JP6913197B1 - バイオマス燃料供給システムおよびバイオマス燃料供給システムを備えるバイオマス発電施設 - Google Patents

Abstract

【課題】バイオマス燃料貯蔵施設における運搬車両の作業員不足を解決し、バイオマス燃料供給の安定化および燃焼状態の安定化（発電量の安定化）を行える、バイオマス燃料供給システムおよびそれを備えるバイオマス発電施設を提供する。【解決手段】バイオマス燃料供給システム６０は、少なくとも１種以上のバイオマス燃料を供給するための供給部に運搬するための運搬車両（Ｈ）と、バイオマス燃料データを記憶するバイオマス燃料データ記憶部６１と、少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合データを少なくとも記憶する混合割合データ記憶部６２と、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと前記混合割合データと前記バイオマス燃料データとに基づいて、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定する混合割合決定部６４とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、バイオマス燃料供給システムおよびバイオマス燃料供給システムを備えるバイオマス発電施設に関する。

バイオマス発電施設は、複数のバイオマス燃料貯蔵施設を備える。バイオマス燃料貯蔵施設は、バイオマス燃料の種類、例えば、バーク、チップ、枝葉、ＰＫＳなどをそれぞれ別々に貯蔵するように設けられているのが一般的である。そして、バイオマス燃料貯蔵施設では、これらバイオマス燃料を２４時間体制で受け入れ可能になっている。
以下に一般的なバイオマス燃料の搬入について示す。
（１）バイオマス燃料は、トラックでバイオマス燃料貯蔵施設に搬入される。例えば、バークを搬送するトラックが、バーク貯蔵ヤードに向けてバークを降ろす。このとき、ヤード内にバークが降ろされないこともある。
（２）運搬車両（例えば、ホイールローダ）は、バークをバーク貯蔵ヤードの範囲内に収納する。バイオマス燃料が通路に置かれた状態だと、邪魔であるため、通路を確保する必要がある。
（３）他のバイオマス燃料も、それぞれのヤードに搬入される。
（４）各バイオマス燃料は搬入されたときに、サンプリングされて含水率が測定される。例えば、ＪＩＳ Ａ １４７６：２００６「建築材料の含水率測定方法」に準拠する。
質量基準質量含水率＝（（初期質量）−（乾燥後の質量））／（乾燥後の質量））
また、市販の木質バイオマス水分計などを利用する。
（５）運搬車両（例えば、ホイールローダ）は、古い燃料と新しい燃料を混合する。これは、古い燃料を長期間放置すると発酵してしまうため、これを防止するために混合する。この混合は、それぞれのヤード内で行なったり、別のスペース（ヤードとは異なる混合スペース、通路など）で行う。

次に、バイオマス発電施設（例えば、ボイラ）への供給について示す。
（６）予め設定されている蒸発量、または発電量に応じた、各バイオマス燃料の投入割合（混合割合）が設定されている。運搬車両（例えば、ホイールローダ）は、各ヤードから各バイオマス燃料を取り出しホッパへ入れる。このとき、それぞれのバイオマス燃料をホッパに投入することもあるが、運搬車両で各バイオマス燃料を混合してからホッパへ投入することもある。。混合する場所はヤード内または別のスペースでも可能である。
（７）リアルタイムで蒸発量が監視されており、設定された蒸発量、または発電量になるように、ホッパからボイラへの燃料供給量および燃焼空気量が制御される。
すなわち、運搬車両によって一定割合の各種バイオマス燃料がホッパ投入されていればよく、蒸発量の制御とホッパへの投入（運搬車両制御）とは直接的には連動していない。

特許文献１は、バイオマス発電プラントにおける燃料の混焼方法を記載する。バイオマス発電施設の目標発電量に対応するボイラ蒸気量(蒸発量ともいう)を算出し、これに必要なボイラの燃焼エネルギーに対応するバイオマス燃料の燃料投入量を算出する。バイオマス燃料は、各種の分別燃料の混合物であり、この混合割合が各分別燃料の物理量の経時変化の情報を包含する管理情報に基づいて算出される。バイオマス発電施設の発電量が目標発電量よりも低くなったときに、燃焼効率が高い順側の分別燃料の混合割合を高くし、バイオマス発電施設の発電量が目標発電量よりも高くなったときに、燃焼効率が低い順側の分別燃料の混合割合を高くする。

特開２０１６−０３５３４６号

上述のバイオマス燃料貯蔵施設において、運搬車両を運転する作業員の熟練度や個人差による問題があった。例えば、上記（１）の各ヤード内への収納作業、上記（５）の混合作業、上記（６）の事前混合およびホッパ供給作業などの作業適格性、迅速性および効率性に大きな差があり、ひいては、蒸発量の変動が大きくなることが懸念される。例えば、設定値は時間単位の蒸発量または発電量であり、１時間の平均蒸発量または平均発電量が設定値であればよいが、最大値と最小値の差、偏差（あるいは分散）が大きいと、設定値からバラツキが大きくなり、発電量の一定出力という面では問題がある。
また、各バイオマス燃料の含水率を測定しているものの、バイオマス燃料そのものの製品規格値を確認する程度であったため、含水率に応じて投入割合（あるいは混合割合）を変更してはいなかった。
また、バイオマス燃料の含水率、その形状、滑り性（低摩擦性）などの影響で、ホッパで目詰まりが発生することが懸念されており、その防止のために投入割合（あるいは混合割合）を作業員の経験や勘に頼っていた。
また、トラックによるバイオマス燃料のバイオマス燃料貯蔵施設への搬入は２４時間体制であるため、運搬車両（ホイールローダ）の作業も２４時間体制であり、その作業員不足（特に経験者不足）が問題であった。

