(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力及び熱の少なくともいずれか一方の供給を行うエネルギー供給装置と、
前記エネルギー供給装置の動作保証期間より前に前記エネルギー供給装置の運転時間寿命に達することのないように前記動作保証期間よりも短い第１所定期間において前記エネルギー供給装置の運転時間の上限値である第１最大運転時間を設定すると共に、前記設定された第１最大運転時間に基づいて、前記第１所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間が前記第１最大運転時間を超えないように前記第１所定期間よりも短い第２所定期間における前記エネルギー供給装置の運転時間の上限値である第２最大運転時間を演算により求めることで設定するように構成された制御装置とを備える、エネルギー供給システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第２所定期間における起動停止回数を所定回数未満に制限しつつ前記エネルギー供給装置を運転するように構成されている、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項３】
前記第１最大運転時間および／または前記第２最大運転時間が一定値である、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項４】
前記制御装置は、予め定められた条件に応じて前記第１最大運転時間および／または前記第２最大運転時間を変化させる、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項５】
前記予め定められた条件は、暦情報、季節情報、外気温、及び市水温度の少なくともいずれか一つである、請求項３記載のエネルギー供給システム。
【請求項６】
前記第１所定期間は、ｎを自然数として、ｎ日、ｎ週、ｎ月、及びｎ年のいずれかである、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項７】
前記第２所定期間は、ｎを自然数として、ｎ時間、ｎ日、ｎ週、ｎ月、及びｎ年のいずれかである、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項８】
前記制御装置は、予め定められたパターンに応じて前記第１所定期間を変化させる、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項９】
前記制御装置は、単位運転時間当たりのエネルギーコスト削減量が最大となるように、前記第１最大運転時間および前記第２最大運転時間を設定するように構成されている、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記エネルギー供給装置のエネルギー消費量が最小となるように、前記第１最大運転時間および前記第２最大運転時間を設定するように構成されている、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記エネルギー供給装置がエネルギー供給を行う対象の消費エネルギー削減量が最大になるように、前記第１最大運転時間および前記第２最大運転時間を設定するように構成されている、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項１２】
前記エネルギー供給装置の起動時刻及び停止時刻を入力するための操作器を備え、
前記制御装置は、
前記操作器を介して入力された前記起動時刻から前記停止時刻までの時間が前記第２最大運転時間を超えない場合は、前記操作器を介して入力された前記起動時刻及び前記停止時刻を、前記エネルギー供給装置の起動時刻及び停止時刻である装置起動時刻及び装置停止時刻として設定すると共に、
前記操作器を介して入力された前記起動時刻から前記停止時刻までの時間が前記第２最大運転時間を超える場合は、前記操作器を介して入力された前記起動時刻及び前記停止時刻を、前記装置起動時刻及び前記装置停止時刻として設定しないように構成されている、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項１３】
前記操作器を介して入力された前記起動時刻から前記停止時刻までの時間が前記第２最大運転時間を超える場合に、前記時間が前記第２最大運転時間を超えている旨を報知するように構成された報知器を備える、請求項１２記載のエネルギー供給システム。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記エネルギー供給装置の累積運転時間に基づき前記第１最大運転時間を更新するように構成されている、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記第２所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間が前記第２最大運転時間に満たない場合に、前記第２最大運転時間と前記第２所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間との差を演算してこれを累積して累積余剰運転時間として記憶するように構成されている、請求項１４に記載のエネルギー供給システム。 
【請求項１６】
前記制御装置は、前記累積余剰運転時間が、予め設定された第３所定期間となった場合に、前記第１最大運転時間を再設定するように構成されている、請求項１５に記載の電池のエネルギー供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力や熱などを供給するエネルギー供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー供給システムとしては、従来からガスエンジン発電機やガスエンジンエネルギー供給システムが知られているが、特に近年注目を浴びているものに、燃料電池を用いて電力と熱を併給する燃料電池システムがある。
【０００３】
上記燃料電池システムとして、運転時間や運転回数によって寿命が設定され、上記寿命が来れば強制的に運転が停止させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
耐用運転期間に基づいて燃料電池の運転計画を作成する燃料電池の運転方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
過去の負荷実績から負荷を予測し、これに基づいて運転時間帯を決定するコジェネレーション装置の運転計画方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献１】特開２００５−６３９０３号公報
【特許文献２】特開２００７−３２３８４３号公報
【特許文献３】特開２００３−６１２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の燃料電池やコージェネレーション装置では、通常、動作保証期間が設定されており、この動作保証期間前に寿命が来ることは好ましくない。上記従来の燃料電池やコージェネレーション装置では、この点について一定の考慮はされているものの、装置の寿命そのものを短くしてしまう可能性があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、動作保証期間前に運転時間寿命を迎える可能性を低減しつつ、装置の寿命を長くしうるエネルギー供給システム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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を得た。
【０００９】
すなわち、例えば燃料電池を用いたコージェネレーションシステムにおいて、起動停止を頻繁に行うと、装置の寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。上記従来の燃料電池やコージェネレーション装置では、装置寿命は所与のものとされ、起動停止の回数や起動停止が装置寿命に与える影響ついて考慮がされていなかったために、装置の寿命をかえって短くしてしまう危険がある。起動停止の回数と運転時間とは互いに密接な関係があるため、両者の関係を調整しつつ適切な運転を行うことが必要となる。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のエネルギー供給システムは、電力及び熱の少なくともいずれか一方の供給を行うエネルギー供給装置と、前記エネルギー供給装置の動作保証期間より前に前記エネルギー供給装置の運転時間寿命に達することのないように前記動作保証期間よりも短い第１所定期間において前記エネルギー供給装置の運転時間の上限値である第１最大運転時間を設定すると共に、前記設定された第１最大運転時間に基づいて、前記第１所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間が前記第１最大運転時間を超えないように前記第１所定期間よりも短い第２所定期間における前記エネルギー供給装置の運転時間の上限値である第２最大運転時間を演算により求めることで設定するように構成された制御装置とを備える。
【００１１】
かかる構成では、動作保証期間前に運転時間寿命を迎える可能性を低減しつつ、装置の寿命を長くしうる。
【００１２】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のエネルギー供給システムによれば、動作保証期間前に運転時間寿命を迎えることなく運転を継続することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１によるエネルギー供給システムの構成例を示したブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態１によるエネルギー供給システムの運転履歴の一例を示した図である。
【図４】図４は、従来の技術によるエネルギー供給システムの運転履歴の一例を示した図である。
【図５】図５は、実施の形態１の変形例１によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例２によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例３によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態２によるエネルギー供給システムの構成例を示したブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態２によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、変形例４によるエネルギー供給システムのリモコン操作による運転時刻入力異常の一例を示した図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態４によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態５によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本発明の実施の形態のエネルギー供給システムは、電力及び熱の少なくともいずれか一方の供給を行うエネルギー供給装置（例えば、図１の燃料電池ユニット１ａ）と、前記エネルギー供給装置の動作保証期間より前に前記エネルギー供給装置の運転時間寿命に達することのないように前記動作保証期間よりも短い第１所定期間において前記エネルギー供給装置の運転時間の上限値である第１最大運転時間を設定すると共に、前記設定された第１最大運転時間に基づいて、前記第１所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間が前記第１最大運転時間を超えないように前記第１所定期間よりも短い第２所定期間における前記エネルギー供給装置の運転時間の上限値である第２最大運転時間を演算により求めることで設定するように構成された制御装置（例えば、図１の制御装置６）とを備える。
【００１７】
かかる構成では、動作保証期間前に運転時間寿命を迎える可能性を低減しつつ、装置の寿命を長くしうる。
【００１８】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、前記第２所定期間における起動停止回数を所定回数未満に制限しつつ前記エネルギー供給装置を運転するように構成されていてもよい。
