(57)【要約】【課題】省エネルギ性を優先した運転と省コスト性を優先した運転とを的確に切り替えて行うことができるエネルギ供給システムを提供する。【解決手段】エネルギ供給システムであって、太陽光発電装置ＰＶの発電電力に関する情報を取得する発電情報取得手段Ｐ３を備え、制御手段は、熱電併給装置３の運転モードを設定するモード設定処理として、発電情報取得手段Ｐ３が取得した情報に基づいて太陽光発電装置ＰＶの発電電力が相対的に大きい大発電状態にあると判定したときには熱電併給装置３の運転モードを省コスト運転モードに設定し、及び、発電情報取得手段Ｐ３が取得した情報に基づいて太陽光発電装置ＰＶの発電電力が相対的に小さい小発電状態にあると判定したときには熱電併給装置３の運転モードを省エネルギ運転モードに設定する処理を行う。【選択図】図１
2018161019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、太陽光発電装置と、前記熱電併給装置及び前記太陽光発電装置及び商用電力系統の内の少なくとも１つから電力の供給を受ける電力負荷装置と、前記熱電併給装置から熱の供給を受ける熱負荷装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する制御手段とを備えるエネルギ供給システムであって、
前記太陽光発電装置の発電電力に関する情報を取得する発電情報取得手段を備え、
前記制御手段は、前記熱電併給装置の運転モードを設定するモード設定処理として、前記発電情報取得手段が取得した情報に基づいて前記太陽光発電装置の発電電力が相対的に大きい大発電状態にあると判定したときには前記熱電併給装置の運転モードを省コスト運転モードに設定し、及び、前記発電情報取得手段が取得した情報に基づいて前記太陽光発電装置の発電電力が相対的に小さい小発電状態にあると判定したときには前記熱電併給装置の運転モードを省エネルギ運転モードに設定する処理を行い、
前記モード設定処理において前記熱電併給装置の運転モードが前記省コスト運転モードに設定されると、前記熱負荷装置について判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を前記熱電併給装置で発生する熱主運転を行うときに併せて発生される前記熱電併給装置の前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測発電電力量と、前記太陽光発電装置の前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測発電電力量と、前記電力負荷装置の前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測電力負荷量と、前記商用電力系統への前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な売電料金と、前記商用電力系統からの前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な買電料金とに基づくコスト計算によって導出される、前記電力負荷装置及び前記熱負荷装置に電力及び熱を供給するときのコストが、少なくとも前記太陽光発電装置で発電された電力を売電可能とした条件の下で省コストとなるように、前記熱主運転を行うための前記熱電併給装置の運転時間帯を前記判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に前記熱電併給装置を運転させ、
前記モード設定処理において前記熱電併給装置の運転モードが前記省エネルギ運転モードに設定されると、前記熱負荷装置について前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を前記熱電併給装置で発生する熱主運転を行うことで、前記熱負荷装置に熱を供給するときの省エネルギ性が高くなるように前記熱主運転を行うための前記熱電併給装置の運転時間帯を前記判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に前記熱電併給装置を運転させるエネルギ供給システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判別対象期間が開始されるとき、前記モード設定処理として、前記省エネルギ運転モード及び前記省コスト運転モードの内の予め定められた方に前記熱電併給装置の運転モードを設定する処理を行う請求項１に記載のエネルギ供給システム。
【請求項３】
前記制御手段は、過去の所定時間前から現時点までの前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて前記大発電状態であるか或いは前記小発電状態であるかを判定する請求項１又は２に記載のエネルギ供給システム。
【請求項４】
前記発電情報取得手段は、前記太陽光発電装置の発電電力に関する情報として、前記太陽光発電装置の発電電力の計測値を取得する請求項１〜３の何れか一項に記載のエネルギ供給システム。
【請求項５】
前記発電情報取得手段は、前記太陽光発電装置の発電電力に関する情報として、前記太陽光発電装置に対する太陽光の照度を取得する請求項１〜３の何れか一項に記載のエネルギ供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、太陽光発電装置と、熱電併給装置及び太陽光発電装置及び商用電力系統の内の少なくとも１つから電力の供給を受ける電力負荷装置と、熱電併給装置から熱の供給を受ける熱負荷装置と、熱電併給装置の運転を制御する制御手段とを備えるエネルギ供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱電併給装置と太陽光発電装置という二つの発電装置の発電電力を電力負荷装置に供給する、或いは、少なくとも太陽光発電装置の発電電力を商用電力系統に売電するようなエネルギ供給システムが記載されている。そして、通常は、エネルギ供給システムの運転状態が、少なくとも太陽光発電装置で発電された電力を売電可能とした条件の下で省コストとなるように熱電併給装置を運転させ、リモコンの「省エネ」ボタンが押されたときには、エネルギ供給システムの運転状態が省エネルギとなるように熱電併給装置を運転させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８７２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽光発電装置での発電と熱電併給装置の運転（発電）とが同時に行われており、太陽光発電装置で発電された電力が余れば、その余剰電力を商用電力系統に売電できる。つまり、省コスト性を優先した熱電併給装置の運転を実現できる。
これに対して、熱負荷装置での熱負荷が発生する時間帯又はその直前の時間帯に熱電併給装置の運転（発熱）が行われれば、放熱などによる熱損失を少なくした状態で、熱負荷装置に熱を供給できる。その結果、省エネルギとなるような熱電併給装置の運転を実現できる。
【０００５】
特許文献１に記載のエネルギ供給システムでは、省コストとなるように熱電併給装置を運転させるのか或いは省エネルギとなるように熱電併給装置を運転させるのかは、ユーザによりリモコンの「省エネ」ボタンが押されているか否かに応じて決定されている。そのため、省コスト性を優先した運転が有効な場面で省エネルギ性を優先した運転が行われる場合や、省エネルギ性を優先した運転が有効な場面で省コスト性を優先した運転が行われる場合などが発生する。
【０００６】
例えば、太陽光発電装置は昼間のみ発電する事ができる。そのため、太陽光発電装置の発電電力を余らせて、その余剰電力を売電しようとするならば、熱電併給装置の運転時間帯（発電及び発熱の時間帯）も、太陽光発電装置が発電している昼間の時間帯と同期させることが好ましい。しかし、熱負荷は夜間に増大するため、省エネルギ性を優先した熱電併給装置の運転が夜間に計画されると、その夜間の時間帯に合わせて熱電併給装置が運転されるため、上述したような余剰電力が発生し難い状況、即ち、省コスト性を達成し難い状況になる。
