特許 7626885 エネルギー利用システム及び管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-27

(45)【発行日】2025-02-04

(54)【発明の名称】エネルギー利用システム及び管理装置

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/06 20240101AFI20250128BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/06

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2024014665

(22)【出願日】2024-02-02

【審査請求日】2024-05-20

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】307042385

【氏名又は名称】ミサワホーム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(72)【発明者】

【氏名】太田 勇

(72)【発明者】

【氏名】水野 敬太

(72)【発明者】

【氏名】梅田 博之

【審査官】木内 康裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３６２０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０８５１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５４０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２４－０１４０１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｑ １０／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池式発電装置と、前記燃料電池式発電装置に使用される水素を貯留する少なくとも１つの第１カートリッジと、充放電可能な少なくとも１つの第１バッテリーと、を有する複数の建物と、
前記建物ごとに、前記第１カートリッジの交換の有無と、前記第１バッテリーの交換の有無とを判定する管理装置と、を備えるエネルギー利用システムであって、
前記管理装置が、前記建物ごとに、
前記第１バッテリーの残留電力量の値を取得する第１取得処理と、
前記燃料電池式発電装置が前記第１カートリッジの水素残量から発電可能な電力量の値を取得する第２取得処理と、
前記建物における消費電力量の値を予測する第１予測処理と、
前記第１取得処理により取得された残留電力量の値と、前記第２取得処理により取得された発電可能な電力量の値と、前記第１予測処理により予測された消費電力量の値と、に基づいて、少なくとも１つの前記第１カートリッジを第２カートリッジへの交換の有無と、少なくとも１つの前記第１バッテリーを第２バッテリーへの交換の有無とを判定する判定処理と、
を実行する
ことを特徴とするエネルギー利用システム。

【請求項2】

請求項１に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記複数の建物のうち、前記第１カートリッジを前記第２カートリッジへの交換を有りと前記判定処理により判定された前記建物へ、前記第２カートリッジを輸送するとともに、前記複数の建物のうち、前記第１バッテリーを前記第２バッテリーへの交換を有りと前記判定処理により判定された前記建物へ、前記第２バッテリーを輸送する輸送機
を備えることを特徴とするエネルギー利用システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
水素を製造する水素製造設備と、前記水素製造設備から水素を受けて貯蔵する水素貯蔵設備と、前記水素貯蔵設備から前記第２カートリッジに水素を充填する水素充填設備とを有したプラント
を備えることを特徴とするエネルギー利用システム。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記管理装置が、
前記判定処理の判定を端末に送信する送信処理
を更に実行する
ことを特徴とするエネルギー利用システム。

【請求項5】

請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記管理装置が、
前記判定処理の判定と前記建物の所在情報に基づいて、前記第２カートリッジ及び前記第２バッテリーの配送経路を表す情報を作成する作成処理と、
前記作成処理により作成された情報を端末に送信する送信処理と、
を更に実行する
ことを特徴とするエネルギー利用システム。

【請求項6】

請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記建物は、前記燃料電池式発電装置の発電電力と前記第１バッテリーの電力とのうち優先的に消費するものを選択可能に構成されている
ことを特徴とするエネルギー利用システム。

【請求項7】

建物に電力を供給する燃料電池式発電装置に使用される水素を貯留するとともに前記建物にある少なくとも１つの第１カートリッジの交換の有無と、前記建物にある充放電可能な少なくとも１つの第１バッテリーの交換の有無とを判定する管理装置であって、
前記第１バッテリーの残留電力量の値を取得する第１取得手段と、
前記燃料電池式発電装置が前記第１カートリッジの水素残量から発電可能な電力量の値を取得する第２取得手段と、
前記建物における消費電力量の値を予測する第１予測手段と、
前記第１取得手段により取得された残留電力量の値と、前記第２取得手段により取得された発電可能な電力量の値と、前記第１予測手段により予測された消費電力量の値と、に基づいて、少なくとも１つの前記第１カートリッジを第２カートリッジへの交換の有無と、少なくとも１つの前記第１バッテリーを第２バッテリーへの交換の有無とを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする管理装置。

【請求項8】

請求項７に記載の管理装置において、
前記建物に電力を供給する自然エネルギー発電装置の発電電力量の値を予測する第２予測手段、を更に備え、
前記判定手段が、前記第１取得手段により取得された残留電力量の値と、前記第２取得手段により取得された発電可能な電力量の値と、前記第１予測手段により予測された消費電力量の値と、前記第２予測手段によって予測された発電電力量の値と、に基づいて、少なくとも１つの前記第１カートリッジを前記第２カートリッジへの交換の有無と、少なくとも１つの前記第１バッテリーを前記第２バッテリーへの交換の有無とを判定する
ことを特徴とする管理装置。

【請求項9】

請求項８に記載の管理装置において、
前記第１取得手段によって取得される残留電力量の値と、前記第２取得手段によって取得される発電可能な電力量の値と、前記第２予測手段によって予測される発電電力の値とを合計して、前記第１予測手段によって予測される消費電力量の値をその合計から減算した第１評価値が所定値未満である場合に、前記判定手段が、少なくとも１つの前記第１カートリッジを前記第２カートリッジへの交換を有りと判定するとともに、少なくとも１つの前記第１バッテリーを前記第２バッテリーへの交換を無しと判定する
ことを特徴とする管理装置。

【請求項10】

請求項９に記載の管理装置において、
前記第１評価値が前記所定値よりも高い第２所定値を超える場合に、前記判定手段が、少なくとも１つの前記第１カートリッジを前記第２カートリッジへの交換を無しと判定するとともに、少なくとも１つの前記第１バッテリーを前記第２バッテリーへの交換を有りと判定する
ことを特徴とする管理装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の管理装置において、
前記第１評価値が前記所定値以上、前記第２所定値以下である場合に、前記判定手段が、少なくとも１つの前記第１カートリッジを前記第２カートリッジへの交換を無しと判定するとともに、少なくとも１つの前記第１バッテリーを前記第２バッテリーへの交換を無しと判定する
ことを特徴とする管理装置。

【請求項12】

請求項７から１１の何れか一項に記載の管理装置において、
前記第２カートリッジの水素残量が前記第１カートリッジの水素残量よりも多く、前記第２バッテリーの残留電力量が前記第１バッテリーの残留電力量よりも少ない
ことを特徴とする管理装置。

【請求項13】

請求項８又は９に記載の管理装置において、
前記第２予測手段が、気象予報データに基づいて前記自然エネルギー発電装置の発電電力量の値を予測する
ことを特徴とする管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エネルギー利用システム及び管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、複数の建物、配送車及びデータセンターを備えるエネルギー輸送システムを開示する。各建物は太陽光発電装置及び蓄電池を有する。配送車は車両蓄電池を有する。配送車はこれら建物を巡回する。配送車が建物に到着した時、余剰エネルギーが建物の蓄電池から配送車の車両蓄電池に蓄えられるか、不足エネルギーが配送車の車両蓄電池から建物の蓄電池に蓄えられる。

【0003】

ところで、電力送電網の構築には膨大な費用と時間が必要となることから、山岳地帯、離島又は森林地帯等のように、電力送電網が構築されていない地域では、オフグリッド社会の実現が望まれる。つまり、建物が電力送電網に繋がらず、各建物が電力会社に頼らずに電力を自給自足できるような社会の実現が望まれる。オフグリッド社会の実現のためには、自家発電装置が各建物に必要である。環境に与える負荷が軽減されるためには、太陽光エネルギー、風力、水力又は地熱のような自然エネルギーから電力を生成する自然エネルギー発電装置の利用が建物の自家発電装置に利用されることが好ましい。また、燃料電池式発電装置によって電力が生成される際には、二酸化炭素が発生しないことから、環境負荷の軽減のために燃料電池式発電装置が自家発電装置に利用されることが好ましい。但し、燃料電池式発電装置が自家発電装置に利用される場合、工場等の水素製造設備によって製造された水素を住宅に配送する必要がある。また、自家発電装置により生成された余剰電力が有効利用されるためには、余剰電力が各建物において蓄えられるように、バッテリーが各建物に設置されることが好ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許５５６５３５１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、電力送電網が構築されていないと、自家発電装置によって生成された余剰電力及びバッテリーの容量を超えた電力が他の建物に融通することができない。
そこで、本発明の目的は、電力送電網が構築されていない社会でも、電気エネルギーを他の形態のエネルギーに変えて利用できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下の括弧書きで示された参照符号は図１～図４において参照される。

【0007】

請求項１によれば、
燃料電池式発電装置（２３）と、前記燃料電池式発電装置（２３）に使用される水素を貯留する少なくとも１つの第１カートリッジ（２０）と、充放電可能な少なくとも１つの第１バッテリー（３０）と、を有する複数の建物（１０）と、
前記建物（１０）ごとに、前記第１カートリッジ（２０）の交換の有無と、前記第１バッテリー（３０）の交換の有無とを判定する管理装置（４０）と、を備えるエネルギー利用システムであって、
前記管理装置（４０）が、前記建物（１０）ごとに、
前記第１バッテリー（３０）の残留電力量の値（Ｗ１）を取得する第１取得処理と、
前記燃料電池式発電装置（２３）が前記第１カートリッジ（２０）の水素残量から発電可能な電力量の値（Ｗ２）を取得する第２取得処理と、
前記建物（１０）における消費電力量の値（Ｗ４）を予測する第１予測処理と、
前記第１取得処理により取得された残留電力量の値（Ｗ１）と、前記第２取得処理により取得された発電可能な電力量の値（Ｗ２）と、前記第１予測処理により予測された消費電力量の値（Ｗ４）と、に基づいて、少なくとも１つの前記第１カートリッジ（２０）を第２カートリッジ（２０）への交換の有無と、少なくとも１つの前記第１バッテリー（３０）を第２バッテリー（３０）への交換の有無とを判定する判定処理と、
を実行する
ことを特徴とするエネルギー利用システムが提供される。

【0008】

以上のような請求項１によれば、建物（１０）ごとに、建物（１０）の第１カートリッジ（２０）が第２カートリッジ（２０）に交換されてよいか否か判定される。その交換が有りと判定されたら、第２カートリッジ（２０）が建物（１０）に運び込まれ、第１カートリッジ（２０）が建物（１０）から運び出される。従って、カートリッジ（２０）が流通し、建物（１０）の間で電気エネルギーを水素の化学エネルギーに変えて利用し合える。また、建物（１０）ごとに、建物（１０）の第１バッテリー（３０）が第２バッテリー（３０）にに交換されてよいか否か判定される。その交換が有りと判定されたら、第２バッテリー（３０）が建物（１０）に運び込まれ、第１バッテリー（３０）が建物（１０）から運び出される。従って、バッテリー（３０）が流通し、建物（１０）の間で電気エネルギーをバッテリー（３０）における化学エネルギーに変えて利用し合える。

