(57)【要約】【課題】電力エネルギ管理装置の管理下においてもコージェネレーションユニットの熱エネルギ利用効率の低下を抑制できる。【解決手段】実施の形態によるコージェネレーションユニット１０は、コージェネレーションユニット本体１２の発電量を調整する発電量調整装置１３と、発電量調整装置１３において調整されるべき発電量を指示するユニット制御装置３０と、を備えている。ユニット制御装置３０は、過去の電力需要３２と過去の熱需要３３とを学習して需要予測を行い、この需要予測に基づく発電指示量を含む学習制御信号３４を作成する学習制御信号作成部３１を有している。学習制御信号作成部３１により作成された学習制御信号３４と、電力エネルギ管理装置６０により作成される発電指示量を含む管理制御信号７１とのうちのいずれか一方の信号は、信号選択送信部３５により選択されて発電量調整装置１３に送信される。【選択図】図２
2015162966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電ユニットまたは蓄電池ユニットと共に電力エネルギ管理装置によって電力管理されるコージェネレーションユニットであって、
電力および熱を発生するコージェネレーションユニット本体と、
前記コージェネレーションユニット本体の発電量を調整する発電量調整装置と、
前記発電量調整装置において調整されるべき発電量を指示するユニット制御装置と、を備え、
前記ユニット制御装置は、
過去の電力需要と過去の熱需要とを学習して需要予測を行い、当該需要予測に基づく発電指示量を含む学習制御信号を作成する学習制御信号作成部と、
前記学習制御信号作成部により作成された前記学習制御信号と、前記電力エネルギ管理装置により作成される発電指示量を含む管理制御信号とのうちのいずれか一方の信号を選択して前記発電量調整装置に送信する信号選択送信部と、を有していることを特徴とするコージェネレーションユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の前記コージェネレーションユニットと、
前記太陽光発電ユニットまたは前記蓄電池ユニットと、
前記コージェネレーションユニットと、前記太陽光発電ユニットまたは前記蓄電池ユニットとを電力管理する前記電力エネルギ管理装置と、を備えた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３】
当該コージェネレーションシステムが前記太陽光発電ユニットを備え、
前記電力エネルギ管理装置は、第１モードと第２モードとのうちのいずれか一方のモードを設定するモード設定部を有し、
前記モード設定部において前記第１モードが設定された場合、前記電力エネルギ管理装置は、発電指示量をゼロとする前記管理制御信号を作成し、
前記モード設定部において前記第２モードが設定された場合、前記電力エネルギ管理装置は、発電指示量を増大させる前記管理制御信号を作成することを特徴とする請求項２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項４】
当該コージェネレーションシステムが前記蓄電池ユニットを更に備え、
前記モード設定部において前記第１モードが設定された場合、前記電力エネルギ管理装置は、前記蓄電池ユニットの運転を停止させることを特徴とする請求項３に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項５】
当該コージェネレーションシステムが前記蓄電池ユニットを更に備え、
前記モード設定部において前記第２モードが設定された場合、前記電力エネルギ管理装置は、前記蓄電池ユニットに充電運転を行わせることを特徴とする請求項３に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項６】
前記学習制御信号作成部は、前記ユニット制御装置の前記信号選択送信部において過去の前記管理制御信号が選択されている間における過去の前記電力需要と過去の前記熱需要とに基づいて前記学習制御信号を作成し、前記信号選択送信部において、作成された当該学習制御信号が選択された後に、次の管理制御信号が選択されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項７】
当該コージェネレーションシステムは、インターネットから予測日射量を受信可能な上位制御装置を更に備え、
前記電力エネルギ管理装置は、前記上位制御装置により受信される前記予測日射量に基づいて前記管理制御信号を作成することを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項８】
前記予測日射量が所定量より大きい場合、前記電力エネルギ管理装置は、発電指示量をゼロとする前記管理制御信号を作成し、前記予測日射量が前記所定量より小さい場合、前記ユニット制御装置の前記信号選択送信部は、前記学習制御信号を選択することを特徴とする請求項７に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項９】
当該コージェネレーションシステムは、
前記蓄電池ユニットと、
インターネットから逆潮流許可指令を受信可能な上位制御装置と、を更に備え、
前記電力エネルギ管理装置は、前記コージェネレーションユニットと前記蓄電池ユニットの逆潮流を防止する逆潮流防止機能を有し、
前記電力エネルギ管理装置は、前記上位制御装置が逆潮流許可指令を受信した場合、前記逆潮流防止機能を解除することを特徴とする請求項２に記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１０】
前記電力エネルギ管理装置は、前記ユニット制御装置に内蔵されていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１１】
前記電力エネルギ管理装置は、前記ユニット制御装置の前記信号選択送信部においていずれの信号が選択されるべきかを設定する選択信号設定部を有していることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれかに記載のコージェネレーションシステム。
【請求項１２】
電力および熱を発生するコージェネレーションユニット本体と、前記コージェネレーションユニット本体の発電量を調整する発電量調整装置と、を備えたコージェネレーションユニットを、太陽光発電ユニットまたは蓄電池ユニットと共に電力管理し、前記発電量調整装置において調整されるべき発電量を指示する電力エネルギ管理装置であって、
過去の電力需要と過去の熱需要とを学習して需要予測を行い、当該需要予測に基づく発電指示量を含む学習制御信号を作成する学習制御信号作成部と、
