(57)【要約】【課題】  目的関数（一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量等）が最大となる様に、発電開始時刻と発電停止時刻を設定し、運転パターンを計算し、設計寿命をも考慮した学習制御機能を具備するコージェネレーションシステム及びその制御方法の提供。【解決手段】  温水発生手段（１）の起動時刻を決定する起動時刻決定手段（４２）と、温水発生手段（１）の停止時刻を決定する停止時刻決定手段（４３）と、目的関数を設計寿命で除算したパラメータを演算するパラメータ演算ユニット（５０）を備え、温水発生手段（１）の起動時刻、停止時刻を決定するに際しては、計算された複数の運転パターンの内で、目的関数を設計寿命で除算したパラメータが最大となるものを選択する。【選択図】  図３
2011075137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水発生手段と、制御手段とを有し、制御手段は需要予測手段と、温水発生手段の起動時刻を決定する起動時刻決定手段と、温水発生手段の停止時刻を決定する停止時刻決定手段と、計時手段と、目的関数を設計寿命で除算したパラメータを演算するパラメータ演算ユニットを備え、
起動時刻決定手段は、需要予測手段で予測された需要に基づいて、温水発生手段の起動時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内でパラメータ演算ユニットで演算されたパラメータが最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける起動時刻を温水発生手段の起動時刻として決定する様に構成されており、
停止時刻決定手段は、温水発生手段の停止時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内でパラメータ演算ユニットで演算されたパラメータが最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける停止時刻を温水発生手段の停止時刻として決定する様に構成されていることを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
本発明の実施に際して、起動時刻決定手段は、需要予測手段で予測された需要に基づいて、温水発生手段の起動時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算するに際して、目的関数を設計寿命で除算したパラメータがしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段を運転しない様に運転パターンを計算する機能を有しており、
停止時刻決定手段は、温水発生手段の停止時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算するに際して、目的関数を設計寿命で除算したパラメータがしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段を運転しない様に運転パターンを計算する機能を有している請求項１のコージェネレーションシステム。
【請求項３】
請求項１、２の何れかのコージェネレーションシステムの制御方法において、
起動時刻決定手段により、需要予測手段で予測された需要に基づいて、温水発生手段の起動時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内で目的関数を設計寿命で除算したパラメータが最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける起動時刻を温水発生手段の起動時刻として決定する工程と、
停止時刻決定手段により、温水発生手段の停止時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内で目的関数を設計寿命で除算したパラメータが最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける停止時刻を温水発生手段の停止時刻として決定する工程、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項４】
温水発生手段の起動時刻を決定する工程で、需要予測手段で予測された需要に基づいて、温水発生手段の起動時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算するに際して、目的関数を設計寿命で除算したパラメータがしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段を運転しない様に運転パターンを計算し、
温水発生手段の停止時刻を決定する工程で、温水発生手段の停止時刻を所定時間ずつ変化させて複数の温水発生手段の運転パターンを計算するに際して、目的関数を設計寿命で除算したパラメータがしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段を運転しない様に運転パターンを計算する請求項３の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池やガスエンジン等を利用したコージェネレーションシステムに関する。より詳細には、本発明は一般家庭でも使用可能なコージェネレーションシステムの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションシステムは、省エネルギーや環境性（二酸化炭素排出量が少ないなど）を意図したシステムであり、省エネルギー効果や環境性が最大となるよう、各種の運転制御方法が提案されている。
特に、燃料電池やガスエンジン等の温水発生手段と、その排熱を利用する貯湯槽とを有するコージェネレーションシステムでは、1日の内の運転・起動時刻の設定は、省エネルギー運転を行う上で、最重要項目の一つともなっている。
【０００３】
すなわち、燃料電池（ＦＣ）等を１日に１回或いは複数回、起動、停止を行う場合において、何時、燃料電池等を起動（運転開始）して、何時、燃料電池等を停止したならば、効率が良いシステムになるのかを決定する必要がある。
【０００４】
これに対して、出願人は、燃料電池と、制御手段（コントロールユニット）とを有し、制御手段は需要予測手段（需要予測ユニット）と、燃料電池の起動時刻を決定する起動時刻決定手段（起動時刻決定ユニット）と、燃料電池の停止時刻を決定する停止時刻決定手段（停止時刻決定ユニット）と、計時手段（計時ユニット）とを備え、
燃料電池の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させ且つ需要予測手段で予測された需要に基づいて演算し、一次エネルギー消費量が最小となる起動時刻を温水発生手段の起動時刻として決定し、
燃料電池の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させて１次エネルギー消費量が最小となる停止時刻を燃料電池の停止時刻として決定するコージェネレーションシステム及び制御方法を提案した（特許文献１参照）。
【０００５】
係る従来技術（特許文献１）は、目的関数（例えば、一次エネルギー消費量、光熱費、二酸化炭素排出量）が最小となる学習制御機能（或いは、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量が最大となる学習制御機能）を有している。
しかし、このような学習制御機能に基づいて燃料電池起動時刻、燃料電池停止時刻を決定して、運転パターンを計算すると、想定した使用期間（例えば、１０年間）を経過する以前の段階で、燃料電池の設計寿命（例えば、発電時間４万時間）に到達してしまうケースが多い、ということが判明した。
すなわち、従来のコージェネレーションシステム（特許文献１）では、その学習制御機能は設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）を考慮しておらず、単に目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）が最大となる運転パターンを選択して、発電を開始、停止する様になっている。
その結果、上述した様に、想定した使用期間（例えば、１０年間）を経過する以前に、設計寿命（例えば、燃料電池であれば、発電時間４万時間等）が尽きてしまうのである。
【０００６】
そして、設計寿命を考慮して、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）が最大となる様に、発電開始時刻と発電停止時刻を設定し、運転パターンを計算する学習制御機能を具備するコージェネレーションシステムや、その制御方法は、現時点では提案されていない。
【０００７】
その他の従来技術として、設置先の家庭の電力予測値と給湯予測値とから、貯湯槽が温水で満タンになる時刻を予測して、最適な起動時刻と発電出力を決定する技術が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献２）は、１日１回の風呂張り時刻（一般的には、夜７時〜９時頃）を目指して運転を決定するものであって、他の時間帯に多くお湯を使用する家庭（例えば、風呂張りの時間が「夜７時〜９時頃」とは異なる場合や、１日に何回も風呂張りをする場合、或いは、風呂以外に、お湯を大量に使う時間帯が存在する場合等）が存在し、そのような家庭（或いはケース）への対応は考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１４８４１９号公報
