(57)【要約】【課題】エネルギー発生機器とエネルギー消費機器との組合せを評価して最も効率のよい組合せを求めることができるエネルギーコスト評価システム及び評価方法を提供する。【解決手段】複数の機器から成る評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを評価するエネルギーコスト評価システムであって、評価対象設備で消費されるエネルギーを計算するための条件を設定する設定部１０と、この設定部１０で設定された条件に基づいて、複数の機器の構成及び効率を変更しながら複数のケースについて、評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを計算する計算部２０と、この計算部２０で計算されたエネルギーのコストを表示する表示部３０とを備えている。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機器から成る評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを評価するエネルギーコスト評価システムであって、
前記評価対象設備で消費されるエネルギーを計算するための条件を設定する設定部と、
前記設定部で設定された条件に基づいて、前記複数の機器の構成及び効率を変更しながら複数のケースについて、前記評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを計算する計算部と、
前記計算部で計算されたエネルギーのコストを表示する表示部、
とを備えたエネルギーコスト評価システム。
【請求項２】
前記設定部で設定される前記条件は、前記複数の機器を示す情報、前記複数の機器の各々の運用及び前記複数の域の各々の仕様を規定する機器条件、並びに前記評価対象設備の系統を表す系統情報、前記評価対象設備のエネルギー需要を表す情報、電力料金及びガス料金を含む計算条件から成る請求項１に記載のエネルギーコスト評価システム。
【請求項３】
複数の機器から成る評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを評価するエネルギーコスト評価方法であって、
前記評価対象設備で消費されるエネルギーを計算するための条件を設定する設定ステップと、
前記設定された条件に基づいて、前記複数の機器の構成及び効率を変更しながら複数のケースについて、前記評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを計算する計算ステップと、
前記計算ステップで計算されたエネルギーのコストを表示する表示ステップ、とを備えたエネルギーコスト評価方法。
【請求項４】
前記設定ステップで設定される前記条件は、前記複数の機器を示す情報、前記複数の機器の各々の運用及び前記複数の域の各々の仕様を規定する機器条件、並びに前記評価対象設備の系統を表す系統情報、前記評価対象設備のエネルギー需要を表す情報、電力料金及びガス料金を含む計算条件から成る請求項３に記載のエネルギーコスト評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギーコスト評価システム及びエネルギーコスト評価方法に関し、特に各需要家の設備に好適なエネルギー機器の組み合わせを求める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホテル、スーパーマーケット、病院、レストラン、コンビニエンスストア、個人住宅といった需要家において消費されるエネルギーは、一般に、電力会社から電力として供給されている。しかしながら、近年は、環境問題や資源の量的な問題から、火力、水力、原子力といったエネルギーの供給設備を新たに設置することが困難になってきている。
【０００３】
そこで、需要家が消費するエネルギーとして、電力会社から供給される電力の他に、新エネルギーを利用することが要請されている。このような要請に応えるために、例えば燃料電池、マイクロガスタービンのような分散電源用機器や、風車、太陽電池のような自然エネルギーを利用した機器といった多種多様なエネルギー発生機器が開発され、実用に供されつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した新エネルギーは、単独では需要家の複数種類のエネルギー消費機器やエネルギー消費量に対応できないことが多い。そのため、需要家の複数のエネルギー消費機器に複数種類のエネルギーを供給し、以て需要家の要請に応える方策がとられている。
【０００５】