前記学習制御信号作成部により作成された前記学習制御信号と、前記電力エネルギ管理装置により作成される発電指示量を含む管理制御信号とのうちのいずれか一方の信号を選択して前記発電量調整装置に送信する信号選択送信部と、を備えたことを特徴とする電力エネルギ管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、コージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化が大きな話題となり、二酸化炭素排出量に注目が集まっている中、省エネ性に優れたコージェネレーションユニットの普及が加速している。家庭用の小容量コージェネレーションユニットとしては、都市ガス、ＬＰＧなどを原燃料とする燃料電池発電ユニットや、ガスエンジンユニットが挙げられるが、このうち燃料電池発電ユニットの方がガスエンジン発電ユニットよりも環境性に優ることから普及が進んでいる。燃料電池発電ユニットは、原燃料から水素を取り出して空気中の酸素と反応させて電力を発生させるユニットであり、発電すると同時に発生する熱を回収し、回収した熱を給湯として利用することで、高いエネルギ効率を達成可能な省エネルギ発電ユニットである。
【０００３】
また近年は、家庭用の太陽光発電ユニットの普及が広く進んでいる。この太陽光発電ユニットと上述した燃料電池発電ユニットの２つの発電ユニットが一つの家屋に設置される、いわゆるＷ発電を行う場合が増大している。それに加え、夜間電力を蓄えて昼に使用して昼間の電力使用量を削減するピークカットや、万一の停電時に備えておくことを目的として蓄電池ユニットの普及も進み始めている。
【０００４】
一つの家屋に上述したような複数の発電ユニットや蓄電池ユニットを設置する場合、これらのユニットは電力エネルギ管理装置（ＨＥＭＳ管理装置、ＨＥＭＳ：Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）によって電力管理され、家庭内の総合的な電力エネルギ管理が行われる。
【０００５】
家庭用コージェネレーションユニットとしての上述した燃料電池発電ユニットにおいては、電力需要および熱需要を予測して燃料電池を効率良く運用することが考案されている。これは、「学習制御」と称されており、各メーカが独自の制御方法を取り入れて製品化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９８８８７号公報
【特許文献２】特開２００１−２５８２９３号公報
【特許文献３】特開２００７−３０６６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら複数の発電ユニットや蓄電池ユニットを設置した場合、電力の管理を適切に行わないとエネルギの無駄が生じ、結果的に省エネ効果が低くなるという課題がある。例えば、熱エネルギを発生する燃料電池発電ユニットを含む組み合わせの場合を考えると、ＨＥＭＳ管理装置は、各発電ユニットの発電量や負荷での消費電力量のいわゆる「見える化」や電力管理を行うが、燃料電池発電ユニットの熱エネルギ管理は行わない。このため、各発電ユニットの電力管理を適切に行うことが困難になり、熱エネルギ利用効率の低下を招いて、上述した燃料電池発電ユニットのメリットが損なわれ得るという課題があった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、電力エネルギ管理装置の管理下においてもコージェネレーションユニットの熱エネルギ利用効率の低下を抑制できるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態によるコージェネレーションユニットは、太陽光発電ユニットまたは蓄電池ユニットと共に電力エネルギ管理装置によって電力管理される。このコージェネレーションユニットは、電力および熱を発生するコージェネレーションユニット本体と、コージェネレーションユニット本体の発電量を調整する発電量調整装置と、発電量調整装置において調整されるべき発電量を指示するユニット制御装置と、を備えている。ユニット制御装置は、過去の電力需要と過去の熱需要とを学習して需要予測を行い、この需要予測に基づく発電指示量を含む学習制御信号を作成する学習制御信号作成部を有している。学習制御信号作成部により作成された学習制御信号と、電力エネルギ管理装置により作成される発電指示量を含む管理制御信号とのうちのいずれか一方の信号が、発電量調整装置により選択されて発電量調整装置に送信される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態におけるコージェネレーションシステムを示す概略図である。
【図２】図１のコージェネレーションシステムにおける燃料電池制御装置の構成を示し概略図である。
【図３】第２の実施の形態におけるコージェネレーションシステムを示す概略図である。
【図４】第３の実施の形態におけるコージェネレーションシステムを示す概略図である。
【図５】第４の実施の形態において、燃料電池制御装置の構成を示す概略図である。
【図６】第５の実施の形態において、ＨＥＭＳ管理装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態におけるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置について説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態におけるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置について、図１および図２を用いて説明する。
【００１３】
図１に示すように、コージェネレーションシステム１は、燃料電池発電ユニット１０（コージェネレーションユニット）と、太陽光発電ユニット４０と、蓄電池ユニット５０と、ＨＥＭＳ管理装置６０（電力エネルギ管理装置）と、を備えている。このうちＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池発電ユニット１０、太陽光発電ユニット４０および蓄電池ユニット５０を電力管理するためのものである。ここではまず、燃料電池発電ユニット１０について説明する。本実施の形態における燃料電池発電ユニット１０は、上述したように、太陽光発電ユニット４０および蓄電池ユニット５０と共にＨＥＭＳ管理装置６０によって電力管理される。
【００１４】
燃料電池発電ユニット１０は、原燃料（都市ガスなど）が供給されて水素リッチなガスを生成する改質器１１と、改質器１１において生成された水素リッチなガスと、酸化剤ガスとしての酸素を含む空気とが供給されて、電力および熱を発生する燃料電池スタック１２（コージェネレーションユニット本体）と、を有している。なお、空気は、燃料電池スタック１２に供給されるが、改質器１１にも供給されるようになっている。
【００１５】
燃料電池スタック１２の負荷１００側には、インバータ１３（発電量調整装置）が接続されている。インバータ１３は、負荷１００および商用電力系統１１０に接続されている。このことにより、インバータ１３は、燃料電池スタック１２から発生する直流電力を交流電力に変換して、負荷１００および商用電力系統１１０に供給する。また、本実施の形態においては、インバータ１３は、燃料電池スタック１２から発生する発電量を調整するように構成されている。すなわち、インバータ１３は、燃料電池スタック１２から発生する電力量を調整して交流電力に変換する。
