(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電部と、前記太陽光発電部から商用交流電源に売電を行うとともに前記商用交流電源から電力供給を受ける電力入出力部と、前記商用交流電源からの電力供給により充電される蓄電池と、前記蓄電池から電力を供給される電力消費部と、前記商用交流電源からの電力供給を制限する供給制限部と、深夜電力料金時間帯において前記商用交流電源から前記蓄電池への充電を許容するとともに前記蓄電池の充電量をチェックし前記蓄電池の充電が次の深夜電力料金時間帯までの前記電力消費部による消費に充分でない場合は深夜電力料金時間帯以外であっても前記商用交流電源から前記蓄電池への充電を許容する一方、前記蓄電池の充電が前記消費に充分である場合は深夜電力料金時間帯以外における前記商用交流電源から前記蓄電池への充電を禁止するよう前記供給制限部による制限の可否を制御する制御部とを有することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記電力消費部は、前記制御部が前記供給制限部による電力供給制限を行わないとき前記商用電源からの直接電力供給を受けることが可能であることを特徴とする請求項１記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記蓄電池は前記太陽光発電部からの電力供給によっても充電可能であることを特徴とする請求項１または２記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記蓄電池は外部の蓄電池からの電力供給によっても充電可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記蓄電池は外部の蓄電池へ給電可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記制御部は、前記太陽光発電部が発電中のとき前記供給制限部により前記商用交流電源からの電力供給を制限することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項７】
低コスト電力およびこれよりコストの高い高コスト電力により充電可能な蓄電池と、前記蓄電池に充電された電力を外部の蓄電池に供給する供給部と、前記高コスト電力による充電相当電力分が前記供給部から外部の蓄電池に供給されるのを制限する制御部とを有することを特徴とする電力供給システム。
【請求項８】
前記低コスト電力は、商用電源からの深夜電力料金時間帯に供給される電力であるとともに、前記高コスト電力は、商用電源からの深夜電力料金時間帯以外に供給される電力であることを特徴とする請求項７記載の電力供給システム。
【請求項９】
太陽光発電部を有し、前記低コスト電力は、商用電源からの深夜電力料金時間帯に供給される電力であるとともに、前記高コスト電力は、前記太陽光発電部から供給される電力であることを特徴とする請求項７または８記載の電力供給システム。
【請求項１０】
電力消費部を有し、前記制御部は、前記蓄電池への前記高コスト電力による充電と前記蓄電池からの前記消費部による電力消費に基づき前記蓄電池中の高コスト電力による充電相当電力分を計算することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の電力供給システム
【請求項１１】
太陽光発電部と、前記太陽光発電部から商用交流電源に売電を行うとともに商用交流電源から電力供給を受ける電力入出力部と、前記太陽光発電部からの充電が可能であるとともに前記商用交流電源から深夜電力料金時間帯に供給される電力により充電される蓄電池と、前記太陽光発電部による売電中に前記蓄電池から供給される電力を消費する電力消費部と、前記蓄電池の充電量をチェックし前記蓄電池の充電が次の深夜電力料金時間帯までの前記電力消費部による消費に充分でない場合は深夜電力料金時間帯以外であっても前記太陽光発電部から前記蓄電池への充電を許容する一方、前記蓄電池の充電が前記消費に充分である場合は深夜電力料金時間帯以外における前記太陽光発電部から前記蓄電池への充電を禁止する制御部とを有することを特徴とする電力供給システム。
【請求項１２】
前記制御部は、次の深夜電力料金時間帯までに前記電力消費部が消費可能な電力量を予測することを特徴とする請求項１から６および１１のいずれかに記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給に関しては、環境負荷低減の観点から種々の提案が行われている。例えば特開平１１−１２７５４６（特許文献１）には、太陽電池、蓄電池および自立運転機能つき系統連系インバータで構成され、系統電源が正常な場合は系統連系太陽光発電として運転されるとともに、災害時には太陽電池および蓄電池を電源としてインバータを自立運転モードで運転して特定負荷に電力を供給する太陽光発電システムにおいて、インバータに双方向機能を持たせるとともに、蓄電池の補充電を系統電源が正常な場合に上記インバータをコンバータモードで運転して系統側の電力で行うようにした太陽光発電システムが提案されている。そして、 蓄電池の補充電は系統連系太陽光発電運転が停止後に行われること、さらには、蓄電池の補充電は深夜電力料金適用の時間帯で行われることも提案されている。また、特開２００８−２０２９８３（特許文献２）には、太陽光発電による売電システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２７５４６公報