【０００７】
但し、省コスト性を優先して、熱負荷が生じない昼間の時間帯で熱電併給装置を運転すると、熱電併給装置で発生した熱は蓄熱装置に蓄えるだけになる。そして、蓄熱装置に蓄える熱が満杯になると、それ以後は熱電併給装置の運転を停止しなければならない。
更に、省エネルギ性よりも省コスト性を優先するために熱電併給装置を昼間に運転しても、天候によっては太陽光発電装置で充分に発電できず、余剰電力が発生しないこともある。その場合、省エネルギ性及び省コスト性の両方を達成できないタイミングで熱電併給装置が運転されることになる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネルギ性を優先した運転と省コスト性を優先した運転とを的確に切り替えて行うことができるエネルギ供給システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るエネルギ供給システムの特徴構成は、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置と、太陽光発電装置と、前記熱電併給装置及び前記太陽光発電装置及び商用電力系統の内の少なくとも１つから電力の供給を受ける電力負荷装置と、前記熱電併給装置から熱の供給を受ける熱負荷装置と、前記熱電併給装置の運転を制御する制御手段とを備えるエネルギ供給システムであって、
前記太陽光発電装置の発電電力に関する情報を取得する発電情報取得手段を備え、
前記制御手段は、前記熱電併給装置の運転モードを設定するモード設定処理として、前記発電情報取得手段が取得した情報に基づいて前記太陽光発電装置の発電電力が相対的に大きい大発電状態にあると判定したときには前記熱電併給装置の運転モードを省コスト運転モードに設定し、及び、前記発電情報取得手段が取得した情報に基づいて前記太陽光発電装置の発電電力が相対的に小さい小発電状態にあると判定したときには前記熱電併給装置の運転モードを省エネルギ運転モードに設定する処理を行い、
前記モード設定処理において前記熱電併給装置の運転モードが前記省コスト運転モードに設定されると、前記熱負荷装置について判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を前記熱電併給装置で発生する熱主運転を行うときに併せて発生される前記熱電併給装置の前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測発電電力量と、前記太陽光発電装置の前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測発電電力量と、前記電力負荷装置の前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測電力負荷量と、前記商用電力系統への前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な売電料金と、前記商用電力系統からの前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な買電料金とに基づくコスト計算によって導出される、前記電力負荷装置及び前記熱負荷装置に電力及び熱を供給するときのコストが、少なくとも前記太陽光発電装置で発電された電力を売電可能とした条件の下で省コストとなるように、前記熱主運転を行うための前記熱電併給装置の運転時間帯を前記判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に前記熱電併給装置を運転させ、
前記モード設定処理において前記熱電併給装置の運転モードが前記省エネルギ運転モードに設定されると、前記熱負荷装置について前記判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、当該予測熱負荷量を賄える熱量を前記熱電併給装置で発生する熱主運転を行うことで、前記熱負荷装置に熱を供給するときの省エネルギ性が高くなるように前記熱主運転を行うための前記熱電併給装置の運転時間帯を前記判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に前記熱電併給装置を運転させる点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、制御手段は、太陽光発電装置の発電電力が相対的に大きい大発電状態にあれば、太陽光発電装置の発電電力が余ってその余剰電力を売電できる可能性が高くなるため、熱電併給装置の運転モードを省コスト運転モードに設定する。そして、制御手段は、電力負荷装置及び熱負荷装置に電力及び熱を供給するときのコストが、少なくとも太陽光発電装置で発電された電力を売電可能とした条件の下で省コストとなるように、熱電併給装置の運転時間帯を判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に熱電併給装置を運転させる。
これに対して、制御手段は、太陽光発電装置の発電電力が相対的に小さい小発電状態にあれば、太陽光発電装置の発電電力が余らずにその余剰電力を売電できる可能性が低くなるため、熱電併給装置の運転モードを省エネルギ運転モードに設定する。そして、制御手段は、熱負荷装置に熱を供給するときの省エネルギ性が高くなるように熱主運転を行うための前記熱電併給装置の運転時間帯を前記判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に前記熱電併給装置を運転させる。
【００１１】
このように、本特徴構成では、発電情報取得手段が実際に取得する太陽光発電装置の発電電力に関する情報に基づいて、即ち、太陽光発電装置の発電電力が余ってその余剰電力を売電できる可能性が高いか否かに基づいて、熱電併給装置の運転モードを省コスト運転モードに設定するか又は省エネルギ運転モードに設定するかを自動的に切り替えている。従って、省エネルギ性を優先した運転と省コスト性を優先した運転とを的確に切り替えて行うことができるエネルギ供給システムを提供できる。
【００１２】
本発明に係るエネルギ供給システムの別の特徴構成は、前記制御手段は、前記判別対象期間が開始されるとき、前記モード設定処理として、前記省エネルギ運転モード及び前記省コスト運転モードの内の予め定められた方に前記熱電併給装置の運転モードを設定する処理を行う点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、制御手段は、判別対象期間が開始されるときの熱電併給装置の運転モードを予め定められた運転モードに設定して、判別対象期間での熱電併給装置の運転時間帯を決定できる。つまり、熱電併給装置の運転時間帯の決定を判別対象期間が開始されるよりも前に決定するとしても、即ち、判別対象期間が開始される時点で太陽光発電装置の発電電力が余ってその余剰電力を売電できる可能性が高いか否かが不明であるとしても、太陽光発電装置の発電電力とは無関係に熱電併給装置の運転モードを決定し、その運転モードで熱電併給装置の運転時間帯を決定できる。
【００１４】
本発明に係るエネルギ供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御手段は、過去の所定時間前から現時点までの前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて前記大発電状態であるか或いは前記小発電状態であるかを判定する点にある。
【００１５】
太陽光発電装置の発電電力が一時的に高くなっただけでは、その後に継続して太陽光発電装置の発電電力が高くなるか否かを判定することは困難である。
