(57)【要約】  ユーザが現在利用している電力の環境への影響度を把握できるようにする。住宅は、太陽電池による太陽光発電電力と、外部商用電源からの外部商用電力とを電力源とし、家電負荷等で電力を消費する。この住宅は、蓄電装置と電力管理装置を備え、家電負荷等の負荷の必要電力状況に合わせ、電力源の電力供給を平準化する充放電制御を行う。さらに、電力管理装置は、一日の間の負荷電力の推移、太陽電池発電電力の推移、平準化された外部商用電力の推移を算出し、電力を発電方式によって分類し、予め定めた基準化指標としてのグリーン度を各発電方式に割り当てて電力グリーン度を算出し、その結果を表示部に表示する機能を有する。
2012032947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電方式で発電される電力を入力側電力とし、前記入力側電力に基づいて負荷に負荷側電力として供給する電力管理システムにおける前記入力側電力または前記負荷側電力についてその電力の内容を視覚化する方法であって、
前記入力側電力または前記負荷側電力を発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する表示工程を含むことを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力視覚化方法において、
前記電力管理システムは、前記入力側電力に基づいて充電される蓄電装置に蓄電された電力を蓄電池電力とし、前記入力側電力と前記蓄電池電力とに基づいて前記負荷に前記負荷側電力として供給し、
前記表示工程は、前記蓄電池電力を前記発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示様式を異ならせて表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力視覚化方法において、
前記入力側電力は、外部商用電力と、太陽電池から太陽光発電方式で発電される太陽光発電電力を含んで構成されることを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電力視覚化方法において、
前記外部商用電力は、複数の発電方式の発電電力で構成されていることを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電力視覚化方法において、
前記表示工程は、前記蓄電池電力を前記入力側電力として表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電力視覚化方法において、
前記表示工程は、
前記外部商用電力の複数の発電方式と、前記太陽光発電方式のそれぞれについて、予め定めた基準に従って、環境に対する影響度を示す基準化された基準化指標値を用い、前記環境影響度の程度が小さい発電方式ほど前記基準化指標値を高く設定し、前記入力側電力または前記蓄電池電力または前記負荷側電力の少なくとも１つを前記発電方式ごとの発電電力に分類し、分類した前記発電電力にそれぞれ対応する前記基準化指標値を乗じて得られる結果を表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力視覚化方法において、
時間経過に従って前記外部商用電力の電力供給値を取得する商用電力供給値取得工程と、
前記時間経過に従って前記太陽光発電電力の電力供給値を取得する太陽光発電電力供給値取得工程と、
前記取得した前記外部商用電力の前記電力供給値について、予め定めた分類手順に従って、前記発電方式ごとの前記発電電力に分類する商用電力分類工程と、
前記入力側電力について、前記外部商用電力の前記複数の発電方式ごとの前記発電電力と前記太陽光発電電力の前記電力供給値に対応する前記太陽光発電方式の前記発電電力のそれぞれごとに、前記発電方式の違いに応じてそれぞれの発電方式に対応する前記基準化指標値をそれぞれ乗じて得られる値を求めて出力する出力工程と、
を含み、
前記表示工程は、前記時間経過に従って出力された結果を前記発電方式ごとに区分して表示部に表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項８】
複数の発電方式で発電される電力を入力側電力とし、前記入力側電力に基づいて負荷に負荷側電力として供給する電力管理システムにおける前記入力側電力または前記負荷側電力についてその電力の内容を視覚化する装置であって、
前記入力側電力または前記負荷側電力を発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する表示部を含むことを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電力視覚化装置において、
前記電力管理システムは、前記入力側電力に基づいて充電される蓄電装置に蓄電された電力を蓄電池電力とし、前記入力側電力と前記蓄電池電力とに基づいて前記負荷に前記負荷側電力として供給し、
前記表示部は、前記蓄電池電力を前記発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示様式を異ならせて表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電力視覚化装置において、
前記入力側電力は、外部商用電力と、太陽電池から太陽光発電方式で発電される太陽光発電電力を含んで構成されることを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電力視覚化装置において、
