(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、エネルギー消費部におけるエネルギー消費パターンに合わせてエネルギー発生装置の計画運転を行うことで、充分なエネルギーコスト低減効果を得ることができるエネルギーシステムを提供することにある。【解決手段】  記憶手段が、実負荷データを、第１設定周期内における該実負荷データの単位時間毎の該周期に対する相対時期に関する第１分類と、第１設定周期よりも長い第２設定周期内における該実負荷データの第１設定周期毎の該周期に対する相対時期に関する第２分類とに関連付けて記憶し、運転制御手段が、計画対象時期に対応する第１分類に関連付けられた実負荷データと、計画対象時期に対応する第１分類且つ第２分類に関連付けられた実負荷データとを、計画対象時期から近い順に夫々複数抽出し、その抽出した複数の実負荷データを用いて、エネルギー発生装置の計画運転を行う。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー消費部で消費されるエネルギーを発生するエネルギー発生装置と、単位時間毎のエネルギー負荷に関する負荷データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記負荷データを用いて前記エネルギー発生装置の計画運転を行う運転制御手段とを備えたエネルギーシステムであって、
前記記憶手段が、前記エネルギー消費部での実際の負荷データである実負荷データを取得して、前記実負荷データを、第１設定周期内における該実負荷データの前記単位時間毎の該第１設定周期に対する相対時期に関する第１分類と、前記第１設定周期よりも長い第２設定周期内における該実負荷データの前記第１設定周期毎の該第２設定周期に対する相対時期に関する第２分類とに関連付けて記憶するように構成され、
前記運転制御手段が、計画対象時期に対応する前記第１分類に関連付けられて前記記憶手段に記憶された前記実負荷データを前記計画対象時期から近い順に複数抽出すると共に、前記計画対象時期に対応する前記第１分類且つ前記第２分類に関連付けられて前記記憶手段に記憶された前記実負荷データを前記計画対象時期から近い順に複数抽出し、前記記憶手段から抽出した複数の前記実負荷データを用いて、前記エネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されているエネルギーシステム。
【請求項２】
前記運転制御手段が、前記記憶手段から抽出した複数の前記実負荷データの夫々に重み係数を付して加算した重み付き加算値を、前記計画対象時期におけるエネルギー負荷に関する予測負荷データとして算出し、前記予測負荷データに基づいて前記エネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されている請求項１に記載のエネルギーシステム。
【請求項３】
前記運転制御手段が、前記記憶手段から抽出した夫々の前記実負荷データの前記計画対象時期における実負荷データに対する偏差に基づいて、前記夫々の重み係数を補正する重み係数補正処理を実行するように構成されている請求項２に記載のエネルギーシステム。
【請求項４】
前記エネルギー発生装置がエネルギーとして電力を発生するように構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載のエネルギーシステム。
【請求項５】
前記第１設定周期が１日且つ前記第１分類が時刻であり、前記第２設定周期が１週間且つ前記第２分類が曜日であると共に、
前記運転制御手段が、前記計画対象時期を基準に６日前までの各日の該計画対象時期と同時刻の前記実負荷データの複数と、前記計画対象時期を基準に３週間前までの各週の該計画対象時期と同曜日且つ同時刻の前記実負荷データの複数とを用いて、前記エネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載のエネルギーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー消費部で消費されるエネルギーを発生するエネルギー発生装置と、単位時間毎のエネルギー負荷に関する負荷データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記負荷データを用いて前記エネルギー発生装置の計画運転を行う運転制御手段とを備えたエネルギーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなエネルギーシステムとして、エネルギーとしての熱のみを発生するヒートポンプ（エネルギー発生装置の一例）等を備えた熱源システム、エネルギーとしての電力のみを発生する発電装置（エネルギー発生装置の一例）等を備えた発電システム、エネルギーとしての熱と電力とを発生する熱電併給装置（エネルギー発生装置の一例）を備えたコージェネレーションシステム等がある。
