熱電コージェネレーションシステム
【課題】太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができるようにする。
【解決手段】集光部と、集熱部と、吸熱反応を起こして反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こす反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行う発電装置と、反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、日射量及び電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、発電可能電力量及び必要電力量に基づいて蓄熱及び発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。
【解決手段】集光部と、集熱部と、吸熱反応を起こして反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こす反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行う発電装置と、反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、日射量及び電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、発電可能電力量及び必要電力量に基づいて蓄熱及び発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電コージェネレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することができるようにした発電ユニットが提供されている。
【０００３】
該発電ユニットにおいては、熱電変換モジュールに隣接させて蓄熱器が配設され、太陽光が熱電変換モジュールに照射されている間は、太陽エネルギーが熱電変換モジュールによって電気エネルギーに変換されるとともに、蓄熱器において太陽エネルギーの熱が蓄えられ、太陽光が熱電変換モジュールに照射されていないときに、蓄熱器において蓄えられた熱の熱エネルギーが熱電変換モジュールによって電気エネルギーに変換され、電力消費部としての電気機器において電気エネルギーが利用されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の発電ユニットにおいては、蓄熱器の温度を調整することができないので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができない。
【０００６】
また、電気機器の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができない。
【０００７】
本発明は、前記従来の発電ユニットの問題点を解決して、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる熱電コージェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の熱電コージェネレーションシステムにおいては、太陽光を集める集光部と、該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱電コージェネレーションシステムにおいては、太陽光を集める集光部と、該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。
【００１０】
この場合、日射量に基づいて発電可能電力量が算出され、電力需要に基づいて必要電力量が算出され、発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードが選択されるので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの制御ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における蓄熱処理のサブルーチンを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における蓄熱発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における直接発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における蓄熱エネルギー算出処理のサブルーチンを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における直接放熱発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における放熱発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第１の図である。
【図１２】本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第２の図である。
【図１３】本発明の実施の形態における予測される日射量の推移を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態における予測される電力需要の推移を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態における蓄熱モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態における蓄熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態における直接発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態における蓄熱エネルギーと反応器温度との関係図である。
【図１９】本発明の実施の形態における最大蓄熱エネルギーマップを示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態における直接放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施の形態における放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図２は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの概念図である。
【００１４】
図において、１１は熱電コージェネレーションシステムであり、該熱電コージェネレーションシステム１１は、太陽光のエネルギー、すなわち、太陽エネルギーを吸収し、熱を蓄える太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２、該太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２からの熱を受け、熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、発電を行う発電装置としての熱電変換部１３、該熱電変換部１３において発生させられた電流が送られ、電力が供給される電力消費部としての電気機器Ｌｄ、前記熱電変換部１３において熱を回収する熱回収装置１４、断熱材料によって形成され、反応媒体としての水を収容し、蓄えるための反応媒体収容部としての水タンク１５、該水タンク１５において熱を回収する熱回収装置１６等を備え、太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２と熱電変換部１３とが第１の配管系２１を介して、熱電変換部１３と熱回収装置１４とが第２の配管系２２を介して、太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２と水タンク１５とが第３の配管系２３を介して、水タンク１５と熱回収装置１６とが第４の配管系２４を介して接続される。前記水タンク１５及び第３の配管系２３によって反応媒体給排装置が構成される。なお、図においては、熱電変換部１３に一つの電気機器Ｌｄが接続されているが、実際は複数の電気機器が接続される。
【００１５】
前記太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２は、太陽光を集める集光部３１、該集光部３１によって集められた太陽光が照射され、太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部３２、該集熱部３２によって集められた熱を蓄熱し、放熱する蓄熱部としての反応器３３等を備える。前記集光部３１は透明な材料、本実施の形態においては、ガラスから成る密閉された筐（きょう）体４１外に、前記集熱部３２は筐体４１内に配設され、集熱部３２及び筐体４１によって包囲された空間に前記反応器３３が形成される。前記筐体４１は外壁及び内壁から成る二重壁構造を有し、外壁と内壁との間の空間が真空にされるか、又は希ガスが充填（てん）されることによって、筐体４１による断熱が行われる。また、筐体４１の前記内壁の内周面には長波長の赤外線を反射する膜が被覆される。筐体４１にガラス以外の断熱材料を使用することができるが、集光部３１と対向する部分には、断熱材料として、透明な材料、例えば、ガラスを使用するのが好ましい。そして、前記外壁と内壁との間の空間に所定の放熱防止用のガスを注入することができるようになっていて、注入されたガスに電圧を印加すると、それに伴ってガスの色が変化し、放熱が防止される。
【００１６】
なお、前記筐体４１の所定の箇所には、反応器３３内の反応器圧力を調整するための圧力調整部としての圧力調整弁４３が配設される。該圧力調整弁４３を操作することによって、反応器３３内の反応器圧力を調整し、一定にすると、反応器３３の温度（以下「反応器温度」という。）Ｔを太陽光の日射量に対応する２５０〔℃〕以上、かつ、３００〔℃〕以下の所定の温度（以下「蓄熱温度」という。）Ｔ１〔℃〕、例えば、２５０〔℃〕に維持することができる。
【００１７】
前記集光部３１は複数のレンズ３５をマトリックス状に並べることによって形成され、各レンズ３５の表面には、太陽光が反射されないように反射防止膜が被覆される。なお、本実施の形態においては、集光部３１及び集熱部３２を配設するようになっているが、集熱部３２だけを配設することができる。
【００１８】
また、集熱部３２の表面には、太陽光の赤外線成分の吸収効率を高くするとともに、放射による熱の損失を少なくするために、選択吸収膜、例えば、赤外線反射防止層及び吸収・蓄熱層から成る膜が被覆される。前記吸着・蓄熱層は、材料の表面を粗く加工することによって形成したり、ナノチューブ黒体、金属黒体等の膜を被覆することによって形成したりすることができる。
【００１９】
そして、前記反応器３３は、多孔質構造を有し、無機材料である酸化マグネシウム／水（ＭｇＯ／Ｈ2 Ｏ）、塩化カルシウム／メチルアミン（ＣａＣｌ2 ／ＣＨ3 ＮＨ2 ）、酸化カルシウム／水（ＣａＯ／Ｈ2 Ｏ）、酸化カルシウム／酸化鉛／二酸化炭素（ＣａＯ／ＰｂＯ／ＣＯ2 ）等の蓄熱材（化学蓄熱材）、本実施の形態においては、酸化マグネシウム／水を筐体４１内に充填することによって形成される。
【００２０】
なお、蓄熱材として酸化マグネシウム／水、酸化カルシウム／水等を使用する場合、水が、塩化カルシウム／メチルアミンを使用する場合、メチルアミンが、酸化カルシウム／酸化鉛／二酸化炭素（ＣａＯ／ＰｂＯ／ＣＯ2 ）を使用する場合、二酸化炭素がそれぞれ反応媒体とされ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、塩化カルシウム、酸化カルシウム／酸化鉛がそれぞれ反応材とされる。
【００２１】
酸化マグネシウム／水は、水酸化マグネシウムと酸化マグネシウムとの可逆反応、
Ｍｇ（ＯＨ）2 ⇔ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
によって蓄熱及び放熱を行う。そこで、反応器３３において、集熱部３２によって集められた熱によって水酸化マグネシウムを加熱すると、
Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
の反応、すなわち、吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び水が生成され、これに伴って蓄熱が行われる。なお、吸熱反応において水は気化して反応媒体蒸気、本実施の形態においては、水蒸気の状態で生成される。
【００２２】
また、酸化マグネシウムに水を加えると、
ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
の反応、すなわち、発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生し、これに伴って放熱が行われる。なお、発熱反応において水蒸気は液化して反応媒体液、本実施の形態においては、水の状態で生成される。
【００２３】
なお、無機材料のほかに、吸着材、水素吸蔵合金、有機材料等から成る蓄熱材を使用することができる。
【００２４】
そして、本実施の形態においては、前記熱電変換部１３にビスマス・テルル（Ｂｉ2 Ｔｅ3 ）系の熱電モジュールが使用される。該熱電モジュールは、金属板から成る高温部Ｈｐ、ｎ型半導体、ｐ型半導体、及び金属板から成る低温部Ｌｐを備え、高温部Ｈｐを加熱し、低温部Ｌｐを冷却することによって、低温部Ｌｐの金属板、ｎ型半導体、高温部Ｈｐの金属板、ｐ型半導体及び低温部Ｌｐの金属板の順に電流が流れる。本実施の形態においては、例えば、高温部Ｈｐを、２５０〔℃〕に、低温部Ｌｐを３０〔℃〕にしたときの発電効率が６〔％〕にされる。
【００２５】
また、前記第１の配管系２１は、反応器３３に埋設させて配設された熱交換器ｈｅ１、前記高温部Ｈｐに接触させて配設された熱交換器ｈｅ２、及び前記熱交換器ｈｅ１、ｈｅ２間に配設された第１、第２の弁としての開閉弁ｖｂ１、ｖｂ２を備える。
【００２６】
そして、前記第２の配管系２２は、前記低温部Ｌｐに配設された熱交換器ｈｅ３、前記熱回収装置１４、及び熱交換器ｈｅ３と熱回収装置１４との間に配設された第３、第４の弁としての開閉弁ｖｂ３、ｖｂ４を備える。
【００２７】
また、前記第３の配管系２３は、前記反応器３３において吸熱反応によって生成された水蒸気を収集し、水タンク１５に排出するための反応媒体排出管としての水蒸気排出管４５、水タンク１５に収容され、蓄えられた水を反応器３３に供給するための反応媒体供給管としての水供給管４６、前記水蒸気排出管４５における所定の位置に配設され、逆止弁構造を有する第５の弁としての圧力弁ｖｂ５、前記水供給管４６における所定の位置に配設された第６の弁としての開閉弁ｖｂ６等を有する。
【００２８】
前記水蒸気排出管４５においては、圧力弁ｖｂ５より上流側、すなわち、反応器３３側の圧力と、圧力弁ｖｂ５より下流側、すなわち、水タンク１５側の圧力との圧力差によって圧力弁ｖｂ５が開かれ、水蒸気が水タンク１５に流れるようになっているが、水蒸気排出管４５に、圧力弁ｖｂ５に代えて開閉弁を配設し、該開閉弁をソレノイド等によって開くことにより水蒸気を流すことができる。また、前記水供給管４６においては、水タンク１５内の水が自重で反応器３３に供給されるようになっているが、ポンプを配設し、該ポンプによって反応器３３に供給することができる。本実施の形態においては、筐体４１に配設された図示されない圧力開放弁を開くことによって、反応器３３内の圧力を低くし、自重による水の反応器３３への供給を促進させるようにしている。
【００２９】
そして、前記水蒸気排出管４５の筐体４１内の部分に排出部４５ａが形成され、該排出部４５ａに、水蒸気を排出部４５ａ内に収集し、排出するための図示されない複数の穴が形成され、前記水供給管４６の筐体４１内の部分に供給部４６ａが形成され、該供給部４６ａに、水を前記反応器３３内に供給し、噴出させるための図示されない複数の穴が形成される。供給部４６ａの前記各穴に噴霧ノズルが配設され、該噴霧ノズルによって反応器３３内に水が噴射される。
【００３０】
また、前記第４の配管系２４は、水タンク１５内に配設され、水タンク１５に排出された水蒸気を凝縮させて水にするための熱交換器ｈｅ４、該熱交換器ｈｅ４と前記熱回収装置１６との間に配設された第７、第８の弁としての開閉弁ｖｂ７、ｖｂ８を備える。
【００３１】
次に、前記構成の熱電コージェネレーションシステム１１の制御装置について説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの制御ブロック図である。
【００３３】
図において、５０は熱電コージェネレーションシステム１１の全体の制御を行う制御部、５１は図示されないキー、ボタン等の操作要素を備えた操作部、５２は図示されないＬＥＤ画面等の表示要素を備えた表示部、６５は所定の情報を記録するための第１の記憶装置としての記憶部である。
【００３４】
なお、前記制御部５０は、コンピュータとして機能する図示されない演算部としてのＣＰＵ、図示されない第１の記憶装置としてのＲＡＭ、第３の記憶装置としてのＲＯＭ等のメモリを備える。また、前記操作部５１は、タッチパネルによって形成することもでき、その場合、表示部としても機能する。
【００３５】
