(57)【要約】【課題】停電時に、蓄電装置および発電装置を有効活用することができる蓄電システムを提供する。【解決手段】蓄電システムは、蓄電装置と、制御装置と、を具備する。蓄電装置は、自然エネルギーに基づいて発電装置が生成した電力を蓄える。制御装置は、蓄電装置の放電および充電を制御し、停電時には蓄電装置を自立放電させる。制御装置は、検出部と、制御部と、を具備する。検出部は、蓄電装置の蓄電残量を検出する。制御部は、発電装置の動作態様に基づき、蓄電装置の蓄電残量に関する閾値を動的に設定し、停電時に、検出した蓄電残量が閾値未満である場合に、蓄電装置の自立放電を停止して待機状態にする。【選択図】図２
2018038229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーに基づいて発電装置が生成した電力を蓄える蓄電装置と；
前記蓄電装置の放電および充電を制御し、停電時には蓄電装置を自立放電させる制御装置と；
を具備する蓄電システムであって、
前記制御装置は、
前記蓄電装置の蓄電残量を検出する検出部と；
前記発電装置の動作態様に基づき、前記蓄電装置の蓄電残量に関する閾値を動的に設定し、停電時に、検出した蓄電残量が前記閾値未満である場合に、前記蓄電装置の自立放電を停止して待機状態にする制御部と；
を具備する蓄電システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記閾値を、前記制御部が前記蓄電装置の自立放電を停止する時刻および前記発電装置による発電開始時刻に応じて動的に設定する請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記発電装置による発電開始時刻を、少なくとも、前記自立放電を停止する日時、前記発電装置による過去の発電履歴および気象情報のいずれか１つに応じて決定することにより、前記閾値を動的に設定する請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記発電装置の発電量が所定の閾値以上である場合に前記蓄電装置への充電を実行し、停電中の前記蓄電装置の自立放電の停止中は、停電していないときの閾値よりも低い閾値に基づき、前記発電装置から前記蓄電装置への充電を実行する請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記発電装置による発電容量に応じて前記所定の閾値を設定し、前記発電装置の発電量が設定した閾値以上である場合に、前記蓄電装置に対する充電を実行する請求項４に記載の蓄電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電技術の普及に伴い、一般家庭でも太陽光パネル等の発電設備と蓄電池とを家屋に設置して、発電および充電を行い、電力を利用することが増えている。たとえば、特許文献１に記載の直流電源制御装置は、太陽光発電装置と蓄電池とを備える。そして、直流電源制御装置は、商用電源からの電力供給が停止した停電時に、蓄電池に蓄えられた電力を負荷に供給するよう制御を実行する。
【０００３】
また、特許文献２に記載の蓄電システムは、発電装置が生成した電力を蓄電池に蓄える。また、蓄電システムは、停電時において、太陽光パネル等を備える発電装置が自立運転機能により出力する電力を負荷に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−４２６２７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２７３０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、従来の蓄電システムでは、蓄電池に蓄えられた電力をすべて消費してしまうと、商用電源からの電力供給がない停電中は、蓄電池の動作を再開することができないという問題があった。このため、蓄電池の蓄電残量がいったん所定値以下になると、その後仮に太陽光パネル等により発電が可能となっても発電した電力を蓄えることができなかった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、停電時に、蓄電装置および発電装置を有効活用することができる蓄電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る蓄電システムは、蓄電装置と、制御装置と、を具備する。蓄電装置は、自然エネルギーに基づいて発電装置が生成した電力を蓄える。制御装置は、蓄電装置の放電および充電を制御し、停電時には蓄電装置を自立放電させる。制御装置は、検出部と、制御部と、を具備する。検出部は、蓄電装置の蓄電残量を検出する。制御部は、発電装置の動作態様に基づき、蓄電装置の蓄電残量に関する閾値を動的に設定し、停電時に、検出した蓄電残量が閾値未満である場合に、蓄電装置の自立放電を停止して待機状態にする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る蓄電システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る蓄電システムが備えるパワーコンディショナの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る蓄電システムが備える記憶部に格納する情報の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る蓄電システムによる電源制御について説明するための図である。
