JP2015078797A - エネルギ融通マネジメントシステム、エネルギ融通マネジメント方法及びエネルギ融通マネジメントプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】異なる種類の給湯器を備えた住宅間でも温水を給湯器の特性を勘案して融通し、また、各住宅の貯湯槽の必要貯湯量や予定融通量等の需給予測を行って立案した運用計画に従ってエネルギを融通する。
【解決手段】エネルギ融通マネジメントシステム１０は、住宅１１₁〜１１_nが備える制御装置１２₁〜１２_nにより、温水消費量と過去の消費量データと翌日の天気予報とを勘案して翌日以降の温水消費量を予測し、太陽熱温水器による沸かし上げ量を決定し、その予測結果を基に制御装置１２₁〜１２_n間で通信を行い、制御装置１２₁〜１２_nの連携・協調のもと近隣住宅とエネルギ融通を考慮した最適な機器運用計画を管理装置が立案し、その機器運用立案計画に従って各住宅内の機器を運転して、異なる種類の給湯器などを備えた住宅間においても温水量に余剰のある住宅から不足する住宅へ温水を融通し、住宅群全体でも最適なエネルギ融通を行う。
【選択図】図１

Description

本発明はエネルギ融通マネジメントシステム、エネルギ融通マネジメント方法及びエネルギ融通マネジメントプログラムに係り、特に複数の住戸で温水を融通・共有するためのエネルギ融通マネジメントシステム、エネルギ融通マネジメント方法及びエネルギ融通マネジメントプログラムに関する。

近年、各需要家の熱エネルギや電気エネルギなどのエネルギの需要量の益々の増大と、それに伴う費用増大に対応するため、必要エネルギ量が不足する場合に余剰のエネルギの融通を可能とするエネルギ融通マネジメントシステムの重要性が増している。

特許文献１には、燃料電池を用いて発電するとともにその発電の際に生じる排熱を給湯又は暖房等に利用するコジェネレーションシステムと、ガスエンジンを用いた熱電併給システムとからなるハイブリッドシステムにおいて、電力需要量をすべてコジェネレーションシステムで賄うと仮定した場合の不足熱量を熱電併給システムで賄うのに必要な時間だけ熱電併給システムを稼働させることにより、熱余り状態であっても熱不足状態であっても、相互に電力又は熱を補完し合う、エネルギ需給バランス調整システムが開示されている。

また、特許文献２には、熱電併給装置の発電電力を電気機器等の電力負荷に供給するとともに、発電時に発生する排熱を温水熱に変換して回収し、貯湯タンクに蓄熱し、給湯部や暖房機器等の熱負荷に供給するシステムにおいて、エネルギ消費に関する所定の指標に対する第１の評価と、ユーザが設定した運転時間帯に関する第２の評価のそれぞれの評価結果が一定の基準を満足するように熱電併給装置の運転計画を作成することで、熱電併給装置の運転時間帯に関する外部から入力されたユーザ要望等を反映しつつ、省エネルギ、省ＣＯ₂排出量、省エネルギコストでの熱電併給装置の運転ができるようにしたシステムが開示されている。

さらに、特許文献３には、各住宅に設けられた住宅で使用する電力を蓄積する蓄電池に蓄電された電力のうち、他の住宅へ融通する電力量を決定し、その決定結果に基づいて、蓄電池の蓄電量に余裕がある住宅に設けられた融通制御手段へ電力の融通を要求して蓄電池の電力が不足する住宅へ電力を融通するように、複数の住宅電力供給装置間の電力の流れを制御するようにしたエネルギ融通マネジメントシステムが開示されている。

特開２００７−０４０６１３号公報 特開２０１２−２０９１１３号公報 特開２０１０−２２０４２８号公報

しかしながら、特許文献１記載のエネルギ需給バランス調整システムでは、例えば集合住宅に適用した場合、集合住宅の各階にコジェネレーションシステムである第１のエネルギ生成装置を配置し、ガスエンジンを用いた熱電併給システムである第２のエネルギ生成装置を所定の階に集中配置する構成である。第１及び第２のエネルギ生成装置は集合住宅のすべて同じ種類の各住宅に対して使用され、エネルギ（電気エネルギ及び熱エネルギ）はエネルギ生成装置から各住宅へ一方方向に供給される。つまり、特許文献１記載のエネルギ需給バランス調整システムでは、エネルギが供給される機器の種類が異なった住宅が接続されることがないうえ、エネルギを双方向に融通することは想定していない。

