(57)【要約】【課題】夜間沸上運転時の電力購入量を減らすことによりコストを低減する。【解決手段】余剰沸上制御部４０は、翌日における高余剰電力期間の累積値が所定のしきい値であるか否かに基づき、前記累積値がしきい値以上の場合には昼間沸上運転を行うと共に、前記累積値がしきい値未満の場合には前記昼間沸上運転を行わないように、ヒートポンプ装置１９の制御を切り替える。これにより、高余剰電力期間の途中で、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値未満となる期間が挟まったとしても、その前後の、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる期間の累積値が前記しきい値以上となったことで前記昼間沸上運転を行うように切り替えられるので、昼間沸上運転しない無駄が生じるのを防止できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置と、
湯水を貯湯する貯湯タンク、前記湯水の加熱を行う加熱手段を備え、前記加熱手段が前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う貯湯式給湯装置と、
を有する太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムにおいて、
前記太陽光発電装置の発電電力予測値を用いて、特定期間における余剰電力予測値を決定する余剰電力予測手段と、
前記特定期間における、前記貯湯式給湯装置の消費する装置消費電力予測値を決定する装置消費電力予測手段と、
前記特定期間における、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間の累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うように前記加熱手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記累積値が所定のしきい値以上であるか否かに基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記加熱手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム。
【請求項３】
前記特定期間には、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる複数の時間区分が存在しており、
前記制御手段は、
前記複数の時間区分それぞれにおける前記期間の前記累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うように前記加熱手段を制御する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム。
【請求項４】
前記特定期間は、所望日の翌日であり、
前記太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムは、さらに、
前記所望日から前記翌日にわたる所定の夜間帯の開始時刻までの間の所定のタイミングにおいて、前記翌日における前記累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うか否かを判定する判定手段を有し、
前記制御手段は、
前記判定手段の判定結果に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記翌日において前記加熱手段を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム。
【請求項５】
湯水を貯湯する貯湯タンク、及び、前記湯水の加熱を行う加熱手段を備え、太陽光発電装置と連携しつつ、前記加熱手段が前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う太陽光発電装置連携貯湯式給湯装置において、
前記太陽光発電装置の発電電力予測値に基づく、特定期間における余剰電力予測値を取得する余剰電力取得手段と、
前記特定期間における、前記貯湯式給湯装置の消費する装置消費電力予測値を決定する装置消費電力予測手段と、
前記特定期間における、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間の累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うように前記加熱手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする太陽光発電装置連携貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽光発電による電力を用いた沸上運転を行う、太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム及び太陽光発電装置連携貯湯式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムにおいては、特許文献１に記載のように、翌日に予測される太陽光発電装置の余剰電力値が貯湯式給湯装置の消費する装置消費電力予測値以上であれば、翌日昼間帯に太陽光発電電力を用いた沸上運転（以下適宜、昼間沸上運転という）を実行可能と判定し、前記翌日の前日から前記翌日にわたる夜間帯に実行されるシステム外からの購入電力による沸上運転（以下適宜、夜間沸上運転という）での沸上量を減らし、コスト低減を図るものがあった。
【０００３】
この従来技術によれば、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間（以下適宜、「高余剰電力期間」という）が少しでもあれば、当該昼間沸上運転を行うことにして、当該昼間沸上運転による沸上量分の沸上を前記夜間沸上運転から減らすことが考えられる。
【０００４】
しかしながら、前記昼間沸上運転をあまりにも短い時間行うようにすると、かえって非効率となる場合がある。これを回避するためには、特許文献２に記載のように、前記高余剰電力期間がある程度連続する（例えば所定のしきい値以上となる）場合に限定して、当該昼間沸上運転を行うことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４８２８７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記の場合も、比較的長く連続する前記高余剰電力期間の途中で、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値未満となる期間が少しでも挟まると、（実際には前記電力購入の低減によりコスト低減を図れる可能性があるにもかかわらず）昼間沸上運転しない無駄が生じる場合がある、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、太陽光発電装置と、湯水を貯湯する貯湯タンク、前記湯水の加熱を行う加熱手段を備え、前記加熱手段が前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う貯湯式給湯装置と、を有する太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムにおいて、前記太陽光発電装置の発電電力予測値を用いて、特定期間における余剰電力予測値を決定する余剰電力予測手段と、前記特定期間における、前記貯湯式給湯装置の消費する装置消費電力予測値を決定する装置消費電力予測手段と、前記特定期間における、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間の累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うように前記加熱手段を制御する制御手段と、を有するものである。