そして、５３は前記集光部３１に配設され、日射量を検出する日射量検出部としての日射量センサ、５４は集光部３１に配設され、集光部３１の温度を検出する集光用の温度検出部としての集光部温度センサ、５５は前記反応器３３に配設され、前記反応器温度Ｔを検出する蓄熱・放熱用の温度検出部としての反応器温度センサ、５６は反応器３３に配設され、反応器３３内の反応器圧力を検出する蓄熱・放熱用の圧力検出部としての反応器圧力センサ、５８は前記高温部Ｈｐに配設され、高温部Ｈｐの温度を検出する第１の熱電用の温度検出部としての高温部温度センサ、５９は前記低温部Ｌｐに配設され、低温部Ｌｐの温度を検出する第２の熱電用の温度検出部としての低温部温度センサ、４３は圧力調整弁、６０は前記電気機器Ｌｄで消費される電力を検出する電力検出部としての電力計、６１は前記水蒸気排出管４５の所定の箇所に配設され、水蒸気の流量を検出する第１の流量検出部としての水蒸気流量計、６２は前記水供給管４６の所定の箇所に配設され、水の流量を検出する第２の流量検出部としての水流量計、６３は前記水タンク１５内に配設され、水タンク１５内の温度Ｔｗを検出する反応媒体用の温度検出部としてのタンク温度センサ、６４は前記水タンク１５内に配設され、水タンク１５内の圧力Ｐｗを検出する反応媒体用の圧力検出部としてのタンク圧力センサ、ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６〜ｖｂ８は開閉弁であり、ｖｂ５は圧力弁である。なお、本実施の形態において、前記日射量センサ５３は日射量を検出するようになっているが、日射の有無を検出することができる。
【００３６】
本実施の形態においては、電気機器Ｌｄに供給される電力で表される負荷に応じて、制御部５０によって、第１のモードとしての蓄熱モード、第２のモードとしての蓄熱発電モード、第３のモードとしての直接発電モード、第４のモードとしての直接放熱発電モード及び第５のモードとしての放熱発電モードの各モードのうちの所定のモードが選択され、圧力調整弁４３、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６が開閉され、熱電コージェネレーションシステム１１が選択されたモードで運転される。なお、操作者が、操作部５１を操作し、圧力調整弁４３、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６を手動で開閉することによって、熱電コージェネレーションシステム１１を各モードで運転することもできる。
【００３７】
次に、熱電コージェネレーションシステム１１の動作について説明する。
【００３８】
図３は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第１のフローチャート、図４は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第２のフローチャート、図５は本発明の実施の形態における蓄熱処理のサブルーチンを示す図、図６は本発明の実施の形態における蓄熱発電処理のサブルーチンを示す図、図７は本発明の実施の形態における直接発電処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の実施の形態における蓄熱エネルギー算出処理のサブルーチンを示す図、図９は本発明の実施の形態における直接放熱発電処理のサブルーチンを示す図、図１０は本発明の実施の形態における放熱発電処理のサブルーチンを示す図、図１１は本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第１の図、図１２は本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第２の図、図１３は本発明の実施の形態における予測される日射量の推移を示す図、図１４は本発明の実施の形態における予測される電力需要の推移を示す図、図１５は本発明の実施の形態における蓄熱モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図１６は本発明の実施の形態における蓄熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図１７は本発明の実施の形態における直接発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図１８は本発明の実施の形態における蓄熱エネルギーと反応器温度との関係図、図１９は本発明の実施の形態における最大蓄熱エネルギーマップを示す図、図２０は本発明の実施の形態における直接放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図２１は本発明の実施の形態における放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。なお、図１３において横軸に時刻を、縦軸に日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を、図１４において横軸に時刻を、縦軸に電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を、図１８において横軸に反応器の蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を、縦軸に反応器温度Ｔ〔℃〕を採ってある。
【００３９】
まず、制御部５０の図示されない日射量予測処理手段は、日射量予測処理を行い、熱電コージェネレーションシステム１１が配設された箇所における日射量の観測値、気象衛生画像データ等を取得し、集光部３１の傾斜角度、面積等に基づいて日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を予測する（ステップＳ１）。この場合、図１３に示されるように、所定の日数、本実施の形態においては、本日及び翌日にわたる所定の時刻ごとの日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕の経時的な推移が予測され、前記記憶部６５に形成された日射量マップに、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕と時刻とが対応させて記録される。
【００４０】
また、制御部５０の図示されない電力需要予測処理手段は、電力需要予測処理を行い、熱電コージェネレーションシステム１１の前記熱電変換部１３に対する電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を予測する（ステップＳ２）。この場合、図１４に示されるように、所定の日数、本実施の形態においては、本日及び翌日にわたる所定の時刻ごとの電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕の経時的な推移が予測され、記憶部６５に形成された電力需要マップに、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕と時刻とが対応させて記録される。
【００４１】
なお、前記記憶部６５には、例えば、家庭で使用された実際の電力、すなわち、実電力と時刻とが対応させられ、更にその日の天候（外気温、室温、湿度、天気等）が対応させられて、実績電力需要データとして記録される。そして、前記電力需要予測処理手段は、前記実績電力需要データを参照し、本日及び翌日の天気予報を参照し、電力需要データ及び天気予報に基づいて電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を算出する。
【００４２】
続いて、制御部５０の図示されない第１の発電可能電力量算出処理手段は、第１の発電可能電力量算出処理を行い、所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に基づいて発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を算出する（ステップＳ３）。そのために、前記第１の発電可能電力量算出処理手段は、前記高温部温度センサ５８によって検出された高温部Ｈｐの温度ＴＨ〔℃〕及び低温部温度センサ５９によって検出された低温部Ｌｐの温度ＴＬ〔℃〕を取得するとともに、及び前記日射量マップから前記所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を取得する。続いて、前記第１の発電可能電力量算出処理手段は、前記記憶部６５に形成された発電可能電力量マップを参照し、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕、及び所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に対応する発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を算出する。すなわち、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕は、発電モジュールの仕様、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕及び入力熱流によって決まる。
【００４３】
なお、前記発電可能電力量マップには、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕及び日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕と発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕とが対応させて記録される。また、本実施の形態においては、前記温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕が定常状態になるまでデフォルト値が使用される。この場合、前記温度ＴＨ〔℃〕のデフォルト値は反応器温度及び熱交換器ｈｅ２の熱交換能力によって決められ、前記温度ＴＬ〔℃〕のデフォルト値は室温付近の温度に設定するのが好ましい。本実施の形態において、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕のデフォルト値はそれぞれ２５０〔℃〕及び３０〔℃〕にされる。
【００４４】
続いて、前記制御部５０の図示されない必要電力量算出処理手段は、必要電力量算出処理を行い、前記電力需要マップから前記所定の時間帯の電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を取得し、該電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕に基づいて、電気機器Ｌｄ等において必要となる必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕を算出する。
【００４５】
そして、前記制御部５０の図示されない第１の電力量判断処理手段は、第１の電力量判断処理を行い、必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が閾値Ｗｅｔｈ１〔ｋＷｈ〕より小さいかどうかを判断する（ステップＳ４）。
【００４６】
必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が閾値Ｗｅｔｈ１〔ｋＷｈ〕より小さい場合、前記制御部５０の図示されない電力購入処理手段は、電力購入処理を行い、商用電力提供者から電力を所定の電力量だけ購入する（ステップＳ５）。
【００４７】
ところで、電力の消費が少ない場合に熱電変換部１３によって発電を行うと、発電効率が低くなるので、電力の消費が多い日中に熱電変換部１３による発電を行い、電力の消費が少ない夜間には熱電変換部１３による発電を行わないのが望ましい。そこで、本実施の形態において、電力購入処理手段は、熱電変換部１３の使用されない夜間に商用電力提供者から電力を購入する。
【００４８】
続いて、制御部５０の図示されない蓄熱要否判断処理手段は、蓄熱要否判断処理を行い、蓄熱を行う必要があるかどうかを判断する（ステップＳ６）。そして、反応器３３に蓄えられる熱量、すなわち、蓄熱熱量をＱｉ〔ｋＷｈ〕とし、反応器３３から外に逃げる熱量、すなわち、放熱熱量をＱｏ〔ｋＷｈ〕としたとき、蓄熱熱量Ｑｉ〔ｋＷｈ〕に対する放熱熱量Ｑｏ〔ｋＷｈ〕の比ρ
ρ＝Ｑｏ／Ｑｉ
が閾値ρｔｈ１以下である場合に、蓄熱を行う必要があると判断し、比ρが閾値ρｔｈ１より大きい場合に、蓄熱を行う必要がないと判断する。
【００４９】
例えば、天気が晴れで日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕が多く、比ρが閾値ρｔｈ１以下である場合、蓄熱を行う必要があると判断され、天気が曇り、雨、雪等で日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕が少なく、比ρが閾値ρｔｈ１より大きい場合、蓄熱を行う必要がないと判断される。
【００５０】
そして、蓄熱を行う必要がある場合、制御部５０の図示されない第１のモード選択処理手段としての蓄熱処理手段は、第１のモード選択処理としての蓄熱処理を行い、反応器３３において蓄熱を行う（ステップＳ７）。
【００５１】
そのために、蓄熱処理手段の蓄熱温度設定処理手段は、蓄熱温度設定処理を行い、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に応じて蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を設定する（ステップＳ７−１）。すなわち、前記蓄熱処理手段は、日射量マップから日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を取得し、１日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕を算出し、記憶部６５に形成された蓄熱温度マップを参照し、全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応する蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を読み出す。
【００５２】
なお、前記蓄熱温度マップには全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕と蓄熱温度Ｔ１〔℃〕とが対応させて記録される。
【００５３】
続いて、前記蓄熱処理手段のモード設定処理手段としての蓄熱設定処理手段は、モード設定処理としての蓄熱設定処理を行う（ステップＳ７−２）。そのために、蓄熱設定処理手段は、前記圧力調整弁４３の開度を調整し、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６を閉じ、開閉弁ｖｂ７、ｖｂ８を開き、熱電コージェネレーションシステム１１を蓄熱モードで運転する。該蓄熱モードにおいて、集光部３１によって集められた太陽光が集熱部３２に照射され（図１５における矢印Ａ）、集熱部３２に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器３３に伝達され、反応器３３が加熱される。その結果、反応器温度Ｔ〔℃〕は前記蓄熱温度Ｔ１〔℃〕に維持される。
【００５４】
そして、反応器３３は蓄熱装置として機能させられ、反応器３３において、水酸化マグネシウムが加熱され、
Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
の吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び高温の水が水蒸気の状態で生成される。これにより、反応器３３において蓄熱が行われる。
【００５５】
生成された水蒸気は排出部４５ａによって収集され、水タンク１５に排出される（図１５における矢印Ｂ）。このとき、水蒸気の圧力で圧力弁ｖｂ５が開放される。なお、反応器３３は多孔質構造を有するので、水蒸気は反応器３３内を循環させられ、円滑に排出部４５ａに収集される。
【００５６】
水タンク１５に排出された水蒸気は、前記熱交換器ｈｅ４によって熱回収媒体としての水（冷却水）によって冷却されて凝縮させられ、反応器３３内の反応器圧力が１気圧である場合に、１００〔℃〕の水になる。前記冷却水は、水蒸気の凝縮に伴って加熱され、熱回収装置１６に送られ、熱回収装置１６において熱が回収される。なお、熱回収装置１６において回収された熱を、必要に応じて建物躯体、床等に蓄え、暖房用として利用することができる。また、熱回収装置１６において、熱回収媒体として冷媒を使用することができる。
【００５７】
この場合、前記蓄熱処理手段は、圧力調整弁４３の開度を調整することによって、反応器３３内の反応器圧力を一定の値に維持する。これにより、水蒸気の圧力が一定になり、水タンク１５における凝縮熱が一定になるので、熱回収装置１６において一定の温度で熱を回収することができる。
【００５８】
そして、前記蓄熱処理手段の温度判断処理手段は、温度判断処理を行い、前記反応器温度センサ５５によって検出された反応器温度Ｔ〔℃〕を取得し、反応器温度Ｔ〔℃〕が、反応器３３の仕様で決まる最高温度、すなわち、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高いかどうかを判断する（ステップＳ７−３）。反応器温度Ｔ〔℃〕がシステム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高い場合、前記蓄熱処理手段の遮断処理手段は、遮断処理を行い、筐体４１の外壁と内壁との間に放熱防止用のガスを注入し、ガスに電圧を印加する（ステップＳ７−４）。これにより、反応器３３の放熱が防止される。なお、反応器３３の放熱を防止するために、筐体４１の外壁と内壁との間へのガスの注入に代えて、集光部３１の外側に開閉窓を配設し、該開閉窓を閉じることによって反応器３３の放熱を防止することができる。
【００５９】