【０００３】
エネルギーシステムは、例えば一般家庭に設置され、エネルギー発生装置を運転させて、そのエネルギー発生装置が発生したエネルギーをエネルギー消費部に供給するように構成されており、家庭等でのエネルギーコストの低減を図ることを可能にするものである。
【０００４】
例えば、エネルギーシステムとしてのコージェネレーションシステムは、熱電併給装置にて発電される電力をエネルギー消費部としての電気機器に供給し、熱電併給装置から発生する熱により湯水を生成し、その湯水を一旦貯湯槽に貯湯してエネルギー消費部としての給湯機器や暖房機器に供給するように構成されており、熱電併給装置としては、発電機とその発電機を駆動するエンジンや外燃機関等とを備えて構成したり、燃料電池を備えて構成したりする。
【０００５】
このようなエネルギーシステムとして、単位時間毎の熱負荷及び電力負荷の夫々のエネルギー負荷に関する負荷データを記憶する記憶手段、及び、記憶手段に記憶された負荷データを用いて熱電併給装置の計画運転を行う運転制御手段として機能するコンピュータからなる制御部を備えたコージェネレーションシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
詳しくは、記憶手段が、１時間（単位時間）毎のエネルギー消費部での実際の実負荷データを取得して、その実負荷データを１日間内における時刻及び１週間内における曜日に関連付けて記憶し、運転制御手段が、次の日における各時刻を計画対象時期に設定して、その計画対象時期の１日前の同時刻に関連付けて記憶された実負荷データと、その計画対象時期の１週間前の同時刻に関連付けて記憶された実負荷データとを用いて、その計画対象時期において予測される予測負荷データを求め、その予測負荷データに基づいて、熱電併給装置の計画運転を行うように構成されている。
【０００７】
そして、このようなコージェネレーションシステムは、記憶手段により記憶されたエネルギー消費部における実際の実負荷データに基づいて、熱電併給装置の計画運転を行うことにより、エネルギー消費部の実際のエネルギー消費状況に合わせて、効率良く熱及び電力であるエネルギーを発生及び供給して、エネルギーコスト低減効果を向上することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２４８９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のエネルギーシステムでは、運転制御手段により、計画対象時期の１日前及び１週間前の同時刻に関連付けて記憶された夫々の実負荷データを用いてエネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されているので、例えば、計画対象時期が祝日である場合や、使用者が平日に休暇を取った場合などのように、計画対象時期において１日前又は１週間前におけるエネルギー消費パターンに相関が無い形態でエネルギー消費部においてエネルギーが消費された場合には、運転制御手段による負荷データの予測精度が低下して、エネルギー発生装置によるエネルギー発生量のエネルギー消費部におけるエネルギー消費量に対する過不足が増加し、充分なエネルギーコスト低減や省エネルギー効果を得ることができなくなる場合がある。
また、上記のようなエネルギー消費部におけるエネルギー消費パターンの過去との相関は、使用者の生活パターンの変化やエネルギーを消費する機器の変更等により、変化する場合がある。
【００１０】
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、エネルギー消費部におけるエネルギー消費パターンに合わせてエネルギー発生装置の計画運転を行うことで、充分なエネルギーコスト低減効果を得ることができるエネルギーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係るエネルギーシステムの第１特徴構成は、エネルギー消費部で消費されるエネルギーを発生するエネルギー発生装置と、単位時間毎のエネルギー負荷に関する負荷データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記負荷データを用いて前記エネルギー発生装置の計画運転を行う運転制御手段とを備えたエネルギーシステムであって、
前記記憶手段が、前記エネルギー消費部での実際の負荷データである実負荷データを取得して、前記実負荷データを、第１設定周期内における該実負荷データの前記単位時間毎の該第１設定周期に対する相対時期に関する第１分類と、前記第１設定周期よりも長い第２設定周期内における該実負荷データの前記第１設定周期毎の該第２設定周期に対する相対時期に関する第２分類とに関連付けて記憶するように構成され、