【特許文献２】特開２００３−４５４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）が最大となる様に、発電開始時刻と発電停止時刻を設定し、運転パターンを計算し、且つ、設計寿命をも考慮した学習制御機能を具備するコージェネレーションシステム及びその制御方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のコージェネレーションシステムは、温水発生手段（燃料電池１、ガスエンジン等）と、制御手段（コントロールユニット４）とを有し、制御手段（コントロールユニット４）は需要予測手段（需要予測ユニット４１）と、温水発生手段（１）の起動時刻を決定する起動時刻決定手段（起動時刻決定ユニット４２）と、温水発生手段（１）の停止時刻を決定する停止時刻決定手段（停止時刻決定ユニット４３）と、計時手段（計時ユニット４４）と、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算するパラメータ演算ユニット（５０）を備え、
起動時刻決定手段（４２）は、需要予測手段（４１）で予測された需要に基づいて、温水発生手段（１）の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内でパラメータ演算ユニット（５０）で演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける起動時刻を温水発生手段（１）の起動時刻として決定する様に構成されており、
停止時刻決定手段（４３）は、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内でパラメータ演算ユニット（５０）で演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける停止時刻を温水発生手段（１）の停止時刻として決定する様に構成されていることを特徴としている。
【００１１】
ここで、起動時刻決定手段（４２）は、停止時刻決定手段（４３）が温水発生手段（１）の停止時刻を決定した後、（決定された起動時刻になるまで）所定時間（例えば１時間）毎に、温水発生手段（１）の起動時刻に達するまで、前記決定された停止時刻を固定値とし且つ温水発生手段（１）の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて、複数の運転パターンを設定し、
パラメータ演算ユニット（５０）は、設定された複数の運転パターンの各々について、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、
起動時刻決定手段（４２）は、当該パラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる起動時刻を温水発生手段（１）の起動時刻として決定する処理を繰り返す様に構成されているのが好ましい。
【００１２】
また、停止時刻決定手段（４３）は、（温水発生手段１が発電した後の）温水発生手段（１）の停止時刻決定後、所定時間（例えば１時間）毎に、停止時刻に達するまで、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて、複数の運転パターンを設定し、
パラメータ演算ユニット（５０）は、設定された複数の運転パターンの各々について、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、
停止時刻決定手段（４３）は、当該パラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる停止時刻を温水発生手段（１）の停止時刻として再決定する処理を繰り返す様に構成されているのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明のコージェネレーションシステムにおいて、温水発生手段（１）の停止後、一定時間（例えば１時間）経過した際に、その時点で温水発生手段（１）を起動した場合における所定時間（例えば２４時間）経過するまでの目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、且つ、その時点で温水発生手段（１）を起動しない場合における所定時間（例えば２４時間）経過するまでの前記パラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）演算し、両者を比較して、その時点で温水発生手段（１）を起動した場合における（所定時間経過するまでの）前記パラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が大きければ温水発生手段（１）を再起動させる判定を行う判定手段（再起動判定ユニット４５）を有するのが好ましい。
【００１４】
ここで、温水発生手段（１）を起動させる判定を行った場合（再起動する場合）、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させて目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる停止時刻を温水発生手段（１）の停止時刻として決定する処理を繰り返す様に構成されているのが好ましい。
【００１５】
本発明の実施に際して、起動時刻決定手段（４２）は、需要予測手段（４１）で予測された需要に基づいて、温水発生手段（１）の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算するに際して、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）がしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段（１）を運転しない様に運転パターンを計算する機能を有しており、
停止時刻決定手段（４３）は、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算するに際して、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）がしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段（１）を運転しない様に運転パターンを計算する機能を有している様に構成することが可能である。
【００１６】
本発明のコージェネレーションシステムの制御方法は、温水発生手段（燃料電池１、ガスエンジン等）と、制御手段（コントロールユニット４）とを有するコージェネレーションシステム（Ａ）（請求項１、２の何れかのコージェネレーションシステム）の制御方法において、
起動時刻決定手段（４２）により、需要予測手段（４１）で予測された需要に基づいて、温水発生手段（１）の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内で目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける起動時刻を温水発生手段（１）の起動時刻として決定する工程（Ｓ２〜Ｓ１０）と、
停止時刻決定手段（４３）により、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算し、計算された複数の運転パターンの内で目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターンを選択し、選択された運転パターンにおける停止時刻を温水発生手段（１）の停止時刻として決定する工程（Ｓ１２〜Ｓ１９）、
を有することを特徴としている。
【００１７】
上述した制御方法において、温水発生手段（１）の停止時刻を決定した後、所定時間（例えば１時間）毎に、温水発生手段（１）の起動時刻に達するまで、前記決定された停止時刻を固定値とし且つ温水発生手段の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させて、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる起動時刻を温水発生手段（１）の起動時刻として決定する処理を繰り返すのが好ましい。
【００１８】
また、温水発生手段（１）の停止時刻決定後、所定時間（例えば１時間）毎に、停止時刻に達するまで、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させて目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる停止時刻を温水発生手段（１）の停止時刻として再決定する処理を繰り返す様に構成されているのが好ましい。
【００１９】
さらに、温水発生手段（１）の停止後、一定時間（例えば１時間）経過した際に、その時点で温水発生手段（１）を起動した場合における所定時間（例えば２４時間）を経過するまでの目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、且つ、その時点で温水発生手段（１）を起動しない場合における所定時間（例えば２４時間）経過するまでの前記パラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、両者を比較して、その時点で温水発生手段（１）を起動した場合における（所定時間経過するまでの）前記パラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が大きければ温水発生手段（１）を再起動させる工程（Ｓ２３〜Ｓ２８）を有するのが好ましい。
【００２０】
ここで、温水発生手段（１）を起動させる工程を実行した際に（再起動する場合；Ｓ２８）、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させて、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最小となる停止時刻を温水発生手段（１）の停止時刻として決定する処理を繰り返す様に構成されているのが好ましい。