【００１６】
インバータ１３から供給される電力は、２つの電力需要センサ１４ａ、１４ｂによって検出される。一方の電力需要センサ１４ａは、後述する第１系統ライン６１ａのうちの第２接続点６２ｂよりインバータ１３の側の部分に設けられ、他方の電力需要センサ１４ｂは、第１系統ライン６１ａのうちの第１接続点６２ａと第３接続点６２ｃとの間の部分に設けられている。これらの電力需要センサ１４ａ、１４ｂにより検出された電力量は、図示しない記憶部に記憶されて、後述する電力需要３２として燃料電池発電ユニット１０の学習制御に利用される。なお、電力需要センサ１４ａ、１４ｂを、電流を計測する電流センサとして構成し、電力量信号として電流信号をインバータ１３に送信し、インバータ１３において電流信号を電力量信号に変換するようにしてもよい。
【００１７】
一方、燃料電池発電ユニット１０は、燃料電池スタック１２において発生して排出された熱を回収して利用するようになっている。すなわち、燃料電池発電ユニット１０は、第１排熱回収ライン２２と、第１排熱回収ライン２２に接続された熱利用ユニット２０と、を有している。本実施の形態においては、熱利用ユニット２０は、貯湯タンク２１を含んでいる例を示している。なお、熱利用ユニット２０は、貯湯タンク２１を含む場合に限られることはなく、具体的な構成は任意とすることができる。
【００１８】
貯湯タンク２１内の水は、燃料電池スタック１２から発生した熱を利用して加熱される。第１排熱回収ライン２２には、排ガス熱交換器２３、スタック熱交換器２４および循環ポンプ２５が設けられている。このうち循環ポンプ２５によって、第１排熱回収水が第１排熱回収ライン２２を循環する。
【００１９】
貯湯タンク２１から排出された第１排熱回収水は、まず、排ガス熱交換器２３に供給されて、改質器１１等から排出された排ガスによって加熱される。続いて、第１排熱回収水はスタック熱交換器２４に供給されて、燃料電池スタック１２から排出された熱によって加熱される。すなわち、スタック熱交換器２４と燃料電池スタック１２とは、第２排熱回収ライン２６によって接続されており、スタック熱交換器２４から燃料電池スタック１２に供給された第２排熱回収水が、燃料電池スタック１２において発生した熱によって加熱される。加熱された第２排熱回収水は、スタック熱交換器２４に戻されて、第１排熱回収ライン２２を流れる第１排熱回収水を加熱する。
【００２０】
なお、上述した排熱回収系統や熱交換器の構成、個数などは、一例であって、上述した構成に限られることはない。
【００２１】
スタック熱交換器２４によって加熱された第１排熱回収水は貯湯タンク２１に供給されて、貯湯タンク２１に貯留された水を加熱する。貯湯タンク２１において加熱されて高温となった温水が、家庭内の各所に供給されてお湯として利用される。
【００２２】
貯湯タンク２１から家庭内の各所に供給される温水の流量は、温水流量センサ２７によって検出される。検出された温水の流量は、図示しない記憶部に記憶されて、後述する熱需要３３として燃料電池発電ユニット１０の学習制御に利用される。
【００２３】
燃料電池発電ユニット１０は、インバータ１３において調整されるべき発電量を指示するように当該インバータ１３を制御する燃料電池制御装置３０（ユニット制御装置）を更に有している。この燃料電池制御装置３０は、上述した電力需要３２と熱需要３３とに基づいて、インバータ１３において調整されるべき発電量を指示するとともに、当該発電量に応じて、上述した改質器１１に供給される原燃料の流量と、燃料電池スタック１２に供給される空気の流量とを制御するように構成されている。
【００２４】
次に、太陽光発電ユニット４０について説明する。
【００２５】
太陽光発電ユニット４０は、負荷１００および商用電力系統１１０に接続されており、日射量に応じて発電効率を高めるように発電を行っている。すなわち、太陽光発電ユニット４０は、太陽光発電制御装置４１を有しており、この太陽光発電制御装置４１が最大電力点追従制御を行い、太陽光発電ユニット４０の発電効率を高めている。
【００２６】
次に、蓄電池ユニット５０について説明する。
【００２７】
蓄電池ユニット５０は、負荷１００および商用電力系統１１０に接続されており、図示しない操作端末においてユーザが設定した充電時間および放電時間、あるいは、ＨＥＭＳ管理装置６０からの指示に応じて、電力の充電および放電を行う。すなわち、蓄電池ユニット５０は、蓄電池制御装置５１を有しており、この蓄電池制御装置５１が、電力の充電および放電を行うように構成されている。
【００２８】
放電中は、以下（数式１）および（数式２）に示すように、燃料電池発電ユニット１０の運転状態に応じて、負荷１００が消費する消費電力量と、燃料電池発電ユニット１０が消費する電力量または発電する電力量との合計値以下となるように、放電電力量が決定される。これは、燃料電池発電ユニット１０と蓄電池ユニット５０とが、商用電力系統１１０に対して電力を逆潮流させることが系統連系規定によって禁止されているためである。なお、（数式１）における燃料電池発電ユニット１０の発電量は、燃料電池発電ユニット１０の消費電力量が差し引かれた電力量を意味している。
（数式１）燃料電池発電ユニット１０が運転中の場合
（蓄電池ユニット５０の放電電力量）
≦（負荷１００の消費電力量）−（燃料電池発電ユニット１０の発電量）
（数式２）燃料電池発電ユニット１０が停止中の場合
（蓄電池ユニット５０の放電電力量）
≦（負荷１００の消費電力量）＋（燃料電池発電ユニット１０の消費電力量）
【００２９】
次に、ＨＥＭＳ管理装置６０について説明する。
【００３０】
ＨＥＭＳ管理装置６０は、各発電ユニット１０、４０の発電量、蓄電池ユニット５０の充電電力量または放電電力量、負荷１００の消費電力量、および商用電力系統１１０との接続点（受電点）における電力量を監視している。
【００３１】
より具体的には、燃料電池発電ユニット１０のインバータ１３から延びる第１系統ライン６１ａが、商用電力系統１１０に接続されている。この第１系統ライン６１ａに、第１電力センサ６３ａが設けられており、第１電力センサ６３ａは、燃料電池発電ユニット１０から供給される電力量を検出して第１電力量信号６４ａをＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。なお、第１電力センサ６３ａを、電流を計測する電流センサとして構成し、第１電力量信号６４ａとして電流信号をＨＥＭＳ管理装置６０に送信し、ＨＥＭＳ管理装置６０において電流信号を電力量信号に変換するようにしてもよい。あるいは、燃料電池発電ユニット１０内に設置された電力需要センサ１４ａにより計測された値を通信経由でＨＥＭＳ管理装置６０に伝送して使用することも可能である。
【００３２】