特許文献１では、ヤード受入時の含水率から経過変化に伴う含水率の推定値を算出し、この推定値を考慮して総合発熱量を推定している。しかし、特許文献１は、各貯蔵エリアの燃料を燃焼しやすいように、破砕してからベルトコンベアに所定量送り、ベルトコンベアでそのままボイラに送る構成であり、破砕した燃料を運搬車両で予め混合する構成ではない。

上記実情に鑑み、本発明は、バイオマス燃料貯蔵施設における運搬車両の作業員不足（経験者不足）を解決し、バイオマス燃料供給の安定化および燃焼状態の安定化（発電量の安定化）を行える、バイオマス燃料供給システムおよびそれを備えるバイオマス発電施設を提供することを目的とする。
また、バイオマス燃料貯蔵施設で利用されるバイオマス燃料供給システムの一部を構成する、運搬車両の自動運転支援装置および自動運転可能な運搬車両を提供することを目的とする。

本発明の第一のバイオマス燃料供給システムは、
少なくとも１種以上のバイオマス燃料をそれぞれ貯蔵する２以上のヤードを有するバイオマス燃料貯蔵施設と隣接されるバイオマス発電施設の供給部（例えば、ホッパの供給部、破砕機の供給部、コンベアの供給部、混合機の供給部など）へ、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を運搬するための運搬車両と、
前記少なくとも１種以上のバイオマス燃料、その燃焼カロリー、その含水率（例えば、受入時、所定時間間隔またはリアルタイムの含水率）のデータを少なくとも有するバイオマス燃料データを記憶するバイオマス燃料データ記憶部と、
前記バイオマス発電施設の燃焼状態、設定蒸発量および／または設定発電量に対応した、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合データ（例えば、初期混合割合、変更した混合割合のデータなど）を少なくとも記憶する混合割合データ記憶部と、
所定時間間隔で測定された、またはリアルタイムで測定された測定発電量および／または測定蒸発量が設定発電量および／または設定蒸発量を基準にした所定範囲（上限閾値、下限閾値）から外れた場合に、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと前記混合割合データと前記バイオマス燃料データとに基づいて、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定する混合割合決定部と、
前記混合割合算出部で求められた混合割合を、前記運搬車両へ送り、少なくともモニターに表示させる混合割合出力部と、を備える。
同種のバイオマス燃料でも第一ヤード内と第二ヤード内とでヤードへの搬入時期、搬入トラック、保管期間、含水率、などの相違で混合する場合がある。例えば、第一ヤード内の第一バイオマス燃料の量：第二ヤード内の第一バイオマス燃料の量＝１：２などで混合割合が設定されてもよい。また、３種のバイオマス燃料の場合には、第一バイオマス燃料の量：第二バイオマス燃料の量：第三バイオマス燃料の量＝１：２：３などで示されてもよく、第一バイオマス燃料が２つのヤードに分かれている場合に、が４つの場合には、第一ヤード内の第一バイオマス燃料の量：第二ヤード内の第一バイオマス燃料の量：第二バイオマス燃料の量：第三バイオマス燃料の量＝１：０．５：２：３などで示されてもよい。
また、前記混合割合出力部は、音声で混合割合を発してもよい。
また、前記混合割合出力部は、地図上のヤード（あるいはバイオマス燃料）ごとに混合割合を示してもよい。
これにより、運搬車両に運転者が、モニターや音声で示された混合割合に応じて、２種以上のバイオマス燃料を混合し、供給部へ送り込むことができる。熟練の運転者でなくとも、適切な混合割合のバイオマス燃料を作ることができ、燃焼状態の安定化（発電量の安定化）を行える。

本発明の第二のバイオマス燃料供給システムは、
少なくとも１種以上のバイオマス燃料をそれぞれ貯蔵する２以上のヤードを有するバイオマス燃料貯蔵施設と隣接されるバイオマス発電施設の供給部（例えば、ホッパの供給部、破砕機の供給部、コンベアの供給部、混合機の供給部など）へ、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を運搬するための運搬車両と、
前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料、その燃焼カロリー、その含水率（例えば、受入時、所定時間間隔またはリアルタイムの含水率）のデータを少なくとも有するバイオマス燃料データを記憶するバイオマス燃料データ記憶部と、
前記バイオマス発電施設の燃焼状態、設定蒸発量および／または設定発電量に対応した、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合データ（例えば、初期混合割合、変更した混合割合のデータなど）を少なくとも記憶する混合割合データ記憶部と、
所定時間間隔で測定された、またはリアルタイムで測定された測定発電量および／または測定蒸発量が設定発電量および／または設定蒸発量を基準にした所定範囲（上限閾値、下限閾値）から外れた場合に、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと前記混合割合データと前記バイオマス燃料データとに基づいて、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定する混合割合決定部と、
前記混合割合算出部で求められた混合割合に基づいて、少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を混合し、供給部へ投入するように、前記運搬車両を自動運転制御する、自動運転制御部と、を備える。
混合する場所は、ヤード内でもよく、別の混合スペースでもよく、通路でもよい。
前記自動運転制御部は、供給部が２つ（および燃焼装置への供給経路が２つ）ある場合、混合割合の大きいバイオマス燃料をその内の一方の供給部に投入し、その他方の供給部に、混合した他のバイオマス燃料を投入するように前記運搬車両を自動運転制御してもよい。
上記の構成により、バイオマス燃料貯蔵施設において、完全に自動運転化した運搬車両を使用できるため、人手不足を解消できるとともに、適切な混合割合のバイオマス燃料を作ることができ、燃焼状態の安定化（発電量の安定化）を行える。