【００１９】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記第１最大運転時間が一定値であってもよい。
【００２０】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、予め定められた条件に応じて前記第１最大運転時間を変化させてもよい。
【００２１】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記予め定められた条件は、暦情報、季節情報、外気温、及び市水温度の少なくともいずれか一つであってもよい。
【００２２】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記第１所定期間は、ｎを自然数として、ｎ日、ｎ週、ｎ月、及びｎ年のいずれかであってもよい。
【００２３】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記第２所定期間は、ｎを自然数として、ｎ時間、ｎ日、ｎ週、ｎ月、及びｎ年のいずれかであってもよい。
【００２４】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、予め定められたパターンに応じて前記第１所定期間を変化させてもよい。
【００２５】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、単位運転時間当たりのエネルギーコスト削減量が最大となるように、前記第１最大運転時間および前記第２最大運転時間を設定するように構成されていてもよい。
【００２６】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、前記エネルギー供給装置のエネルギー消費量が最小となるように、前記第１最大運転時間および前記第２最大運転時間を設定するように構成されていてもよい。
【００２７】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、前記エネルギー供給装置がエネルギー供給を行う対象の消費エネルギー削減量が最大になるように、前記第１最大運転時間および前記第２最大運転時間を設定するように構成されていてもよい。
【００２８】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記エネルギー供給装置の起動時刻及び停止時刻を入力するための操作器（例えば、図１０のリモコン７）を備え、前記制御装置は、前記操作器を介して入力された前記起動時刻から前記停止時刻までの時間が前記第２最大運転時間を超えない場合は、前記操作器を介して入力された前記起動時刻及び前記停止時刻を、前記エネルギー供給装置の起動時刻及び停止時刻である装置起動時刻及び装置停止時刻として設定すると共に、前記操作器を介して入力された前記起動時刻から前記停止時刻までの時間が前記第２最大運転時間を超える場合は、前記操作器を介して入力された前記起動時刻及び前記停止時刻を、前記装置起動時刻及び前記装置停止時刻として設定しないように構成されていてもよい。
【００２９】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記操作器を介して入力された前記起動時刻から前記停止時刻までの時間が前記第２最大運転時間を超える場合に、前記時間が前記第２最大運転時間を超えている旨を報知するように構成された報知器を備えてもよい。
【００３０】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、前記エネルギー供給装置の累積運転時間に基づき前記第１最大運転時間を更新するように構成されていてもよい。
【００３１】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、前記第２所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間が前記第２最大運転時間に満たない場合に、前記第２最大運転時間と前記第２所定期間内の前記エネルギー供給装置の運転時間との差を演算してこれを累積して累積余剰運転時間として記憶するように構成されていてもよい。
【００３２】
上記エネルギー供給システムにおいて、前記制御装置は、前記累積余剰運転時間が、予め設定された第３所定期間となった場合に、前記第１最大運転時間を再設定するように構成されていてもよい。
【００３３】
なお、本実施形態における「エネルギー供給装置」としては、燃料電池が好適に用いられる他、内燃機関型の発電機なども用いられうる。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態によるエネルギー併給システムの構成例を示したブロック図であり、ここでのエネルギー供給システムの一例として燃料電池システムを示す。
【００３５】
本実施の形態のエネルギー供給システム１は、燃料電池により発電を行う燃料電池ユニット１ａと、燃料電池ユニット１ａの燃料電池の発電により同時に発生する熱を用いて、市水を温水に昇温して貯える貯湯ユニット１ｂとを備え、燃料電池ユニット１ａにて発電した電力は電力系統２からの電力と共に電力消費機器３へ供給される。
【００３６】
電力消費機器３で消費される電力負荷量は電力計４にて計測され、制御装置６にある記憶器６ａにて逐次蓄積される。
【００３７】
また、貯湯ユニット１ｂに貯えられた温水は、水道の蛇口などから温水として供給され、温水として利用される熱負荷量は熱量計５によって計測され、制御装置６にある記憶器６ａにて逐次蓄積される。
【００３８】
熱量計５は、例えば、市水温度を計測する温度センサ（図示せず）と、貯湯ユニット１ｂから供給される温水の温度を計測する温度センサ（図示せず）と、貯湯ユニット１ｂから供給される温水の流量を計測する流量計（図示せず）からなり、市水と温水の温度差と温水の流量との積により、温水として利用される熱負荷量を演算するものである。
【００３９】
また燃料電池システム１には、貯湯ユニット１ｂ内に温水がなくなった場合にも温水が供給できるように、バックアップ給湯器（図示せず）が装備されている。
【００４０】
制御装置６は、燃料電池ユニット１ａ及びエネルギー供給システム１の運転を制御する。
【００４１】
制御装置６は、さらに、記憶器６ａに蓄積された電力負荷需要及び熱負荷需要の過去の履歴から将来の電力負荷需要及び熱負荷需要の時系列パターンを予測する需要予測器６ｂと、需要予測器６ｂにより予測された電力負荷需要と熱負荷需要時系列パターンに基づいて、燃料電池システムの起動時刻と停止時刻を決定する運転計画器６ｃと、所定期間（例えば、１日）において燃料電池システムが運転可能な最大運転時間を設定する運転計画器６ｄと、所定期間を設定する期間設定器６ｅとを有する。
【００４２】
需要予測器６ｂは、記憶器６ａに記憶された一定期間（例えば、１年間）の熱負荷需要の発生履歴および電力負荷需要の履歴を読み出し、当該履歴を基にして将来の所定期間（例えば、１日）において時間推移とともに変わる電力負荷の予測需要および将来の所定期間（例えば一日）において時間推移とともに変わる熱負荷の予測需要（以下、これらを、「電力負荷予測需要」および「熱負荷予測需要」と略す）を推定演算して、これらの電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を記憶器６ａに逐次記憶する。
【００４３】
なお、電力負荷予測需要および熱負荷予測需要の推定に必要な過去の電力負荷および熱負荷の熱消費履歴の蓄積期間は、本実施の形態の燃料電池システムが設置された対象での電力と熱との消費サイクルをシステムが適切に把握可能な期間が望ましく、例えば燃料電池システムが一般家庭に設置された場合であれば、数日〜数ヶ月程度である。
【００４４】
また、電力負荷および熱負荷の発生履歴から、電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を推定する手法は既に種々提案されており、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４５】
運転計画器６ｄは、燃料電池ユニット１ａの動作保証期間（例えば、１０年）より前に燃料電池ユニット１ａの運転時間寿命（例えば、４万時間）に達することのないように動作保証期間よりも短い第１所定期間（例えば、１週間）において燃料電池ユニット１ａの運転時間の上限値である第１最大運転時間を設定すると共に、設定された第１最大運転時間に基づいて、第１所定期間内の燃料電池ユニット１ａの運転時間が第１最大運転時間を超えないように第１所定期間よりも短い第２所定期間（例えば、１日）における燃料電池ユニット１ａの運転時間の上限値である第２最大運転時間を演算により求めることで設定する。
【００４６】
かかる構成では、動作保証期間前に運転時間寿命を迎える可能性を低減することと、装置寿命の低下を抑制することとを同時に実現できる。
【００４７】
制御装置６は、第２所定期間における燃料電池ユニット１ａの運転時間が第２最大運転時間を超えないように、燃料電池ユニット１ａを運転する。具体的には、例えば、第２所定期間における燃料電池ユニット１ａの運転時間が第２最大運転時間を超えないように、燃料電池ユニット１ａの起動時刻および停止時刻を１つずつ設定する。すなわち、起動時刻から停止時刻までの時間が予定運転時間となり、これが第２最大運転時間を超えないようにすればよい。このとき例えば、後述するエネルギーコスト削減量が最大になるように、かつ、起動時刻から停止時刻までの時間が第２最大運転時間となるように、第２所定期間において、起動時刻と停止時刻とを決定してもよい。起動時刻から停止時刻までの時間は第２最大運転時間と等しくなくてもよく、第２最大運転時間よりも短い時間となるように、起動時刻と停止時刻とが決定されてもよい。起動時刻と停止時刻を決定する具体的な方法については、後述する変形例なども適宜参照しうる。
【００４８】
一例として、動作保証期間（商品寿命）を１０年、運転時間寿命（耐久時間）を４万時間とし、第１所定期間を１週間、第２所定期間を１日とする。このとき、第１最大運転時間は、例えば、１０年＝５２１．４週間より、４万時間÷５２１．４週間＝７６．７時間／週とすることができる。また、第２最大運転時間は、例えば、７．７時間以上２０時間以下の所定の時間とすることができる。効率を考慮して、第２最大運転時間は、一定の下限値（例えば、７．７時間）以上であるように設定されることが好ましい。
【００４９】
第１最大運転時間は、操作者により入力されることで、制御装置６の図示されない記憶部に記憶されてもよいし、動作保証期間と運転時間寿命と第１所定期間とに基づく演算により、制御装置６が自動的に求めてもよい。後者の場合、動作保証期間と運転時間寿命と第１所定期間とは、例えば操作者により入力されることで、制御装置６の図示されない記憶部に記憶されてもよい。第１最大運転時間は、例えば以下の式（１）より求めることができる。
【００５０】
第１最大運転時間＝運転時間寿命／（動作保証期間／第１所定期間）    ・・・（１）
第２最大運転時間は、設定された第１最大運転時間に基づく演算により、制御装置６が自動的に求めることができる。
【００５１】
表１は、第１所定期間を１週間、第２所定期間を１日とし、第１最大運転時間を７６．７時間とした場合の、制御装置６により設定された第２最大運転時間の一例を示す。
【００５２】
【表１】
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表１の例では、第１所定期間を複数の第２所定期間に区分し、それぞれの第２所定期間についての第２最大運転時間が、同一の第１所定期間に属する全ての第２所定期間の第２最大運転時間の合計が当該第１所定期間における第１最大運転時間以下となるように、設定されている。なお、表１における第２所定期間は、各１日につき、午前０時（深夜）を起点とし、翌日の午前０時（深夜）を終点とする２４時間をいうが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
制御装置６は燃料電池ユニット１ａの起動停止を行うが、この際、第２所定期間の運転時間が第２最大運転時間となるように、燃料電池ユニット１ａを起動停止する。ただし、例えば操作者等による介入があれば、停止したり、再度起動したりすることとしてもよい。制御装置６は第２所定期間における起動停止の回数を所定回数未満（３回未満、即ち２回以下）に制限するのが好ましい。これにより、起動停止の過剰な繰り返しによる装置寿命の低下をより確実に抑制できる。
【００５４】
このように、最大運転時間の設定と起動停止の回数制限とを関連付けることにより、動作保証期間前に運転時間寿命を迎える可能性を低減することと、装置寿命の低下を抑制することとを同時に、かつより確実に、実現できる。