太陽光発電ユニット４０から延びる第２系統ライン６１ｂは、第１系統ライン６１ａの途中位置（第１接続点６２ａ）に接続されており、この第２系統ライン６１ｂに、第２電力センサ６３ｂが設けられている。第２電力センサ６３ｂは、太陽光発電ユニット４０から供給される電力量を検出して第２電力量信号６４ｂをＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。なお、第２電力センサ６３ｂを、電流を計測する電流センサとして構成し、第２電力量信号６４ｂとして電流信号をＨＥＭＳ管理装置６０に送信し、ＨＥＭＳ管理装置６０において電流信号を電力量信号に変換するようにしてもよい。あるいは、太陽光発電ユニット４０内に設置された図示しない電力需要センサにより計測された値を通信経由でＨＥＭＳ管理装置６０に伝送して使用することも可能である。
【００３３】
蓄電池ユニット５０から延びる第３系統ライン６１ｃは、第１系統ライン６１ａのうち第１接続点６２ａより燃料電池発電ユニット１０の側の途中位置（第２接続点６２ｂ）に接続されており、この第３系統ライン６１ｃに、第３電力センサ６３ｃが設けられている。第３電力センサ６３ｃは、蓄電池ユニット５０の充電電力量または放電電力量を検出し第３電力量信号６４ｃをＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。なお、第３電力センサ６３ｃを、電流を計測する電流センサとして構成し、第３電力量信号６４ｃとして電流信号をＨＥＭＳ管理装置６０に送信し、ＨＥＭＳ管理装置６０において電流信号を電力量信号に変換するようにしてもよい。あるいは、蓄電池ユニット５０内に設置された図示しない電力需要センサにより計測された値を通信経由でＨＥＭＳ管理装置６０に伝送して使用することも可能である。
【００３４】
第１系統ライン６１ａのうち第１接続点６２ａと第２接続点６２ｂとの間の途中位置（第３接続点６２ｃ）から、第４系統ライン６１ｄが延びて負荷１００に接続されている。この第４系統ライン６１ｄに第４電力センサ６３ｄが設けられており、第４電力センサ６３ｄが、負荷１００の消費電力量を検出して第４電力量信号６４ｄをＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。なお、第４電力センサ６３ｄを、電流を計測する電流センサとして構成し、第４電力量信号６４ｄとして電流信号をＨＥＭＳ管理装置６０に送信し、ＨＥＭＳ管理装置６０において電流信号を電力量信号に変換するようにしてもよい。
【００３５】
第１系統ライン６１ａのうち第１接続点６２ａより商用電力系統１１０の側の部分に、第５電力センサ６３ｅが設けられている。この第５電力センサ６３ｅは、商用電力系統１１０との受電点における電力量を検出して第５電力量信号６４ｅをＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。なお、第５電力センサ６３ｅを、電流を計測する電流センサとして構成し、第５電力量信号６４ｅとして電流信号をＨＥＭＳ管理装置６０に送信し、ＨＥＭＳ管理装置６０において電流信号を電力量信号に変換するようにしてもよい。
【００３６】
このように、各電力センサ６３ａ〜６３ｅによって検出された電力量は、電力量信号６４ａ〜６４ｅとしてＨＥＭＳ管理装置６０に送信され、ＨＥＭＳ管理装置６０は、各電力量を、図示しないディスプレイにモニタリングして、いわゆる「見える化」している。
【００３７】
一方、ＨＥＭＳ管理装置６０は、各電力を管理しながら、各発電ユニット１０、４０および蓄電池ユニット５０の運転制御を行う。より具体的には、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池発電ユニット１０の燃料電池制御装置３０に、第１管理制御信号７１（管理制御信号）を送信し、燃料電池発電ユニット１０の運転、停止指示、および上述したインバータ１３において調整されるべき発電量の指示を行う。また、ＨＥＭＳ管理装置６０は、太陽光発電制御装置４１に、発電停止指示を行うための第２管理制御信号７２を送信し、蓄電池制御装置５１には、充電、放電指示、および充電電力量若しくは放電電力量の指示を行うための第３管理制御信号７３を送信する。ここで、これら各管理制御信号７１〜７３は、燃料電池発電ユニット１０、太陽光発電ユニット４０および蓄電池ユニット５０における総合的な電力エネルギの利用効率を向上させるためにＨＥＭＳ管理装置６０により作成される信号である。
【００３８】
さらに、ＨＥＭＳ管理装置６０は、上述した燃料電池発電ユニット１０および蓄電池ユニット５０の逆潮流を防止する逆潮流防止機能を有している。より具体的には、第１系統ライン６１ａのうち第１接続点６２ａと第３接続点６２ｃとの間の部分に、逆潮流防止用センサ６５が設けられており、ＨＥＭＳ管理装置６０は、逆潮流防止用センサ６５により検出された電力に基づいて、燃料電池発電ユニット１０と蓄電池ユニット５０とが逆潮流するおそれがあるか否かを判断する。そして、ＨＥＭＳ管理装置６０は、逆潮流するおそれがあると判断した場合には、燃料電池発電ユニット１０の運転停止の指示および蓄電池ユニット５０の放電停止の指示うちの少なくとも一方の指示を行う。燃料電池発電ユニット１０の運転停止の指示を行う場合には、燃料電池制御装置３０に第１管理制御信号７１が送信され、蓄電池ユニット５０の放電停止の指示を行う場合には、蓄電池制御装置５１に第３管理制御信号７３が送信される。ここで、逆潮流防止用センサ６５の代わりに、燃料電池発電ユニット１０の電力需要センサ１４ｂ、または蓄電池ユニット５０の図示しない電力需要センサを用いることも可能である。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、負荷１００が接続された第３接続点６２ｃが、蓄電池ユニット５０が接続された第２接続点６２ｂより系統１１０の側に設けられている。しかしながら、このことに限られることはなく、第２接続点６２ｂおよび第３接続点６２ｃの両方が、電力需要センサ１４ｂおよび逆潮流防止用センサ６５より系統１１０とは反対側（燃料電池発電ユニット１０の側、下流側）に設けられていれば、第３接続点６２ｃは、第２接続点６２ｂより系統１１０とは反対側に設けられるようにしてもよい。
【００４０】
このようにして構成されたコージェネレーションシステム１において、燃料電池発電ユニット１０の燃料電池制御装置３０は、以下のように構成されている。
【００４１】
燃料電池制御装置３０は、図２に示すように、電力需要３２と熱需要３３とを学習して発電指示量を含む学習制御信号３４を作成する学習制御信号作成部３１と、この学習制御信号３４と、ＨＥＭＳ管理装置６０から送信される第１管理制御信号７１とのうちのいずれか一方の信号を選択する信号選択送信部３５と、を含んでいる。
【００４２】
このうち学習制御信号作成部３１は、上述した記憶部に記憶された過去の電力需要３２と過去の熱需要３３とを学習して今後の需要予測を行い、この需要予測に基づいてインバータ１３に指示される発電指示量を演算し、演算された発電指示量を含む学習制御信号３４を作成する。作成された学習制御信号３４に含まれる発電指示量は、需要予測に対して電力エネルギと熱エネルギとの合計が最も省エネルギとなるように演算される。そして、学習制御信号作成部３１は、演算された発電指示量を含む学習制御信号３４を作成し、信号選択送信部３５に送信する。