【００２１】
本発明の制御方法（請求項３のコージェネレーションシステムの制御方法）において、
温水発生手段（１）の起動時刻を決定する工程（Ｓ２〜Ｓ１０）で、需要予測手段（４１）で予測された需要に基づいて、温水発生手段（１）の起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算するに際して、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータがしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段（１）を運転しない様に運転パターンを計算し、
温水発生手段（１）の停止時刻を決定する工程（Ｓ１２〜Ｓ１９）で、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化（シフト）させて複数の温水発生手段（１）の運転パターンを計算するに際して、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータがしきい値よりも小さい時間、或いは、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）がしきい値よりも小さい時間には、温水発生手段（１）を運転しない様に運転パターンを計算することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
上述する構成を具備する本発明によれば、需要予測に基づいて計算された温水発生手段（燃料電池１）の起動時刻、停止時刻を決定するに際しては、計算された複数の運転パターンの内で、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となるものが選択される。
そして、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となることにより、目的関数（例えば一次エネルギー削減効果）が大きい時間帯に温水発生手段（燃料電池１）を稼動して、温水発生手段（燃料電池１）を稼動させるメリットに乏しい時間帯では温水発生手段（燃料電池１）を稼動しないようにすることが出来る。
これにより、温水発生手段（燃料電池１）の設計寿命における使用期間が延長され、想定使用期間（例えば１０年）が経過する以前の段階で設計寿命が尽きてしまうケースが少なくなる。そして、想定した使用期間における温水発生手段（燃料電池１）の適切な運転を保証することが出来る。
【００２３】
そして本発明において、需要予測手段（４１）で予測された風呂張り時刻（風呂張り発生時刻）或いは給湯需要がピークになると予測される時刻（給湯需要ピーク予測時刻）を温水発生手段（１）の停止時刻に設定し、起動時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させ、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる時刻を起動時刻として決定する様に構成すれば、起動時刻を決定するのに必要な演算の回数は、予測を行う時刻（例えば午前３時）から設定された停止時刻（例えば、１８時）までの時間を、当該所定時間（例えば１時間）で除した値となり（例えば、（１８時−３時）÷１時間＝１５回）、すべての起動時刻と停止時刻の組み合わせを計算する手法に比べて、極めて少ない回数で済む。
【００２４】
また本発明において、温水発生手段（１）の停止時刻を所定時間（例えば１時間）ずつ変化させて、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、演算されたパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる停止時刻を温水発生手段の停止時刻とすれば、停止時刻を決定する際の演算の回数も、起動後、停止するまでの時間を当該所定時間（例えば１時間）で除した値となり（例えば、起動時刻９時、停止時刻１９時とすると（１９時−９時）÷１時間＝１０回）、従来の全ての組み合わせを計算する手法に比べて、極めて少ない回数で済む。
【００２５】
本発明によれば、需要予測手段（４１）によって各家庭の需要パターンを学習し、予測することが可能であるため、各家庭の需要パターンに対応した制御を行うことが出来る。
従って、家庭用のコージェネレーションシステムとして使用した場合に、家庭毎に異なる需要パターンに対する最適な制御を実現することが出来る。
【００２６】
特に本発明において、温水発生手段（１）の停止時間を決定した後、決定された起動時刻になるまで所定時間（例えば１時間）毎に、温水発生手段（１）の起動時刻として決定する処理を繰り返す様に構成し、且つ、温水発生手段（１）が発電した後の温水発生手段（１）の停止時刻決定後、所定時間（例えば１時間）毎に、温水発生手段（１）の停止時刻として決定する処理を繰り返す様に構成すれば、発電後に電力需要や給湯需要が予測需要パターンと異なる場合にも、停止時刻を修正して対処することが出来る。
そして、修正された起動時刻や停止時刻は最適な（目的関数を設計寿命で除算したパラメータ、例えば一次エネルギー削減量／発電時間が大きい）運転に反映することが出来るので、各家庭毎に異なる変動の大きな需要パターンに対しても、より細かく対処することが可能となる。
【００２７】
ここで、本発明において、温水発生手段（燃料電池１）の運転パターンの計算に際して、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）を設計寿命（例えば、燃料電池の発電時間や、発電回数等）で除算したパラメータ（例えば、一次エネルギー削減量／発電時間）がしきい値未満となる時間帯、或いは、目的関数（例えば、一次エネルギー削減量、光熱費削減量、ＣＯ２削減量）がしきい値未満となる時間帯については、温水発生手段（燃料電池１）を停止することにして運転パターンを決定する様に構成すれば、目的関数が小さく（例えば、一次エネルギー削減効果が乏しく）、温水発生手段（燃料電池１）を稼動させるメリットに乏しい時間帯における温水発生手段（燃料電池１）の運転が、さらに抑制される。
その結果、目的関数が小さい（例えば、一次エネルギー削減効果が乏しい）場合に温水発生手段（燃料電池１）が稼動されてしまう事態が、より一層防止され、温水発生手段（燃料電池１）の使用を開始してから設計寿命に迎えるまでの使用年数（設計寿命における使用期間）が延長される。そして、温水発生手段（燃料電池１）の想定使用年数以前に設計寿命が尽きてしまうケースが減少して、想定した使用期間における温水発生手段（燃料電池１）の適切な運転が、より確実に保証される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明が適用される係るコージェネレーションシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態が適用されるコントロールユニットのブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における制御の概要を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態における制御フローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態が適用されるコントロールユニットのブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態における制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態における制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
【００３０】
図１では、第１実施形態が適用されるコージェネレーションシステムが示されている。
図１において、全体を符号Ａで示すコージェネレーションシステムは、貯湯槽２と熱源機３とを有する温水供給システム１０と、燃料電池１とを備えている。
ここで、温水供給システム１０内には、コントロールパネル４０が設けられている。
【００３１】
コントロールパネル４０は、制御手段であるコントロールユニット４を有している。そしてコントロールユニット４は、データベース（各需要量計測値をメモリに記憶させたもの）４６を内蔵している。
明確には図示されていないが、燃料電池の起動時刻等の運転計画を立案し、或いは、運転指令判断のために、電力需要計測用の配線が住宅内の分電盤からコントロールユニット４に接続されている。また、図示はされていないが、コントロールユニット４と燃料電池１とは、運転制御指令信号用ケーブルにより電気的或いは情報的に接続されている。
さらに、コントロールユニット４は計時ユニット４４を有し、計時ユニット４４は時間及び時刻を計測する機能を有している。
【００３２】
燃料電池１は、発電中に排熱を発生する。
貯湯槽２内に貯留された水は、循環ラインＬｗを介して燃料電池１を冷却し、その際に燃料電池１の排熱が投入されて加熱される。燃料電池１の排熱が貯湯槽２内に貯留された水を加熱することにより、給湯用の温水が作られる。
【００３３】
熱源機３は、給湯ラインＬｈに介装されている。
熱源機３は、給湯用バックアップバーナ３２と、図示しない風呂追い焚き用の熱交換器とを有している。給湯用バックアップバーナ３２は、給湯ラインＬｈから給湯される湯温が低い場合に、給湯ラインＬｈを流れる温水を予・加熱する機能を有している。
また、熱源機３は回路基板（インターフェース）３１を有しており、その回路基板３１は、コントロールユニット４と、後述する計測手段（流量計、温度センサ等）及び前記バックアップバーナ３２とを接続している。そして回路基板３１は、入力信号の受信の中継やバックアップバーナ３２の作動・不作動の制御の中継を行う。