前記運転制御手段が、計画対象時期に対応する前記第１分類に関連付けられて前記記憶手段に記憶された前記実負荷データを前記計画対象時期から近い順に複数抽出すると共に、前記計画対象時期に対応する前記第１分類且つ前記第２分類に関連付けられて前記記憶手段に記憶された前記実負荷データを前記計画対象時期から近い順に複数抽出し、前記記憶手段から抽出した複数の前記実負荷データを用いて、前記エネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されている点にある。
【００１２】
上記第１特徴構成によれば、上記記憶手段が、エネルギー消費部における実負荷データを取得し、その取得した実負荷データを、１日間等の第１設定周期内における時刻等の第１分類、及び、第１設定周期よりも長い１週間等の第２設定周期内における曜日等の第２分類の夫々に関連付けて記憶して、上記運転制御手段が、計画対象時期に対応する前記第１分類且つ前記第２分類に関連付けられて記憶手段に記憶された実負荷データを計画対象時期から近い順に複数抽出して、その複数の実負荷データを用いてエネルギー発生装置の計画運転を行うことで、エネルギー消費部の実際のエネルギー消費状況に充分に合わせたエネルギー発生装置の計画運転を行うことができる。
即ち、計画対象時期に対応する第１分類の最新の実負荷データとしての例えば計画対象時期の１日前の実負荷データや、計画対象時期に対応する第２分類の最新の実負荷データとしての例えば計画対象時期の１週間前の実負荷データに相関が無い形態で、計画対象時期にエネルギー消費部においてエネルギーが消費された場合でも、その最新の実負荷データ以外の実負荷データとして、例えば計画対象時期の２日以前の実負荷データや計画対象時期の２週間以前の実負荷データ等の、エネルギー消費部における実際のエネルギー消費状況にあった実負荷データをも考慮した形態で、エネルギー発生装置の計画運転を行うことができる。
従って、本発明により、エネルギー消費部におけるエネルギー消費パターンに合わせてエネルギー発生装置の計画運転を行うことで、充分なエネルギーコスト低減効果を得ることができるエネルギーシステムを提供することができた。
【００１３】
本発明に係るエネルギーシステムの第２特徴構成は、前記運転制御手段が、前記記憶手段から抽出した複数の前記実負荷データの夫々に重み係数を付して加算した重み付き加算値を、前記計画対象時期におけるエネルギー負荷に関する予測負荷データとして算出し、前記予測負荷データに基づいて前記エネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されている点にある。
【００１４】
上記第２特徴構成によれば、上記運転制御手段により、上記重み付き加算値として算出された予測負荷データに基づいて、例えばエネルギー発生装置の運転の可否又は運転出力を決定する形態で、エネルギー発生装置の計画運転を行うことで、計画対象時期のエネルギー消費パターンに対する夫々の実負荷データの相関の度合いに合わせて夫々の重み係数を設定し、エネルギー消費部におけるエネルギー消費パターンに簡単且つ的確に合わせてエネルギー発生装置の計画運転を行うことができる。
【００１５】
本発明に係るエネルギーシステムの第３特徴構成は、前記運転制御手段が、前記計画対象時期における前記予測負荷データの前記実負荷データに対する偏差に基づいて、前記記憶手段から抽出した複数の前記実負荷データに付する夫々の重み係数を補正する重み係数補正処理を実行するように構成されている点にある。
【００１６】
上記第３特徴構成によれば、上記運転制御手段により、計画対象時期の予測負荷データを、複数の実負荷データの重み付き加算値として算出する場合に、その計画対象時期の実負荷データが実際に得られた際に、予測負荷データの算出に用いた夫々の実負荷データの計画対象時期における実負荷データに対する偏差を求め、その偏差に基づいて、複数の前記実負荷データに付する夫々の重み係数を補正することで、エネルギー消費部におけるエネルギー消費パターンが使用者の生活パターンの変化やエネルギーを消費する機器の変更等により変化する場合でも、エネルギー消費パターンの変化に合わせて適切に重み係数を補正することができる。
【００１７】
本発明に係るエネルギーシステムの第４特徴構成は、前記エネルギー発生装置がエネルギーとして電力を発生するように構成されている点にある。
【００１８】
入浴時間のずれや暖房時間のずれなどによりその消費パターンが安定し難い熱負荷ではなく、エネルギー消費パターンの過去との相関が比較的安定している電力負荷の方が、過去における電力についての実負荷データを用いて、計画対象時期の予測負荷データを高精度に求めることができる。
そこで、上記第４特徴構成によれば、エネルギー発生装置がエネルギーとして電力を発生する場合に、その電力負荷についての実電力負荷データの複数を用いてエネルギー発生装置の計画運転することで、電力を消費するエネルギー消費部のエネルギー消費パターンに合わせて効率良くエネルギー発生装置により電力を発生及び供給して、エネルギーコスト低減効果を向上することができる。
