家庭用コージェネレーションシステムの最適設計・制御に関する研究

家庭用CGSの実運用段階を想定した適正な設計・制御手法を提案することを目的に、これまで家庭用CGSの具体システムを定め、システム構成要素の容量設計と時々刻々のシステム挙動および年間エネルギー消費量解析のためのシステムシミュレーションプログラムを作成た。本年度は、固体高分子形燃料電池(PEFC)システムを対象に以下の検討を行った。また、ガスエンジン(GE)の容量設計方法については、査読付き学術論文として取りまとめた。1.(1)24時間連続運転,(2)1日2度停止まで許容(DSS),(3)自由発停を設定して、異なる運転手法を用いた場合のシステム挙動特性およびエネルギー性能・環境保全性を検討した。2.年間一次エネルギー消費量の最小化を目的とし、PEFCシステムの発電機容量と貯湯槽容量の設計が簡易に行える手法と年間一次エネルギー削減量(省エネ性)の予測方法を提案した。3.GEシステムとPEFCシステムに対し、一次エネルギー消費量の最小化を目的関数とした場合の要因分析を行い、適正な発電機運転スケジュールの与え方について考察・提案した。4.PEFCシステムを導入する住宅の電気・熱負荷に応じた発電機種別の選定手法とその具体的な設計手法をまとめた。5.GEおよびPEFCシステムの結果を比較し、導入住宅の建物負荷の熱電比を基準に、熱電比が高い場合にはGEシステムが低い場合にはPEFCシステムが有効であることを定量的に示した。

家庭用CGSの実運用段階を想定した適正な設計・制御手法を提案することを目的に、これまで家庭用CGSの具体システムを定め、システム構成要素の容量設計と時々刻々のシステム挙動および年間エネルギー消費量解析のためのシステムシミュレーションプログラムを作成た。本年度は、固体高分子形燃料電池(PEFC)システムを対象に以下の検討を行った。また、ガスエンジン(GE)の容量設計方法については、査読付き学術論文として取りまとめた。1.(1)24時間連続運転,(2)1日2度停止まで許容(DSS),(3)自由発停を設定して、異なる運転手法を用いた場合のシステム挙動特性およびエネルギー性能・環境保全性を検討した。2.年間一次エネルギー消費量の最小化を目的とし、PEFCシステムの発電機容量と貯湯槽容量の設計が簡易に行える手法と年間一次エネルギー削減量(省エネ性)の予測方法を提案した。3.GEシステムとPEFCシステムに対し、一次エネルギー消費量の最小化を目的関数とした場合の要因分析を行い、適正な発電機運転スケジュールの与え方について考察・提案した。4.PEFCシステムを導入する住宅の電気・熱負荷に応じた発電機種別の選定手法とその具体的な設計手法をまとめた。5.GEおよびPEFCシステムの結果を比較し、導入住宅の建物負荷の熱電比を基準に、熱電比が高い場合にはGEシステムが低い場合にはPEFCシステムが有効であることを定量的に示した。