【0009】

請求項２によれば、
請求項１に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記複数の建物（１０）のうち、前記第１カートリッジ（２０）を前記第２カートリッジ（２０）への交換を有りと前記判定処理により判定された建物（１０）へ、前記第２カートリッジ（２０）を輸送するととも、前記複数の建物（１０）のうち、前記第１バッテリー（３０）を前記第２バッテリー（３０）への交換を有りと前記判定処理により判定された建物（１０）へ、前記第２バッテリーを輸送する輸送機（７０）
を備えることを特徴とするエネルギー利用システムが提供される。

【0010】

以上のような請求項２によれば、カートリッジ（２０）及びバッテリー（３０）が流通し、建物（１０）の間で電気エネルギーをカートリッジ（２０）及びバッテリー（３０）における化学エネルギー等のような移動可能なエネルギーに変えて利用し合える。

【0011】

請求項３によれば、
請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記第２カートリッジ（２０）に充填される水素を製造する水素製造設備（３）を有したプラント
を備えることを特徴とするエネルギー利用システムが提供される。

【0012】

以上のような請求項３によれば、建物（１０）に提供される水素を準備することができる。

【0013】

請求項４によれば、
請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記管理装置（４０）が、
前記判定処理の判定を端末（３５、９１、９２又は９３）に送信する送信処理
を更に実行する
ことを特徴とするエネルギー利用システムが提供される。

【0014】

以上のような請求項４によれば、端末（３５、９１、９２又は９３）の使用者が、管理装置（４０）によって実行される判定処理の判定を把握できる。

【0015】

請求項５によれば、
請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記管理装置（４０）が、
前記判定処理の判定と前記建物（１０）の所在情報に基づいて、前記第２カートリッジ（２０）及び前記第２バッテリー（３０）の配送経路を表す情報を作成する作成処理と、
前記作成処理により作成された情報を端末（３５、９１、９２又は９３）に送信する送信処理と、
を更に実行する
ことを特徴とするエネルギー利用システムが提供される。

【0016】

以上のような請求項５によれば、端末（３５、９１、９２又は９３）の使用者が、管理装置（４０）によって作成される配送経路を把握できる。端末（３５、９１、９２又は９３）の使用者が、配送経路に従って第２カートリッジ（２０）及び第２バッテリー（３０）を配送できる。

【0017】

請求項６によれば、
請求項１又は２に記載のエネルギー利用システムにおいて、
前記建物（１０）は、前記燃料電池式発電装置（２３）の発電電力と前記第１バッテリー（３０）の電力とのうち優先的に消費するものを選択可能に構成されている
ことを特徴とするエネルギー利用システムが提供される。

【0018】

以上のような請求項６によれば、第１カートリッジの水素残量と第１バッテリーの残留電力量に応じて臨機応変な対応が可能である。

【0019】

請求項７によれば、
建物（１０）に電力を供給する燃料電池式発電装置（２３）に使用される水素を貯留するとともに前記建物（１０）にある少なくとも１つの第１カートリッジ（２０）の交換の有無と、前記建物（１０）にある充放電可能な少なくとも１つの第１バッテリー（３０）の交換の有無とを判定する管理装置（４０）であって、
前記第１バッテリー（３０）の残留電力量の値（Ｗ１）を取得する第１取得手段と、
前記燃料電池式発電装置（２３）が前記第１カートリッジ（２０）の水素残量から発電可能な電力量の値（Ｗ２）を取得する第２取得手段と、
前記建物（１０）における消費電力量の値（Ｗ４）を予測する第１予測手段と、
前記第１取得手段により取得された残留電力量の値（Ｗ１）と、前記第２取得手段により取得された発電可能な電力量の値（Ｗ２）と、前記第１予測手段により予測された消費電力量の値（Ｗ４）と、に基づいて、少なくとも１つの前記第１カートリッジ（２０）を第２カートリッジ（２０）への交換の有無と、少なくとも１つの前記第１バッテリー（３０）を第２バッテリー（３０）への交換の有無とを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0020】

請求項８によれば、
請求項７に記載の管理装置（４０）において、
前記建物（１０）に電力を供給する自然エネルギー発電装置（２７）の発電電力量の値を予測する第２予測手段、を更に備え、
前記判定手段が、前記第１取得手段により取得された残留電力量の値（Ｗ１）と、前記第２取得手段により取得された発電可能な電力量の値（Ｗ２）と、前記第１予測手段により予測された消費電力量の値（Ｗ４）と、前記第２予測手段によって予測された発電電力量の値と、に基づいて、少なくとも１つの前記第１カートリッジ（２０）を前記第２カートリッジ（２０）への交換の有無と、少なくとも１つの前記第１バッテリー（３０）を前記第２バッテリー（３０）への交換の有無とを判定する
ことを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0021】

以上のような請求項７，８によれば、建物（１０）の第１カートリッジ（２０）が第２カートリッジ（２０）に交換されてよいか否か判定される。その交換が有りと判定されたら、第２カートリッジ（２０）が建物（１０）に運び込まれ、第１カートリッジ（２０）が建物（１０）から運び出される。従って、カートリッジ（２０）が流通し、建物（１０）の間で電気エネルギーを水素の化学エネルギーに変えて利用し合える。また、建物（１０）の第１バッテリー（３０）が第２バッテリー（３０）にに交換されてよいか否か判定される。その交換が有りと判定されたら、第２バッテリー（３０）が建物（１０）に運び込まれ、第１バッテリー（３０）が建物（１０）から運び出される。従って、バッテリー（３０）が流通し、建物（１０）の間で電気エネルギーをバッテリー（３０）における化学エネルギーに変えて利用し合える。

【0022】

請求項９によれば、
請求項８に記載の管理装置（４０）において、
前記第１取得手段によって取得される残留電力量の値（Ｗ１）と、前記第２取得手段によって取得される発電可能な電力量の値（Ｗ２）と、前記第２予測手段によって予測される発電電力の値とを合計して、前記第１予測手段によって予測される消費電力量の値（Ｗ４）をその合計から減算した第１評価値（Ｅ１）が所定値（Ｔｈ０）未満である場合に、前記判定手段が、少なくとも１つの前記第１カートリッジ（２０）を前記第２カートリッジ（２０）への交換を有りと判定するとともに、少なくとも１つの前記第１バッテリー（３０）を前記第２バッテリー（３０）への交換を無しと判定する
ことを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0023】

以上のような請求項９によれば、第１評価値（Ｅ１）が所定値（Ｔｈ０）未満であることは、建物（１０）において電力量不足が生じる虞があることを意味する。そのため、第１カートリッジ（２０）が水素で満たされた第２カートリッジ（２０）に交換されることによって、建物（１０）における電力量不足の発生を抑えることができる。

【0024】

請求項１０によれば、
請求項９に記載の管理装置（４０）において、
前記第１評価値（Ｅ１）が前記所定値（Ｔｈ０）よりも高い第２所定値（Ｔｈ１）を超える場合に、前記判定手段が、少なくとも１つの前記第１カートリッジ（２０）を前記第２カートリッジ（２０）への交換を無しと判定するとともに、少なくとも１つの前記第１バッテリー（３０）を前記第２バッテリー（３０）への交換を有りと判定する
ことを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0025】

以上のような請求項１０によれば、第１評価が第２所定値（Ｔｈ１）を超えることは、自然エネルギー発電装置（２７）の発電電力量が建物（１０）の消費電力量に対して不足しても、バッテリー（３０）及び燃料電池式発電装置（２３）が不足分を十分過ぎるほど補うことを意味する。そのため、建物（１０）の第１バッテリー（３０）が第２バッテリー（３０）に交換されても、建物（１０）における電力量不足が生じない。

【0026】

請求項１１によれば、
請求項１０に記載の管理装置（４０）において、
前記第１評価値（Ｅ１）が前記所定値（Ｔｈ０）以上、前記第２所定値（Ｔｈ１）以下である場合に、前記判定手段が、少なくとも１つの前記第１カートリッジ（２０）を前記第２カートリッジ（２０）への交換を無しと判定するとともに、少なくとも１つの前記第１バッテリー（３０）を前記第２バッテリー（３０）への交換を無しと判定する
ことを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0027】

以上のような請求項１１によれば、第１評価値（Ｅ１）が第２所定値（Ｔｈ１）以下であることは、自然エネルギー発電装置（２７）の発電電力量が建物（１０）の消費電力量に対して不足しても、バッテリー（３０）及び燃料電池式発電装置（２３）が不足分を十分に補えることを意味する。そのため、充電された第１バッテリー（３０）が交換されずに建物（１０）に残っていても、建物（１０）における電力量不足の発生が抑えられる。

【0028】

請求項１２によれば、
請求項７から１１の何れか一項に記載の管理装置（４０）において、
前記第２カートリッジ（２０）の水素残量が前記第１カートリッジ（２０）の水素残量よりも多く、前記第２バッテリー（３０）の残留電力量が前記第１バッテリー（３０）の残留電力量よりも少ない
ことを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0029】

以上のような請求項１２によれば、建物（１０）における電力不足量の発生が抑えられ、建物（１０）における余剰電力が無駄なく蓄えられ、カートリッジ（２０）及びバッテリー（３０）が流通する。

【0030】

請求項１３によれば、
請求項８又は９に記載の管理装置（４０）において、
前記第２予測手段が、気象予報データに基づいて前記自然エネルギー発電装置（２７）の発電電力量の値を予測する
ことを特徴とする管理装置（４０）が提供される。

【0031】

以上のような請求項１３によれば、自然エネルギー発電装置（２７）の発電電力量の値の予測の正確性が高い。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、電力送電網が構築されていなくても、エネルギー利用システム及び管理装置が、電気エネルギーを他の形態のエネルギーに変えて利用し合えるような社会の実現に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は、エネルギー利用システムを示した図である。

【図2】図２は、住宅を示した図である。

【図3】図３は、エネルギー利用システムの管理システムを示した図である。

【図4】図４は、全体管理装置のコンピューターが実行する処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。実施形態の特徴及び技術的な効果は、以下の詳細な説明及び図面から理解される。ただし、本発明の範囲は、以下に開示された実施形態に限定されない。図面は例示のみのために提供されるため、本発明の範囲は図面の例示に限定されない。

【0035】

以下の説明において、「第１」及び「第２」などのような序数が共通の名称に付されている場合、序数はそれが付された対象を識別する目的でのみ用いられる。序数はそれが付された対象を特定の対象に限定しない上、序数はそれが付された対象の順番、順位、順序、階級、優先及び劣後などを特定しない。