【００３４】
前記給湯ラインＬｈには、その給湯ラインＬｈの分岐点Ｐｂ１、合流点Ｐｇ１で給湯用バックアップバーナ３２を短絡するバイパスラインＬｂが設けられている。
明確には図示されていないが、バイパスラインＬｂの分岐点Ｐｂ１に介装された切換え弁を切り換えることにより、給湯ラインＬｈが給湯用バックアップバーナ３２を経由することなくバイパスして、給湯ラインＬｈを流れる温水を予・加熱させない様にすることが出来る。或いは、バイパスラインＬｂの分岐点Ｐｂ１に介装された切換え弁を切り換えることにより、給湯ラインＬｈが給湯用バックアップバーナ３２を経由して、給湯ラインＬｈを流れる温水を予・加熱させることも出来る。
【００３５】
風呂の追い焚き用ラインＬａの排出側（浴槽５近傍）には、浴槽５内の温水温度を計測する温度センサＴ１０が介装されている。なお、温度センサＴ１０は、追い焚きラインＬａに介装しても良い。
【００３６】
前記給湯ラインＬｈの端末は、分岐点Ｐｂ３を介して、風呂用給湯口５Ｗや、台所用給湯口６に接続されている。
給湯ラインＬｈの合流点Ｐｇ１と分岐点Ｐｂ３の間の領域には、分岐点Ｐｂ２が形成されている。そして、分岐点Ｐｂ２は、ラインＬｃを介して、追い焚きラインＬａの戻り側に形成された合流点Ｐｇ２に連通している。
【００３７】
給湯ラインＬｈの貯湯槽２と前記分岐点Ｐｂ１の間の領域には、給湯ラインＬｈを流れる温水温度を計測する第１の温度センサＴ１が介装されている。そして、合流点Ｐｇ１と分岐点Ｐｂ２の間の領域には第２の温度センサＴ２が介装されており、その下流側（分岐点Ｐｂ２側）には第１の流量計Ｆ１が介装されている。
追い焚きラインＬａの前記合流点Ｐｇ２の上流側（図１では、温度センサＴ１０を介装した側）には第３の温度センサＴ３が介装されており、第３の温度センサＴ３の下流側（合流点Ｐｇ２側）には第２の流量計Ｆ２が介装されている。
給湯ラインＬｈと追い焚きラインＬａとを接続するラインＬｃには、第３の流量計Ｆ３が介装されている。
追い焚きラインＬａの合流点Ｐｇ２と浴槽５との間の領域には、浴槽５内の湯量（或いは浴槽５の水位）を計測する湯量計Ｓｗが介装されている。
【００３８】
貯湯槽２には、上水供給ラインＬｍを介して、水道水（上水）が供給される。また、給湯ラインＬｈにおいて、貯湯槽２と第１の温度センサＴ１との間の領域に、上水供給ラインＬｎが合流している。給湯ラインＬｈを流れる温水温度が高温すぎる場合に、上水を供給して温水温度を降温する（温度調整をする）ためである。
【００３９】
上水供給ラインＬｍには、上水温度（水道水温度）を計測する第４の温度センサＴ４が介装されている。
貯湯槽２内には、上方から５層にわたって、第５〜第９の温度センサＴ５〜Ｔ９が設置されている。温度センサＴ４〜Ｔ９はコネクタＣに接続され、コネクタＣは信号ラインＬｔを介してコントロールユニット４に接続されている。
【００４０】
また、温度センサＴ１〜Ｔ３および流量計Ｆ１〜Ｆ３は回路基板３１に接続されている。そして回路基板（インターフェース）３１は、コネクタ３１ｃおよび信号ラインＬｔｆを介して、コントロールユニット４に接続されている。
コントロールユニット４に内装されたデータベース４６は、回路基板３１を経由して入力された熱源機３側の各センサからの情報を記憶していると共に、コントロールユニット４に接続された各センサからの情報を記憶している。
【００４１】
次に、図２を参照して、コントロールユニット４の構成を詳述する。
コントロールユニット４は、上述した様にコントロールパネル４０に属し、ユニット４１（運転パターン計算および需要予測ユニット）と、起動時刻決定ユニット４２と、停止時刻決定ユニット４３と、計時ユニット（タイマー）４４と、再起動判定ユニット４５と、データベース４６と、燃料電池制御信号発信ユニット４７とから構成されている。
さらにコントロールユニット４は符号５０で示すユニットを具備しており、係るパラメータ演算ユニット５０は、燃料電池１を稼動することによる一次エネルギー削減量を発電時間で除算したパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算する。
【００４２】
データベース４６は、回路基板（インターフェース）３１、ラインＬｔｆ経由及びラインＬｔ経由で各種センサ類からの情報を受信し、それらの情報を記憶している。
【００４３】
ユニット（運転パターン計算および需要予測ユニット）４１は、データベース４６に記憶されたデータから給湯需要及び電力需要を予測して、燃料電池１の運転パターンを計算する。それと共に、ユニット４１は、風呂張り発生時刻または給湯需要がピークとなる時刻を予測して、その結果を起動時刻決定ユニット４１及びパラメータ演算ユニット５０に送信する。例えば、曜日ごとに毎時刻（例えば１時間ごと）の電力需要や給湯需要及び風呂張り需要（発生時のみ）を記録・学習していくことで、予測時に同じ曜日の過去の学習データ（各需要パターン）を抽出することでその住宅の各需要の予測が可能となる。ここで、需要予測方法は公知の事実（例えばニューラルネットワーク法など）を利用しても良い。
【００４４】
ここで、記録・学習するべき給湯需要Ｑｋｙｕは、給湯に必要な熱量であり、
Ｑｋｙｕ＝（出湯温度ｔ２−水温ｔ４）×入水流量
で求められる。ここで、「出湯温度ｔ２」は図１における温度センサＴ２の測定温度、「水温ｔ４」は温度センサＴ４の測定温度、「入水流量」は流量計Ｆ１の測定流量である。
また、風呂張り需要Ｑｂは、風呂に湯を張るのに必要な熱量であり、
Ｑｂ＝（風呂サーミスタ温度ｔ３−水温ｔ４）×湯張り流量瞬時値
で求められる。ここで、「風呂サーミスタ温度ｔ３」は図１における温度センサＴ３の測定温度、「湯張り流量瞬時値」は流量計Ｆ３の測定流量である。ただし、「風呂サーミスタ温度ｔ３」の代わりにリモコンの「風呂設定温度」による温度を使用しても良い。
【００４５】
図示の実施形態では、目的関数として一次エネルギー削減量を選択し、設計寿命として燃料電池の発電時間を選択している。そして、目的関数を設計寿命で除算したパラメータとしては、一次エネルギー削減量／発電時間を用いている。
一次エネルギー削減量を発電時間で除算したパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算するパラメータ演算ユニット（一次エネルギー削減量／発電時間演算ユニット）５０には、ユニット４１（運転パターン計算および需要予測ユニット）から運転パターンに係るデータ（燃料電池１の発電時間に関するデータを含む）が送られる。
パラメータ演算ユニット５０は、運転パターンに係るデータから、各時間帯において、燃料電池１を稼動することによる一次エネルギー削減量を求め、その一次エネルギー削減量を燃料電池１の発電時間で除算したパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算する。
そして、演算されたパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を、ユニット４１、４２、４３、４５、４６に送るように構成されている。
【００４６】
ここで、燃料電池１を稼動することによる一次エネルギー削減量は、公知の各種数式で計算することが出来る。その様な一次エネルギー削減量を計算する公知の数式としては、例えば、ＮＥＦ定義式と呼ばれる数式がある。そして、ＮＥＦ定義式では、一次エネルギー削減量は以下の様に定義される。
一次エネルギー削減量（ＭＪ／期間）
＝{燃料電池湯供給量（ＭＪ）／ガス給湯器効率（＝０．７５）}
＋{燃料電池電力供給量（ｋＷｈ）×３．６／火力発電所効率（＝０．３６６）}
−燃料電池燃料供給量（ＭＪＨＨＶ）
ここで、「一次エネルギー削減量／発電時間」なるパラメータは、「目的関数／設計寿命」というパラメータの一例である。一次エネルギー削減量以外の目的関数を採用し、且つ、発電時間以外の設計寿命を用いて目的関数を除算して、「目的関数／設計寿命」というパラメータを演算することが可能である。
【００４７】
起動時刻決定ユニット４２は、需要予測ユニット４１で予測した風呂張り時刻（風呂張りのための給湯或いは加熱の開始時刻）或いは給湯需要がピークになると予測される時刻（給湯需要ピーク予測時刻）を用いて、燃料電池１の起動時刻として決定する。
起動時刻決定ユニット４２が燃料電池１の起動時刻を決定するに際しては、先ず、当該風呂張り時刻或いは給湯需要がピークになると予測される時刻を燃料電池１の停止時刻に設定する。
そして起動時刻決定ユニット４２は、設定された燃料電池１の起動時刻を所定時間（例えば計算時から１時間）ずつ変化させ、変化させた起動時刻をユニット４１およびパラメータ演算ユニット５０に送る。
ユニット４１で予測された需要と、パラメータ演算ユニット５０の演算結果に基づいて、起動時刻決定ユニット４２は、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる起動時刻を燃料電池１の起動時刻として決定する。
さらに、起動時刻決定ユニット４２は、決定した起動時刻をデータベース４６に記憶するように構成されている。
【００４８】
停止時刻決定ユニット４３では、燃料電池１が起動時刻決定ユニット４２で決定した起動時刻を経過して発電した後、燃料電池１の停止時刻を現在の時刻に仮決定する。そして、燃料電池１の停止時刻を所定時間（例えば計算時から１時間）ずつ新たに設定（変化）して、新たに設定された停止時刻を、起動時刻決定ユニット４２を介して、ユニット４１、パラメータ演算ユニット５０に送る。
そして、起動時刻決定ユニット４２で決定された起動時刻と、ユニット４１で予測された需要と、パラメータ演算ユニット５０の演算結果に基づいて、停止時刻決定ユニット４３は、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる停止時刻を、燃料電池１の停止時刻として決定する。
