−２による発電を停止した場合に、商用電源５から負荷機器４−１または４−２へ供給する商用電力を電力会社から購入したときの電力購入コストＢＵＹを算出する。
【００６９】
この説明例では、電力購入コスト算出部１１６は、後述の電気料金情報ＥＬに基づいて、需要予測部１１２が算出した電力需要予測値と同量の商用電力を購入したときのコストを、電力購入コストＢＵＹとして算出する。
【００７０】
コスト比較部１１７は、発電継続コスト算出部１１５が算出した発電継続コストＣＮＴと、電力購入コスト算出部１１６が算出した電力購入コストＢＵＹとを比較する。
【００７１】
当該比較は、燃料電池２１−１または２１−２による動作を継続して負荷機器４−１または４−２へ供給する電力を発電した場合のコストＣＮＴが、商用電源５によって供給される商用電力を購入した場合のコストＢＵＹよりも安価であるかどうかを判別するために行われる。
【００７２】
排出指示部１１８は、コスト比較部１１７による比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さい場合、排水量算出部１１４が算出した排水量の温水を、温水装置３−１の貯湯槽３１−１または温水装置３−２の貯湯槽３１−２から排出させる。なお、排出指示部１１８は、温水を排出させる際に排出指示を通信部１３へ出力する。
【００７３】
発電停止指示部１１９は、コスト比較部１１７による比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さくはない場合、発電停止指示を発電装置２−１へ送信する。この場合、発電装置２−１は、燃料電池２１−１の発電動作を停止させる。
【００７４】
また、発電停止指示部１１９は、コスト比較部１１７による比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さくはない場合、発電停止指示を発電装置２−２へ送信する。この場合、発電装置２−２は、燃料電池２１−２の発電動作を停止させる。
【００７５】
記憶部１２は、例えば、メモリであり、任意のデータを記憶する。
【００７６】
図３に示すように、記憶部１２は、温水需要統計情報ＨＴと、電力需要統計情報ＰＷと、水道料金情報ＭＺと、ガス料金情報ＧＳと、電気料金情報ＥＬとを記憶する。
【００７７】
図４（ａ）に示すように、温水需要統計情報ＨＴは、過去の所定期間（例えば、現在の日付から過去１週間）における温水装置３−１または３−２が測定した温水需要値の統計を示す情報である。
【００７８】
なお、温水需要統計情報ＨＴは、発電装置２−１または２−２を介して温水装置３−１または３−２から送信されてきた温水需要値を通信部１３が受信したごとに更新される。
【００７９】
図４（ｂ）に示すように、電力需要統計情報ＰＷは、過去の所定期間（例えば、現在の日付から過去１週間）における発電装置２−１または２−２が測定した電力需要値の統計を示す情報である。
【００８０】
なお、電力需要統計情報ＰＷは、発電装置２−１または２−２から送信されてきた電力需要値を通信部１３が受信したごとに更新される。
【００８１】
図５（ａ）に示すように、水道料金情報ＭＺは、燃料電池２１−１〜２１−２の冷却に用いた水の使用量に応じた区分と、該区分それぞれにおける水を購入したときの水単価とを対応付ける情報である。
【００８２】
図５（ｂ）に示すように、ガス料金情報ＧＳは、燃料電池２１−１〜２１−２が発電に用いた燃料（ガス）の使用量に応じた区分と、該区分それぞれにおけるガスを購入したときのガス単価とを対応付ける情報である。
【００８３】
図５（ｃ）に示すように、電気料金情報ＥＬは、負荷機器４−１〜４−２へ供給した商用電力の電力量に応じた区分と、該区分それぞれにおける商用電力を購入したときの電力単価とを対応付ける情報である。水道料金情報ＭＺ、ガス料金情報ＧＳおよび電気料金情報ＥＬそれぞれの形式については特に限定しない。
【００８４】
通信部１３は、例えば、通信モジュールであり、管理装置１と発電装置２−１との間、または、管理装置１と発電装置２−２との間を通信可能に接続する。
【００８５】
通信部１３は、発電装置２−１または２−２を介して、温水装置３−１または３−２から送信されてきた満水接近通知を受信する。
【００８６】
また、通信部１３は、発電装置２−１または２−２から所定タイミングごとに送信されてきた電力需要値それぞれを受信する。記憶部１２は、当該電力需要値を記憶する。
【００８７】
また、通信部１３は、発電装置２−１または２−２を介して、温水装置３−１または３−２から送信されてきた温水需要値を受信する。記憶部１２は、当該温水需要値を記憶する。
【００８８】
また、通信部１３は、発電装置２−１または２−２を介して、温水装置３−１または３−２に対して排出指示を送信する。
【００８９】
また、通信部１３は、発電装置２−１または２−２に対して発電停止指示を送信する。
【００９０】
つぎに、上記構成を有する発電管理システムにおいて、管理装置１が、発電継続コストＣＮＴと電力購入コストＢＵＹとの比較に基づいて温水装置が蓄えている温水の排出を制御し、発電装置の発電動作を制御する動作を説明する。
【００９１】