また、前記第１の電力量判断処理において、必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が閾値Ｗｅｔｈ１〔ｋＷｈ〕以上であると判断された場合、制御部５０の図示されない第２の電力量判断処理手段は、第２の電力量判断処理を行い、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より大きいかどうかを判断する（ステップＳ９）。
【００６０】
発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より大きい場合、制御部５０の図示されない第２のモード選択処理手段としての蓄熱発電処理手段は、第２のモード選択処理としての蓄熱発電処理を行い、反応器３３において蓄熱を行い、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１０）。
【００６１】
そのために、蓄熱発電処理手段のモード設定処理手段としての蓄熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての蓄熱発電設定処理を行い、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ７、ｖｂ８を開き、熱電コージェネレーションシステム１１を蓄熱発電モードで運転する（ステップＳ１０−１）。蓄熱発電モードにおいて、集光部３１は集めた太陽光を集熱部３２に照射し（図１６における矢印Ｃ）、集熱部３２は照射された太陽光を熱に変換し、変換した熱を前記反応器３３に伝達する。
【００６２】
この場合、蓄熱材によって形成された反応器３３は、熱伝達部材として機能させられ、反応器３３において、集熱部３２から伝達された熱のうちの所定の割合、本実施の形態においては、５０〔％〕によって水酸化マグネシウムが加熱され、
Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
の吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び高温の水が水蒸気の状態で生成される。これにより、反応器３３において蓄熱が行われる。
【００６３】
生成された水蒸気は排出部４５ａに収集され、水タンク１５に排出される（図１６における矢印Ｄ）。このとき、水蒸気の圧力で圧力弁ｖｂ５が開放される。
【００６４】
そして、水タンク１５に排出された水蒸気は、熱交換器ｈｅ４によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却されて凝縮し、１００〔℃〕の水になる。前記冷却水は、水蒸気の凝縮に伴って加熱され、熱回収装置１６に送られ、熱回収装置１６において熱が回収される。
【００６５】
また、前記反応器３３は、熱伝達部材としても機能させられるので、集熱部３２から伝達された熱の残り、すなわち、５０〔％〕をそのまま熱交換器ｈｅ１（図２）に伝達する（図１６における矢印Ｅ）。
【００６６】
そして、熱交換器ｈｅ１に伝達された熱は、熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ、熱回収装置１４において熱が回収される。
【００６７】
そして、前記蓄熱発電設定処理手段は、発電可能電力量マップを参照し、必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕、前記温度ＴＬ〔℃〕及び所定時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応する温度ＴＨ〔℃〕を算出し、設定する。そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記蓄熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行い、高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１０−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【００６８】
この場合、前記蓄熱発電処理手段は、開閉弁ｖｂ１、ｖｂ２の開度を調整し、熱交換器ｈｅ１、ｈｅ２を流れる水の量を設定することによって、集熱部３２から伝達された熱における、水酸化マグネシウムを加熱するのに使用される熱の割合を調整する。
【００６９】
そして、前記蓄熱発電処理手段の温度判断処理手段は、温度判断処理を行い、反応器温度センサ５５によって検出された反応器温度Ｔ〔℃〕を取得し、反応器温度Ｔ〔℃〕が、反応器３３の仕様で決まる最高温度、すなわち、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高いかどうかを判断する（ステップＳ１０−３）。反応器温度Ｔ〔℃〕がシステム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高い場合、前記蓄熱処理手段の遮断処理手段は、遮断処理を行い、筐体４１の外壁と内壁との間に放熱防止用のガスを注入し、ガスに電圧を印加する（ステップＳ１０−４）。
【００７０】
また、前記第２の電力量判断処理において、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕以下であると判断された場合、前記第２の電力量判断処理手段は、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕と必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕とが等しいかどうかを判断する（ステップＳ１１）。
【００７１】
そして、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕と必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕とが等しい場合、制御部５０の図示されない第３のモード選択処理手段としての直接発電処理手段は、第３のモード選択処理としての直接発電処理を行い、反応器３３において蓄熱を行うことなく、熱を高温部Ｈｐに伝達し、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１２）。
【００７２】
そのために、直接発電処理手段のモード設定処理手段としての直接発電設定処理手段は、モード設定処理としての直接発電設定処理を行い開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４を開き、開閉弁ｖｂ６〜ｖｂ８を閉じ、熱電コージェネレーションシステム１１を直接発電モードで運転する（ステップＳ１２−１）。該直接発電モードにおいて、集光部３１によって集められた太陽光は集熱部３２に照射され、集熱部３２に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器３３に伝達されるが、該反応器３３は熱伝達部材として機能させられ、吸熱反応及び発熱反応はいずれも起こらず、伝達された熱がそのまま熱交換器ｈｅ１に伝達される（図１７における矢印Ｆ）。
【００７３】
そして、熱交換器ｈｅ１に伝達された熱は、熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。このとき、高温部Ｈｐの温度ＴＨ〔℃〕はデフォルト値に設定される。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ、熱回収装置１４において熱が回収される。
【００７４】
そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記直接発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行って高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１２−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【００７５】
この場合、反応器３３は多孔質構造を有するので、水蒸気は反応器３３内を循環させられ、円滑に熱を伝達する。
【００７６】
ところで、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より小さいと、電気機器Ｌｄ等において利用することができる電力量が不足してしまう。
【００７７】
そこで、本実施の形態においては、反応器３３に蓄えられた熱量を利用して熱電変換部１３によって発電を行うようにしている。
【００７８】
そのために、前記第２の電力量判断処理において、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より小さいと判断された場合、制御部５０の図示されない蓄熱エネルギー算出処理手段は、蓄熱エネルギー算出処理を行い、反応器３３に蓄えられた熱量、すなわち、蓄熱エネルギーを算出する（ステップＳ１３）。
【００７９】
ここで、反応器３３の特性、すなわち、反応器３３の蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕と反応器温度Ｔ〔℃〕との関係について説明する。
【００８０】
図１８において、Ｔ１〔℃〕は蓄熱温度、Ｔｍｉｎ〔℃〕は反応器３３を使用することができる最低温度、Ｔｍａｘ〔℃〕はシステム設計許容温度である。
【００８１】
また、Ｌは蓄熱材の状態を示すラインであり、蓄熱材は、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以上、かつ、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕より低い第１の領域に収まる点ａ、ｂ間で水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の状態に置かれ、反応器温度Ｔ〔℃〕が蓄熱温度Ｔ１〔℃〕と等しい第２の領域に収まる点ｂ、ｃ間で水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）と酸化マグネシウムＭｇＯとが混合した状態に置かれ、反応器温度Ｔ〔℃〕が蓄熱温度Ｔ１〔℃〕より高く、かつ、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕以下の第３の領域に収まる点ｃ、ｄ間で酸化マグネシウムＭｇＯの状態に置かれる。なお、点ｂ、ｃ間で、点ｂに近いほど水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の量が多く、点ｃに近いほど酸化マグネシウムＭｇＯの量が多い。
【００８２】
そして、反応器３３の点ａにおける蓄熱エネルギーをＥ１〔ｋＷｈ〕とし、点ｂにおける蓄熱エネルギーをＥ２〔ｋＷｈ〕とし、点ｃにおける蓄熱エネルギーをＥ３〔ｋＷｈ〕とし、点ｄにおける蓄熱エネルギーをＥ４〔ｋＷｈ〕としたとき、反応器温度Ｔ〔℃〕を蓄熱温度Ｔ１〔℃〕以上、かつ、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕以下に維持して反応器３３を使用すると、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕は、
Ｅ２≦Ｅ≦Ｅ４
の範囲の値Ｅｓを採り、反応器温度Ｔ〔℃〕を最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以上、かつ、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕以下に維持して反応器３３を使用すると、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕は、
Ｅ１≦Ｅ≦Ｅ４
の範囲の値Ｅｓ’を採る。
【００８３】
そこで、反応器３３の蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を算出するために、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の最大蓄熱エネルギー算出処理手段は、最大蓄熱エネルギー算出処理を行い、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を読み込み、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕における最大の蓄熱エネルギー、すなわち、最大蓄熱エネルギーＥｍａｘ（＝Ｅ３）〔ｋＷｈ〕を算出する（ステップＳ１３−１）。
【００８４】
そのために、前記最大蓄熱エネルギー算出処理手段は、図１９の最大蓄熱エネルギーマップを参照し、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕及び反応器３３内の反応器圧力ｐｃ〔Ｐａ〕に対応する最大蓄熱エネルギーＥｍａｘ〔ｋＷｈ〕を算出する。最大蓄熱エネルギーマップには、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕及び反応器圧力ｐｃ〔Ｐａ〕と最大蓄熱エネルギーＥｍａｘ〔ｋＷｈ〕とが対応させて記録されている。
【００８５】
続いて、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の反応器温度取得処理手段は、反応器温度取得処理を行い、反応器温度Ｔ〔℃〕を取得し（ステップＳ１３−２）、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第１〜第３の領域のうちのどの領域に収まるかを判断する（ステップＳ１３−３〜Ｓ１３−５）。
【００８６】
そして、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第１の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、計算処理を行い、蓄熱エネルギーＥｓ、Ｅｓ’〔ｋＷｈ〕
Ｅｓ＝０
Ｅｓ’＝Ｃｈ・｜Ｔ１−Ｔｍｉｎ｜
を算出する（ステップＳ１３−６）。なお、Ｃｈは水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の比熱である。
【００８７】
また、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第３の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、蓄熱エネルギーＥｓ、Ｅｓ’〔ｋＷｈ〕
Ｅｓ＝Ｅｍａｘ＋Ｃｏ・｜Ｔ−Ｔ１｜
Ｅｓ’＝Ｅｓ＋Ｃｏ・｜Ｔ−Ｔ１｜
を算出する（ステップＳ１３−７、Ｓ１３−８）。なお、Ｃｏは酸化マグネシウムＭＯの比熱である。
【００８８】
そして、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第２の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）と酸化マグネシウムＭｇＯとの混合体における水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の割合（モル数）αを算出する（ステップＳ１３−９）。なお、該割合αは、前記水流量計６２によって検出され、水供給管４６を流れる水の流量に基づいて算出することができる。
【００８９】
続いて、前記計算処理手段は、蓄熱エネルギーＥｓ、Ｅｓ’〔ｋＷｈ〕
Ｅｓ＝Ｅｍａｘ・（１−α）
Ｅｓ’＝Ｅｓ＋Ｃｏ・｜Ｔ−Ｔ１｜
を算出する（ステップＳ１３−１０、Ｓ１３−８）。
【００９０】
このようにして、蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）が算出されると、制御部５０の図示されない第２の発電可能電力量算出処理手段は、第２の発電可能電力量算出処理を行い、前記所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕による発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕に蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）を加算して発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕を算出する（ステップＳ１４）。なお、この場合、蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）は発電可能電力量として機能する。
【００９１】
続いて、前記制御部５０の図示されない第３の発電可能電力量判断処理手段は、第３の発電可能電力量判断処理を行い、発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕以上であるかどうかを判断する（ステップＳ１５）。
【００９２】
発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕以上である場合、制御部５０の図示されない日射量判断処理手段は、日射量判断処理を行い、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を取得し、
Ｗｃ＞０
であるかどうかによって、日射があるかどうかを判断する（ステップＳ１６）。
【００９３】
そして、日射がある場合、制御部５０の図示されない第４のモード選択処理手段としての直接放熱発電処理手段は、第４のモード選択処理としての直接放熱発電処理を行い、反応器３３において蓄熱を行うことなく、熱を高温部Ｈｐに伝達し、かつ、放熱を行い、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１７）。
【００９４】