前記外部商用電力は、複数の発電方式の発電電力で構成されていることを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電力視覚化装置において、
前記表示部は、前記蓄電池電力を前記入力側電力として表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電力視覚化装置において、
前記表示部は、
前記外部商用電力の複数の発電方式と、前記太陽光発電方式のそれぞれについて、予め定めた基準に従って、環境に対する影響度を示す基準化された基準化指標値を用い、前記環境影響度の程度が小さい発電方式ほど前記基準化指標値を高く設定し、前記入力側電力または前記蓄電池電力または前記負荷側電力の少なくとも１つを前記発電方式ごとの発電電力に分類し、分類した前記発電電力にそれぞれ対応する前記基準化指標値を乗じて得られる結果を表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電力視覚化装置において、
時間経過に従って前記外部商用電力の電力供給値を取得する商用電力供給値取得部と、
前記時間経過に従って前記太陽光発電電力の電力供給値を取得する太陽光発電電力供給値取得部と、
前記取得した前記外部商用電力の前記電力供給値について、予め定めた分類手順に従って、前記発電方式ごとの前記発電電力に分類する商用電力分類部と、
前記入力側電力について、前記外部商用電力の前記複数の発電方式ごとの前記発電電力と前記太陽光発電電力の前記電力供給値に対応する前記太陽光発電方式の前記発電電力のそれぞれごとに、前記発電方式の違いに応じてそれぞれの発電方式に対応する前記基準化指標値をそれぞれ乗じて得られる値を求めて出力する出力部と、
を含み、
前記表示部は、前記時間経過に従って出力された結果を前記発電方式ごとに区分して表示部に表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力視覚化方法及び電力視覚化装置に係り、特に、複数の発電方式による発電電力で電力が構成されている場合に、電力の構成を視覚化する電力視覚化方法及び電力視覚化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力管理において、負荷の電力消費に合わせて、発電や送電を効率的に行うことが好ましい。例えば、特許文献１には、ネットワークシステムの電源システムとして、通信回線に接続された複数の太陽光発電電源システムと、日射量等の気象情報を測定し、太陽光発電電源システムに送信する情報源装置とを含む構成が述べられている。これによって、高精度に予測された発電量に基づいて負荷装置の駆動を効率よく行うことができると述べられている。【０００３】
また、特許文献２には、ユーティリティの消費電力の監視装置として、スマートメータシステムやトランシーバから情報を受信し、発光型ディスプレイを介して、現在の使用状況、現在の消費コスト、消費速度を視覚的に表示することが述べられている。【０００４】
ところで、負荷の電力消費が変動する場合、ピーク電力が過大となって電力料金が高額になることがあり、また、電力供給がそれに対応しきれないことも生じ得る。蓄電装置はこの電力需給を平均化するために用いることができる。蓄電装置としては、リチウムイオン電池のような２次電池を用いることができる。【０００５】
特許文献３には、リチウムイオン電池の管理装置として、リチウムイオン電池の充放電電流の測定値、温度の測定値、商用電源の給電の情報に基づいて、リチウムイオン電池の充放電の状態を判断し、リチウムイオン電池の残存容量を算出することが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３６２５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−５１８７９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１４００９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
環境にやさしい電力源として、太陽電池による太陽光発電電力を利用することが進められている。太陽光発電は日照期間に発電電力を供給できるが、日照がないと発電ができないので、一日を通して太陽光発電の発電電力を有効に利用するために蓄電装置が用いられる。その場合でも、必要電力に不足する場合には、外部商用電源から電力の供給を受ける。外部商用電源は、電力の需給状況に合わせ、水力発電、原子力発電、火力発電等の様々な発電方式によって発電された電力を組み合わせて、外部商用電力として利用者に供給する。【０００８】
発電方式によって、その発電が環境に及ぼす影響度が異なる。発電が環境に及ぼす影響度としては、例えばＣＯ2排出量を用いることができる。例えば、太陽光発電は環境にほとんど影響を及ぼさないが、これに比べ火力発電は環境に相当の影響を及ぼす。このように、実際には様々な発電によって電力が供給されているので、ユーザにとっては、自分が利用している電力が、環境へどの程度影響を及ぼしているかが分かりにくい。【０００９】