この場合、何れのエネルギー消費機器に何れの種類のエネルギーをどの程度消費するのが最も効率がよいかを決定する必要がある。ところが、従来は、試行錯誤或いは経験に基づく勘によりこれを決定しており、必ずしも最適な効率でエネルギーが消費されているとは言えない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、エネルギー発生機器とエネルギー消費機器との組合せを評価して最も効率のよい組合せを求めることができるエネルギーコスト評価システム及びエネルギーコスト評価方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明の第１の態様に係るエネルギーコスト評価システムは、上記目的を達成するために、複数の機器から成る評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを評価するエネルギーコスト評価システムであって、評価対象設備で消費されるエネルギーを計算するための条件を設定する設定部（１０）と、この設定部（１０）で設定された条件に基づいて、複数の機器の構成及び効率を変更しながら複数のケースについて、評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを計算する計算部（２０）と、この計算部（２０）で計算されたエネルギーのコストを表示する表示部（３０）とを備えている。
【０００９】
このエネルギーコスト評価システムによれば、複数の機器の構成及び効率を変更しながら複数のケースについて、評価対象設備で消費されるエネルギーのコストが計算されるので、需要家に最も好適なエネルギーの種類とエネルギー消費機器との組合せを求めることができる。
【００１０】
この第１の態様に係るエネルギーコスト評価システムにおいて、設定部（１０）で設定される条件は、複数の機器を示す情報、複数の機器の各々の運用及び複数の域の各々の仕様を規定する機器条件、並びに評価対象設備の系統を表す系統情報、評価対象設備のエネルギー需要を表す情報、電力料金及びガス料金を含む計算条件から構成できる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係るエネルギーコスト評価方法は、上記と同様の目的で、複数の機器から成る評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを評価するエネルギーコスト評価方法であって、前記評価対象設備で消費されるエネルギーを計算するための条件を設定する設定ステップと、前記設定された条件に基づいて、前記複数の機器の構成及び効率を変更しながら複数のケースについて、前記評価対象設備で消費されるエネルギーのコストを計算する計算ステップと、前記計算ステップで計算されたエネルギーのコストを表示する表示ステップ、とを備えている。
【００１２】
この第２の態様に係るエネルギーコスト評価方法において、設定ステップで設定される条件は、複数の機器を示す情報、複数の機器の各々の運用及び複数の域の各々の仕様を規定する機器条件、並びに評価対象設備の系統を表す系統情報、評価対象設備のエネルギー需要を表す情報、電力料金及びガス料金を含む計算条件から構成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムが形成されるコンピュータシステムの構成を示す図である。このコンピュータシステムは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）１に接続されたサーバ２、クライアント４１〜４４及びモデム５１から構成されている。
【００１５】
サーバ２は、サーバコンピュータ、ワークステーション、汎用コンピュータいった比較的高性能のコンピュータから構成されている。このサーバ２は、エネルギーコスト評価システムにおける運転計画及びコスト計算（詳細は後述する）を行う。このサーバ２にはデータベース３が接続されている。このデータベース３は、サーバ２に入力された情報、サーバ２が計算した結果、サーバ２が出力する情報等が記憶される。
【００１６】
クライアント４１〜４４は、例えばパーソナルコンピュータから構成されている。このクライアント４１〜４４には、システム図面描き専用のソフトウェアツール及びＷｅｂブラウザがインストールされている。システム図面描き専用のソフトウェアツールは、それが提供するブロック図を用いて、機器条件をサーバ２に設定するために使用される。Ｗｅｂブラウザは、その他の計算条件をサーバ２に設定すると共に、サーバ２による計算結果を表示するために使用される。
【００１７】
モデム５１は、回線６を介してモデム５２に接続され、モデム５２はクライアント４５に接続されている。クライアント４５は、ＬＡＮ１に接続されているクライアント４１〜４４と同じものである。この構成により、遠隔地に設置されたクライアント４５からエネルギーコスト評価システムを使用可能になっている。
【００１８】
次に、上述したコンピュータシステム上に形成される本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムを説明する。図２は、このエネルギーコスト評価システムを概略的に示す図である。このエネルギーコスト評価システムは、大きく分けると、設定（入力）部１０、運転計画及びコスト計算部２０及び結果表示（出力）部３０から構成されている。