そこで本特徴構成では、太陽光発電装置の発電電力が過去の所定時間前から現時点まで継続的に高い状態を維持していたか否かに基づいて上記大発電状態であるか或いは上記小発電状態であるかを判定する。その結果、その後に継続して太陽光発電装置の発電電力が高くなるか否かをより正確に判定できる。
【００１６】
本発明に係るエネルギ供給システムの更に別の特徴構成は、前記発電情報取得手段は、前記太陽光発電装置の発電電力に関する情報として、前記太陽光発電装置の発電電力の計測値を取得する点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、太陽光発電装置の発電電力の計測値に基づいて、上記大発電状態であるか或いは上記小発電状態であるかを直接的に判定できる。また、太陽光発電装置の発電電力の計測値を監視していれば、例えばその計測値がゼロである期間が１日間連続している場合などに太陽光発電装置が故障したと判定することもできる。
【００１８】
本発明に係るエネルギ供給システムの更に別の特徴構成は、前記発電情報取得手段は、前記太陽光発電装置の発電電力に関する情報として、前記太陽光発電装置に対する太陽光の照度を取得する点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、太陽光発電装置に対する太陽光の照度に基づいて、上記大発電状態であるか或いは上記小発電状態であるかを間接的に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エネルギ供給システムの全体構成を示すブロック図
【図２】エネルギ供給システムの制御構成を示すブロック図
【図３】モード設定処理を説明するフローチャート
【図４】データ更新処理を説明する図
【図５】時系列的なデータを示す図
【図６】省エネルギ度基準演算処理を説明する図
【図７】省コスト運転の制御フロー
【図８】時系列的なデータを示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態のエネルギ供給システムについて説明する。
図１はエネルギ供給システムの全体構成を示す図であり、図２はエネルギ供給システムの制御構成を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、エネルギ供給システムは、熱と電気とを併せて発生する熱電併給装置３と、太陽光発電装置ＰＶと、熱電併給装置３及び太陽光発電装置ＰＶ及び商用電力系統（以下、単に「商用系統」と表記することもある）９の内の少なくとも１つから電力の供給を受ける電力負荷装置１１と、熱電併給装置３から熱の供給を受ける熱負荷装置５と、熱電併給装置３の運転を制御する制御手段としての運転制御部７と、太陽光発電装置ＰＶの発電電力を測定する太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３とを備える。
【００２２】
本実施形態で説明する熱電併給装置３は、エンジン１と、そのエンジン１によって駆動される発電装置２とを備える。尚、熱電併給装置３は、電力と熱とを併せて発生させることのできる装置であれば、燃料電池などの他の構成のものでも構わない。
【００２３】
加えて、本実施形態のエネルギ供給システムは、熱電併給装置３にて発生する熱を利用しながら、回収した熱を温水として貯える蓄熱装置としての貯湯タンク４への貯湯及び熱負荷装置５への熱媒供給を行う貯湯ユニット６と、リモコンＲとを備えている。熱負荷装置５は、給湯端末５ａと、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末５ｂとを有する。運転制御部７は、熱電併給装置３及び貯湯ユニット６の運転を制御する。
【００２４】
発電装置２の出力側には、熱電併給装置３を備える電力系統を外部電力系統としての商用系統９に連系するためのインバータ８が設けられ、そのインバータ８は、発電装置２の出力電力を商用系統９から供給される電力と同じ電圧及び同じ周波数にするように構成されている。商用系統９は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、商用電力供給ライン１０を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力負荷装置１１に電気的に接続されている。
【００２５】
インバータ８は、コージェネ用供給ライン１２を介して商用電力供給ライン１０に電気的に接続され、発電装置２からの出力電力がインバータ８及びコージェネ用供給ライン１２を介して電力負荷装置１１に供給されるように構成されている。そして、熱電併給装置３の余剰電力を消費して熱を発生し、その熱により貯湯タンク４への貯湯を行うことでエネルギの回収を行う余剰電力回収用熱源機としての電気ヒータ１４がコージェネ用供給ライン１２に接続されている。
【００２６】
太陽光発電装置ＰＶは、インバータ６０及び太陽光発電電力用供給ライン６１を介して商用電力供給ライン１０に電気的に接続され、発電装置２からの出力電力及び商用系統９からの電力と併せて電力負荷装置１１に対して電力を供給できるように構成されている。更に、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力を商用系統９へ売電可能であり、電力負荷装置１１での電力負荷量が、太陽光発電装置ＰＶの発電電力量及び熱電併給装置３の発電電力量を下回って余剰電力が発生した場合には、余剰電力の内の太陽光発電装置ＰＶの発電電力分を電気事業者等に売却するために、商用系統９側に逆潮流させることができるように構成されている。
【００２７】
商用電力供給ライン１０には、この商用電力供給ライン１０にて供給される商用電力を計測する商用電力計測部Ｐ１が設けられ、コージェネ用供給ライン１２には、熱電併給装置３の発電電力を計測する熱電併給装置３用発電電力計測部Ｐ２が設けられ、太陽光発電電力用供給ライン６１には太陽光発電装置ＰＶの発電電力を計測する太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３が設けられている。商用電力計測部Ｐ１は、商用電力供給ライン１０を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かも検出するように構成されている。また、本実施形態では、運転制御部７は、商用電力計測部Ｐ１及び太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３を同時に監視し、商用電力計測部Ｐ１の測定結果に基づく逆潮流電力量が太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３の測定結果に基づく太陽光発電装置ＰＶで発電された電力量を超えないように、電気ヒータ１４の電力負荷量を調節している。つまり、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力分のみが商用系統９へと逆潮流（売電）可能に構成してある。
【００２８】
電気ヒータ１４は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ１７の作動により冷却水循環路１５を通流するエンジン１の冷却水を加熱するように設けられ、発電装置２の出力側に接続された作動スイッチ１６によりＯＮ／ＯＦＦが切り換えられている。
よって、夫々の作動スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることにより、電気ヒータ１４の電力負荷量を調整可能に構成されている。電気ヒータ１４の電力負荷量は、電気ヒータ１本当たりの電力負荷量（例えば１００Ｗ）にオンされている作動スイッチ１６の個数を乗じた電力量になる。
そして、エネルギ供給システムは、夫々の作動スイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦを切り換えて、余剰電力の内の熱電併給装置３の発電電力分の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１４の電力負荷量が大きくすることになる。