また、特許文献２記載のシステムは、一需要家における熱電併給システムであり、複数の需要家間でエネルギの融通・共有を行うことはできない。
さらに、特許文献３記載のシステムは、蓄電池を備えた住宅間の電力の融通システムであり、異なる種類の給湯器などを備えた住宅間で温水を融通することはできない。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、異なる種類の給湯器を備えた住宅間でも温水を給湯器の特性を勘案して融通し得るエネルギ融通マネジメントシステム、エネルギ融通マネジメント方法及びエネルギ融通マネジメントプログラムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、各住宅の貯湯槽の必要貯湯量や予定融通量等の需給予測を行って立案した運用計画に従ってエネルギを融通し得るエネルギ融通マネジメントシステム、エネルギ融通マネジメント方法及びエネルギ融通マネジメントプログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のエネルギ融通マネジメントシステムは、各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントシステムであって、
前記制御装置は、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出手段と、算出された前記温水消費量を過去の消費量データとして前記管理装置に送信し、温水使用時は前記管理装置に温水使用を通知するとともに、前記管理装置からの前記通知に応答する温水制御指令を受信する通信手段と、前記温水制御指令に基づき宅内の前記給湯器の運転を制御する制御手段とを備え、
前記管理装置は、前記複数の住宅からそれぞれ前記過去の消費量データを通信により取得する取得手段と、前記取得手段により取得した前記過去の消費量データと、外部から取得した翌日以降の将来の天気予報データとを用いた予測モデルを実行して、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測を行うエネルギ需給予測手段と、前記エネルギ需給予測手段で得た前記温水消費量と前記太陽熱温水器による沸かし上げ量の各予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案手段と、前記住宅から温水使用通知を受信すると、前記運用計画に従い通知元の住宅に対し前記温水制御指令を送信するとともに、前記運用計画を逐次修正する運用計画修正手段とを備えることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明のエネルギ融通マネジメントシステムは、各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントシステムであって、
前記制御装置は、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出手段と、算出された前記温水消費量である過去の消費量データと少なくとも翌日以降の将来の天気予報とに基づいて、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを生成する予測手段と、前記予測手段により生成された前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを前記管理装置に送信し、温水使用時は前記管理装置に温水使用を通知するとともに、前記管理装置からの前記通知に応答する温水制御指令を受信する通信手段と、前記温水制御指令に基づき宅内の前記給湯器の運転を制御する制御手段とを備え、
前記管理装置は、前記複数の住宅からそれぞれ送信された前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを通信により取得する取得手段と、前記取得手段により取得した前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを用いて予測モデルを実行して、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関するエネルギ需給の予測データを生成するエネルギ需給予測手段と、前記エネルギ需給予測手段で生成された前記エネルギ需給の予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、前記予測消費量、前記温水融通予定量及び前記貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案手段と、前記住宅から温水使用通知を受信すると、前記運用計画に従い通知元の住宅に対し前記温水制御指令を送信するとともに、前記運用計画を逐次修正する運用計画修正手段とを備えることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明のエネルギマネジメント方法は、各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメント方法であって、
前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出ステップと、前記管理装置が、前記算出ステップにより算出された前記温水消費量を過去の消費量データとして前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、前記管理装置が、前記取得ステップにより取得した前記過去の消費量データと、外部から取得した翌日以降の将来の天気予報データとを用いた予測モデルを実行して、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測を行うエネルギ需給予測ステップと、前記管理装置が、前記エネルギ需給予測ステップで得た前記温水消費量と前記太陽熱温水器による沸かし上げ量の各予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、前記住宅から温水使用通知を受信すると、前記運用計画に従い通知元の住宅に対し温水制御指令を送信するとともに、前記運用計画を逐次修正する運用計画修正ステップとを含むことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明のエネルギマネジメント方法は、各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメント方法であって、
前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出ステップと、前記制御装置が、前記算出ステップにより算出された前記温水消費量である過去の消費量データと少なくとも翌日以降の将来の天気予報とに基づいて、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを生成する予測ステップと、前記管理装置が、前記予測ステップで生成された前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、前記管理装置が、前記取得ステップにより取得した前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを用いて予測モデルを実行して、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関するエネルギ需給の予測データを生成するエネルギ需給予測ステップと、前記管理装置が、前記エネルギ需給予測ステップで生成された前記エネルギ需給の予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、前記予測消費量、前記温水融通予定量及び前記貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、前記管理装置が、前記住宅から温水使用通知を受信すると、前記運用計画に従い通知元の住宅に対し温水制御指令を送信するとともに、前記運用計画を逐次修正する運用計画修正ステップとを含むことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明のエネルギ融通マネジメントプログラムは、各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、前記管理装置内のコンピュータにより運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントを行わせるエネルギ融通マネジメントプログラムであって、前記コンピュータに、
前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき算出された温水消費量を、過去の消費量データとして前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、前記取得ステップにより取得した前記過去の消費量データと、外部から取得した翌日以降の将来の天気予報データとを用いた予測モデルを実行して、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測を行うエネルギ需給予測ステップと、前記エネルギ需給予測ステップで得た前記温水消費量と前記太陽熱温水器による沸かし上げ量の各予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、前記運用計画立案ステップで立案した前記運用計画を実際の運用に基づき、逐次修正する運用計画修正ステップとを実行させることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するため、本発明のエネルギ融通マネジメントプログラムは、各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、前記管理装置内のコンピュータにより運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントを行わせるエネルギ融通マネジメントプログラムであって、前記コンピュータに、
前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき算出された温水消費量である過去の消費量データと少なくとも翌日以降の将来の天気予報とに基づいて生成された、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを、前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、前記取得ステップにより取得した前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを用いて予測モデルを実行して、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関するエネルギ需給の予測データを生成するエネルギ需給予測ステップと、前記エネルギ需給予測ステップで生成された前記エネルギ需給の予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、前記予測消費量、前記温水融通予定量及び前記貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、前記運用計画立案ステップで立案した前記運用計画を実際の運用に基づき、逐次修正する運用計画修正ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、異なる種類の給湯器を備えた住宅間でも温水を給湯器の特性を勘案して融通できる。また、本発明によれば、各住宅の貯湯槽の必要貯湯量や予定融通量等の需給予測を行って立案した運用計画に従ってエネルギを融通できる。

本発明に係るエネルギ融通マネジメントシステムの一実施形態の概略構成図である。 本発明に係るエネルギ融通マネジメントシステムの一実施形態の配電系統の概略構成図である。 住宅内の制御装置と配電線との接続例を示す図である。 ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機の一例の構成図である。 太陽熱温水器の一例の構成図である。 コージェネレーションの一例の構成図である。 住宅間の温水融通のための配管の一例の概略図である。 住宅間の温水融通のための配管の他の例の概略図である。 本発明に係るエネルギ融通マネジメント方法の第１の実施形態のフローチャート及びその方法が適用される要部の構成図である。 本発明に係るエネルギ融通マネジメント方法の第２の実施形態のフローチャート及びその方法が適用される要部の構成図である。 ２住宅における貯湯目標量（単位Ｌ/日）と、融通予定量（単位Ｌ/日）と、予想消費量（単位Ｌ/日）のシミュレーション結果の一例を示す図である。 日々の運用結果の一例を示す図である。 図１１の住宅Ａ及び住宅Ｂに対して本実施形態を適用した場合と適用しなかった場合（従来方式）の、全体のエネルギ比と戸別エネルギ比を対比して示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るエネルギ融通マネジメントシステムの一実施形態の概略構成を示す。本実施形態のエネルギ融通マネジメントシステム１０は、ｎ戸の住宅１１₁〜１１_nのそれぞれが備える制御装置１２₁〜１２_nにより、温水消費量と過去の消費量データと翌日の天気予報とから翌日の太陽熱温水器による温水消費量を予測し、その予測結果を基に制御装置１２₁〜１２_n間で通信を行い、制御装置１２₁〜１２_nの連携・協調のもと近隣住宅とエネルギ融通を考慮した最適な機器運用計画を管理装置が立案し、その機器運用立案計画に従って各住宅内の機器を運転して、異なる種類の給湯器などを備えた住宅間においても電力や温水量に余剰のある住宅から不足する住宅へ電力や温水を融通するとともに、住宅群全体でも最適なエネルギ融通を行うシステムである。なお、本明細書において管理装置とは、制御装置１２₁〜１２_nのうち予め定めた一の制御装置、又はエージェント技術を用いて全体を管理する専用の装置（エージェント）である。