【００５５】
第２所定期間は、第１所定期間を自然数ｎで割った期間とすることが好ましい。上述の例では、ｎは７である。
【００５６】
第２所定期間における起動停止の回数は１回に制限するのがより好ましい。すなわち、制御装置６は、第２所定期間において、燃料電池ユニット１ａの運転時間が第２最大運転時間を超えない限度で、一度だけ燃料電池ユニット１ａを起動し、一度だけ燃料電池ユニット１ａを停止するのが好ましい。ある第２所定期間と、次の第２所定期間との間は必ず燃料電池ユニット１ａが停止されていることとしてもよいし、停止されている必要はないこととしてもよい。前者の場合、燃料電池ユニット１ａは第２所定期間において必ず一回は運転が停止されるため、定期的な運転停止により、燃料電池ユニット１ａの寿命向上が図られる。後者の場合、特定の第２所定期間における運転時間が第２最大運転時間を超えなければ、具体的な起動時刻や停止時刻およびその前後関係は特に限定されないこととすることができる。
【００５７】
制御装置６が第１最大運転時間、及び／または第２最大運転時間を求めるにあたっては、負荷需要の予測やエネルギーコスト削減量など、様々な要素を考慮することが可能である。以下、エネルギーコスト削減量を最大にする場合の最大運転時間の設定方法について説明する。
【００５８】
まず、以下の条件が成立しているものとする。ここで「燃料電池の発電効率」とは、燃料電池に供給されたガスのエネルギー（熱量）に対する、発電により得られる電力のエネルギー（熱量）の割合を言う。「燃料電池の給湯効率」とは、燃料電池に供給されたガスのエネルギー（熱量）に対する、発電により副生成物として得られる湯のエネルギー（熱量）の割合を言う。
【００５９】
ガス料金：Ａ［円／ｋＷｈ］
電気料金：Ｂ［円／ｋＷｈ］
家庭で消費される湯の熱量Ｃ［ｋＷｈ］
燃料電池の発電効率：α
燃料電池の給湯効率：β
従来の給湯器効率：γ
熱量Ｃ（湯と市水［水道水］の温度差と容積とから求められる、給湯のために必要な熱量を言う）だけ湯を供給するために、燃料電池で消費されるガスの量は、Ｃ／β［ｋＷｈ］となる。ガス料金は、Ａ×Ｃ／β［円］となる。このとき燃料電池では、消費されたガス量に応じて発電が行われる。発電量は、α×Ｃ／β［ｋＷｈ］となる。したがって、本実施形態のエネルギー供給システム１の場合、熱量Ｃ［ｋＷｈ］の湯と、電力α×Ｃ／β［ｋＷｈ］とが、Ａ×Ｃ／β［円］のコストで得られることになる。
【００６０】
一方、従来通り、湯はガス給湯器で生成し、電力は系統から購入する場合を考える。湯の生成コストは、Ａ×Ｃ／γ［円］、電力の購入コストは、Ｂ×α×Ｃ／β［円］となる。コストの合計は、Ａ×Ｃ／γ＋Ｂ×α×Ｃ／β［円］となる。
【００６１】
生成される湯の量は等しく、さらに燃料電池により発電された電力は全て家庭で消費されると仮定すれば、エネルギー供給システム１を利用した場合のエネルギーコスト削減量は以下の式（２）から求められる。
【００６２】
エネルギーコスト削減量＝（［従来のコスト］−［エネルギー供給システム１のコスト］）＝（Ａ×Ｃ／γ＋Ｂ×α×Ｃ／β−Ａ×Ｃ／β）    ・・・（２）
なお、以上の計算方法はあくまで一例であり、他の方法を用いてエネルギーコスト削減量が演算されてもよいことは言うまでもない。
【００６３】
制御装置６は、例えば、実際にエネルギー供給システム１が設置された家庭における電力消費量および湯消費量の経時変化（例えば、時間帯や曜日による変化）を記憶しておき、これに基づいて、電力および湯が必要になる時間帯や曜日、および必要な電力量および湯量を予測してもよい。例えば、過去１０週間分（第１所定期間の１０倍）の電力消費量および湯消費量の経時変化に基づいて、次の１週間における各曜日（第１所定期間に含まれる第２所定期間のそれぞれ）および各時間帯の電力消費量および湯消費量が予測される。該予測結果に基づいて、各曜日における最大運転時間（第２最大運転時間）が、例えば、第１所定期間を通じた第２最大運転時間の合計が第１最大運転時間を超えないように、かつ、単位時間当たり（例えば、第１所定期間当たり）のエネルギーコスト削減量が最大になるように、演算により決定される。
【００６４】
第１最大運転時間および／または前記第２最大運転時間は一定値であってもよいが、制御装置６は、予め定められた条件に応じて第１最大運転時間および／または前記第２最大運転時間を変化させてもよい。予め定められた条件は、暦情報、季節情報、外気温、及び市水温度の少なくともいずれか一つであってもよい。
【００６５】
暦情報に基づく制御の例としては、消費湯量が平日よりも祝祭日の方が多いような場合に、平日の第２最大運転時間を短くして、祝祭日の第２最大運転時間を長くすることが考えられる。
【００６６】
季節情報に基づく制御の例としては、消費湯量が夏よりも冬の方が多いような場合に、夏季（６−９月）の第１最大運転時間を短くして、冬季（１２−３月）の第１最大運転時間を長くすることが考えられる。
【００６７】
外気温あるいは市水温度に基づく制御の例としては、外気温あるいは市水温度が所定の閾値温度よりも低い日に消費湯量が多いような場合に、外気温あるいは市水温度が所定の閾値温度以上となった日の第２最大運転時間を短くし、外気温あるいは市水温度が所定の閾値温度未満となった日の第２最大運転時間を長くすることが考えられる。
【００６８】
制御装置は、予め定められたパターンに応じて第１所定期間を変化させてもよい。例えば、累積使用期間が長くなるに従って第１所定期間を短くしていってもよい。
【００６９】
図１０に示すように、燃料電池ユニット１ａの起動時刻及び停止時刻を入力するためのリモコン７を備えてもよい。このとき制御装置６は、リモコン７を介して入力された起動時刻から停止時刻までの時間が第２最大運転時間を超えない場合は、リモコン７を介して入力された起動時刻及び停止時刻を、燃料電池ユニット１ａの起動時刻及び停止時刻である装置起動時刻及び装置停止時刻として設定すると共に、リモコン７を介して入力された起動時刻から停止時刻までの時間が第２最大運転時間を超える場合は、リモコン７を介して入力された起動時刻及び停止時刻を、装置起動時刻及び装置停止時刻として設定しないように構成されていてもよい。
【００７０】
制御装置６は、装置起動時刻において燃料電池ユニット１ａを起動し、装置停止時刻において燃料電池ユニット１ａを停止させる。
【００７１】
リモコン７を介して入力された起動時刻から停止時刻までの時間（予定運転時間）が第２最大運転時間を超える場合に、予定運転時間が第２最大運転時間を超えている旨を報知するように構成された報知器を備えてもよい。図１０に示すように、報知器はリモコン７と一体化され、画面上に報知用のメッセージが表示される構成としてもよい。
【００７２】
制御装置６は、燃料電池ユニット１ａの累積運転時間に基づき第１最大運転時間を更新してもよい。この場合、一例として、制御装置６は、時刻を与えるカレンダー回路（図示せず）とメモリ（図示せず）を備え、カレンダー回路（例えば、後述のリアルタイムカウンター）を介して取得した起動時刻と停止時刻とに基づいて現実に燃料電池ユニット１ａを運転した時間である実運転時間を演算し、これをメモリに記憶された累積運転時間に加算して、和を再度累積運転時間としてメモリに記憶することにより、累積運転時間を積算することとすることができる。
【００７３】
実際に設定された起動時刻から停止時刻までの時間が第２最大運転時間よりも短かったり、操作者により強制的に運転が終了されたり、発電しても家庭内で消費されない状態が長時間続いた結果、効率が過度に低下したような場合には、ある第２所定期間において、当該第２所定期間における第２最大運転時間に達しないうちに、燃料電池ユニット１ａの運転が停止される場合がある。このような場合、燃料電池ユニット１ａは予定されていた時間よりも短い時間しか運転されていないから、将来、必要に応じてその分だけ運転を行ったとしても、動作保証期間前に運転時間寿命を迎える可能性は大きくならないと考えられる。そこで、実際の運転時間が予定よりも短かった場合には、短かった分だけこれを「貯金」して、将来の運転に回すことができれば有利である。
【００７４】
そこで制御装置６は、第２所定期間が経過した後、当該第２所定期間内の燃料電池ユニット１ａの実運転時間が第２最大運転時間に満たない場合に、第２最大運転時間と該実運転時間との差を演算してこれを累積して累積余剰運転時間として記憶してもよい。
【００７５】
動作保証期間も運転時間寿命も、特段の事情がない限り変更されることはない。一方、累積余剰運転時間が増えれば、従前の最大運転時間を超えて運転しても、動作保証期間前に運転時間寿命を迎えにくくなる。そこで、累積余剰運転時間が一定程度蓄積されれば、第１最大運転時間を増やして、エネルギー供給システム１の運転上の自由度を上げることが好ましい。具体的には例えば、制御装置６は、累積余剰運転時間が、予め設定された第３所定期間（例えば、１００時間）となった場合に、第１最大運転時間を更新するように構成されていてもよい。更新においては、その時点から販売時における保証期間の終期までの時間を新たな動作保証期間とし、累積余剰運転時間を運転時間寿命として、これを上記式（１）に代入することで再度、第１最大運転時間を求めることができる。
【００７６】
後述する実施の形態や変形例のように、所定の条件が満たされた場合には、最大運転時間による制限（第１最大運転時間及び／または第２最大運転時間の設定）を行わないこととしてもよい。
【００７７】
［変形例］
次に、熱負荷予測需要および電力負荷予測需要を基にした、燃料電池システム１の制御装置６の動作の変形例について図面を参照して説明する。
【００７８】
図２は、本変形例によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【００７９】
まず、制御装置６の運転計画器６ｃは、記憶器６ａに記憶された、所定期間（例えば一日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得する（ステップＳ１）。
【００８０】
この電力負荷予測需要および熱負荷予測需要は、燃料電池システム１が設置された家庭への据え置き時に記憶器６ａに予め記憶された代表的な電力負荷の電力消費履歴および熱負荷の熱消費履歴に基づく予測需要であっても良く、各家庭の生活サイクルに適合するよう、燃料電池システム１の運転経過に伴い需要予測器６ｂにより改変された電力負荷の電力消費履歴および熱負荷の熱消費履歴に基づく予測需要であっても良い。
【００８１】
次に、運転計画器６ｃは、所定期間（例えば一日）の中の燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈを設定した後（ステップＳ２）、燃料電池システム１の多数の起動時刻および停止時刻の組み合わせのうちの一つを、仮の起動時刻および停止時刻として設定する（ステップＳ３）。なお、上記最大運転時間Ｍｈは、燃料電池システムの動作保証期間（例えば、１０年）に基づき動作保証期間前に運転時間の寿命（例えば、４００００時間）を超えることのないようにするために動作保証期間を構成する所定期間（例えば、１日）における運転時間の上限として設定される値である。本変形例の燃料電池システムにおいては、上記最大運転時間は、動作保証期間中において常に一定値として設定され、具体的には、１日当たりの１０時間として設定される。これは、動作保証期間を１０年間で、運転時間の寿命が４００００時間とした場合に、４００００時間／（１０年×３６５日）＝１０．９６時間となることから、動作保証期間前に運転時間の寿命を迎えない値として上記のように１日当たりの最大運転時間が１０時間と設定される。
【００８２】
続いて、運転計画器６ｃは、ステップＳ３で仮設定された燃料電池システム１の起動時刻および停止時刻、並びに記憶器６ａより取得した所定期間（例えば、１日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要に基づいて、この仮設定された起動時刻および停止時刻の間にエネルギー供給システムを運転すると想定した場合の運転期間中に燃料電池システム１により発電される発電量および貯湯ユニット１ｂに供給される熱量（この熱に相当する湯量；以下、「貯湯ユニット供給湯量」という）の総計を演算するとともに、この演算に際して予測した貯湯ユニット供給湯量の時間推移を記憶器６ａに記憶する。そして、記憶器６ａより取得した熱負荷予測需要およびこの貯湯ユニット供給湯量の時間推移の予測データに基づいて、貯湯タンクに湯がある限りは熱負荷予測需要を賄うよう熱負荷に対して給湯するという前提で、燃料電池システム１に貯えられる貯湯ユニット１ｂの湯量（以下、「貯湯ユニット湯量」という）の時間推移を予測し、この予測データを仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせと対応付けて記憶器６ａに記憶する。そして、運転計画器６ｃは、運転期間中における上記発電量および貯湯ユニット供給湯量の総量の生成に必要な、燃料電池システム１の消費エネルギー（Ｂ）を演算する（ステップＳ４）。