【特許文献２】特開２００８−２０２９８３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電力供給に関しては環境負荷低減の観点からまだ種々検討すべき課題が多い。
【０００５】
本発明の課題は、上記に鑑み、環境負荷低減に資する電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、太陽光発電部と、太陽光発電部から商用交流電源に売電を行うとともに商用交流電源から電力供給を受ける電力入出力部と、商用電源からの電力供給を制限する供給制限部と、供給制限部による制限の可否を制御する制御部とを有する電力供給システムを提供する。通常の太陽光発電による売電では、太陽光発電による発電電力量が商用交流電源からの消費電力分を上回る余剰分が売電されるが、上記特徴によれば価格的に優遇される太陽光発電電力の売電を確保できるので経済面で太陽光発電システム導入を促進することができる。
【０００７】
本発明の具体的な特徴によれば、電力供給システムは商用電源からの電力供給により充電される蓄電池を有する。これによって電力供給システムにおける電力の確保と消費の自由度が広がる。さらに具体的な特徴によれば、電力消費部は蓄電池から電力を供給される。これによって直接商用電源から給電される場合に比べ、電力の確保タイミングと消費タイミングをシフトさせることができる。本発明のさらに具体的な特徴によれば、電力消費部は、制御部が供給制限部による電力供給制限を行わないとき商用電源からの直接電力供給を受ける。
【０００８】
本発明の他の具体的な特徴によれば、制御部は、商用電源から蓄電池への電力供給の制限の可否を制御する。本発明のさらに具体的な特徴によれば、制御部は、深夜電力料金時間帯において商用電源から蓄電池への電力供給を制限しない。これによって、コストの低い深夜電力料金にて蓄電池への充電を行い、電力を確保することができる。さらに具体的な特徴によれば、蓄電池は太陽光発電部からの電力供給によっても充電可能である。これによって深夜電力料金時間帯までに蓄電池の電力が消尽する可能性があるとき、太陽光発電部から補助的に充電することが可能となる。
【０００９】
本発明の他の具体的な特徴によれば、蓄電池は外部の蓄電池からの電力供給によっても充電可能である。また他の具体的な特徴によれば、蓄電池は外部の蓄電池へ給電可能である。これによって、蓄電池は電力の確保タイミングと消費タイミングをシフトに加え電力融通の機能も有することになり、蓄電池の活用度が高まる。そして、複数の家庭間における蓄電池の電力の融通により、全体として仮想的な大容量の蓄電池を共用するごとき効果を得ることができる。
【００１０】
本発明の他の具体的な特徴によれば、制御部は、太陽光発電部が発電中のとき供給制限部により商用電源からの電力供給を制限する。これによって、太陽光発電を明確に売電用の機能として位置づけることができ、経済面で太陽光発電システム導入を促進することができる。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、低コスト電力およびこれよりコストの高い高コスト電力により充電可能な蓄電池と、蓄電池に充電された電力を外部の蓄電池に供給する供給部と、高コスト電力による充電相当電力分が供給部から外部の蓄電池に供給されるのを制限する制御部とを有する電力供給システムが提供される。これにより、外部の蓄電池との間で互いに電力の融通は低コスト電力に限られ、電力料金清算の混乱を防止することができる。
【００１２】
上記本発明の具体的な特徴によれば、低コスト電力は、商用電源からの深夜電力料金時間帯に供給される電力であるとともに、高コスト電力は、商用電源からの深夜電力料金時間帯以外に供給される電力である。また、他の具体的な特徴によれば、低コスト電力は、商用電源からの深夜電力料金時間帯に供給される電力であるとともに、高コスト電力は、太陽光発電部から供給される電力である。
【００１３】