【００１９】
本発明に係るエネルギーシステムの第５特徴構成は、前記第１設定周期が１日且つ前記第１分類が時刻であり、前記第２設定周期が１週間且つ前記第２分類が曜日であると共に、
前記運転制御手段が、前記計画対象時期を基準に６日前までの各日の該計画対象時期と同時刻の前記実負荷データの複数と、前記計画対象時期を基準に３週間前までの各週の該計画対象時期と同曜日且つ同時刻の前記実負荷データの複数とを用いて、前記エネルギー発生装置の計画運転を行うように構成されている点にある。
【００２０】
上記第５特徴構成によれば、上記記憶手段により、取得した実負荷データを第１設定周期である１日間内における時刻である第１分類と第２設定周期である１週間内における曜日である第２分類とに関連付けて記憶し、上記運転制御手段により、計画対象時期に対応する時刻又は曜日の実負荷データを用いてエネルギー発生装置の計画運転を行うことで、１日間且つ１週間の変動周期でエネルギーを消費する一般的なエネルギー消費パターンに合わせてエネルギー発生装置の計画運転を行うことができる。
また、計画対象時期と比較的相関がある６日前までの各日における同時刻の実負荷データと、計画対象時期と比較的相関がある３週間前までの同曜日且つ同時刻の実負荷データとを用いて、エネルギー消費部の実際のエネルギー消費状況に一層合わせたエネルギー発生装置の計画運転を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るエネルギーシステムを、コージェネレーションシステムに適応させた例を、図面に基づいて説明する。
【００２２】
このコージェネレーションシステムは、図１及び図２に示すように、エネルギーとして電力と熱とを発生する熱電併給装置（エネルギー発生装置の一例）である燃料電池１と、その燃料電池１にて出力される熱を冷却水にて回収して貯湯タンク２への貯湯及び熱消費端末３４（エネルギー消費部の一例）への熱媒供給を行う貯湯ユニット４と、燃料電池１及び貯湯ユニット４の運転を制御する運転制御部５などから構成されている。
【００２３】
前記燃料電池１は、電力と熱とを出力し、その出力を連続的又は段階的に調整可能に構成され、その燃料電池１の出力側には、系統連係用のインバータ６が設けられ、そのインバータ６は、燃料電池１の出力電力を商用系統７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。
前記商用系統７は、例えば、単相３線式１００／２００Ｖであり、商業用電力供給ライン８を介して、テレビ、冷蔵庫、洗濯機などの電力消費部９（エネルギー消費部の一例）に電気的に接続されている。
また、インバータ６は、コージェネ用供給ライン１０を介して商業用電力供給ライン８に電気的に接続され、燃料電池１からの発電電力がインバータ６及びコージェネ用供給ライン１０を介して電力消費部９に供給するように構成されている。
【００２４】
前記商業用電力供給ライン８には、電力消費部９の負荷電力を計測する電力負荷計測手段１１が設けられ、この電力負荷計測手段１１は、商業用電力供給ライン８を通して流れる電流に逆潮流が発生するか否かをも検出するように構成されている。
そして、逆潮流が生じないように、インバータ６により燃料電池１から商業用電力供給ライン８に供給される電力が制御され、発電電力の余剰電力は、その余剰電力を熱に代えて回収する電気ヒータ１２に供給されるように構成されている。
【００２５】
前記電気ヒータ１２は、複数の電気ヒータから構成され、冷却水循環ポンプ１５の作動により冷却水循環路１３を通流する燃料電池１の冷却水を加熱するように設けられ、インバータ６の出力側に接続された作動スイッチ１４によりＯＮ／ＯＦＦが切り換えられている。
また、作動スイッチ１４は、余剰電力の大きさが大きくなるほど、電気ヒータ１２の消費電力が大きくなるように、余剰電力の大きさに応じて電気ヒータ１２の消費電力を調整するように構成されている。
【００２６】
前記貯湯ユニット４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２、湯水循環路１６を通して貯湯タンク２内の湯水を循環させる湯水循環ポンプ１７、熱源用循環路２０を通して熱源用湯水を循環させる熱源用循環ポンプ２１、熱媒循環路２２を通して熱媒を熱消費端末３４に循環供給させる熱媒循環ポンプ２３、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させる貯湯用熱交換器２４、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させる熱源用熱交換器２５、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、ファン２７を作動させた状態でのバーナ２８の燃焼により貯湯タンク２内から取り出した湯水又は熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を補助加熱用熱交換器２９にて加熱する補助加熱手段Ｍなどを備えて構成されている。