【0036】

以下の説明において、時間及び時刻の最小単位は、限定されるものではなく、例えば、１秒、１分、１時間、６時間、１２時間、２４時間、１週間、２週間、１月、３月、６月又は１年である。時間及び時刻は、暦により表されてもよい。

【0037】

以下の説明において、水素の量の単位は、水素ガスの体積若しくは圧力又はこれら両方で表現されてもよいし、水素の重量で表現されてもよい。

【0038】

＜１． エネルギー利用システムの概要＞
図１は、エネルギー利用システムを示した図である。
エネルギー利用システムは、或る国の或る地域（以下、特定地域という。）に存在するオフグリッドシティである。エネルギー利用システムは、プラント１、配送センター９、ストック施設８、輸送機７０及び多数の建物１０を備える。建物１０が特定地域に分布する。プラント１が特定地域の特定の場所に設立されている。配送センター９がプラント１に隣接して設立されている。ストック施設８は、特定地域のうち、建物１０の密集地に設立されている。

【0039】

プラント１では、各建物１０の余剰電力若しくは自然エネルギー又はこれら両方を利用した水の電気分解による水素の製造がなされている。プラント１は、外部から水素を受入れてもよい。プラント１で生成された水素は、各建物１０に配送される。各建物１０では、太陽光エネルギーなどのような自然エネルギーから電気エネルギーの生成と、水素の電気化学反応による電気エネルギーの生成とが実現されている。建物１０は電力会社に頼らずとも電力を自給する。各建物１０の余剰電力は、例えば化学エネルギー等に変換された上で、送電網を用いずに配送によりプラント１に供給される。特定地域に住む人々は温室効果ガス等を極力排出しない暮らしを送れる。このエネルギー利用システムは、カーボンニュートラルの推進と、脱炭素社会の実現と、持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals：ＳＤＧｓ）の達成とに貢献する。

【0040】

このエネルギー利用システムは、複数の建物１０、プラント１、配送センター９及びストック施設８の間での後述の可搬なカートリッジ２０及びバッテリー３０の流通の実現に貢献する。このエネルギー利用システムは、カートリッジ２０及びバッテリー３０の流通を通じて、各建物１０の自然エネルギー発電装置２７及びプラント１の自然エネルギー発電設備２によって生成された電気エネルギーをカートリッジ２０及びバッテリー３０の化学エネルギーに利用し合えるような社会の実現に貢献する。

【0041】

特に、エネルギー利用システムは、建物１０から回収する空のカートリッジ２０の数及びその回収タイミングの適正化に寄与する。エネルギー利用システムは、建物１０へ配送するフルなカートリッジ２０の数及びその配送タイミングの適正化に寄与する。エネルギー利用システムは、建物１０から回収する満充電のバッテリー３０の数及びその回収タイミングの適正化に寄与する。このエネルギー利用システムは、建物１０へ配送する充電不足のバッテリー３０の数及びその配送タイミングの適正化に寄与する。よって、このエネルギー利用システムは、各建物１０における電力量不足の発生を抑制することに貢献するとともに、特定地域におけるオフグリッド社会の実現に貢献する。

【0042】

＜２． プラント＞
プラント１には、自然エネルギー発電設備２、水素製造設備３、水素貯蔵設備４、水素充填設備５、充放電設備６及び送電設備７が設置されている。

【0043】

自然エネルギー発電設備２は、自然エネルギーから電力を生成する。自然エネルギー発電設備２は、例えば太陽光発電設備、水力発電設備、風力発電設備若しくは地熱発電設備又はこれら２以上の組み合わせを有する。太陽光発電設備は、太陽光エネルギーを電力に変換する。水力発電装置は、水の運動エネルギーを電力に変換する。風力発電設備は、風の運動エネルギーを電力に変換する。地熱発電設備は、地熱エネルギーを電力に変換する。自然エネルギー発電設備２は生成した電力を送電設備７に出力して、その電力が送電設備７を介して水素製造設備３、水素貯蔵設備４、水素充填設備５及び充放電設備６に送られる。自然エネルギー発電設備２が水素製造設備３、水素貯蔵設備４、水素充填設備５及び充放電設備６の敷地から離れた敷地に設置されて、自然エネルギー発電設備２で生成された電力が送電設備７により水素製造設備３、水素貯蔵設備４、水素充填設備５及び充放電設備６に送られてもよい。

【0044】

水素製造設備３は、電力を利用して水素を製造し、その水素を水素貯蔵設備４に送る。例えば水素製造設備３は電気分解装置を有してもよい。電気分解装置は、自然エネルギー発電設備２又は充放電設備６から供給された電力を利用して水を電気分解することによって、水素を生成する。

【0045】

水素貯蔵設備４は、水素製造設備３によって製造された水素を貯蔵する。

【0046】

水素充填設備５は、水素貯蔵設備４から水素の供給を受けて、人が持ち運べる程度の小型なカートリッジ２０に水素を小分けして充填する。

【0047】

充放電設備６は充電機能及び放電機能を有する。充放電設備６には、複数のバッテリー３０が接続可能及び切り離し可能である。充放電設備６は、充放電設備６に装着されるバッテリー３０ごとに充電機能と放電機能の切り替えが可能である。充放電設備６の充電機能が機能する場合、充放電設備６がそれに接続されたバッテリー３０に電力を充電する。自然エネルギー発電設備２から充放電設備６に供給された電力が、バッテリー３０の充電に利用される。充放電設備６の放電機能が機能する場合、充放電設備６がバッテリー３０から電力を放電する。バッテリー３０から放電された電力は、送電設備７を介して、水素製造設備３、水素貯蔵設備４及び水素充填設備５に送られる。

【0048】

プラント１は、一意な識別番号の割り当てを受けている。

【0049】

＜３． カートリッジ及びバッテリー並びにそれらの輸送＞
カートリッジ２０は、低圧又は高圧な気体状態、液体状態又は吸蔵状態の水素を貯蔵する。吸蔵状態とは、水素が合金に吸蔵されて可逆的に放出可能な状態にあることをいう。カートリッジ２０は、ボンベ又は水素貯蔵合金を有する。カートリッジ２０は、一意な識別番号の割り当てを受けている。識別番号は、例えばバーコード又は二次元コード等のようにコード化されて、カートリッジ２０に付されている。識別番号が例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のタグ等のような無線通信可能な記録媒体に格納され、その記録媒体がカートリッジ２０に付されてもよい。以下、カートリッジ２０に割り当てられた識別番号をカートリッジＩＤという。

【0050】

バッテリー３０は、例えばリチウムイオン電池、全個体電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はナトリウム硫黄電池などのような二次電池を有する。バッテリー３０は、一意な識別番号の割り当てを受けている。識別番号は、例えばバーコード又は二次元コード等のようにコード化されて、バッテリー３０に付されている。識別番号が例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）のタグ等のような無線通信可能な記録媒体に格納され、その記録媒体がバッテリー３０に付されてもよい。以下、バッテリー３０に割り当てられた識別番号をバッテリーＩＤという。

【0051】

カートリッジ２０及びバッテリー３０は、プラント１、配送センター９、ストック施設８及び多数の建物１０の間で輸送される。例えば、水素が満たされたカートリッジ２０がプラント１から、配送センター９を経由して、必要に応じてストック施設８を経由して、建物１０に輸送される。例えば、空のカートリッジ２０が、建物１０から、必要に応じてストック施設８を経由して、配送センター９を経由してプラント１に輸送される。例えば、空（から）のバッテリー３０が、プラント１から、配送センター９を経由して、必要に応じてストック施設８を経由して、建物１０に輸送される。例えば、電力を飽和的に蓄えたバッテリー３０が、建物１０から、必要に応じてストック施設８を経由して、配送センター９を経由して、プラント１に輸送される。カートリッジ２０及びバッテリー３０は、輸送の途中、プラント１、配送センター９、ストック施設８又は建物１０に一時的に保管されてもよい。一時的に保管される期間は問わない。

【0052】

図１に示すように、配送センター９は、カートリッジ２０及びバッテリー３０の配送拠点である。つまり、輸送機７０がカートリッジ２０及びバッテリー３０を配送センター９から建物１０及びストック施設８に輸送したり、建物１０及びストック施設８から配送センター９に輸送したりする。配送センター９の設置場所は、プラント１の隣り、プラント１内、或いは、プラント１から離れた土地である。

【0053】

ストック施設８は、配送センター９と建物１０の間の中継点であって、カートリッジ２０及びバッテリー３０の一時保管施設である。具体的には、例えば、輸送機７０がカートリッジ２０及びバッテリー３０を配送センター９からストック施設８に輸送し、建物１０の居住者がストック施設８に一時保管されたカートリッジ２０又はバッテリー３０をストック施設８から建物１０に持ち運ぶ。例えば、建物１０の居住者がカートリッジ２０又はバッテリー３０を建物１０からストック施設８に持ち運び、輸送機７０がカートリッジ２０及びバッテリー３０をストック施設８から配送センター９に輸送する。輸送機７０がカートリッジ２０及びバッテリー３０を建物１０から配送センター９に直接輸送する場合、それらカートリッジ２０及びバッテリー３０がストック施設８に保管されない。ストック施設８は、カートリッジ２０及びバッテリー３０を一時保管するために施錠・解錠可能なロッカーを有してもよい。ストック施設８は、商業施設などに設置されてもよい。

【0054】

カートリッジ２０がプラント１、配送センター９、ストック施設８、建物１０及び輸送機７０の何れかに運び入れたり、プラント１、配送センター９、ストック施設８、建物１０及び輸送機７０の何れに運び出されたりする際にも、そのカートリッジ２０の識別番号がリーダーによって読み取られ、その識別番号が、運び入れ先又は運び出し元の識別情報とともに全体管理装置４０に転送される。これにより、カートリッジ２０が追跡されて、カートリッジ２０の位置及び移動が全体管理装置４０によって管理される。同様に、バッテリー３０も追跡され、バッテリー３０の位置及び移動が全体管理装置４０によって管理される。

【0055】

輸送機７０は、例えば貨物自動車及びマルチコプターである。輸送機７０は、カートリッジ２０及びバッテリー３０を荷積みするとともに荷降ろしする荷役装置を有してもよい。オペレータが輸送機７０に乗って輸送機７０を操縦してもよいし、輸送機７０を遠隔的に操縦してもよい。輸送機７０は自動運転されてもよい。輸送機７０が、蓄電池及びモーターを有し、その蓄電池から放電されたエネルギーにより駆動されるモーターの動力で移動する電動輸送機であってもよい。輸送機７０が電動輸送機である場合、輸送機７０の蓄電池がプラント１の充放電設備６によって充電されてもよい。輸送機７０が貨物自動車である場合、輸送機７０が通る道路は、輸送機７０に専用であってもよいし、輸送機７０以外の一般車と共用されてもよい。