【００１９】
設定部１０は、クライアント４１〜４５上に形成され、機器条件及びその他の計算条件を設定するために使用される。具体的には、設定部１０では、機器条件として、機器の構成、機器の運用、各機器の仕様が入力される。また、その他の計算条件として、系統情報、エネルギー需要、電気料金及びガス料金といった情報が入力される。この設定部１０では、機器条件の設定は、図３に示すような、システム図面描き専用のソフトウェアツールによって提供されるブロック図を用いて行われる。その他の計算条件の設定は、図４に示すような、Ｗｅｂブラウザを用いて行われる。
【００２０】
「機器の構成」としては、エネルギーを発生する機器の種類、エネルギーを消費する機器の種類が入力される。このエネルギーコスト評価システムで取り扱い可能な機器は、例えば、発電機器、ターボ冷凍機、蒸気発生機器、吸収冷凍機、蓄電機器、蓄熱機器、蓄冷機器、電気ヒータ、ガス冷凍機、貯湯槽、排ガス回収ボイラ、排ガス回収冷凍機等である。
【００２１】
「機器の運用」としては、各発電機器の運転期間、例えば月（夏季、冬季）、日（平日、休日）、時間（昼間、夜間）といった情報が入力される。「各機器の仕様」としては、負荷毎の出力と消費燃料又は電力や燃料の種類、蓄電・蓄熱機器ではその容量、蓄熱・蓄電に必要な燃料又は電力、蓄電・蓄熱したエネルギーを単位時間あたりに使用できる量等が入力される。
【００２２】
「系統情報」としては、複数の系統の各々に接続された発電機器及び電力消費機器等の情報が入力される。系統としては、需要家系統、供給系統及びシステム内系統（各系統について３系統まで）に対応可能になっている。「エネルギー需要」としては、需要家の設備の規模に応じて決定される消費電力や消費される蒸気の量等の情報が入力される。このエネルギー需要の実施の形態は、予め典型的な需要家毎に設定されている電気、冷房、暖房、給湯等の需要を表すエネルギー需要テンプレートデータを例えば床面積で換算して算出される。「電力料金」及び「ガス料金」としては、電力会社及びガス会社との間で契約された料金が入力される。この設定部１０で入力された情報はＣＳＶファイルとして運転計画及びコスト計算部２０に送られる。
【００２３】
運転計画及びコスト計算部２０は、サーバ２上に形成される。全体管理システム２１、データ変換部２２、機器運転計画部２３、コスト計算部２４及びデータ変換部２５から構成されている。全体管理システム２１は、データ変換部２２、機器運転計画部２３、コスト計算部２４及びデータ変換部２５を管理すると共にその実行を制御する。
【００２４】
データ変換部２２は、設定部１０からＣＳＶファイルとして送られてくるＣＳＶ形式のデータを、Ｃ言語やベーシック（Ｂａｓｉｃ）言語で取り扱い可能なデータに変換する。このデータ変換部２２で変換されたデータは、機器運転計画部２３に送られる。
【００２５】
機器運転計画部２３は、負荷率、買電量、蓄電量及び蓄熱量を計算する。具体的には、機器運転計画部２３は、１時間毎の負荷率を算出する。同時に、その時の買電量を算出する。買電量の算出は、用意した機器ではエネルギーが不足する場合、又は用意した機器で発電するよりも電力を購入したほうがコストが安価な場合に行われる。また、需要家の設備にリチウム電池のような蓄電可能な機器が含まれており、夜間に蓄電し昼間に使用するという運転が行われる場合は、蓄電量が計算される。更に、需要家の設備に蓄熱機器が含まれており、夜間の安価な電力で発熱させて蓄熱しておき、昼間にこれを使用するという運転が行われる場合は、蓄熱量が計算される。この機器運転計画部２３で計算された負荷率、買電量、蓄電量及び蓄熱量は、コスト計算部２４に送られる。
【００２６】
コスト計算部２４は、機器運転計画部２３から送られてくる負荷率、買電量、蓄電量及び蓄熱量に基づいて、電気代、ガス代、ＣＯ２排出量及び維持費を計算する。ＣＯ２排出量は、機器の運転に伴って排出されるＣＯ２の量である。維持費は、定期的な保守に必要な費用であり、例えばガスエンジンの場合は、年間の潤滑油代、保守員の人件費や設備代等を含む。このコスト計算部２４で計算された電気代、ガス代、ＣＯ２費及び維持費といったデータは、データ変換部２５に送られる。
【００２７】
データ変換部２５は、コスト計算部２４から送られてくるデータをＣＳＶ形式のデータに変換し、ＣＳＶファイルとして結果表示部３０に送る。
【００２８】
結果表示部３０は、クライアント４１〜４５上に形成される。この結果表示部３０は、運転計画及びコスト計算部２０から送られてくるＣＳＶファイルに基づいて、運転計画及びコスト計算部２０で計算された計算結果を表示する。この計算結果の表示は、図５に示すような、Ｗｅｂブラウザ上に棒グラフ、折れ線グラフ、表等を表示することにより行われる。この結果表示部３０で表示される情報には、コスト、発電及び買電量、ガス使用量、機器の稼働状況、ＣＯ２排出量、エネルギー需要、並びに余剰蒸気及び電力等が含まれる。