【００２９】
エンジン１には、エンジン燃料路２１を通じて設定流量（例えば、０．４３３ｍ3／ｈ）でガス燃料が供給されて、熱電併給装置３が定格運転されるようになっており、その定格運転では、熱電併給装置３の発電電力は定格発電電力（例えば１ｋＷ）で略一定になるようになっている。
【００３０】
貯湯ユニット６は、温度成層を形成する状態で湯水を貯湯する貯湯タンク４、湯水循環路１８を通して貯湯タンク４内の湯水を循環させたり熱負荷装置５へ供給される熱媒を加熱する湯水を循環させる湯水循環ポンプ１９、熱媒循環路２２を通して熱媒を熱負荷装置５に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、冷却水循環路１５を通流する冷却水にて湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させる排熱式熱交換器２４、湯水循環路１８を通流する湯水にて熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させる熱媒加熱用熱交換器２６、バーナ２７ｂの燃焼により湯水循環路１８を通流する湯水を加熱させる熱源機としての補助加熱器２７などを備えて構成されている。この補助加熱器２７はガスを燃料として熱を直接発生させる装置であり、加熱対象の湯水を通流させる熱交換器２７ａと、その熱交換器２７ａを加熱するバーナ２７ｂと、そのバーナ２７ｂに燃焼用空気を供給する燃焼用ファン２７ｃとを備えて構成されている。
バーナ２７ｂへガス燃料を供給する補助燃料路２８には、バーナ２７ｂへのガス燃料の供給を断続する補助燃料用電磁弁２９と、バーナ２７ｂへのガス燃料の供給量を調節する補助燃料用比例弁３０とが設けられている。
【００３１】
貯湯タンク４には、貯湯タンク４の貯湯量を検出する貯湯量検出手段としての４個のタンクサーミスタＴｔが上下方向に間隔を隔てて設けられている。つまり、タンクサーミスタＴｔが設定温度以上の温度を検出することにより、その設置位置に湯が貯湯されているとして、検出温度が設定温度以上であるタンクサーミスタＴｔのうちの最下部のタンクサーミスタＴｔの位置に基づいて、貯湯量を４段階に検出するように構成され、４個のタンクサーミスタＴｔ全ての検出温度が設定温度以上になると、貯湯タンク４の貯湯量が満杯であることが検出されるように構成されている。
【００３２】
湯水循環路１８には、貯湯タンク４の下部と連通する取り出し路３５と貯湯タンク４の上部と連通する貯湯路３６が接続され、貯湯路３６には、電磁比例弁にて構成されて、湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う貯湯弁３７が設けられている。
そして、湯水循環路１８には、取り出し路３５との接続箇所から湯水の循環方向の順に、排熱式熱交換器２４、湯水循環ポンプ１９、補助加熱器２７、電磁比例弁にて構成されて湯水の通流量の調整及び通流の断続を行う暖房弁３９、熱媒加熱用熱交換器２６が設けられている。
【００３３】
また、湯水循環路１８には、補助加熱器２７に流入する湯水の温度を検出する入口サーミスタＴｉ、補助加熱器２７から流出する湯水の温度を検出する出口サーミスタＴｅが設けられている。また、貯湯タンク４の上部から取り出した湯水を給湯する給湯路２０には給湯端末５ａでの給湯熱負荷量を計測する給湯熱負荷計測手段３１が設けられ、暖房端末５ｂでの暖房熱負荷量を計測する暖房熱負荷計測手段３２が設けられている。
【００３４】
運転制御部７は、熱電併給装置３を運転するときには、熱電併給装置３及び冷却水循環ポンプ１７の作動状態を制御し、そして、湯水循環ポンプ１９、熱媒循環ポンプ２３の作動状態を制御することによって、貯湯タンク４内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱負荷装置５に熱媒を供給する熱媒供給運転等を行うようになっている。さらに、運転制御部７は、後述の如く、予測負荷演算処理、データ更新処理、及び、運転可否判別処理等を実行するように構成されている。
また、運転制御部７は、リモコンＲの表示部やスピーカに出力させる情報を切り換える出力情報切換制御を行うように構成されている。
【００３５】
給湯端末５ａとしての給湯栓が開栓されると、貯湯タンク４の上部から湯水が取り出されて、給湯路２０を通じて給湯するように構成され、給湯栓が開栓されたときに、貯湯タンク４内に湯が貯湯されていないときには、湯水循環ポンプ１９が作動され、貯湯弁３７が開弁されると共に、補助加熱器２７が加熱作動されて、その補助加熱器２７にて加熱された湯水が貯湯路３６を通じて給湯路２０に給湯されるように構成されている。
【００３６】
次に、運転制御部７によるエネルギ供給システムの運転制御について説明する。本実施形態では、運転制御部７は、熱電併給装置３の運転モードを設定するモード設定処理を行い、それにより設定された運転モードで熱電併給装置３の運転制御を行う。図３は、モード設定処理を説明するフローチャートである。
【００３７】
図３に示すように、工程＃１０において運転制御部７は、現在は新たな判別対象期間の最初であるか否かを判定する。例えば、判別対象期間は１日間であり、その開始タイミングは日付が変わる午前０時に設定されている。よって、運転制御部７は、午前０時になってから初めての工程＃１０であれば（工程＃１０において「Ｙｅｓ」であれば）工程＃１１に移行し、そうでなければ（工程＃１０において「Ｎｏ」であれば）工程＃１２に移行する。
【００３８】
工程＃１１において運転制御部７は、午前０時の時点で、即ち、次の判別対象期間（１日間）が開始されるとき、その判別対象期間内の熱電併給装置３の運転時間帯を所定の運転モードで決定する。具体的には、運転制御部７は、モード設定処理として、省エネルギ運転モード及び省コスト運転モードの内の予め定められた方に熱電併給装置３の運転モードを設定する処理を行う。ここで、省エネルギ運転モード及び省コスト運転モードの内の何れか一方を初期設定モードとして運転制御部７が記憶しておく手法や、エネルギ供給システムの利用者が、スイッチ（図示せず）などを用いて省エネルギ運転モード及び省コスト運転モードの内の何れか一方を予め定めておく手法などがある。
【００３９】
次に、工程＃１２において運転制御部７は、太陽光発電装置ＰＶの発電電力に関する情報を取得する発電情報取得手段としての太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３が取得した情報に基づいて太陽光発電装置ＰＶの発電電力が大きいか否かを判定する。つまり、本実施形態では、発電情報取得手段は、太陽光発電装置ＰＶの発電電力に関する情報として、太陽光発電装置ＰＶの発電電力の計測値を取得している。そして、運転制御部７は、熱電併給装置３の運転モードを設定するモード設定処理として、発電情報取得手段が取得した情報に基づいて太陽光発電装置ＰＶの発電電力が相対的に大きい大発電状態にあると判定したときには熱電併給装置３の運転モードを省コスト運転モードに設定し（工程＃１３）、及び、発電情報取得手段が取得した情報に基づいて太陽光発電装置ＰＶの発電電力が相対的に小さい小発電状態にあると判定したときには熱電併給装置３の運転モードを省エネルギ運転モードに設定する（工程＃１５）。具体的には、運転制御部７は、モード設定処理において、過去の所定時間前から現時点までの太陽光発電装置ＰＶの発電電力が相対的に大きい状態にあるとき省コスト運転モードに設定し、過去の所定時間前から現時点までの太陽光発電装置ＰＶの発電電力が相対的に小さい状態にあるとき省エネルギ運転モードに設定する。例えば、運転制御部７は、過去の１０分前から現時点までの太陽光発電装置ＰＶの発電電力量が所定の閾値よりも大きければ大発電状態にあると判定し、小さければ小発電状態にあると判定する。また、本実施形態のように太陽光発電装置ＰＶの発電電力の計測値を監視していれば、例えばその計測値がゼロである期間が１日間連続している場合などに太陽光発電装置ＰＶが故障したと判定することもできる。