【００８３】
この消費エネルギー（Ｂ）は、燃料電池システム１を家庭に導入するに際して、当該家庭における消費エネルギー削減の目安となるものであり、上記発電量および貯湯ユニット供給湯量を生成した際の燃料電池システム１の稼働に必要な原材料エネルギー（燃料電池システム１の稼働により消費される原料ガスや燃料電池システム１の稼働電力等のトータルエネルギー）を指す。
【００８４】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ３で運転計画器６ｃにより予測された仮設定された運転期間中（起動時刻と停止時刻の間）の燃料電池システム１の発電量および貯湯ユニット供給湯量を用いて消費エネルギー（Ａ）を演算する（ステップＳ５）。
【００８５】
この消費エネルギー（Ａ）は、燃料電池システム１を家庭に導入するに際して、当該家庭における消費エネルギー削減量の基準になるものであり、運転計画器６ｃに予測される燃料電池システム１の発電量および貯湯ユニット供給湯量の全てを、燃料電池システム１ではなく電力会社乃至ガス会社の既存インフラから供給された電力およびガスで賄ったと仮定した場合のトータルエネルギーを指す。
【００８６】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ５の消費エネルギー（Ａ）からステップＳ３の消費エネルギー（Ｂ）を差し引いた値（Ａ−Ｂ）を演算し、これを燃料電池システム１の消費エネルギー削減量と見做して、この数値（Ａ−Ｂ）をステップＳ３で仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせに対応付けて記憶器６ａに記憶する（ステップＳ６）。
【００８７】
ここで運転計画器６ｃは、全ての起動時刻および停止時刻の組み合わせについて、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算を終えたか否かを判定して（ステップＳ７）、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていなければ（ステップＳ７において「Ｎｏ」）、ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ６の処理を繰り返し、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていれば（ステップＳ７において「Ｙｅｓ」）、次のステップに進む。
【００８８】
さらに、運転計画器６ｃは、ステップＳ６において、記憶器６ａに記憶された複数の起動時刻および停止時刻の組み合わせの中から、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動時刻および停止時刻の組み合わせを記憶器６ａから読み出して設定する（ステップＳ８）。
【００８９】
その後、運転計画器６ｃは、ステップＳ８で設定された燃料電池システム１の起動・停止時刻の中で、燃料電池システムの運転時間をＭｈに制限したときに運転単位時間当たりの消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動・停止時刻を再設定した上で燃料電池システム１を運転する（ステップＳ９）。
【００９０】
なお、運転計画器６ｃを、所定時間内の運転時間が最大運転時間に満たないときに、最大運転時間と所定時間内の運転時間との差の時間を累積して累積余剰運転時間とし、その累積運転時間が、予め設定した所定時間となった場合、最大運転時間を再設定する構成とすることも有効である。所定時間内の運転時間が最大運転時間に満たないときは、最大運転時間と所定時間内の運転時間との差の時間分は、燃料電池の運転時間に余裕があることを示す。その累積運転時間が大きくなる場合、累積運転時間を反映させて最大運転時間を再設定することで、トータルの運転時間に制限がある燃料電池を有効に運転させることができるからである。
【００９１】
図３にある一例の電力負荷と熱負荷に対して、本変形例の燃料電池システムを運転した場合の発電電力履歴と貯湯ユニット湯量履歴の一例を示す。
【００９２】
図３で横軸は時刻（１〜２４時）を示しており、上図の縦軸は電力、下図の縦軸は湯量を示している。
【００９３】
本変形例における燃料電池システムは、システムの起動から発電開始まで１時間を要し、起動から発電までの間は同一の起動エネルギー（例えば５００Ｗ）を消費する。
【００９４】
この例においては、図２のフローチャートに示すステップＳ２における所定期間（例えば一日）の中の燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈを１０時間と設定しており、ステップＳ８では、起動時刻は４時、停止時刻は２１時で運転時間として１７時間となった結果を示す。
【００９５】
４時から２１時の中で１０時間の運転を行うためには、起動時刻は４時から１１時の間に限られ、同様に停止時刻も起動時刻に連動して１４時〜２１時に限定されるが、図２のフローチャートに示すステップＳ９において、運転単位時間当たりの消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大になるように起動時刻を再設定するに当たり、今回の例においては起動時刻が１１時のときが運転単位時間当たりの消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大になる結果を示している。
【００９６】
図３に上記結果を示す、ある一日の電力負荷予測需要、熱負荷予測需要、及びこれに対応する燃料電池システムの運転計画（発電計画、貯湯計画）を示す。まず、図３に示すように本変形例における燃料電池システムが１１時に起動するため、１１時の段階では起動エネルギーを消費するのみで発電電力がマイナスになっている。
【００９７】
また図３において本変形例における燃料電池システムは２１時で停止しており、起動から停止が１０時間になっていることが分かる。
【００９８】
この時、図３の下図を見ると２０時に発生した大きな給湯負荷により貯湯ユニットの湯量はゼロになっており無駄のない燃料電池システム運転が実施されたことが分かる。
【００９９】
また、この時の燃料電池システムの運転単位時間当たりの発電電力量は約５７０Ｗｈという結果になっている。
【０１００】
ここで比較として、図４に、図３と同一の電力負荷需要と熱負荷需要に対して、従来の技術を用いた燃料電池システムを運転した場合の発電電力履歴と貯湯ユニット湯量履歴を示す。
【０１０１】
図４で横軸は時刻（１〜２４時）を示しており、上図の縦軸は電力、下図の縦軸は湯量を示している。
【０１０２】
従来の技術の燃料電池システムも、本変形例における燃料電池システムと同様に、システムの起動から発電開始まで１時間を要し、起動から発電までの間は同一の起動エネルギー（例えば、５００Ｗ）を消費する。
【０１０３】
運転時間制限を行わない従来の技術の燃料電池システムでは、４時に起動しており４時の時点では起動エネルギーを消費しており発電電力がマイナスになっている。
【０１０４】
その後、従来の技術の燃料電池システムは５時から発電を行い２１時に停止するまで１６時間の発電を行った結果、２１時のシステム停止においても貯湯ユニット内に温水が残存する結果となっている。
【０１０５】
また、この時の燃料電池システムの運転単位時間当たりの発電電力量は約５５６Ｗｈという結果になっている。
【０１０６】
以上のように図３に示す本変形例の燃料電池システムは、図４に示す従来の技術を用いた燃料電池システムに比べて、運転時間が短いものの運転単位時間あたりの発電量が大きくなっていることが分かる。
【０１０７】
運転単位時間当たりの発電電力量が大きいほど運転単位時間当たりの消費エネルギー削減量も大きくなることは自明である。
【０１０８】
よって、本変形例の燃料電池システムによれば、運転計画器６ｄにより動作保証期間迄少なくとも運転時間寿命が持つように所定期間におけるシステムの最大運転時間を設定し、最大運転時間内の条件下で、運転計画器６ｃにて所定期間におけるシステムの起動時刻、停止時刻を設定した上で、燃料電池システムの運転が行われる。これにより、動作保証期間前に運転時間寿命になる可能性を抑えながら、上記システム利用による運転単位時間当りの消費エネルギー削減量の低下を抑制することが可能となる。
【０１０９】
なお、本変形例において最大運転時間は１０時間で説明し最適な最大運転時間は異なるものであり、本変形例と異なる最大運転時間を設定した場合でも、本発明を超えるものではない（本発明の一実施例に過ぎない）ことは明白である。
【０１１０】
またエネルギー供給システムの例として、燃料電池を用いたコージェネレーションシステムで説明したが、燃料電池の発電機能のみを利用したモノジェネレーションでも構わないし、エンジンを用いたエンジンエネルギー供給システムやガスでタービンを回して発電を行うタービン型発電システムでも同様な効果が得られることは明らかである。
【０１１１】
〔変形例１〕
変形例１の燃料電池システムでは、図２に示すフローチャートのステップＳ１において、電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得する所定期間を一日と固定した場合の燃料電池システム１の運転計画例を述べた。
【０１１２】
しかし、電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得する期間は一定とはせず、例えば季節によって変更しても良い。
【０１１３】
図５に示すフローチャートは図２に示すフローチャートのステップＳ１の変わりにステップ１１を行う。
【０１１４】
図５に示すフローチャートの他のステップについては、図２に示すフローチャートと同じであり、説明は省略する。
【０１１５】
ステップＳ１１において、期間設定器６ｅにより中間期（例えば３月から５月の春季と９月から１１月の秋季）の所定期間は一日として設定し、運転計画器６ｄにより、この１日に対して、最大運転時間（例えば、１０時間）が設定され、その後、運転計画器６ｃが、所定の１日の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得し、燃料電池システム１の運転時間が、最大運転時間内で、かつ消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる一日の起動時刻と停止時刻とを設定する。
【０１１６】
冬季（１２月から翌年の２月）においては、熱負荷需要が大きい傾向になるために、一般的には燃料電池システム１の運転時間は延びる傾向になる。そして、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）を考慮すると１日中運転することが望ましい場合が生じることも考えられる。そのような場合に、例えば、例えば、冬季において、期間設定器６ｅにより所定期間を２日と設定し、運転計画器６ｄにより、この２日に対して、最大運転時間（例えば、２８時間）が設定され、その後、運転計画器６ｃが、所定の２日分の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得した上で、燃料電池システム１の運転時間が、最大運転時間内で、かつ消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる２日分の運転計画を演算し燃料電池システム１の起動時刻と停止時刻とを設定する。
【０１１７】
夏季（６月から８月）においては、熱負荷需要が小さい傾向になるため、一般的には燃料電池システム１の運転時間は短い傾向になる。そして、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）を考慮すると起動エネルギーを使ってまで起動しない方が良い場合が発生することが考えられる。そのような場合に、例えば、夏季において、期間設定器６ｅにより所定期間を２日と設定し、運転計画器６ｄにより、この２日に対して、最大運転時間（例えば、１２時間）が設定され、その後、運転計画器６ｃが、所定の２日分の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得した上で、燃料電池システム１の運転時間が、最大運転時間内で、かつ消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる２日分の運転計画を演算し燃料電池システム１の起動時刻と停止時刻とを設定する。
【０１１８】