前記運搬車両は、
バイオマス燃料、ヤードレイアウト、通路および供給部などを示す地図データ、基本的な運転ルールや運搬ルールなどの運転データなどを記憶する運転データ記憶部と、
各種センサ（例えば、カメラ、３Ｄ−ＬｉＤＡＲ、ミリ波センサ、加速度センサ、ＧＰＳセンサ、磁石検知センサなど）と、
各種センサの測定データ（時刻データや位置情報を含む）および地図データから物体およびその物***置と、自己位置とを認識する物体認識手段（例えば、ソフトウエア、専用回路などで構成される）と、
エンジンやステアリングやブレーキなどを制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、
エンジン、油圧ポンプおよび油圧回路（および蓄電池（回生装置））などのバケットの駆動や車両を動かすための駆動部とを有する。
前記自動運転制御部は、運搬車両に備えられ、自動運転のために上記構成要素に指令し運搬車両の自動運転を実行する。
前記自動運転制御部は、混合割合および運転データから走行ルートを算出する走行ルート算出部を有する。
前記自動運転制御部は、トラック搬入の検知信号（バイオマス燃料貯蔵施設の入口に設置されたトラック検知用センサ）を受信した場合またはカメラなどの車両側センサでトラックを認識した場合に、トラックの通路を妨害しない所定の待機場所に移動し、トラックが車両側センサで検知しなくなるまで、またはトラック検知用センサがトラックが出たことを検知するまで、待機エリアで待機するように、運搬車両を自動運転制御する待機運転モードを有していてもよい。
前記自動運転制御部は、トラックが車両側センサで検知しなくなったら、またはトラック検知用センサがトラックが出たことを検知したら、待機エリアから移動し、トラックが降ろしたバイオマス燃料をヤード内へ収納するように、運搬車両を自動運転制御するヤード内収納モードを有していてもよい。
トラックと運搬車両とは、ＧＰＳセンサと通信部を備え、お互いの位置情報を通信しあうことができ、トラックの位置情報に対応して、運搬車両が通路から待機エリアに移動したり、待機エリアから移動してもよい。
前記自動運転制御部は、トラックが降ろした新しいバイオマス燃料と、ヤード内の古いバイオマス燃料とを混合してヤード内へ収納するように、運搬車両を自動運転制御する古新バイオマス燃料混合モードを有していてもよい。混合する場所は、ヤード内でもよく、別の混合スペースでもよく、通路でもよい。
前記自動運転制御部は、カメラなどの車両側センサで人または動く物体（あるいは障害物）を認識した場合に、（Ａ）運搬車両の動き（走行動作、運搬動作）を緊急停止する、または（Ｂ）人または動く物体の移動軌跡を予測し、運搬車両の走行動作あるいは運搬動作の障害になると判断した場合に、運搬車両を緊急停止するように制御する緊急停止モードを有していてもよい。緊急停止した場合に、その情報が外部装置へ送信されてもよく、非常警報、非常点灯などの各種アラーム装置が稼働してもよい。
前記運搬車両は、１台でもよく、２台以上でもよく、運搬車両が異なる種類、サイズの構成でもよい。運搬作業ごとに作業が専用化されていてもよく、複数種の作業を兼業してもよい。

前記バイオマス燃料供給システムは、各ヤードに設置される非接触式水分計を備え、前記非接触式水分計がバイオマス燃料の含水率を測定し、測定データが通信手段によって前記バイオマス燃料供給システムへ送られ、バイオマス燃料データ記憶部のバイオマス燃料データが更新される構成でもよい。
前記バイオマス燃料供給システムは、
各バイオマス燃料の含水率の変化（上昇％）に対応した燃焼状態または蒸発量（あるいは発電量）の低下率を予め設定している低下率データを記憶する低下率データ記憶部を有していてもよい。
前記混合割合決定部は、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと前記混合割合データと前記バイオマス燃料データと前記低下率データとに基づいて、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定してもよい。

前記バイオマス燃料供給システムは、各ヤードに設置される非接触式水分計を備え、前記非接触式水分計がバイオマス燃料の含水率を測定し、測定データが通信手段によって前記運搬車両へ送られ、混合割合出力部で出力（モニター表示など）される構成でもよい。これにより運転者が最新の含水率を把握できる。

第三のバイオマス燃料供給システムは、
少なくとも１種以上のバイオマス燃料をそれぞれ貯蔵する２以上のヤードを有するバイオマス燃料貯蔵施設と隣接されるバイオマス発電施設の供給部（例えば、ホッパの供給部、破砕機の供給部、コンベアの供給部、混合機の供給部など）へ、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を運搬するための運搬車両と、
少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料、少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の含水率、バイオマス燃料の混合割合、供給部への単位時間当たりの投入量、燃焼供給空気量、投入されてから所定時間経過後の燃焼状態（または蒸発量、発電量）を含む学習データを用いて知的情報処理技術によって生成される、少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を推定する混合割合推定プログラムによって、測定または検出された燃焼状態（排ガス分析、燃焼画像など）または蒸発量（あるいは発電量）から、少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を推定する、混合割合推定部を有していてもよい。