上記本発明の他の具体的な特徴によれば、制御部は、蓄電池への高コスト電力による充電と蓄電池からの電力消費に基づき蓄電池中の高コスト電力による充電相当電力分を計算する。これによって、蓄電池中の高コスト電力相当分を峻別できる。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、太陽光発電部と、太陽光発電部から商用交流電源に売電を行うとともに商用交流電源から電力供給を受ける電力入出力部と、商用電源から深夜電力料金時間帯に供給される電力により充電される蓄電池と、太陽光発電部による売電中に蓄電池から供給される電力を消費する電力消費部とを有する電力供給システムが提供される。これにより、太陽光発電中は深夜電力料金にて充電しておいた蓄電池からの電力を消費することにより太陽光発電による電力を売電に回すことができる。
【００１５】
本発明の他の特徴によれば、商用電源から深夜電力料金時間帯に供給される電力により充電される蓄電池と、商用電源からの深夜電力料金時間帯以外において蓄電池に電力があるときは蓄電池から給電を受けるとともに蓄電池に電力がないときは商用電源から直接給電をうける分電盤とを有する電力供給システムが提供される。これによって、商用電源からの電力を深夜電力料金時間帯において安価に充電しておくとともに、深夜電力料金時間帯以外では、基本的に蓄電池の電力を消費し、これが不足するときは、蓄電池の充放電による損失なしに直接商用電源からの電力を消費することができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように本発明によれば、太陽電池の利用、または安価な深夜電力を備蓄するための蓄電池の利用、または安価な電力を複数家庭間で融通するための蓄電池の利用などによって、環境負荷低減に資する電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力供給システムのブロック図である。
【図２】図１の制御部による各スイッチの制御状態をまとめた表である。
【図３】図１の蓄電池に充電される電力の構成図である。
【図４】複数の家庭間の電力融通に関する蓄電池の充電電力構成図である。
【図５】図１の制御部のスイッチ制御機能を示す基本フローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１４の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図５のステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ７２の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係る電力供給システムのブロック図である。実施例は、マンション２等の集合住宅として構成されており、図１では入居家庭の代表として簡単のため第１家庭４および第２家庭６を図示しているが、実際には同様の多数の家庭が入居している。マンション２の屋上には、太陽光発電パネル８が設置されており、これが第１家庭用パネル１０、第２家庭用パネル１２等に分譲されている。また、マンション２には単相３線の商用電源１４から交流電力線が入居している各家庭に引き込まれている。
【００１９】
次に、第１家庭４を例にとって、実施例の電力供給システムの詳細構成を説明する。太陽電池パネル８における第１家庭用パネル１０は、第１家庭専用の接続箱１６を介して第１家庭用のパワーコンディショナー１８に接続されている。パワーコンディショナー１８は接続箱１６からの直流電力を最も効率の良い電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンパータ２０およびこれを商用交流電源レベルでその最高電圧よりも若干高めに設定された交流電力に変換するためのＤＣ／ＡＣコンバータ２２を有する。ＤＣ／ＡＣコンバータ２２から出力される太陽光発電交流電力は売電メータ２４に接続され、売電メータ２４および時間帯別買電メータ２６を介して単相３線商用電源１４側に売電される。この売電対価は買電の際の通常電力料金の倍額となっている。なお、単相３線商用電源１４は、太陽光発電パネル８による発電ができないときの買電や深夜電力料金による買電のため、時間帯別買電メータ２６および売電メータ２４を介して通常どおり第１家庭に給電を行うことが可能である。
【００２０】
制御部２８は、システム内に設けられた種々のスイッチを制御する。そして制御に必要なパワーコンディショナー１８の発電状態の情報および時間外別買電メータの状態の情報がそれぞれ図１にＰおよびＱで示した接続を通じて入力されている。制御部２８は、まず、パワーコンディショナー１８のＤＣ／ＤＣコンバータ２０から降圧部３０を介して蓄電池３２に接続される充電路に設けられたＡスイッチ３４を制御している。そして、昼間において蓄電池３２の充電量が欠乏している際にＡスイッチ３４を閉じることによって太陽光発電パネル８による発電電力にて補助的に充電を行う。蓄電池３２は、基本的には単相３線商用電源１４から深夜電力料金にて交流電力を買電して充電しておき、これを深夜電力料金時間帯以外において第１家庭で利用するために設けられているものである。この目的のため、制御部２８は買電メータ２４に接続されたＢスイッチ３６を深夜電力料金時間帯に閉じるよう制御し、ＡＣ／ＤＣコンパータおよび降圧部３８を介して蓄電池３２を充電する。なお、深夜電力料金は、通常料金の１／３に設定されている。