本発明は、現在利用している電力の環境への影響度を把握できる電力視覚化方法及び電力視覚化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電力視覚化方法は、  複数の発電方式で発電される電力を入力側電力とし、入力側電力に基づいて負荷に負荷側電力として供給する電力管理システムにおける入力側電力または負荷側電力についてその電力の内容を視覚化する方法であって、入力側電力または負荷側電力を発電方式ごとの発電電力に分類し、発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する表示工程を含むことを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る電力視覚化装置は、複数の発電方式で発電される電力を入力側電力とし、入力側電力に基づいて負荷に負荷側電力として供給する電力管理システムにおける入力側電力または負荷側電力についてその電力の内容を視覚化する装置であって、入力側電力または負荷側電力を発電方式ごとの発電電力に分類し、発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する表示部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、電力視覚化は、電力について発電方式ごとの発電電力に分類し、発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する。これによって、現在利用している電力のについて、例えば環境への影響度を把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施の形態の電力視覚化装置が用いられる住宅の様子を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、一日の負荷電力の推移を示す負荷電力特性線の様子を説明する図である。
【図３】図２について、さらに、一日の太陽光発電電力の推移を示す太陽光発電電力特性図を示し、負荷電力に対し、太陽光発電電力を供給し、不足分を外部商用電力で補うときの一日の外部商用電力の推移を示す外部商用電力特性線の様子を説明する図である。
【図４】図３から、一日の間に負荷に供給される電力の様子を説明する図である。
【図５】図４の電力を発電方式によって分類した電力構成の様子を説明する図である。
【図６】図５について、各発電方式に対応する基準化指標としてのグリーン度を割り当てた様子を説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、基準化指標としてのグリーン度を説明する図である。
【図８】本発明に係る実施の形態において、電力グリーン度の様子を示す図である。
【図９】本発明に係る実施の形態において、電力グリーン度を視覚化して表示する表示画面の一例を示す図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態において、電力グリーン度を視覚化して表示する表示画面の他の例を示す図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態において、現在の電力の状況を発電方式ごとに区分して表示する表示画面の一例を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態において、現在の電力の状況を発電方式ごとに区分して表示する表示画面の他の例を示す図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態において、一日の電力状況を発電方式ごとに区分して表示する表示画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。以下では、蓄電装置としてリチウムイオン電池を説明するが、これ以外の２次電池であってもよい。例えばニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等であってもよい。
【００１５】
また、以下では、電力視覚化装置が用いられるシステムとして、一般的な家庭の住宅を説明するが、これは一例であって、蓄電装置を備え負荷を有するシステムであればよく、商店、工場、大規模施設等であってもよい。また、電力源として、太陽光発電電力と外部商用電力を説明するが、太陽光発電を利用せず、もっぱら外部商用電力のみを用いるものであってもよい。
【００１６】
また、以下で述べる電力の経時変化のモデルは一例であって、これ以外の内容のモデルであってもよい。また、以下で述べる電力（ｋＷ）の値、電力量（ｋＷｈ）の値等は説明のための一例であって、勿論電力視覚化装置が用いられるシステムの内容等によって異なる値であっても構わない。また、以下では、負荷として、家電負荷と電気自動車の車載用２次電池の夜間充電を説明するが、これは説明のための１例であって、これと異なる負荷であってもよい。
【００１７】
また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１８】
図１は、電力視覚化装置としての電力管理装置が用いられるシステムである住宅２０の構成が詳細に示されている。なお、図１において、太い実線は電力の流れを示し、細い実線で矢印が付されているのは信号の流れを示す。
【００１９】
この住宅２０は、電力源として、太陽電池３０による太陽光発電電力と、外部の電力会社から提供される外部商用電源３２からの外部商用電力とを利用し、電力を消費する負荷としては、照明、厨房器具、オーディオビデオ機器、冷暖房器具、給湯設備等の家電負荷４０と、夜間充電負荷として電気自動車４２の車載用２次電池４４を有している電化システムである。
【００２０】
この住宅２０は、蓄電装置５０と電力管理装置５８を備え、家電負荷４０の負荷の必要電力状況に合わせ、電力源の電力供給を平準化する充放電制御を行うシステムである。
【００２１】