他の本発明は、情報処理装置であって、
少なくとも１つのプロセッサーと、
前記プロセッサーで実行可能な混合割合推定プログラムを記憶するためのメモリと、を含み、
前記プロセッサーは、混合割合推定プログラムを実行する、情報処理装置である。
また、他の本発明は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記混合割合推定プログラムが記憶されている、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

上記混合割合算出部および前記自動運転制御部、他の制御部は、メモリ、プロセッサー、ソフトウエアプログラムを有する情報処理装置（例えば、コンピュータ、サーバ）や、専用回路、ファームウエアなどで構成してもよい。情報処理装置は、オンプレミスまたはクラウドのいずか一方、あるいは両方の組み合わせであってもよい。

他の本発明は、バイオマス燃料貯蔵施設、バイオマス燃料供給システムを備えるバイオマス発電施設である。

他の本発明は、バイオマス燃料貯蔵施設で利用されるバイオマス燃料供給システムの一部を構成する、混合割合出力部（モニターなど）を有する運搬車両である。

また、他の本発明は、バイオマス燃料貯蔵施設で利用されるバイオマス燃料供給システムの一部を構成する、自動運転可能な運搬車両である。

実施形態１のバイオマス燃料貯蔵施設とバイオマス発電施設の一例を示す図である。 実施形態１のバイオマス発電施設の構成の一例を示す図である。 実施形態１のホイールローダ、バイオマス燃料供給システムおよび燃焼発電コントローラの機能構成の一例を示す図である。 実施形態２のバイオマス燃料供給システムおよび混合割合出力部（モニターなど）を有する運搬車両の機能構成の一例を示す図である。 バイオマス燃料データおよび混合割合データを示す図である。

（実施形態１）
実施形態１のバイオマス燃料貯蔵施設１０とバイオマス発電施設（２０、３０、４０）を図１から３を参照しながら説明する。本実施形態において、運搬車両は１台のホイールローダＨである。トラックＴは各種バイオマス燃料をバイオマス燃料貯蔵施設１０へ搬入する。
図１の平面図において、バイオマス燃料貯蔵施設１０は、第一ヤード１１、第二ヤード１２、第三ヤード１３、第四ヤード１４、混合ヤード１５、ホイールローダＨの待機エリアＰＡ、通路Ｒを備える。本実施形態では、第一ヤード１１、第二ヤード１２、第三ヤード１３、第四ヤード１４が一列に配置されているが本発明はこれに制限されず、また、これらヤードに通路Ｒを挟んで混合ヤード１５、待機エリアＰＡが配置されているが本発明はこれに制限されない。本実施形態において、第四ヤード１４および混合ヤード１５は、他のヤードよりもヤードサイズが大きいが本発明はこれに制限されない。各ヤードの配置とエリアサイズは、施設ごとに適宜設定されてもよい。

各ヤードには屋根、側壁が設置されていることが好ましい。ヤードに収容できないバイオマス燃料をヤード以外のスペース（屋外）に置いてあってもよい。

各ヤードには、非接触式水分計Ｓ１からＳ５が設置されている。非接触式水分計Ｓ１からＳ５は、一つでも複数からなる水分計でもよい。ヤードの４角にそれぞれ水分計が設置されていてもよい。
水分計で測定された含水率データは、後述するバイオマス燃料供給システム６０へ通信手段（不図示）によって送られる。通信手段は水分計に電気的に接続されており、測定データを時刻データと共にバイオマス燃料供給システム６０へ送ることが好ましい。

本実施形態において、第一ヤード１１に第一バイオマス燃料Ｂ１、第二ヤード１２に第二バイオマス燃料Ｂ２、第三ヤード１３に第三バイオマス燃料Ｂ３、第四ヤード１４に第四バイオマス燃料Ｂ４が置かれる。
各バイオマス燃料として、例えば、バーク材、切削材（チップ）、木質ペレット、枝葉材、パーム椰子殻（ＰＫＳ）、建設廃材などが挙げられ、この中から選択されてもよい。
各バイオマス燃料の燃焼カロリーの大小関係は以下の通りとする。
Ｂ１＜Ｂ３＜Ｂ２＜Ｂ４ （１）
また、滑り性（低摩擦性）の大小関係は以下の通りである。
Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ４
Ｂ３＜Ｂ２ （２）

後述する混合割合決定部６４は、燃焼カロリーの大小関係、滑り性の大小関係を考慮し、２種以上のバイオマス燃料の混合割合を決定することが好ましい。

設定発電量（あるいは設定蒸発量）に対応した、初期の混合割合（投入割合）が設定される。本実施形態では、図５にも示している通り、以下とする。
Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３：Ｂ４＝０．２５：０．１２５：０．１２５：０．５

図２は、バイオマス発電施設の構成を示す。バイオマス発電施設は、燃焼施設（２０、３０）と発電施設４０を有する。
燃焼施設はバイオマス燃料を燃焼部３０へ供給するための燃料供給部２０を有する。
燃料供給部２０は、
バイオマス燃料が投入される第一供給部２１、第二供給部２２と、
第一供給部２１から投入された混合バイオマス燃料（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）が送られる第一定量フィーダ２３と、
第一定量フィーダ２３で所定量の混合バイオマス燃料が送られる第一コンベア２４と、
第一コンベア２４で混合バイオマス燃料が送られる第二コンベア２５と、
第二コンベア２５から一定量の混合バイオマス燃料が送られる第一供給フィーダ２６と、
第二供給部２２から投入された第四バイオマス燃料Ｂ４が送られる第二定量フィーダ２３１と、
第二定量フィーダ２３１で所定量の第四バイオマス燃料Ｂ４が送られる第三コンベア２４１と、
第三コンベア２４１で第四バイオマス燃料Ｂ４が送られる第四コンベア２５１と、
第四コンベア２５１から一定量の第四バイオマス燃料Ｂ４が送られる第二供給フィーダ２６１と、
を有する。