なお、管理装置１が発電装置２−１および温水装置３−１を制御する動作と、管理装置１が発電装置２−２および温水装置３−２を制御する動作とは同じである。そのため、以下では、管理装置１が発電装置２−１および温水装置３−１を制御する動作について説明する。
【００９２】
図６に示すように、燃料電池２１−１は、発電によって生成した電力を負荷機器４−１へ供給する（ステップＳ１）。
【００９３】
また、発電装置２−１は、燃料電池２１−１の発電時に発生した熱量を温水装置３−１へ供給する。
【００９４】
温水装置３−１は、発電装置２−１から供給された熱量を用いて水を加熱し、該加熱により生成した温水を貯湯槽３１−１へ蓄える（ステップＳ２）。
【００９５】
温水装置３−１は、水位検出センサ（図示せず）により貯湯槽３１−１に蓄えられている温水が満水状態に接近したことを検出した場合、満水接近通知を発電装置２−１へ送信する（ステップＳ３）。発電装置２−１は、温水装置３−１から送信されてきた満水接近通知を管理装置１へ転送する。
【００９６】
管理装置１の満水接近判別部１１１は、満水接近通知が発電装置２−１から送信されてきた場合、温水装置３−１の貯湯槽３１−１が満水状態に接近したと判別する。
【００９７】
需要予測部１１２は、貯湯槽３１−１が満水状態に接近したと満水接近判別部１１１が判別した場合、電力需要統計情報ＰＷまたは温水需要統計情報ＨＴそれぞれに基づいて、平均の電力需要予測値または平均の温水需要予測値を算出する（ステップＳ４）。
【００９８】
図４（ａ）に示した例では、過去１週間における１日あたりの平均温水需要値である「８０リットル（＝０．０８ｍ3）」を、温水需要予測値として算出する。
【００９９】
図４（ｂ）に示した例では、過去１週間における１日あたりの平均電力需要値である「１０キロワット時」を、電力需要予測値として算出する。
【０１００】
検出部１１３は、需要予測部１１２が算出した温水需要予測値と温水需要基準値との比較、および、需要予測部１１２が算出した電力需要予測値と電力需要基準値との比較に基づいて、電力需要が高く、かつ、温水需要が低いことを検出する。
【０１０１】
排水量算出部１１４は、電力需要が高くかつ温水需要が低いことを検出部１１３が検出した場合、電力需要予測値の発電時に発生する熱量により生成される温水量を算出する。
【０１０２】
当該算出した温水量が温水需要予測値よりも大きい場合、排水量算出部１１４は、温水装置３−１が蓄えている温水のうちから排出する温水の排水量を算出する（ステップＳ５）。
【０１０３】
この説明例では、排水量算出部１１４は、電力需要予測値（図４（ｂ）の例では、１０キロワット時）と同量の電力を燃料電池２１−１が発電する際の排熱によって温水にされる水の水量（例えば、１８０リットル）を算出し、該水量から温水需要予測値（図４（ａ）の例では、８０リットル）を減算する。この減算により得られた値（１００リットル）が、燃料電池２１−１による発電を継続した場合に温水装置３−１から排出可能な排水量となる。
【０１０４】
続いて、発電継続コスト算出部１１５は、水道料金情報ＭＺに基づいて算出した水道コストと、ガス料金情報ＧＳに基づいて算出した発電コストとを合計することにより、燃料電池２１−１による発電を継続して負荷機器４−１を動作させた場合の発電継続コストＣＮＴを算出する。
【０１０５】
図５（ａ）に示した水道料金情報ＭＺの例では、排出可能な排水量（１００リットル＝０．１ｍ3）に対する水単価は「１００円／ｍ3」である。そのため、水道コストは「１０円」として算出される。
【０１０６】
また、図５（ｂ）に示したガス料金情報ＧＳの例では、燃料電池２１−１による発電を継続して電力需要予測値（１０キロワット時）の電力を生成し、負荷機器４−１を動作させるためのガス量が０．０５ｍ3である場合、発電コストは「０．０５ｍ3×１５０円／ｍ3＝７．５円」として算出される。
【０１０７】
そのため、水道コスト（１０円）と発電コスト（７．５円）との合計により、燃料電池２１−１による発電を継続した場合の発電継続コストＣＮＴは「１７．５円」として算出される。
【０１０８】
また、電力需要が高くかつ温水需要が低いことを検出部１１３が検出した場合、電力購入コスト算出部１１６は、商用電源５から負荷機器４−１へ供給する商用電力を購入したときの電力購入コストＢＵＹを算出する。
【０１０９】
この説明例では、電力購入コスト算出部１１６は、需要予測部１１２が算出した電力需要予測値（図４（ｂ）の例では、１０キロワット時）と同量の商用電力を購入したときのコストを、電力購入コストＢＵＹとして算出する。図５（ｃ）に示した電気料金情報ＥＬの例では、電力需要予測値（１０キロワット時）に対する電力単価は「２円／キロワット時」である。そのため、電力購入コストＢＵＹは「２０円」として算出される。
【０１１０】
コスト比較部１１７は、発電継続コストＣＮＴ（この例では、１７．５円）と、電力購入コストＢＵＹ（この例では、２０円）とを比較する（ステップＳ６）。
【０１１１】
排出指示部１１８は、コスト比較部１１７による比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さい場合、排水量算出部１１４が算出した排水量の温水を、温水装置３−１から排出させる（ステップＳ７）。なお、排出指示部１１８は、温水を排出させる際に排出指示を通信部１３へ出力する。通信部１３は、発電装置２−１を介して、該排出指示を温水装置３−１へ送信する。