【図５】図５は、実施形態に係る蓄電システムによる電源制御の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示す電源制御の流れと蓄電池の蓄電残量との関係を概念的に示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係る蓄電システムの容量制御処理の流れの一例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】
【０００９】
以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１は、蓄電装置（蓄電池５０）と、制御装置（パワーコンディショナ１００）と、を具備する。蓄電装置は、自然エネルギーに基づいて発電装置（太陽光パネルＰＮ）が生成した電力を蓄える。制御装置は、蓄電装置の放電および充電を制御し、停電時には蓄電装置を自立放電させる。制御装置は、検出部（蓄電残量検知部１３３）と、制御部（容量制御部１３５）と、を具備する。検出部は、蓄電装置の蓄電残量を検出する。制御部は、発電装置の動作態様に基づき、蓄電装置の蓄電残量に関する閾値を動的に設定し、停電時に、検出した蓄電残量が閾値未満である場合に、蓄電装置の自立放電を停止して待機状態にする。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１が具備する制御部（容量制御部１３５）は、閾値を、制御部が蓄電装置の自立放電を停止する時刻および発電装置による発電開始時刻に応じて動的に設定する。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１が具備する制御部（容量制御部１３５）は、発電装置による発電開始時刻を、少なくとも、自立放電を停止する日時、発電装置による過去の発電履歴および気象情報のいずれか１つに応じて決定することにより、閾値を動的に設定する。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１が具備する制御部（容量制御部１３５）は、発電装置の発電量が所定の閾値以上である場合に蓄電装置への充電を実行し、停電中の蓄電装置の自立放電の停止中は、停電していないときの閾値よりも低い閾値に基づき、発電装置から蓄電装置への充電を実行する。
【００１３】
また、以下で説明する実施形態に係る蓄電システム１が具備する制御部（容量制御部１３５）は、発電装置による発電容量に応じて所定の閾値を設定し、発電装置の発電量が設定した閾値以上である場合に、蓄電装置に対する充電を実行する。
【００１４】
以下に、本発明に係る蓄電システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（実施形態）
実施形態に係る蓄電システムは、所定の電力系統、たとえば商用電源（ＣＰ：Commercial  Power  Supply）の供給を受け、家電製品等の負荷（ＬＤ：Load）に電力を供給する。また、蓄電システムは、太陽光パネル等の自然エネルギーを利用した発電装置によって発電される電力を、家電製品等の負荷に供給する。また、蓄電システムは、商用電源から供給される電力および発電装置によって生成される電力を、蓄電池等の蓄電装置に蓄える。蓄電システムは、停電等によって電力系統（商用電源）による電力供給が停止した場合、蓄電装置に蓄えられた電力を放電して、負荷に供給する自立運転を行う。また、停電時に発電装置による発電が可能な場合、蓄電システムは、発電装置の自立運転端子から生成された自立出力を検知する。そして、蓄電システムは、発電装置が生成した電力を負荷に供給するとともに、余剰分を蓄電装置に蓄える。
【００１６】
本実施形態に係る蓄電システムは、蓄電装置に蓄えられた電力が、停電時に枯渇して蓄電装置が動作できなくなる事態を防止する。蓄電システムは、たとえば停電中でも発電装置による発電が可能な場合に、蓄電装置が動作できないために蓄電できないという事態を防止する。このため、蓄電システムは、蓄電装置の蓄電残量を制御する。特に、本実施形態の蓄電システムは、停電が長期間続いた場合に、蓄電装置の機能を損なうことなく、継続的に蓄電装置と発電装置を動作させて電力使用を続けることができるように蓄電装置の蓄電残量を制御する。
【００１７】
［実施形態に係る蓄電システム１の構成の一例］
図１は、実施形態に係る蓄電システム１の構成の一例を示す図である。図１の例では、蓄電システム１は、ユーザ（需要家）の住宅ＨＭに設けられ、例えば屋根に設置した太陽光パネルＰＮ（発電装置）により生成される電力を、住宅ＨＭ内で消費したり、蓄電池（蓄電装置）５０に蓄えたりすることができる。
【００１８】
図１に示すように、蓄電システム１は、太陽光パネルＰＮと、接続箱ＢＸと、パワーコンディショナ１００と、出力部２１０および入力部２２０を有するコントローラ２００と、蓄電池５０と、分電盤ＤＰと、電力メータＭＴとを具備する。また、図１に示す蓄電システム１において、コントローラ２００（またはパワーコンディショナ１００）は、インターネットに接続可能であって、蓄電システム１外の各種情報処理装置との間で情報の送受信が可能であってもよい。
【００１９】
太陽光パネルＰＮは、自然エネルギーに基づいて電力を生成することができる発電装置の一例である。太陽光パネルＰＮは、例えば、太陽電池素子（セル）を必要枚数配列し、樹脂や強化ガラスなどによりパッケージ化した太陽電池モジュールであり、ソーラーパネルとも呼ばれる。なお、太陽光パネルＰＮに用いられるセルは、どのようなセルであってもよい。例えば、太陽光パネルＰＮに用いられるセルは、シリコン系のセルや化合物系のセルや有機系のセルなど、目的に応じて種々のセルが適宜選択されてもよい。また、本実施形態では、発電装置の例として太陽光パネルＰＮを用いて説明するが、自然エネルギーを用いて電力を生成することができるものであれば、本実施形態の発電装置は、太陽光パネルに限定されない。発電装置は、たとえば、ガス、風力、水力等を用いて電力を生成する装置であってもよい。また、ガス、風力、水力等を用いて電力を生成する装置を発電装置として用いる場合、ガス、風力、水力等による発電開始のタイミングに基づいて電源制御を行う。なお、以下の記載中、太陽光発電装置をＰＶ（Photovoltaic）装置、太陽光発電を用いた発電状態をＰＶ状態等とも呼ぶ。