図１において、住宅１１₁〜１１₃は太陽光発電パネル１３₁〜１３₃によって発電された電力をパワコンにおいて交流電力に変換して配線を通して分電盤に供給し、さらその分電盤から住宅内の各種電力消費機器に電力が供給される。また、住宅１１_nは太陽熱温水器１４が設置されており、太陽熱温水器１４によって発生した温水を住宅内の給湯設備に供給する。このような太陽光発電パネル１３₁〜１３₃や太陽熱温水器１４が設置されている場合は、翌日の天候予測も含めてそれらの翌日の消費量を予測して前記機器運用計画に反映させる。

また、住宅１１₁及び１１₃にはヒートポンプ１５が設置され、住宅１１₂には燃料電池１６及び蓄電池１７が設置され、住宅１１_ｎにはガス給湯器１８が設置されている。これにより、エネルギ融通マネジメントシステム１０は、蓄電池１７の逆潮流しきれない余剰電力を調整し、電力系統安定化に貢献したり、太陽熱温水器１４、ガス給湯器１８、ヒートポンプ１５を各住宅で共有できる。なお、これらの設置例は一例であり、これに限定されるものではない。また、住宅１１₁〜１１_nは図１では戸建ての住宅を示しているが、本明細書において「住宅」とはこれに限らず、共同住宅や集合住宅における各個別住居も包含するものとする。

図２は、本発明に係るエネルギ融通マネジメントシステムの一実施形態の配電系統の概略構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図２において、住宅１１₁〜１１_nは低圧の配電線２１に共通接続され、更に変圧器２２を介して高圧又は中圧の配電線２３に接続されている。これにより、電力線通信技術を用いて、変圧器２２より下流側の住宅１１₁〜１１_nのそれぞれに設置された制御装置１２₁〜１２_n間で通信を行うことで、住宅１１₁〜１１_n間でエネルギ融通を実現できる。

また、各住宅１１₁〜１１_nがそれぞれ備える制御装置１２₁〜１２_nを統括管理するための管理装置が存在する。その管理装置は、前述したように制御装置１２₁〜１２_nのうち予め定めた一の制御装置であるか、又は例えばエージェント技術を用いて全体を管理するエージェントである。

図３は、住宅内の制御装置と配電線との接続例を示す。図１及び図２の住宅１１₁〜１１_nに相当する住宅１１内には、図１の制御装置１２₁〜１２_nに相当する制御装置１２が設けられている。制御装置１２は、低圧の配電線に接続されており、前述したように電力線通信技術を用いて管理装置との間で通信を行うとともに、同じ住宅１１内の各機器からの電力量、給水量、ガス流量などの各種測定データが供給される。また、制御装置１２は供給された各種測定データのうち、少なくとも給水される水の流量及び温度と、給湯器から出力される温水の流量及び温度の測定データに基づき温水消費量を算出する。

制御装置１２が図示しない管理装置へのデータ送信方法には２つのケースがある。第１のケースは、制御装置１２が算出した温水消費量を過去の消費量データとして管理装置に送信し、管理装置において、受信した過去の消費量データと外部よりの天気予報データとに基づいて、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量とを予測させる場合である。第２のケースは、制御装置１２が算出した温水消費量を過去の消費量データとし、その過去の消費量データと少なくとも翌日を含む将来の天気予報のデータとに基づいて、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを生成して管理装置へ送信する場合である。管理装置は、制御装置１２から受信した過去の消費量データ又は上記予測データに基づき、翌日以降の将来の予測消費量と、温水融通予定量と、貯湯式給湯器（ヒートポンプ給湯機やコージェネレーション）が沸かし上げるべき温水器沸かし上げ量の予測データを決定して制御装置１２へ送信する。

次に、住宅内の機器の各例について説明する。
図４は、ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機の一例の構成図を示す。図４において、ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機３０は、図１のヒートポンプ１５に相当し、ヒートポンプユニット３１と貯湯槽３２とを備え、交流電力によってヒートポンプユニット３１を稼働させ、大気中の熱を吸熱し自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ₂）を圧縮して熱くさせ、熱交換機を通して貯湯槽３２に給水されて貯められる水を加熱し温水とする給湯器である。ヒートポンプユニット３１に供給される電力を測定する電力計３４、貯湯槽３２に供給される水の流量と温度を測定する流量及び温度計３５、貯湯槽３２から出力される温水の流量と温度を測定する流量及び温度計３６、貯湯槽３２内の貯湯量を測定する複数の温度計からなる貯湯量測定計３７からの各測定データは、ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機３０が設けられた住宅内の図３の制御装置１２へ供給される。また、管理装置（図示せず）との相互通信により管理装置からの指令に基づきヒートポンプユニット３１内の制御部３３が制御され、ヒートポンプユニット３１の稼働制御ができる構成とされている。

ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機３０は、寒冷地を除きガス給湯器よりも高効率であり、電力需要の少ない深夜（２３時−７時）に温水沸かし上げをするため、社会的には電力系統の負荷平準化に貢献し、深夜は原子力発電の割合が高いため二酸化炭素排出量が少なく、電気代も安いので消費者にも経済的メリットがある。一方、深夜に翌日の温水需要を予測して沸かし上げをする必要がある。沸かし上げには時間がかかるため、万一、入浴中に貯湯槽４２の温水が無くなる（「湯切れ」という）と対処の方法がない。そのため、常に多めに沸かし上げする必要がある。未使用の温水は、エネルギ損失の原因となる。