【００４０】
そして、運転制御部７は、工程＃１３で省コスト運転モードに熱電併給装置３の運転モードを決定したときには、判別対象期間の残りの期間内での運転時間帯を、省コスト運転モードで決定する（工程＃１４）。
それに対して、運転制御部７は、工程＃１５で省エネルギ運転モードに熱電併給装置３の運転モードを決定したときには、判別対象期間の残りの期間内での運転時間帯を、省エネルギ運転モードで決定する（工程＃１６）。
【００４１】
補足すると、売電が可能な場合には多くの電力を商用系統９に売った方がコスト的に有利である。これに対して、売電が不可能な場合には省エネルギ性を優先させることが好ましい。このように、本実施形態のエネルギ供給システムは、省コスト運転モードで熱電併給装置３を運転させるのか、或いは、省エネルギ運転モードで熱電併給装置３を運転させるのかを自動的に切り替えて実行できるように構成されている。
以下に、省エネルギ運転モード及び省コスト運転モードについて説明する。
【００４２】
〔省エネルギー運転モード〕
運転制御部７は、省エネルギ運転モードが設定されているとき、熱負荷装置５について判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、その予測熱負荷量を賄える熱量を熱電併給装置３で発生する熱主運転を行うことで、熱負荷装置５に熱を供給するときの省エネルギ性が高くなるように熱主運転を行うための熱電併給装置３の運転時間帯を判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に熱電併給装置３を運転させるように構成されている。
【００４３】
まず、運転制御部７による熱電併給装置３の学習運転について説明を加える。
運転制御部７は、実際の使用状況に基づいて、１日分の過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するデータ更新処理を行い、日付が変わって午前０時になるごとに、記憶されている１日分の過去負荷データから、その日１日分の予測負荷データを求める予測負荷演算処理を行うように構成されている。
そして、運転制御部７は、その日１日分の予測負荷データを求めた状態で、予測負荷データから、熱電併給装置３を運転させるか否かの基準となる省エネルギ度基準値を求める省エネルギ度基準値演算処理を行うと共に、その省エネルギ度基準値演算処理にて求められた省エネルギ度基準値よりも現時点での実省エネルギ度が上回っているか否かによって、熱電併給装置３の運転の可否を判別する運転可否判別処理を行うように構成されている。
【００４４】
このようにして、運転制御部７は、運転可否判別処理において、熱電併給装置３の運転が可と判別されると、熱電併給装置３を運転させ、熱電併給装置３の運転が不可と判別されると、熱電併給装置３の運転を停止させるように構成されている。
【００４５】
そして、運転制御部７は、運転時間帯において、貯湯タンク４内の貯湯量が満杯となると、熱電併給装置３の運転を停止させるように構成されている。
【００４６】
データ更新処理について説明を加えると、運転制御部７は、１日のうちのどの時間帯にどれだけの電力負荷量、熱負荷としての給湯熱負荷量と暖房熱負荷量があったかの１日分の過去負荷データを曜日と対応付ける状態で更新して記憶するように構成されている。
【００４７】
まず、過去負荷データについて説明すると、過去負荷データは、電力負荷量データ、給湯熱負荷量データ、暖房熱負荷量データの３種類の負荷データからなり、図４に示すように、１日分の過去負荷データを日曜日から土曜日までの曜日ごとに区分けした状態で記憶するように構成されている。
そして、１日分の過去負荷データは、２４時間のうち１時間を単位時間として、単位時間当たりの電力負荷量データの２４個、単位時間当たりの給湯熱負荷量データの２４個、及び、単位時間当たりの暖房熱負荷量データの２４個から構成されている。
【００４８】
上述のような過去負荷データを更新する構成について説明を加えると、実際の使用状況から、単位時間当たりの電力負荷量、給湯熱負荷量、及び、暖房熱負荷量の夫々を、商用電力計測部Ｐ１、熱電併給装置３用発電電力計測部Ｐ２、太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３、給湯熱負荷計測手段３１、及び、暖房熱負荷計測手段３２にて計測し、その計測した負荷データを記憶する状態で１日分の実負荷データを曜日と対応付けて記憶させる。電力負荷装置１１の電力負荷量は、商用電力計測部Ｐ１で計測した電力と、熱電併給装置３用発電電力計測部Ｐ２で計測した発電装置２の発電出力と、太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３で計測した発電電力との和から、電気ヒータ１４の電力負荷量とエネルギ供給システム固有の補機の電力負荷量とを差し引いたものとなる。尚、商用電力計測部Ｐ１で計測された電力とは、商用系統９から受電する方向を正とした電力を示し、よって、商用系統９へ電力を逆潮流している場合には、負の値を取る。
そして、１日分の実負荷データが１週間分記憶されると、曜日ごとに、過去負荷データと実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、新しい過去負荷データを求めて、その求めた新しい過去負荷データを記憶して、過去負荷データを更新するように構成されている。
【００４９】
日曜日を例に挙げて具体的に説明すると、図４に示すように、過去負荷データのうち日曜日に対応する過去負荷データＤ１ｍと、実負荷データのうち日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔式１〕により、日曜日に対応する新しい過去負荷データＤ１（ｍ＋１）が求められ、その求められた過去負荷データＤ１（ｍ＋１）を記憶する。
尚、下記の〔式１〕において、Ｄ１ｍを、日曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｋは、０．７５の定数であり、Ｄ１（ｍ＋１）を、新しい過去負荷データとする。
【００５０】
Ｄ１（ｍ＋１）＝（Ｄ１ｍ×Ｋ）＋｛Ａ１×（１−Ｋ）｝・・・〔式１〕
【００５１】
予測負荷演算処理について説明を加えると、日付が変わるごとに実行され、その日のどの時間帯にどれだけの電力負荷量、給湯熱負荷量、暖房熱負荷量が予測されているかの１日分の予測負荷データを求めるように構成されている。
すなわち、曜日ごとの７つの過去負荷データのうち、その日の曜日に対応する過去負荷データと前日の実負荷データとを所定の割合で足し合わせることにより、どの時間帯にどれだけの電力負荷量、給湯熱負荷量、暖房熱負荷量が予測されているかのその日１日分の予測負荷データを求めるように構成されている。
【００５２】
月曜日１日分の予測負荷データを求める場合を例に挙げて具体的に説明すると、図４に示すように、曜日ごとの７つの過去負荷データＤ１ｍ〜Ｄ７ｍと曜日ごとの７つの実負荷データＡ１〜Ａ７とが記憶されているので、月曜日に対応する過去負荷データＤ２ｍと、前日の日曜日に対応する実負荷データＡ１とから、下記の〔式２〕により、月曜日の１日分の予測負荷データＢを求める。
そして、１日分の予測負荷データＢは、図５に示すように、１日分の予測電力負荷量データ、１日分の予測給湯熱負荷量データ、１日分の予測暖房熱負荷量データからなり、図５（ａ）は、１日分の予測電力負荷量を示しており、図５（ｂ）は、１日分の予測暖房熱負荷量を示しており、図５（ｃ）は、１日分の予測給湯熱負荷量を示している。
尚、下記の〔式２〕において、Ｄ２ｍを、月曜日に対応する過去負荷データとし、Ａ１を、日曜日に対応する実負荷データとし、Ｑは、０．２５の定数であり、Ｂは、予測負荷データとする。
【００５３】
Ｂ＝（Ｄ２ｍ×Ｑ）＋｛Ａ１×（１−Ｑ）｝・・・〔式２〕
【００５４】