【００２１】
蓄電池３２に蓄えられた電力は、ＤＣ分電盤４０からＤＣ家電４２に給電される。ＤＣ家電４２にはＬＥＤ照明４４などが含まれる。蓄電池３２に蓄えられた電力は、さらに、ＤＣ／ＡＣコンパータおよび昇圧部４４を介し、ＡＣ分電盤４６からＡＣ家電４８に給電される。ＡＣ家電は通常の家庭用コンセントから給電される一般家電製品である。なお、制御部２８は、深夜料金時間帯において、または深夜料金時間帯以外において蓄電池３２の電力が欠乏している時にＡＣ家電を単相３線商用電源１４にて直接駆動するため、売電メータ２４とＡＣ分電盤４６の間に接続されたＣスイッチ５０を閉じるよう制御する。
【００２２】
第２家庭６は第１家庭４と同様の構成であるが、簡単のために代表的な構成の図示に留め、他は省略している。図１に明らかなように、第２家庭６には、は第１家庭の蓄電池３２と同様の蓄電池５２が設けられているが、両者は互いに充電された電力の有料融通が可能である。この融通のための料金は単相３線商用電源からの深夜電力料金に交流直流間の変換や蓄電池の充放電の際の損失分を上乗せした程度であり、通常電力料金よりも大幅に安くなっている。この目的のため、ＤＣ分電盤４０には直流売電用のＤスイッチ５４および直流買電用のＥスイッチ５６が接続されており、直流売買メータ５８を介して第２家庭６と接続されている。損益表示部６０には、売電メータ２４、時間帯別買電メータ２６および直流売買メータ５８がそれぞれ接続されており、売電および買電の損益を表示する。
【００２３】
第１家庭４との直流電力融通のための第２家庭６側のスイッチ６２は、第１家庭４のＤスイッチ５４および直流買電用のＥスイッチ５６と同様の構成であり、これらをまとめて図示したものである。なお、第２家庭６のＤＣ売買メータは図示を省略している。直流売買は、実施には第１家庭４と第２家庭６との二者間取引ではなく、マンション２入居のすべての家庭の間における一対他取引であり、このため各家庭間は共通の直流配線に接続されている。既に述べたように第２家庭６他の家庭は第１家庭４と同じ構成を有する。第２家庭について主なものについて述べると、太陽光発電パネル８の第２家庭用パネル１２は接続箱６４を介してパワーコンディショナー６６に接続されている。売電買電メータ６８は第１家庭の売電メータ２４および時間帯別買電メータ２６と同様のものであり、これらをまとめて図示したものである。そして売電買電メータ６８を介して買電された交流電力はスイッチ７０を介して蓄電池５２を充電している。ＡＣ／ＤＣコンパータおよび降圧部は図示を省略している。パワーコンディショナー６６からの太陽光発電電力は売電買電メータ６８を介して売電されるとともに、スイッチ７２を介して蓄電池５２を蓄電している。降圧部は図示を省略している。その他、逐一の説明および図示を省略するが、第２家庭６は第１家庭４と同様の構成を持っている。
【００２４】
図２は、制御部２８による各スイッチの制御状態をまとめたもので、図２（Ａ）はＡスイッチ３４、Ｂスイッチ３６およびＣスイッチ５０に関するものであるとともに、図２（Ｂ）はＤスイッチ５４およびＥスイッチ５６に関するものである。図２（Ａ）から明らかなように、太陽光発電電力を蓄電池３２に充電するためのＡスイッチ３４は、太陽光発電電力があって蓄電池３２に蓄えられた電力が欠乏している場合に閉じられ、その他の場合は開かれている。なお、図２（Ａ）において「（ＯＮ）」のようにＯＮを括弧で囲んでいるのはスイッチが補助的に閉じられる場合であることを示す。つまり、既に述べたように、蓄電池３２の充電は通常は深夜電力料金での単相３線商用電点から行われ、Ａスイッチ３４を介した充電は、深夜電力料金時間帯以外に蓄電池３２の電力が不足した場合におけるあくまで補助的なものである。
【００２５】
Ｂスイッチ３６は、深夜電力料金時間帯において単相３線商用電点から蓄電池３２を充電するために閉じられるとともに、太陽光発電のない日没後であってまだ深夜電力料金時間帯になっていない状態において蓄電池３２の電力が不足した場合に、補助的に閉じられるものである。Ｂスイッチ３６は、その他の状況では開かれている。一方、Ｃスイッチ５０は、深夜電力料金時間帯において単相３線商用電源１４の電力を直接消費してＡＣ家電を駆動するために閉じられる。これは、深夜料金時間帯では、Ｂスイッチ３６から蓄電池３２を一旦経由するよりも直接駆動する方が電力損失がなく、効率的だからである。Ｃスイッチ５０は、さらに、太陽光発電の有無にかかわらず、蓄電池３２に蓄えられた電力が欠乏している場合に補助的に閉じられる。
【００２６】