【００２９】
「コスト」は、設定部１０で入力された情報により構成される設備で運転を行った場合のコストである。「発電及び買電量」は、上記設備を運転した場合のトータル及び機器毎の発電量及び買電量である。「ガス使用量」は、上記設備を運転した場合のトータル及び機器毎のガスの使用量である。
【００３０】
「機器の稼働状況」は、各機器の負荷率の推移である。「ＣＯ２排出量」は上記設備で排出されるＣＯ２の量である。「エネルギー需要」は、上述した設定部１０で入力されるエネルギー需要と同じである。「余剰蒸気及び電力」は、上記設備で余った蒸気及び電力である。
【００３１】
次に、このエネルギーコスト評価システムで評価対象とする設備の例を図６に示す。この評価対象設備は、第１ガスエンジン（ＧＥ１）５０、第２ガスエンジン（ＧＥ２）５１、第１排ガス回収ボイラ（ＨＲＳＧ１）５２、第２排ガス回収ボイラ（ＨＲＳＧ２）５３、蒸気ボイラ５４、第１空気熱源ヒートポンプ（ＨＰ１）５５、第２空気熱源ヒートポンプ（ＨＰ２）５６、並びに貯湯槽５７といったエネルギー発生機器から構成されている。
【００３２】
この設備は電力系統と蒸気系統とを有する。電力系統は、入力側の電力会社から供給される業務要電力、第１ガスエンジン５０及び第２ガスエンジン５１と、出力側の第１空気熱源ヒートポンプ５５及び第２空気熱源ヒートポンプ５６とから成る。この電気系統からの電力はエネルギー消費機器としての電灯の電力として使用される。蒸気系統は、入力側のガス（１３Ａ）、第１排ガス回収ボイラ５２、第２排ガス回収ボイラ５３の蒸気ボイラ５４と、出力側の貯湯槽５７とから成る。
【００３３】
なお、第１ガスエンジン５０、第２ガスエンジン５１及び蒸気ボイラ５４は、ガスをエネルギー源として駆動され、第１排ガス回収ボイラ５２及び第２排ガス回収ボイラ５３は、ガス及び電気をエネルギー源として駆動される。また、第１空気熱源ヒートポンプ５５及び第２空気熱源ヒートポンプ５６は、客室他のエネルギー消費機器としての冷房機器を駆動し、貯湯槽５７は、客室他のエネルギー消費機器としての給湯機器を駆動する。
【００３４】
次に、図１及び図２に示される構成のエネルギーコスト評価システムの動作を、図７に示したフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下では、評価対象設備として、図６に示した設備が使用されるものとして説明する。
【００３５】
先ず、ユーザは、クライアント４１〜４５上に形成された設定部１０を用いて機器条件及びその他の計算条件を設定する。即ち、設定部１０では、システム図面描き専用のソフトウェアツールによって提供されるブロック図を用いてを用いて、図６に示した機器の構成、機器の運用、各機器の仕様に関する情報が入力され、Ｗｅｂブラウザを用いて、系統情報、エネルギー需要、電気料金及びガス料金といった情報が入力される。この設定部１０で入力された情報はＣＳＶファイルとして、サーバ２に形成されている運転計画及びコスト計算部２０に送られる。
【００３６】
運転計画及びコスト計算部２０では、図７のフローチャートに示すように、先ず、条件読み込みが行われる（ステップＳ１０）。即ち、データ変換部２２は、設定部１０からＣＳＶファイルを読み込み、ＣＳＶ形式のデータを、Ｃ言語やベーシック（Ｂａｓｉｃ）言語で取り扱い可能なデータに変換し、機器運転計画部２３に送る。
【００３７】
機器運転計画部２３は、データ変換部２２からのデータに基づいて機器、系統接続解析を行う（ステップＳ１１）。次いで、機器優先順位が設定される（ステップＳ１２）。即ち、機器の構成を表すデータで示される複数の機器のうち、何れの機器を優先的に使用するかが決定される。次いで、ステップＳ１２で優先順位が設定された各機器に負荷が割り当てられる（ステップＳ１３）。機器運転計画部２３は、以上の処理によって得られたデータをコスト計算部２４に送る。
【００３８】
コスト計算部２４は、機器運転計画部２３から得られたデータに基づいてコスト計算を行う（ステップＳ１４）。次いで、コスト計算により得られたコストデータがデータベース３に登録される（ステップＳ１５）。以上のステップＳ１２〜Ｓ１５の処理は、機器優先順位及び割り当てる負荷を変えながら幾つかのケースについて実行される。
【００３９】
図８はコスト計算の結果の一例を示す。この例では、ケース１からケース４になるに従って総コストが小さくなる。即ち、図６に示した設備では、第１ガスエンジン５０及び第２ガスエンジン５１を効率４０％で運転し、業務用季節別時間帯別電力２型という電気契約を行った場合が、総コストが最も安くなるという結果が得られる。
【００４０】
次いで、機器負荷が決定される（ステップＳ１６）。即ち、総コストが最も安くなる機器の組合せが決定され、この場合の各機器の負荷が決定される。実際の設備では、ここで決定された負荷に従って各機器の運転が行われる。