【００４３】
信号選択送信部３５には、学習制御信号作成部３１により作成された学習制御信号３４とともに、ＨＥＭＳ管理装置６０から第１管理制御信号７１が送信される。上述したように、第１管理制御信号７１は、ＨＥＭＳ管理装置６０により作成されるものであるため、燃料電池発電ユニット１０における熱エネルギの有効利用については考慮されていない。
【００４４】
そして、信号選択送信部３５は、上述した学習制御信号３４と第１管理制御信号７１とのうちのいずれか一方の信号を選択してインバータ１３に送信する。インバータ１３は、受信した信号に基づいて、燃料電池スタック１２の発電量を調整する。具体的には、信号選択送信部３５が学習制御信号３４を選択してインバータ１３に送信した場合には、燃料電池スタック１２は、熱エネルギを優先した運転（熱エネルギ優先モード）を行い、燃料電池発電ユニット１０の熱エネルギと電力エネルギとを利用して燃料電池発電ユニット１０のエネルギ利用効率を向上させる運転を行うことができる。一方、信号選択送信部３５が第１管理制御信号７１を選択してインバータ１３に送信した場合には、燃料電池スタック１２は、電力エネルギを優先した運転（電力エネルギ優先モード）を行い、燃料電池発電ユニット１０、太陽光発電ユニット４０および蓄電池ユニット５０における総合的な電力エネルギの利用効率を向上させる運転を行うことができる。
【００４５】
ところで、図１に示すように、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池制御装置３０の信号選択送信部３５においていずれの信号が選択されるべきかを設定する選択信号設定部８１を有している。選択信号設定部８１は、ユーザが、選択されるべき信号、すなわち熱エネルギ優先モードまたは電力エネルギ優先モードを選択して設定入力するように構成することができる。例えば、ユーザが、選択信号設定部８１に熱エネルギ優先モードを設定入力した場合、信号選択送信部３５が学習制御信号３４を選択して、熱エネルギ優先モードでの運転を行うことができる。一方、ユーザが、選択信号設定部８１に電力エネルギ優先モードを設定入力した場合、信号選択送信部３５が第１管理制御信号７１を選択して、電力エネルギ優先モードでの運転を行うことができる。
【００４６】
なお、信号選択送信部３５は、例えば、ＨＥＭＳ管理装置６０から第１管理制御信号７１を受信した場合に、当該第１管理制御信号７１を選択し、第１管理制御信号７１を受信していない場合に、学習制御信号３４を選択するように構成することができる。すなわち、ＨＥＭＳ管理装置６０は、選択信号設定部８１において熱エネルギ優先モードが設定された場合、信号選択送信部３５への第１管理制御信号７１の送信を停止する。このことにより、信号選択送信部３５は学習制御信号３４を選択してインバータ１３に送信する。一方、ＨＥＭＳ管理装置６０は、選択信号設定部８１において電力エネルギ優先モードが設定された場合、信号選択送信部３５への第１管理制御信号７１の送信を行う。このことにより、信号選択送信部３５は第１管理制御信号７１を選択してインバータ１３に送信する。このようにして、ＨＥＭＳ管理装置６０は、信号選択送信部３５における信号の選択を制御することが可能となる。なお、信号選択送信部３５における信号の選択の方式については上記に限られることはない。例えば、信号選択送信部３５には、学習制御信号３４と第１管理制御信号７１とが送信され、ＨＥＭＳ管理装置６０からの指令に応じて信号選択送信部３５が、送信された学習制御信号３４と第１管理制御信号７１とのうちのいずれか一方の信号を選択するように構成することもできる。
【００４７】
また、ＨＥＭＳ管理装置６０は、経済性モード（第１モード）と環境性モード（第２モード）とのうちのいずれか一方のモードを設定するモード設定部８２を有している。ここで、経済性モードとは、太陽光発電ユニット４０により発電された電力を、より高い単価で売電して、ユーザに経済的メリットを提供するためのモードである。環境性モードとは、商用電力系統１１０からの購入電力量を低減して、燃料電池発電ユニット１０や太陽光発電ユニット４０により発電された比較的クリーンな電力を最大限使用するためのモードである。これらの経済性モードと環境性モードとは、電力エネルギ優先モードにおいて運転を行うモードとすることができる。モード選択部８２は、ユーザによりいずれか一方のモードが設定入力されて、入力されたモードが設定されるように構成することができる。
【００４８】
モード設定部８２において経済性モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、発電指示量をゼロ（０）とする第１管理制御信号７１を作成し、燃料電池制御装置３０の信号選択送信部３５に送信する。このことにより、当該第１管理制御信号７１が信号選択送信部３５によって選択されてインバータ１３に送信され、燃料電池スタック１２の発電量がゼロとなり、燃料電池発電ユニット１０の運転が停止する。
【００４９】
また、経済性モードが選択された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、蓄電池ユニット５０の運転を停止させるように、蓄電池ユニット５０の蓄電池制御装置５１に第３管理制御信号７３を送信する。このようにして、燃料電池発電ユニット１０と蓄電池ユニット５０とが運転を停止することができる。この場合、太陽光発電ユニット４０により発電した電力の売電単価を高めることができる。これは、太陽光発電ユニット４０と同時に、燃料電池発電ユニット１０などの他の発電ユニットにおいて発電を行っていた場合には、太陽光発電ユニット４０により発電された電力の買い取り価格が安くなる制度となっていることによる。
【００５０】
一方、モード設定部８２において環境性モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池スタック１２の発電指示量を増大させる第１管理制御信号７１を作成し、燃料電池制御部の信号選択送信部３５に送信する。このことにより、当該第１管理制御信号７１が信号選択送信部３５によって設定されてインバータ１３に送信され、燃料電池スタック１２からの発電量が増大する。このようにして、燃料電池発電ユニット１０において発電する発電量を増大させることができる。
【００５１】
また、環境性モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、蓄電池ユニット５０に充電運転を行わせるように、蓄電池ユニット５０の蓄電池制御装置５１に第３管理制御信号７３を送信する。このようにして、燃料電池発電ユニット１０および太陽光発電ユニット４０において発電した電力のうち余剰分を蓄電池ユニット５０に充電することができ、負荷１００における消費電力量が相対的に増大した場合には蓄電池ユニット５０から放電させることで消費電力量の増大分を補うことができる。このため、商用電力系統１１０からの購入電力量を低減させることができる。