省エネルギ度基準値演算処理について説明を加えると、予測給湯熱負荷量データを用いて、現時点から基準値用時間先までの間に必要となる貯湯必要量を賄えるように熱電併給装置３を運転させた場合に、熱電併給装置３を運転させることによって、エネルギ供給システムの設置施設における省エネルギ化を実現できる省エネルギ度基準値を求めるように構成されている。
【００５５】
例えば、単位時間を１時間とし、基準値用時間を１２時間として説明を加えると、まず、予測負荷データによる予測電力負荷量、予測給湯熱負荷量、及び、予測暖房熱負荷量から、下記の〔式３〕により、図６に示すように、熱電併給装置３を運転させた場合の予測省エネルギ度を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求めると共に、熱電併給装置３を運転させた場合に貯湯タンク４に貯湯することができる予測貯湯量を１時間ごとに１２時間先までの１２個分を求める。
【００５６】
省エネルギ度Ｐ＝｛（ＥＫ１＋ＥＫ２＋ＥＫ３）／熱電併給装置３の必要エネルギ｝×１００・・・〔式３〕
【００５７】
但し、ＥＫ１は、有効発電出力Ｅ１を変数とする関数であり、ＥＫ２は、有効暖房熱出力Ｅ２を変数とする関数であり、ＥＫ３は、有効貯湯熱出力Ｅ３を変数とする関数であり、
ＥＫ１＝有効発電出力Ｅ１の発電所一次エネルギ換算値
＝ｆ１（有効発電出力Ｅ１，発電所での必要エネルギ）
ＥＫ２＝有効暖房熱出力Ｅ２の従来給湯器でのエネルギ換算値
＝ｆ２（有効暖房熱出力Ｅ２，バーナ効率（暖房時））
ＥＫ３＝有効貯湯熱出力Ｅ３の従来給湯器でのエネルギ換算値
＝ｆ３（有効貯湯熱出力Ｅ３，バーナ効率（給湯時））
熱電併給装置３の必要エネルギ：５．５ｋＷ
（熱電併給装置３を１時間稼動させたときの都市ガス消費量を０．４３３ｍ3とする）
単位電力発電必要エネルギ：２．８ｋＷ
バーナ効率（暖房時）：０．８
バーナ効率（給湯時）：０．９
【００５８】
また、有効発電出力Ｅ１、有効暖房熱出力Ｅ２、有効貯湯熱出力Ｅ３の夫々は、下記の〔式４〕〜〔式６〕により求められる。
【００５９】
Ｅ１＝熱電併給装置３の発電電力−（余剰電力＋固有の補機の電力負荷量）・・・〔式４〕
Ｅ２＝暖房端末５ｂでの熱負荷量・・・〔式５〕
Ｅ３＝（熱電併給装置３の熱出力＋電気ヒータ１４の熱出力−有効暖房熱出力Ｅ２）−放熱ロス・・・〔式６〕
但し、電気ヒータ１４の熱出力＝電気ヒータ１４の電力負荷量×ヒータの熱効率とする。
【００６０】
そして、図６に示すように、１時間ごとの予測省エネルギ度及び予測貯湯量を１２個分求めた状態において、まず、予測給湯熱負荷量データから１２時間先までに必要とされている予測必要貯湯量を求め、その予測必要貯湯量から現時点での貯湯タンク４内の貯湯量を引いて、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量を求める。
例えば、予測給湯熱負荷量データから１２時間後に９．８ｋＷの給湯熱負荷量が予測されていて、現時点での貯湯タンク４内の貯湯量が２．５ｋＷである場合には、１２時間先までの間に必要となる必要貯湯量は７．３ｋＷとなる。
【００６１】
そして、単位時間の予測貯湯量を足し合わせる状態で、その足し合わせた予測貯湯量が必要貯湯量に達するまで、１２個分の単位時間のうち、予測省エネルギ度の数値が高いものから選択していくようにしている。
【００６２】
説明を加えると、例えば、上述の如く、必要貯湯量が７．３ｋＷである場合には、図６に示すように、まず、予測省エネルギ度の一番高い７時間先から８時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせる。
次に予測省エネルギ度の高い６時間先から７時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が１．１ｋＷとなる。
また次に予測省エネルギ度の高い５時間先から６時間先までの単位時間を選択し、その単位時間における予測貯湯量を足し合わせて、そのときの足し合わせた予測貯湯量が４．０ｋＷとなる。
【００６３】
このようにして、予測省エネルギ度の数値が高いものからの単位時間の選択と予測貯湯量の足し合わせを繰り返していくと、図６に示すように、８時間先から９時間先までの単位時間を選択したときに、足し合わせた予測貯湯量が７．３ｋＷに達する。
そうすると、８時間先から９時間先までの単位時間の省エネルギ度を省エネルギ度基準値として設定し、図６に示すものでは、省エネルギ度基準値が１０６となる。
【００６４】
運転可否判別処理について説明を加えると、運転可否判別処理では、現時点での電力負荷量、予測給湯熱負荷量、及び、現時点での暖房熱負荷量から、上記の〔式３〕により、実省エネルギ度を求める。
そして、その実省エネルギ度が省エネルギ度基準値よりも上回ると、熱電併給装置３の運転が可と判別し、実省エネルギ度が省エネルギ度基準値以下であると、熱電併給装置３の運転が不可と判別するようにしている。
【００６５】
つまり、実際の電力負荷量、給湯熱負荷量及び暖房熱負荷量が、予測電力負荷量データ、予測給湯熱負荷量データ及び予測暖房熱負荷量データと略等しければ、実省エネルギ度は、省エネルギ基準値演算処理において求めた予測省エネルギ度と略等しくなるので、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネルギ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間において、熱電併給装置３が運転されることになる。
従って、必要貯湯量を貯湯できるように予測省エネルギ度の高い時間帯の順に選択した複数の単位時間から成る時間帯が、予測熱負荷量及び予測電力負荷量と省エネルギ運転条件（省エネルギ度Ｐに相当する）とに基づいて求めた熱電併給装置３を運転するための運転時間帯となる。そして、この省エネルギ度基準値演算処理は数秒間隔で行われ、一旦、熱電併給装置３の運転が開始されると少なくとも１時間は運転が継続される。
【００６６】
つまり、運転制御部７は、省エネルギ度Ｐが高く且つ熱負荷量又は電力負荷量が多い時間帯を、熱電併給装置３を運転するための運転時間帯として求めるように構成されている。また、運転制御部７は、熱の時系列消費データ及び電力の時系列消費データに基づいて、１日という判別対象期間における時系列的な予測熱負荷量及び時系列的な予測電力負荷量を求め、求めた予測熱負荷量及び予測電力負荷量と省エネルギ運転条件（省エネルギ度Ｐ）とに基づいて熱電併給装置３を運転するための運転時間帯を求めて、その求めた運転時間帯に基づいて熱電併給装置３を自動運転するように構成されている。
【００６７】
〔省コスト運転モード〕
以上のように、運転制御部７は、このエネルギ供給システムを省エネルギ運転させるような熱電併給装置３の運転時間帯を求めて、その求めた運転時間帯に基づいて熱電併給装置３を自動運転させることができるが、図７の制御フローに説明するようにエネルギ供給システムを省コスト運転させることもできる。
【００６８】
運転制御部７は、省コスト運転モードが設定されているとき、熱負荷装置５について判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測熱負荷量を予測し、その予測熱負荷量を賄える熱量を熱電併給装置３で発生する熱主運転を行うときに併せて発生される熱電併給装置３の判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測発電電力量と、太陽光発電装置ＰＶの判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測発電電力量と、電力負荷装置１１の判別対象期間内の残りの期間における時系列的な予測電力負荷量と、商用系統９への判別対象期間内の残りの期間における時系列的な売電料金と、商用系統９からの判別対象期間内の残りの期間における時系列的な買電料金とに基づくコスト計算によって導出される、電力負荷装置１１及び熱負荷装置５に電力及び熱を供給するときのコストが、少なくとも太陽光発電装置ＰＶで発電された電力を売電可能とした条件の下で省コストとなるように、熱主運転を行うための熱電併給装置３の運転時間帯を判別対象期間内の残りの期間内で決定し、その運転時間帯に熱電併給装置３を運転させるように構成されている。