【００２７】
前記湯水循環路１６は、その一部が並列になるように分岐接続され、その接続箇所に三方弁１８が設けられており、分岐された一方側の流路には、ラジエター１９が設けられている。
そして、三方弁１８を切り換えることにより、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水がラジエター１９を通過するように循環させる状態と、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水がラジエター１９をバイパスするように循環させる状態とに切り換えるように構成されている。
【００２８】
前記貯湯用熱交換器２４においては、燃料電池１から出力される熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させるように構成されている。
前記熱源用熱交換器２５においては、燃料電池１にて出力される熱を回収した冷却水循環路１３の冷却水を通流させることにより、熱源用循環路２０を通流する熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
また、熱源用循環路２０には、熱源用湯水の通流を断続させる熱源用断続弁４０が設けられている。
【００２９】
前記冷却水循環路１３は、貯湯用熱交換器２４側と熱源用熱交換器２５側とに分岐され、その分岐箇所に、貯湯用熱交換器２４側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器２５側に通流させる冷却水の流量との割合を調整する分流弁３０が設けられている。
そして、分流弁３０は、冷却水循環路１３の冷却水の全量を貯湯用熱交換器２４側に通流させたり、冷却水循環路１３の冷却水の全量を熱源用熱交換器２５側に通流させることもできるように構成されている。
【００３０】
前記熱媒加熱用熱交換器２６においては、熱源用熱交換器２５や補助加熱用熱交換器２９にて加熱された熱源用湯水を通流させることにより、熱媒循環路２２を通流する熱媒を加熱させるように構成されている。
前記熱消費端末３４は、床暖房装置や浴室暖房装置などの暖房端末にて構成されている。
【００３１】
また、貯湯タンク２から取り出した湯水を給湯部３２（エネルギー消費部の一例）へ給湯するときの給湯熱負荷を計測する給湯負荷計測手段３１が設けられ、熱消費端末３４での端末熱負荷を計測する端末熱負荷計測手段３３も設けられている。
【００３２】
前記運転制御部５は、燃料電池１の運転中には冷却水循環ポンプ１５を作動させる状態で、燃料電池１の運転及び冷却水循環ポンプ１５の作動状態を制御すると共に、湯水循環ポンプ１７、熱源用循環ポンプ２１、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２内に湯水を貯湯する貯湯運転や、熱消費端末３４に熱媒を供給する熱媒供給運転を行うように構成されている。
【００３３】
ちなみに、給湯するときには、熱源用断続弁４０を閉弁した状態で貯湯タンク２から取り出した湯水を給湯するように構成され、貯湯タンク２から取り出した湯水を補助加熱手段Ｍにて加熱したり、貯湯タンク２から取り出した湯水に水を混合させて、図外のリモコンにて設定されている給湯設定温度の湯水を給湯するように構成されている。
したがって、貯湯タンク２では、貯湯タンク２の容量の範囲内で、燃料電池１の出力に応じて追加された湯水から、給湯用として取り出された湯水を差し引いた分の湯水が貯湯されていることになる。
【００３４】
まず、運転制御部５による燃料電池１の運転の制御について説明を加える。
前記運転制御部５は、現在要求されている現電力負荷を賄えるように、燃料電池１の出力を連続的又は段階的に調整する電力負荷追従運転を行い、その電力負荷追従運転において、最小出力（例えば、２５０Ｗ）から最大出力（例えば、１ｋＷ）の範囲内で現電力負荷に応じて燃料電池１の出力を調整するように構成されている。
【００３５】
説明を加えると、運転制御部５は、電力負荷計測手段１１の計測値及びインバータ６の出力値に基づいて、現電力負荷を求めて、その現電力負荷よりも所定の余裕分α（例えば、１００Ｗ）だけ小さい出力になるように、燃料電池１の出力を調整するように構成されている。
例えば、図３に示すように、現電力負荷が時間経過に伴って推移すると、現電力負荷よりも余裕分αだけ小さい出力にて、現電力負荷の推移に応じて燃料電池１の出力を調整するようにしている。
ちなみに、運転制御部５は、現電力負荷の設定時間帯（例えば、５分）の平均値に基づいて、燃料電池１の出力を変更するように構成されている。