そのために、直接放熱発電処理手段のモード設定処理手段としての直接放熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての直接放熱発電設定処理を行い、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６を開き、熱電コージェネレーションシステム１１を直接放熱発電モードで運転する（ステップＳ１７−１）。該直接放熱発電モードにおいて、集光部３１によって集められた太陽光が集熱部３２に照射され（図２０における矢印Ｇ）、集熱部３２に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器３３に伝達されるが、該反応器３３は蓄熱材及び熱伝達部材として機能させられ、吸熱反応は起こらず、伝達された熱はそのまま熱交換器ｈｅ１に伝達される。
【００９５】
また、水タンク１５内の水は、水供給管４６を介して反応器３３内に供給され、（図２０における矢印Ｈ）噴出される。
【００９６】
反応器３３は蓄熱材によって形成されるので、反応器３３において、酸化マグネシウムに水が加えられ、
ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
の発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生する。
【００９７】
集熱部３２から反応器３３に伝達された熱及び反応器３３において発生した熱は、熱交換器ｈｅ１によって熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。このとき、高温部Ｈｐの温度ＴＨ〔℃〕はデフォルト値に設定される。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ（図２０における矢印Ｊ）、熱回収装置１４において熱が回収される。
【００９８】
そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記直接放熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行って高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１７−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【００９９】
この場合、前記直接放熱発電処理手段が、開閉弁ｖｂ６の開度を調整することによって、日射量に応じて、反応器３３に供給される水の量又は流速を設定すると、反応器３３内の前記反応器圧力〔Ｐａ〕（水蒸気分圧）が一定になる。したがって、反応器温度Ｔが前記蓄熱温度Ｔ１に維持されるので、高温部Ｈｐと低温部Ｌｐとの温度差を維持することができる。その結果、効率の高い温度領域で熱電変換部１３による発電を行うことができる。なお、開閉弁ｖｂ６の開度を調整するのに併せて圧力調整弁４３の開度を調整することができる。
【０１００】
また、前記直接放熱発電処理手段は、開閉弁ｖｂ６の開度を調整することによって、高温部Ｈｐに伝達される熱の所定の量、本実施の形態においては、５０〔％〕を集熱部３２からの熱とし、残りの熱を反応器３３において発生させた熱とする。
【０１０１】
そして、前記日射量判断処理において日射がないと判断された場合、制御部５０の図示されない第５のモード選択処理手段としての放熱発電処理手段は、第５のモード選択処理としての放熱発電処理を行い、反応器３３において放熱を行い、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１８）。
【０１０２】
そのために、放熱発電処理手段のモード設定処理手段としての放熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての放熱発電設定処理を行い、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｂ６を開き、開閉弁ｖｂ７、ｖｂ８を閉じ、熱電コージェネレーションシステム１１を放熱発電モードで運転する（ステップＳ１８−１）。該放熱発電モードにおいて、水タンク１５内の水は、供給管４６を介して反応器３３内に供給され（図２１における矢印Ｋ）、噴出される。
【０１０３】
該反応器３３は蓄熱材によって形成されるので、反応器３３において、酸化マグネシウムに水が加えられ、
ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
の発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生する。
【０１０４】
反応器３３において発生した熱は、熱交換器ｈｅ１によって熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。そして、該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ（図２１における矢印Ｌ）、熱回収装置１４において熱が回収される。なお、熱回収装置１４において回収された熱を、熱回収装置１６と同様に、必要に応じて建物躯体、床等に蓄え、暖房用として利用することができる。また、熱回収装置１６において、熱回収媒体として冷媒を使用したり、地熱で所定の温度に加熱された水を使用したりすることができる。
【０１０５】
そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記放熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行い、高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１８−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【０１０６】
この場合、前記放熱発電処理手段が、開閉弁ｖｂ６の開度を調整することによって、反応器３３に供給される水の量又は流速を一定にすると、反応器３３内の反応器圧力〔Ｐａ〕（水蒸気分圧）が一定になる。したがって、反応器温度Ｔが前記蓄熱温度Ｔ１に維持されるので、高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差を一定に維持することができる。その結果、効率の高い温度領域で熱電変換部１３による発電を行うことができる。なお、放熱発電処理手段は、開閉弁ｖｂ６の開度を調整するのに併せて圧力調整弁４３の開度を調整することができる。
【０１０７】
また、前記第３の発電可能電力量判断処理において、発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より小さいと判断された場合、制御部５０の図示されない協調制御処理手段は、協調制御処理を行い、前記所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕及び蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）に基づいて算出された発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕では不足する電力量を、商用電力提供者から購入する電力量で補足する（ステップＳ１９）。
【０１０８】
そのために、協調制御処理手段の電力量判断処理手段は、電力量判断処処理を行い、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕による発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができるかどうかを判断する（ステップＳ１９−１〜Ｓ１９−３）。
【０１０９】
発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができる場合、協調制御処理手段の直接放熱発電処理手段は、直接放熱発電処理を行い、熱電コージェネレーションシステム１１を直接放熱発電モードで運転する（ステップＳ１９−４）。
【０１１０】
そして、協調制御処理手段の反応器温度判断処理手段は、反応器温度判断処理を行い、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕より高いかどうかを判断し（ステップＳ１９−５）、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以下になると、協調制御処理手段の電力購入処理手段は、電力購入処理を行い、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１１】
また、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を利用することができ、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができない場合、協調制御処理手段の直接発電処理手段は、熱電コージェネレーションシステム１１を直接発電モードで運転する（ステップＳ１９−７）。
【０１１２】
そして、前記反応器温度判断処理手段は、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕より高いかどうかを判断し（ステップＳ１９−８）、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以下になると、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１３】
また、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を利用することができず、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができる場合、協調制御処理手段の放熱発電処理手段は、熱電コージェネレーションシステム１１を放熱発電モードで運転する（ステップＳ１９−９）。
【０１１４】
そして、前記反応器温度判断処理手段は、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕より高いかどうかを判断し（ステップＳ１９−１０）、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以下になると、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から所定の電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１５】
また、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができない場合、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１６】
そして、前記反応器温度判断処理手段の日射判断処理手段は、日射判断処理を行い、日射量センサ５３によって、太陽が沈んだかどうかを判断し、太陽が沈むと、前記反応器温度判断処理手段の蓄熱設定処理手段は、蓄熱設定処理を行い、予測される翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕を取得し、該翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応させて反応器３３において蓄熱設定を行う。
【０１１７】
そのために、前記蓄熱設定処理手段は、予測される翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕が十分に多い場合、及び翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕がほとんどない場合は、反応器３３において蓄熱設定を行わない。予測される翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕が少ない場合は、記憶部６５に形成された蓄熱温度マップを参照し、全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応する蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を読み出し、反応器温度Ｔを蓄熱温度Ｔ１〔℃〕にすることができるように商用電力提供者から電力を所定の電力量だけ購入する。
【０１１８】
このようにして、協調制御処理が終了すると、制御部５０の図示されない時間経過判断処理手段は、時間経過判断処理を行い、第１の発電可能電力量算出処理が開始されてから、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷｈ〕、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕等の変動に応じてあらかじめ設定された設定時間が経過するのを待機し、設定時間が経過すると、第１の発電可能電力量算出処理を再び行う（ステップＳ２０）。なお、時間経過判断処理手段は、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕等の変動が小さい場合、設定時間を長くし、変動が大きい場合、設定時間を短くする。したがって、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕等の変動が小さい場合に無用に制御が繰り返されることがないので、制御部５０に加わる制御負荷を小さくすることができる。また、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕等の変動が大きい場合に設定時間が短くされるので、熱電コージェネレーションシステム１１による制御を精度良く行うことができる。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に基づいて発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が算出され、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕に基づいて必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が算出され、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕に基づいて、反応器３３における蓄熱及び熱電変換部１３における発電を行うモードが選択されるので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電気機器Ｌｄの負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
【０１２０】
また、前記日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕及び反応器３３における蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕に基づいて発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が算出され、発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕及び必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕に基づいて、反応器３３における蓄熱及び放熱、並びに熱電変換部１３における発電を行うモードが選択されるので、電気機器Ｌｄの負荷に応じて一層効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
【０１２１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
１１ 熱電コージェネレーションシステム
１３ 熱電変換部
１５ 水タンク
２３ 第３の配管系
３１ 集光部
３２ 集熱部
３３ 反応器
５０ 制御部
Ｌｄ 電気機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電コージェネレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することができるようにした発電ユニットが提供されている。
【０００３】
該発電ユニットにおいては、熱電変換モジュールに隣接させて蓄熱器が配設され、太陽光が熱電変換モジュールに照射されている間は、太陽エネルギーが熱電変換モジュールによって電気エネルギーに変換されるとともに、蓄熱器において太陽エネルギーの熱が蓄えられ、太陽光が熱電変換モジュールに照射されていないときに、蓄熱器において蓄えられた熱の熱エネルギーが熱電変換モジュールによって電気エネルギーに変換され、電力消費部としての電気機器において電気エネルギーが利用されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の発電ユニットにおいては、蓄熱器の温度を調整することができないので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができない。
【０００６】
また、電気機器の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができない。
【０００７】
本発明は、前記従来の発電ユニットの問題点を解決して、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる熱電コージェネレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、本発明の熱電コージェネレーションシステムにおいては、太陽光を集める集光部と、該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱電コージェネレーションシステムにおいては、太陽光を集める集光部と、該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。