第一、第二コンベア２４、２５、第三、第四コンベア２４１、２５１は、第一、第二供給部２１、２２の高さと、燃焼部３０のボイラ投入口の高さの差を調整するために設けられているが、この構成に制限されず、燃料供給部２０が燃焼部３０よりも高い位置に配置されていれば、省略する構成も可能である。また、第一供給部２１、第二供給部２２が地下に形成されたピットの供給部である場合、ピットに投入されたバイオマス燃料をクレーン式バケットで掴み、燃焼部３０のボイラ投入口に送り込む構成でもよい。

燃焼部３０は、
第一、第二供給フィーダ２６、２６１から供給されるバイオマス燃料を燃焼するストーカ式ボイラ３１と、
ボイラ３１から排出された排ガスによりボイラ給水を加熱する節炭器３２（エコノマイザ）と、
排ガス中の煤塵を捕集する集塵機３３（例えば、バグフィルタ）と、
ボイラ３１内の排ガスを誘引する誘引通風機３６と、
誘引通風機３６を通過した排ガスを大気中へ放出する煙突等の排気筒３７と、
を有する。
ストーカ式ボイラ３１は、トラベリングストーカ、燃焼室、蒸気ドラムおよび水ドラム３１１、一次過熱器及び二次過熱器３１２等を備えており、供給された第一から第四バイオマス燃料をトラベリングストーカや燃焼室で燃焼させ、発生した高温の排ガスにより、蒸気ドラムおよび水ドラム３１１の蒸気管で蒸気を発生させ、発生した蒸気を一次過熱器及び二次過熱器３１２で更に過熱する。
灰箱Ｄ１、Ｄ２は、ボイラ３１から排出される燃焼灰を収納する。飛灰ピットＤ３は、ボイラ３１、節炭器３２、集塵機３３から排出される飛灰を収納する。
燃焼部３０は、ストーカ式ボイラ３１（のトラベリングストーカあるいは燃焼室）の下方へ一次燃焼空気を送り込む第一押込通風機３４と、燃焼室へ二次燃焼空気を送り込む第二押込通風機３５を有する。
燃焼部３０は、第二押込通風機３５でボイラ３１に供給する二次燃焼空気を排ガスにより予熱する空気予熱器（不図示）をさらに有していてもよい。ボイラ３１から出された排ガスは、節炭器３２次いで空気予熱器に順次導かれ、節炭器３２でボイラ給水を加熱すると共に、空気予熱器で二次燃焼空気を予熱した後、集塵機３３に流入してここで排ガス中の煤塵が除去され、誘引通風機３６を経て煙突等の排気筒３７から大気中へ放出されてもよい。
なお、別実施形態として、ストーカ式ボイラは階段式ストーカでもよく、燃焼部はバブリング流動床式ボイラ、循環流動床式のボイラであってもよい。

発電施設４０は、
ボイラ３１からの蒸気により駆動される蒸気タービン４１と、
蒸気タービン４１の駆動により電力を発生させる発電機４１１と、
蒸気タービン４１から排出された排気蒸気を復水にする復水器４２（例えば、空冷コンデンサ）と、
復水器４２からの復水を蒸気タービン４１からの抽気蒸気により加熱及び脱気処理する脱気器４３と、
復水器４２からの復水を脱気器４３に供給する復水ポンプＰ１と、
給水タンク４５から補給水（純水）を脱気器４３に供給する脱気器給水ポンプＰ２と、
脱気器４３からの復水を節炭器３２に供給するボイラ給水ポンプＰ３を有する。
ボイラ３１で発生した蒸気は、ボイラ３１の一次過熱器及び二次過熱器３１２により過熱された後、蒸気タービン４１へ供給されて蒸気タービン４１を駆動し、発電機４１１により電力を発生させる。蒸気タービン４１から排出された排気蒸気は、復水器４２で復水にされた後、復水ポンプＰ１により脱気器４３に供給される。また、脱気器４３には、不純物が除去された補給水（純水）が脱気器給水ポンプＰ２により、適宜に供給されている。
脱気器４３に供給された復水は、ここで蒸気タービン４１からの抽気蒸気（又は蒸気タービン４１に供給される蒸気の一部を引き抜いた蒸気）により加熱及び脱気処理されてからボイラ給水ポンプＰ３により節炭器３２へ送られ、ここで排ガスにより加熱されてからボイラ３１へ供給される。

図３は、ホイールローダＨ、バイオマス燃料供給システム６０、燃焼発電コントローラ７０の構成要素の機能を示す。
ホイールローダＨは、以下の構成を有する。
運転データ記憶部１０１は、バイオマス燃料、ヤードレイアウト、通路および供給部などを示す地図データ、基本的な運転ルールや運搬ルールなどの運転データなどを記憶している。
各種センサ１０２は、例えば、カメラ、３Ｄ−ＬｉＤＡＲ、ミリ波センサ、加速度センサ、ＧＰＳセンサ、磁石検出センサなどである。
物体認識手段１０３は、各種センサ１０２の測定データおよび地図データから物体およびその物***置と、ホイールローダＨの自己位置とを認識する。物体認識手段１０３は、例えば、ソフトウエア、専用回路などで構成される。
ＥＣＵ１０４は、ホイールローダＨのエンジンやステアリングやブレーキなどを制御する。
駆動部１０５は、エンジン、油圧ポンプおよび油圧回路（および蓄電池（回生装置））などのバケットの駆動や車両を動かす機能である。
通信部１０９は、トラックＴ、他のホイールローダ、バイオマス燃料供給システム６０、燃焼発電コントローラ７０と、各種データ（例えば、位置情報、混合割合、バイオマス燃料の投入量および投入速度など）を通信する。
自動運転制御部１０６は、自動運転のために上記構成要素に指令しホイールローダＨの自動運転を実行する。自動運転制御部１０６は、混合割合および運転データから走行ルートを算出する走行ルート算出部を有する。各種自動運転モードについては後述する。