【００５２】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００５３】
ＨＥＭＳ管理装置６０の選択信号設定部８１において熱エネルギ優先モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池制御装置３０の信号選択送信部３５への第１管理制御信号７１の送信を停止する。このことにより、信号選択送信部３５は、学習制御信号作成部３１から送信された学習制御信号３４を選択してインバータ１３に送信する。このことにより、燃料電池発電ユニット１０は、熱エネルギ優先モードでの発電量で発電を行い、燃料電池発電ユニット１０の熱エネルギと電力エネルギとを利用して燃料電池発電ユニット１０のエネルギ利用効率向上を図ることができる。
【００５４】
ＨＥＭＳ管理装置６０の選択信号設定部８１において電力エネルギ優先モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池制御装置３０の信号選択送信部３５に第１管理制御信号７１を送信する。このことにより、信号選択送信部３５は、選択する信号を学習制御信号３４から第１管理制御信号７１に切り換えて、当該第１管理制御信号７１をインバータ１３に送信する。このことにより、燃料電池スタック１２は、電力エネルギ優先モードでの発電量で発電を行い、燃料電池発電ユニット１０、太陽光発電ユニット４０および蓄電池ユニット５０における総合的な電力エネルギ利用効率向上を図ることができる。
【００５５】
電力エネルギ優先モードでは、さらに、経済性モードまたは環境性モードのいずれか一方がモード設定部８２において設定される。
【００５６】
すなわち、ＨＥＭＳ管理装置６０のモード設定部８２において経済性モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、発電指示量をゼロとする第１管理制御信号７１を作成して信号選択送信部３５に送信する。このことにより、燃料電池スタック１２の発電量がゼロとなって燃料電池発電ユニット１０の運転が停止する。また、この場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、蓄電池制御装置５１に第３管理制御信号７３を送信して、蓄電池ユニット５０の運転を停止させる。この際、蓄電池ユニット５０は、充電も放電も行わない。このようにして、燃料電池発電ユニット１０と蓄電池ユニット５０とが停止し、太陽光発電ユニット４０により発電した電力の売電単価を高めることができる。この場合、太陽光発電ユニット４０により発電した電力が負荷１００で消費され、余剰分が商用電力系統１１０に供給されて売電することができる。
【００５７】
一方、ＨＥＭＳ管理装置６０のモード設定部８２において環境性モードが設定された場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、発電指示量を増大させる第１管理制御信号７１を作成して信号選択送信部３５に送信する。このことにより、燃料電池スタック１２の発電量が増大する。また、この場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、蓄電池制御装置５１に畜電池用管理制御信号７３を送信して、蓄電池ユニット５０に充電運転を行わせる。このようにして、燃料電池発電ユニット１０および太陽光発電ユニット４０において発電した電力のうち余剰分を蓄電池ユニット５０に充電することができ、負荷１００における消費電力量が相対的に増大した場合であっても蓄電池ユニット５０から放電させることで消費電力量の増大分を補うことができる。このため、商用電力系統１１０からの購入電力量を低減させることができる。
【００５８】
ところで、電力エネルギ優先モードでは、ＨＥＭＳ管理装置６０により作成された第１管理制御信号７１に基づいて燃料電池発電ユニット１０が運転を行う。ここで、ＨＥＭＳ制御装置６０は、上述したように燃料電池発電ユニット１０の熱エネルギの管理を行っていない。このため、第１管理制御信号７１が示す発電指示量は、燃料電池発電ユニット１０の熱エネルギの有効利用を考慮していない。このことにより、電力エネルギ優先モードでの運転が行われる間、貯湯タンク２１に作成される温水が満畜になったり、あるいは空になったりするおそれがある。
【００５９】
例えば、環境性モードが選択されることにより温水が満畜になる場合が考えられ、この場合には、燃料電池発電ユニット１０において発生する熱が排熱回収ライン２２、２６を介して回収することが困難になり、燃料電池スタック１２に熱が余る状態となり得る。この場合、燃料電池スタック１２の内部温度が高くなり、燃料電池スタック１２の発電量が低下する。
【００６０】
そこで、ＨＥＭＳ管理装置６０は、第１電力センサ６３ａから送信される燃料電池発電ユニット１０から供給される電力量に基づいて、第１管理制御信号７１が示す発電指示量に対して燃料電池スタック１２の発電量が低下したか否かを判断する。当該発電量が低下したと判断した場合、貯湯タンク２１の温水が満畜になったと想定できる。そして、ＨＥＭＳ管理装置６０は、第１管理制御信号７１の送信を停止する。このことにより、燃料電池制御装置３０の信号選択送信部３５は、選択する信号を第１管理制御信号７１から学習制御信号３４に切り換えて、当該学習制御信号３４をインバータ１３に送信する。このことにより、燃料電池スタック１２は、熱エネルギ優先モードでの発電量で発電を行うことができる。この結果、熱エネルギの管理を開始することができ、燃料電池発電ユニット１０は、電力需要３２と熱需要３３とに基づく学習制御によって適切な運転を行うことが可能となる。
【００６１】
一方、経済性モードが選択されることにより、温水が空になる場合が考えられ、この場合には、ユーザが、必要に応じてＨＥＭＳ管理装置６０の選択信号設定部８１において熱エネルギ優先モードを設定入力することにより、燃料電池スタック１２が、熱エネルギ優先モードでの発電量で発電を行うことができる。
【００６２】
ところで、電力エネルギ優先モードでの運転によって、貯湯タンク２１の温水が満畜になったり空になったりするおそれを回避可能であることが望ましい。このため、学習制御信号作成部３１は、信号選択送信部３５において過去の第１管理制御信号７１が選択されている間における過去の電力需要３２と過去の熱需要３３とに基づいて学習制御信号３４を作成し、信号選択送信部３５において、作成された当該学習制御信号３４が選択された後に、次の第１管理制御信号７１が選択されることが好適である。この場合、環境性モードでの運転によって、燃料電池スタック１２の発電量が増大して貯湯タンク２１内の温水の量が増大するにも関わらず、温水の使用量が少ないことにより、貯湯タンク２１内の温水が余ることを学習して、燃料電池スタック１２の発電量を調整することができる。また、経済性モードでの運転によって、燃料電池スタック１２の発電が停止して貯湯タンク２１内の温水の量が増大しないにも関わらず、温水が使用されることにより、貯湯タンク２１内の温水が空になることを学習して、燃料電池スタック１２の発電量を調整することができる。