【００３６】
運転制御部５は、１時間（単位時間）毎の電力負荷に関する電力実負荷データと熱負荷に関する熱実負荷データとを記憶する記憶手段Ｘとして機能し、更に、記憶手段Ｘに記憶された実負荷データを用いて燃料電池１の計画運転を行う運転制御手段Ｙとして機能するように構成されている。
【００３７】
運転制御部５が機能する運転制御手段Ｙによる燃料電池１の計画運転について説明を加える。
運転制御手段Ｙは、記憶手段Ｘにより記憶した電力実負荷データ及び熱実負荷データから将来における計画対象時期の電力負荷及び熱負荷に関する予測電力負荷データ及び予測熱負荷データを算出する。
そして、運転制御手段Ｙは、計画対象時期において予測電力負荷データに基づいて電力負荷追従運転を行うことにより、予測熱負荷データに対して熱が不足する熱不足状態が予測される場合には、所定の出力上昇対象時間帯において、現電力負荷よりも大きい出力側に燃料電池１の出力を調整する出力上昇運転を行うように構成されている。
一方、運転制御手段Ｙは、計画対象時期において予測電力負荷データに基づいて電力負荷追従運転を行うことにより、予測熱負荷データに対して熱が余る熱余り状態が予測される場合には、所定の出力下降対象時間帯において、現電力負荷よりも小さい出力側に燃料電池１の出力を調整する出力下降運転を行うように構成されている。
ちなみに、熱不足状態とは、例えば、貯湯タンク２内に湯水が貯湯されておらず、補助加熱手段Ｍを作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池１から出力される熱だけでは熱消費端末３４で要求されている端末熱負荷を賄えない状態である。
また、熱余り状態とは、例えば、貯湯タンク２内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター１９を作動させる状態や、熱媒供給運転中に燃料電池１から出力される熱が熱消費端末３４で要求されている端末熱負荷よりも大きくて、貯湯タンク２内に貯湯されている湯水が満杯であり、ラジエター１９を作動させる状態である。
【００３８】
運転制御部５が機能する記憶手段Ｘによる実負荷データの記憶について説明を追加する。
記憶手段Ｘは、単位時間を１時間とし、熱負荷を給湯熱負荷と端末熱負荷として、単位時間毎の電力負荷、及び、給湯熱負荷と端末熱負荷との熱負荷の夫々を、電力負荷計測手段１１及びインバータ６の出力値、給湯熱負荷計測手段３１、及び、端末熱負荷計測手段３３にて計測し、その計測された電力負荷及び熱負荷の夫々を電力実負荷データ及び熱実負荷データとして記憶する。
【００３９】
また、記憶手段Ｘは、夫々の実負荷データを、１日間に設定された第１設定周期内における該実負荷データの単位時間毎の該１日間に対する相対時期に関する第１分類である時刻と、その第１設定周期よりも長い１週間に設定された第２設定周期内において１日毎に区分され該実負荷データの１日毎の該１週間に対する相対時期に関する第２分類である曜日とに関連付けて記憶するように構成されている。そして、このように時刻と曜日とに関連付けて実負荷データを記憶することで、所定時刻及び所定曜日の実負荷データを抽出可能となっている。
また、記憶手段Ｘが記憶した実負荷データは、少なくとも第２設定周期の複数周期分に渡って、具体的には３週間に渡って保存される。
【００４０】
尚、本実施形態では、単位時間が１時間、第１設定周期が１日間、第２設定周期が１週間に設定されているが、別に、これらはエネルギー消費部における実際のエネルギー消費量の変動パターンであるエネルギー消費パターンに合わせて適宜変更可能である。
【００４１】
運転制御部５が機能する運転制御手段Ｙによる予測負荷データの算出について説明を追加する。
運転制御手段Ｙは、次の日の各時刻を計画対象時期に設定し、その計画対象時期に対応する時刻に関連付けられて記憶手段Ｘに記憶された実負荷データを計画対象時期から近い順に複数抽出すると共に、計画対象時期に対応する時刻且つ曜日に関連付けられて記憶手段Ｘに記憶された実負荷データを計画対象時期から近い順に複数抽出し、その抽出した複数の実負荷データから上述の予測負荷データを算出するように構成されている。
【００４２】
また、上記第１設定周期が１日且つ第１分類が時刻であり、上記第２設定周期が１週間且つ第２分類が曜日である場合において、計画対象時期を基準にｎ日前の同時刻の実負荷データをＤ（ｎ）と表すと、運転制御手段Ｙは、記憶手段Ｘに記憶された実負荷データから、計画対象時期を基準に６日前までの各日の該計画対象時期と同時刻の実負荷データＤ（１），Ｄ（２），Ｄ（３），Ｄ（４），Ｄ（５），Ｄ（６）と、計画対象時期を基準に３週間前までの各週の該計画対象時期と同曜日且つ同時刻の実負荷データＤ（７），Ｄ（１４），Ｄ（２１）とを抽出する。
【００４３】