【００１０】
この場合、日射量に基づいて発電可能電力量が算出され、電力需要に基づいて必要電力量が算出され、発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードが選択されるので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの制御ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第１のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第２のフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における蓄熱処理のサブルーチンを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における蓄熱発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における直接発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における蓄熱エネルギー算出処理のサブルーチンを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における直接放熱発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における放熱発電処理のサブルーチンを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第１の図である。
【図１２】本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第２の図である。
【図１３】本発明の実施の形態における予測される日射量の推移を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態における予測される電力需要の推移を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態における蓄熱モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態における蓄熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態における直接発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態における蓄熱エネルギーと反応器温度との関係図である。
【図１９】本発明の実施の形態における最大蓄熱エネルギーマップを示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態における直接放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施の形態における放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図２は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの概念図である。
【００１４】
図において、１１は熱電コージェネレーションシステムであり、該熱電コージェネレーションシステム１１は、太陽光のエネルギー、すなわち、太陽エネルギーを吸収し、熱を蓄える太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２、該太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２からの熱を受け、熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、発電を行う発電装置としての熱電変換部１３、該熱電変換部１３において発生させられた電流が送られ、電力が供給される電力消費部としての電気機器Ｌｄ、前記熱電変換部１３において熱を回収する熱回収装置１４、断熱材料によって形成され、反応媒体としての水を収容し、蓄えるための反応媒体収容部としての水タンク１５、該水タンク１５において熱を回収する熱回収装置１６等を備え、太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２と熱電変換部１３とが第１の配管系２１を介して、熱電変換部１３と熱回収装置１４とが第２の配管系２２を介して、太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２と水タンク１５とが第３の配管系２３を介して、水タンク１５と熱回収装置１６とが第４の配管系２４を介して接続される。前記水タンク１５及び第３の配管系２３によって反応媒体給排装置が構成される。なお、図においては、熱電変換部１３に一つの電気機器Ｌｄが接続されているが、実際は複数の電気機器が接続される。
【００１５】
前記太陽エネルギー吸収・蓄熱部１２は、太陽光を集める集光部３１、該集光部３１によって集められた太陽光が照射され、太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部３２、該集熱部３２によって集められた熱を蓄熱し、放熱する蓄熱部としての反応器３３等を備える。前記集光部３１は透明な材料、本実施の形態においては、ガラスから成る密閉された筐（きょう）体４１外に、前記集熱部３２は筐体４１内に配設され、集熱部３２及び筐体４１によって包囲された空間に前記反応器３３が形成される。前記筐体４１は外壁及び内壁から成る二重壁構造を有し、外壁と内壁との間の空間が真空にされるか、又は希ガスが充填（てん）されることによって、筐体４１による断熱が行われる。また、筐体４１の前記内壁の内周面には長波長の赤外線を反射する膜が被覆される。筐体４１にガラス以外の断熱材料を使用することができるが、集光部３１と対向する部分には、断熱材料として、透明な材料、例えば、ガラスを使用するのが好ましい。そして、前記外壁と内壁との間の空間に所定の放熱防止用のガスを注入することができるようになっていて、注入されたガスに電圧を印加すると、それに伴ってガスの色が変化し、放熱が防止される。
【００１６】
なお、前記筐体４１の所定の箇所には、反応器３３内の反応器圧力を調整するための圧力調整部としての圧力調整弁４３が配設される。該圧力調整弁４３を操作することによって、反応器３３内の反応器圧力を調整し、一定にすると、反応器３３の温度（以下「反応器温度」という。）Ｔを太陽光の日射量に対応する２５０〔℃〕以上、かつ、３００〔℃〕以下の所定の温度（以下「蓄熱温度」という。）Ｔ１〔℃〕、例えば、２５０〔℃〕に維持することができる。
【００１７】
前記集光部３１は複数のレンズ３５をマトリックス状に並べることによって形成され、各レンズ３５の表面には、太陽光が反射されないように反射防止膜が被覆される。なお、本実施の形態においては、集光部３１及び集熱部３２を配設するようになっているが、集熱部３２だけを配設することができる。
【００１８】
また、集熱部３２の表面には、太陽光の赤外線成分の吸収効率を高くするとともに、放射による熱の損失を少なくするために、選択吸収膜、例えば、赤外線反射防止層及び吸収・蓄熱層から成る膜が被覆される。前記吸着・蓄熱層は、材料の表面を粗く加工することによって形成したり、ナノチューブ黒体、金属黒体等の膜を被覆することによって形成したりすることができる。
【００１９】
そして、前記反応器３３は、多孔質構造を有し、無機材料である酸化マグネシウム／水（ＭｇＯ／Ｈ2 Ｏ）、塩化カルシウム／メチルアミン（ＣａＣｌ2 ／ＣＨ3 ＮＨ2 ）、酸化カルシウム／水（ＣａＯ／Ｈ2 Ｏ）、酸化カルシウム／酸化鉛／二酸化炭素（ＣａＯ／ＰｂＯ／ＣＯ2 ）等の蓄熱材（化学蓄熱材）、本実施の形態においては、酸化マグネシウム／水を筐体４１内に充填することによって形成される。
【００２０】
なお、蓄熱材として酸化マグネシウム／水、酸化カルシウム／水等を使用する場合、水が、塩化カルシウム／メチルアミンを使用する場合、メチルアミンが、酸化カルシウム／酸化鉛／二酸化炭素（ＣａＯ／ＰｂＯ／ＣＯ2 ）を使用する場合、二酸化炭素がそれぞれ反応媒体とされ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、塩化カルシウム、酸化カルシウム／酸化鉛がそれぞれ反応材とされる。
【００２１】
酸化マグネシウム／水は、水酸化マグネシウムと酸化マグネシウムとの可逆反応、
Ｍｇ（ＯＨ）2 ⇔ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
によって蓄熱及び放熱を行う。そこで、反応器３３において、集熱部３２によって集められた熱によって水酸化マグネシウムを加熱すると、
Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
の反応、すなわち、吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び水が生成され、これに伴って蓄熱が行われる。なお、吸熱反応において水は気化して反応媒体蒸気、本実施の形態においては、水蒸気の状態で生成される。
【００２２】
また、酸化マグネシウムに水を加えると、
ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
の反応、すなわち、発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生し、これに伴って放熱が行われる。なお、発熱反応において水蒸気は液化して反応媒体液、本実施の形態においては、水の状態で生成される。
【００２３】
なお、無機材料のほかに、吸着材、水素吸蔵合金、有機材料等から成る蓄熱材を使用することができる。
【００２４】
そして、本実施の形態においては、前記熱電変換部１３にビスマス・テルル（Ｂｉ2 Ｔｅ3 ）系の熱電モジュールが使用される。該熱電モジュールは、金属板から成る高温部Ｈｐ、ｎ型半導体、ｐ型半導体、及び金属板から成る低温部Ｌｐを備え、高温部Ｈｐを加熱し、低温部Ｌｐを冷却することによって、低温部Ｌｐの金属板、ｎ型半導体、高温部Ｈｐの金属板、ｐ型半導体及び低温部Ｌｐの金属板の順に電流が流れる。本実施の形態においては、例えば、高温部Ｈｐを、２５０〔℃〕に、低温部Ｌｐを３０〔℃〕にしたときの発電効率が６〔％〕にされる。
【００２５】
また、前記第１の配管系２１は、反応器３３に埋設させて配設された熱交換器ｈｅ１、前記高温部Ｈｐに接触させて配設された熱交換器ｈｅ２、及び前記熱交換器ｈｅ１、ｈｅ２間に配設された第１、第２の弁としての開閉弁ｖｂ１、ｖｂ２を備える。
【００２６】
そして、前記第２の配管系２２は、前記低温部Ｌｐに配設された熱交換器ｈｅ３、前記熱回収装置１４、及び熱交換器ｈｅ３と熱回収装置１４との間に配設された第３、第４の弁としての開閉弁ｖｂ３、ｖｂ４を備える。
【００２７】
また、前記第３の配管系２３は、前記反応器３３において吸熱反応によって生成された水蒸気を収集し、水タンク１５に排出するための反応媒体排出管としての水蒸気排出管４５、水タンク１５に収容され、蓄えられた水を反応器３３に供給するための反応媒体供給管としての水供給管４６、前記水蒸気排出管４５における所定の位置に配設され、逆止弁構造を有する第５の弁としての圧力弁ｖｂ５、前記水供給管４６における所定の位置に配設された第６の弁としての開閉弁ｖｂ６等を有する。
【００２８】
前記水蒸気排出管４５においては、圧力弁ｖｂ５より上流側、すなわち、反応器３３側の圧力と、圧力弁ｖｂ５より下流側、すなわち、水タンク１５側の圧力との圧力差によって圧力弁ｖｂ５が開かれ、水蒸気が水タンク１５に流れるようになっているが、水蒸気排出管４５に、圧力弁ｖｂ５に代えて開閉弁を配設し、該開閉弁をソレノイド等によって開くことにより水蒸気を流すことができる。また、前記水供給管４６においては、水タンク１５内の水が自重で反応器３３に供給されるようになっているが、ポンプを配設し、該ポンプによって反応器３３に供給することができる。本実施の形態においては、筐体４１に配設された図示されない圧力開放弁を開くことによって、反応器３３内の圧力を低くし、自重による水の反応器３３への供給を促進させるようにしている。
【００２９】
そして、前記水蒸気排出管４５の筐体４１内の部分に排出部４５ａが形成され、該排出部４５ａに、水蒸気を排出部４５ａ内に収集し、排出するための図示されない複数の穴が形成され、前記水供給管４６の筐体４１内の部分に供給部４６ａが形成され、該供給部４６ａに、水を前記反応器３３内に供給し、噴出させるための図示されない複数の穴が形成される。供給部４６ａの前記各穴に噴霧ノズルが配設され、該噴霧ノズルによって反応器３３内に水が噴射される。
【００３０】
また、前記第４の配管系２４は、水タンク１５内に配設され、水タンク１５に排出された水蒸気を凝縮させて水にするための熱交換器ｈｅ４、該熱交換器ｈｅ４と前記熱回収装置１６との間に配設された第７、第８の弁としての開閉弁ｖｂ７、ｖｂ８を備える。
【００３１】
次に、前記構成の熱電コージェネレーションシステム１１の制御装置について説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの制御ブロック図である。
【００３３】
図において、５０は熱電コージェネレーションシステム１１の全体の制御を行う制御部、５１は図示されないキー、ボタン等の操作要素を備えた操作部、５２は図示されないＬＥＤ画面等の表示要素を備えた表示部、６５は所定の情報を記録するための第１の記憶装置としての記憶部である。
【００３４】
なお、前記制御部５０は、コンピュータとして機能する図示されない演算部としてのＣＰＵ、図示されない第１の記憶装置としてのＲＡＭ、第３の記憶装置としてのＲＯＭ等のメモリを備える。また、前記操作部５１は、タッチパネルによって形成することもでき、その場合、表示部としても機能する。
【００３５】
そして、５３は前記集光部３１に配設され、日射量を検出する日射量検出部としての日射量センサ、５４は集光部３１に配設され、集光部３１の温度を検出する集光用の温度検出部としての集光部温度センサ、５５は前記反応器３３に配設され、前記反応器温度Ｔを検出する蓄熱・放熱用の温度検出部としての反応器温度センサ、５６は反応器３３に配設され、反応器３３内の反応器圧力を検出する蓄熱・放熱用の圧力検出部としての反応器圧力センサ、５８は前記高温部Ｈｐに配設され、高温部Ｈｐの温度を検出する第１の熱電用の温度検出部としての高温部温度センサ、５９は前記低温部Ｌｐに配設され、低温部Ｌｐの温度を検出する第２の熱電用の温度検出部としての低温部温度センサ、４３は圧力調整弁、６０は前記電気機器Ｌｄで消費される電力を検出する電力検出部としての電力計、６１は前記水蒸気排出管４５の所定の箇所に配設され、水蒸気の流量を検出する第１の流量検出部としての水蒸気流量計、６２は前記水供給管４６の所定の箇所に配設され、水の流量を検出する第２の流量検出部としての水流量計、６３は前記水タンク１５内に配設され、水タンク１５内の温度Ｔｗを検出する反応媒体用の温度検出部としてのタンク温度センサ、６４は前記水タンク１５内に配設され、水タンク１５内の圧力Ｐｗを検出する反応媒体用の圧力検出部としてのタンク圧力センサ、ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６〜ｖｂ８は開閉弁であり、ｖｂ５は圧力弁である。なお、本実施の形態において、前記日射量センサ５３は日射量を検出するようになっているが、日射の有無を検出することができる。
【００３６】
本実施の形態においては、電気機器Ｌｄに供給される電力で表される負荷に応じて、制御部５０によって、第１のモードとしての蓄熱モード、第２のモードとしての蓄熱発電モード、第３のモードとしての直接発電モード、第４のモードとしての直接放熱発電モード及び第５のモードとしての放熱発電モードの各モードのうちの所定のモードが選択され、圧力調整弁４３、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６が開閉され、熱電コージェネレーションシステム１１が選択されたモードで運転される。なお、操作者が、操作部５１を操作し、圧力調整弁４３、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６を手動で開閉することによって、熱電コージェネレーションシステム１１を各モードで運転することもできる。
【００３７】
次に、熱電コージェネレーションシステム１１の動作について説明する。
【００３８】