なお、上記最大運転時間の設定においては、1日当りに換算すると、冬季、中間期、夏
季の順に小さくなるよう設定されている。
【０１１９】
以上により季節変化に伴うエネルギー供給対象の消費エネルギーの変動に応じて、エネルギー削減量が増加するよう最大運転時間及び所定期間が最適化される。
【０１２０】
〔変形例２〕
変形例１の燃料電池システムでは、図２に示すフローチャートのステップＳ２において、燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈを運転計画器６ｄにより一定値とする運転計画例を述べた。
【０１２１】
しかし、最大運転時間Ｍｈを一定値とはせず、例えば季節によって変更しても良い。
【０１２２】
図６に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートのステップＳ２の変わりにステップ２２を行う。
【０１２３】
図６に示すフローチャートの他のステップについては、図２に示すフローチャートと同じであり、説明は省略する。
【０１２４】
一般的に冬季（１２月から翌年の２月）より中間期（例えば３月から５月の春季と９月から１１月の秋季）の方が、熱負荷需要が小さい傾向にあり、中間期（例えば３月から５月の春季と９月から１１月の秋季）より夏季（６月から８月）の方が熱負荷需要が小さい傾向にあるため、燃料電池システム１を運転した場合の消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）は、冬季、中間期、夏季の順に小さくなるのが一般的である。
【０１２５】
よって、燃料電池システム１によって、より多くの年間消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）を得るためには、夏季は比較的短い時間に燃料電池システム１の運転時間を抑え（最大運転時間Ｍｈを相対的に小さくし）、冬季は燃料電池システム１を比較的長い時間運転する（最大運転時間Ｍｈを相対的に大きくする）ようにすることが望ましい。また、より多くの年間消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）を得るためには、所定期間における最大運転時間Ｍｈを冬季、中間期、夏季の順に小さくなるよう設定するのが好ましい。ただし、その際に、変形例１の燃料電池システム同様、動作保証期間前に運転時間寿命にならないよう上記最大運転時間Ｍｈは設定される。
【０１２６】
例えば、上記動作保証期間を１０年間、上記運転時間寿命を４００００時間とした場合、図６のステップＳ２２においては、冬季は燃料電池システム１の運転計画器６ｄにより最大運転時間Ｍｈを１４時間と設定し、中間期と夏季とには燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈを各々１０時間と６時間とに設定する。
【０１２７】
これにより季節変化に伴うエネルギー供給対象の消費エネルギーの変動に応じて、エネルギー削減量が増加するよう最大運転時間が最適化される。
【０１２８】
〔変形例３〕
変形例１の燃料電池システムは、図２に示すフローチャートのステップＳ２において、燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈを運転計画器６ｄにより一定値とする運転計画例を述べた。
【０１２９】
本変形例では、運転計画器６ｄが、上記最大運転時間Ｍｈを常に一定値とするわけでなく、過去の運転時間の履歴に基づき最大運転時間Ｍｈを更新することを特徴とする。
【０１３０】
これは、燃料電池コージェネレーションは、運転時間が常に最大運転時間になるように運転計画器６ｃにより運転計画されるわけではなく、運転時間が最大運転時間未満となるよう運転計画される場合がある。また、実際にシステムの運転を開始した場合に、実際の電力負荷需要や熱負荷需要が予測よりも小さくなり、運転計画器６ｃで当初設定された停止時刻よりも前に停止する場合もある。つまり、システム設置後の時間の経過に伴い当初運転計画器６ｄで設定された最大運転時間Ｍｈに対して、運転時間寿命に余力が生じ始めるため、適宜、最大運転時間Ｍｈを増加させるよう更新し、動作保証期間の終了時に運転時間寿命の残りが可能な限り少なくなるようにする。
【０１３１】
具体的には、図７に示すフローチャートで示されるが、図２に示すフローチャートのステップＳ２の変わりにステップ３２を行われる。
【０１３２】
図７に示すフローチャートの他のステップについては、図２に示すフローチャートと同じであり、説明は省略する。
【０１３３】
本変形例は、ステップＳ３２では、運転計画器６ｄが、過去の運転時間の履歴に基づき最大運転時間Ｍｈを更新する。具体的には、最大運転時間を現在値から１時間増加させても動作保証期間内において運転時間が、運転時間寿命以下になると判断された場合に、運転計画器６ｄにより最大運転時間が１時間増加される。そして、更新後の最大運転時間に基づき運転計画器６ｃにより消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動時刻と停止時刻とを再設定して、燃料電池システム１を運転する。
【０１３４】
このとき、すでにステップＳ８において消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動・停止時刻が設定されていることを考慮して、起動・停止時刻の再設定においては、簡易的に消費エネルギー（Ｂ）が最小となる起動・停止時刻を再設定することでも、他の変形例と同等の効果が得られる。
【０１３５】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態によるエネルギー供給システムの構成例を示したブロック図であり、ここでのエネルギー供給システムの一例としてエンジンエネルギー供給システムを示す。
【０１３６】
図８に示す本実施の形態によるエンジンエネルギー供給システム１１は、図１に示す実施の形態１による燃料電池システム１における燃料電池ユニット１ａに代えてエンジンユニット１１ａを備え、さらに利用者が任意にエンジンエネルギー供給システム１１の起動時刻と停止時刻を設定できるリモコン７を備えているが、それ以外の構成要素は図１と同じであり、図１と同じ番号を付与している。
【０１３７】
本実施の形態のエネルギー供給システム１１は、エンジンにより発電を行うユニット１１ａと、エンジンユニット１１ａのエンジンの発電により同時に発生する熱を用いて、市水を温水に昇温して貯える貯湯ユニット１ｂとを備え、エンジンユニット１１ａにて発電した電力は電力系統２からの電力と共に電力消費機器３へ供給される。
【０１３８】
電力消費機器３で消費される電力負荷量は電力計４にて計測され、制御装置６にある記憶器６ａにて逐次蓄積される。
【０１３９】
また、貯湯ユニット１ｂに貯えられた温水は、水道の蛇口などから温水として供給され、温水として利用される熱負荷量は熱量計５によって計測され、制御装置６にある記憶器６ａにて逐次蓄積される。
【０１４０】
熱量計５は、例えば、市水温度を計測する温度センサ（図示せず）と、貯湯ユニット１ｂから供給される温水の温度を計測する温度センサ（図示せず）と、貯湯ユニット１ｂから供給される温水の流量を計測する流量計（図示せず）からなり、市水と温水の温度差と温水の流量との積により、温水として利用される熱負荷量を演算するものである。
【０１４１】
またエンジンエネルギー供給システム１１には、貯湯ユニット１ｂ内に温水がなくなった場合にも温水が供給できるように、バックアップ給湯器（図示せず）が装備されている。
【０１４２】
リモコン７は、利用者が操作することでエンジンエネルギー供給システム１１の起動時刻と停止時刻を設定する機能を有し、設定された起動時刻と停止時刻は記憶器６ａに記憶される。
【０１４３】
制御装置６は、さらに、記憶器６ａに蓄積された電力負荷と熱負荷との発生履歴から将来の電力負荷と熱負荷とが発生する時系列パターンを予測する需要予測器６ｂと、需要予測器６ｂにより予測された電力負荷と熱負荷とが発生する時系列パターンの予測値に基づいて、リモコン７によって設定された起動時刻と停止時刻との間で、エンジンエネルギー供給システム１１の起動時刻と停止時刻を決定する運転計画器６ｃを有する。
【０１４４】
需要予測器６ｂは、記憶器６ａに記憶された一定期間（例えば、１年間）の熱負荷需要の履歴および電力負荷需要の履歴を読み出し、当該履歴を基にして将来の所定期間（例えば一日）における時間推移とともに変わる電力負荷の予測需要および将来の所定期間（例えば、一日）における時間推移とともに変わる熱負荷の予測需要（以下、これらを、「電力負荷予測需要」および「熱負荷予測需要」と略す）を推定演算して、これらの電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を記憶器６ａに逐次記憶する。
【０１４５】
なお、電力負荷予測需要および熱負荷予測需要の推定に必要な過去の電力負荷および熱負荷の熱消費履歴の蓄積期間は、本実施の形態のエンジンエネルギー供給システム１１が設置された対象での電力と熱との消費サイクルをシステムが適切に把握可能な期間が望ましく、例えばエンジンエネルギー供給システム１１が一般家庭に設置された場合であれば、数日〜数ヶ月程度である。
【０１４６】
図９は、実施の形態２によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【０１４７】
まず、制御装置６の運転計画器６ｃは、記憶器６ａに記憶された、リモコン７で設定された起動時刻および停止時刻を取得する（ステップＳ４０）。
【０１４８】
次に、運転計画器６ｄは、動作保証期間（例えば、１０年間）より前に運転時間寿命（例えば、４００００時間）に達することのないよう所定期間（例えば一日）におけるエンジンエネルギー供給システム１１の最大運転時間Ｍｈ（例えば、１０時間）を設定した後（ステップＳ４１）、運転計画器６ｃは、ステップ４０で取得した起動時刻から停止時刻までの運転時間と最大運転時間Ｍｈとを比較する（ステップＳ４２）。
【０１４９】
ここで、起動時刻から停止時刻までの時間が最大運転時間より短い、また同じ場合には、リモコン７で設定された起動時刻および停止時刻でエンジンエネルギー供給システムを運転する（ステップＳ４３）。
【０１５０】
逆に起動時刻から停止時刻までの時間が最大運転時間より長い場合に、上記リモコンにより設定した起動時刻から停止時刻までの期間において、最大運転時間がＭｈ以下になる起動時刻及び停止時刻の複数の組み合わせのうちの一つの組み合わせを、仮の起動時刻および停止時刻として設定する（ステップＳ４４）。続いて、運転計画器６ｃは、ステップＳ４４で仮設定されたエンジンエネルギー供給システム１１の起動時刻および停止時刻、並びに記憶器６ａより取得した所定期間（例えば、１日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要に基づいて、この仮設定された起動時刻および停止時刻の間にエネルギー供給システムを運転すると想定した場合の運転期間中にエンジンエネルギー供給システム１１により発電される発電量および貯湯ユニット１ｂに供給される熱量（この熱に相当する湯量；以下、「貯湯ユニット供給湯量」という）の総計を演算するとともに、この演算に際して予測した貯湯ユニット供給湯量の時間推移を記憶器６ａに記憶する。そして、記憶器６ａより取得した熱負荷予測需要およびこの貯湯ユニット供給湯量の時間推移の予測データに基づいて、貯湯タンクに湯がある限りは熱負荷予測需要を賄うよう熱負荷に対して給湯するという前提で、エンジンエネルギー供給システム１１に貯えられる貯湯ユニット１ｂの湯量（以下、「貯湯ユニット湯量」という）の時間推移を予測し、この予測データを仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせと対応付けて記憶器６ａに記憶する。そして、運転計画器６ｃは、運転期間中における上記発電量および貯湯ユニット供給湯量の総量の生成に必要な、エンジンエネルギー供給システム１１の所定期間（例えば１日）の消費エネルギー（Ｂ）を演算する（ステップＳ４５）。
【０１５１】
この所定期間（例えば１日）の消費エネルギー（Ｂ）は、エンジンエネルギー供給システム１１を家庭に導入するに際して、当該家庭における消費エネルギー削減の目安となるものであり、上記発電量および貯湯ユニット供給湯量を生成した際のエンジンエネルギー供給システム１１の稼働に必要な原材料エネルギー（エンジンエネルギー供給システム１１の稼働により消費される原料ガスやエンジンエネルギー供給システム１１の稼働電力等のトータルエネルギー）を指す。