太陽電池３０は、太陽光発電による電力を住宅２０の負荷の必要電力に供給しようとするもので、その発電電力は、住宅２０の一日間全体における電力消費や、日照時間帯である昼間の電力消費等を考慮して設定される。住宅２０が一般的な家庭の場合、太陽電池３０の発電電力を例えば、３ｋｗ程度に設定することができる。
【００２２】
外部商用電源３２は、単相または三相の交流電力源であり、電力需給の変動に合わせて、水力発電、原子力発電、火力発電等の様々な発電方式で発電された電力を組み合わせて、外部の電力会社から供給される。
【００２３】
家電負荷４０は、上記のように住宅２０における生活に用いられるもので、一般的には昼間に使用頻度が高く、深夜には使用頻度が低いものが多い。例えば、家電負荷４０の電力消費履歴を一日の中の時間経過に対応付けて調べてみると、早朝５時前後が最も電力消費が低く、これから時間の経過と共に電力消費が次第に増加し、午前１０時から午後２時の間がピークとなり、その後は次第に電力消費が低下する傾向を示す。
【００２４】
車載用２次電池４４は、電気自動車４２に搭載される電池であるので、電気自動車４２が走行中は放電を続け、夕方あるいは夜間に住宅２０に戻って車庫に停車後、電気自動車４２に設けられる給電口に、住宅２０に設けられた接続口を接続し、翌朝まで充電が行われる。したがって、住宅２０の接続口を通しての車載用２次電池４４の電力消費履歴を一日の中の時間経過に対応付けて調べてみると、充電が開始される夜の１０時前後から充電が完了する翌朝４時前後までの間、ほぼ一定の電力消費となる。それ以外の時間では電力消費が行われない。
【００２５】
個別供給電力検出装置４６は、住宅２０の電気コンセントにそれぞれ設けられる電力計である。スマートメータ４８は、外部商用電力が住宅２０に導入される給電口に設けられる無線送信機能付電力計である。個別供給電力検出装置４６は、スマートメータをそのまま用いてもよく、あるいはカレントプローブ型の測定装置を用いてもよい。個別供給電力検出装置４６のそれぞれの検出データと、スマートメータ４８の検出データは、電力管理装置５８に伝送され、負荷電力消費履歴データとして用いられる。
【００２６】
個別供給電力検出装置４６を用いることで、負荷である家電負荷４０、電気自動車４２の車載用２次電池４４の電力消費を、例えば電気コンセントごとに細分化して取得することができる。また、外部商用電源３２に接続されるスマートメータ４８は、負荷の種類ごとの電力消費を区別することはできないが、外部商用電源３２から供給される外部商用電力の全体の値を取得することができる。したがって、太陽電池３０を用いないとき、あるいは太陽光発電電力が外部商用電力に比較して小さいときは、スマートメータ４８の検出データを、負荷電力消費履歴データとみなして用いることができる。
【００２７】
蓄電装置５０は、リチウムイオン蓄電池を多数組み合わせて、所望の蓄電容量とした充放電可能の２次電池である。蓄電装置５０の蓄電容量は、太陽電池３０の発電電力の設定と同様に、住宅２０の一日間全体における電力消費や、日照時間帯である昼間の電力消費等を考慮して設定される。住宅２０が一般的な家庭の場合、蓄電装置５０の蓄電容量を例えば、２０ｋｗｈと設定することができる。
【００２８】
電力変換装置５２は、外部商用電源３２の交流電力と蓄電装置５０直流電力との間の電力変換、あるいは太陽電池３０の電圧と蓄電装置５０の電圧との間の電圧変換、あるいは蓄電装置５０と負荷の電圧との間の電圧変換を行う機能を有し、双方向ＡＣ／ＤＣコンバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ等のコンバータである。具体的には、実際に行われる変換の内容に応じて、用いられるコンバータの種類が選択される。電力変換装置５２は、上記のように蓄電装置５０と接続され、その動作によって、蓄電装置５０の充放電を行わせるものである。電力変換装置５２の動作による蓄電装置５０の充放電制御は、電力管理装置５８によって行われる。
【００２９】
電力管理装置５８は、住宅２０における充放電電力を管理し、電力の構成を環境に対する影響度の観点から視覚化する装置である。電力管理装置５８は、制御部６０と、充放電制御プログラム等を格納する記憶部６２と、必要なデータ等を入力する入力部６４と、電力視覚化として後述する電力グリーン度を表示する表示部６６とを含んで構成される。これらの要素は相互に内部バスによって接続される。かかる電力管理装置５８は、適当なコンピュータで構成することができる。
【００３０】
制御部６０は、充放電制御プログラムを実行することによって、蓄電装置５０の充放電制御を行い、外部商用電源３２から住宅２０に供給される外部商用電力の平準化を図る機能を有する。具体的には、太陽電池３０の発電状態に関する太陽電池情報を取得し、蓄電装置５０についての蓄電装置充放電状態データを取得し、個別供給電力検出装置４６からのデータとスマートメータ４８からのデータを含む負荷についての負荷電力消費履歴データを取得する機能を有する。これらのデータは、取得の日時に関連付けて取得が行われる。また、記憶部６２に格納される充放電制御プログラムを用いて、負荷の必要電力の状況に合わせ、電力変換装置５２の動作を介して蓄電装置５０の充放電制御を行う機能を有する。これによって、外部商用電源３２からの外部商用電力の平準化が図られる。
【００３１】
制御部６０は、さらに電力視覚化として次の機能を有する。すなわち、一日の間の負荷電力の推移、太陽電池発電電力の推移、平準化された外部商用電力の推移を算出する経時的電力算出機能と、電力を発電方式によって分類する電力構成分類機能と、予め定めた基準化指標としてのグリーン度を各発電方式に割り当てて電力グリーン度を算出する電力グリーン度算出機能と、電力グリーン度を表示する表示機能とを有する。かかる機能は、ソフトウェアを実行することで実現でき、具体的には、対応する電力視覚化プログラムを実行することで実現できる。上記機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