【００２０】
接続箱ＢＸは、例えば、太陽光パネルＰＮで発電した電力を集める装置である。例えば、接続箱ＢＸは、太陽光パネルＰＮからの複数の配線を１つに集約し、パワーコンディショナ１００に送信する。なお、接続箱ＢＸは、パワーコンディショナ１００と一体であってもよい。
【００２１】
パワーコンディショナ１００は、パワコン、ＰＣＳ（Power  Conditioning  System）とも称される。また、パワーコンディショナ１００は、太陽光パネルＰＮから接続箱ＢＸを経由して送信される電力を、住宅ＨＭ内の電気機器ＬＤなどで利用可能にする装置である。例えば、パワーコンディショナ１００は、太陽光パネルＰＮから接続箱ＢＸを経由して送信される直流電力を交流電力に変換する。また、例えば、パワーコンディショナ１００は、交流電力に変換した後、電力を住宅ＨＭ内での利用や、蓄電池５０への充電や、商用電源ＣＰへの売電などに対応する出力に調整する。本実施形態のパワーコンディショナ１００は、蓄電池５０の放電および充電を制御し、停電時には蓄電装置を自立放電させる制御装置である。
【００２２】
コントローラ２００は、蓄電システム１における各種情報をユーザに通知したり、蓄電システム１に対するユーザの操作を受け付けたりする。また、コントローラ２００は、パワーコンディショナ１００と情報の送受信が可能な装置である。また、コントローラ２００は、各種情報を出力可能な出力部２１０を有する。コントローラ２００はまた、ユーザによる指示入力を受け付ける入力部２２０を有する。
【００２３】
コントローラ２００の出力部２１０は、音声または画像によって情報を表示する構成及び機能を有してよい。例えば、出力部２１０は、情報を表示するモニタであってもよいし、情報を音として出力するスピーカであってもよい。出力部２１０はたとえば、パワーコンディショナ１００から受信した各種情報を出力する。例えば、出力部２１０は、蓄電池５０の残量に関する情報を表示する。また例えば、出力部２１０は、ユーザに対して蓄電池５０からの放電を停止する旨を通知するアラート（後述）を音声または画像等によって出力する。
【００２４】
コントローラ２００の入力部２２０は、出力部２１０が出力するアラートやメッセージに応じた入力を受けつける。たとえば、ユーザは、入力部２２０から、アラートやメッセージに対する指示を入力することができる。入力部２２０は、たとえば、キーボード、タッチパネル、マイクロフォン等の外部からの入力を受け付けることができる装置である。なお、コントローラ２００は、パワーコンディショナ１００と一体であってもよい。
【００２５】
蓄電池５０は、住宅ＨＭで用いられる二次電池（バッテリ）である。例えば、蓄電池５０は、パワーコンディショナ１００から供給される電力により充電される。また、例えば、蓄電池５０は、蓄えた電力をパワーコンディショナ１００や分電盤ＤＰを経由して住宅ＨＭ内の電気機器ＬＤに供給する。なお、蓄電池５０は、充電を行うことにより電気を蓄えることができ、繰り返し充放電して使用することが出来る電池であればどのような電池であってもよい。例えば、蓄電池５０としては、リチウムイオン電池や鉛電池やニッケル水素電池など、目的に応じて種々の蓄電池が適宜選択されてもよい。また、蓄電池５０は、電力を蓄える機能を有すればどのような構成であってもよく、例えば、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等であってもよい。
【００２６】
分電盤ＤＰは、住宅ＨＭの配線に電気を分ける装置である。例えば、分電盤ＤＰは、漏電遮断器や配線用遮断器等の種々の機器を含む。例えば、分電盤ＤＰは、パワーコンディショナ１００で交流に変換された電力を住宅ＨＭの電気機器ＬＤに供給したり、太陽光パネルＰＮにおいて発電された電力の余剰分を電力会社の商用電源ＣＰへ供給したりする。また、例えば、分電盤ＤＰは、買電時、すなわち商用電源ＣＰからの電力供給を受けている時は、商用電源ＣＰから供給された電力を住宅ＨＭの電気機器ＬＤに供給する。
【００２７】
電力メータＭＴは、商用電源ＣＰ側へ供給した電力、すなわち売電した電力や、商用電源ＣＰから供給された電力、すなわち商用電源ＣＰから買電した電力を計量するメータである。例えば、電力メータＭＴは、売電した電力を計量するメータと、買電した電力を計量するメータとを各々含んでもよい。例えば、電力メータＭＴは、分電盤ＤＰと商用電源ＣＰとの間に設けられ、売電した電力を計量したり、買電した電力を計量したりする。
【００２８】
［パワーコンディショナ１００の構成の一例］
図２は、実施形態に係る蓄電システム１が備えるパワーコンディショナ１００の構成の一例を示す図である。図２には、実施形態に係るパワーコンディショナ１００の構成のうち、蓄電池５０の蓄電残量の制御に関連する構成のみを図示し、他のパワーコンディショナ１００の構成については図示を省略する。図２に示すように、パワーコンディショナ１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０と、を有する。
【００２９】
通信部１１０は、たとえば、所定の通信回路等によって実現される。たとえば、通信部１１０は、コントローラ２００と通信可能である。
【００３０】