【0056】

なお、以下では、建物１０にあるカートリッジ２０のことを第１カートリッジ２０といい、輸送機７０によって輸送されるカートリッジ２０のことを第２カートリッジ２０といい、建物１０にあるバッテリー３０のことを第１バッテリー３０という、輸送機７０によって配送センター９から輸送されるバッテリー３０のことを第２バッテリー３０という。

【0057】

輸送機７０は、定期的に例えば毎日、毎週又は毎月、配送センター９とストック施設８と建物１０の間を巡回する。
輸送機７０が建物１０に到着した時、建物１０にある第１カートリッジ２０が、輸送機７０によって輸送される第２カートリッジ２０と交換されて、回収される。建物１０から輸送機７０に回収される第１カートリッジ２０の水素残量は、輸送機７０から建物１０に引き渡される第２カートリッジ２０の水素残量よりも少なく、例えば、建物１０から輸送機７０に回収される第１カートリッジ２０は空であり、輸送機７０から建物１０に引き渡される第２カートリッジ２０は水素で満たされている。
輸送機７０が建物１０に到着した時、建物１０にある第１バッテリー３０が、輸送機７０によって輸送される第２バッテリー３０と交換されて、回収される。建物１０から輸送機７０に回収される第１バッテリー３０の残留電力量は、輸送機７０から建物１０に引き渡される第２バッテリー３０の残留電力量よりも大きく、例えば、建物１０から輸送機７０に回収される第１バッテリー３０の電力量の残留率はほぼ１００％であり、輸送機７０から建物１０に引き渡される第２バッテリー３０の電力量の残留率は０％である。
なお、輸送機７０が建物１０に到着した時、カートリッジ２０とバッテリー３０のどちらかが交換されてもよい。

【0058】

輸送機７０、配送センター９及びストック施設８のそれぞれは、一意な識別番号の割り当てを受けている。

【0059】

＜４． 建物＞
図２は、建物１０を示した図である。建物１０は、例えば戸建て住宅、集合住宅又は店舗等のような一般建築物である。建物１０は、一意な識別番号の割り当てを受けている。以下、建物１０に割り当てられた識別番号を建物ＩＤという。

【0060】

各建物１０は、電気配線網１２、分電盤１３、電力計１４、電力計１５、パワーコンディショナー１６、充放電装置１８、カートリッジホルダー１９、カートリッジ２０、水素供給器２１、エア供給器２２、燃料電池式発電装置２３、貯水槽２４、残量計２５、電力計２６、自然エネルギー発電装置２７、バッテリーホルダー２９、バッテリー３０及び個別管理装置３５を備える。電気配線網１２、分電盤１３、自然エネルギー発電装置２７、電力計１５、パワーコンディショナー１６、充放電装置１８、カートリッジホルダー１９、水素供給器２１、エア供給器２２、燃料電池式発電装置２３、貯水槽２４、残量計２５、電力計２６、自然エネルギー発電装置２７及びバッテリーホルダー２９は建物１０に設置されている。これらの設置箇所は屋外と屋内のどちらであってもよい。

【0061】

電気配線網１２は、建物１０に張り巡らされている。建物１０に設置又は配置された多数の負荷１１が電気配線網１２に接続されている。電気配線網１２が分電盤１３に接続されている。

【0062】

分電盤１３は、パワーコンディショナー１６から分電盤１３に供給された交流電力を負荷１１に分配する。負荷１１は、分電盤１３から電気配線網１２を通じて交流電力の供給を受けるとともに、その交流電力を消費する。負荷１１は、照明器、冷蔵庫、空調機器、給湯器、通信ネットワーク機器（ルーター、無線親機、無線中継機、電話機等）、テレビ、音響機器、録画機及び調理家電などのような電気機器である。

【0063】

カートリッジホルダー１９は、複数のカートリッジ２０を保持する。カートリッジ２０はカートリッジホルダー１９に対して着脱可能である。カートリッジ２０がカートリッジホルダー１９に装着されると、カートリッジ２０が水素供給器２１を介して燃料電池式発電装置２３の燃料極に接続される。

【0064】

カートリッジホルダー１９は、宅配の受領ボックスを兼ねてもよい。具体的には、カートリッジホルダー１９は物理的な鍵、電子的な鍵又は暗号などのツールを利用して施錠可能・解錠可能な扉を有し、その扉が解錠されて開かれることによってカートリッジホルダー１９に対するカートリッジ２０の着脱が可能になり、扉が閉じられて施錠されることによってカートリッジホルダー１９内のカートリッジ２０の盗難が防止される。この場合、カートリッジホルダー１９は、複数のカートリッジ２０が装着される領域のほか、カートリッジ２０以外の配送物が収容される領域を内側に有してもよい。

【0065】

残量計２５はカートリッジ２０ごとにカートリッジホルダー１９に設けられている。残量計２５は、カートリッジ２０に残留した水素の量を測定し、その測定値を個別管理装置３５に出力する。残量計２５によるカートリッジ２０の水素残量測定の手法はどのようなものでもよい。例えば、残量計２５は、カートリッジ２０内の水素の圧力を圧力計によって測定して、その測定圧力を水素の残量に換算してもよい。残量計２５は、カートリッジ２０の全重量を重量計によって測定して、その測定重量からカートリッジ２０自体の重量を減算することによって、測定重量を水素の残量に換算してもよい。残量計２５は、カートリッジ２０から水素供給器２１に送られる水素の流量を流量計により測定して、その測定流量の時間積分からカートリッジ２０の最大水素貯留量を減算することによって、その測定流量を水素の残量に換算してもよい。

【0066】

水素供給器２１は、バルブなどのような流体機器を有する。水素供給器２１は、カートリッジホルダー１９に保持されたカートリッジ２０を順次選択して、選択したカートリッジ２０から燃料電池式発電装置２３の燃料極へ水素を供給する。選択されたカートリッジ２０内の水素の残量が少なくなったら、水素供給器２１が次のカートリッジ２０を選択して、選択した複数のカートリッジ２０から燃料電池式発電装置２３へ水素を供給する。選択されたカートリッジ２０が空になったら、水素供給器２１がそのカートリッジ２０の選択を解除して、そのカートリッジ２０からの供給を停止する。水素供給器２１は、選択中のカートリッジ２０から燃料電池式発電装置２３への水素の供給流量若しくは供給圧又はこれら両方を調整する。カートリッジホルダー１９に保持されたカートリッジ２０のうち選択中のカートリッジ２０は水素の消費中である。未選択のカートリッジ２０は水素を満たしている。選択解除済みのカートリッジ２０は空である。

【0067】

エア供給器２２は、燃料電池式発電装置２３の酸素極に接続されている。エア供給器２２は、バルブ及びブロワなどのような流体機器を有する。エア供給器２２は、燃料電池式発電装置２３の酸素極へ空気を供給する。エア供給器２２は、燃料電池式発電装置２３への水素の供給流量若しくは供給圧又はこれら両方を調整する。

【0068】

燃料電池式発電装置２３の燃料極及び酸素極は、電力計２６を介してパワーコンディショナー１６に接続されている。燃料電池式発電装置２３は、水素供給器２１によって供給された水素と、エア供給器２２によって供給された空気中の酸素とを電解質膜を通じて反応させることによって直流電力及び水を生成する。燃料電池式発電装置２３は、生成した直流電力を、電力計２６を介してパワーコンディショナー１６に出力する。燃料電池式発電装置２３は、生成した水を一又は複数の貯水槽２４へ排出する。電力計２６は、燃料電池式発電装置２３の出力電流又は出力電圧を計測して、出力電流又は出力電圧から算出するものでもよい。

【0069】

電力計２６は、燃料電池式発電装置２３の発電電力を測定し、その測定値を個別管理装置３５に出力する。

【0070】

貯水槽２４は、燃料電池式発電装置２３から供給された水を貯める。貯水槽２４がカートリッジ式であり、貯水槽２４がその設置箇所に対して着脱可能であってもよい。なお、燃料電池式発電装置２３によって生成された水が下水設備に排出されてもよい。

【0071】

自然エネルギー発電装置２７は、電力計１５を介してパワーコンディショナー１６に接続される。自然エネルギー発電装置２７は、自然エネルギーから直流電力を生成する。自然エネルギー発電装置２７は、生成した直流電力をパワーコンディショナー１６に供給する。例えば、自然エネルギー発電装置２７は、太陽光のエネルギーから直流電力を生成する太陽光発電パネルを有する。その太陽光発電パネルは例えば建物１０の屋根に設置される。なお、自然エネルギー発電装置２７は、太陽光発電パネル以外の装置、例えば水力発電装置、風力発電装置又は地熱発電装置を有してもよい。自然エネルギー発電装置２７は、太陽光発電パネル、水力発電装置、風力発電装置及び地熱発電装置の中の２つ以上の組み合わせでもよい。

【0072】

電力計１５は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力を測定し、それらの測定値を個別管理装置３５に出力する。電力計１５は、自然エネルギー発電装置２７の出力電流又は出力電圧を計測して、出力電流又は出力電圧から算出するものでもよい。

【0073】

バッテリーホルダー１７は、複数のバッテリー３０を保持する。バッテリー３０はバッテリーホルダー１７に対して着脱可能である。バッテリー３０がバッテリーホルダー１７に装着されると、バッテリー３０が充放電装置１８に接続される。

【0074】

充放電装置１８は充電機能及び放電機能を有する。充放電装置１８は、パワーコンディショナー１６から充放電装置１８に供給された余剰電力を、バッテリーホルダー１７に装着されたバッテリー３０に充電する。充放電装置１８は、バッテリー３０からパワーコンディショナー１６に直流の不足電力に出力する。

【0075】

充放電装置１８は、充電量測定器を有する。充放電装置１８は、充電量測定器によって、バッテリー３０ごとにバッテリー３０の残留電力量を測定する。充放電装置１８は、バッテリー３０ごとの残留電力量の測定値を個別管理装置３５に出力する。これにより、個別管理装置３５は、バッテリー３０ごとの残留電力量の測定値を取得する。なお、個別管理装置３５は、非常に短い周期で周期的に、バッテリー３０ごとの残留電力量の測定値を測定時刻に対応付けて記憶してもよい。

【0076】

パワーコンディショナー１６は、ＤＣ－ＡＣコンバータ、リレー及び制御回路等を有する。パワーコンディショナー１６は、分電盤１３に接続されている。電力計１４が分電盤１３とパワーコンディショナー１６の間に設けることができる。