【００３２】
以下に、電力視覚化の内容について、特に制御部６０の電力視覚化に関する各機能について、図２から図１０を用いて詳細に説明する。電力視覚化のためには、最初に、一日の間の負荷電力の推移、太陽電池発電電力の推移、平準化された外部商用電力の推移を算出する必要がある。ここで、外部商用電力の平準化は、蓄電装置５０の充放電制御によって行われる。そこで、まず、外部商用電力の平準化の手順について説明する。
【００３３】
外部商用電力の平準化のために、蓄電池充放電状態データと、負荷電力消費履歴データと、太陽電池発電状態データの取得が以下のようにして行われる。
【００３４】
すなわち、蓄電装置５０から蓄電装置充放電状態データを取得する。具体的には、蓄電装置５０に設けられた電流検出部、電圧検出部、温度検出部によって検出されるデータの伝送を受けることで取得が行われる。取得したデータは、日時に関連付けて記憶される。この工程は、制御部６０の蓄電装置データ取得機能によって実行される。また、家電負荷４０と電気自動車４２の車載用２次電池４４についての負荷電力消費履歴データを取得する。具体的には、個別供給電力検出装置４６によって検出された検出データの伝送を受けることで取得が行われる。取得したデータは、日時に関連付けて記憶される。この工程は、制御部６０の負荷データ取得機能によって実行される。また、太陽電池３０から太陽電池３０の太陽光発電状態データの伝送を受けて取得し、取得したデータを、日時に関連付けて記憶する。
【００３５】
つぎに、取得した蓄電装置充放電状態データと負荷電力消費状態データと太陽光発電状態データに基づいて、最適充放電モデルを生成する。具体的には、一日の中の時間経過に対応付けた負荷電力消費履歴の各日ごとのデータである日毎経時負荷データを生成し、また、一日の中の時間経過に対応付けた蓄電装置充放電状態の各日ごとのデータである日毎経時蓄電装置データを生成する。これらの生成は、日時に関連付けて記憶されているデータを編集することで行われる。
【００３６】
次に、これらの日毎データに基づいて、日毎経時負荷データの中で負荷電力消費の少ない時間帯に外部商用電源３２からの電力供給による蓄電装置５０の充電を促進し、負荷電力消費の多い時間帯に蓄電装置５０の蓄電電力を放電して負荷に供給し、一日を通しての蓄電装置５０の充電電力量と放電電量とが同じになるようにする。ここで、蓄電装置５０の充放電に際しては、時々刻々の蓄電装置充放電状態データである日毎経時蓄電装置データを参照しながら、充電状態が予め定めた充電限界値以下のときに充電を行い、充電状態が予め定めた放電限界値以上のときに放電を行うようにして、蓄電装置５０の過充電、過放電は生じないようにする。このようにして、一日の中の外部商用電源３２からの電力供給のピークを抑制して平準化する平準化充放電モデルを生成する。この平準化充放電モデルが、最適充放電モデルに相当する。
【００３７】
外部商用電力の平準化のための最も基礎となるデータは、上記の日毎経時負荷データである。この日毎経時負荷データは、一日限りのデータではなく、数日間のデータに基づくことが好ましい。数日間のデータから１つの日毎経時負荷データに加工するには、単純平均法、重み付け平均法、移動平均法等を用いることができる。重み付けには、予め季節要因特性が分かっているときは、その特性にしたがって、季節の進展に合わせて各日のデータに漸増または漸減となる重み付けを行ってもよい。
【００３８】
図２は、このようにして求めた日毎経時負荷データを示す図である。図２の横軸は一日における時刻を示し、縦軸は電力である。これによって、住宅２０において負荷の消費電力の一日の間の推移がわかるので、これを負荷電力特性線１４０と呼ぶことにする。
【００３９】
住宅２０の場合には、太陽電池３０による太陽光発電電力が利用できるので、一日を通しての負荷の必要電力にまず太陽電池３０による太陽光発電電力を宛がい、それで不足分を外部商用電源３２からの外部商用電力で補うものとできる。そして、その外部商用電力が一日を通して一定電力値となるように、蓄電装置５０の充放電を用いて平準化を図る。
【００４０】
この場合には、まず、各時刻において、負荷電力特性線１４０の値から太陽光発電電力特性線１０４の値を減算する。減算した結果は、図３で減算電力特性線１５０として示されている。
【００４１】
次に、この減算電力特性線１５０について、蓄電装置５０の充放電制御によって平準化を図る。すなわち、一日を通して負荷電力消費の少ない時間帯に外部商用電源３２からの電力供給によって蓄電装置５０を充電し、負荷電力消費の多い時間帯に蓄電装置５０に蓄電された電力を放電して負荷に供給することとし、一日を通しての充電電力量と放電電力量とを同じになるようにする。
【００４２】
具体的には、減算電力特性線１５０を用いて、一定値の電力値の線を引き、その線よりも減算電力特性線１５０が下側に来る面積を充電電力量とし、その線よりも減算電力特性線１５０が上側に来る面積を放電電力量として、下側に来る面積と上側に来る面積を同じになるように、一定値の電力線を上下させる。下側に来る面積と上側に来る面積を同じになる電力線は、蓄電装置５０の充電電力量と放電電力量が一日を通してバランスする外部商用電力の値を示すことになる。
【００４３】
図３には、このようにして求めた外部商用電力特性線１６０が破線で示されている。ここでは、外部商用電力は、一日を通して同じ電力値となっている。このように、蓄電装置５０の適切な充放電制御によって、負荷電力に変動があっても、外部商用電力を一定値に平準化することができる。最適充放電モデルは、このようにして生成される。