図５は、太陽熱温水器の一例の構成図を示す。図５において、太陽熱温水器４０は、図１の太陽熱温水器１４に相当し、集熱器４１、貯湯槽４２、混合器４３、及びガス給湯器４４を有する。太陽熱温水器４０は、集熱器４１により太陽光を集光して発生させた太陽熱を利用して貯湯槽４２に給水されて貯められる水を加熱し温水とし、貯湯槽４２から出力される温水と給水される水とを混合器４３で混合してガス給湯器４４に供給し、ガス給湯器４４において都市ガスを用いて温水を作る構成の給湯器である。貯湯槽４２内の貯湯量を測定する複数の温度計からなる貯湯量測定計４５、貯湯槽４２から出力される温水の流量と温度を測定する流量及び温度計４６ａ、混合器４３に供給される水の流量と温度を測定する流量及び温度計４６ｂ、ガス給湯器４４に供給される温水の流量と温度を測定する流量及び温度計４６ｃ、ガス給湯器４４に供給されるガスの流量を計測する気体流量計４７、ガス給湯器４４から出力される温水の流量と温度を測定する流量及び温度計４６ｄからの各測定データが、太陽熱温水器４０が設けられた住宅内の図３の制御装置１２へ供給される。

太陽熱温水器４０は、再生可能エネルギを利用するため二酸化炭素の排出も化石燃料の消費もない。日射量や季節によって、得られる温水の量は様々に異なる。得られる温水量が消費量よりも少ない場合は、ガス給湯器４４により都市ガスを用いて温水を作る。得られる温水の量が消費量よりも多い場合は、未使用の温水は貯湯槽４２の中に放置され、翌日使用される。この際に、放熱により温度が低下する（＝エネルギ損失）。一方、ガス給湯器４４は一般的に普及しているガス給湯器と同じである。図１に示したガス給湯器１８は温水を使う度に、使う分だけ都市ガスを用いて温水を沸かし上げるので、ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機や太陽熱温水器のような「貯湯式」で生じる放熱による損失がない。

図６は、コージェネレーションの一例の構成図を示す。図６において、コージェネレーション５０は、発電ユニット５１及び貯湯ユニット５２を備え、都市ガスを用いて発電ユニット５１で発電し、その際に生じた熱で貯湯ユニット５２内の貯湯槽５４に供給されて貯められている水を温水とし、また貯湯槽５４に供給されて貯められている水を貯湯ユニット５２内のガス給湯器５５により温水とすることもできる。発電ユニット５１で発電された電力と、貯湯槽５４の温水とは宅内へ出力される。貯湯ユニット５２に入力される都市ガスの流量を測定する気体流量計５６ｂ、発電ユニット５１から出力される電力の電力量を測定する電力計５７、貯湯ユニット５２に給水される水の流量と温度を測定する流量及び温度計５８ａ、貯湯槽５４内の貯湯量を測定する複数の温度計からなる貯湯量測定計５９、貯湯ユニット５２から出力される温水の流量と温度を測定する流量及び温度計５８ｂの各測定データは、コージェネレーション５０が設けられた住宅内の図３の制御装置１２へ供給される。また、管理装置（図示せず）との相互通信により管理装置からの指令に基づき発電ユニット５１内の制御部５３が制御され、発電ユニット５１の駆動制御ができる構成とされている。なお、発電ユニット５１に供給されるガスの流量は気体流量計５６ａにより測定される。発電ユニット５１はガスエンジンでなく燃料電池のような発電機を用いることも可能である。

コージェネレーション５０は、電力と温水とを供給できるので高効率である反面、貯湯槽５４が温水で一杯になると発電ユニット５１の冷却ができず、運転を止めざるを得ない。また、需要を超える温水を得ても、太陽熱温水器４０と同様に貯湯槽５４で温水が放置され、エネルギ損失が生じる。特に、温水需要は季節によって大きく異なり、需要の多い冬期は多く運転できて大きなメリットが得られるが、夏期は温水需要が少なくあまり運転ができなくなる。一般的に、夏期はあまり運転できず、冬期は温水が足りない（ガス給湯器５５が貯湯ユニット５２に内蔵されていて沸かし上げる）。また、電力会社が余剰電力の逆潮流を拒否するため、発電量は、その瞬間の電力消費に合わせる必要がある。一般的に発電容量は７００Ｗ程度であるが、深夜又は住民が不在の時の住宅の電力需要は２００Ｗ〜３００Ｗ程度のため、深夜や住民不在時は運転できない。

次に、住宅間の温水融通のための配管について説明する。図７は、住宅間の温水融通のための配管の一例の概略図を示す。同図において、住宅６１内の配管６１４と住宅６２内の配管６２４とが配管６３により結合されて連通しており、配管６３の途中には電磁弁６４が設けられている。住宅６１は貯湯式給湯器を有し、貯湯式給湯器の貯湯槽６１１に一端が接続され、かつ、途中に電磁弁６１３が設けられた配管６１２の他端が配管６１４に結合されて連通している。通常は電磁弁６４が閉状態、電磁弁６１３が開状態とされているので、貯湯槽６１１からの温水は配管６１２及び６１４を通って住宅６１内の温水が必要な場所（浴槽、台所、洗面所等）へ送られる。

一方、住宅６２も住宅６１と同じ貯湯式給湯器を有し、貯湯式給湯器の貯湯槽６２１に一端が接続され、かつ、途中に通常は開状態とされた電磁弁６２３が設けられた配管６２２の他端が配管６２４に結合されて連通しているので、貯湯槽６２１からの温水は配管６２２及び６２４を通って住宅６２内の温水が必要な場所（浴槽、台所、洗面所等）へ送られる。ここで、電磁弁６４は通常は閉状態とされているが、住宅６１及び住宅６２の間で温水を融通する場合に、温水を必要とする住宅側の操作により開状態に制御される。従って、例えば、住宅６１が温水余剰状態にあり、かつ、住宅６２が温水不足状態にあり、住宅６２が温水を使用する時に、管理装置からの制御により住宅６２の住民が温水使用操作をすると、電磁弁６４が開状態に制御され、住宅６１内の貯湯槽６１１からの温水が配管６１２、配管６３、配管６２４を通って住宅６２内に供給される。