また、図２（Ｂ）に明らかなように、蓄電池３２から他の家庭に直流電力を売電するためのＤスイッチ５４および他の家庭から直流電力を買電して蓄電池３２を充電するためのＥスイッチ５６は、まず深夜電力料金時間帯において閉じられる。これは、深夜料金時間帯では、家庭の垣根を越えて各家庭の蓄電池を仮想的な一つの大きな蓄電池と考え、可能な限り協力して安価な電力の蓄積に努めるとともに容量に余裕のある過程に電力の融通を行うためである。なお、蓄電池３２には深夜電力料金で充電した電力とともに単価の高い太陽光発電や通常時間帯の買電による電力も蓄積されている可能性がある。このような高い単価で充電した電力分を深夜電力料金並みの単価で他の家庭に融通するのでは電力融通の清算に混乱が生じるので、本実施例では、蓄電池３２に蓄えられた電力のうち高い単価で充電した電力分を除き、深夜電力料金で買電して充電した電力分のみを対象にしてそこに余剰がある場合のみ他の家庭への融通を行う。
【００２７】
図２（Ｂ）では、上記のような考えに従って深夜電力料金時間帯以外でのスイッチ制御を行う。まず、蓄電池３２から他の家庭に直流電力を売電するためのＤスイッチ５４は、蓄電池３２の充電電力が足りている場合であって且つ深夜電力料金既買電分に余裕がある場合のみ閉じられ、他の場合は開かれる。一方。他の家庭から直流電力を買電して蓄電池３２を充電するためのＥスイッチ５６は、蓄電池３２の充電電力が欠乏している場合に閉じられ、他の場合は開かれる。
【００２８】
図３は、蓄電池３２の電力の充足または欠乏および上記の直流電力買電の余剰について説明するための蓄電電力の構成図である。図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、蓄電池３２の容量１０２中の蓄電量が深夜電力料金で買電した電力分１０４のみで構成されている場合の例である。ここで図３（Ａ）では、深夜料金買電分１０４は、次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６を超えた余剰分がある状態で充電されている。この場合は、深夜電力料金時間帯以外において蓄電池３２を充電する必要がなく、且つ余剰電力分は他の家庭に売電可能である。これに対し、図３（Ｂ）では、深夜料金買電分１０４による充電量は、次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６に満たない。この場合は、次の深夜電力料金時間帯までに蓄電池３２を充電する必要がある。そして、当然ながら、他の家庭に売電可能な余剰分はない。
【００２９】
上記に対し、図３（Ｃ）から図３（Ｅ）は、蓄電池３２の容量１０２中の蓄電量が深夜電力料金で買電した電力分１０４、および単価の高い発電充電分プラス通常料金買電分１０８で構成されている場合の例である。ここで図３（Ｃ）では、深夜料金買電分１０４だけでも次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６を超えており、当然ながらトータルの充電量もライン１０６を超えている。従って、深夜電力料金時間帯以外において蓄電池３２を充電する必要はない。ここで注意すべきは、他の家庭に買電できる余剰電力が、ライン１０６を超えている全ての電力ではなく、そこから単価の高い発電充電分プラス通常料金買電分１０８を除いた部分であることである。
【００３０】
一方、図３（Ｄ）では、深夜料金買電分１０４が次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６を下回っており、単価の高い発電充電分プラス通常料金買電分１０８を加えたトータルがライン１０６を超えている。この状態では、深夜電力料金時間帯以外において蓄電池３２を充電する必要はないが、他の家庭に売電できる余剰電力はない。図３（Ｅ）は、深夜料金買電分１０４が次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６を下回っており、単価の高い発電充電分プラス通常料金買電分１０８を加えたトータルでもライン１０６を下回っている。この状態では、深夜電力料金時間帯以外において単価の高い電力源から蓄電池３２をさらに充電する必要がある。当然ながら、他の家庭に売電できる余剰電力はない。
【００３１】
図４は、深夜電力料金で買電した電力の融通について説明するための蓄電電力の構成図であり、図３と同じ意味の部分には同じ番号を付す。また、図４（Ａ１）は第１家庭４の蓄電池３２の蓄電電力構成であり、図４（Ａ２）が第２家庭６の蓄電池５２の蓄電電力構成である。そして、これら図４（Ａ１）および図４（Ａ２）は、蓄電電力の融通がない場合である。図４（Ａ１）に明らかなように、第1家庭４では、蓄電池３２の容量１０２中の蓄電量が深夜電力料金で買電した電力分１０４のみで構成されている。そして、充電量が次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６を超えているため、深夜電力料金時間帯以外において蓄電池３２を充電する必要がない。一方、第２家庭６の蓄電池５２は、深夜電力料金で買電した電力分１０４、および単価の高い発電充電分プラス通常料金買電分１０８で構成されている。そして深夜料金買電分１０４については次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力のライン１０６を下回っているが、単価の高い発電充電分プラス通常料金買電分１０８を加えたトータルがライン１０６を超えているので、第１家庭と同様、深夜電力料金時間帯以外において蓄電池３２を充電する必要はない。しかしながら、第２家庭で次の深夜電力料金時間帯までに消費予定の電力には単価の高い電力分が含まれており、コスト高になっている。