バイオマス燃料供給システム６０は、以下の構成を有する。
バイオマス燃料データ記憶部６１は、２種以上のバイオマス燃料、その燃焼カロリー、その含水率（例えば、受入時、所定時間間隔またはリアルタイムの含水率）のデータを少なくとも有するバイオマス燃料データを記憶している。
混合割合データ記憶部６２は、バイオマス発電施設の燃焼状態、設定蒸発量および／または設定発電量に対応した、２種以上のバイオマス燃料の混合割合データを少なくとも記憶している。図５にバイオマス燃料データおよび混合割合データの一例を示す。
混合割合決定部６４は、所定時間間隔で測定された、またはリアルタイムで測定された測定発電量および／または測定蒸発量が設定発電量および／または設定蒸発量を基準にした所定範囲（上限閾値、下限閾値）から外れた場合に、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと前記混合割合データと前記バイオマス燃料データとに基づいて、２種以上のバイオマス燃料の混合割合を決定する。
通信部６９は、非接触式水分計Ｓ１からＳ５、ホイールローダＨ、燃焼発電コントローラ７０と、各種データ（例えば、含水率、位置情報、混合割合、バイオマス燃料の投入量および投入速度など）を通信する。

本実施形態では、例えば、混合割合決定部６４は、測定発電量または測定蒸発量が、正常範囲から外れ、上限値超えまたは下限値未満のときに、それらに応じた混合割合へと変更する。図５では、以下の設定である。
正常範囲 ： Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３：Ｂ４＝０．２５：０．１２５：０．１２５：０．５
上限値超え： Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３：Ｂ４＝０．２５：０．２５：０．２５：０．２５
下限値未満： Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３：Ｂ４＝０．１：０．１：０．１：０．７

また、別実施形態として、低下率データ記憶部６３は、各バイオマス燃料の含水率の変化（上昇％）に対応した燃焼状態または蒸発量（あるいは発電量）の低下率を予め設定している低下率データを記憶している。混合割合算出部６４は、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと混合割合データとバイオマス燃料データと低下率データとに基づいて、２種以上のバイオマス燃料の混合割合を算出してもよい。
例えば、現在の混合割合のときの含水率から、第一バイオマス燃料Ｂ１が１０％低下したときに、第一バイオマス燃料Ｂ１の量を１０％減らし、燃焼カロリーの高い、第四バイオマス燃料Ｂ４の量を１０％増やしてもよい。
現在： Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３：Ｂ４＝０．２５：０．１２５：０．１２５：０．５
１０％低下：Ｂ１：Ｂ２：Ｂ３：Ｂ４＝０．２５×０．９：０．１２５：０．１２５：０．５×１．１

混合割合算出部６４は、燃焼状態データ、蒸発量データおよび発電量データの内の１種または２種以上のデータと混合割合データとバイオマス燃料データとバイオマス燃料の滑り性に基づいて、２種以上のバイオマス燃料の混合割合を算出してもよい。
滑り性の低いバイオマス燃料と滑り性の高いバイオマス燃料とを混合して、供給部内でバイオマス燃料が詰まらないようにできる。

燃焼発電コントローラ７０は、以下の構成を有する。
燃焼室撮像部７１は、燃焼室内のバイオマス燃料の燃焼状態を撮像する。
蒸発量測定部７２は、ボイラ３１の蒸発量を測定する。
発電量測定部７３は、発電機４１１の発電量を測定する。
排ガス分析計７４は、ボイラ３１から排出された排ガス中の物質濃度（二酸化炭素、一酸化炭素、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、塩化水素など）を分析する。
データ記憶部７５は、上記各種データ（排ガス分析値、画像データ、蒸発量、発電量など）を記憶している。
燃料供給制御部７６は、設定蒸発量または設定発電量を維持するように、定量フィーダ、各コンベアを制御し、ボイラ３１に供給されるバイオマス燃料の供給量を制御する。
燃焼制御部７７は、設定蒸発量または設定発電量を維持するように、トラベリングストーカの動作、一次燃焼空気の送り込み量（第一押込通風機３４）、二次燃焼空気の送り込み量（第二押込通風機３５）、節炭器３２に供給する復水量（ボイラ給水ポンプＰ３）、飛灰を処理するための誘引通風機３６などの制御を実行する。
発電制御部７８は、設定発電量を維持するように、蒸気タービン４１、復水ポンプＰ１、脱気器給水ポンプＰ２などの制御を実行する。
通信部７９は、ホイールローダＨ、バイオマス燃料供給システム６０と、各種データ（例えば、バイオマス燃料の投入量および投入速度、燃焼状態データ（排ガス分析値、画像データ）、蒸発量データ、発電量データなど）を通信する。
なお、バイオマス燃料供給システム６０の構成要素の機能が、燃焼発電コントローラ７０に備わっていてもよい。