【００６９】
つまり、本実施形態では、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力を商用系統９へと売電可能に構成されているので、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力が余るように熱電併給装置３を運転すればエネルギ供給システムの省コストを達成できる可能性がある。但し、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力が余るように熱電併給装置３を特定の時間帯に運転すると、別の時間帯では商用系統９からの買電が増大する可能性もある。従って、運転制御部７は、エネルギ供給システムの省コストを目的とするときは、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力の売電料金と商用系統９からの買電料金とを考慮して、エネルギ供給システムを省コスト運転させるような熱電併給装置３の運転時間帯を求めて、その求めた運転時間帯に基づいて熱電併給装置３を自動運転させる。
【００７０】
図７のステップ＃２０において運転制御部７は、省コスト運転モードが設定されると、熱負荷装置５の予測熱負荷量を賄える熱量を発生する熱主運転を行うための熱電併給装置３の運転時間帯を仮決定する。この運転時間帯としては、上述した省エネルギ運転させるような熱電併給装置３の運転時間帯を利用することができる。そして、省エネルギを目的としないならば、熱負荷装置５の予測熱負荷量を賄えるだけの熱量を発生する期間の運転が行われていれば、その運転時間帯は自由に変更可能である。つまり、熱電併給装置３の運転時間帯が省エネルギを目的として図８（ａ）に示すように仮決定されていたとしても、その運転期間の長さが維持されていれば、運転時間帯を時間的に前後に変更して、省コストとなる運転時間帯で熱電併給装置３を運転させることができる。
【００７１】
そして、ステップ＃２１において運転制御部７は、運転期間の開始時刻を１時間ずつずらしながら、運転トータルコストを導出する。例えば、省エネルギ運転を行うときには図８（ａ）の実線で示すような時間帯で運転を行う予定であった熱電併給装置３を、図８（ｂ）に示すような、運転期間の開始時刻を午前０時とした運転時間帯で運転したときの運転トータルコストを導出する。尚、図８（ａ）及び図８（ｂ）の破線で示すのは予測熱負荷量（図５（ｂ）に示す予測暖房熱負荷量及び図５（ｃ）に示す予測給湯熱負荷量）である。そして、運転トータルコストの計算を運転期間の開始時刻を変更しながら複数回行う。
【００７２】
例えば、運転制御部７は、図５（ａ）に示した１日という判別対象期間における時系列的な電力負荷装置１１の予測電力負荷量と、図８（ｂ）の運転時間帯で熱電併給装置３を運転したときに予測される図８（ｃ）に示す時系列的な熱電併給装置３の予測発電電力量と、図８（ｄ）に示す時系列的な太陽光発電装置ＰＶの予測発電電力量とに基づいて、時系列的な余剰電力量と不足電力量とを導出する。時系列的な太陽光発電装置ＰＶの予測発電電力量は運転制御部７において導出され、例えば、運転制御部７は、図２に例示するように通信部４０及び情報通信回線Ｎを介して通信可能に接続されている気象情報提供サーバＳから時系列的な日照量の情報を受信し、太陽光発電装置ＰＶが設置されている緯度経度、太陽光発電装置ＰＶが備える太陽電池パネルの太陽に対する傾きなどの設置姿勢、太陽光発電装置ＰＶの定格出力などを参照して、太陽光発電装置ＰＶでの時系列的な予測発電電力量を導出する。また、判別対象期間の日の出時刻や日の入り時刻などの情報に基づいて、太陽光発電装置ＰＶでの時系列的な予測発電電力量の精度を高めることもできる。
【００７３】
そして運転制御部７は下記の〔式７〕に示すように、図８（ｅ）に示す余剰電力の内の太陽光発電装置ＰＶで発電される電力を売電するときの時系列的な売電価格と、商用系統９から買電するときの時系列的な買電価格とを用いてコスト計算を行い、売電料金と買電料金との合計料金を運転トータルコストとして導出する。
【００７４】
運転トータルコスト＝不足電力量×買電価格−余剰電力量（太陽光発電装置ＰＶ）×売電価格（太陽光発電装置ＰＶ）      ・・・〔式７〕
【００７５】
そしてステップ＃２２において運転制御部７は、上述のように運転期間の開始時刻をずらして導出された複数個の合計料金データの内で最も経済性が優れた、つまり運転トータルコストが最も小さい結果が得られたときの運転時間帯が、省コストを達成可能な運転時間帯であると決定する。そして、運転制御部７はその運転時間帯で熱電併給装置３を運転させる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
本実施形態は、貯湯タンク４での放熱によって失われる熱量に関するコストを運転トータルコストに含めるコスト計算を行う点で上記第１実施形態と異なる。以下に、第２実施形態のエネルギ供給システムについて説明するが、第１実施形態と同様の説明は省略する。
【００７７】
このエネルギ供給システムでは、熱電併給装置３が熱負荷装置５の予測熱負荷量を賄える熱量を発生する熱主運転を行うように構成されているものの、図５及び図８に例示したように熱電併給装置３が貯湯を終了して長期間経過した後で熱負荷装置５での熱消費が行われるということもあり、そのような場合には貯湯タンク４での放熱によって放熱損失が発生することになる。そのため、運転制御部７がその放熱損失量をコスト計算に含めるような運転トータルコストの導出を行って、電力供給及び熱供給の両方のコストを考慮した省コストな運転を行うように構成されている。
【００７８】
まず運転制御部７は、ガスなどの燃料を用いて熱を直接発生させる上述の補助加熱器２７のような熱源機が、余剰電力の内の熱電併給装置３で発電された電力分Ｐex（ｔ）を電気ヒータ１４で熱に変換するときに失われる放熱量に相当する熱量を発生させるときに要する予測燃料料金Ｍex-lossを導出する。
【００７９】
【数１】
2018161019.tif 000003
【００８０】
次に運転制御部７は、ガスなどの燃料を用いて熱を直接発生させる上述の補助加熱器２７のような熱源機が、時刻Ｔ１において熱電併給装置３及び電気ヒータ１４で発生された熱の回収が貯湯タンク４を用いて開始されてから時刻Ｔ３に熱負荷装置５で熱消費が行われるまでの貯湯タンク４での放熱量に相当する熱量を発生させるときに要する予測燃料料金Ｍst-lossを導出する。
【００８１】
【数２】
2018161019.tif 000004
【００８２】
そして運転制御部７は下記の〔式１０〕の不等号が成立しているか否かの判定を行い、成立しているときには、熱電併給装置３の運転開始時刻（貯湯開始時刻）Ｔ１及び熱電併給装置３の運転終了時刻（貯湯終了時刻）Ｔ２の値を１ずつ増分して再度計算を行う。また、不等号が不成立のときには、〔式１０〕の左辺−右辺が最大となるＴ１が運転開始時刻となるような運転時間帯で熱電併給装置３の省コスト運転が行われる。〔式１０〕において、Ｍpv'は売電料金と買電料金との合計料金である。
【００８３】
【数３】
2018161019.tif 000005
【００８４】
＜第３実施形態＞
本実施形態は、熱電併給装置３及び電気ヒータ１４を運転することにより得られる熱量に関するコストを運転トータルコストに含めるコスト計算を行う点で上記第１実施形態と異なる。以下に、第３実施形態のエネルギ供給システムについて説明するが、第１実施形態と同様の説明は省略する。
【００８５】