【0077】

パワーコンディショナー１６は、自然エネルギー発電装置２７から供給された直流電力を交流電力に変換した上で、その交流電力を分電盤１３に供給する。パワーコンディショナー１６は、燃料電池式発電装置２３から供給された直流電力を交流電力に変換した上で、その交流電力を分電盤１３に供給する。パワーコンディショナー１６は、充放電装置１８から供給された直流電力を交流電力に変換した上で、その交流電力を分電盤１３に供給する。分電盤１３は、パワーコンディショナー１６から分電盤１３に供給された交流電力を負荷１１に分配する。

【0078】

パワーコンディショナー１６は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力と充放電装置１８の放電電力のうち、自然エネルギー発電装置２７の発電電力を最優先に分電盤１３に供給する。

【0079】

負荷１１の総消費電力が自然エネルギー発電装置２７の発電電力未満である場合、パワーコンディショナー１６は、その発電電力からその総消費電力を差し引いた余剰電力を充放電装置１８に供給する。そのため、余剰電力が充放電装置１８によってバッテリー３０に供給される。

【0080】

建物１０は、燃料電池式発電装置２３の発電電力と第１バッテリー３０の電力とのうち優先的に消費するものを選択可能に構成されている。具体的には、負荷１１の総消費電力が自然エネルギー発電装置２７の発電電力を超える場合、パワーコンディショナー１６は、充放電装置１８の放電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力のどちらを優先消費するかの選択が可能である。パワーコンディショナー１６は、個別管理装置３５から入力した指令に基づいて、充放電装置１８の放電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力のうち、優先消費するものを選択する。

【0081】

充放電装置１８の放電電力の優先的な消費が選択された場合、パワーコンディショナー１６は、充放電装置１８の放電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力を分電盤１３に供給する。それでも、充放電装置１８の放電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力が負荷１１の総消費電力に対して不足した場合、パワーコンディショナー１６は燃料電池式発電装置２３の発電電力も分電盤１３に供給する。なお、充放電装置１８の放電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力が負荷１１の総消費電力に対して不足した場合、水素供給器２１、エア供給器２２及び燃料電池式発電装置２３が稼働し、充放電装置１８の放電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力が負荷１１の総消費電力に対して満たした場合、水素供給器２１、エア供給器２２及び燃料電池式発電装置２３が停止する。

【0082】

燃料電池式発電装置２３の発電電力の優先的な消費が選択された場合、パワーコンディショナー１６は、燃料電池式発電装置２３の発電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力を分電盤１３に供給する。それでも、燃料電池式発電装置２３の発電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力が負荷１１の総消費電力に対して不足した場合、パワーコンディショナー１６は充放電装置１８の放電電力も分電盤１３に供給する。燃料電池式発電装置２３の発電電力の優先的な消費が選択された場合、水素供給器２１、エア供給器２２及び燃料電池式発電装置２３が常に稼働してもよいし、自然エネルギー発電装置２７の発電電力が負荷１１の総消費電力に対して不足した時に水素供給器２１、エア供給器２２及び燃料電池式発電装置２３が稼働してもよい。水素供給器２１、エア供給器２２及び燃料電池式発電装置２３が常に稼働する場合、燃料電池式発電装置２３の発電電力及び自然エネルギー発電装置２７の発電電力が負荷１１の総消費電力に対して余剰した時には、パワーコンディショナー１６が余剰電力を充放電装置１８に供給する。そのため、余剰電力が充放電装置１８によってバッテリー３０に供給される。

【0083】

なお、自然エネルギー発電装置２７の発電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力と充放電装置１８の放電電力は様々な優先順位で消費されてもよい。

【0084】

電力計１４は、負荷１１の総消費電力を測定して、それらの測定値を個別管理装置３５に出力する。

【0085】

個別管理装置３５は、居住者によって使用される端末である。個別管理装置３５は、それを使用する居住者が居住する建物１０の建物ＩＤと同一の識別番号の割り当てを受けている。

【0086】

個別管理装置３５は、汎用コンピューターシステム又は専用コンピューターシステムから構成される。汎用コンピューターシステムとは、汎用ＯＳ（Operating System）がインストールされた例えば携帯電話機、スマートフォン、タブレット型コンピューター、ラップトップ型コンピューター及びデスクトップ型コンピューターなどのようなコンピューターシステムをいう。汎用ＯＳは、例えば、Windows（登録商標）、Android（登録商標）、iOS（登録商標）、macOS（登録商標）、Linux（登録商標）又はUnix（登録商標）である。専用コンピューターシステムとは、建物の内壁などに設置されているとともに、建物１０の負荷１１の監視又は制御をする機能を有するコンピューターシステムをいう。例えば、専用コンピューターシステムとしては、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）又はBEMS(Building Energy Management System)コントローラーが挙げられる。個別管理装置３５は、汎用コンピューターシステムと専用コンピューターシステムの組み合わせでもよい。ユーザーの端末装置が宅内ネットワークと、必要に応じて通信ネットワーク９０とを通じて個別管理装置３５にアクセス可能であってもよい。

【0087】

個別管理装置３５は、表示装置を有する。個別管理装置３５は、表示装置により各種の表示をする。個別管理装置３５は、タッチパネル、押しボタン、キー、キーボード、マウス、タッチパッド、スタライス及びポインティングデバイスなどのような入力装置を有する。居住者が入力装置を操作することによって、個別管理装置３５がその操作に応じた指令及び情報などを受け付ける。例えば、居住者が個別管理装置３５の入力装置により第１優先モード（バッテリー優先モード）を選択したら、第１優先モードの選択の旨が個別管理装置３５からパワーコンディショナー１６及び全体管理装置４０に転送され、パワーコンディショナー１６は、充放電装置１８の放電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力のうち、充放電装置１８の放電電力を優先的に供給する。例えば、居住者が個別管理装置３５の入力装置により第２優先モード（燃料電池優先モード）を選択したら、第２優先モードの選択の旨が個別管理装置３５からパワーコンディショナー１６及び全体管理装置４０に転送され、パワーコンディショナー１６は、充放電装置１８の放電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力のうち、燃料電池式発電装置２３の発電電力を優先的に消費する。なお、居住者が第１優先モードと第２優先モードのどちらかを選択するのに対して、個別管理装置３５が演算処理により自動的に第１優先モードと第２優先モードのどちらかを選択し、パワーコンディショナー１６が選択されたモードに従って上述のように動作してもよい。また、管理者が第１優先モードと第２優先モードのどちらかを選択して、選択されたモードを後述の全体管理装置４０に入力し、全体管理装置４０が、選択されたモードを個別管理装置３５に転送し、パワーコンディショナー１６が選択されたモードに従って上述のように動作してもよい。

【0088】

個別管理装置３５は、携帯電話回線通信モジュール、ネットワークカード及びＷｉＦｉ（登録商標）子機などのような通信器を有する。個別管理装置３５は、通信器によって、インターネットなどのような通信ネットワーク９０に接続されている。個別管理装置３５は、通信ネットワーク９０を通じて全体管理装置４０にアクセス可能である。例えばＶＰＮ（Virtual Private Network）などのようなセキュアな通信プロトコルが、個別管理装置３５と全体管理装置４０の間の通信に採用されてもよい。

【0089】

個別管理装置３５は、プログラム４６を記憶した記憶媒体を有する。このプログラム４６は個別管理装置３５を以下のように機能させる。

【0090】

個別管理装置３５は、時間を計って現在時刻を認識する計時機能を有する。
個別管理装置３５は、非常に短い周期で周期的に、貯水計によって測定された貯水槽２４の貯水量の測定値と測定時刻を対応付けて記憶する。これにより、個別管理装置３５は、貯水量の測定値の時系列データを蓄積する。個別管理装置３５は、貯水量の測定値の時系列データに基づいて、貯水量の測定値と測定時刻との関係を表した推移をグラフ等で表示装置に表示するとともに、即時的な（リアルタイムの）測定値及び測定時刻も推移と一緒に表示装置に表示する。個別管理装置３５は、即時的に（リアルタイムで）、貯水計によって測定された貯水槽２４の貯水量の測定値と測定時刻を対応付けて、その測定値と測定時刻を全体管理装置４０に送信する。

【0091】

個別管理装置３５は、非常に短い周期で周期的に、電力計２６によって測定された燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値を測定時刻に対応付けて記憶する。これにより、個別管理装置３５は、その発電電力の測定値の時系列データを蓄積する。個別管理装置３５は、その発電電力の測定値の時系列データに基づいて、その発電電力の測定値と測定時刻との関係を表した推移をグラフ等で表示装置に表示するとともに、即時的な測定値及び測定時刻も推移と一緒に表示装置に表示する。個別管理装置３５は、即時的に、電力計２６によって測定された燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値を測定時刻に対応付けて、その測定地と測定時刻を全体管理装置４０に送信する。

【0092】

個別管理装置３５は、燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値の時系列データを時間で積分することによって、燃料電池式発電装置２３の発電電力量の値を算出する。積分期間は例えば１時間、１日、１週間、１ヶ月又は１年間でもよい。つまり、個別管理装置３５は、毎時、毎日、毎週、毎月又は毎年の燃料電池式発電装置２３の発電電力量の値を算出してもよい。

【0093】

個別管理装置３５は、非常に短い周期で周期的に、電力計１５によって測定された自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値を測定時刻に対応付けて記憶する。これにより、個別管理装置３５は、その発電電力の測定値の時系列データを蓄積する。個別管理装置３５は、その発電電力の測定値の時系列データに基づいて、その発電電力の測定値と測定時刻との関係を表した推移をグラフ等で表示装置に表示するとともに、即時的な測定値及び測定時刻も推移と一緒に表示装置に表示する。個別管理装置３５は、即時的に、電力計１５によって測定された自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値を測定時刻に対応付けて、その測定値と測定時刻を全体管理装置４０に送信する。

【0094】

個別管理装置３５は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値の時系列データを時間で積分することによって、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量の値を算出する。積分期間は例えば１時間、１日、１週間、１ヶ月又は１年間でもよい。つまり、個別管理装置３５は、毎時、毎日、毎週、毎月又は毎年の自然エネルギー発電装置２７の発電電力量の値を算出してもよい。

【0095】

個別管理装置３５は、非常に短い周期で周期的に、電力計１４によって測定された負荷１１の総消費電力の測定値を測定時刻に対応付けて記憶する。これにより、個別管理装置３５は、その総消費電力の測定値の時系列データを蓄積する。個別管理装置３５は、その総消費電力の測定値の時系列データに基づいて、その総消費電力の測定値と測定時刻との関係を表した推移をグラフ等で表示装置に表示するとともに、即時的な測定値及び測定時刻も推移と一緒に表示装置に表示する。個別管理装置３５は、即時的に、電力計１４によって測定された負荷１１の総消費電力の測定値を測定時刻に対応付けて、その測定値と測定時刻を全体管理装置４０に送信する。