【０１５２】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ４４で運転計画器６ｃにより予測された仮設定された運転期間中（起動時刻と停止時刻の間）のエンジンエネルギー供給システム１１の発電量および貯湯ユニット供給湯量を用いて所定期間（例えば、１日）の消費エネルギー（Ａ）を演算する（ステップＳ４６）。
【０１５３】
この所定期間（例えば、１日）の消費エネルギー（Ａ）は、エンジンエネルギー供給システム１１を家庭に導入するに際して、当該家庭における消費エネルギー削減量の基準になるものであり、運転計画器６ｃに予測されるエンジンエネルギー供給システム１１の発電量および貯湯ユニット供給湯量の全てを、エンジンエネルギー供給システム１１ではなく電力会社乃至ガス会社の既存インフラから供給された電力およびガスで賄ったと仮定した場合のトータルエネルギーを指す。
【０１５４】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ４６の所定期間（例えば、１日）の消費エネルギー（Ａ）からステップＳ４４の所定期間（例えば１日）の消費エネルギー（Ｂ）を差し引いた値（Ａ−Ｂ）を演算し、これをエンジンエネルギー供給システム１１の所定期間（例えば１日）の消費エネルギー削減量と見做して、この数値（Ａ−Ｂ）をステップＳ４４で仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせに対応付けて記憶器６ａに記憶する（ステップＳ４７）。
【０１５５】
ここで運転計画器６ｃは、全ての起動時刻および停止時刻の組み合わせについて、所定期間（例えば１日）の消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算を終えたか否かを判定して（ステップＳ４８）、所定期間（例えば１日）の消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていなければ（ステップＳ４８において「Ｎｏ」）、ステップＳ４４、ステップＳ４５、ステップＳ４６およびステップＳ４７の処理を繰り返し、所定期間（例えば１日）の消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていれば（ステップＳ４８において「Ｙｅｓ」）、次のステップに進む。
【０１５６】
さらに、運転計画器６ｃは、ステップＳ４７において、記憶器６ａに記憶された複数の起動時刻および停止時刻の組み合わせの中から、所定期間（例えば１日）の消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動時刻および停止時刻の組み合わせを記憶器６ａから読み出し設定した上で、エンジンエネルギー供給システム１１を運転する（ステップＳ４９）。
【０１５７】
以上のように実施の形態２のエンジンエネルギー供給システムによれば、利用者によるシステムの起動時刻および停止時刻が設定された場合でも、システムの運転時間が所定の最大運転時間（実施の形態２の例では１０時間）を超えるような場合には、運転計画器６ｃにより、利用者によって設定された起動時刻から停止時刻までの期間において、本期間のなかで、運転時間が最大運転時間以下であるとともに、所定期間（たとえば１日）の消費エネルギー削減量が最大となる起動時刻及び停止時刻の組み合わせを再設定することで利用者の起動停止要望を満たしながら、運転時間の抑制と消費エネルギー削減量との両立を行うことが可能となる。
【０１５８】
なお本実施の形態において最大運転時間は１０時間で説明したが、消費エネルギー削減量を演算する所定期間を１日で説明したが、エンジンエネルギー供給システムを設置する対象の電力負荷、熱負荷によって、最適な最大運転時間や消費エネルギー削減量を演算する期間は異なることもあり、本実施の形態と異なる最大運転時間や消費エネルギー削減量を演算する期間を設定した場合でも、本発明を超えるものではない（本発明の一実施例に過ぎない）ことは明白である。
【０１５９】
またエネルギー供給システムの例として、エンジンエネルギー供給システムで説明したが、燃料電池を用いた燃料電池システムやタービンを回して発電を行うタービン型発電システムでも同様な効果が得られることは明らかである。
【０１６０】
［変形例４］
上記実施の形態２のエネルギー供給システムにおいては、リモコン７を介して入力した起動時刻から停止時刻までの間の運転時間が、最大運転時間Mｈを超えた場合には、利用者によって設定された起動時刻から停止時刻までの期間において、本期間のなかで、運転時間が最大運転時間Mh以下であるとともに、所定期間（たとえば１日）の消費エネルギー削減量が最大となる起動時刻及び停止時刻の組み合わせを再設定するよう構成した。
【０１６１】
本変形例のエネルギー供給システムは、実施の形態２と異なり、リモコン７を介して入力した起動時刻から停止時刻までの間の運転時間が、最大運転時間Mh（例えば、１０時間）を超えた場合には、運転時刻として確定させず、最大運転時間Mhを超えている旨を入力者に報知するエラーメッセージを表示することを特徴とする。
【０１６２】
本例においては、図１０に示すようなリモコン７を操作してエネルギー供給システムの運転時刻（起動時刻、停止時刻）が入力される。具体的には、リモコン７の設定メニュー釦を操作して、運転時刻の入力メニューを選択し、その後、左右キーを操作しながら各時刻を入力した後、確定釦で運転時刻の確定を行う。
【０１６３】
この際に、入力した起動時刻及び停止時刻までの間の運転時間が、最大運転時間Mhを超えている場合、図１０に示すようなエラーメッセージとして表示される。エラーメッセージの内容としては、最大運転時間Mhを超えているという内容とともに最大運転時間Mh内になるよう運転時刻を入力することを促すメッセージも合わせて表示される。なお、リモコン７に表示するエラー報知の内容は、本例に限定されるものでなく、単にエラーコードのみを表示する形態も含まれる。
【０１６４】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態によるエネルギー併給システムは実施の形態２と同様、図８に示すエンジンエネルギー供給システム１１の構成からなり、実施の形態２と同様の動作を行う構成要素については説明を省略する。
【０１６５】
本実施の形態におけるリモコン７は、利用者が操作することで貯湯ユニット１ｂの湯量に基づいてエンジンエネルギー供給システム１１の起動と停止を行う運転モード（貯湯モード）が設定可能となっている。
【０１６６】
この貯湯モード設定時におけるエンジンエネルギー供給システム１１の動作を以下に説明する。
【０１６７】
リモコン７にて貯湯モードが設定された場合には、リモコン７にて最大貯湯湯量と最小貯湯湯量の設定が可能になる。
【０１６８】
例えば、貯湯ユニットに鉛直方向に対して４等分した上から、満タン、３／４、１／２、１／４、０と貯湯湯量設定可能な場合には、リモコン７にて、起動貯湯湯量１／２、停止貯湯湯量満タンと設定すると、貯湯湯量が１／２まで湯量が減ったらシステムが起動し、貯湯湯量満タンになったらシステムが停止する。
【０１６９】
図１１は実施の形態３によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【０１７０】
なお、実施の形態２における図９と同じ操作を行う構成要素については、同一の番号を付与している。
【０１７１】
まず、制御装置６の運転計画器６ｃは、記憶器６ａに記憶された、リモコン７で設定された起動貯湯湯量と停止貯湯湯量と電力負荷の予測需要と熱負荷の予測需要とからエンジンエネルギー供給システム１１の起動時刻と停止時刻とを予測する。
【０１７２】
次に、運転計画器６ｄは、動作保証期間（例えば、１０年間）より前に運転時間寿命（例えば、４００００時間）に達することのないよう所定期間（例えば一日）の中のエンジンエネルギー供給システム１１の最大運転時間Ｍｈ（例えば、１０時間）を設定した後（ステップＳ４１）、運転計画器６ｃは、ステップ５０で予測した起動時刻から停止時刻までの時間と最大運転時間Ｍｈ比較する（ステップＳ５２）。
【０１７３】
ここで、起動時刻から停止時刻までの時間が最大運転時間より短い、また同じ場合には、貯湯湯量から予測した起動時刻および停止時刻でエンジンエネルギー供給システムを運転する（ステップＳ５３）。
【０１７４】
逆に、起動時刻から停止時刻までの時間が最大運転時間より長い場合に、上記貯湯モードとして当初予測された起動時刻から停止時刻までの期間において、最大運転時間がＭｈ以下になる起動時刻及び停止時刻の複数の組み合わせのうちの一つの組み合わせを、仮の起動時刻および停止時刻として設定する（ステップＳ４４）。続くステップＳ４５からステップＳ４９までの動作は実施の形態２と同様であるためここでの説明は省略する。
【０１７５】
以上のように実施の形態３のエンジンエネルギー供給システムによれば、利用者が貯湯湯量によるシステムの起動および停止を行うように設定した場合でも、システムの運転時間が所定の最大運転時間（実施の形態３の例では１０時間）を超えるような場合には、貯湯モードとして当初予測された起動時刻から停止時刻までの期間において、本期間の中で、運転時間が最大運転時間以下であるとともに、所定期間（たとえば１日）の消費エネルギー削減量が最大となる起動時刻及び停止時刻の組み合わせを再設定することで、利用者の起動停止要望を満たしながら、運転時間の抑制と消費エネルギー削減量との両立を行うことが可能となる。
【０１７６】
なお本実施の形態において最大運転時間は１０時間で説明したが、消費エネルギー削減量を演算する所定期間を１日で説明したが、エンジンエネルギー供給システムを設置する対象の電力負荷、熱負荷によって、最適な最大運転時間や消費エネルギー削減量を演算する期間は異なることもあり、本実施の形態と異なる最大運転時間や消費エネルギー削減量を演算する期間を設定した場合でも、本発明を超えるものではない（本発明の一実施例に過ぎない）ことは明白である。
【０１７７】
またエネルギー供給システムの例として、エンジンエネルギー供給システムで説明したが、燃料電池を用いた燃料電池システムやタービンを回して発電を行うタービン型発電システムでも同様な効果が得られることは明らかである。
【０１７８】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態によるコージェネレーション（熱電併給）システムは実施の形態１と同様、図１に示す燃料電池システム１の構成からなり、実施の形態１と同様の動作を行う構成要素については説明を省略する。
【０１７９】
図１２は、本実施の形態によるエネルギー供給システムの動作例を示したフローチャートである。
【０１８０】
まず、制御装置６の運転計画器６ｃは、記憶器６ａに記憶された、所定期間（例えば一日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得する（ステップＳ６１）。
【０１８１】
次に、運転計画器６ｄは、動作保証期間（例えば、１０年間）より前に運転時間寿命（例えば、４００００時間）に達することのないよう所定期間（例えば、一日）の中の燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈ（例えば、１０時間）を設定した後（ステップＳ６２）、燃料電池システム１の多数の起動時刻および停止時刻の組み合わせから運転時間がＭｈ以下になる組み合わせのうちの一つを、仮の起動時刻および停止時刻として設定する（ステップＳ６３）。
【０１８２】
続いて、運転計画器６ｃは、ステップＳ６３で仮設定された燃料電池システム１の起動時刻および停止時刻、並びに記憶器６ａより取得した所定期間（例えば、１日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要に基づいて、この仮設定された起動時刻および停止時刻の間にエネルギー供給システムを運転すると想定した場合の運転期間中に燃料電池システム１により発電される発電量および貯湯ユニット１ｂに供給される熱量（貯湯ユニット供給湯量）の総計を演算するとともに、この演算に際して予測した貯湯ユニット供給湯量の時間推移を記憶器６ａに記憶する。そして、記憶器６ａより取得した熱負荷予測需要およびこの貯湯ユニット供給湯量の時間推移の予測データに基づいて、貯湯タンクに湯がある限りは熱負荷予測需要を賄うよう熱負荷に対して給湯するという前提で、燃料電池システム１に貯えられる貯湯ユニット１ｂの湯量（貯湯ユニット湯量）の時間推移を予測し、この予測データを仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせと対応付けて記憶器６ａに記憶する。そして、運転計画器６ｃは、運転期間中における上記発電量および貯湯ユニット供給湯量の総量の生成に必要な、燃料電池システム１の消費エネルギー（Ｂ）を演算する（ステップＳ６４）。