本実施形態において運転制御部７は、図７のステップ＃２１において行われるコスト計算の内容が上記第１実施形態の場合と異なる以外は、図７の制御フローを参照して説明したエネルギ供給システムの省コスト運転と同様の運転を行う。例えば運転制御部７は、１日当たりの有効回収熱量Ｈeffを下記の〔式１１〕に基づいて導出する。但し、時刻ｔにおいて熱電併給装置３が発生する熱量をＨcgs（ｔ）で表し、時刻ｔにおいて発生する余剰電力の内の熱電併給装置３で発生した電力分を電気ヒータ１４で回収した熱量をＨex（ｔ）で表し、時刻２３時で貯湯タンク４に貯湯されている熱量をＨst（２３）で表している。〔式１１〕において、時刻２３時で貯湯タンク４に貯湯されている熱量Ｈst（２３）を減算しているのは、それが使用されない余剰の熱量であり、熱損失と見なされるからである。
【００８６】
【数４】
2018161019.tif 000006
【００８７】
そして運転制御部７は、ガスなどの燃料を用いて熱を直接発生させる上述の補助加熱器２７のような熱源機が、上述のように導出された有効回収熱量Ｈeffに相当する熱量を発生させるときに要する予測燃料料金Ｍeff（２３）を導出する。そして、その有効回収熱量を回収したことで上記予測燃料料金を費やして熱源機を運転させる必要を無くすことができたということであるので、〔式１２〕に示すようにこの予測燃料料金を運転トータルコストから減算するコスト計算を行うことができる。
【００８８】
【数５】
2018161019.tif 000007
【００８９】
そしてステップ＃２２において運転制御部７は、上述したように導出された複数個の合計料金データの内で最も経済性が優れた、つまり運転トータルコストが最も小さい結果が得られたときの運転時間帯が、省コストを達成可能な運転時間帯であると決定する。そして運転制御部７は、その運転時間帯で熱電併給装置３を運転させる。
また、本実施形態のコスト計算を上記第２実施形態のコスト計算に含めて行ってもよい。
【００９０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態のエネルギ供給システムは、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力及び熱電併給装置３で発電された電力の両方が商用系統９へ売電可能に構成されている点で上記第１実施形態と異なる。つまり、太陽光発電装置ＰＶで発電された電力及び熱電併給装置３で発電された電力の余剰電力の全てが商用系統９へと逆潮流（売電）されることになる。以下に、第４実施形態のエネルギ供給システムについて説明するが、第１実施形態と同様の説明は省略する。
【００９１】
本実施形態において運転制御部７は、図７のステップ＃２１において行われるコスト計算の内容が上記第１実施形態の場合と異なる以外は、図７の制御フローを参照して説明したエネルギ供給システムの省コスト運転と同様の運転を行わせることができる。例えば、運転制御部７は、図５（ａ）に示した１日という判別対象期間における時系列的な電力負荷装置１１の予測電力負荷量と、図８（ｂ）の運転時間帯から予測される図８（ｃ）に示す時系列的な熱電併給装置３の予測発電電力量と、図８（ｄ）に示す時系列的な太陽光発電装置ＰＶの予測発電電力量とに基づいて、時系列的な余剰電力量と不足電力量とを導出する。そして運転制御部７は下記の〔式１３〕に示すように、図８（ｅ）に示す余剰電力の内の太陽光発電装置ＰＶで発電される電力分を売電するときの時系列的な売電価格と、余剰電力の内の熱電併給装置３で発電される電力分を売電するときの時系列的な売電価格と、商用系統９から買電するときの時系列的な買電価格とを用いてコスト計算を行って、売電料金と買電料金との合計料金を運転トータルコストとして導出する。
【００９２】
運転トータルコスト＝不足電力量×買電価格−余剰電力量（太陽光発電装置ＰＶ）×売電価格（太陽光発電装置ＰＶ）−余剰電力量（熱電併給装置３）×売電価格（熱電併給装置３）  ・・・・・〔式１３〕
【００９３】
そしてステップ＃２２において運転制御部７は、上述したように導出された複数個の合計料金データの内で最も経済性が優れた、つまり運転トータルコストが最も小さい結果が得られたときの運転時間帯が、省コストを達成可能な運転時間帯であると決定する。そして、運転制御部７はその運転時間帯で熱電併給装置３を運転させる。
【００９４】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明のエネルギ供給システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。例えば、熱電併給装置３としてエンジン１と発電装置２とを備えたエネルギ供給システムを例示したが、熱と電気とを併せて発生させることのできる装置であれば燃料電池などの他の装置を用いてエネルギ供給システムを構築することもできる。
【００９５】
＜２＞
上記実施形態では、省コスト運転となる熱電併給装置３の運転時間帯を、図８（ｂ）に示したような１つの運転時間帯にまとめて導出した例について説明したが、運転時間帯を複数個に分離した上で省コストとなる運転時間帯を導出してもよい。例えば、運転制御部７が、運転期間を１時間として、その運転期間の開始時刻を１時間ずつずらしながら、運転トータルコストを導出し、熱負荷装置５の熱負荷量を賄うために必要な運転期間の合計の長さが７時間であるときには、導出された２４個の運転トータルコストの内、経済性が優れた上位７個の運転期間の開始時刻を選択し、その７個の運転期間を組み合わせて得られる合計７時間の運転時間帯が、省コスト運転を達成可能な運転時間帯であると決定するように構成してもよい。
【００９６】
＜３＞
上記実施形態では、発電情報取得手段が、太陽光発電装置ＰＶの発電電力の計測値を取得する太陽光発電装置用発電電力計測部Ｐ３である例を説明したが、他の装置を用いて発電情報取得手段を実現してもよい。例えば、発電情報取得手段は、太陽光発電装置ＰＶの発電電力に関する情報として、太陽光発電装置ＰＶに対する太陽光の照度を取得する装置（例えば照度計など）であってもよい。つまり、太陽光発電装置ＰＶに対する太陽光の照度は、太陽光発電装置ＰＶの発電電力に対応するので、太陽光発電装置ＰＶに対する太陽光の照度に基づいて、上記大発電状態であるか或いは上記小発電状態であるかを間接的に判定できる。
【００９７】
＜４＞
上記実施形態では、省エネルギ運転モード及び省コスト運転モードでの熱電併給装置３の運転時間帯の決定手法について具体例を挙げて説明したが、運転時間帯の決定手法は適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、判別対象期間が１日間であり、その開始タイミングが午前０時に設定されている場合を説明したが、その判別対象期間の長さや開始タイミングは適宜変更可能である。他にも、幾つかの数式を用いて運転時間帯の決定手法を説明したが、それらの数式の内容についても適宜変更可能である。
【００９８】
＜５＞
上記実施形態（別実施形態を含む）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、省エネルギ性を優先した運転と省コスト性を優先した運転とを的確に切り替えて行うことができるエネルギ供給システムに利用できる。
【符号の説明】
【０１００】
３        ：熱電併給装置
５        ：熱負荷装置
７        ：運転制御部（制御手段）
９        ：商用系統（商用電力系統）
１１      ：電力負荷装置
Ｐ３      ：太陽光発電電力計測部（発電情報取得手段）
ＰＶ      ：太陽光発電装置
【図１】
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【図２】
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【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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