【0096】

個別管理装置３５は、負荷１１の総消費電力の測定値の時系列データを時間で積分することによって、負荷１１の総消費電力量の値を算出する。積分期間は例えば１時間、１日、１週間、１ヶ月又は１年間でもよい。つまり、個別管理装置３５は、毎時、毎日、毎週、毎月又は毎年の負荷１１の総消費電力量の値を算出してもよい。

【0097】

個別管理装置３５は、即時的に、カートリッジ２０ごとに水素残量の測定値を取得する。具体的には、残量計２５がカートリッジ２０の水素の残量を測定し、その測定値が個別管理装置３５に出力されることによって、個別管理装置３５がカートリッジ２０の水素残量の測定値を取得する。個別管理装置３５は、即時的に、これらカートリッジ２０の水素の残量を合計することによって、総残量を算出する。個別管理装置３５は、即時的に、水素総残量から、燃料電池式発電装置２３が発電可能な電力量の値を算出する。個別管理装置３５は、即時的に、水素総残量及び発電可能電力量の値と算出時刻を対応付けて記憶する。これにより、個別管理装置３５は、水素総残量及び発電可能電力量の時系列データを蓄積する。個別管理装置３５は、水素総残量及び発電可能電力量の時系列データに基づいて、水素総残量及び発電可能電力量と算出時刻との関係を表した推移をグラフ等で表示装置に表示するとともに、即時的な水素総残量、発電可能電力量及び算出時刻も推移と一緒に表示装置に表示する。個別管理装置３５は、即時的に、水素総残量及び発電可能電力量と算出時刻を全体管理装置４０に送信する。

【0098】

個別管理装置３５は、即時的に、充放電装置１８から、バッテリー３０ごとの残留電力量の測定値を取得する。個別管理装置３５は、即時的に、これらバッテリー３０の残留電力量の測定値を合計することによって、総残留電力量の値を算出する。個別管理装置３５は、即時的に、総残留電力量の値と算出時刻を対応付けて記憶する。これにより、個別管理装置３５は、総残量電力量の時系列データを蓄積する。個別管理装置３５は、総残留電力量の時系列データに基づいて、総残留電力量と算出時刻との関係を表した推移をグラフ等で表示装置に表示するとともに、即時的な総残留電力量及び算出時刻も推移と一緒に表示装置に表示する。個別管理装置３５は、即時的に、総残留電力量の値と算出時刻を対応付けて、総残留電力量の値と算出時刻を全体管理装置４０に送信する。

【0099】

なお、後述の全体管理装置４０が、以上の個別管理装置３５の機能と同様な機能を有してもよい。

【0100】

＜５． 管理システム＞
エネルギー利用システムは、図３に示すような管理システムを有している。この管理システムは、エネルギー利用システムを全体的に管理する。管理システムは、各建物１０の居住者によって使用される個別管理装置３５と、配送センター９の運営者によって使用される全体管理装置４０と、気象情報用ストレージ装置８０と、輸送機７０のオペレータによって使用される第１端末９１と、プラント１の事業者によって使用される第２端末９２と、ストック施設８に設置される第３端末９３と、を備える。全体管理装置４０は、データセンターなどに設置されている。個別管理装置３５は、建物１０に設置されているか、建物１０の居住者によって持ち運び可能である。第１端末９１は、輸送機７０に設置されているか、輸送機７０のオペレータによって持ち運び可能である。第２端末９２は、プラント１に設置されているか、プラント１の事業者によって持ち運び可能である。

【0101】

全体管理装置４０は、コンピューター４１、メモリデバイス４５、入力デバイス４３、表示デバイス４４及び通信器４２を備える。

【0102】

コンピューター４１は、全体管理装置４０の全体的な制御を司る。コンピューター４１は、時間を計って現在時刻を認識する計時機能を有する。コンピューター４１は、メインボード、１又は複数のハードウェアプロセッサー、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを有する。メインボードは、バス、バスコントローラ及びインターフェース回路などを有するとともに、ハードウェアプロセッサー、ＧＰＵ、ＲＡＭ、メモリデバイス４５、入力デバイス４３、表示デバイス４４及び通信器４２の間で情報を伝送する。ハードウェアプロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ハードウェアプロセッサーは、各種の演算処理を行う。ＲＡＭは、ハードウェアプロセッサーによる演算処理に際して、ハードウェアプロセッサーに記憶領域又は作業領域を提供する。ＧＰＵは、ハードウェアプロセッサーよりも高速に行える処理（例えば、画像処理及び行列演算処理）をハードウェアプロセッサーの指令の下で行う。

【0103】

入力デバイス４３は、キーボード、マウス、タッチパネル、タッチパッド、スタライス、ポインティングデバイス、キー及び押しボタンなどのような入力装置である。入力デバイス４３は、管理者が入力デバイス４３に対して行った操作の内容に応じた信号をコンピューター４１に出力する。コンピューター４１は、入力デバイス４３から転送された信号に従って、管理者による入力及び指令を認識する。

【0104】

表示デバイス４４は、例えば液晶ディスプレイデバイス又は有機ＥＬディスプレイデバイスであってもよい。表示デバイス４４は、コンピューター４１から入力した映像信号に従った映像を表示する。

【0105】

通信器４２は、例えばネットワークカード又はＷｉＦｉ（登録商標）子機であってもよい。通信器４２は、ルーターなどを介して通信ネットワーク９０に接続される。

【0106】

メモリデバイス４５は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）などのようなメモリデバイスであってもよい。ＯＳ（Operating System）がメモリデバイス４５に格納され、ＯＳがコンピューター４１によって実行されるように全体管理装置４０にインストールされている。メモリデバイス４５には、コンピューター４１、特にハードウェアプロセッサーがＯＳ上で実行可能なプログラム４６が格納されている。

【0107】

全体管理装置４０は、ストレージ装置５０に接続されている。ストレージ装置５０は、半導体記憶装置、磁気記憶装置、ＮＡＳ（Network Attached Storage）、データサーバー、ファイルサーバー又はクラウドコンピューティングシステムである。全体管理装置４０のコンピューター４１は、ストレージ装置５０に情報を記録したり、ストレージ装置５０に記録された情報を読み込んだりする。ストレージ装置５０は、インターフェース回路によりコンピューター４１に接続されてもよいし、通信ネットワーク９０を介してコンピューター４１によってアクセスされてもよい。

【0108】

続いて、プログラム４６によって実現されるコンピューター４１の機能について説明する。

【0109】

コンピューター４１は、建物１０ごとに、個別管理装置３５から送られた情報を収集して蓄積する。具体的には、以下の通りである。

【0110】

コンピューター４１は、個別管理装置３５から貯水槽２４の貯水量の測定値及び測定時刻を受信するごとに、貯水槽２４の貯水量の測定値と測定時刻を対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、貯水槽２４の貯水量の測定値の時系列データ５１をストレージ装置５０に蓄積する。

【0111】

コンピューター４１は、個別管理装置３５から燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値及び測定時刻を受信するごとに、燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値を測定時刻に対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値の時系列データ５２をストレージ装置５０に蓄積する。コンピューター４１は、燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値の時系列データ５２を時間で積分することによって、燃料電池式発電装置２３の発電電力量の値を算出する。積分期間は例えば１時間、１日、１週間、１ヶ月又は１年間でもよい。つまり、個別管理装置３５は、毎時、毎日、毎週、毎月又は毎年の燃料電池式発電装置２３の発電電力量の値を算出してもよい。

【0112】

コンピューター４１は、個別管理装置３５から自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値を測定時刻を受信するごとに、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値を測定時刻に対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値の時系列データ５３をストレージ装置５０に蓄積する。コンピューター４１は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値の時系列データ５３を時間で積分することによって、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量の値を算出する。積分期間は例えば１時間、１日、１週間、１ヶ月又は１年間でもよい。つまり、個別管理装置３５は、毎時、毎日、毎週、毎月又は毎年の自然エネルギー発電装置２７の発電電力量の値を算出してもよい。

【0113】

コンピューター４１は、個別管理装置３５から負荷１１の総消費電力の測定値及び測定時刻を受信するごとに、負荷１１の総消費電力の測定値を測定時刻に対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、負荷１１の総消費電力の測定値の時系列データ５４をストレージ装置５０に蓄積する。コンピューター４１は、負荷１１の総消費電力の測定値の時系列データ５４を時間で積分することによって、負荷１１の総消費電力量の値を算出する。積分期間は例えば１時間、１日、１週間、１ヶ月又は１年間でもよい。つまり、個別管理装置３５は、毎時、毎日、毎週、毎月又は毎年の負荷１１の総消費電力量の値を算出してもよい。

【0114】

コンピューター４１は、個別管理装置３５からカートリッジ２０の水素総残量及び算出時刻を受信するごとに、カートリッジ２０の水素総残量を算出時刻に対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、カートリッジ２０の水素総残量の時系列データ５５をストレージ装置５０に蓄積する。
コンピューター４１は、個別管理装置３５から、カートリッジ２０の水素総残量に基づく燃料電池式発電装置２３の発電可能電力量の値及び算出時刻を受信するごとに、燃料電池式発電装置２３の発電可能電力量の値を算出時刻に対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、燃料電池式発電装置２３の発電可能電力量の時系列データ５６をストレージ装置５０に蓄積する。

【0115】

コンピューター４１は、個別管理装置３５からバッテリー３０の総残留電力量の値及び算出時刻を受信するごとに、バッテリー３０の総残留電力量の値を算出時刻に対応付けてストレージ装置５０に記録する。これにより、コンピューター４１は、バッテリー３０の総残留電力量の時系列データ５７をストレージ装置５０に蓄積する。

【0116】

時系列データ５１～５７は建物１０ごとのデータであり、建物ＩＤが時系列データ５１～５７に割り当てられている。

【0117】

居住者が個別管理装置３５の入力装置により第１優先モード（バッテリー優先モード）を選択することによって、第１優先モードの選択の旨が個別管理装置３５から全体管理装置４０に転送され、全体管理装置４０が第１優先モードの選択の旨を建物ＩＤに対応付けて認識する。居住者が個別管理装置３５の入力装置により第２優先モード（燃料電池優先モード）を選択することによって、第２優先モードの選択の旨が個別管理装置３５から全体管理装置４０に転送され、全体管理装置４０が第２優先モードの選択の旨を建物ＩＤに対応付けて認識する。