記憶部１２０は、たとえば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（Flash  Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。実施形態に係る記憶部１２０は、図２に示すように、電源情報記憶部１２１、発電時刻記憶部１２２および設定容量記憶部１２３を有する。
【００３１】
［記憶部１２０に格納される情報の一例］
電源情報記憶部１２１は、電源情報を記憶する。電源情報は、各種電源の状態に関する情報である。図３は、実施形態に係る蓄電システム１が備える記憶部１２０に格納する情報の構成の一例を示す図である。図３中、（Ａ）は、電源情報記憶部１２１に記憶される電源情報の構成の一例を示す。図３の（Ａ）に示すように、電源情報は、「タイムスタンプ」、「ＣＰ状態」、「ＰＶ状態」、「蓄電残量」を含む。「タイムスタンプ」は、各情報が検知された時刻を示す。「ＣＰ状態」は、商用電源ＣＰからの電力供給の状態を示す。「ＣＰ状態」はたとえば、商用電源ＣＰから電力が供給されているか否かを示す。すなわち、「ＣＰ状態」は停電中であるか否かを示す。「ＰＶ状態」は、太陽光パネルＰＮの発電の状態を示す。すなわち、「ＰＶ状態」は、太陽光パネルＰＮが電力を生成中であるか否かを示す。「蓄電残量」は、蓄電池５０に蓄えられている電力の残量を示す。
【００３２】
図３の（Ａ）の例では、電源情報記憶部１２１はたとえば、「タイムスタンプ、０：００：００」に対応付けて、「ＣＰ状態、ＯＫ」、「ＰＶ状態、発電なし」、「蓄電残量、７，０００Ｗｈ」を記憶している。これは、タイムスタンプ「０：００：００」で示される時刻には、商用電源ＣＰから住宅ＨＭに電力が供給されていたことを示す。また、タイムスタンプ「０：００：００」で示される時刻には、太陽光パネルＰＮによる電力の生成は行われていなかったことを示す。また、タイムスタンプ「０：００：００」で示される時刻には、蓄電池５０の蓄電残量は、７０００ワット時であったことを示す。電源情報記憶部１２１は、予め定められた間隔で、各種電源に関する情報を受信して格納する。
【００３３】
発電時刻記憶部１２２は、太陽光パネルＰＮによる発電に関する時刻の情報である発電時刻情報を記憶する。図３の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、発電時刻情報の構成の一例を示す。図３の（Ｂ）に示すように、発電時刻情報は、太陽光パネルＰＮが実際に発電した時刻に関する情報を含む。すなわち、発電時刻情報は、太陽光パネルＰＮが発電した日付と、発電していた時間帯を含む。図３の（Ｂ）の例では、発電時刻記憶部１２２は、「日付」と「発電時刻」とを対応づけて記憶する。「日付」は太陽光パネルＰＮが発電した日付である。また、「発電時刻」は対応する日付の何時から何時まで太陽光パネルＰＮが発電したかを示す。たとえば、図３の（Ｂ）の例では、「日付、２０１６／８／１」に対応付けて「発電時刻、０９：１４−１５：４５」が記憶されている。これは、２０１６年８月１日には、９時１４分から１５時４５分まで、太陽光パネルＰＮによる発電がおこなわれたことを示す。
【００３４】
また、発電時刻情報は、過去の天気に関する情報を含む。たとえば、発電時刻情報は、過去に観測された日照時間や、日の出・日の入りの時刻に関する情報、過去の天気に関する情報を含む。これらの情報は、コントローラ２００（またはパワーコンディショナ１００）が、インターネット等の外部の通信ネットワークから取得する。
【００３５】
図３の（Ｃ）に示すように、発電時刻記憶部１２２は、発電時刻情報として、「位置情報」、「平均日照時間」、「時期」、「日の出・日の入り」を記憶する。「位置情報」とは、太陽光パネルＰＮが設置されている場所の位置を示す情報である。たとえば、該当する位置の緯度と経度が記憶される。位置情報は蓄電システムの設置時に記憶させてもよく、ＧＰＳ等の機能を用いて蓄電システム１が取得するように構成してもよい。「平均日照時間」とは、当該位置における平均日照時間を示す。また、「時期」とは、対応する「平均日照時間」が一年のどの時期の平均日照時間であるかを示す。また、「日の出・日の入り」は、対応する「時期」の日の出の時刻と日の入りの時刻を平均したものである。図３の（Ｃ）の例では、「位置情報」として、「Ｅ１３９°４５′Ｎ３５°４１′」が記憶されている。これは、太陽光パネルＰＮの設置位置が、東経１３９度４５分、北緯３５度４１分であることを示す。また、「平均日照時間、７ｈ」、「時期、１月」、「日の出・日の入り、０７：００−１６：５０」が記憶されている。これは、１月の平均日照時間は７時間であり、１月の平均した場合の日の出の時刻と日の入りの時刻はそれぞれ７時と１６時５０分であることを示す。なお、図３の（Ｃ）の例では、月ごとの平均日照時間および日の出・日の入り時刻を記憶するものとしたが、一日の日照時間および日の出・日の入り時刻をそれぞれ記憶してもよく、また季節ごとの平均日照時間および日の出・日の入り時刻を記憶するものとしてもよい。
【００３６】
また、発電時刻情報は、予測情報を含む。予測情報とは、過去の観測情報や過去の天気情報に基づき予測される将来の天気についての情報等である。たとえば図３の（Ｄ）に示すように、発電時刻記憶部１２２は、「位置情報」、「予想日照時間」、「日付」、「予想時刻（日の出・日の入り）」、「予想天気」を記憶する。「位置情報」は、（Ｃ）に示すものと同様である。「予想日照時間」は、予想される該当日の日照時間である。「日付」は予想の対象である日の日付けである。「予想時刻（日の出・日の入り）」は、該当する日について予想される日の出と日の入りの時刻である。「予想天気」は、該当する日について予想される天気である。図３の（Ｄ）に示す予測情報は、コントローラ２００（またはパワーコンディショナ１００）が、インターネット等の外部の通信ネットワークから取得する。
【００３７】