図８は、住宅間の温水融通のための配管の他の例の概略図を示す。同図において、住宅７１内の配管７１４と住宅７２内の配管７２４とが配管７３により結合されており、配管７３の途中には電磁弁７４が設けられている。住宅７１はＣＯ₂ヒートポンプ給湯機を有し、その貯湯槽７１１に一端が接続され、かつ、途中に電磁弁７１３が設けられた配管７１２の他端が配管７１４に結合されている。通常は電磁弁７４が閉状態、電磁弁７１３が開状態とされているので、貯湯槽７１１からの温水は配管７１２及び７１４を通って住宅７１内の温水が必要な場所（浴槽、台所、洗面所等）へ送られる。

一方、住宅７２は住宅７１内の給湯器と異なるガス給湯器を有し、ガス給湯器の貯湯槽７２１に一端が接続され、かつ、途中に通常は開状態とされた電磁弁７２３が設けられた配管７２２の他端が配管７２４に結合されているので、貯湯槽７２１からの温水は配管７２２及び７２４を通って住宅７２内の温水が必要な場所（浴槽、台所、洗面所等）へ送られる。ここで、電磁弁７４は通常は閉状態とされているが、住宅７１及び住宅７２の間で温水を融通する場合に、温水を必要とする住宅側の操作により開状態に制御される。従って、例えば、住宅７１が温水余剰状態にあり、かつ、住宅７２が温水不足状態にあり、住宅７２が温水を使用する時に、管理装置からの制御により住宅７２の住民が温水使用操作をすると、電磁弁７４が開状態に制御され、住宅７１内の貯湯槽７１１からの温水が配管７１２、配管７３、配管７２４を通って住宅７２内に供給される。

次に、本発明のエネルギ融通マネジメント方法の各実施形態について説明する。
図９（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るエネルギ融通マネジメント方法の第１の実施形態のフローチャート及びその方法が適用される要部の構成図を示す。本実施形態のエネルギ融通マネジメント方法は、図１に示した住宅１１₁〜１１_nのそれぞれが備える制御装置１２₁〜１２_nを統括的に管理する管理装置により実行される。ここで、図９（Ｂ）に示す構成図は、同一構成の制御装置１２₁〜１２_nを代表して制御装置１２として示し、また、管理装置を９１として示す。

まず、管理装置９１は、制御装置１２において、過去の消費量データと天気予報（晴れ、曇り、雨）及び気温・温度からなる天候データとにより予測された、温水消費量及び太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データが、制御装置１２から入力され、その予測データに基づいて予測モデルを実行してエネルギ需給予測を行う（図９（Ａ）のステップＳ１１）。

エネルギ需給予測は、供給と需要（消費）とに分けられる。供給予測に関しては、太陽光発電及び太陽熱温水器については、出力が太陽の日射に大きく依存することから、天気予報データにより日射量を予測することで、各住宅内のそれぞれの機器の出力を予測する。

なお、太陽光発電は太陽光を電気に変換するという原理のため、日射量と発電量とに強い相関がある。日射量は時々刻々と変化することから、発電量も時々刻々と変化し、発電量を制御することはできない。また、太陽光発電では例えば一つの低圧配電電線（１００／２００Ｖ）に多数の太陽光発電が連係された場合、日射が良い時（晴れの時）に発電量が大きくなり、余剰電力の配電線への逆潮流が増加し、配電線電圧が制限値を超える可能性がある。そこで、上記の太陽光発電の出力予測時にはこの可能性を考慮した予測が行われる。

需要予測に関しては、エネルギ需要の種類が電力需要と温水需要とに分けられることから種類毎に予測する（冷暖房は電気に含まれる）。電力需要は、気温によって冷暖房の使用が変化することから、一日合計で見ると、気温に或る程度の依存性がある。ただし、実用上は最近１週間程度の電力消費実績を用いても差し支えない（毎日、大きく変化するわけではない）。むしろ、電力需要は生活パターンによる影響が大きい。平日と週末とでは、家族の滞在状況が異なるので、電力消費も異なる。そのため、平日と週末とに分けた過去の電力消費実績を予測に活用することも考えられる。そこで、例えば、翌日が平日である場合は、過去の平日５日分の電力消費実績の平均値を翌日の予測量とすることが考えられる。従って、本発明において、予測する温水消費量は翌日から１週間先までの将来の温水消費量を予測することが望ましい。

温水需要については、日々の差が大きい世帯もあれば、毎日、同じように温水を使用する世帯もある。例えば、毎日ほぼ同じ時刻に入浴する世帯もあるし、日によって、浴槽を使用するか、またはシャワーだけで済ませるか、がランダムに変化する世帯もある。温水需要（温水量）は、大雑把に、浴槽（湯張り）とシャワーと台所の各温水使用量の和で表される。浴槽を使用する頻度（確率）は季節によって変化もする。そこで、過去の実績データから浴槽の使用確率を求める。確率が高い（例えば、７０％以上）世帯は、浴槽を使用するものとする。浴槽の湯張りに必要な温水量は、一般的には、毎日同じ量であるため、過去の実績データを使用できる。確率が低い（例えば、３０％以下）世帯は、浴槽は使用しないものとする（浴槽での使用＝０）。確率が中程度（例えば、３０％−７０％）の世帯は、浴槽を使用した場合に必要な温水量の７０％程度を予測量とする。シャワーと台所での温水需要は過去の実績データの平均値をとればよい。

続いて、管理装置９１は、上記のエネルギ需給予測に基づいて、夜に将来（少なくとも翌日を含む翌日から１週間程度先まで）のエネルギ運用計画を立案する（図９（Ａ）のステップＳ１２）。ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機や家庭用コージェネレーションといった貯湯式の給湯器は、予め沸かし上げ量（本明細書ではこれを温水器沸かし上げ量ともいう）を決定しておき、計画的に運用する必要がある。一方、ガス給湯器は、温水を使用する時に瞬間的に沸かし上げを行うので、計画性は必要ない。さらに住戸間のエネルギ融通についても計画に組み込んでおく必要がある。計画立案のツールとして、本実施形態では、数理計画モデルである最適化モデルを利用する。この最適化モデルにエネルギ需給予測のデータを与えることで、管理装置９１は、住宅群全体と各住宅戸別のそれぞれに最適な、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器における温水器沸かし上げ量からなる運用計画を立案する。