それと共に、停止時刻決定ユニット４３は、決定した停止時刻をデータベース４６に記憶する様に構成されている。
【００４９】
再起動判定ユニット４５は、燃料電池１の停止後、一定時間（例えば１時間）経過した際に、その時点で燃料電池１を起動した場合において、所定時間（例えば２４時間）経過するまでの「一次エネルギー削減量／発電時間」を、ユニット４１による需要予測とパラメータ演算ユニット５０の演算結果に基づいて決定する。
それと共に、再起動判定ユニット４５は、その時点で燃料電池１を起動しない場合における所定時間（例えば２４時間）経過するまでの「一次エネルギー削減量／発電時間」を、ユニット４１による需要予測とパラメータ演算ユニット５０の演算結果に基づいて決定する。
そして再起動判定ユニット４５は、その時点で燃料電池１を起動した場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」と、その時点で起動しない場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」を比較し、その時点で燃料電池１を起動した場合における「一次エネルギー削減量／発電時間」が大きければ、燃料電池１を起動させる判定を行う。それと共に、決定した再起動に関するデータをデータベース４６に記憶する。
【００５０】
図示の実施形態に係るコージェネレーションシステムは、家庭により様々な需要に対応すべく、常に１日間の電力需要と、給湯及び風呂張り需要の予測値と、予測される発電時間に基づいて、最適の運転になる様に燃料電池１の起動及び停止時刻を設定している。
システムを構成するコントロールユニット４はいわゆる「マイコン」程度の処理能力で、十分対応出来る。
コントロールユニット４は、１日の最大の給湯需要である風呂張り需要を予測し、風呂張り時刻に必要量が貯湯槽２内に蓄積されるように、電力需要及び給湯需要予測値から計算して何時に燃料電池１を起動するかを演算し、起動時刻を決定する。また、起動後は、定期的に発電出力と停止時刻とを見直し、更新することにより、あらゆる需要にも自動的に起動・出力・停止を決定することが出来る。
【００５１】
次に、図３、図４に基いて、図１、図２をも参照して、コージェネレーションシステムＡの運転制御方法を説明する。
図３は、コージェネレーションシステムＡの運転制御の概要を示している。
図３では、先ずステップＳ１０１、Ｓ１０２において、コージェネレーションシステムＡの各センサからの情報の収集と、１日間（２４時間）の電力需要、給湯需要の予測に関する制御を行なう。
【００５２】
ステップＳ１０１では、コントロールユニット４のデータベース４６は、当該システムＡの温度センサＴ１〜Ｔ１０、流量センサＦ１、Ｆ２、電力センサ、計時ユニット４４からの各種情報や気温のデータを読込む。
情報の読込に当たっては、例えば１分毎にデータを読み込み、瞬時需要（或いは１時間など所定時間スパンにおける平均需要）を記録していく。
【００５３】
ここで、曜日毎のデータ、及びその時に、各曜日毎で所定時刻の気温をも合わせて記録・学習させてもよい。そしてその学習期間を最低１週間以上継続させれば、予測日（曜日）と同じ曜日の過去のデータを参照することで、その日（特定曜日）１日の予測が可能になる。なお、曜日（日、月、火、・・・土）でなく平日と週末（土曜日、日曜日）という分類でも良い。
すなわち、同じ曜日でも気温によって給湯需要は増減するので、曜日に加えて、当該曜日の気温に近いデータを選択することにより、より精度の良い予測が可能となる。さらに、祝日や年末年始などの特異日の情報と合わせて記憶すればより一層の精度が期待できる。
【００５４】
また、風呂張り需要は、熱源機３からのデータ（図示しないリモコンの自動風呂張りスイッチＯＮの状態フラグなどによって判定可能）により、炊事その他の給湯需要と区別して、曜日毎に、発生時刻及び使用熱量を学習させることで予測精度が向上する。
【００５５】
ステップＳ１０２に進み、コントロールユニット４の需要予測ユニット４１は、データベース４６に記憶された過去の需要学習データから燃料電池１の運転シミュレーションを行い、燃料電池１の運転開始から２４時間（ここでは開始時間を午前３時とし、終了時間を２４時間後の翌日の午前３時としている）に亘る電力需要、給湯需要及び風呂張り時刻・需要を予測する。
そして、これらの需要予測はステップＳ１０３および図４で示す詳細な制御において利用される。
【００５６】
需要予測後の運転制御の概要がステップＳ１０３、Ｓ１０４である。
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２のシミュレーションによる需要予測に基づいて、燃料電池１を稼動することによる一次エネルギー削減量を求める。そして、一次エネルギー削減量を燃料電池１の発電時間で除算したパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算する。
そして、演算されたパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターン（燃料電池１の起動時刻と停止時刻）を決定する。
尚、上述した通り、燃料電池１を稼動することによる一次エネルギー削減量は、図示の実施形態では、ＮＥＦ定義式により、以下の様に定義される。
一次エネルギー削減量（ＭＪ／期間）
＝{燃料電池湯供給量（ＭＪ）／ガス給湯器効率（＝０．７５）}
＋{燃料電池電力供給量（ｋＷｈ）×３．６／火力発電所効率（＝０．３６６）}
−燃料電池燃料供給量（ＭＪＨＨＶ）
【００５７】
一次エネルギー削減量／発電時間が最大となる運転パターン（燃料電池１の起動時刻と停止時刻）を決定したならば、ステップＳ１０４において、当該運転パターンに従って、コントロールユニット４から燃料電池１に対して、運転指令信号を発生する。
このように、一次エネルギー削減量／発電時間が最大となる運転パターンを選択することにより、一次エネルギー削減効果が大きい時間帯に燃料電池１を稼動して、燃料電池１を稼動させるメリットに乏しい時間帯では燃料電池１を稼動しないようにすることが出来る。
これにより、燃料電池１の想定使用期間以前に設計寿命が尽きてしまう事態が減少し、想定した使用期間における燃料電池１の適切な運転を保証することが出来る。
【００５８】
図３で概略を説明したコージェネレーションシステムＡの運転制御を、図４において、詳細に説明する。
図４のステップＳ１において、コントロールユニット４の需要予測ユニット４１は、例えば、午前３時になるまで監視しており（ステップＳ１がＮＯのループ）、午前３時になったなら（ステップＳ１がＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、図３のステップＳ１０２で予測した需要から、２４時間後までの需要を予測する。それと共に、風呂張り発生の時刻を予測する。
【００５９】
図４のステップＳ３では、ステップＳ２の需要予測から２４時間以内に風呂張りが行われるか、すなわち、２４時間以内に風呂に入るのか否かを判断する。
２４時間以内に風呂張りが行われるのであれば（ステップＳ３がＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。
一方、その日は風呂に入らずに、シャワーにするなどして、風呂張りが行われないのであれば（ステップＳ３がＮＯ）、ステップＳ５に進む。
【００６０】
ステップＳ４では、コントロールユニット４の起動時刻決定ユニット４２は、ステップＳ２で予測した風呂張り発生時刻を燃料電池１の停止時刻に設定してステップＳ６に進む。制御の初期において風呂張り発生時刻を燃料電池１の停止時刻に設定することにより、計算処理が簡略化出来る。すなわち、風呂張り時刻を「仮決め」することにより、付随して燃料電池１の起動時刻をシフトさせて計算することが出来るので、需要予測における計算量が少なくなる。
ステップＳ５では、風呂張りが行なわれない場合である（ステップＳ３がＮＯ）ので、給湯需要のピーク予測時刻を燃料電池１の停止時刻に設定してステップＳ６に進む。
【００６１】
ステップＳ６では、燃料電池起動時刻を適宜（例えば現在時刻１０時とすると、１０時、１１時、１２時、・・・と１時間ずつシフトして）設定する。
そしてステップＳ７で、ステップＳ６において１時間ごとにシフトして設定した燃料電池起動時刻の各々と、ステップＳ４或いはステップＳ５で決定した燃料電池停止時刻により、各々の運転パターンを計算する。
例えば、現在時刻が午前１０時とすると、ステップＳ６では午前１０時、１１時、１２時、・・・、翌日８時まで１時間ごとに燃料電池起動時刻を設定し、そしてステップＳ４或いはＳ５で求めた燃料電池停止時刻を用いて、ステップＳ７において複数の運転パターンを計算するのである。
運転パターンを計算することに加えて、ステップＳ７では、各運転パターンにおける「一次エネルギー削減量／発電時間」を計算する。
一次エネルギー削減量については、例えば、上述したＮＥＦ定義式により計算する。
【００６２】
ここで、現在時刻から設定された起動時刻（例えば１１時）及び発電停止後以降の停止時間帯の電力需要量と給湯需要量を、一次エネルギー消費量として、下記のように停止時間分積算して求めることが可能である。
{電力需要量ｋＷｈ／０．３６（発電所効率）}＋{給湯需要量ｋｃａｌ／０．７５（給湯機効率）／８６０}
起動から発電までの起動時間（例：１時間）については、各時刻ごとに、
{（電力需要量ｋＷｈ＋起動に必要な電力ｋＷｈ）／０．３６}＋（給湯需要量ｋｃａｌ／０．７５）／８６０＋（起動に必要なガス熱量ｋｃａｌ／８６０）
で求めて起動時間分だけ積算する。
発電時については、各時刻ごとに、
{（電力需要量ｋＷｈ−発電量ｋＷｈ（ただし定格発電量以上は定格発電量；例えば１ｋＷ）／０．３６}＋（発電量ｋＷｈ／発電効率）＋（補助熱源機分の熱量ｋｃａｌ／０．７５／８６０）