図３は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第１のフローチャート、図４は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第２のフローチャート、図５は本発明の実施の形態における蓄熱処理のサブルーチンを示す図、図６は本発明の実施の形態における蓄熱発電処理のサブルーチンを示す図、図７は本発明の実施の形態における直接発電処理のサブルーチンを示す図、図８は本発明の実施の形態における蓄熱エネルギー算出処理のサブルーチンを示す図、図９は本発明の実施の形態における直接放熱発電処理のサブルーチンを示す図、図１０は本発明の実施の形態における放熱発電処理のサブルーチンを示す図、図１１は本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第１の図、図１２は本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第２の図、図１３は本発明の実施の形態における予測される日射量の推移を示す図、図１４は本発明の実施の形態における予測される電力需要の推移を示す図、図１５は本発明の実施の形態における蓄熱モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図１６は本発明の実施の形態における蓄熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図１７は本発明の実施の形態における直接発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図１８は本発明の実施の形態における蓄熱エネルギーと反応器温度との関係図、図１９は本発明の実施の形態における最大蓄熱エネルギーマップを示す図、図２０は本発明の実施の形態における直接放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図２１は本発明の実施の形態における放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。なお、図１３において横軸に時刻を、縦軸に日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を、図１４において横軸に時刻を、縦軸に電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を、図１８において横軸に反応器の蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を、縦軸に反応器温度Ｔ〔℃〕を採ってある。
【００３９】
まず、制御部５０の図示されない日射量予測処理手段は、日射量予測処理を行い、熱電コージェネレーションシステム１１が配設された箇所における日射量の観測値、気象衛生画像データ等を取得し、集光部３１の傾斜角度、面積等に基づいて日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を予測する（ステップＳ１）。この場合、図１３に示されるように、所定の日数、本実施の形態においては、本日及び翌日にわたる所定の時刻ごとの日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕の経時的な推移が予測され、前記記憶部６５に形成された日射量マップに、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕と時刻とが対応させて記録される。
【００４０】
また、制御部５０の図示されない電力需要予測処理手段は、電力需要予測処理を行い、熱電コージェネレーションシステム１１の前記熱電変換部１３に対する電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を予測する（ステップＳ２）。この場合、図１４に示されるように、所定の日数、本実施の形態においては、本日及び翌日にわたる所定の時刻ごとの電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕の経時的な推移が予測され、記憶部６５に形成された電力需要マップに、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕と時刻とが対応させて記録される。
【００４１】
なお、前記記憶部６５には、例えば、家庭で使用された実際の電力、すなわち、実電力と時刻とが対応させられ、更にその日の天候（外気温、室温、湿度、天気等）が対応させられて、実績電力需要データとして記録される。そして、前記電力需要予測処理手段は、前記実績電力需要データを参照し、本日及び翌日の天気予報を参照し、電力需要データ及び天気予報に基づいて電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を算出する。
【００４２】
続いて、制御部５０の図示されない第１の発電可能電力量算出処理手段は、第１の発電可能電力量算出処理を行い、所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に基づいて発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を算出する（ステップＳ３）。そのために、前記第１の発電可能電力量算出処理手段は、前記高温部温度センサ５８によって検出された高温部Ｈｐの温度ＴＨ〔℃〕及び低温部温度センサ５９によって検出された低温部Ｌｐの温度ＴＬ〔℃〕を取得するとともに、及び前記日射量マップから前記所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を取得する。続いて、前記第１の発電可能電力量算出処理手段は、前記記憶部６５に形成された発電可能電力量マップを参照し、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕、及び所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に対応する発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を算出する。すなわち、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕は、発電モジュールの仕様、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕及び入力熱流によって決まる。
【００４３】
なお、前記発電可能電力量マップには、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕及び日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕と発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕とが対応させて記録される。また、本実施の形態においては、前記温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕が定常状態になるまでデフォルト値が使用される。この場合、前記温度ＴＨ〔℃〕のデフォルト値は反応器温度及び熱交換器ｈｅ２の熱交換能力によって決められ、前記温度ＴＬ〔℃〕のデフォルト値は室温付近の温度に設定するのが好ましい。本実施の形態において、温度ＴＨ〔℃〕、ＴＬ〔℃〕のデフォルト値はそれぞれ２５０〔℃〕及び３０〔℃〕にされる。
【００４４】
続いて、前記制御部５０の図示されない必要電力量算出処理手段は、必要電力量算出処理を行い、前記電力需要マップから前記所定の時間帯の電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕を取得し、該電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕に基づいて、電気機器Ｌｄ等において必要となる必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕を算出する。
【００４５】
そして、前記制御部５０の図示されない第１の電力量判断処理手段は、第１の電力量判断処理を行い、必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が閾値Ｗｅｔｈ１〔ｋＷｈ〕より小さいかどうかを判断する（ステップＳ４）。
【００４６】
必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が閾値Ｗｅｔｈ１〔ｋＷｈ〕より小さい場合、前記制御部５０の図示されない電力購入処理手段は、電力購入処理を行い、商用電力提供者から電力を所定の電力量だけ購入する（ステップＳ５）。
【００４７】
ところで、電力の消費が少ない場合に熱電変換部１３によって発電を行うと、発電効率が低くなるので、電力の消費が多い日中に熱電変換部１３による発電を行い、電力の消費が少ない夜間には熱電変換部１３による発電を行わないのが望ましい。そこで、本実施の形態において、電力購入処理手段は、熱電変換部１３の使用されない夜間に商用電力提供者から電力を購入する。
【００４８】
続いて、制御部５０の図示されない蓄熱要否判断処理手段は、蓄熱要否判断処理を行い、蓄熱を行う必要があるかどうかを判断する（ステップＳ６）。そして、反応器３３に蓄えられる熱量、すなわち、蓄熱熱量をＱｉ〔ｋＷｈ〕とし、反応器３３から外に逃げる熱量、すなわち、放熱熱量をＱｏ〔ｋＷｈ〕としたとき、蓄熱熱量Ｑｉ〔ｋＷｈ〕に対する放熱熱量Ｑｏ〔ｋＷｈ〕の比ρ
ρ＝Ｑｏ／Ｑｉ
が閾値ρｔｈ１以下である場合に、蓄熱を行う必要があると判断し、比ρが閾値ρｔｈ１より大きい場合に、蓄熱を行う必要がないと判断する。
【００４９】
例えば、天気が晴れで日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕が多く、比ρが閾値ρｔｈ１以下である場合、蓄熱を行う必要があると判断され、天気が曇り、雨、雪等で日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕が少なく、比ρが閾値ρｔｈ１より大きい場合、蓄熱を行う必要がないと判断される。
【００５０】
そして、蓄熱を行う必要がある場合、制御部５０の図示されない第１のモード選択処理手段としての蓄熱処理手段は、第１のモード選択処理としての蓄熱処理を行い、反応器３３において蓄熱を行う（ステップＳ７）。
【００５１】
そのために、蓄熱処理手段の蓄熱温度設定処理手段は、蓄熱温度設定処理を行い、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に応じて蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を設定する（ステップＳ７−１）。すなわち、前記蓄熱処理手段は、日射量マップから日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕を取得し、１日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕を算出し、記憶部６５に形成された蓄熱温度マップを参照し、全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応する蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を読み出す。
【００５２】
なお、前記蓄熱温度マップには全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕と蓄熱温度Ｔ１〔℃〕とが対応させて記録される。
【００５３】
続いて、前記蓄熱処理手段のモード設定処理手段としての蓄熱設定処理手段は、モード設定処理としての蓄熱設定処理を行う（ステップＳ７−２）。そのために、蓄熱設定処理手段は、前記圧力調整弁４３の開度を調整し、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６を閉じ、開閉弁ｖｂ７、ｖｂ８を開き、熱電コージェネレーションシステム１１を蓄熱モードで運転する。該蓄熱モードにおいて、集光部３１によって集められた太陽光が集熱部３２に照射され（図１５における矢印Ａ）、集熱部３２に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器３３に伝達され、反応器３３が加熱される。その結果、反応器温度Ｔ〔℃〕は前記蓄熱温度Ｔ１〔℃〕に維持される。
【００５４】
そして、反応器３３は蓄熱装置として機能させられ、反応器３３において、水酸化マグネシウムが加熱され、
Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
の吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び高温の水が水蒸気の状態で生成される。これにより、反応器３３において蓄熱が行われる。
【００５５】
生成された水蒸気は排出部４５ａによって収集され、水タンク１５に排出される（図１５における矢印Ｂ）。このとき、水蒸気の圧力で圧力弁ｖｂ５が開放される。なお、反応器３３は多孔質構造を有するので、水蒸気は反応器３３内を循環させられ、円滑に排出部４５ａに収集される。
【００５６】
水タンク１５に排出された水蒸気は、前記熱交換器ｈｅ４によって熱回収媒体としての水（冷却水）によって冷却されて凝縮させられ、反応器３３内の反応器圧力が１気圧である場合に、１００〔℃〕の水になる。前記冷却水は、水蒸気の凝縮に伴って加熱され、熱回収装置１６に送られ、熱回収装置１６において熱が回収される。なお、熱回収装置１６において回収された熱を、必要に応じて建物躯体、床等に蓄え、暖房用として利用することができる。また、熱回収装置１６において、熱回収媒体として冷媒を使用することができる。
【００５７】
この場合、前記蓄熱処理手段は、圧力調整弁４３の開度を調整することによって、反応器３３内の反応器圧力を一定の値に維持する。これにより、水蒸気の圧力が一定になり、水タンク１５における凝縮熱が一定になるので、熱回収装置１６において一定の温度で熱を回収することができる。
【００５８】
そして、前記蓄熱処理手段の温度判断処理手段は、温度判断処理を行い、前記反応器温度センサ５５によって検出された反応器温度Ｔ〔℃〕を取得し、反応器温度Ｔ〔℃〕が、反応器３３の仕様で決まる最高温度、すなわち、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高いかどうかを判断する（ステップＳ７−３）。反応器温度Ｔ〔℃〕がシステム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高い場合、前記蓄熱処理手段の遮断処理手段は、遮断処理を行い、筐体４１の外壁と内壁との間に放熱防止用のガスを注入し、ガスに電圧を印加する（ステップＳ７−４）。これにより、反応器３３の放熱が防止される。なお、反応器３３の放熱を防止するために、筐体４１の外壁と内壁との間へのガスの注入に代えて、集光部３１の外側に開閉窓を配設し、該開閉窓を閉じることによって反応器３３の放熱を防止することができる。
【００５９】
また、前記第１の電力量判断処理において、必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が閾値Ｗｅｔｈ１〔ｋＷｈ〕以上であると判断された場合、制御部５０の図示されない第２の電力量判断処理手段は、第２の電力量判断処理を行い、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より大きいかどうかを判断する（ステップＳ９）。
【００６０】
発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より大きい場合、制御部５０の図示されない第２のモード選択処理手段としての蓄熱発電処理手段は、第２のモード選択処理としての蓄熱発電処理を行い、反応器３３において蓄熱を行い、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１０）。
【００６１】
そのために、蓄熱発電処理手段のモード設定処理手段としての蓄熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての蓄熱発電設定処理を行い、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ７、ｖｂ８を開き、熱電コージェネレーションシステム１１を蓄熱発電モードで運転する（ステップＳ１０−１）。蓄熱発電モードにおいて、集光部３１は集めた太陽光を集熱部３２に照射し（図１６における矢印Ｃ）、集熱部３２は照射された太陽光を熱に変換し、変換した熱を前記反応器３３に伝達する。
【００６２】
この場合、蓄熱材によって形成された反応器３３は、熱伝達部材として機能させられ、反応器３３において、集熱部３２から伝達された熱のうちの所定の割合、本実施の形態においては、５０〔％〕によって水酸化マグネシウムが加熱され、
Ｍｇ（ＯＨ）2 →ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ
の吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び高温の水が水蒸気の状態で生成される。これにより、反応器３３において蓄熱が行われる。
【００６３】
生成された水蒸気は排出部４５ａに収集され、水タンク１５に排出される（図１６における矢印Ｄ）。このとき、水蒸気の圧力で圧力弁ｖｂ５が開放される。
【００６４】
そして、水タンク１５に排出された水蒸気は、熱交換器ｈｅ４によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却されて凝縮し、１００〔℃〕の水になる。前記冷却水は、水蒸気の凝縮に伴って加熱され、熱回収装置１６に送られ、熱回収装置１６において熱が回収される。
【００６５】
また、前記反応器３３は、熱伝達部材としても機能させられるので、集熱部３２から伝達された熱の残り、すなわち、５０〔％〕をそのまま熱交換器ｈｅ１（図２）に伝達する（図１６における矢印Ｅ）。
【００６６】
そして、熱交換器ｈｅ１に伝達された熱は、熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ、熱回収装置１４において熱が回収される。
【００６７】