設定容量記憶部１２３は、パワーコンディショナ１００が蓄電池５０の蓄電残量を制御するために使用する、設定容量情報を記憶する。図３の（Ｅ）は、設定容量情報の構成の一例を示す。図３の（Ｅ）に示すように、設定容量記憶部１２３は、停電時に蓄電池５０を待機状態で維持するために必要な蓄電残量と、当該蓄電残量によってどれだけ待機状態を維持できるかを示す情報を記憶する。図３の（Ｅ）の例では、設定容量記憶部１２３は、「時間」と「必要残量」とを対応付けて記憶する。「時間」は蓄電池５０を待機状態で維持することができる時間の長さを示す。「必要残量」は対応する「時間」だけ蓄電池５０を待機状態で維持するために必要な蓄電残量を示す。たとえば、図３の（Ｅ）の例では、「時間、１０」に対応付けて「必要残量、３５０Ｗｈ」が記憶される。これは、蓄電池５０を待機状態で１０時間維持するためには、最低３５０Ｗｈの蓄電残量が必要であることを示す。
【００３８】
ここで、待機状態について説明する。図４は、実施形態に係る蓄電システム１による電源制御について説明するための図である。図４の例に示す矩形が、蓄電池５０を完全に充電したときの蓄電容量を示すものとする。図４に示すように、蓄電池５０は、蓄電残量に応じて動作が変化する。本実施形態の蓄電システム１は、蓄電池５０を太陽光パネルＰＮと連携させて可能な限り長く動作させるよう蓄電残量を制御する。このため、蓄電残量に応じて、蓄電池５０からの電力供給の態様を切り替える。実施形態の蓄電システム１は、蓄電池５０の制御を以下の（１）〜（４）の態様で切り替える。
【００３９】
（１）まず、十分な蓄電残量があるときは、蓄電システム１は、蓄電池５０からの自立放電を行い、電気機器ＬＤ等へ給電する。
【００４０】
（２）その後、蓄電残量が減少した時点で、蓄電システム１は蓄電池５０の自立放電を停止して、太陽光パネルＰＮによる発電有無と、商用電源ＣＰの復帰有無との検知を継続する。すなわち、蓄電システム１は太陽光パネルＰＮによる発電有無と商用電源ＣＰの復帰有無を検知するための機能および基本的制御機能を維持するための電力を、蓄電池５０から供給する。上記「待機状態」はこの状態を意味する。
【００４１】
（３）その後、さらに蓄電残量が減少すると、蓄電池５０を太陽光パネルＰＮが生成した電力によって動作させることが困難になる。この時点で、蓄電システム１は、太陽光パネルＰＮによる発電有無の検知のための蓄電池５０からの電力供給を停止する。そして、蓄電システム１は、商用電源ＣＰの復帰有無の検知機能および基本的制御機能を維持するための電力のみを、蓄電池５０から供給する。この状態でも、商用電源ＣＰが復帰すれば、蓄電池５０は自動的に通常動作を実行することができる。この状態を以下、省電力モードとも呼ぶ。
【００４２】
（４）さらに蓄電残量が減少すると、蓄電池５０は商用電源ＣＰからの電力供給を受けても自動的に通常動作に復帰することができない状態となる。この状態になると、蓄電システム１は蓄電池５０の制御を終了する。
【００４３】
図４の（Ａ）、（Ｂ）中、「（１）自立放電」と表示する矩形は、上記（１）の、蓄電池５０からの自立放電を継続する蓄電残量に相当する。すなわち、蓄電池５０が完全に充電された場合の蓄電残量以下でありかつ第１の閾値ＴＨ１以上である量がこの蓄電残量に相当する。また、「（２）ＰＶ待機」と表示する矩形は、上記（２）の、蓄電池５０の自立放電は停止するが、太陽光パネルＰＮの発電有無と商用電源ＣＰ復帰有無の検知機能に対する蓄電池５０からの電力供給を継続する蓄電残量に相当する。すなわち、第１の閾値ＴＨ１未満、第２の閾値ＴＨ２以上の蓄電残量である。また、「（３）ＣＰ待機」と表示する矩形は、上記（３）の、蓄電池５０の自立放電は停止したままで、商用電源ＣＰの復帰有無の検知機能に対する蓄電池５０からの電力供給は実行する蓄電残量に相当する。すなわち、第２の閾値ＴＨ２未満、第３の閾値ＴＨ３以上の蓄電残量である。また、「（４）停止」と表示する矩形は、上記（４）の、蓄電池５０の蓄電残量が枯渇して自動的に通常動作に復帰できない蓄電残量に相当する。すなわち、第３の閾値ＴＨ３未満の蓄電残量である。
【００４４】
図４の（Ａ）の例では、「（１）自立放電」を実行する蓄電残量を、約１２時間住宅ＨＭ内の電気機器ＬＤに電力供給できるだけの量に設定する。そして、「（２）ＰＶ待機」を実行する蓄電残量を、約１時間にわたって待機状態を維持することができる量に設定する。さらに、「（３）ＣＰ待機」を実行する蓄電残量を、約１週間蓄電池５０からの電力供給を継続できるだけの量に設定する。「（４）停止」の状態に達する蓄電残量は、蓄電池５０の性能等によって決定される。
【００４５】
ところで、図４の（Ａ）の例では、「ＰＶ待機」の状態が約１時間しかもたない。とすると、夜間に停電が発生し太陽光パネルＰＮによる発電ができない場合、蓄電残量が少ないと、太陽光パネルＰＮによる発電を受けて蓄電池５０の充電ができるようになる前に、「自立放電」と「ＰＶ待機」に対応する電力を消費してしまう可能性がある。すると、朝になって太陽光パネルＰＮによる発電が可能となったときには、すでに蓄電池５０の蓄電残量は「ＣＰ待機」または「停止」に相当する量に達している可能性がある。これでは、停電が長期化した場合などに、蓄電池５０と太陽光パネルＰＮを有効活用して電力供給を実現することが困難である。
【００４６】
そこで、実施形態の蓄電システム１は、図４の（Ｂ）に示すように、「ＰＶ待機」の状態とする期間を長くする。蓄電システム１は、図４の（Ｂ）に示すように、「ＰＶ待機」に対応する蓄電残量を約２４時間待機状態を維持することができる量に設定する。このように設定することで、太陽光パネルＰＮによる発電開始が、待機状態が開始してから少なくとも２４時間以内にあれば、蓄電システム１は、蓄電池５０の機能を維持したままで太陽光パネルＰＮが生成した電力を利用することができる。