で発電時間分だけ積算する。
この場合、燃料電池１の待機エネルギー（電力及びガス）を加算しても良い。
【００６３】
ここで、補助熱源機分の熱量は、タンク蓄熱量（実測はタンク内温度計測値より算出；タンク内平均温度と水温との差にタンク容量を積算する）に発電時各時刻毎に、排熱回収量（＝発電量ｋＷｈ／発電効率×排熱効率）を前記タンク蓄熱量に各時刻ごとに加算し、給湯需要予測発生時にその熱量分だけ差し引いた負値となる。
上述の停止時、起動時、発電時それぞれの一次エネルギー消費量を計算し、全、ての合計が1日間分計算することで、必要な１日間の一次エネルギー消費量が算出できる。
また、目的関数として光熱費削減量、ＣＯ２削減量を用いる場合には、上述した一次エネルギー消費量に加えて、電力及びガス料金、二酸化炭素排出原単位を考慮することにより、光熱費や二酸化炭素排出量が算出できる。
【００６４】
ステップＳ８では、燃料電池の停止時刻から起動時刻までを差し引いた値の絶対値が１時間未満になったか否かを判断する。
燃料電池の停止時刻から起動時刻までが１時間未満であれば（ステップＳ８がＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。
一方、燃料電池の停止時刻から起動時刻までが１時間以上あれば（ステップＳ８がＮＯ）、ステップＳ９に進み、直前の制御サイクルで計算した起動時刻を更に１時間だけ遅らせて（シフトして）、再びステップＳ７以降を繰り返す。
【００６５】
ステップＳ１０では、ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９で計算した全ての運転パターンの内、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる燃料電池起動時刻を選択する。
そして、選択された燃料電池起動時刻を燃料電池１の起動時刻に設定し、ステップＳ１１に進む。
【００６６】
ステップＳ１１では、ステップＳ１０で決定された燃料電池１の起動時刻になったか否かを判断して、起動時刻に達していれば（ステップＳ１１がＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。
一方、起動時刻になっていなければ、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１１の判断を行なった時点から１時間が経過したか否かを判断する。
【００６７】
ステップＳ１１で判断してから１時間が経過したならば（ステップＳ１３がＹＥＳ）、ステップＳ２まで戻り、再びステップＳ２以降を繰り返す。
係るループ（Ｓ１３がＹＥＳのループ）は、貯湯槽２（図１参照）内の最新の実測蓄熱量と、以前に計算した際における蓄熱量の予測値とが相違する場合に、貯湯槽２における熱量の予測値と実測値との差異を補正するために設けられている。
すなわち、貯湯槽２内の温水の使われ方が、予想とは異なる場合に、予想した蓄熱量と実際の蓄熱量との差異を補正するためである。予想とは異なる運転状況であっても、フレキシブルに対応して、燃料電池の発電出力や停止時刻(起動時刻も同様)を再決定することにより、あらゆるばらつきの大きい給湯負荷パターンに対処出来る様にするためである。
【００６８】
ステップＳ１０で決定された燃料電池１の起動時刻に達していれば（ステップＳ１１がＹＥＳ）、ステップＳ１２において、燃料電池１、すなわち、コージェネレーションシステムＡを起動させる。
そして、ステップＳ１２´で、燃料電池１の起動後１時間経過したかを判定し、ステップＳ１４に進む。
【００６９】
ステップＳ１４では、燃料電池起動時刻を規定時間（例えば１時間）ずつシフトして、且つ、発電出力を落とした状態で（発電出力値を所定の度合いだけ割引した状態で）、ステップＳ７〜Ｓ９と同様に、運転パターンを（再）計算する。そして、発電出力を計算するとともに、発電出力を修正する。
詳細には、発電開始後、例えば、１時間ずつ燃料電池起動時刻をシフトして、且つ、発電出力値の割引度合いを変化して、燃料電池起動時刻と発電出力値の割引度合いの組み合わせにおいて、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる条件で出力を修正する。
ここで、発電出力値の割引は、省エネルギーのために意図的に出力を所定の割合（例えば必要発電電力の９０％、８０％、７０％など）に低下して運転させることにより、排熱回収量を減少せしめて、タンクに貯まる熱量を減少させることにより、燃料電池１を長時間運転させるために行われる。
【００７０】
次のステップＳ１５では、燃料電池の第１の停止時刻を現在時刻に（自動的に）仮設定し、順次１時間ずつ燃料電子停止時刻をシフトする。そして、その先１日間（２４時間）の各需要予測を元に、停止時刻をシフトさせた運転パターン毎に、「一次エネルギー削減量／発電時間」を計算する（ステップＳ１６〜ステップＳ１８のループ）。
すでに燃料電池１は起動しているので、起動時刻については、1時間ごとシフトした計算をやらなくても良い。
この場合、燃料電池１の停止時間を１時間ずつシフトして、「一次エネルギー削減量／発電時間」比較、決定すればよいので、計算処理量が少なくて済む。
なお、停止時刻を決定する際に、シフトした停止時刻後にさらに再起動した場合（再起動の停止時刻を次の風呂張り予測時刻とし、再起動時刻をシフトする場合）の複数の運転パターンの計算をして、１日における「一次エネルギー削減量／発電時間」を比較して、最適な燃料電池停止時刻を決定しても良い。
【００７１】
そして、燃料電池の停止時刻を、現在時刻から所定時間（例えば２４時間）だけシフトした場合についてまで計算したら（ステップＳ１７がＹＥＳ）、ステップＳ１９に進む。そして、上記計算によって求めた停止時刻の異なる複数の運転パターンの中から、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる運転パターンを選択して、燃料電池の停止時刻を決定する。
【００７２】
ステップＳ２０に進み、現在時刻がステップＳ１９で決定された燃料電池１の停止時刻になったか否かを判断する。
現在時刻が燃料電池停止時刻になっていれば（ステップＳ２０がＹＥＳ）、ステップＳ２１に進む。
現在時刻が未だ停止時刻でなければ（ステップＳ２０がＮＯ）、ステップＳ２２に進む。
【００７３】
ステップＳ２２では、ステップＳ２０で現在時刻が燃料電池の停止時刻となったか否かを判断した時点から１時間が経過したか否かを判断して、１時間が経過していれば（ステップＳ２２がＹＥＳ）、ステップＳ１４に戻り、再びステップＳ１４以降を繰り返す。
一方、ステップＳ２０で現在時刻が燃料電池の停止時刻となったか否かを判断した時点から１時間が経過していなければ（ステップＳ２２がＮＯ）、ステップＳ２０に戻り、ステップＳ２０、Ｓ２２のループを繰り返す。
ステップＳ２０で現在時刻が燃料電池の停止時刻となったか否かを判断した時点から１時間が経過した場合（ステップＳ２２がＹＥＳの場合）にステップＳ１４以降を繰り返すのは、貯湯槽２内の温水の使われ方が、予想とは異なる場合に、予想した蓄熱量と実際の蓄熱量との差異を補正するためである。
すなわち、予想とは異なる運転状況であっても、フレキシブルに対応して、燃料電池の発電出力や停止時刻(起動時刻も同様)を再決定することにより、あらゆるばらつきの大きい給湯負荷パターンに対処出来るのである。
【００７４】
ステップＳ２１では燃料電池１を停止し、ステップＳ２３では、燃料電池が停止して１時間が経過するまでチェックしている（ステップＳ２３がＮＯのループ）。
燃料電池が停止して１時間が経過したなら（ステップＳ２３がＹＥＳ）、ステップＳ２４に進む。
【００７５】
ステップＳ２４では、１日の燃料電池の起動回数が規定回数(例えば１回)以内であるか否かを判断しており、１回以内であれば（ステップＳ２４がＹＥＳ）、ステップＳ２５に進む。一方、規定回数(例えば２回)以上であれば（ステップＳ２４がＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。
燃料電池は、起動停止を多数繰り返すと、システムの劣化につながる場合がある。そのため、新たに起動させる毎に、予想される１日の起動回数を判定して、起動停止回数が規定回数以上の場合、制御をステップＳ１からやり直すように構成されている。
【００７６】
ステップＳ２５では、コントロールユニット４の再起動判定ユニット４５は、燃料電池停止後、１時間経過時点以降で再起動した場合における「一次エネルギー削減量／発電時間」を計算する。ここで、停止時刻を規定時間ごと（例えば1時間ごと）シフトさせて、それぞれにおける「一次エネルギー削減量／発電時間」を求める。
次のステップＳ２６では、再起動しない場合の２４時間後までの「一次エネルギー削減量／発電時間」を計算する。
【００７７】
ステップＳ２７では、ステップＳ２５で求めた「一次エネルギー削減量／発電時間」（停止時刻をシフトさせて再起動した場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」）が、ステップＳ２６で求めた再起動しない場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」以下であるか否かを判断している。
再起動した場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」が、再起動しない場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」以上であれば（ステップＳ２７がＹＥＳ）、ステップＳ２８に進み、燃料電池１を再起動させた後、ステップＳ３０に進む。
【００７８】