立案される運用計画では、例えば、エネルギ費用（電気代＋ガス代）を最小化するように、設定した時間（例えば、１時間、２時間、３０分など）毎のエネルギ機器の運用（ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機による沸かし上げ量や消費電力、ガス給湯器による沸かし上げ量、コージェネレーションの発電量や温水供給量、住宅間の温水融通量など）が決定される。なお、数理計画モデルによる計画作成が実用化されている例としては、電力会社による電源運用計画がある。電力会社は数理計画モデルを用いて、日々、電力消費量の予測値に基づき１時間毎の最適運用を策定している。

また、本実施形態では、運用計画の立案の際に、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通する場合、それらの機器の特性を考慮して運用計画を立案する。例えば、太陽熱温水器は夏期では太陽熱の熱量が高く温水量が余り気味になるので、夏期に太陽熱温水器からの温水を他の住宅へ融通する。また、ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機は四季に関係なく温水量が得られるので、冬期にＣＯ₂ヒートポンプ給湯機で沸かした温水を、別の住宅へ融通することもできる。

そして、各住宅１１内の制御装置１２と管理装置との通信により、立案された運用計画に従い、各住宅１１内の給湯器が運転される。例えば、住宅１１内の給湯器使用時にその住宅１１内の制御装置１２から給湯器を使用する旨の通知及び温水消費データが管理装置９１になされ、管理装置９１は立案した運用計画において、通知元の住宅の貯湯目標量（貯湯式給湯器における一日の沸かし上げ量）、融通予定量及び予想消費量に基づきそのまま通知元の住宅の給湯器の運転を可能とするか、又は図７、図８とともに説明した通知元の住宅へ近隣の住宅から温水融通を行わせる温水制御指令を行う。

しかしながら、立案した運用計画を実際に実行した場合に、予測された通りに温水が消費されるわけではない。そのため、実際の運用において運用計画をどのように利用するかという問題がある。そこで、本実施形態では、管理装置９１は、機器の実際の運用に基づき運用計画を逐次修正する（図９（Ａ）のステップＳ１３）。このステップＳ１３では、管理装置９１は立案された運用計画から一日の貯湯目標量と、一日の融通予定量と、一日の予想消費量の計３つの要素の値を逐次計算モデルに与えて、立案した運用計画を逐次修正する。

次に、本発明のエネルギ融通マネジメント方法の第２の実施形態について説明する。図１０（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るエネルギ融通マネジメント方法の第２の実施形態のフローチャート及びその方法が適用される要部の構成図を示す。本実施形態のエネルギ融通マネジメント方法は、図１に示した住宅１１₁〜１１_nのそれぞれが備える制御装置１２₁〜１２_nを統括的に管理する管理装置により実行される。ここで、図１０（Ｂ）に示す構成図は、同一構成の制御装置１２₁〜１２_nを代表して制御装置１２として示し、また、管理装置を９２として示す。本実施形態は制御装置１２から予測データを取得するのではなく、自身で予測データを生成するものである。

まず、管理装置９２は、制御装置１２からは過去の消費量データのみを通信により取得するとともに、外部より天気予報データを取得し、これらに基づいて、予測モデルを実行してエネルギ需給予測を行う（図１０（Ａ）のステップＳ２１）。管理装置９２は、このエネルギ需給予測により、各住宅更には住宅群全体の温水消費量、太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを得る。

続いて、管理装置９２は、上記のエネルギ需給予測に基づいて、夜に将来（少なくとも翌日を含む翌日から１週間程度先まで）のエネルギ運用計画を立案する（図１０（Ａ）のステップＳ２２）。ＣＯ₂ヒートポンプ給湯機や家庭用コージェネレーションといった貯湯式の給湯器は、予め沸かし上げ量を決定しておき、計画的に運用する必要がある。一方、ガス給湯器は、温水を使用する時に瞬間的に沸かし上げを行うので、計画性は必要ない。さらに住戸間のエネルギ融通についても計画に組み込んでおく必要がある。計画立案のツールとして、本実施形態においても、数理計画モデルである最適化モデルを利用する。この最適化モデルにエネルギ需給予測のデータを与えることで、管理装置９２は、例えばエネルギ費用（電気代＋ガス代）を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき異なる種類の給湯器の特性を考慮した、住宅群全体と各住宅戸別のそれぞれに最適な、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器における温水器沸かし上げ量からなる運用計画を立案する。

そして、管理装置９２は、各住宅から通知された温水消費データに基づき通知元の住宅の制御装置１２に運用計画に基づく温水制御指令を行う。このとき、管理装置９２は立案した運用計画において、通知元の住宅の貯湯目標量（貯湯式給湯器における一日の沸かし上げ量）、融通予定量及び予想消費量に基づきそのまま通知元の住宅の給湯器の運転を可能とするか、又は図７、図８とともに説明した通知元の住宅へ近隣の住宅から温水融通を行わせる温水制御指令を行う。

更に、本実施形態においても、管理装置９２は、機器の実際の運用に基づき運用計画を逐次修正する（図１０（Ａ）のステップＳ２３）。このステップＳ２３では、管理装置９２は立案された運用計画から一日の貯湯目標量と、一日の融通予定量と、一日の予想消費量の計３つの要素の値を逐次計算モデルに与えて、立案した運用計画を逐次修正する。

図１１は、２住宅における貯湯目標量（単位Ｌ/日）と、融通予定量（単位Ｌ/日）と、予想消費量（単位Ｌ/日）のシミュレーション結果の一例を示す。住宅Ａは一日の貯湯目標量が１日目から４日目まではそれぞれ３００Ｌで、５日目から７日目までは１５０Ｌと変化し、また温水の一日の融通予定量が１日目と２日目において１００Ｌあり、一日の予想消費量は１日目から７日目までは３００Ｌで同じである。一方、住宅Ｂは１日目から７日目までは一日の貯湯目標量はそれぞれ２５０Ｌ、一日の融通予定量はそれぞれ０Ｌ、一日の予想消費量は３００Ｌと同じである。