【０１８３】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ６３で運転計画器６ｃにより予測された仮設定された運転期間中（起動時刻と停止時刻の間）の燃料電池システム１の発電量および貯湯ユニット供給湯量を用いて消費エネルギー（Ａ）を演算する（ステップＳ６５）。
【０１８４】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ６５の消費エネルギー（Ａ）からステップＳ６３の消費エネルギー（Ｂ）を差し引いた値（Ａ−Ｂ）を演算し、これを燃料電池システム１の消費エネルギー削減量と見做して、この数値（Ａ−Ｂ）をステップＳ６３で仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせに対応付けて記憶器６ａに記憶する（ステップＳ６６）。
【０１８５】
ここで運転計画器６ｃは、運転時間がＭｈ以下での全ての起動時刻および停止時刻の組み合わせについて、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算を終えたか否かを判定して（ステップＳ６７）、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていなければ（ステップＳ６７において「Ｎｏ」）、ステップＳ６３、ステップＳ６４、ステップＳ６５およびステップＳ６６の処理を繰り返し、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていれば（ステップＳ６７において「Ｙｅｓ」）、次の判定ステップに進む。
【０１８６】
さらに、運転計画器６ｃは、ステップＳ６６において、記憶器６ａに記憶された複数の起動時刻および停止時刻の組み合わせの中から、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動時刻および停止時刻の組み合わせを記憶器６ａから読み出して取得し、取得した起動時刻および停止時刻の組み合わせを燃料電池システム１として設定した上で燃料電池システム１を運転する（ステップＳ６８）。
【０１８７】
以上のように本実施の形態によれば、図１２のフローチャートにおけるステップＳ６３において、燃料電池システムの仮の運転時刻および停止時刻の組み合わせを選定する際に、運転時間がＭｈ以下になる条件下で運転時刻および停止時刻の組み合わせを選定することで、実施の形態１の燃料電池システムに比べると、ステップＳ６４からＳ６６までの演算繰り返し回数が少なくて済むメリットがあり、記憶器６ａの容量も比較的少なくても運転時間の抑制と消費エネルギー削減量との両立を行うことが可能となる。
【０１８８】
また、上記方法により決定された本実施の形態の燃料電池システムの運転計画と従来の燃料電池システムにおける運転計画の相違は、実施の形態１の燃料電池システムで例示した図３及び図４と同様である。
【０１８９】
以上から分かるように本実施の形態の燃料電池システムでは、システムの最大運転時間を設定することで、最大運転時間内の条件下で、運転計画器６ｃにてシステムの起動時刻、停止時刻を設定した上で、燃料電池システムの運転を行う事により、運転単位運転時間当たりの消費エネルギー削減量を最大とする燃料電池システムを提供することができる。
【０１９０】
なお本実施の形態において最大運転時間は１０時間で説明したが、燃料電池システムを設置する対象の電力負荷、熱負荷によって、最適な最大運転時間は異なることもあり、本実施の形態と異なる最大運転時間を設定した場合でも、本発明を超えるものではない（本発明の一実施例に過ぎない）ことは明白である。
【０１９１】
またエネルギー供給システムの例として、燃料電池を用いたコージェネレーションシステムで説明したが、燃料電池の発電機能のみを利用したモノジェネレーションでも構わないし、エンジンを用いたエンジンエネルギー供給システムやガスでタービンを回して発電を行うタービン型発電システムでも同様な効果が得られることは明らかである。
【０１９２】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態における燃料電池システムは実施の形態１と同様の構成要素であり図１および図８を用いて説明し、その説明を省略する。
【０１９３】
次に、図１３を用いて本実施の形態におけるエネルギー供給システムの動作例を説明する。
【０１９４】
まず、制御装置６の運転計画器６ｃは、記憶器６ａに記憶された、所定期間（例えば一日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要を取得する（ステップＳ４０１）。
【０１９５】
この電力負荷予測需要および熱負荷予測需要は、燃料電池システム１が設置された家庭への据え置き時に記憶器６ａに予め記憶された代表的な電力および熱負荷の熱消費履歴に基づく予測需要であっても良く、各家庭の生活サイクルに適合するよう、燃料電池システム１の運転経過に伴い需要予測器６ｂにより改変された電力負荷および熱負荷の熱消費履歴に基づく予測需要であっても良い。
【０１９６】
次に、運転計画器６ｄは、動作保証期間（例えば、１０年間）より前に運転時間寿命（例えば、４００００時間）に達することのないよう所定期間（例えば一日）の中の燃料電池システム１の最大運転時間Ｍｈ（例えば、１０時間）を設定した後（ステップＳ４０２）、燃料電池システム１の多数の起動時刻および停止時刻の組み合わせのうちの一つを、仮の起動時刻および停止時刻として設定する（ステップＳ４０３）。
【０１９７】
続いて、運転計画器６ｃは、ステップＳ４０３で仮設定された燃料電池システム１の起動時刻および停止時刻、並びに記憶器６ａより取得した所定期間（例えば、１日）の電力負荷予測需要および熱負荷予測需要に基づいて、この仮設定された起動時刻および停止時刻の間にエネルギー供給システムを運転すると想定した場合の運転期間中に燃料電池システム１により発電される発電量および貯湯ユニット１ｂに供給される熱量（この熱に相当する湯量；以下、「貯湯ユニット供給湯量」という）の総計を演算するとともに、この演算に際して予測した貯湯ユニット供給湯量の時間推移を記憶器６ａに記憶する。そして、記憶器６ａより取得した熱負荷予測需要およびこの貯湯ユニット供給湯量の時間推移の予測データに基づいて、貯湯タンクに湯がある限りは熱負荷予測需要を賄うよう熱負荷に対して給湯するという前提で、燃料電池システム１に貯えられる貯湯ユニット１ｂの湯量（以下、「貯湯ユニット湯量」という）の時間推移を予測し、この予測データを仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせと対応付けて記憶器６ａに記憶する。そして、運転計画器６ｃは、運転期間中における上記発電量および貯湯ユニット供給湯量の総量の生成に必要な、燃料電池システム１の消費エネルギー（Ｂ）を演算する（ステップＳ４０４）。
【０１９８】
この消費エネルギー（Ｂ）は、燃料電池システム１を家庭に導入するに際して、当該家庭における消費エネルギー削減の目安となるものであり、上記発電量および貯湯ユニット供給湯量を生成した際の燃料電池システム１の稼働に必要な原材料エネルギー（燃料電池システム１の稼働により消費される原料ガスや燃料電池システム１の稼働電力等のトータルエネルギー）を指す。
【０１９９】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ４０３で運転計画器６ｃにより予測された仮設定された運転期間中（起動時刻と停止時刻の間）の燃料電池システム１の発電量および貯湯ユニット供給湯量を用いて消費エネルギー（Ａ）を演算する（ステップＳ４０５）。
【０２００】
この消費エネルギー（Ａ）は、燃料電池システム１を家庭に導入するに際して、当該家庭における消費エネルギー削減量の基準になるものであり、運転計画器６ｃに予測される燃料電池システム１の発電量および貯湯ユニット供給湯量の全てを、燃料電池システム１ではなく電力会社乃至ガス会社の既存インフラから供給された電力およびガスで賄ったと仮定した場合のトータルエネルギーを指す。
【０２０１】
次に、運転計画器６ｃは、ステップＳ４０５の消費エネルギー（Ａ）からステップＳ４０３の消費エネルギー（Ｂ）を差し引いた値（Ａ−Ｂ）を演算し、これを燃料電池システム１の消費エネルギー削減量と見做して、この数値（Ａ−Ｂ）をステップＳ４０３で仮設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせに対応付けて記憶器６ａに記憶する（ステップＳ４０６）。 
【０２０２】
ここで運転計画器６ｃは、全ての起動時刻および停止時刻の組み合わせについて、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算を終えたか否かを判定して（ステップＳ４０７）、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていなければ（ステップＳ４０７において「Ｎｏ」）、ステップＳ４０３、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５およびステップＳ４０６の処理を繰り返し、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）の演算全てを終えていれば（ステップＳ４０７において「Ｙｅｓ」）、次の判定ステップに進む。
【０２０３】
さらに、運転計画器６ｃは、ステップＳ４０６において、記憶器６ａに記憶された複数の起動時刻および停止時刻の組み合わせの中から、消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動時刻および停止時刻の組み合わせを記憶器６ａから読み出して設定する（ステップＳ４０８）。
【０２０４】
次に、運転計画器６ｃは、予め定められた条件によりステップＳ４０２で設定された最大運転時間ＭｈをステップＳ４０８で設定された起動時刻および停止時刻の組み合わせに適用するか否かを判断する（ステップＳ４８８）。条件を満たさなかった場合（ステップＳ４８８において「Ｎｏ」）、次の判定ステップに進む。
【０２０５】
運転計画器６ｃは、ステップＳ４０８で設定された燃料電池システム１の起動・停止時刻の中で、燃料電池システムの運転時間をＭｈに制限したときに運転単位時間当たりの消費エネルギー削減量（Ａ−Ｂ）が最大となる起動・停止時刻を再設定した上で燃料電池システム１を運転する（ステップＳ４０９）。
【０２０６】
また、ステップＳ４８８において条件を満たした場合（ステップＳ４８８にて「Ｙｅｓ」）、ステップＳ４０８で設定された起動・停止時刻で燃料電池システム１を運転する（ステップＳ４９９）。
【０２０７】
前述のように、最大運転時間Ｍｈは、電力負荷や熱負荷の状況によって設定することが望ましく、電力負荷が大幅に増加し且つ熱負荷が大きい冬場等は、最大運転時間の設定は消費エネルギー削減を効率的に生じさせる運転時間が限られることとなり、起動停止に必要となったエネルギー損失の単位運転時間あたりに占める割合が大きくなるため、単位運転時間あたりの消費エネルギー削減量を最大化させるには望ましくなく、上記条件の場合には最大運転時間を比較的長くすることで単位時間当たりの消費エネルギー削減量を最大化させることが可能となる。そのため、最大運転時間が、ステップＳ１における所定期間以上になる場合、最大運転時間による制限は必要がなくなるため、ステップＳ４８８にて最大運転時間Ｍｈの制限の要否を判断する。
【０２０８】
電力負荷の大小、熱負荷の大小に大きくかかわる因子として、カレンダー等の暦情報や暦をまとめた季節情報などの環境条件に基づいて、最大運転時間による制限の有無を設定することが望ましい（例えば、１２月、１月、２月の３ヶ月間は最大運転時間による制限を実施しないなど）。図示は行っていないが、カレンダー等の暦、季節情報を管理するリアルタイムカウンターは制御装置６の内部にあり、その情報に基づきステップＳ４８８にて制限の要否を判断する。さらに上述のリアルタイムカウンターは図８におけるリモコン７のように燃料電池１ａ内や貯湯ユニット１ｂ内や別体の機器として独立して構成してもよく、その際は制御装置６と通信等の手段を介して情報を伝達する。
【０２０９】
また、電力負荷の大小、熱負荷の大小に大きくかかわる因子として、外気温度や市水温度などを環境条件として用いることも有効である。図示は行っていないが、外気温度や市水温度を管理可能な構成の温度センサーは制御装置６の内部にあり、その情報に基づきステップＳ４８８にて制限の要否を判断する（例えば、外気温度が１０℃以下の場合には、最大運転時間による制限を実施しないなど）。さらに上述の温度センサーは図８におけるリモコン７のように燃料電池１ａ内や貯湯ユニット１ｂ内や別体の機器として独立して構成してもよく、その際は制御装置６と通信等の手段を介して情報を伝達する。