【００４７】
しかし、太陽光パネルＰＮがいつ発電を開始するか、は状況によって一律に判断が困難である。たとえば、冬と夏とでは発電開始タイミングが異なる。また、太陽光パネルＰＮが設置された位置によって日照時間にも違いがある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、予め蓄電池５０の「ＰＶ待機」の待機状態を所望の時間だけ維持するためにどれだけの蓄電残量が必要か、を記憶部１２０に記憶しておく。これが、図３の（Ｅ）に示す設定容量情報である。すなわち、図３（Ｅ）の「時間」「必要残量」は、蓄電池５０を「ＰＶ待機」の状態で「時間」分だけ待機させておくために必要な蓄電残量がどれだけであるかを示す。設定容量情報として記憶する「必要残量」は、図４に示す第１の閾値ＴＨ１に相当する。本実施形態では、設定容量情報は予め蓄電池５０の性能に基づいて算出しパワーコンディショナ１００に記憶させておくものとする。
【００４９】
［パワーコンディショナ１００の制御部１３０の構成例］
図２に戻り、パワーコンディショナ１００の制御部１３０について説明する。制御部１３０は、パワーコンディショナ１００の各部の動作および機能を制御する。制御部１３０は、各種の処理手順などを規定したプログラムを記憶する内部メモリを有し、種々の処理を制御する。たとえば、制御部１３０は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などであってもよい。図２の例では、制御部１３０は、商用電源検知部１３１、発電検知部１３２、蓄電残量検知部１３３、情報取得部１３４、容量制御部１３５、警告部１３６および計時部１３７を有する。
【００５０】
商用電源検知部１３１は、所定の時間間隔で、商用電源ＣＰからの電力供給の有無を検知する。商用電源検知部１３１は、検知結果を電源情報記憶部１２１に送信し記憶させる。
【００５１】
発電検知部１３２は、所定の時間間隔で、太陽光パネルＰＮによる発電有無を検知する。発電検知部１３２は、検知結果を電源情報記憶部１２１に送信し記憶させる。発電検知部１３２はまた、発電の結果を発電時刻記憶部１２２に記憶させる（図３の（Ｂ）参照）。
【００５２】
蓄電残量検知部１３３は、所定の時間間隔で、蓄電池５０の蓄電残量を検知する。蓄電残量検知部１３３は、検知結果を電源情報記憶部１２１に送信し記憶させる。
【００５３】
情報取得部１３４は、コントローラ２００等を介して外部の通信ネットワークから発電時刻情報を取得する。情報取得部１３４は、たとえば、図３の（Ｃ）、（Ｄ）に示す情報を取得する。情報取得部１３４は、取得した情報を発電時刻記憶部１２２に記憶する。
【００５４】
容量制御部１３５は、記憶部１２０に記憶される情報に基づき、蓄電池５０の蓄電残量および動作を制御する。すなわち、容量制御部１３５は、商用電源検知部１３１、発電検知部１３２、蓄電残量検知部１３３が検知し、情報取得部１３４が取得し、記憶部１２０に記憶される情報、および、設定容量記憶部１２３に記憶される設定容量情報に基づき、蓄電池５０を制御する。
【００５５】
警告部１３６は、容量制御部１３５による制御下で、ユーザに対して警告を出す。警告は、たとえば、出力部２１０からの音声出力や、画面表示等であってよい。たとえば、警告部１３６は、蓄電池５０の自立運転を停止するときに警告を送信する。出力部２１０は受信した警告に応じた出力を実行する。また、停電が検知されたときや、商用電源ＣＰが復旧したときなどに、警告部１３６が出力部２１０に対して指示を送信することで警告を出力することができる。
【００５６】
計時部１３７は、現在時刻を取得する。
【００５７】
［蓄電システム１の電源制御の流れの一例］
図５は、実施形態に係る蓄電システム１による電源制御の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示すように、蓄電システム１において、容量制御部１３５はまず、電源情報記憶部１２１を参照し、商用電源ＣＰからの電力供給が停止しているか否かを判定する（ステップＳ５０１）。そして、電力供給が停止していないと判定した場合（ステップＳ５０１、Ｎｏ）、容量制御部１３５は、通常運転を実行する（ステップＳ５０８）。すなわち、容量制御部１３５は、商用電源ＣＰを使用しつつ、太陽光パネルＰＮによる発電があれば、電気機器ＬＤに供給する。また、容量制御部１３５は、太陽光パネルＰＮによる発電量に余剰があれば蓄電池５０に蓄える。
【００５８】
他方、商用電源ＣＰからの電力供給が停止していると判定した場合（ステップＳ５０１、Ｙｅｓ）、容量制御部１３５は、蓄電残量が第１の閾値ＴＨ１（図４の（Ｂ）参照）未満か否かを判定する（ステップＳ５０２）。容量制御部１３５は、蓄電残量が第１の閾値ＴＨ１未満ではない（ステップＳ５０２、Ｎｏ）と判定した場合、蓄電池５０からの自立放電を継続する（ステップＳ５０４）。そして、容量制御部１３５はステップＳ５０２へ戻る。他方、蓄電残量が第１の閾値ＴＨ１未満であると判定した場合（ステップＳ５０２、Ｙｅｓ）、容量制御部１３５は、蓄電池５０からの自立放電を停止する（ステップＳ５０３）。その後、容量制御部１３５は、太陽光パネルＰＮからの発電を検知したか否かを判定する（ステップＳ５０５）。発電を検知しなかったと判定した場合（ステップＳ５０５、Ｎｏ）、容量制御部１３５は、ステップＳ５０３を繰り返す。他方、発電を検知したと判定した場合（ステップＳ５０５、Ｙｅｓ）、容量制御部１３５は、太陽光パネルＰＮによる発電の余剰分で蓄電池５０への充電を行う（ステップＳ５０６）。そして、容量制御部１３５は、商用電源ＣＰが復旧したか否かを判定する（ステップＳ５０７）。商用電源ＣＰが復旧していないと判定した場合（ステップＳ５０７、Ｎｏ）、容量制御部１３５はステップＳ５０２に戻って処理を繰り返す。他方、商用電源ＣＰが復旧したと判定した場合（ステップＳ５０７、Ｙｅｓ）、容量制御部１３５は、通常運転へ移行する（ステップＳ５０８）。これが、実施形態に係る蓄電システム１における電源制御の流れの一例である。