【００６３】
すなわち、環境性モードの運転が開始される前に、貯湯タンク２１内の温水の量を少なくするように燃料電池スタック１２の発電量が調整されることが好適である。このことにより、環境性モードの運転が行われることにより、貯湯タンク２１内の温水が満畜になるまでの時間を稼ぐことができ、環境性モードの運転可能時間を増大させることができる。
【００６４】
一方、経済性モードの運転が開始される前には、貯湯タンク２１内の温水の量を多くするように燃料電池スタック１２の発電量が調整されることが好適である。このことにより、経済性モードの運転が行われることにより、貯湯タンク２１内の温水が空になるまでの時間を稼ぐことができ、経済性モードの運転可能時間を増大させることができる。
【００６５】
このように本実施の形態によれば、燃料電池スタック１２の発電量を調整するインバータ１３に送信される信号は、過去の電力需要３２と熱需要３３とを学習して得られた需要予測に基づく発電指示量を含む学習制御信号３４（熱エネルギ優先モードに対応）と、ＨＥＭＳ管理装置６０により作成された発電指示量を含む第１管理制御信号７１（電力エネルギ優先モードに対応）から選択することができる。このことにより、ＨＥＭＳ管理装置６０の管理下においても、熱エネルギ優先モードとして学習制御信号３４の発電指示量に基づいて発電量を調整して燃料電池発電ユニット１０の運転を行うことができ、燃料電池発電ユニット１０の熱エネルギの利用効率の向上を図り、熱エネルギの利用効率の低下を抑制することができる。
【００６６】
また本実施の形態によれば、上述したように、熱エネルギ優先モードと電力エネルギ優先モードとが選択可能になっている。このことにより、ユーザの希望に応じて燃料電池発電ユニット１０の運転モードを変えることができ、利便性を向上させ、ユーザの満足度を高めることができる。さらに、本実施の形態によれば、電力エネルギ優先モードが選択されている間、経済性モードと環境性モードとが選択可能になっている。このことにより、ユーザの希望に応じて燃料電池発電ユニット１０の運転モードをより一層細かく設定することができ、利便性をより一層向上させ、ユーザの満足度をより一層高めることができる。
【００６７】
（第２の実施の形態）
次に、図３を用いて、本発明の第２の実施の形態におけるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置について説明する。
【００６８】
図３に示す第２の実施の形態においては、インターネットから得られた予測日射量に基づいて燃料電池用管理制御信号が作成される点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
図３に示すように、コージェネレーションシステム１は、インターネット１２０から、当該コージェネレーションシステム１が設置されている地域の予測日射量を受信可能な上位制御装置１３０を更に備えている。上位制御装置１３０は、受信した予測日射量を、予測日射量信号１３１としてＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。ＨＥＭＳ管理装置６０は、受信した予測日射量に基づいて第１管理制御信号７１を作成する。
【００７０】
より具体的には、ＨＥＭＳ管理装置６０は、予測日射量に基づいて、太陽光発電ユニット４０において発電される発電量を予測する。
【００７１】
予測された発電量が所定量より大きい場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、夜間の発電指示量をゼロとする第１管理制御信号７１を作成する。このことにより、当該第１管理制御信号７１が信号選択送信部３５によって選択されてインバータ１３に送信され、夜間の燃料電池スタック１２の発電量がゼロとなる。このようにして、夜間に燃料電池発電ユニット１０の運転を停止させ、貯湯タンク２１内の温水の量を少なくすることができる。この場合、昼間に、燃料電池発電ユニット１０の運転により貯湯タンク２１内の温水が満畜になるまでの時間を稼ぐことができる。すなわち、燃料電池発電ユニット１０の運転可能時間を増大させることができ、その結果、燃料電池発電ユニット１０から供給される電力を負荷１００で消費させることにより（押し上げ効果）、太陽光発電ユニット４０から商用電力系統１１０への売電電力量を増大させることができる。
【００７２】
上述のように燃料電池発電ユニット１０の運転を行っている場合であっても、太陽光発電ユニット４０から供給される電力が負荷１００において消費される場合には、ＨＥＭＳ管理装置６０は、蓄電池ユニット５０に放電運転を行わせるとともに放電電力量を増大させるように、蓄電池制御装置５１に第３管理制御信号７３を送信する。このことにより、蓄電池ユニット５０から放電される電力量で負荷１００の消費電力量を賄い、この結果、太陽光発電ユニット４０から供給される電力量のうち商用電力系統１１０への売電電力量をより一層増大させることができる。なお、燃料電池発電ユニット１０の運転が継続されることにより、貯湯タンク２１内の温水が満畜になり、燃料電池発電ユニット１０の発電量が低下したり、運転が停止したりする場合が考えられる。しかしながら、この場合であっても、蓄電池ユニット５０の放電電力量を増大させることにより、太陽光発電ユニット４０から商用電力系統１１０への売電電力量を増大させることが可能となる。
【００７３】
一方、太陽光発電ユニット４０における予測された発電量が所定量より小さい場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、信号選択送信部３５への第１管理制御信号７１の送信を停止する。このことにより、信号選択送信部３５は学習制御信号３４を選択してインバータ１３に送信する。このことにより、燃料電池発電ユニット１０は、熱エネルギ優先モードでの発電量で発電を行い、燃料電池発電ユニット１０の熱エネルギと電力エネルギとを利用して燃料電池発電ユニット１０のエネルギ利用効率向上を図ることができる。
【００７４】
このように本実施の形態によれば、インターネット１２０から受信された予測日射量に基づいて第１管理制御信号７１が作成される。このことにより、予測日射量に応じて、各発電ユニット１０、４０の運転および停止を切り換えることができ、燃料電池発電ユニット１０、太陽光発電ユニット４０および蓄電池ユニット５０における総合的な電力エネルギの利用効率をより一層向上させることができる。
【００７５】
（第３の実施の形態）
次に、図４を用いて、本発明の第３の実施の形態におけるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置について説明する。
【００７６】
図４に示す第３の実施の形態においては、インターネットから得られた逆潮流許可指令に基づいて逆潮流防止機能が解除される点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