（自動運転制御）
自動運転制御部１０６は、混合割合および運転データから走行ルートを算出する走行ルート算出部を有する。ホイールローダＨは、走行ルート算出部で求められた走行ルートに従って動く。
ホイールローダＨは、初期設定された混合割合および上記で決定された混合割合に従って、第一、第二、第三バイオマス燃料Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を混合する。初期設定であれば、例えば、ホイールローダＨは、第一ヤード１１から第一バイオマス燃料を１回（バケット容積と比重から重量が推定される）、混合ヤード１５へ運び、第二、第三ヤード１２、１３の第二、第三バイオマス燃料をそれぞれ２回、混合ヤード１５へ運び、それらを混合する。走行ルートおよびバケット操作はすべて、予め機械学習されており、自動運転制御部１０６によって実行される。
ホイールローダＨは、混合された混合バイオマス燃料を第一供給部２１へ投入する。投入タイミング、投入量は。燃料供給制御部７６からの指令に基づいている。
また、ホイールローダＨは、第四バイオマス燃料を第二供給部２２へ投入する。投入タイミング、投入量は、燃料供給制御部７６からの指令に基づいている。

通路Ｒは２車線になっており、運転ルールは一般車道と同じで、図中左車線Ｒ１で上方向、右車線Ｒ２で下方向が進行方向になる。なお、各車線の中央ラインの地下に磁石やセンサなどが埋め込まれていてもよい。また、各車線から各ヤードの入口までのルートの地下に磁石やセンサなどが埋め込まれていてもよい。ホイールローダＨは、埋め込まれた磁石またセンサを検知しながら進行状態（位置）を把握してもよく、カメラ、ＧＰＳセンサ、地図データ、自己位置、物体の画像認識情報のデータに基づいて進行状態（位置）を把握してもよい。
バイオマス燃料貯蔵施設１０には、無人運転されたホイールローダＨのみが作業を行っている。トラックＴがバイオマス燃料をヤードに搬入する場合やメンテナンスのときに、人がバイオマス燃料貯蔵施設１０に入ることになる。

自動運転制御部１０６は、上述の混合割合に応じたバイオマス燃料の混合と、第一、第二供給部への投入モードの他に、各種自動運転モードを有する。
（１）待機運転モードは、トラックＴの搬入の検知信号（バイオマス燃料貯蔵施設の入口に設置されたトラック検知用センサ）を受信した場合またはカメラなどの車両側センサ１０２でトラックＴを認識した場合に、トラックＴの進行ルートを妨害しない所定の待機襟エリアＰＡに移動し、トラックＴが車両側センサ１０２で検知しなくなるまで、またはトラック検知用センサがトラックＴが出たことを検知するまで、待機エリアＰＡで待機するように、ホイールローダＨを自動運転制御するモードである。
（２）ヤード内収納モードは、トラックＴが車両側センサ１０２で検知しなくなったら、またはトラック検知用センサがトラックＴが出たことを検知したら、待機エリアＰＡから移動し、トラックＴが降ろしたバイオマス燃料をヤード内へ収納するように、ホイールローダＨを自動運転制御するモードである。
（３）古新バイオマス燃料混合モードは、トラックＴが降ろした新しいバイオマス燃料と、ヤード内の古いバイオマス燃料とを混合してヤード内へ収納するように、ホイールローダＨを自動運転制御するモードである。混合する場所は、ヤード内でもよく、別の混合スペースでもよく、通路でもよい。
（４）緊急停止モードは、カメラなどの車両側センサで人または動く物体（あるいは障害物）を認識した場合に、（Ａ）運搬車両の動き（走行動作、運搬動作）を緊急停止する、または（Ｂ）人または動く物体の移動軌跡を予測し、運搬車両の走行動作あるいは運搬動作の障害になると判断した場合に、運搬車両を緊急停止するように制御するモードである。

また、待機運転モードは別実施形態として、トラックＴとホイールローダＨとは、ＧＰＳセンサと通信部を備え、お互いの位置情報を通信しあうことができ、トラックＴの位置情報に対応して、ホイールローダＨが通路Ｒから待機エリアＰＡに移動したり、待機エリアＰＡから移動してもよい。

ホイールローダは、１台でもよく、２台以上でもよく、ホイールローダ以外の種類の運搬車両（バックホー、ショベルカーなど）も使用されてもよく、作業の種類、ヤード単位に１台で専用化されていてもよく、複数種の作業を兼業してもよい。

（実施形態２）
図４に示す実施形態２では、作業員がホイールローダＨを運転する。実施形態１と符号が同じ構成要素は同じ機能を有しているため説明を省略または簡単にする。以下同様である。
ホイールローダＨは、混合割合出力部１０８を備えている。本実施形態では、混合割合出力部１０８は、モニターであり、バイオマス燃料供給システム６０から、算出された混合割合の情報を受信し、モニターに混合割合が表示される。作業員は、混合割合に従って、ホイールローダＨを運転し、混合および第一、第二供給部２１、２２への投入を行う。