一方、再起動した場合の全ての運転パターン（停止時刻を例えば１時間ずつシフトさせた全ての運転パターン）の「一次エネルギー削減量／発電時間」が、再起動しない場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」未満であれば（ステップＳ２７がＮＯ）には、ステップＳ２９に進み、燃料電池を再起動させないでステップＳ２９’に進み、ステップＳ２７の判定を行なった時点から1時間経過し、かつ、現在時刻はＡＭ３時以前かを判定する。ステップＳ２７の判定を行なった時点から1時間経過し、かつ、現在時刻はＡＭ３時以前であれば（ステップＳ２９´がＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、再起動すべきかを再び判定する。一方、ステップＳ２９´がＮＯならば、ステップＳ１以降を繰り返す。
【００７９】
ステップＳ３０では、コントロールユニット４の停止時刻決定ユニット４３は、燃料電池停止時刻を現在時刻に仮設定し、「一次エネルギー削減量／発電時間」を各需要予測値（電力、給湯、風呂張り）から計算する（ステップＳ３１）。そして、燃料電池停止時刻を１時間ずつシフトして（ステップＳ３３）、２４時間経過するまでの各々の運転パターンについて、「一次エネルギー削減量／発電時間」を各需要予測値（電力、給湯、風呂張り）から計算する（ステップＳ３１〜ステップＳ３３のループ）。
【００８０】
そして、燃料電池１の停止時刻を現在時刻から２４時間経過するまでについて、燃料電池停止時刻を１時間ずつシフトした運転パターンの各々について、「一次エネルギー削減量／発電時間」を計算したら（ステップＳ３２がＹＥＳ）、ステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる運転パターンを選択して、燃料電池の停止時刻を決定する。
そして、ステップＳ３５に進む。
【００８１】
ステップＳ３５では、現在時刻がステップＳ３４で決定された停止時刻であるか否か判定し、現在時刻が決定された燃料電池停止時刻であれば（ステップＳ３５がＹＥＳ）燃料電池を停止させて（ステップＳ３７）、ステップＳ１に戻る。
現在時刻がステップＳ３４で決定された燃料電池停止時刻になっていなければ（ステップＳ３５がＮＯ）、燃料電池の運転（発電）を継続しつつ、ステップＳ３４の判定時点から１時間経過したか判定する（ステップＳ３６）。
ステップＳ３４の判定時点から１時間経過したならば（ステップＳ３６がＹＥＳ）ステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０以降の燃料電池停止時刻決定に関するルーチンを繰り返す。
【００８２】
なお、図４の制御ルーチンのステップＳ１で、制御の終了を午前３時とした理由は、最近の生活習慣が、入浴後、午前０時よりも遅い時間までユーザーが起きていることが多い。そのため、システムを判定する１日の区切り制御のスタートとしたい時間）としては、午前０時よりも、ユーザーが就寝している可能性が高い午前３時の方が、適切であると考えられたからである。
ただし、制御の終了については、午前３時に限定するものではなく、午前２時でも午前４時でも良い。
【００８３】
図４において、ステップＳ２３〜Ｓ３０の制御は、予測が大きく外れて、燃料電池１を再起動する場合に対処している。
例えば、通常の生活パターンと異なり、急な外出などで風呂張りが遅いと、運転パターンを計算した場合と異なるパターンになってしまい、貯湯槽２（図１）が早めに満タンとなり、燃料電池１が停止する。その後、風呂張りを行うと、貯湯槽に余裕が出来て運転が可能となる。
その時点で燃料電池１を再起動した方が、翌日まで燃料電池を起動しないよりも、省エネになる場合がある。
【００８４】
その時点から、再起動させて停止時間を少しずつシフトした場合の各々を計算して、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる運転パターンを選定する。
一方、その時点で再起動しない場合における「一次エネルギー削減量／発電時間」を計算する。
そして、再起動する場合としない場合の「一次エネルギー削減量／発電時間」を比較して、再起動をした場合の方が「一次エネルギー削減量／発電時間」が大きくなるのであれば、起動時間を、燃料電池の起動時間として決定し、「再起動」ということになる。
この制御は、ステップＳ１０〜Ｓ１３、及びステップＳ１５〜Ｓ１９と同じである。同様の計算をすれば良いので、計算量が少なくて済む。
【００８５】
ここで、再起動するか否かの判断は、例えば、燃料電池停止から１時間経過以降におこなわれる。そして、再起動しないという選定がされた場合は、所定時刻（例えばＡＭ３時）まで1時間ごとに再起動するか否かを同様の計算により判定する。
【００８６】
ここで、同一の燃料電池コージェネレーションシステムにおいて、一次エネルギー削減量を最大にする制御を行なった場合と、第１実施形態の様に一次エネルギー削減量／発電時間が最大となる制御を行なった場合とを、実機２０件について比較した。
その結果、設計寿命における使用可能年数は、一次エネルギー削減量を最大にする制御を行なった場合が平均７．３年であるのに対して、第１実施形態の様に一次エネルギー削減量／発電時間が最大となる制御を行なった場合は平均８．４年にまで増加した（約１４％の増加）。
【００８７】
上述した第１実施形態によれば、「一次エネルギー削減量／発電時間」を制御パラメータとしており、需要予測に基づいて、一次エネルギー削減量／発電時間が最大となる運転パターンが選択されるので、一次エネルギー削減効果が大きい時間帯に燃料電池１を稼動して、燃料電池１を稼動させるメリットに乏しい時間帯では燃料電池１を稼動しないようにすることが出来る。
これにより、燃料電池１の設計寿命以前における経年劣化を防止して、想定した使用期間における燃料電池１の適切な運転を保証することが出来る。
【００８８】
また、第１実施形態によれば、コントロールユニット４の需要予測ユニット４１で予測した風呂張り予測時刻、或いは給湯需要がピークになると予測される時刻を、燃料電池１の停止時刻に設定し、起動時刻を１時間ずつ変化させ、「一次エネルギー削減量／発電時間」が最大となる時刻を起動時刻として決定しているので、起動時刻決定に必要な演算の回数は、予測を行う時刻（例えば午前３時）から設定された停止時刻（例えば、１８時）までの時間を、所定の１時間で除した値となり{（１８時−３時）÷１時間＝１５回}、計算回数が少なくなる。
【００８９】
同様に、燃料電池が発電した後、燃料電池１の停止時刻を例えば１時間ずつ変化させて「一次エネルギー削減量／発電時間」を演算し、演算されたパラメータ（１次エネルギー消費量、光熱費、二酸化炭素排出量の何れかのパラメータ）が最小となる停止時刻を燃料電池１の停止時刻としているので、停止時刻を決定する際の演算の回数も、起動後、停止するまでの時間を所定シフト時間（例えば１時間）で除した値となり{（１９時−９時）÷１時間＝１０回}、計算回数が極めて少なくて済む。
【００９０】
さらに第１実施形態では、コントロールユニット４の需要予測ユニット４１によって各家庭の需要パターンを学習し、予測することが可能であるため、各家庭の需要パターンに対応した制御を行うことが出来る。
従って、ユーザーを選ぶことがない、いわゆる「普遍性のある制御」を実現することが出来る。
【００９１】
また、燃料電池１の起動時間を決定した後、例えば１時間毎に、燃料電池１の起動時刻として再修正する処理を繰り返す様に構成されているので、燃料電池１の実際の運転が需要予測と相違して、例えばコージェネレーションシステムＡにおける貯湯槽２の蓄熱量が予測した推移と異なる場合には、それに応じて、最適な燃料電池１の起動時刻を調節することが出来る。
これに加えて、燃料電池１が発電した後に燃料電池１の停止時刻決定後、所定の１時間毎に、燃料電池１の停止時刻として決定する処理を繰り返す様に構成されているので、電力需要や給湯需要が予測需要パターンと異なる場合にも、停止時刻を調節して対処することが出来る。
【００９２】
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図６、図７の第２実施形態は、システムの構成については図１〜図４の第１実施形態と概略同様であるが、起動時刻決定ユニット４２の機能、停止時刻決定ユニット４３の機能、制御が相違している。
コントロールユニット４の構成を示す図５は、第１実施形態における図２の構成と概略同様である。
図５において、需要予測ユニット４１（図４参照）は、第２実施形態においても、データベース４６に記憶された過去の需要学習データから燃料電池１の運転シミュレーションを行い、燃料電池１の運転開始から２４時間（ここでは開始時間を午前３時とし、終了時間を２４時間後の翌日の午前３時としている）に亘る電力需要、給湯需要及び風呂張り時刻・需要を予測する。
【００９３】
しかし、第２実施形態では、起動時刻決定ユニット４２は、燃料電池１の起動時刻を１時間ずつシフトして、複数の運転パターンを計算する場合に、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転はしないという条件で、シミュレーションを実行する。
或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる運転はしないという条件で、シミュレーションを実行する。換言すれば、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転パターンは、計算の対象から除外される。
そのため、起動時刻決定ユニット４２は、図５で示すように、データベース４６から、「一次エネルギー削減量／発電時間」のしきい値、或いは、一次エネルギー削減量のしきい値が入力される。そして、起動時刻決定ユニット４２により、起動時刻を１時間ずつシフトして計算した複数の運転パターンにおいては、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転時間は含まれず、或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転時間は含まれない。