【0118】

管理者が入力デバイス４３により建物１０を指定して第１優先モード（バッテリー優先モード）を選択することによって、コンピューター４１が第１優先モードの選択の旨をその建物１０の個別管理装置３５に転送すると、個別管理装置３５が第１優先モードの選択の旨の指令をパワーコンディショナー１６に出し、パワーコンディショナー１６が、充放電装置１８の放電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力のうち、充放電装置１８の放電電力を優先的に分電盤１３に供給する。管理者が入力デバイス４３により建物１０を指定して第２優先モード（燃料電池優先モード）を選択することによって、コンピューター４１が第２優先モードの選択の旨をその建物１０の個別管理装置３５に転送すると、個別管理装置３５が第２優先モードの選択の旨の指令をパワーコンディショナー１６に出し、パワーコンディショナー１６が、充放電装置１８の放電電力と燃料電池式発電装置２３の発電電力のうち、燃料電池式発電装置２３の発電電力を優先的に分電盤１３に供給する。

【0119】

気象情報用ストレージ装置８０は、全体管理装置４０に接続されている。気象情報用ストレージ装置８０は、半導体記憶装置、磁気記憶装置、ＮＡＳ（Network Attached Storage）、データサーバー、ファイルサーバー又はクラウドコンピューティングシステムである。気象情報用ストレージ装置８０は、インターフェース回路により全体管理装置４０のコンピューター４１に接続されてもよいし、通信ネットワーク９０を介してコンピューター４１によってアクセスされてもよい。

【0120】

気象情報用ストレージ装置８０は、特定地域の天気予報をデータ８１として記憶する。つまり、気象情報用ストレージ装置８０は、特定地域の気象の将来推移のデータ８１を記憶する。気象とは、大気状態（晴天・曇天・雨天・降雪などのことをいう）、気温、湿度、日射量及び降水量などのようなことをいう。

【0121】

＜６． プログラム＞
輸送機７０が配送センター９から出発する前に、プログラム４６は、建物１０ごとに、以下の処理を全体管理装置４０のコンピューター４１に実行させる。なお、プログラム４６は、第２優先モード（燃料電池優先モード）が選択された建物１０ごとに、以下の処理を全体管理装置４０のコンピューター４１に実行させてもよい。

【0122】

図４に示すように、コンピューター４１は、バッテリー３０の総残留電力量の時系列データ５７から、最新の総残留電力量の値を取得する（ステップＳ１）。最新の総残留電力量の値とは、ステップＳ１の時点で最後に時系列データ５７に追加された総残留電力量の値のことをいう。以下、取得された総残留電力量の値が「Ｗ１」と表記されることもある。

【0123】

次に、コンピューター４１は、燃料電池式発電装置２３の発電可能電力量の時系列データ５６から、最新の発電可能電力量の値を取得する（ステップＳ２）。最新の発電可能電力量の値とは、ステップＳ２の時点で最後に時系列データ５６に追加された発電可能電力量の値のことをいう。以下、取得された発電可能電力量の値が「Ｗ２」と表記されることもある。

【0124】

次に、コンピューター４１は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量の値を予測する（ステップＳ３）。発電電力量の値の予測には、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値の時系列データ５３若しくは天気予報データ８１又はこれら両方が用いられて参照されてもよい。時系列データ５３若しくは天気予報データ８１又はこれら両方が予め機械学習された学習済みモデルに入力されることによって、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量の値が予測されてもよく、例えばその学習済みモデルは様々な家庭における過去の日々の太陽光発電パネルの発電電力、発電電力量、暦、気温、天気等のような教師データにより学習されたものである。ここで、予測される発電電力量の値の算定期間は輸送機７０の定期的な巡回のサイクルに等しく、例えば、輸送機７０が毎日、毎週又は毎月巡回するのであれば、予測される発電電力量は、建物１０の自然エネルギー発電装置２７により今後１日、７日又は１月の間に生成されるであろう電力量である。以下、予測された発電電力量の値が「Ｗ３」と表記されることもある。

【0125】

次に、コンピューター４１は、建物１０における消費電力量の値を予測する（ステップＳ４）。消費電力量の値の予測には、負荷１１の総消費電力の測定値の時系列データ５４若しくは天気予報データ８１又はこれら両方が用いられて参照されてもよい。時系列データ５４若しくは天気予報データ８１又はこれら両方が予め機械学習された学習済みモデルに入力されることによって、消費電力が予測されてもよく、例えばその学習済みモデルは様々な家庭における過去の日々の消費電力量、暦、気温、天気等のような教師データにより学習されたものである。ここで、予測される消費電力量の算定期間は輸送機７０の定期的な巡回のサイクルに等しく、例えば、輸送機７０が毎日、毎週又は毎月巡回するのであれば、予測される消費電力量は、建物１０において今後１日、７日又は１月の間に消費されるであろう電力量である。以下、予測された総消費電力量の値が「Ｗ４」と表記されることもある。

【0126】

次に、コンピューター４１は、総残留電力量Ｗ１と発電可能電力量Ｗ２と発電電力量Ｗ３と総消費電力量Ｗ４に基づいて、建物１０の第１カートリッジ２０を輸送機７０の第２カートリッジ２０への交換の有無と、建物１０の第１バッテリー３０を輸送機７０の第２バッテリー３０への交換の有無とを判定する。具体的には、以下の通りである。

【0127】

コンピューター４１は、総残留電力量Ｗ１、発電可能電力量Ｗ２、発電電力量Ｗ３及び総消費電力量Ｗ４から評価値Ｅ１を算出する（ステップＳ５）。評価値Ｅ１は、総残留電力量Ｗ１、発電可能電力量Ｗ２及び発電電力量Ｗ３の和から総消費電力量Ｗ４を差し引いた値である。

【0128】

コンピューター４１は、評価値Ｅ１を所定閾値Ｔｈ０及び所定閾値Ｔｈ１と比較する（ステップＳ６，Ｓ７）。所定閾値Ｔｈ０は、建物１０において電力量不足が生じるか否かを判定するための値である。所定閾値Ｔｈ０は例えばゼロである。但し、所定閾値Ｔｈ０は、安全率を考慮に入れて、ゼロよりも大きな正の値であってもよい。所定閾値Ｔｈ１は、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量が建物１０の消費電力量に対して不足しても、バッテリー３０及び燃料電池式発電装置２３が不足分を十分過ぎるほど補えるか否かを判定するための値である。所定閾値Ｔｈ１は、所定閾値Ｔｈ０よりも高い正の値である。比較の結果、評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ０未満であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、コンピューター４１は、建物１０の第１カートリッジ２０を輸送機７０の第２カートリッジ２０への交換を有りと判定するとともに、建物１０の第１バッテリー３０を輸送機７０の第２バッテリー３０への交換を無しと判定する（ステップＳ８）。評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ０未満であることは、総残留電力量Ｗ１と発電可能電力量Ｗ２と発電電力量Ｗ３の和が総消費電力量Ｗ４未満であることと同意である。ここで、評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ０未満であることは、前述の算定期間において、建物１０において電力量不足が生じる虞があることを意味する。そのため、空の第１カートリッジ２０が水素で満たされた第２カートリッジ２０に交換されることによって、建物１０における電力量不足が生じない。
なお、ステップＳ８後、コンピューター４１は、カートリッジ２０の水素総残量の時系列データ５５又はその時系列データ５５中の最新の水素総残量に基づいて、交換するカートリッジ２０の数を算出してもよい。更に、コンピューター４１は、交換するカートリッジ２０の数を補正してもよく、例えばコンピューター４１は、バッテリー３０の総残留電力量の時系列データ５７、その時系列データ５７の中の最新の総残留電力量、負荷１１の総消費電力の測定値の時系列データ５４、その時系列データ５４の中の最新の測定値、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値の時系列データ５３、その時系列データ５３の中の最新の測定値、燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値の時系列データ５２、又は、その時系列データ５２の中の最新の測定値に基づいて、交換するカートリッジ２０の数を補正してもよい。補正後のカートリッジ２０の数はゼロであってもよい。

【0129】

比較の結果、評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ１を超えれば（ステップＳ６：ＮＯ、ステップＳ７：ＮＯ）、コンピューター４１は、建物１０の第１カートリッジ２０を輸送機７０の第２カートリッジ２０への交換を無しと判定するとともに、建物１０の第１バッテリー３０を輸送機７０の第２バッテリー３０への交換を有りと判定する（ステップＳ９）。ここで、評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ１を超えることは、前述の算定期間において、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量が建物１０の消費電力量に対して不足しても、バッテリー３０及び燃料電池式発電装置２３が不足分を十分過ぎるほど補うことを意味する。そのため、充電された第１バッテリー３０が充電されていない第２バッテリー３０に交換されても、建物１０において電力量不足が生じない。
なお、ステップＳ９の後、コンピューター４１は、バッテリー３０の総残留電力量の時系列データ５７又はその時系列データ５７の中の最新の総残留電力量に基づいて、交換するバッテリー３０の数を算出してもよい。更に、コンピューター４１は、交換するバッテリー３０の数を補正してもよく、例えばコンピューター４１は、カートリッジ２０の水素総残量の時系列データ５５、その時系列データ５５中の最新の水素総残量、燃料電池式発電装置２３の発電可能電力量の時系列データ５６、その時系列データ５６中の最新の発電可能電力量、負荷１１の総消費電力の測定値の時系列データ５４、その時系列データ５４の中の最新の測定値、自然エネルギー発電装置２７の発電電力の測定値の時系列データ５３、その時系列データ５３の中の最新の測定値、燃料電池式発電装置２３の発電電力の測定値の時系列データ５２、又は、その時系列データ５２の中の最新の測定値に基づいて、交換するバッテリー３０の数を補正してもよい。補正後のバッテリー３０の数はゼロであってもよい。

【0130】

比較の結果、評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ０以上、所定閾値Ｔｈ１以下であれば（ステップＳ６：ＮＯ、ステップＳ７：ＹＥＳ）、コンピューター４１は、建物１０の第１カートリッジ２０を輸送機７０の第２カートリッジ２０への交換を無しと判定するとともに、建物１０の第１バッテリー３０を輸送機７０の第２バッテリー３０への交換を無しと判定する（ステップＳ１０）。ここで、評価値Ｅ１が所定閾値Ｔｈ１以下であることは、前述の算定期間において、自然エネルギー発電装置２７の発電電力量が建物１０の消費電力量に対して不足しても、バッテリー３０及び燃料電池式発電装置２３が不足分を十分に補えることを意味する。そのため、充電された第１バッテリー３０が交換されずに建物１０に残されることによって、建物１０における電力量不足の発生が抑えられる。