（実施形態３）
実施形態３のバイオマス燃料供給システムは、混合割合推定部を有する。
混合割合推定部は、少なくとも１種以上のバイオマス燃料、少なくとも１種以上あるいは２ヤードごとのバイオマス燃料の含水率、少なくとも１種以上あるいは２ヤードごとのバイオマス燃料の混合割合、供給部への単位時間当たりの投入量、燃焼供給空気量、投入されてから所定時間経過後の燃焼状態（または蒸発量、発電量）を含む学習データを用いて知的情報処理技術によって生成される、少なくとも１種以上あるいは２ヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を推定する混合割合推定プログラムによって、測定または検出された燃焼状態（排ガス分析、燃焼画像など）または蒸発量（あるいは発電量）から、少なくとも１種以上あるいは２ヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を推定する。
ここで、「知的情報処理技術」は、例えば、機械学習、深層学習、強化学習、深層強化学習などが挙げられる。
機械学習、深層学習、強化学習、深層強化学習のアルゴリズムは、特に制限されず、従来のアルゴリズムを用いてもよい。教師あり学習として、例えば、線形回帰、一般化線形モデル、サポートベクター回帰、ガウス過程回帰、アンサンブル法、決定木、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、判別分析、単純ベイズ、最近傍法などの各種アルゴリズムを採用してもよい。
上記混合割合推定プログラムは、記憶部（メモリ）に記憶されていてもよい。混合割合推定部は、記憶部から混合割合推定プログラムを読み出し、１または複数のプロセッサーで実行させてもよい。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵなどを１つ以上使用してもよい。

混合割合推定プログラム生成装置は、
少なくとも１種以上のバイオマス燃料、少なくとも１種以上あるいは２ヤードごとのバイオマス燃料の含水率、少なくとも１種以上あるいは２ヤードごとバイオマス燃料の混合割合、供給部への単位時間当たりの投入量、燃焼供給空気量、投入されてから所定時間経過後の燃焼状態（または蒸発量、発電量）を含む学習データを生成する学習データ生成部と、
前記学習データを用いて知的情報処理技術によって、混合割合推定プログラムを生成するモデル生成部と、
を有する。
また、学習データ生成部は、各学習データを、ノイズ除去などの前処理をしたり、特徴選択をしたり、特徴変換で特徴量を抽出して、学習データを作成してもよい。
また、混合割合推定プログラム生成装置は、モデル生成部で生成された混合割合推定プログラムを再学習（チューニング）する再学習部を有していてもよい。再学習は、例えば、学習回数（Ｅｐｏｃｈ）の変更、学習データの変更または追加、特徴量の変更などでもよい。
モデル生成部で生成されたまたは再学習された混合割合推定プログラムは、記憶部に記憶され、外部装置またはバイオマス燃料供給システムへ送信可能に構成される。

（別実施形態）
発電施設の構成は、実施形態１の構成に限定されない。
混合割合決定部は、混合割合推定部を有し、混合割合推定部によって混合割合を決定してもよい。
バイオマス燃料は、上述した種類に限定されない。

混合割合決定部は、１種のバイオマス燃料の混合割合を決定してもよく、２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定してもよい。

１０ バイオマス燃料貯蔵施設
２０ 燃料供給部
３０ 燃焼部
４０ 発電施設
６０ バイオマス燃料供給システム
７０ 燃焼発電コントローラ

Claims (6)

1. 少なくとも１種以上のバイオマス燃料をそれぞれ貯蔵する２以上のヤードを有するバイオマス燃料貯蔵施設と隣接されるバイオマス発電施設の供給部へ、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を運搬するための運搬車両と、
   前記バイオマス発電施設の燃焼状態、設定蒸発量および／または設定発電量に対応した、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合データを少なくとも記憶する混合割合データ記憶部と、
   前記バイオマス発電施設の測定発電量と前記混合割合データの設定発電量の比較結果、前記バイオマス発電施設の測定蒸発量と前記混合割合データの設定蒸発量の比較結果、および前記バイオマス発電施設の排ガス分析値と前記混合割合データの正常範囲との比較結果のいずれかに基づいて、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定する混合割合決定部と、
   前記混合割合算出部で求められた混合割合を、前記運搬車両へ送り、少なくともモニターに表示させる混合割合出力部と、
   を備える、バイオマス燃料供給システム。
2. 少なくとも１種以上のバイオマス燃料をそれぞれ貯蔵する２以上のヤードを有するバイオマス燃料貯蔵施設と隣接されるバイオマス発電施設の供給部へ、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を運搬するための運搬車両と、
   前記バイオマス発電施設の燃焼状態、設定蒸発量および／または設定発電量に対応した、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合データを少なくとも記憶する混合割合データ記憶部と、
   前記バイオマス発電施設の測定発電量と前記混合割合データの設定発電量の比較結果、前記バイオマス発電施設の測定蒸発量と前記混合割合データの設定蒸発量の比較結果、および前記バイオマス発電施設の排ガス分析値と前記混合割合データの正常範囲との比較結果のいずれかに基づいて、前記少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料の混合割合を決定する混合割合決定部と、
   前記混合割合算出部で求められた混合割合に基づいて、少なくとも１種以上あるいは２以上のヤードごとのバイオマス燃料を混合し、供給部へ投入するように、前記運搬車両を自動運転制御する、自動運転制御部と、を備える、バイオマス燃料供給システム。
3. 前記自動運転制御部は、トラック搬入時は、前記運搬車両を待機エリアに待機させる、請求項２に記載のバイオマス燃料供給システム。
4. 前記自動運転制御部は、新しいバイオマス燃料と、ヤード内の古いバイオマス燃料とを混合してヤード内へ収納するように、前記運搬車両を制御する、請求項２または３に記載のバイオマス燃料供給システム。
5. 前記自動運転制御部は、トラックが降ろしたバイオマス燃料をヤード内へ収納するように、前記運搬車両を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載のバイオマス燃料供給システム。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のバイオマス燃料供給システムを備える、バイオマス発電施設。

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