【００４４】
外部商用電力の平準化が行われて、最適充放電モデルとしての外部商用電力特性線１６０が算出されると、次に、平準化されて一定値とされた外部商用電力と、太陽光発電電力とを合わせた入力側電力を求める。具体的には、スマートメータ４８から外部商用電力の電力供給値を取得し、適当な電力計で太陽光発電電力の電力供給値を取得し、これらを合計する。図４には、外部商用電力特性線１６０に太陽光発電電力特性線１０４の電力が上積みされた形で入力側電力の様子が示されている。
【００４５】
図５には、入力側電力を発電方式で分類した様子が示されている。ここで、発電方式としては、太陽光発電、風力発電、水力発電、火力発電、原子力発電があり、実験的なものとして、地熱発電、潮力発電等も知られている。わが国では、水力発電と原子力発電によって一日を通してほぼ一定の電力値の発電を行い、昼間の電力需要期に火力発電を行っている。電力需要の変化に対応した電源の組合せは、電力会社の事情等でも異なるが、１つのベストミックスといわれているモデルの例は、昼間の電力最需要期において、水力発電＝１０％、原子力発電＝３０％、火力発電＝６０％である。一日を通しての電力量では、水力発電＝１５％、原子力発電＝５０％、火力発電＝３５％である。
【００４６】
発電の環境に対する影響への関心が高まってきていることから、将来的には、各電力会社が、供給電力における発電方式の比率をユーザに知らせることが期待されるが、ここでは、上記のベストミックスと呼ばれるデータに基づいて、外部商用電力について発電方式を推定して分類するものとする。
【００４７】
図４の入力側電力は、昼間の電力需要期において太陽光発電を利用しているので、その分、外部商用電力の負担が軽くなっている。水力発電と原子力発電は一日を通して一定の電力値と考えると、平準化して一定値とした外部商用電力特性線１６０において、水力発電と原子力発電でまかなえない分である火力発電も一日を通して一定値となる。このように考えて、入力側電力を発電方式で分類したものが図５に示されている。ここでは、太陽光発電電力１６２と、水力発電電力１６４と、原子力発電電力１６６と、火力発電電力１６８とに入力側電力が分類されている。ここまでの処理は、制御部６０の電力構成分類機能によって実行される。
【００４８】
このようにして入力側電力が発電方式ごとの発電電力に分類されると、各発電方式にそれぞれ予め定めた基準化指標が当てはめられる。基準化指標としては、環境に対する影響度の程度が小さい発電方式ほど基準化指標値を高く設定する。すなわち、環境に対する影響度の程度が小さい発電方式には高い基準化指標値を設定し、環境に対する影響度の程度が大きい発電方式には低い基準化指標値とするものを用いることができる。環境に対する影響度である環境影響度としては、ＣＯ2排出量等を用いることができる。
【００４９】
図６は、図７に示すグリーン度を基準化指標として、各発電方式にグリーン度を当てはめた様子を示す図である。横軸は一日における時刻、縦軸は電力で、ここでは相対値として相対電力がとられている。ここでは、１００を最大値として基準化し、太陽光発電をグリーン度＝１００、原子力発電と水力発電をグリーン度＝５０、火力発電をグリーン度＝０とした。勿論、これ以外の内容の基準化指標を用いてもよい。
【００５０】
次に、図６を用いて、電力グリーン度を計算する。電力グリーン度とは、一日の各時刻において、分類した各発電電力にそれぞれ対応するグリーン度を乗じて得られる値のことである。例えば、図６で、午前０時から午前５時までは、（水力発電の相対電力０．３）×（水力発電のグリーン度５０）＋（原子力発電の相対電力１．４）×（原子力発電のグリーン度５０）＋（火力発電の相対電力０．３）×（水力発電のグリーン度０）＝８５（ｋｗ・グリーン度）として算出される。正午においては、この値にさらに（太陽光発電の相対電力０．７）×（太陽光発電のグリーン度１００）＝７０（ｋｗ・グリーン度）が加算される。電力グリーン度算出の処理は、制御部６０の電力グリーン度算出機能によって実行される。
【００５１】
図８は、一日の時間経過による電力グリーン度の変化の様子を示す図である。横軸は一日における時刻、縦軸は電力グリーン度である。このように、太陽光発電を用いることができる期間は、電力グリーン度が高くなることが分かる。
【００５２】
図９、図１０は、電力グリーン度を表示部６６に表示するときの表示画面の例を示す図である。図９は、午前５時、図１０は午後１時における電力グリーン度表示画面で、電力グリーン度の値とともに、入力側電力におけるグリーン度の高い電力の割合が示されている。割合の表示は、一定大きさの枠における面積比で示され、グリーン度は、緑色の濃度で示される。例えば、グリーン度＝１００は濃い緑色、グリーン度＝５０は薄い緑色、グリーン度＝０は背景色とすることができる。電力グリーン度を表示する処理は、制御部６０の表示機能によって実行される。
【００５３】
図９の午前５時の場合、図６に示されるように、入力側電力が相対電力で２．０であり、水力発電と原子力発電のグリーン度＝５０の電力が、相対電力で１．７であるので、グリーン度＝５０の電力の割合が枠全体の面積の８５％として示される。Ｇ＝５０とはグリーン度５０の意味である。上記の例では、このＧ＝５０の部分は薄い緑色で表示される。なお、電力グリーン度電力＝８５（ｋｗ・グリーン度）である。
【００５４】