【０２１０】
また、電力負荷需要の大小、熱負荷需要の大小に大きくかかわる環境条件（たとえば季節情報、暦情報、外気温度情報、市水温度や家族構成情報、来客情報等のエネルギー消費情報）を使用者が入力することが可能な手段を有して、使用者が任意に入力することも有効である。図示は行っていないが、環境条件入力手段は制御装置６の内部にあり、その情報に基づき制御装置６で発電指令を行う。さらに環境条件入力手段は、図８におけるリモコン７のように燃料電池１ａ内や貯湯ユニット１ｂ内や別体の機器として独立して構成してもよく、その際は制御装置６と通信等の手段を介して情報を伝達する。
【０２１１】
以上、本実施の形態の燃料電池システムによれば、夏場などシステムの最大運転時間を設定し、運転時間を抑えながら消費エネルギー削減量を大きく維持することが可能となると同時に、冬場など最大運転時間の制限をなくし、運転時間を抑えないことで消費エネルギー削減量を大きく維持することが可能となる。
【０２１２】
なお本実施の形態において、ステップＳ２において最大運転時間Ｍｈを設定し、ステップＳ４８８において最大運転時間Ｍｈによる制限の要否を判断する構成で説明したが、ステップＳ２において最大運転時間Ｍｈを設定する時点で制限の要否を判断するような構成とした場合でも同様の効果が得られ、本発明を超えるものではない（本発明の一実施例に過ぎない）ことは明白である。
【０２１３】
またエネルギー供給システムの例として、燃料電池を用いたコージェネレーションシステムで説明したが、燃料電池の発電機能のみを利用したモノジェネレーションでも構わないし、エンジンを用いたエンジンエネルギー供給システムやガスでタービンを回して発電を行うタービン型発電システムでも同様な効果が得られることは明らかである。
【０２１４】
〔変形例５〕
本実施の形態では、図１３に示すフローチャートのステップＳ４８８において、季節情報、暦情報、外気温度や市水温度情報などの環境条件により最大運転時間Ｍｈによる制限の要否を判断する燃料電池システム１の運転計画例を述べた。
【０２１５】
しかし、環境条件だけでなく、燃料電池システム１の状態に基づいて制限の要否を判断しても良い。図１３に示すフローチャートのステップＳ４８８の予め定められた条件が異なるだけであるので、その他のステップについては同じであり、説明は省略する。
【０２１６】
前述のように、最大運転時間Ｍｈは、燃料電池システム１の状態によって設定することが望ましく、システムの性能劣化が発生する以前のシステム運転効率が高い時には、最大運転時間の設定は消費エネルギー削減を効率的に生じさせる運転時間が限られることとなり、起動停止に必要となったエネルギー損失の単位運転時間あたりに占める割合が大きくなるため、単位運転時間あたりの消費エネルギー削減量を最大化させるには望ましくなく、上記条件の場合には最大運転時間を比較的長くすることで単位時間当たりの消費エネルギー削減量を最大化させることが可能となる。そのため、最大運転時間が、ステップＳ１における所定期間以上になる場合、最大運転時間による制限は必要がなくなるため、ステップＳ４８８にて最大運転時間Ｍｈの制限の要否を判断する。
【０２１７】
システムの運転効率に大きくかかわる因子として、総通電時間や総発電時間などの設置後の電源投入からのシステム動作履歴情報に基づいて、最大運転時間による制限の有無を設定することが望ましい（例えば、総発電時間２万時間未満では最大運転時間による制限を実施しないなど）。図示は行っていないが、総通電時間や総発電時間などシステム動作履歴情報を管理するリアルタイムカウンターは制御装置６の内部にあり、その情報に基づきステップＳ４８８にて制限の要否を判断する。さらに上述のリアルタイムカウンターは図８におけるリモコン７のように燃料電池１ａ内や貯湯ユニット１ｂ内や別体の機器として独立して構成してもよく、その際は制御装置６と通信等の手段を介して情報を伝達する。
【０２１８】
また、システムの運転効率に大きくかかわる因子として、工場生産時点からの生涯年月に基づいて、最大運転時間による制限の要否を設定することが望ましい（例えば、工場生産時点から５年未満では最大運転時間による制限を実施しないなど）。図示は行っていないが、システムの生涯年月を管理するリアルタイムカウンターは制御装置６の内部にあり、その情報に基づきステップＳ４８８にて制限の要否を判断する。さらに上述のリアルタイムカウンターは図８におけるリモコン７のように燃料電池１ａ内や貯湯ユニット１ｂ内や別体の機器として独立して構成してもよく、その際は制御装置６と通信等の手段を介して情報を伝達する。
【０２１９】
また、システムの運転効率を直接監視し、システムの運転効率に基づいて最大運転時間による制限の要否を設定することが望ましい（例えば、運転効率が初期効率から３０％低下するまで最大運転時間による制限を実施しないなど）。図示は行っていないが、システムの運転効率を管理するリアルタイムカウンターは制御装置６の内部にあり、その情報に基づきステップＳ４８８にて制限の要否を判断する。さらに上述のリアルタイムカウンターは図８におけるリモコン７のように燃料電池１ａ内や貯湯ユニット１ｂ内や別体の機器として独立して構成してもよく、その際は制御装置６と通信等の手段を介して情報を伝達する。
【０２２０】
以上、本実施の形態の燃料電池システムによれば、システムの運転効率が低下する寿命後期には最大運転時間を設定し、運転時間を抑えながら消費エネルギー削減量を大きく維持することが可能となると同時に、システムの運転効率が低下していない寿命初期には最大運転時間の制限をなくし、運転時間を抑えないことで消費エネルギー削減量を大きく維持することが可能となる。
【０２２１】
さらに、工場生産時からの生涯年月において最大運転時間による制限の要否を判断することで、生産後の在庫状態における運転効率劣化も考慮し、より消費エネルギー削減量を大きく維持することが可能となる。
【０２２２】
なお本実施の形態において、ステップＳ２において最大運転時間Ｍｈを設定し、ステップＳ４８８において最大運転時間Ｍｈによる制限の要否を判断する構成で説明したが、ステップＳ２において最大運転時間Ｍｈを設定する時点で制限の要否を判断するような構成とした場合でも同様の効果が得られ、本発明を超えるものではない（本発明の一実施例に過ぎない）ことは明白である。
【０２２３】
またエネルギー供給システムの例として、燃料電池を用いたコージェネレーションシステムで説明したが、燃料電池の発電機能のみを利用したモノジェネレーションでも構わないし、エンジンを用いたエンジンエネルギー供給システムやガスでタービンを回して発電を行うタービン型発電システムでも同様な効果が得られることは明らかである。
【０２２４】
（他の形態）
上記説明から理解される通り、本発明のエネルギー供給システムは、以下の形態を採り得る。
【０２２５】
本発明のエネルギー供給システムは、電力及び熱の少なくともいずれか一方の供給を行うエネルギー供給システムと、動作保障期間より前に運転時間寿命に達することのないよう前記動作保障期間を構成する所定期間において前記エネルギー供給システムが運転可能な最大運転時間を設定する運転計画器とを備えることを特徴としてもよい。
【０２２６】
このように構成されたエネルギー供給システムによれば、動作保障期間前に運転時間寿命を迎えることなく運転を継続することが可能になる。
【０２２７】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記最大運転時間が、一定値であることを特徴としてもよい。
【０２２８】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記最大運転時間が、予め定められた条件に応じて変化することを特徴としてもよい。
【０２２９】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記予め定められた条件が、暦情報、季節情報、外気温、及び市水温度の少なくともいずれか一つであることを特徴としてもよい。
【０２３０】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記所定期間が、日、週、月、及び年の少なくともいずれかであることを特徴としてもよい。
【０２３１】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記所定期間は予め定められたパターンに応じて変化することを特徴としてもよい。
【０２３２】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記エネルギー供給システムの運転を計画する運転計画器を備え、前記運転計画器は、前記最大運転時間内で単位運転時間当たりのエネルギー削減量が最大となるように前記エネルギー供給システムの運転を計画することを特徴としてもよい。
【０２３３】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記エネルギー供給システムの運転を計画する運転計画器を備え、前記運転計画器は、前記最大運転時間内で前記所定期間の単位時間当たりのエネルギー削減量が最大となるように前記エネルギー供給システムの運転を計画することを特徴としてもよい。
【０２３４】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記エネルギー供給システムの運転を計画する運転計画器を備え、前記運転計画器は、前記最大運転時間内で予め定められた期間のエネルギー削減量が最大となるように前記エネルギー供給システムの運転を計画することを特徴としてもよい。
【０２３５】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記エネルギー供給システムの運転を計画する運転計画器を備え、エネルギー供給システムのエネルギー消費量が最小となるように前記エネルギー供給システムの運転を計画することを特徴としてもよい。
【０２３６】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記エネルギー供給システムがエネルギー供給を行う対象の消費エネルギー削減量が最大になるように所定の運転パターンを決定することを特徴としてもよい。
【０２３７】
また、本発明のエネルギー供給システムは、使用者の操作により前記エネルギー供給システムの起動時刻及び停止時刻を入力する操作器と、使用者により前記操作器を介して入力された前記起動時刻及び停止時刻を、前記エネルギー供給システムの起動時刻及び停止時刻として設定する運転時刻設定器とを備え、前記操作器を介して入力された起動時刻から停止時刻までの運転時間が、前記最大運転時刻を超える場合は、前記運転時刻設定器は、前記入力された前記起動時刻及び前記停止時刻を前記エネルギー供給システムの起動時刻及び停止時刻として設定しないことを特徴としてもよい。
【０２３８】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記操作器を介して入力された起動時刻から停止時刻までの運転時間が、前記最大運転時間を超える場合は、前記操作器は、前記運転時間が前記最大運転時間を超えている旨を、前記操作器の画面上に表示することを特徴としてもよい。
【０２３９】
また、本発明のエネルギー供給システムは、前記運転計画器は、前記エネルギー供給システムの累積運転時間に基づき前記最大運転時間を更新することを特徴としてもよい。
【０２４０】
本発明のエネルギー供給システムにおいて、上述の各実施形態や各変形例に記載した要素や事項は、任意かつ適宜に組み合わせることができる。それぞれの組合せに応じて、所望の効果が得られることは言うまでもない。
【０２４１】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０２４２】
本発明のエネルギー供給システムによれば、動作保証期間前に運転時間寿命を迎えることなく運転を継続することが可能になり、例えば、本システムは、家庭用のエネルギー供給システムに有用である。
【符号の説明】
【０２４３】
【符号の説明】
【０２４４】
１    燃料電池システム
１ａ    燃料電池ユニット
１ｂ    貯湯ユニット
２    電力系統
３    電力消費機器
４    電力計
５    熱量計
６    制御装置
６ａ    記憶器
６ｂ    需要予測器
６ｃ    運転計画器
７    リモコン 
【図１】
0005463298.tif 000003
【図２】
0005463298.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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