図４に示すように、コージェネレーションシステム１は、商用電力系統１１０において電力不足が懸念される場合に発せられ得る逆潮流許可指令を、インターネット１２０から受信可能な上位制御装置１３０を更に備えている。上位制御装置１３０は、受信した逆潮流許可指令を、逆潮流許可指令信号１３２としてＨＥＭＳ管理装置６０に送信する。ＨＥＭＳ管理装置６０は、受信した逆潮流許可指令に基づいて、逆潮流防止機能を解除する。
【００７８】
すなわち、ＨＥＭＳ管理装置６０は、上述したように、逆潮流防止用センサ６５により検出された電力量に基づいて、蓄電池ユニット５０が逆潮流するおそれがあると判断した場合には、逆潮流防止機能を動作させて、燃料電池発電ユニット１０の運転停止の指示および蓄電池ユニット５０の放電停止の指示のうちの少なくとも一方の指示を行う。逆潮流防止機能は、熱エネルギ優先モード、電力エネルギ優先モードのいずれにおいても可能となっている。
【００７９】
しかしながら、ＨＥＭＳ管理装置６０が逆潮流許可指令を受信した場合には、逆潮流防止用センサ６５により検出された電力量に関わることなく、燃料電池発電ユニット１０の運転停止の指示を行うこともなく、かつ蓄電池ユニット５０への放電停止の指示を行うこともない。このようにして、ＨＥＭＳ管理装置６０の逆潮流防止機能が解除され、燃料電池発電ユニット１０の発電電力と、蓄電池ユニット５０の放電電力を、商用電力系統１１０に供給する（逆潮流する）ことができ、商用電力系統１１０の安定化に寄与することができる。
【００８０】
逆潮流防止機能を解除する場合、燃料電池発電ユニット１０においては、例えば、電力エネルギ優先モードで燃料電池発電ユニット１０の運転が行われることが好適である。この場合、燃料電池発電ユニット１０において、熱エネルギの利用よりも電力エネルギの利用が優先されるため、商用電力系統１１０に供給される電力量を増大させることができる。
【００８１】
このように本実施の形態によれば、インターネット１２０から受信された逆潮流許可指令に基づいて、ＨＥＭＳ管理装置６０の逆潮流防止機能が解除される。このことにより、燃料電池発電ユニット１０の発電電力と蓄電池ユニット５０の放電電力とを商用電力系統１１０に供給することができ、商用電力系統１１０の安定化に寄与することができる。
【００８２】
なお、図４に示す上位制御装置１３０は、図３に示す上位制御装置１３０のように、インターネット１２０から得られた予測日射量を受信可能に構成されていてもよい。この場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、予測日射量に基づいて第１管理制御信号７１を作成することが好適である。
【００８３】
（第４の実施の形態）
次に、図５を用いて、本発明の第４の実施の形態におけるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置について説明する。
【００８４】
図５に示す第４の実施の形態においては、ＨＥＭＳ管理装置が、燃料電池制御装置に内蔵されている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８５】
図５に示すように、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池制御装置３０に内蔵されている。この場合、ＨＥＭＳ管理装置６０は、燃料電池制御装置３０にハード的に内蔵されてもよい。あるいはソフト的に内蔵されてもよい。この場合、燃料電池制御装置３０内に、ＨＥＭＳ管理装置６０の機能を実行可能なプログラムが演算処理部として設けられる。
【００８６】
このように本実施の形態によれば、ＨＥＭＳ管理装置６０の設置スペースを省略することができ、コージェネレーションシステム１全体の設置スペースを低減することができる。
【００８７】
（第５の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第５の実施の形態におけるコージェネレーションユニット、これを備えたコージェネレーションシステム、および電力エネルギ管理装置について説明する。
【００８８】
図６に示す第５の実施の形態においては、ＨＥＭＳ管理装置に、学習制御信号作成部と信号選択送信部とが内蔵されている点が主に異なり、他の構成は、図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８９】
図６に示すように、ＨＥＭＳ管理装置６０は、上述したＨＥＭＳ管理装置６０自体の各種機能を含むＨＥＭＳ管理装置本体６６と、学習制御信号作成部３１と、信号選択送信部３５と、を有している。すなわち、学習制御信号作成部３１と信号選択送信部３５が、ＨＥＭＳ管理装置６０に内蔵されている。学習制御信号作成部３１と信号選択送信部３５は、ＨＥＭＳ管理装置６０内に、ソフト的にプログラミングされるように内蔵されていることが好適である。
【００９０】
電力需要３２と熱需要３３は、ＨＥＭＳ管理装置６０に内蔵された学習制御信号作成部３１に送信される。ＨＥＭＳ管理装置本体６６において作成された第１管理制御信号７１は、内蔵された信号選択送信部３５に送信される。
【００９１】
信号選択送信部３５において選択された信号は、当該信号選択送信部３５から燃料電池発電ユニット１０のインバータ１３に送信される。この際、選択された信号は、燃料電池発電ユニット１０の燃料電池制御装置３０を経由してインバータ１３に送信されるようにしてもよい。
【００９２】
このように本実施の形態によれば、学習制御信号作成部３１と信号選択送信部３５とをＨＥＭＳ管理装置６０に内蔵させることができる。このため、燃料電池発電ユニット１０の燃料電池制御装置３０内に、学習制御信号作成部３１と信号選択送信部３５とをプログラミングすることを省略することができ、燃料電池発電ユニット１０の低コスト化を図ることができる。
【００９３】
以上述べた本実施の形態によれば、電力エネルギ管理装置の管理下においてもコージェネレーションユニットの熱エネルギ利用効率の低下を抑制できる。
【００９４】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９５】
１      コージェネレーションシステム
１０    燃料電池発電ユニット
１２    燃料電池スタック
１３    インバータ
３０    燃料電池制御装置
３１    学習制御信号作成部
３２    電力需要
３３    熱需要
３４    学習制御信号
３５    信号選択送信部
４０    太陽光発電ユニット
５０    蓄電池ユニット
６０    ＨＥＭＳ管理装置
７１    第１管理制御信号
８１    選択信号設定部
１２０  インターネット
１３０  上位制御装置
【図１】
2015162966.tif 000003
【図２】
2015162966.tif 000004
【図３】
2015162966.tif 000005
【図４】
2015162966.tif 000006
【図５】
2015162966.tif 000007
【図６】
2015162966.tif 000008