そして、運転制御手段Ｙは、上述の予測負荷データＢを、下記の（式１）により、これら記憶手段Ｘから抽出した複数の実負荷データＤ（ｎ）（ｎ＝２，３，４，５，６，７，１４，２１）の重み付き加算値として算出する。
【００４４】
Ｂ＝ｗ（１）・Ｄ（１）＋ｗ（２）・Ｄ（２）＋ｗ（３）・Ｄ（３）＋ｗ（４）・Ｄ（４）＋ｗ（５）・Ｄ（５）＋ｗ（６）・Ｄ（６）＋ｗ（７）・Ｄ（７）＋ｗ（１４）・Ｄ（１４）＋ｗ（２１）・Ｄ（２１）・・・（式１）
【００４５】
尚、上記式１において、ｗ（ｎ）（ｎ＝１，２，３，４，５，６，７，１４，２１）は、計画対象時期を基準にｎ日前の同時刻の実負荷データＤ（ｎ）に付する重み係数を示す。
【００４６】
更に、運転制御手段Ｙは、計画対象時期の実際の実負荷データＡが得られたときに、下記の（式２）により、その前日に算出した予測負荷データＢの実際に得られた実負荷データＡに対する偏差εを求め、その偏差εに基づいて、記憶手段Ｘから抽出した複数の実負荷データＤ（ｎ）に付する夫々の重み係数ｗ（ｎ）（ｎ＝１，２，３，４，５，６，７，１４，２１）を、下記の（式３）により求めた値に補正する重み係数補正処理を実行するように構成されている。
【００４７】
ε＝Ａ−Ｂ・・・（式２）
ｗ（ｎ）＝ｗ（ｎ）＋２・μ・ε・Ｄ（ｎ）・・・（式３）
ただし、μは実験的又は経験的に決定される０．００１〜０．０１程度の補正幅を示す定数である。
【００４８】
即ち、上記（式３）は、偏差εの２乗を最小にするために、夫々の重み係数ｗ（ｎ）を、偏差εが正の場合（即ち、実負荷データＡが予測負荷データＢよりも大きかった場合）には増加側へ、偏差εが負の場合（即ち、実負荷データＡが予測負荷データＢよりも小さかった場合）には減少側へ、その偏差εの２乗の微分値に比例させて補正するような式となっている。
【００４９】
前記運転制御部５による貯湯運転及び熱媒供給運転の動作について説明を加える。
前記貯湯運転は、燃料電池１の運転中で冷却水循環ポンプ１５の作動により、排熱式熱交換器２４において、冷却水循環路１３を通流する冷却水にて湯水循環路１６を通流する湯水を加熱させることができる状態で行われる。
そして、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水がラジエター１９をバイパスするように循環させる状態に三方弁１８を切り換えて、湯水循環ポンプ１７を作動させて、貯湯タンク２の下部から湯水を湯水循環路１６に取り出し、その湯水を、排熱式熱交換器２４を通過させて加熱したのち、貯湯タンク２の上部に戻して、貯湯タンク２内に貯湯用設定温度の湯水を貯湯するようにしている。
また、排熱式熱交換器２４を通過した湯水の温度が貯湯設定温度になるように、三方弁１８と分流弁３０を調整するように構成されている。
【００５０】
ちなみに、貯湯運転において、貯湯タンク２内に貯湯された湯水が満杯である熱余り状態の場合には、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水がラジエター１９を通過するように循環させる状態に三方弁１８を切り換えて、ラジエター１９を作動させ、貯湯タンク２の下部から取り出した湯水をラジエター１９にて放熱させたのち、排熱式熱交換器２４を通過させて加熱するように構成されている。
【００５１】
前記熱媒供給運転は、熱消費端末３４にて熱が要求されていることを図外のリモコンにより指令されると、熱源用断続弁４０を開弁させる状態で熱源用循環ポンプ２１と熱媒循環ポンプ２３とを作動させて、熱源用熱交換器２５と補助加熱用熱交換器２９との少なくとも一方にて熱源用湯水を加熱させて、その加熱された熱源用湯水を、熱媒加熱用熱交換器２６を通過する状態で循環させ、熱媒加熱用熱交換器２６において熱源用湯水により加熱される熱媒を熱消費端末３４に循環供給するようにしている。
【００５２】
熱源用湯水の加熱について説明を加えると、燃料電池１の運転中である場合には、分流弁３０にて熱源用熱交換器２５側に冷却水が通流するように調整した状態での冷却水循環ポンプ１５の作動により、熱源用熱交換器２５において熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
また、燃料電池１からの冷却水だけでは熱消費端末３４で要求されている現端末熱負荷を賄えない場合や、燃料電池１の非運転中の場合には、補助加熱手段Ｍを加熱状態で作動させることにより、補助加熱用熱交換器２９において熱源用湯水を加熱させるように構成されている。
【００５３】
ちなみに、運転制御部５は、燃料電池１の運転中に、貯湯運転と熱媒供給運転とを同時に行う場合には、熱消費端末３４で要求されている現端末熱負荷に基づいて、分流弁３０にて貯湯用熱交換器２４側に通流させる冷却水の流量と熱源用熱交換器２５側に通流させる冷却水の流量との割合を調整するように構成されている。
【００５４】
〔別実施形態〕