【００３２】
これに対し、図４（Ｂ１）は第１家庭４の蓄電池３２の蓄電電力構成であり、図４（Ｂ２）が第２家庭６の蓄電池５２の蓄電電力構成であるが、電力の融通がある場合を示したものである。る図４（Ｂ１）に明らかなように、第1家庭４の余剰電力のうち売電分１１２は矢印１１４で示すように第２家庭６で買電され、図４（Ｂ２）に示すように蓄電池５２に買電分１１６として充電される。これによって図４（Ｂ２）の第２家庭６の蓄電池５２における電力構成は、深夜電力料金で買電した電力分１０４に第1家庭４からの買電分１１６をプラスしたものとなり、いずれも、深夜電力料金並みの低コストの構成となる。このように、複数家庭間で深夜電力料金で買電した電力を融通することにより、全体として低コストの電力調達が実現する。
【００３３】
図５は、本発明の実施例における図１の制御部２８のスイッチ制御機能を示す基本フローチャートである。フローはシステムの設置によりスタートし、まずステップＳ２で次の深夜料金時間帯までに自家庭で消費可能な充電量および次の深夜料金時間帯までに他家庭に融通可能な余剰充電量を設定する処理を行う。その詳細は後述する。次いで、ステップＳ４で現時刻が深夜電力料金時間帯かどうかのチェックを行う。そして深夜電力料金時間帯でなければステップＳ６に進み、蓄電池３２の充電量が次の深夜料金時間帯までに自家庭で消費可能な充電量以上あるかどうかチェックする。
【００３４】
ステップＳ６で深夜電力料金時間帯までに消費可能な充電量があると判断された場合はステップＳ８に進み、太陽光発電充電のためのＡスイッチ３４を開くとともにステップＳ１０に進み、単相３線の商用電源１４からの交流電力を充電するためのＢスイッチ３６を開く。さらにステップＳ１２では、単相３線の商用電源１４からの交流電力を直接消費するためのＣスイッチ５０を開いてステップＳ１４に移行する。以上のようにして、蓄電池３２の充電量が次の深夜料金時間帯までに自家庭で消費可能な充電量以上ある場合には、電力消費はもっぱら蓄電池の電力によってまかなわれる。これはＤＣ家電４２だけでなくＡＣ家電４８についても該当する。従って太陽光発電電力がある場合は、買電のスイッチを開くことによって発電量をすべて売電に回し、２倍金額の収益を上げることができる。
【００３５】
一方、ステップＳ６で深夜電力料金時間帯までに消費可能な充電量が不足していると判断された場合はステップＳ１６に進み、太陽光発電中かどうかのチェックを行う。そして太陽光発電中であれば、ステップＳ１８に進み、太陽光発電充電のためのＡスイッチ３４を閉じる。さらにステップＳ２０では、単相３線の商用電源１４からの交流電力を充電するためのＢスイッチ３６を開く。これによって太陽光発電中は不足分の充電は太陽光発電電力のみによって行われるようになる。さらにステップＳ２２では、単相３線の商用電源１４からの交流電力を直接消費するためのＣスイッチ５０を閉じでステップＳ１４に移行する。Ｃスイッチ５０を閉じるのは、直接消費に関しては、二倍で売れる可能性のある太陽光発電分を自家消費してしまうより、通常料金で買電した交流電力を消費する方が経済的だからである。
【００３６】
また、ステップＳ４で深夜電力料金時間帯であることが確認された場合はステップＳ２４に進み、発電のない太陽光発電充電用のＡスイッチ３４を開く。さらにステップＳ２６では、単相３線の商用電源１４からの交流電力を充電するためのＢスイッチ３６を閉じ、深夜電力料金での単相３線の商用電源１４からの交流電力を買電して蓄電池３２の充電を可能とする。そしてステップＳ２２に移行してＣスイッチ５０を閉じ、深夜電力料金での単相３線の商用電源１４からの交流電力の直接消費も可能としてステップＳ１４に移行する。
【００３７】
ステップＳ１４では、蓄電池３２における他家庭との直流売買の処理を行ってステップＳ２８に移行する。ステップＳ１４の詳細は後述する。ステップＳ２８ではシステムの定期メンテナンス時期の到来または手動によるメンテナンス操作の有無をチェックし、いずれの検出もなければステップＳ２に戻る。以後ステップＳ２８でメンテナンス検知が行われない限りステップＳ２からステップＳ２８が繰り返され、種々の状況に対応して各スイッチの制御を行われる。
【００３８】