【０１１２】
温水装置３−１は、管理装置１から送信されてきた排出指示に従って、排水量算出部１１４が算出した排水量の温水を貯湯槽３１−１から排出する（ステップＳ８）。
【０１１３】
また、ステップＳ６におけるコスト比較部１１７による比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さくはない場合、燃料電池２１−１による発電を停止して、商用電源５が発電した商用電力を購入して負荷機器４−１へ供給した方が、コスト面の観点においてより効率的である。
【０１１４】
この場合、管理装置１の発電停止指示部１１９は、燃料電池２１−１の発電停止指示を発電装置２−１へ送信する（ステップＳ９）。
【０１１５】
発電装置２−１は、管理装置１から送信されてきた発電停止指示に従って、燃料電池２１−１の発電動作を停止させる（ステップＳ１０）。該停止の際、発電装置２−１は、燃料電池２１−１に対する燃料（例えば、都市ガス）の供給と、燃料電池２１−１の発電時の排熱により加熱される水の供給とを停止させる。
【０１１６】
以上で、管理装置１が、発電継続コストＣＮＴと電力購入コストＢＵＹとの比較に基づいて温水装置が蓄えている温水の排出を制御し、発電装置の発電動作を制御するときの一連の動作が終了する。
【０１１７】
以上説明したように、本発明の発電管理システムによれば、管理装置１は、電力需要が高くかつ温水需要が低いことを検出した場合、燃料電池２１−１〜２１−２による発電を継続して負荷機器４−１〜４−２を動作させた場合の発電継続コストＣＮＴと、商用電源５から供給される商用電力を用いて負荷機器４−１〜４−２を動作させた場合の電力購入コストＢＵＹとを比較する。当該比較の結果、発電継続コストＣＮＴが電力購入コストＢＵＹよりも小さい場合、温水装置３−１〜３−２に蓄えられている温水を排出させる。
【０１１８】
これにより、燃料電池２１−１〜２１−２の運転を容易に継続することが可能となる。また、負荷機器４−１〜４−２に対して供給する動作用の電力として、コストがより安価な電力を供給することが可能となる。
【０１１９】
また、本発明の発電管理システムによれば、近隣の住居へ温水を供給するための構成は不要である。そのため、従来よりも発電管理システムの構成が簡易化でき、給湯管の敷設やその維持管理を行うために必要となるコストを抑制することが可能となる。
【０１２０】
なお、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形が可能である。
【０１２１】
温水装置３−１〜３−２は、燃料電池２１−１〜２１−２の発電により発生した熱量を用いて温水を生成する機能に加えて、商用電源５から供給される商用電力を用いて温水を生成する機能を有していてもよい。これにより、燃料電池２１−１〜２１−２が発電する電力量が小さく貯湯槽３１−１〜３１−２に蓄えられている温水量が少ない場合でも、温水需要に応じて温水を供給することが可能となる。
【０１２２】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る各種の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施形態に従った発電管理システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した発電管理装置が有する制御部の構成を示す図である。
【図３】図１に示した発電管理装置が有する記憶部の構成を示す図である。
【図４】（ａ）図３に示した温水需要統計情報のデータ構造の一例を示す図である。（ｂ）図３に示した電力需要統計情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図５】（ａ）図３に示した水道料金情報のデータ構造の一例を示す図である。（ｂ）図３に示したガス料金情報のデータ構造の一例を示す図である。（ｃ）図３に示した電気料金情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図６】本発明の発電管理システムにおいて発電動作を制御する際の動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  発電管理装置
１１  制御部
１１１  満水接近判別部
１１２  需要予測部
１１３  検出部
１１４  排水量算出部
１１５  発電継続コスト算出部
１１６  電力購入コスト算出部
１１７  コスト比較部
１１８  排出指示部
１１９  発電停止指示部
１２  記憶部
１３  通信部
２−１、２−２  発電装置
２１−１、２１−２  燃料電池
３−１、３−２  温水装置
３１−１、３１−２  貯湯槽
４−１、４−２  負荷機器
５  商用電源
【図１】
2010049979.tif 000003
【図２】
2010049979.tif 000004
【図３】
2010049979.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010049979.tif 000007
【図６】
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