（１）上記実施の形態では、前述の（式１）により予測負荷データＢを複数の実負荷データＤ（ｎ）の重み付き加算値として算出し、その予測負荷データＢに基づいて燃料電池１の計画運転を行うように構成したが、例えば、予測負荷データＢを、複数の実負荷データＤ（ｎ）の平均として求めたり他の解析手法を用いて求めるなどして、別の方法により複数の実負荷データＤ（ｎ）を用いて燃料電池１の計画運転を行っても構わない。
【００５５】
（２）上記実施の形態では、複数の実負荷データＤ（ｎ）に付する夫々の重み係数ｗ（ｎ）を前述の（式３）により求めた値に補正する重み係数補正処理を実行するように構成したが、このような重み係数補正処理を実行することなく、夫々の重み係数ｗ（ｎ）を一定値としても構わない。
【００５６】
（３）上記実施の形態では、運転制御部５が、予測電力負荷データと共に、予測熱負荷データを算出して、熱不足状態が予測される設定時間帯又は熱余り状態が予測される設定時間帯を特定し、その設定時間帯に出力上昇運転又は出力下降運転を行うように構成したが、熱不足状態や熱余り状態を特定する構成については、適宜変更が可能である。
【００５７】
例えば、運転制御部５が、補助加熱手段Ｍを作動した状態での給湯量を積算し、その積算値が設定値以上となることにより、熱不足状態を予測することができ、この場合には、設定周期中、出力上昇運転を行うことになる。
そして、運転制御部５が、ラジエター１９における放熱量を積算し、その積算値が設定値以上となることにより、設定周期内において熱余り状態を予測することができ、この場合には、設定周期中、出力下降運転を行うことになる。
【００５８】
また、運転制御部５が、補助加熱手段Ｍを作動した状態での給湯量やラジエター１９における放熱量を積算し、その積算値が設定値以上となることにより、熱不足状態や熱余り状態を予測することができることになる。
ちなみに、この場合には、補助加熱手段Ｍを作動した状態での給湯量やラジエター１９における放熱量が熱負荷データとして記憶される。
【００５９】
（４）上記実施の形態では、エネルギー消費部における熱及び電力の消費パターンが１日間周期及び１週間周期で変動する場合を想定して、第１設定周期を１日、第２設定周期を１週間に設定したが、別に、第１設定周期又は第２設定周期を異なるものに変更しても構わない。
例えば、使用者が２日おきに入浴したり外出する場合等のようにエネルギー消費部の熱及び電力の消費パターンが２日周期で変動するエネルギー消費パターンである場合には第１設定周期を２日に設定し、例えば使用者が３日おきに入浴したり外出する場合等のようにエネルギー消費部の熱及び電力の消費パターンが３日周期で変動するエネルギー消費パターンである場合には第１設定周期を３日に設定することで、第１設定周期を、そのエネルギー消費パターンの変動周期に合った適切なものに変更することができる。
また、使用者の勤務形態がｘ日間は所定の時刻に勤務してその後ｙ日間は休む所謂ｘ勤ｙ休型である場合には、その使用者のエネルギー消費パターンの変動周期が１日且つｘ＋ｙ日であると考えられるので、第１設定周期を１日に設定すると共に第２設定周期をｘ＋ｙ日に設定することで、そのｘ勤ｙ休型の勤務形態に対応したエネルギー消費パターンの変動周期に合わせて、エネルギー発生装置の計画運転を行うことができる。
【００６０】
（５）上記実施の形態では、燃料電池１を電力追従運転するように構成したが、別に、予測負荷データを用いて、燃料電池１を定格運転させるか否かを判別し、燃料電池１の定格運転及び停止を切り換えるように構成しても構わない。
【００６１】
（６）上記実施の形態では、本発明に係るエネルギーシステムを燃料電池１からなる熱電併給装置をエネルギー発生装置として備えたコージェネレーションシステムとして構成したが、別に、上記熱電併給装置を、エンジンや外燃機関等によって発電装置を駆動し、発電装置から電力を発生し、エンジンや外燃機関から熱を発生するように構成しても構わない。
また、本発明に係るエネルギーシステムは、エネルギーとして熱のみを発生するヒートポンプをエネルギー発生装置として備えた熱源システム、エネルギーとして電力のみを発生する発電装置をエネルギー発生装置として備えた発電システム等にも適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】コージェネレーションシステムの概略構成図
【図２】コージェネレーションシステムの制御ブロック図
【図３】電力負荷追従運転における説明図
【符号の説明】
【００６３】
１：燃料電池（エネルギー発生装置）
９：電力消費部（エネルギー消費部）
５：運転制御部
３２：給湯部（エネルギー消費部）
３４：熱消費端末３４（エネルギー消費部）
Ｘ：記憶手段
Ｙ：運転制御手段
【図１】
2005237115.tif 000002
【図２】
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【図３】
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