図６は、図５のステップＳ１４における直流売買処理の詳細を示すフローチャートである。フローがスタートすると、ステップＳ３２で深夜電力料金時間帯に該当するかどうかのチェックが行われ、該当がなければステップＳ３４に進んで、蓄電池３２の充電量が次の深夜料金時間帯までに自家庭で消費可能な充電量以上あるかどうかチェックする。そして該当すれば買電の必要はないのでステップＳ３６に進み、直流買電用のＥスイッチ５６を閉じてステップＳ３８に移行する。ステップＳでは、次の深夜料金時間帯までに他家庭に融通可能な深夜買電分充電量の余剰があるかどうかをチェックする。そして余剰がなければステップＳ４０に進んで直流売電用のＤスイッチ５４を開いてフローを終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ３４で蓄電池３２の充電量が次の深夜料金時間帯までに自家庭で消費可能な充電量以上ないことが確認されるとステップＳ４２に進み、直流買電用のＥスイッチ５６を開いて他家庭からの直流買電を可能とする。そして、当然ながら売電の余剰分はないのでステップＳ４０に進んで直流売電用のＤスイッチ５４を開いてフローを終了する。さらに、ステップＳ３２で深夜電力料金時間帯に該当することが確認されるとステップＳ４４に進み、直流買電用のＥスイッチ５６を閉じて他家庭からの買電を可能にするとともにステップＳ４６で直流売電用のＤスイッチ５４を閉じ、他家庭への売電を可能とする。このように、深夜電力料金時間帯では、自由に直流電力の売買が可能となる。なお、ステップＳ３８で次の深夜料金時間帯までに他家庭に融通可能な深夜買電分充電量の余剰があることが確認された場合はステップＳ４６に進み、直流売電用のＤスイッチ５４を閉じてフローを終了する。このように深夜電力料金時間帯以外では、深夜既売電分の充電電力に余剰がある場合のみ売電を可能とし、次の深夜料金時間帯までに消費可能な電力が充電されていてもコスト高充電分を差し引いたときに余剰がなければ他家庭への融通を行わない。
【００４０】
図７は、図５のステップＳ２における次の深夜料金時間帯までに自家庭で消費可能な充電量および次の深夜料金時間帯までに他家庭に融通可能な余剰充電量を設定する処理の詳細を示すフローチャートである。フローがスタートすると、ステップＳ５２で深夜料金時間帯が満了する午前７時が到来したかどうかチェックする。ステップＳ５２のチェックは、午前７時以降図５のフローの繰り返しの数周期後までに該当する極短時間帯のみ行われ、その時間帯が過ぎると、午前７時到来に該当するものとは判断されない。ステップＳ５２で午前７時到来が検知されるとステップＳ５４に進み、一日分の電力消費蓄積データをリセットするとともに蓄積を再スタートさせ、ステップＳ５６に移行する。一方、ステップＳ５２で午前７時到来が検知されない場合は直接ステップＳ５６に移行する。
【００４１】
ステップＳ５６では、深夜料金時間帯であるか否かのチェックが行われ、深夜料金時間帯でなければステップＳ５８で蓄電池３２が放電中であるかどうかのチェックが行われる。これは蓄電池３２に蓄えられた電力が消費中かどうかのチェックを意味する。放電中でなければステップＳ６０に進み、Ｃスイッチ５０を閉じる指示中であるかどうかをチェックする。これは、単相３線商用電源１４の電力を直接消費してＡＣ家電を駆動しているかどうかのチェックである。そして該当すればステップＳ６２に進んで壮消費電力データの蓄積を行いステップＳ６４に移行する。また、ステップＳ５８で蓄電池３２の放電が検知されたときもステップＳ６２に移行する。
【００４２】
このようにして、蓄電池３２の放電または単相３線商用電源１４の直接消費があったときはいずれもステップＳ６２で消費電力データの蓄積が行われる。なお、いずれがきっかけでステップＳ６２に移行したとしても、ステップＳ６２では総消費電力データを蓄積するので、蓄電池３２の放電および単相３線商用電源１４の直接消費の両者が同時に生じているときはそれらを加算した消費電力データの蓄積が行われる。一方、ステップＳ５６で深夜時間帯であることが検知されたとき、またはステップＳ６０でＣスイッチ５０を閉じる指示中であることが検知されなかったときは、いずれも消費電力の蓄積は不要なので直接ステップＳ６４に移行する。
【００４３】
ステップＳ６４では、深夜電力料金時間帯が開始する午後１１時が到来したかどうかチェックする。ステップＳ６４のチェックも、ステップＳ５２と同様にして、午後１１時以降図５のフローの繰り返しの数周期後までに該当する極短時間帯のみ行われ、その時間帯が過ぎると、午後１１時到来に該当するものとは判断されない。ステップＳ６４で午後１１時到来が検知されるとステップＳ６６に進み、一日分の電力消費蓄積データ蓄積を終了し、その日の実績としての午前７時から午後１１時までの消費電力データを確定する。次のステップＳ６８では、現時点で設定されている深夜電力料金時間帯までに消費可能な充電量データを呼出す。そしてステップＳ７０において、ステップＳ６８で呼出した現時点のデータとステップＳ６８で確定した最新の一日のデータを加重平均し、深夜電力料金時間帯までに消費可能な電力量データを更新してステップＳ７２に移行する。一方、ステップＳ６４で午後１１時到来が検知されないときは直接ステップＳ７２に移行する。このようにして、予測値である深夜電力料金時間帯までに消費可能な電力量データを実績に基づいて日々修正し、実際との乖離がないようにする。