図１２は、日々の運用結果の一例を示す。同図において、Ia、IIa、IIIa、及びIVaは、それぞれ住宅Ａの最大貯湯量、消費量、融通量、及びＣＯ₂ヒートポンプ給湯機の温水供給量（ＨＰ供給量）を示す。一方、Ib、IIb、IIIbは、それぞれ住宅Ｂの最大貯湯量、消費量、融通量を示し、IVb1及びIVb2はそれぞれ住宅Ｂの太陽熱温水器の温水供給量（ＳＴ供給量）及びガス給湯器の温水供給量（ＢＬＲ供給量）を示す。住宅Ｂでは温水の融通量はIIIbで示すように０であり、太陽熱温水器の温水供給量（ＳＴ供給量）はIVb1で示すように毎日ほぼ一定量で、かつ、IVb2に示すガス給湯器の温水供給量（ＢＬＲ供給量）に比べて少量である。

図１３は、図１１の住宅Ａ及び住宅Ｂに対して本実施形態を適用した場合と適用しなかった場合（従来方式）の、全体のエネルギ比と戸別エネルギ比を対比して示す。前述したように、本実施形態では、エネルギ需給予測に基づいて、住宅間で異なる種類の給湯器の特性を勘案した温水融通ができ、かつ、エネルギ費用（電気代＋ガス代）を最小化するようにエネルギ運用計画を立案し、更にそのエネルギ運用計画を貯湯目標量、融通予定量及び予想消費量の計３つの要素の値に基づいて逐次修正し、各住宅からの給湯器使用通知に応じて修正後の運用計画に従って、住宅群全体及び戸別の住宅毎の温水の融通を勘案した通知元の住宅の最適な給湯器の制御（温水融通を含む温水量制御）ができる。その結果、無駄な給湯器の運転によるＣＯ₂発生の抑圧及びエネルギ費の低減、省エネルギを実現できる。

図１３において、住宅ＡにＣＯ₂ヒートポンプ給湯機（ＨＰ）があり、住宅Ｂに太陽熱温水器（ＳＴ）とガス給湯器（ＢＬＲ）とがある場合、本実施形態によれば、住宅Ａ及び住宅Ｂの異なる種類の給湯器の特性を勘案した温水融通ができるため、従来に比べて全体のエネルギ費、一次エネルギ消費量、二酸化炭素排出量のいずれも改善しており、また戸別の住宅Ａ及び住宅Ｂの各エネルギ費も従来に比べて改善している。また、住宅Ａ及び住宅Ｂの両方共に太陽熱温水器とガス給湯器とがある場合の従来のエネルギ融通方法と比べた場合は、より一層の改善効果が得られることが確かめられた。

なお、本発明は、図９及び図１０に示したエネルギ融通マネジメント方法を管理装置のコンピュータにより実行させるエネルギ融通マネジメントプログラムも包含する。このエネルギ融通マネジメントプログラムは記録媒体に記録されていてもよいし、通信ネットワークを介して配信されるようにしてもよい。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、図２では電力線通信技術を用いて制御装置１２₁〜１２_n間で通信を行うことで、住宅１１₁〜１１_n間でエネルギ融通を実現するように説明したが、通信方法はこれに限定されるものではなく、例えば無線通信やインターネットなどの通信ネットワークを通しての通信も可能である。また、各住宅に設置する制御装置に代えて、クラウドなどの外部サービスを利用することも可能である。

更に、図９のステップＳ１２及び図１０のステップＳ２２ではエネルギ費用（電気代＋ガス代）を最小化するように運用計画を立案するように説明したが、エネルギ費用のような経済性に限定されるものではなく、経済性、省エネルギ及び環境負荷（二酸化炭素排出量）の３つの要素のいずれか一つまたは二以上の要素の組み合わせにおいて最小の結果が得られるように運用計画を立案すればよい。

１０ エネルギ融通マネジメントシステム
１１₁〜１１_n 住宅
１２₁〜１２_n、１２ 制御装置
１３₁〜１３₃ 太陽光発電パネル
１４、４０ 太陽熱温水器
１５ ヒートポンプ
１６ 燃料電池
１７ 蓄電池
２１、２３ 配電線
２２ 変圧器
３０ ＣＯ2ヒートポンプ給湯機
３１ ヒートポンプユニット
３２、４２、５４、６１１、６２１、７１１、７２１ 貯湯槽
４１ 集熱器
４３ 混合器
４４、５５ ガス給湯器
５０ コージェネレーション
５１ 発電ユニット
５２ 貯湯ユニット
９１、９２ 管理装置

Claims (10)