【００４１】
以上は、或る時点におけるエネルギーコストを算出する処理であるが、エネルギー需要の１年分の計画を立てるには、図９に示すように、ステップＳ１０〜Ｓ１６の処理が、２４時間毎に１年間分繰り返して実行される。
【００４２】
以上のようにして運転計画及びコスト計算部２０で得られてデータベース３に格納されているデータは、データ変換部２５に送られる。そして、このデータ変換部２５でＣＳＶ形式のデータに変換され、ＣＳＶファイルとしてクライアント４１〜４５に形成された結果表示部３０に送られる。そして、結果表示部３０において、Ｗｅｂブラウザ上に棒グラフ、折れ線グラフ、表等で表示される。
【００４３】
以上説明したように、この実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムによれば、機器の設定を、システム図面描き専用のソフトウェアツールによって提供されるブロック図を用いて、その他の各種設定はＷｅｂブラウザを用いて行うようにしたので、操作が簡単である。
【００４４】
また、この実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムによれば、分散電源装置として提供されているガスタービン、ガスエンジン、燃料電池、風力発電装置、太陽電池といった幅広い機器やシステムを統一的な尺度で評価することが可能になる。
【００４５】
また、この実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムによれば、エネルギー需要に関して、ホテル、スーパーマーケット、病院、レストラン、コンビニエンスストア、個人住宅といった需要家毎のエネルギー需要テンプレートデータを備えているので、このエネルギー需要テンプレートデータを需要家の規模に合わせて変更することにより、需要家の設備の規模に応じて決定される消費電力や消費される蒸気の量等の情報を入力できる。その結果、データ作成の手間を減らすことができる。
【００４６】
また、この実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムによれば、需要家系統、供給系統及びシステム内系統（各系統について３系統まで）が考慮されているので、大規模且つ複雑なコジェネレーションシステムにも対応可能である。更に、料金等のデータベース３をサーバ２で一括管理しているので、データベース３の更新等をユーザの手で行う必要がなく、ユーザのシステム維持のための労力を軽減できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、エネルギー発生機器とエネルギー消費機器との組合せを評価して最も効率のよい組合せを求めることができるエネルギーコスト評価システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムが形成されるコンピュータシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムを概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムにおける機器条件を設定するための画面例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムにおけるその他の計算条件を設定するための画面例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムにおける計算結果の表示画面例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムで評価対象とする設備の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムでのコスト計算結果の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るエネルギーコスト評価システムの変形に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１　ＬＡＮ
２　サーバ
３　データベース
４１〜４５　クライアント
５１、５２　モデム
６　回線
１０　設定部
２０　運転計画及びコスト計算部
２１　全体管理システム
２２　データ変換部
２３　機器運転計画部
２４　コスト計算部
２５　データ変換部
３０　結果表示部
【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】
2004085509.tif 000008
【図７】
2004085509.tif 000009
【図８】
2004085509.tif 000010
【図９】
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