【００５９】
図６は、図５に示す電源制御の流れと蓄電池５０の蓄電残量との関係を概念的に示す図である。図６を参照し、実施形態の蓄電池５０の蓄電残量とその制御についてさらに説明する。
【００６０】
蓄電システム１は、実施形態の電源制御処理を、商用電源ＣＰからの電力供給が停止したときに実行する（図５のステップＳ５０１、Ｙｅｓ）。停電になった時点では、蓄電池５０に第１の閾値ＴＨ１以上の蓄電残量があれば（図５のステップＳ５０２、Ｎｏ）、容量制御部１３５は、蓄電池５０から電気機器ＬＤへの放電を継続する（図６の（１）、図５のステップＳ５０４）。蓄電池５０の使用を継続すると徐々に蓄電残量が減少し、第１の閾値ＴＨ１のレベルに達する（図５のステップＳ５０２、Ｙｅｓ）。このとき、容量制御部１３５は蓄電池５０を用いた電気機器ＬＤへの電力供給を停止する（図６の（２））。蓄電池５０の蓄電残量が、第２の閾値ＴＨ２≦蓄電残量＜第１の閾値ＴＨ１の関係を満足する場合は、蓄電池５０からパワーコンディショナ１００等への電力供給により、太陽光パネルＰＮの発電開始を検知することができ、かつ、太陽光パネルＰＮから蓄電池５０に充電を行うことができる。したがって、第２の閾値ＴＨ２≦蓄電残量＜第１の閾値ＴＨ１の状態が続いている間は、容量制御部１３５は、太陽光パネルＰＮによる発電有無を監視して（図５のステップＳ５０５）、発電を検知した場合（図５のステップＳ５０５、Ｙｅｓ、図６の（３））、太陽光パネルＰＮが生成した電力を電気機器ＬＤに供給し、かつ余剰分による蓄電池５０の充電を行う（図５のステップＳ５０６、図６の（４））。この結果、蓄電池５０の蓄電残量が第１の閾値ＴＨ１以上になれば（図６の（５））、容量制御部１３５は再び蓄電池５０からの放電を開始する（図６の（７））。他方、蓄電残量が第１の閾値ＴＨ１未満であれば（図６の（６））、容量制御部１３４は蓄電池５０からの放電は停止したままとする。
【００６１】
容量制御部１３５は、太陽光パネルＰＮによる発電が検知されないまま、蓄電池５０の蓄電残量が減少し、第２の閾値ＴＨ２未満となった場合（図６の（８））、省電力モードに移行する。省電力モード中すなわち、蓄電残量が第３の閾値ＴＨ３以上第２の閾値ＴＨ２未満の間は、商用電源ＣＰからの給電が再開すれば、蓄電池５０は通常動作に復帰する。しかし、蓄電残量が第３の閾値ＴＨ３未満となると、蓄電池５０は商用電源ＣＰからの給電を受けても自動的に通常動作に復帰することができない。したがって、蓄電残量が第３の閾値ＴＨ３未満となった場合（図６の（９））、容量制御部１３５は、蓄電池５０の動作を停止させる。
【００６２】
［閾値の可変設定］
図７は、実施形態に係る蓄電システム１の容量制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７の容量制御処理は、図５のステップＳ５０２，Ｓ５０３，Ｓ５０４における処理に対応する。容量制御処理は、蓄電池５０の自立放電を継続するか否かを判断する際に用いる第１の閾値を決定するための処理である。本実施形態の蓄電システム１は、第１の閾値ＴＨ１を、複数の要因に基づいて可変設定する。
【００６３】
まず、容量制御部１３５は、計時部１３７から現在時刻を取得する（ステップＳ７０１）。次に、容量制御部１３５は、発電時刻記憶部１２２を参照して、発電開始予定時刻を取得する（ステップＳ７０２）。発電開始予定時刻を取得するための処理については後述する。容量制御部１３５は、取得した発電開始予定時刻と現在時刻との差分を算出する（ステップＳ７０３）。そして、容量制御部１３５は、設定容量記憶部１２３を参照し、算出した差分に対応付けて記憶されている容量を取得する（ステップＳ７０４）。取得した容量が、第１の閾値ＴＨ１に相当する。そして、容量制御部１３５は、現在の蓄電残量と、取得した容量（第１の閾値ＴＨ１）とを比較する（ステップＳ７０５）。その結果、現在の蓄電残量は第１の閾値ＴＨ１以上であると判定した場合（ステップＳ７０５、Ｎｏ）、容量制御部１３５は蓄電池５０の自立放電を継続する（ステップＳ７０７）。他方、現在の蓄電残量は第１の閾値ＴＨ１未満であると判定した場合（ステップＳ７０５、Ｙｅｓ）、容量制御部１３５は蓄電池５０の自立放電を停止する（ステップＳ７０６）。これで容量制御処理が終了する。
【００６４】
［発電開始予定時刻の取得例］
次に、図７のステップＳ７０２における発電開始予定時刻の取得の手法について説明する。発電開始予定時刻の取得の手法には、いくつかのバリエーションが考えられる。まず、蓄電システム１の設置時に、発電開始予定時刻を設定して記憶部１２０に記憶しておいてもよい。また、容量制御処理を行うごとに、発電開始予定時刻を算出してもよい。
【００６５】
容量制御部１３５は、以下の手法により発電開始予定時刻を算出する。
（１）直近の所定期間にわたる実際の太陽光パネルＰＮの発電時刻に基づいて、予想される発電時刻を算出する（図３の（Ｂ）参照）。
（２）過去に観測された同時期の日の出時刻に基づいて、予想される発電時刻を算出する。過去の所定期間にわたる日の出時刻を平均してもよい（図３の（Ｃ）参照）。
（３）外部ネットワークから取得した天気情報に基づき、予想される発電時刻を算出する（図３の（Ｄ）参照）。
【００６６】
ところで、太陽光パネルＰＮは、日が照り始めた直後から発電するわけではなく、日が照り始めてから実際に発電が開始するまで若干の時間を要すると考えられる。そこで、容量制御部１３５は、ステップＳ７０２の「発電開始予定時刻」を、記憶部１２０に格納された情報に基づき算出した時刻に、たとえば１時間を加算して算出する。