そして、前記蓄熱発電設定処理手段は、発電可能電力量マップを参照し、必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕、前記温度ＴＬ〔℃〕及び所定時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応する温度ＴＨ〔℃〕を算出し、設定する。そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記蓄熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行い、高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１０−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【００６８】
この場合、前記蓄熱発電処理手段は、開閉弁ｖｂ１、ｖｂ２の開度を調整し、熱交換器ｈｅ１、ｈｅ２を流れる水の量を設定することによって、集熱部３２から伝達された熱における、水酸化マグネシウムを加熱するのに使用される熱の割合を調整する。
【００６９】
そして、前記蓄熱発電処理手段の温度判断処理手段は、温度判断処理を行い、反応器温度センサ５５によって検出された反応器温度Ｔ〔℃〕を取得し、反応器温度Ｔ〔℃〕が、反応器３３の仕様で決まる最高温度、すなわち、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高いかどうかを判断する（ステップＳ１０−３）。反応器温度Ｔ〔℃〕がシステム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕より高い場合、前記蓄熱処理手段の遮断処理手段は、遮断処理を行い、筐体４１の外壁と内壁との間に放熱防止用のガスを注入し、ガスに電圧を印加する（ステップＳ１０−４）。
【００７０】
また、前記第２の電力量判断処理において、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕以下であると判断された場合、前記第２の電力量判断処理手段は、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕と必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕とが等しいかどうかを判断する（ステップＳ１１）。
【００７１】
そして、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕と必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕とが等しい場合、制御部５０の図示されない第３のモード選択処理手段としての直接発電処理手段は、第３のモード選択処理としての直接発電処理を行い、反応器３３において蓄熱を行うことなく、熱を高温部Ｈｐに伝達し、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１２）。
【００７２】
そのために、直接発電処理手段のモード設定処理手段としての直接発電設定処理手段は、モード設定処理としての直接発電設定処理を行い開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４を開き、開閉弁ｖｂ６〜ｖｂ８を閉じ、熱電コージェネレーションシステム１１を直接発電モードで運転する（ステップＳ１２−１）。該直接発電モードにおいて、集光部３１によって集められた太陽光は集熱部３２に照射され、集熱部３２に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器３３に伝達されるが、該反応器３３は熱伝達部材として機能させられ、吸熱反応及び発熱反応はいずれも起こらず、伝達された熱がそのまま熱交換器ｈｅ１に伝達される（図１７における矢印Ｆ）。
【００７３】
そして、熱交換器ｈｅ１に伝達された熱は、熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。このとき、高温部Ｈｐの温度ＴＨ〔℃〕はデフォルト値に設定される。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ、熱回収装置１４において熱が回収される。
【００７４】
そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記直接発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行って高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１２−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【００７５】
この場合、反応器３３は多孔質構造を有するので、水蒸気は反応器３３内を循環させられ、円滑に熱を伝達する。
【００７６】
ところで、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より小さいと、電気機器Ｌｄ等において利用することができる電力量が不足してしまう。
【００７７】
そこで、本実施の形態においては、反応器３３に蓄えられた熱量を利用して熱電変換部１３によって発電を行うようにしている。
【００７８】
そのために、前記第２の電力量判断処理において、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より小さいと判断された場合、制御部５０の図示されない蓄熱エネルギー算出処理手段は、蓄熱エネルギー算出処理を行い、反応器３３に蓄えられた熱量、すなわち、蓄熱エネルギーを算出する（ステップＳ１３）。
【００７９】
ここで、反応器３３の特性、すなわち、反応器３３の蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕と反応器温度Ｔ〔℃〕との関係について説明する。
【００８０】
図１８において、Ｔ１〔℃〕は蓄熱温度、Ｔｍｉｎ〔℃〕は反応器３３を使用することができる最低温度、Ｔｍａｘ〔℃〕はシステム設計許容温度である。
【００８１】
また、Ｌは蓄熱材の状態を示すラインであり、蓄熱材は、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以上、かつ、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕より低い第１の領域に収まる点ａ、ｂ間で水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の状態に置かれ、反応器温度Ｔ〔℃〕が蓄熱温度Ｔ１〔℃〕と等しい第２の領域に収まる点ｂ、ｃ間で水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）と酸化マグネシウムＭｇＯとが混合した状態に置かれ、反応器温度Ｔ〔℃〕が蓄熱温度Ｔ１〔℃〕より高く、かつ、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕以下の第３の領域に収まる点ｃ、ｄ間で酸化マグネシウムＭｇＯの状態に置かれる。なお、点ｂ、ｃ間で、点ｂに近いほど水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の量が多く、点ｃに近いほど酸化マグネシウムＭｇＯの量が多い。
【００８２】
そして、反応器３３の点ａにおける蓄熱エネルギーをＥ１〔ｋＷｈ〕とし、点ｂにおける蓄熱エネルギーをＥ２〔ｋＷｈ〕とし、点ｃにおける蓄熱エネルギーをＥ３〔ｋＷｈ〕とし、点ｄにおける蓄熱エネルギーをＥ４〔ｋＷｈ〕としたとき、反応器温度Ｔ〔℃〕を蓄熱温度Ｔ１〔℃〕以上、かつ、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕以下に維持して反応器３３を使用すると、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕は、
Ｅ２≦Ｅ≦Ｅ４
の範囲の値Ｅｓを採り、反応器温度Ｔ〔℃〕を最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以上、かつ、システム設計許容温度Ｔｍａｘ〔℃〕以下に維持して反応器３３を使用すると、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕は、
Ｅ１≦Ｅ≦Ｅ４
の範囲の値Ｅｓ’を採る。
【００８３】
そこで、反応器３３の蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を算出するために、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の最大蓄熱エネルギー算出処理手段は、最大蓄熱エネルギー算出処理を行い、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を読み込み、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕における最大の蓄熱エネルギー、すなわち、最大蓄熱エネルギーＥｍａｘ（＝Ｅ３）〔ｋＷｈ〕を算出する（ステップＳ１３−１）。
【００８４】
そのために、前記最大蓄熱エネルギー算出処理手段は、図１９の最大蓄熱エネルギーマップを参照し、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕及び反応器３３内の反応器圧力ｐｃ〔Ｐａ〕に対応する最大蓄熱エネルギーＥｍａｘ〔ｋＷｈ〕を算出する。最大蓄熱エネルギーマップには、蓄熱温度Ｔ１〔℃〕及び反応器圧力ｐｃ〔Ｐａ〕と最大蓄熱エネルギーＥｍａｘ〔ｋＷｈ〕とが対応させて記録されている。
【００８５】
続いて、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の反応器温度取得処理手段は、反応器温度取得処理を行い、反応器温度Ｔ〔℃〕を取得し（ステップＳ１３−２）、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第１〜第３の領域のうちのどの領域に収まるかを判断する（ステップＳ１３−３〜Ｓ１３−５）。
【００８６】
そして、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第１の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、計算処理を行い、蓄熱エネルギーＥｓ、Ｅｓ’〔ｋＷｈ〕
Ｅｓ＝０
Ｅｓ’＝Ｃｈ・｜Ｔ１−Ｔｍｉｎ｜
を算出する（ステップＳ１３−６）。なお、Ｃｈは水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の比熱である。
【００８７】
また、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第３の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、蓄熱エネルギーＥｓ、Ｅｓ’〔ｋＷｈ〕
Ｅｓ＝Ｅｍａｘ＋Ｃｏ・｜Ｔ−Ｔ１｜
Ｅｓ’＝Ｅｓ＋Ｃｏ・｜Ｔ−Ｔ１｜
を算出する（ステップＳ１３−７、Ｓ１３−８）。なお、Ｃｏは酸化マグネシウムＭＯの比熱である。
【００８８】
そして、反応器温度Ｔ〔℃〕が前記第２の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）と酸化マグネシウムＭｇＯとの混合体における水酸化マグネシウムＭｇ（ＯＨ）の割合（モル数）αを算出する（ステップＳ１３−９）。なお、該割合αは、前記水流量計６２によって検出され、水供給管４６を流れる水の流量に基づいて算出することができる。
【００８９】
続いて、前記計算処理手段は、蓄熱エネルギーＥｓ、Ｅｓ’〔ｋＷｈ〕
Ｅｓ＝Ｅｍａｘ・（１−α）
Ｅｓ’＝Ｅｓ＋Ｃｏ・｜Ｔ−Ｔ１｜
を算出する（ステップＳ１３−１０、Ｓ１３−８）。
【００９０】
このようにして、蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）が算出されると、制御部５０の図示されない第２の発電可能電力量算出処理手段は、第２の発電可能電力量算出処理を行い、前記所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕による発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕に蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）を加算して発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕を算出する（ステップＳ１４）。なお、この場合、蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）は発電可能電力量として機能する。
【００９１】
続いて、前記制御部５０の図示されない第３の発電可能電力量判断処理手段は、第３の発電可能電力量判断処理を行い、発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕以上であるかどうかを判断する（ステップＳ１５）。
【００９２】
発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕以上である場合、制御部５０の図示されない日射量判断処理手段は、日射量判断処理を行い、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を取得し、
Ｗｃ＞０
であるかどうかによって、日射があるかどうかを判断する（ステップＳ１６）。
【００９３】
そして、日射がある場合、制御部５０の図示されない第４のモード選択処理手段としての直接放熱発電処理手段は、第４のモード選択処理としての直接放熱発電処理を行い、反応器３３において蓄熱を行うことなく、熱を高温部Ｈｐに伝達し、かつ、放熱を行い、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１７）。
【００９４】
そのために、直接放熱発電処理手段のモード設定処理手段としての直接放熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての直接放熱発電設定処理を行い、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｖｂ６を開き、熱電コージェネレーションシステム１１を直接放熱発電モードで運転する（ステップＳ１７−１）。該直接放熱発電モードにおいて、集光部３１によって集められた太陽光が集熱部３２に照射され（図２０における矢印Ｇ）、集熱部３２に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器３３に伝達されるが、該反応器３３は蓄熱材及び熱伝達部材として機能させられ、吸熱反応は起こらず、伝達された熱はそのまま熱交換器ｈｅ１に伝達される。
【００９５】
また、水タンク１５内の水は、水供給管４６を介して反応器３３内に供給され、（図２０における矢印Ｈ）噴出される。
【００９６】
反応器３３は蓄熱材によって形成されるので、反応器３３において、酸化マグネシウムに水が加えられ、
ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
の発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生する。
【００９７】
集熱部３２から反応器３３に伝達された熱及び反応器３３において発生した熱は、熱交換器ｈｅ１によって熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。このとき、高温部Ｈｐの温度ＴＨ〔℃〕はデフォルト値に設定される。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ（図２０における矢印Ｊ）、熱回収装置１４において熱が回収される。
【００９８】
そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記直接放熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行って高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１７−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【００９９】
この場合、前記直接放熱発電処理手段が、開閉弁ｖｂ６の開度を調整することによって、日射量に応じて、反応器３３に供給される水の量又は流速を設定すると、反応器３３内の前記反応器圧力〔Ｐａ〕（水蒸気分圧）が一定になる。したがって、反応器温度Ｔが前記蓄熱温度Ｔ１に維持されるので、高温部Ｈｐと低温部Ｌｐとの温度差を維持することができる。その結果、効率の高い温度領域で熱電変換部１３による発電を行うことができる。なお、開閉弁ｖｂ６の開度を調整するのに併せて圧力調整弁４３の開度を調整することができる。
【０１００】
また、前記直接放熱発電処理手段は、開閉弁ｖｂ６の開度を調整することによって、高温部Ｈｐに伝達される熱の所定の量、本実施の形態においては、５０〔％〕を集熱部３２からの熱とし、残りの熱を反応器３３において発生させた熱とする。
【０１０１】
そして、前記日射量判断処理において日射がないと判断された場合、制御部５０の図示されない第５のモード選択処理手段としての放熱発電処理手段は、第５のモード選択処理としての放熱発電処理を行い、反応器３３において放熱を行い、熱電変換部１３において発電を行う（ステップＳ１８）。
【０１０２】
そのために、放熱発電処理手段のモード設定処理手段としての放熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての放熱発電設定処理を行い、開閉弁ｖｂ１〜ｖｂ４、ｂ６を開き、開閉弁ｖｂ７、ｖｂ８を閉じ、熱電コージェネレーションシステム１１を放熱発電モードで運転する（ステップＳ１８−１）。該放熱発電モードにおいて、水タンク１５内の水は、供給管４６を介して反応器３３内に供給され（図２１における矢印Ｋ）、噴出される。