1. 各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントシステムであって、
   前記制御装置は、
   少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出手段と、
   算出された前記温水消費量を過去の消費量データとして前記管理装置に送信し、温水使用時は前記管理装置に温水使用を通知するとともに、前記管理装置からの前記通知に応答する温水制御指令を受信する通信手段と、
   前記温水制御指令に基づき宅内の前記給湯器の運転を制御する制御手段とを備え、
   前記管理装置は、
   前記複数の住宅からそれぞれ前記過去の消費量データを通信により取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得した前記過去の消費量データと、外部から取得した翌日以降の将来の天気予報データとを用いた予測モデルを実行して、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測を行うエネルギ需給予測手段と、
   前記エネルギ需給予測手段で得た前記温水消費量と前記太陽熱温水器による沸かし上げ量の各予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案手段と、
   前記住宅から温水使用通知を受信すると、前記運用計画に従い通知元の住宅に対し前記温水制御指令を送信するとともに、前記運用計画を逐次修正する運用計画修正手段と
   を備えることを特徴とするエネルギ融通マネジメントシステム。
2. 各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントシステムであって、
   前記制御装置は、
   少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出手段と、
   算出された前記温水消費量である過去の消費量データと少なくとも翌日以降の将来の天気予報とに基づいて、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを生成する予測手段と、
   前記予測手段により生成された前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを前記管理装置に送信し、温水使用時は前記管理装置に温水使用を通知するとともに、前記管理装置からの前記通知に応答する温水制御指令を受信する通信手段と、
   前記温水制御指令に基づき宅内の前記給湯器の運転を制御する制御手段とを備え、
   前記管理装置は、
   前記複数の住宅からそれぞれ送信された前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを通信により取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得した前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを用いて予測モデルを実行して、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関するエネルギ需給の予測データを生成するエネルギ需給予測手段と、
   前記エネルギ需給予測手段で生成された前記エネルギ需給の予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、前記予測消費量、前記温水融通予定量及び前記貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案手段と、
   前記住宅から温水使用通知を受信すると、前記運用計画に従い通知元の住宅に対し前記温水制御指令を送信するとともに、前記運用計画を逐次修正する運用計画修正手段と
   を備えることを特徴とするエネルギ融通マネジメントシステム。
3. 前記運用計画立案手段は、設定した時間毎のＣＯ₂ヒートポンプ給湯機による沸かし上げ量及び消費電力、ガス給湯器による沸かし上げ量、コージェネレーションの発電量及び温水供給量、並びに前記住宅間の温水融通量を決定した計画を前記運用計画として立案することを特徴とする請求項１又は２記載のエネルギ融通マネジメントシステム。
4. 前記運用計画修正手段は、前記運用計画立案手段で立案された前記運用計画から一日の貯湯目標量と、一日の融通予定量と、一日の予想消費量の計３つの要素の値を逐次計算モデルに与えて逐次修正することを特徴とする請求項１又は２記載のエネルギ融通マネジメントシステム。
5. 各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメント方法であって、
   前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出ステップと、
   前記管理装置が、前記算出ステップにより算出された前記温水消費量を過去の消費量データとして前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、
   前記管理装置が、前記取得ステップにより取得した前記過去の消費量データと、外部から取得した翌日以降の将来の天気予報データとを用いた予測モデルを実行して、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測を行うエネルギ需給予測ステップと、
   前記管理装置が、前記エネルギ需給予測ステップで得た前記温水消費量と前記太陽熱温水器による沸かし上げ量の各予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、
   前記管理装置が、前記運用計画立案ステップで立案した前記運用計画を実際の運用に基づき、逐次修正する運用計画修正ステップと
   を含むことを特徴とするエネルギ融通マネジメント方法。
6. 各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメント方法であって、
   前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき温水消費量を算出する算出ステップと、
   前記制御装置が、前記算出ステップにより算出された前記温水消費量である過去の消費量データと少なくとも翌日以降の将来の天気予報とに基づいて、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを生成する予測ステップと、
   前記管理装置が、前記予測ステップで生成された前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、
   前記管理装置が、前記取得ステップにより取得した前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを用いて予測モデルを実行して、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関するエネルギ需給の予測データを生成するエネルギ需給予測ステップと、
   前記管理装置が、前記エネルギ需給予測ステップで生成された前記エネルギ需給の予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、前記予測消費量、前記温水融通予定量及び前記貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、
   前記管理装置が、前記運用計画立案ステップで立案した前記運用計画を実際の運用に基づき、逐次修正する運用計画修正ステップと
   を含むことを特徴とするエネルギ融通マネジメント方法。
7. 前記運用計画修正ステップは、前記運用計画立案ステップで立案された前記運用計画から一日の貯湯目標量と、一日の融通予定量と、一日の予想消費量の計３つの要素の値を逐次計算モデルに与えて逐次修正することを特徴とする請求項５又は６記載のエネルギ融通マネジメント方法。
8. 各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、前記管理装置内のコンピュータにより運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントを行わせるエネルギ融通マネジメントプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき算出された温水消費量を、過去の消費量データとして前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにより取得した前記過去の消費量データと、外部から取得した翌日以降の将来の天気予報データとを用いた予測モデルを実行して、温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測を行うエネルギ需給予測ステップと、
   前記エネルギ需給予測ステップで得た前記温水消費量と前記太陽熱温水器による沸かし上げ量の各予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、
   前記運用計画立案ステップで立案した前記運用計画を実際の運用に基づき、逐次修正する運用計画修正ステップと
   を実行させることを特徴とするエネルギ融通マネジメントプログラム。
9. 各々給湯器を備える複数の住宅内の各制御装置が予め定めた管理装置との間で相互通信可能に接続されており、前記管理装置内のコンピュータにより運用計画に従って前記複数の住宅間で温水を共有して融通可能とするエネルギ融通マネジメントを行わせるエネルギ融通マネジメントプログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記制御装置により、少なくとも宅内の給湯器に対して給水される水の流量及び温度と、出力される温水の流量及び温度とをそれぞれ測定する測定手段からの測定データに基づき算出された温水消費量である過去の消費量データと少なくとも翌日以降の将来の天気予報とに基づいて生成された、将来の温水消費量と太陽熱温水器による沸かし上げ量の予測データを、前記複数の住宅の各制御装置から取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにより取得した前記温水消費量及び沸かし上げ量の予測データを用いて予測モデルを実行して、予測消費量、温水融通予定量、貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関するエネルギ需給の予測データを生成するエネルギ需給予測ステップと、
   前記エネルギ需給予測ステップで生成された前記エネルギ需給の予測データを最適化モデルに与えることで、住宅群全体と各住宅戸別の経済性、省エネルギ及び二酸化炭素排出量の各要素のうち予め定めた一又は二以上の要素の組み合わせの値を最小化し、かつ、異なる種類の給湯器を備える住宅間で温水を融通するとき、前記異なる種類の給湯器の特性を考慮した、前記予測消費量、前記温水融通予定量及び前記貯湯式給湯器の温水器沸かし上げ量に関する各住宅間の温水共有の運用計画を立案する運用計画立案ステップと、
   前記運用計画立案ステップで立案した前記運用計画を実際の運用に基づき、逐次修正する運用計画修正ステップと
   を実行させることを特徴とするエネルギ融通マネジメントプログラム。
10. 前記運用計画修正ステップは、前記運用計画立案ステップで立案された前記運用計画から一日の貯湯目標量と、一日の融通予定量と、一日の予想消費量の計３つの要素の値を逐次計算モデルに与えて逐次修正することを特徴とする請求項８又は９記載のエネルギ融通マネジメントプログラム。

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