図１０の午後１時の場合、図６に示されるように、入力側電力が相対電力で２．７であり、その中で、水力発電と原子力発電のグリーン度＝５０の電力が相対電力で１．７、太陽光発電のグリーン度＝１００の電力が相対電力で０．７であるので、それに応じた面積割合でそれぞれが示される。Ｇ＝１００とはグリーン度１００の意味で、上記の例では、このＧ＝１００の部分は濃い緑色で表示される。なお、電力グリーン度電力＝１５５（ｋｗ・グリーン度）である。
【００５５】
上記で説明した電力構成可視化は、太陽光発電電力と平準化された外部商用電力についてのものであるので、住宅２０にとって入力側電力の電力構成可視化である。この他に、蓄電池電力の電力構成可視化、負荷側電力の電力構成可視化を行うことができる。
【００５６】
蓄電池電力については、現在蓄電装置５０に蓄電されている蓄電電力量がどの発電方式の電力に由来するか可視化するものとできる。この場合、蓄電装置５０に充電される電力は外部商用電源３２から供給されたものか、太陽電池３０から供給された電力であるかは、電力変換装置５２の制御状態から分かるので、発電方式ごとに分類できる。蓄電装置５０から負荷に放電される電力については、可視化計算上の前提として、どの発電方式の電力から優先的に放電するかを予め定めておくことで、放電電力を発電方式ごとに分類できる。優先的放電順序としては、時間的に先に充電された電力から先に放電するものとする「先入先出し」を可視化計算上の前提として用いることができる。このように、各時刻について、充電電力を発電方式ごとに分類し、放電電力を発電方式ごとに分類して、各時刻における蓄電電力量について発電方式ごとの分類が行われ、その結果が表示される。
【００５７】
負荷側電力は、入力側電力から蓄電池の充電電力を差し引いた電力、あるいは入力側電力に蓄電池の放電電力を加えた電力となる。したがって、負荷側電力の発電方式の分類は、上記の入力側電力の発電方式の分類と、蓄電池電力の発電方式の分類とに基づいて行うことができ、その結果が表示される。なお、場合によっては、蓄電池電力のみが入力側電力あるいは蓄電池電力が負荷側電力となることもある。
【００５８】
このように、表示部６６に、時々刻々の電力グリーン度と、電力構成によるグリーン度割合が表示されるので、ユーザは、現在利用している電力の環境への影響度を視覚的に把握することができる。
【００５９】
なお、上記では、グリーン度の状況を視覚化するものとして説明したが、電力の発電方式の分類の区分を表示するものとすることもできる。図１１は、図９に対応して、現在の電力の状況を発電方式ごとに区分して表示する表示画面の一例を示す図である。ここでは、外部商用電力のみを用いているときの状況が示されている。これらの図では、縦軸に電力がとられている。図１２は、別の時刻における例で太陽光発電電力も用いられているときの状況が示されている。また、１日を通しての電力状況を発電方式ごとに区分して表示することもでき、図１３はそのような表示例が示されている。ここでは、縦軸に電力、横軸に一日の時刻がとられている。
【００６０】
なお、上記では、住宅２０の電力管理装置５８が電力構成可視化のための演算機能を有して、その表示部６６にその可視化演算結果を表示するものとしたが、住宅２０の外部の装置がその住宅２０のための電力構成可視化の演算を行い、その結果を住宅２０の電力管理装置５８に送信し、表示部６６がその結果を表示するものとしてもよい。この場合には、表示部６６が、住宅２０についての電力構成を視覚化する装置に相当する。住宅２０の外部の装置としては、住宅２０の電力管理装置５８とネットワークで接続される電力管理サーバであってもよく、あるいは外部商用電源３２を有する外部電力会社に備える電力構成演算装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る電力視覚化方法及び電力視覚化装置は、蓄電装置と少なくとも蓄電装置により供給される電力により駆動される負荷とを含む住宅、工場施設等に用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
２０  住宅、３０  太陽電池、３２  外部商用電源、４０  家電負荷、４２  電気自動車、４４  車載用２次電池、４６  個別供給電力検出装置、４８  スマートメータ、５０  蓄電装置、５２  電力変換装置、５８  電力管理装置（電力視覚化装置）、６０  制御部、６２  記憶部、６４  入力部、６６  表示部、１０４  太陽光発電電力特性線、１４０  負荷電力特性線、１５０  減算電力特性線、１６０  外部商用電力特性線、１６２  太陽光発電電力、１６４  水力発電電力、１６６  原子力発電電力、１６８  火力発電電力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年3月6日(2012.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電方式で発電される電力を入力側電力とし、前記入力側電力に基づいて負荷に負荷側電力として供給する電力管理システムにおける前記入力側電力または前記負荷側電力についてその電力の内容を視覚化する方法であって、
前記入力側電力または前記負荷側電力を発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する表示工程を含み、
前記電力管理システムは、前記入力側電力に基づいて充電される蓄電装置に蓄電された電力を蓄電池電力とし、前記入力側電力と前記蓄電池電力とに基づいて前記負荷に前記負荷側電力として供給し、
前記表示工程は、前記蓄電池電力をベストミックスと呼ばれるデータに基づいて前記発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示様式を異ならせて表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力視覚化方法において、