【０１０３】
該反応器３３は蓄熱材によって形成されるので、反応器３３において、酸化マグネシウムに水が加えられ、
ＭｇＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2
の発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生する。
【０１０４】
反応器３３において発生した熱は、熱交換器ｈｅ１によって熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器ｈｅ２によって高温部Ｈｐに伝達され、高温部Ｈｐを加熱する。また、低温部Ｌｐは、熱交換器ｈｅ３によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。そして、該冷却水は、低温部Ｌｐによって加熱され、熱回収装置１４に送られ（図２１における矢印Ｌ）、熱回収装置１４において熱が回収される。なお、熱回収装置１４において回収された熱を、熱回収装置１６と同様に、必要に応じて建物躯体、床等に蓄え、暖房用として利用することができる。また、熱回収装置１６において、熱回収媒体として冷媒を使用したり、地熱で所定の温度に加熱された水を使用したりすることができる。
【０１０５】
そして、高温部Ｈｐが加熱され、低温部Ｌｐが冷却されると、前記放熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部１３において発電を行い、高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差に応じた電流を発生させる（ステップＳ１８−２）。したがって、該電流を前記電気機器Ｌｄ等に送り、電気機器Ｌｄ等において電力を利用することができる。
【０１０６】
この場合、前記放熱発電処理手段が、開閉弁ｖｂ６の開度を調整することによって、反応器３３に供給される水の量又は流速を一定にすると、反応器３３内の反応器圧力〔Ｐａ〕（水蒸気分圧）が一定になる。したがって、反応器温度Ｔが前記蓄熱温度Ｔ１に維持されるので、高温部Ｈｐの温度と低温部Ｌｐの温度との温度差を一定に維持することができる。その結果、効率の高い温度領域で熱電変換部１３による発電を行うことができる。なお、放熱発電処理手段は、開閉弁ｖｂ６の開度を調整するのに併せて圧力調整弁４３の開度を調整することができる。
【０１０７】
また、前記第３の発電可能電力量判断処理において、発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕より小さいと判断された場合、制御部５０の図示されない協調制御処理手段は、協調制御処理を行い、前記所定の時間帯の日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕及び蓄熱エネルギーＥ（Ｅｓ，Ｅｓ’）に基づいて算出された発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕では不足する電力量を、商用電力提供者から購入する電力量で補足する（ステップＳ１９）。
【０１０８】
そのために、協調制御処理手段の電力量判断処理手段は、電力量判断処処理を行い、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕による発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができるかどうかを判断する（ステップＳ１９−１〜Ｓ１９−３）。
【０１０９】
発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができる場合、協調制御処理手段の直接放熱発電処理手段は、直接放熱発電処理を行い、熱電コージェネレーションシステム１１を直接放熱発電モードで運転する（ステップＳ１９−４）。
【０１１０】
そして、協調制御処理手段の反応器温度判断処理手段は、反応器温度判断処理を行い、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕より高いかどうかを判断し（ステップＳ１９−５）、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以下になると、協調制御処理手段の電力購入処理手段は、電力購入処理を行い、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１１】
また、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を利用することができ、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができない場合、協調制御処理手段の直接発電処理手段は、熱電コージェネレーションシステム１１を直接発電モードで運転する（ステップＳ１９−７）。
【０１１２】
そして、前記反応器温度判断処理手段は、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕より高いかどうかを判断し（ステップＳ１９−８）、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以下になると、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１３】
また、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕を利用することができず、蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができる場合、協調制御処理手段の放熱発電処理手段は、熱電コージェネレーションシステム１１を放熱発電モードで運転する（ステップＳ１９−９）。
【０１１４】
そして、前記反応器温度判断処理手段は、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕より高いかどうかを判断し（ステップＳ１９−１０）、反応器温度Ｔ〔℃〕が最低温度Ｔｍｉｎ〔℃〕以下になると、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から所定の電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１５】
また、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕を利用することができない場合、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する（ステップＳ１９−６）。
【０１１６】
そして、前記反応器温度判断処理手段の日射判断処理手段は、日射判断処理を行い、日射量センサ５３によって、太陽が沈んだかどうかを判断し、太陽が沈むと、前記反応器温度判断処理手段の蓄熱設定処理手段は、蓄熱設定処理を行い、予測される翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕を取得し、該翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応させて反応器３３において蓄熱設定を行う。
【０１１７】
そのために、前記蓄熱設定処理手段は、予測される翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕が十分に多い場合、及び翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕がほとんどない場合は、反応器３３において蓄熱設定を行わない。予測される翌日の全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕が少ない場合は、記憶部６５に形成された蓄熱温度マップを参照し、全日射量ΣＰｓｕｎ〔ｋＷｈ〕に対応する蓄熱温度Ｔ１〔℃〕を読み出し、反応器温度Ｔを蓄熱温度Ｔ１〔℃〕にすることができるように商用電力提供者から電力を所定の電力量だけ購入する。
【０１１８】
このようにして、協調制御処理が終了すると、制御部５０の図示されない時間経過判断処理手段は、時間経過判断処理を行い、第１の発電可能電力量算出処理が開始されてから、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷｈ〕、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕等の変動に応じてあらかじめ設定された設定時間が経過するのを待機し、設定時間が経過すると、第１の発電可能電力量算出処理を再び行う（ステップＳ２０）。なお、時間経過判断処理手段は、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕等の変動が小さい場合、設定時間を長くし、変動が大きい場合、設定時間を短くする。したがって、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕等の変動が小さい場合に無用に制御が繰り返されることがないので、制御部５０に加わる制御負荷を小さくすることができる。また、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕等の変動が大きい場合に設定時間が短くされるので、熱電コージェネレーションシステム１１による制御を精度良く行うことができる。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕に基づいて発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕が算出され、電力需要Ｐｅ〔ｋＷ〕に基づいて必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕が算出され、発電可能電力量Ｗｃ〔ｋＷｈ〕及び必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕に基づいて、反応器３３における蓄熱及び熱電変換部１３における発電を行うモードが選択されるので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電気機器Ｌｄの負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
【０１２０】
また、前記日射量Ｐｓｕｎ〔ｋＷ〕及び反応器３３における蓄熱エネルギーＥ〔ｋＷｈ〕に基づいて発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕が算出され、発電可能電力量Ｗｔ〔ｋＷｈ〕及び必要電力量Ｗｅ〔ｋＷｈ〕に基づいて、反応器３３における蓄熱及び放熱、並びに熱電変換部１３における発電を行うモードが選択されるので、電気機器Ｌｄの負荷に応じて一層効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
【０１２１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
１１ 熱電コージェネレーションシステム
１３ 熱電変換部
１５ 水タンク
２３ 第３の配管系
３１ 集光部
３２ 集熱部
３３ 反応器
５０ 制御部
Ｌｄ 電気機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を集める集光部と、
該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、
該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、
該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、
前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、
太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、
前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、
前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、
前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、
前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有することを特徴とする熱電コージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記発電可能電力量算出処理手段は、前記日射量、及び前記反応器における蓄熱エネルギーに基づいて発電可能電力量を算出し、
前記モード選択処理手段は、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び放熱、並びに発電装置による発電を行うモードを選択する請求項１に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記発電可能電力量が閾値より小さいかどうかを判断する電力量判断処理手段と、
前記発電可能電力量が閾値より小さい場合に、商用電力提供者から所定の電力量の電力を購入する電力購入処理手段とを有する請求項１又は２に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項４】
商用電力提供者から電力が購入された場合に、蓄熱を行う必要があるかどうかを判断する蓄熱要否判断処理手段を有するとともに、
蓄熱を行う必要がある場合に、前記モード選択処理手段は、反応器における蓄熱を行うモードを選択する請求項１に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記日射量、及び前記反応器における蓄熱エネルギーに基づいて算出された前記発電可能電力量が必要電力量より小さい場合に、不足する電力量の電力を商用電力提供者から購入する協調制御処理手段を有する請求項１又は２に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項１】
太陽光を集める集光部と、
該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、
該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、
該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、
前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、
太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、
前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、
前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、
前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、
前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有することを特徴とする熱電コージェネレーションシステム。
【請求項２】
前記発電可能電力量算出処理手段は、前記日射量、及び前記反応器における蓄熱エネルギーに基づいて発電可能電力量を算出し、
前記モード選択処理手段は、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び放熱、並びに発電装置による発電を行うモードを選択する請求項１に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項３】
前記発電可能電力量が閾値より小さいかどうかを判断する電力量判断処理手段と、
前記発電可能電力量が閾値より小さい場合に、商用電力提供者から所定の電力量の電力を購入する電力購入処理手段とを有する請求項１又は２に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項４】
商用電力提供者から電力が購入された場合に、蓄熱を行う必要があるかどうかを判断する蓄熱要否判断処理手段を有するとともに、
蓄熱を行う必要がある場合に、前記モード選択処理手段は、反応器における蓄熱を行うモードを選択する請求項１に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【請求項５】
前記日射量、及び前記反応器における蓄熱エネルギーに基づいて算出された前記発電可能電力量が必要電力量より小さい場合に、不足する電力量の電力を商用電力提供者から購入する協調制御処理手段を有する請求項１又は２に記載の熱電コージェネレーションシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−７８１７４（Ｐ２０１３−７８１７４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５４３８（Ｐ２０１１−２１５４３８）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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