【００９４】
パラメータ演算ユニット５０は、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転時間が含まれず、或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転時間が含まれない運転パターンについて、パラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算する。
そして、起動時刻決定ユニット４２は、演算されたパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる軌道時刻を燃料電池１の起動時刻に決定する。
この際に、パラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）が演算される運転パターンには、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる時間帯（或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯）は包含されない。その様な時間帯を有する運転パターンは、ステップＳ１０２Ａで除外されているからである。
【００９５】
停止時刻決定ユニット４３においても、図５で示すように、データベース４６から「一次エネルギー削減量／発電時間」のしきい値、或いは、一次エネルギー削減量のしきい値が入力される。そして、停止時刻決定ユニット４３では、燃料電池１の停止時刻を１時間ずつシフトして、複数の運転パターンを計算する場合に、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転はしないという条件で、シミュレーションを実行する。
或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる運転はしないという条件で、シミュレーションを実行する。そして、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転パターンは、計算の対象から除外される。
そのため、停止時刻決定ユニット４３により、停止時刻を１時間ずつシフトして計算した複数の運転パターンにおいては、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転時間は含まれず、或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転時間は含まれない。
【００９６】
パラメータ演算ユニット５０は、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転時間は含まれず、或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転時間は含まれない運転パターンについて、パラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算する。
そして、停止時刻決定ユニット４３は、演算されたパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターンにおける停止時刻を、燃料電池１の停止時刻と決定する。
【００９７】
図６において、ステップＳ１０１は、図３で説明したのと同様である。
続くステップＳ１０２Ａでは、コントロールユニット４の需要予測ユニット４１により、データベース４６に記憶された過去の需要学習データから燃料電池１の運転シミュレーションを行い、燃料電池１の運転開始から２４時間（ここでは開始時間を午前３時とし、終了時間を２４時間後の翌日の午前３時としている）に亘る電力需要、給湯需要及び風呂張り時刻・需要を予測する。
【００９８】
ここで、図６のステップＳ１０２Ａでは、燃料電池１の運転シミュレーションを行なう場合に、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる運転はしないという条件で、シミュレーションを実行する。その結果、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる時間帯を包含する運転パターンは、計算の対象とならない。
或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる運転はしないという条件で、シミュレーションを実行する。この場合、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯を包含する運転パターンは、計算の対象から除外される。
そしてステップＳ１０５に進む。
【００９９】
図６のステップＳ１０５では、ステップＳ１０２で計算された運転パターンについて、パラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）を演算し、演算されたパラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）が最大となる運転パターン（燃料電池１の起動時刻と停止時刻）を決定する。
この際に、パラメータ（一次エネルギー削減量／発電時間）が演算される運転パターンには、「一次エネルギー削減量／発電時間」がしきい値未満となる時間帯（或いは、一次エネルギー削減量がしきい値未満となる時間帯）は包含されない。その様な時間帯を有する運転パターンは、ステップＳ１０２Ａで除外されているからである。
【０１００】
図７を参照して、第２実施形態の制御が第１実施形態とは異なる点を、より詳細に述べる。
図７は、ステップＳ７ＡとステップＳ１４Ａが、図４のステップＳ７、Ｓ１４と相違しているが、その他のステップについては図４と同様である。
図７のステップＳ７Ａにおいて、燃料電池起動時刻を１時間ずつシフトした運転パターンを計算するに際して、「一次エネルギー削減量／発電時間」というパラメータ（或いは、一次エネルギー削減量）がしきい値未満となる時間帯については、燃料電池１を停止することにして、運転パターンを計算する。
ここで、当該しきい値については、燃料電池１の仕様、設置場所による各種条件、使用条件に基づいて、ケース・バイ・ケースに決定される。
図７のステップＳ７Ａのその他については、図４のステップＳ７と同様である。
【０１０１】
図７のステップＳ１４Ａにおいては、発電出力を（例えば９０％に）低下して（割り引いて）、燃料電池起動時刻を規定時間（例えば１時間）ずつシフトして、運転パターンを再計算するが、その際に、「一次エネルギー削減量／発電時間」というパラメータ（或いは、一次エネルギー削減量）がしきい値未満となる時間帯については、燃料電池１を停止することにして、運転パターンを計算する。
図７のステップＳ１４Ａのその他については、図４のステップＳ１４と同様である。
【０１０２】
図６、図７の第２実施形態によれば、「一次エネルギー削減量／発電時間」というパラメータ（或いは、一次エネルギー削減量）がしきい値未満となる時間帯については、燃料電池１を停止するので、一次エネルギー削減効果が乏しく、燃料電池１を稼動させるメリットに乏しい時間帯における燃料電池１の運転が、抑制されることになる。
その結果、一次エネルギー削減効果が乏しい場合に燃料電池１が稼動されてしまう事態が、より一層防止されるので、燃料電池１の稼動期間が長期化される。そして、燃料電池１の設計寿命以前における経年劣化を防止して、想定した使用期間における燃料電池１の適切な運転が、より確実に保証される。
【０１０３】
図６、図７の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図４の第１実施形態と同様である。
【０１０４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図示の実施形態では燃料電池コージェネレーションシステムについて説明されているが、ガスエンジンコージェネレーションシステムにおいても、同様に実施可能である。
また、図示の実施形態では、目的関数として燃料電池１を稼動した場合における一次エネルギー削減量を用いているが、燃料電池１を稼動した場合における光熱費削減量、二酸化炭素排出量削減量等を目的関数とすることが可能である。
さらに、図示の実施形態では、設計寿命として燃料電池１の発電時間を用いているが、発電回数等を設計寿命として用いても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
Ａ・・・コージェネレーションシステム
Ｂ・・・家庭（住宅）
Ｌｈ・・・給湯ライン
Ｌｗ・・・循環ライン
Ｌａ・・・追い焚き用ライン
Ｌｍ、Ｌｎ・・・上水供給ライン
Ｌｔ、Ｌｔｆ・・・信号ライン
Ｓｗ・・・風呂水位センサ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３・・・流量計
Ｔ１〜Ｔ１０・・・温度センサ
１・・・燃料電池
２・・・貯湯槽
３・・・熱源機
４・・・コントロールユニット
５・・・浴槽
５w・・・風呂用給湯口
６・・・台所用給湯口
１０・・・温水供給システム
４０・・・コントロールパネル
４１・・・運転パターン計算および需要予測ユニット
４２・・・起動時刻決定ユニット
４３・・・停止時刻決定ユニット
４４・・・計時ユニット
４５・・・再起動判定ユニット
４６・・・データベース
４７・・・燃料電池制御信号発生ユニット
５０・・・パラメータ演算ユニット（一次エネルギー削減量／発電時間演算ユニット）
【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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