前記入力側電力は、外部商用電力と、太陽電池から太陽光発電方式で発電される太陽光発電電力を含んで構成されることを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電力視覚化方法において、
前記外部商用電力は、複数の発電方式の発電電力で構成されていることを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電力視覚化方法において、
前記表示工程は、前記蓄電池電力を前記入力側電力として表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電力視覚化方法において、
前記表示工程は、
前記外部商用電力の複数の発電方式と、前記太陽光発電方式のそれぞれについて、予め定めた基準に従って、環境に対する影響度を示す基準化された基準化指標値を用い、前記環境影響度の程度が小さい発電方式ほど前記基準化指標値を高く設定し、前記入力側電力または前記蓄電池電力または前記負荷側電力の少なくとも１つを前記発電方式ごとの発電電力に分類し、分類した前記発電電力にそれぞれ対応する前記基準化指標値を乗じて得られる結果を表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電力視覚化方法において、
時間経過に従って前記外部商用電力の電力供給値を取得する商用電力供給値取得工程と、
前記時間経過に従って前記太陽光発電電力の電力供給値を取得する太陽光発電電力供給値取得工程と、
前記取得した前記外部商用電力の前記電力供給値について、予め定めた分類手順に従って、前記発電方式ごとの前記発電電力に分類する商用電力分類工程と、
前記入力側電力について、前記外部商用電力の前記複数の発電方式ごとの前記発電電力と前記太陽光発電電力の前記電力供給値に対応する前記太陽光発電方式の前記発電電力のそれぞれごとに、前記発電方式の違いに応じてそれぞれの発電方式に対応する前記基準化指標値をそれぞれ乗じて得られる値を求めて出力する出力工程と、
を含み、
前記表示工程は、前記時間経過に従って出力された結果を前記発電方式ごとに区分して表示部に表示することを特徴とする電力視覚化方法。
【請求項７】
複数の発電方式で発電される電力を入力側電力とし、前記入力側電力に基づいて負荷に負荷側電力として供給する電力管理システムにおける前記入力側電力または前記負荷側電力についてその電力の内容を視覚化する装置であって、
前記入力側電力または前記負荷側電力を発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示方式を異ならせて表示する表示部を含み、
前記電力管理システムは、前記入力側電力に基づいて充電される蓄電装置に蓄電された電力を蓄電池電力とし、前記入力側電力と前記蓄電池電力とに基づいて前記負荷に前記負荷側電力として供給し、
前記表示部は、前記蓄電池電力をベストミックスと呼ばれるデータに基づいて前記発電方式ごとの発電電力に分類し、前記発電方式の区分ごとに表示様式を異ならせて表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力視覚化装置において、
前記入力側電力は、外部商用電力と、太陽電池から太陽光発電方式で発電される太陽光発電電力を含んで構成されることを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電力視覚化装置において、
前記外部商用電力は、複数の発電方式の発電電力で構成されていることを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力視覚化装置において、
前記表示部は、前記蓄電池電力を前記入力側電力として表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電力視覚化装置において、
前記表示部は、
前記外部商用電力の複数の発電方式と、前記太陽光発電方式のそれぞれについて、予め定めた基準に従って、環境に対する影響度を示す基準化された基準化指標値を用い、前記環境影響度の程度が小さい発電方式ほど前記基準化指標値を高く設定し、前記入力側電力または前記蓄電池電力または前記負荷側電力の少なくとも１つを前記発電方式ごとの発電電力に分類し、分類した前記発電電力にそれぞれ対応する前記基準化指標値を乗じて得られる結果を表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電力視覚化装置において、
時間経過に従って前記外部商用電力の電力供給値を取得する商用電力供給値取得部と、
前記時間経過に従って前記太陽光発電電力の電力供給値を取得する太陽光発電電力供給値取得部と、
前記取得した前記外部商用電力の前記電力供給値について、予め定めた分類手順に従って、前記発電方式ごとの前記発電電力に分類する商用電力分類部と、
前記入力側電力について、前記外部商用電力の前記複数の発電方式ごとの前記発電電力と前記太陽光発電電力の前記電力供給値に対応する前記太陽光発電方式の前記発電電力のそれぞれごとに、前記発電方式の違いに応じてそれぞれの発電方式に対応する前記基準化指標値をそれぞれ乗じて得られる値を求めて出力する出力部と、
を含み、
前記表示部は、前記時間経過に従って出力された結果を前記発電方式ごとに区分して表示部に表示することを特徴とする電力視覚化装置。
【国際調査報告】
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