【0131】

コンピューター４１が、ステップＳ８、Ｓ９又はＳ１０のような判定結果と、カートリッジ２０の交換数及びバッテリー３０の交換数とを個別管理装置３５に送信し、個別管理装置３５が判定結果及び交換数を記憶して表示してもよい。コンピューター４１がステップＳ８、Ｓ９又はＳ１０のような判定結果と、カートリッジ２０の交換数及びバッテリー３０の交換数と、建物ＩＤとを第１端末９１、第２端末９２及び第３端末９３に送信し、第１端末９１、第２端末９２及び第３端末９３が判定結果、交換数及び建物ＩＤを記憶して表示してもよい。それらの表示タイミングは、例えば、輸送機７０が配送センター９から出発した後に輸送機７０が水素で満たされた第２カートリッジ２０と充電されていない第２バッテリー３０を配送する時である。

【0132】

＜７． 配送＞
上記の処理の後、全体管理装置４０のコンピューター４１が、各建物１０及びストック施設８の所在情報と、上記の処理による各建物１０に対する判定結果とに基づいて、建物１０及びストック施設８を巡る順番（以下、配送順という。）を演算する。また、全体管理装置４０のコンピューター４１が、各建物１０及びストック施設８の所在情報と、上記の処理による各建物１０に対する判定結果と地図情報とに基づいて、建物１０及びストック施設８を巡る経路（以下、配送経路という。）を演算する。

【0133】

全体管理装置４０のコンピューター４１が、演算された配送順及び配送経路を表す情報を作成して、その情報を第１端末９１に送信する。第１端末９１は、その情報に基づいて、配送順及び配送経路を表示してもよい。

【0134】

その後、水素が満たされた第２カートリッジ２０及び充電されていない第２バッテリー３０が配送センター９において輸送機７０に積み込まれる。第２カートリッジ２０が輸送機７０に積み込まれる際には、第１端末９１のリーダーが第２カートリッジ２０のカートリッジＩＤを読み込み、第１端末９１がカートリッジＩＤを輸送機７０の識別番号と対応付けて全体管理装置４０に送信し、全体管理装置４０のコンピューター４１がそれらを受信する。コンピューター４１がカートリッジＩＤ、輸送機７０の識別番号及び受信時刻を相互に紐付けて、これらをストレージ装置５０のトレーサビリティデータベース５９に追記することによって、コンピューター４１が第２カートリッジ２０の位置を管理する。同様に、第１端末９１のリーダーが第２バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第１端末９１がバッテリーＩＤを輸送機７０の識別番号と対応付けて全体管理装置４０に送信し、バッテリーＩＤと輸送機７０の識別番号と受信時刻がコンピューター４１によってトレーサビリティデータベース５９に追記される。

【0135】

その後、輸送機７０が配送センター９を出発して、第１端末９１が受けた配送順及び配送経路の情報に従って輸送機７０が移動して建物１０及びストック施設８を巡る。オペレータが輸送機７０を操縦してもよいし、輸送機７０が自動運転されてもよい。第１端末９１が輸送機７０を制御する機能を有する場合、輸送機７０が配送順及び配送経路に従って移動するように第１端末９１が輸送機７０を制御することによって、輸送機７０が自動運転されてもよい。

【0136】

輸送機７０が建物１０に到着したら、建物１０の第１カートリッジ２０が輸送機７０の第２カートリッジ２０に交換されるか、建物１０の第１バッテリー３０が輸送機７０の第２バッテリー３０に交換される。交換はオペレータと居住者のどちらが行ってもよいし、輸送機７０の荷役装置によって自動的に行われてもよい。カートリッジホルダー１９から第１カートリッジ２０の取り外しは、オペレータと居住者のどちらが行ってもよいし、輸送機７０の荷役装置によって自動的に行われてもよい。カートリッジホルダー１９への第２カートリッジ２０の取り付けは、オペレータと居住者のどちらが行ってもよいし、輸送機７０の荷役装置によって自動的に行われてもよい。バッテリーホルダー１７から第１バッテリー３０の取り外しは、オペレータと居住者のどちらが行ってもよいし、輸送機７０の荷役装置によって自動的に行われてもよい。バッテリーホルダー１７への第２バッテリー３０の取り付けは、オペレータと居住者のどちらが行ってもよいし、輸送機７０の荷役装置によって自動的に行われてもよい。建物１０の第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０が輸送機７０に積み込まれる際には、第１端末９１のリーダーが第１カートリッジ２０のカートリッジＩＤ又は第１バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第１端末９１がカートリッジＩＤ又はバッテリーＩＤを輸送機７０の識別番号と対応付けて全体管理装置４０に送信し、全体管理装置４０のコンピューター４１がそれらを受信する。コンピューター４１がカートリッジＩＤ（又はバッテリーＩＤ）、輸送機７０の識別番号及び受信時刻を相互に紐付けて、これらをストレージ装置５０のトレーサビリティデータベース５９に追記することによって、第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０の位置が全体管理装置４０によって管理される。輸送機７０の第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０が建物１０に運び込まれる際には、第１端末９１のリーダーが第２カートリッジ２０のカートリッジＩＤ又は第２バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第１端末９１がカートリッジＩＤ又はバッテリーＩＤを建物１０の建物ＩＤと対応付けて全体管理装置４０に送信し、コンピューター４１がカートリッジＩＤ（又はバッテリーＩＤ）、建物１０の建物ＩＤ及び受信時刻を相互に紐付けて、これらをストレージ装置５０のトレーサビリティデータベース５９に追記する。これにより、第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０の位置が全体管理装置４０によって管理される。

【0137】

輸送機７０がストック施設８に到着したら、ストック施設８の第１カートリッジ２０が輸送機７０の第２カートリッジ２０に交換され、ストック施設８の第１バッテリー３０が輸送機７０の第２バッテリー３０に交換される。交換はオペレータが行ってもよいし、ストック施設８の者が行ってもよいし、輸送機７０の荷役装置によって自動的に行われてもよい。ストック施設８の第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０が輸送機７０に積み込まれる際には、第１端末９１又は第３端末９３のリーダーが第１カートリッジ２０のカートリッジＩＤ又は第１バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第１端末９１又は第３端末９３がカートリッジＩＤ又はバッテリーＩＤを輸送機７０の識別番号と対応付けて全体管理装置４０に送信する。輸送機７０の第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０が建物１０に運び込まれる際には、第１端末９１又は第３端末９３のリーダーが第２カートリッジ２０のカートリッジＩＤ又は第２バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第１端末９１又は第３端末９３がカートリッジＩＤ又はバッテリーＩＤをストック施設８の識別番号と対応付けて全体管理装置４０に送信する。建物１０の居住者は、自宅の第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０をホルダー１７又は１９から取り外し、その第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０をストック施設８まで持ち運び、その第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０をストック施設８の第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０と交換し、その第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０を自身の建物１０に持ち帰り、その第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０を元のホルダー１７又は１９に装着する。ストック施設８の第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０が建物１０に持ち帰られる際には、第３端末９３のリーダーが第２カートリッジ２０のカートリッジＩＤ又は第２バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第３端末９３がカートリッジＩＤ又はバッテリーＩＤを建物１０の建物ＩＤと対応付けて全体管理装置４０に送信し、コンピューター４１がカートリッジＩＤ（又はバッテリーＩＤ）、建物ＩＤ及び受信時刻を相互に紐付けて、これらをストレージ装置５０のトレーサビリティデータベース５９に追記する。これにより、第２カートリッジ２０又は第２バッテリー３０の位置が全体管理装置４０によって管理される。建物１０の第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０がストック施設８に持ち込まれる際には、第３端末９３のリーダーが第１カートリッジ２０のカートリッジＩＤ又は第１バッテリー３０のバッテリーＩＤを読み込み、第３端末９３がカートリッジＩＤ又はバッテリーＩＤをストック施設８の識別番号と対応付けて全体管理装置４０に送信し、コンピューター４１がカートリッジＩＤ（又はバッテリーＩＤ）、ストック施設８の識別番号及び受信時刻を相互に紐付けて、これらをストレージ装置５０のトレーサビリティデータベース５９に追記する。これにより、第１カートリッジ２０又は第１バッテリー３０の位置が全体管理装置４０によって管理される。

【0138】

建物１０及びストック施設８の巡回後、輸送機７０が配送センター９に戻る。

【0139】

＜８． 融通＞
或る建物１０（以下、第１建物１０という。）において電力量が余剰し、別の建物１０（以下、第２建物１０という。）において電力量が不足する場合、第１建物１０のカートリッジ２０若しくはバッテリー３０又はこれら両方が第２建物１０に引き渡されて、カートリッジ２０若しくはバッテリー３０又はこれら両方が第２建物１０において使用されてもよい。カートリッジ２０若しくはバッテリー３０又はこれら両方の引き渡し後、第１建物１０の個別管理装置３５が対価の値を計算するとともに全体管理装置４０に対価の値を送信し、全体管理装置４０が対価の値を第２建物１０の個別管理装置３５に送信し、第２建物１０の個別管理装置３５が対価の値を表示する。全体管理装置４０は複数の建物１０の間における対価の移動を管理して、建物１０ごとの引き渡し・受け取り対価を計算する。対価は通貨又は暗号資産（仮想通貨）であってもよいし、経済的な価値を有する点数であってもよい。

【符号の説明】

【0140】

１ プラント
３ 水素製造設備
１０ 建物
２０ カートリッジ
２３ 燃料電池式発電装置
２７ 自然エネルギー発電装置
３０ バッテリー
３５ 個別管理装置
４０ 全体管理装置
４１ コンピューター
７０ 輸送機
９１ 第１端末
９２ 第２端末
９３ 第３端末

【要約】

【課題】本発明の目的は、電力送電網が構築されていない社会でも、電気エネルギーを他の形態のエネルギーに変えて利用し合えるようにすることである。
【解決手段】エネルギー利用システムは複数の建物及び管理装置を備える。建物は燃料電池式発電装置、第１カートリッジ及び第１バッテリーを有する。管理装置が、建物ごとに、第１バッテリーの残留電力量の値を取得する第１取得処理と、燃料電池式発電装置が第１カートリッジの水素残量から発電可能な電力量の値を取得する第２取得処理と、建物における消費電力量の値を予測する第１予測処理と、第１取得処理により取得された残留電力量の値と、第２取得処理により取得された発電可能な電力量の値と、第１予測処理により予測された消費電力量の値と、に基づいて、第１カートリッジを第２カートリッジへの交換の有無と、第１バッテリーを第２バッテリーへの交換の有無とを判定する判定処理と、を実行する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】