【００６７】
［実施形態の効果］
上記のように、実施形態の蓄電システムは、蓄電装置（蓄電池５０）と、制御装置（パワーコンディショナ１００）と、を具備する。蓄電装置は、自然エネルギーに基づいて発電装置（太陽光パネルＰＮ）が生成した電力を蓄える。制御装置は、蓄電装置の放電および充電を制御し、停電時には蓄電装置を自立放電させる。制御装置は、検出部（蓄電残量検知部１３３）と、制御部（容量制御部１３５）と、を具備する。検出部は、蓄電装置の蓄電残量を検出する。制御部は、発電装置の動作態様に基づき、蓄電装置の蓄電残量に関する閾値を動的に設定し、停電時に、検出した蓄電残量が閾値未満である場合に、蓄電装置の自立放電を停止して待機状態にする。このため、蓄電システムは、発電装置の動作態様に応じて蓄電装置に残しておく蓄電残量を動的に設定して、蓄電装置の自立放電を制御することができる。このため、実施形態に係る蓄電システムは、停電時に、蓄電装置および発電装置を有効活用することができる。
【００６８】
また、実施形態の蓄電システムが具備する制御部は、閾値を、制御部が蓄電装置の自立放電を停止する時刻および発電装置による発電開始時刻に応じて動的に設定する。このため、蓄電システムは、たとえば、夜間に停電が発生した場合には、翌日に発電装置による発電が開始すると予測される時間まで蓄電装置が正常に動作できるよう、蓄電装置に残す蓄電残量を決定することができる。
【００６９】
また、実施形態の蓄電システムが具備する制御部は、発電装置による発電開始時刻を、少なくとも、自立放電を停止する日時、発電装置による過去の発電履歴および気象情報のいずれか１つに応じて決定することにより、閾値を動的に設定する。このため、蓄電システムは、夜間に自立放電を停止する場合、昼間に自立放電を停止する場合等、場合に応じて蓄電装置に残す蓄電残量を決定することができる。また、蓄電システムは、過去の発電履歴に応じて、蓄電装置に残す蓄電残量を決定できるため、実際の発電装置の性能に応じて蓄電残量を決定できる。また、蓄電システムは、気象情報に応じて蓄電装置に残す蓄電残量を決定することができるため、高い確実度で蓄電装置の正常な動作の継続を維持することができる。
【００７０】
［変形例１−蓄電池５０への充電の調整］
蓄電システム１は、通常動作時には予め太陽光パネルＰＮが生成した電力を蓄電池５０へ充電する時間帯（連携時間帯）が設定されていてもよい。この場合、蓄電システム１は、停電時には、連携時間帯以外の時間帯でも蓄電池５０への充電を実行できるように設定する。また、蓄電システム１は、通常動作時には蓄電池５０への充電を実行する場合の条件として、太陽光パネルＰＮによる発電量が所定値を上回ることを要求してもよい。この場合、蓄電システム１は、停電時には、通常動作時の条件として設定された所定値以下の発電量であっても太陽光パネルＰＮから蓄電池５０への充電を実行できるように設定する。また、蓄電システム１に、太陽光パネルＰＮの発電容量を予め設定しておき、当該発電容量に基づいて、通常動作時の充電条件としての所定値と、停電時の充電条件としての所定値を設定してもよい。この場合、停電時の充電条件としての所定値は、通常動作時の充電条件としての所定値よりも低く設定する。
【００７１】
また、実施形態の蓄電システムが具備する制御部（容量制御部１３５）は、発電装置（太陽光パネルＰＮ）の発電量が所定の閾値以上である場合に蓄電装置（蓄電池５０）への充電を実行する。そして、制御部（容量制御部１３５）は、停電中の蓄電装置の自立放電の停止中は、停電していないときの閾値よりも低い閾値に基づき、発電装置から蓄電装置への充電を実行する。このため、発電装置による発電量が多くない場合でも、蓄電装置への充電を実行することができる。このため、蓄電システムは、停電時に、発電装置と蓄電装置とを有効に連携させて電力を利用することができる。
【００７２】
また、実施形態の蓄電システムが具備する制御部は、発電装置による発電容量に応じて所定の閾値を設定し、発電装置の発電量が設定した閾値以上である場合に、蓄電装置に対する充電を実行してもよい。このため、蓄電システムは、発電装置の発電容量を考慮して、通常時および停電時の充電を実行することができ、停電時に、蓄電装置へ大量に充電を行うことで、発電装置側に故障が生じることを防止することができる。
【００７３】
［変形例２−太陽光発電以外への応用］
上記実施形態においては太陽光を用いて発電を行う発電装置を使用する場合について説明した。これに限らず、例えばガス、風力、水力等の他の自然エネルギーを用いて発電する蓄電システムの場合であっても、上記実施形態と同様に、将来の発電のタイミングを過去の発電状況に基づいて予測し、電源制御を実行することができる。
【００７４】
以上説明したとおり、上記実施形態によれば、停電時に、蓄電装置および発電装置を有効活用することができる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１  蓄電システム
５０  蓄電池
１００  パワーコンディショナ
１１０  通信部
１２０  記憶部
１２１  電源情報記憶部
１２２  発電時刻記憶部
１２３  設定容量記憶部
１３０  制御部
１３１  商用電源検知部
１３２  発電検知部
１３３  蓄電残量検知部
１３４  情報取得部
１３５  容量制御部
１３６  警告部
１３７  計時部
２００  コントローラ
２１０  出力部
２２０  入力部
ＢＸ  接続箱
ＣＰ  商用電源
ＤＰ  分電盤
ＨＭ  住宅
ＬＤ  電気機器（負荷）
ＭＴ  電力メータ
ＰＮ  太陽光パネル
【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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