【００４４】
ステップＳ７２では、蓄電池３２中における家庭間で融通不可なコスト高の電力分を計算する処理を行う。その詳細は後述する。次いで、ステップＳ７４では、深夜電力料金時間帯までに消費可能な充電量データを呼出す。このデータは、ステップＳ６６からステップＳ７０が機能した場合、更新された最新データである。そしてステップＳ７６では、ステップＳ７４で呼出したデータからステップＳ７２で得た融通不可分データを減算する。次のステップＳ７８では、ステップＳ７６の減算結果を次の深夜料金時間帯までに融通可能な余剰充電量データとして更新し、フローを終了する。
【００４５】
図８は、図７のステップＳ７２における融通不可分計算処理の詳細を示すフローチャートである。フローがスタートすると、ステップＳ８２で現時点での蓄電池３２中の融通不可分電力データを呼出す。そしてステップＳ８４で深夜電力料金時間帯であるかどうかのチェックが行われる。深夜料金時間帯でないときはコスト高の充電が行われる可能性があるのでステップＳ８６に進み、Ｂスイッチ３６を閉じる旨の指示中かどうかのチェックが行われる。該当すればステップＳ８８に進み、Ｂスイッチ３６経由で行われる単相３線商用電源１４から蓄電池３２への充電量を融通不可分としてステップＳ８２で呼出したデータに加算してステップＳ９０に移行する。一方、ステップＳ８６でＢスイッチ３６を閉じる旨の指示中でなければ直接ステップＳ９０に移行する。
【００４６】
ステップＳ９０では、Ａスイッチ３４を閉じる旨の指示中かどうかのチェックが行われる。該当すればステップＳ９２に進み、Ａスイッチ３４経由で行われる太陽光発電電力による蓄電池３２への充電量を融通不可分としてステップＳ８２で呼出したデータに加算してステップＳ９４に移行する。一方、ステップＳ９０でＡスイッチ３４を閉じる旨の指示中でなければ直接ステップＳ９４に移行する。また、ステップＳ８４で深夜料金時間帯でなかったときも、直接ステップＳ９４に移行する。
【００４７】
ステップＳ９４では、蓄電池３２が放電中であるかどうかのチェックが行われる。該当すればステップＳ９６に進み、Ｄスイッチ５４を閉じる旨の指示中かどうかのチェックが行われる。そして該当すればステップＳ９８に進み、Ｄスイッチ経由の他家庭への電力融通のための放電量データを融通計算から除外してステップＳ１００に移行する。他家庭への融通は、自家庭での消費には該当しないからである。一方、ステップＳ９６でＤスイッチ５４を閉じる旨の指示中でなければ蓄電池３２の放電は全て自仮定での消費を意味するので直接ステップＳ１００に移行する。ステップＳ１００では、放電量すなわち自家庭での消費電力量を、ステップＳ８２において融通不可分として呼出したデータから減算する。これは、融通不可の高コスト電力を自家庭で消費した結果、その分だけ融通不可分が減ったことを意味する。
【００４８】
次いでステップＳ１０２では、ステップＳ１００での減算の結果、融通不可分がマイナスになったかどうかをチェックする。そして融通不可分がマイナスになればステップＳ１０４に進んで融通不可分データをゼロに設定してステップＳ１０６に移行する。融通不可分がなくなった以上、それ以上の電力消費を融通付加分の計算に入れることは不合理だからである。一方、ステップＳ１０２で融通不可分がマイナスにならない場合は減算結果の融通不可分をそのまま採用するため直接ステップＳ１０６に移行する。なお、ステップＳ９４で蓄電池３２が放電中であることが検知されないときは融通不可分の減少はないので直接ステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では、以上の結果を更新された蓄電池中の融通不可分データとして格納しフローを終了する。
【００４９】
上記の実施例では、各家庭がマンション２に入居している例を示したが、本発明の上記種々の特徴はマンションのような集合住宅での実施に限るものではなく、一戸建ての並んだ住宅地においても同様に実施可能である。この場合、各家庭用の太陽光発電パネルは、それぞれの一戸建て住宅の屋根に設置されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、太陽光発電機能および蓄電機能を備えた住宅用電力供給システムを提供するものである。
【符号の説明】
【００５１】
８  太陽光発電部
２４、２６  電力入出力部
３６、５０  供給制限部
２８  制御部
３２  蓄電池
４２、４８  電力消費部
５２  外部の蓄電池
５４  供給部
４６  分電盤
【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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