【０００８】
また、請求項２では、前記制御手段は、前記累積値が所定のしきい値以上であるか否かに基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記加熱手段を制御するものである。
【０００９】
また、請求項３では、前記特定期間には、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる複数の時間区分が存在しており、前記制御手段は、前記複数の時間区分それぞれにおける前記期間の前記累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うように前記加熱手段を制御するものである。
【００１０】
また、請求項４では、前記特定期間は、所望日の翌日であり、前記太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムは、さらに、前記所望日から前記翌日にわたる所定の夜間帯の開始時刻までの間の所定のタイミングにおいて、前記翌日における前記累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うか否かを判定する判定手段を有し、前記制御手段は、前記判定手段の判定結果に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記翌日において前記加熱手段を制御するものである。
【００１１】
また、請求項５では、湯水を貯湯する貯湯タンク、及び、前記湯水の加熱を行う加熱手段を備え、太陽光発電装置と連携しつつ、前記加熱手段が前記貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行う太陽光発電装置連携貯湯式給湯装置において、前記太陽光発電装置の発電電力予測値に基づく、特定期間における余剰電力予測値を取得する余剰電力取得手段と、前記特定期間における、前記貯湯式給湯装置の消費する装置消費電力予測値を決定する装置消費電力予測手段と、前記特定期間における、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間の累積値に基づき、前記太陽光発電装置からの電力により前記沸上運転を行うように前記加熱手段を制御する制御手段と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の請求項１によれば、太陽光発電装置と、貯湯式給湯装置とが備えられている。太陽光発電装置は太陽光を受光して発電を行うことができ、貯湯式給湯装置は、この太陽光発電装置で発電された電力を用いて、加熱手段が貯湯タンク内の湯水を加熱する沸上運転を行うことができる。
【００１３】
このようにして太陽光発電による電力を用いた沸上運転を行う場合、貯湯式給湯装置に供給される電力値（詳細には、例えば、発電電力値から貯湯式給湯装置を除く電気負荷の消費する負荷消費電力値を差し引いた余剰電力値）がある程度大きい必要がある。そこで、前記沸上運転を円滑に行うために、請求項１によれば、余剰電力予測手段と、装置消費電力予測手段とが設けられる。すなわち、余剰電力予測手段は、太陽光発電装置での発電電力値の時間的変動を表す、太陽光発電装置の発電電力予測値を用いて、特定期間（例えば所望日の翌日。以下同様）の１日間における前記余剰電力予測値を決定する。また、装置消費電力予測手段は、前記翌日における、前記貯湯式給湯装置の消費する装置消費電力予測値を決定する。その後、前記余剰電力予測値及び前記装置消費電力予測値に基づき、制御手段により、前記特定期間の昼間帯において前記余剰電力予測値が貯湯式給湯装置が消費する装置消費電力予測値以上となるときに、貯湯式給湯装置による前記沸上運転が実行される。
【００１４】
請求項１によれば、制御手段は、前記特定期間（翌日）における、前記高余剰電力期間（＝前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間）の累積値に基づき、前記加熱手段を制御する。具体的には、例えば前記累積値が所定のしきい値であるか否かに基づき、前記累積値がしきい値以上の場合には前記昼間沸上運転を行うと共に、前記累積値がしきい値未満の場合には前記昼間沸上運転を行わないように、前記加熱手段の制御を切り替える。
【００１５】
これにより、ある程度長い前記高余剰電力が生じ累積値がしきい値以上となったときに前記昼間沸上運転を行うように切り替えられることで、前記のような非効率が生じるのを防止することができる。また、前記のように高余剰電力期間の途中で、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値未満となる期間が挟まったとしても、その前後の、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間の累積値が前記しきい値以上となったことで、前記昼間沸上運転を行うように切り替えられるので、前記のような無駄が生じるのを防止することができる。
【００１６】
以上の結果、翌日の前記昼間沸上運転の沸上量に応じて、夜間帯における沸上量を少なくすることができるので、前記夜間沸上運転時の電力購入量を減らすことができ、コスト低減を図ることができる。
【００１７】
また、請求項２によれば、しきい値との大小に応じて昼間沸上運転の実行・不実行を切り替えることで、前記の非効率や無駄が生じるのを確実に防止できる。
【００１８】
また、請求項３によれば、高余剰電力期間となる複数の時間区分それぞれの累積値に基づき昼間沸上運転の制御が行われることで、前記の非効率や無駄が生じるのを確実に防止できる。
【００１９】
また、請求項４によれば、翌日において昼間沸上運転を実行するか否かを、その前日である前記所望日において判定することにより、翌日の前記昼間沸上運転の実行時にはその沸上量に応じて夜間帯における沸上量を確実に少なくし、前記夜間沸上運転時の電力購入量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムのシステム構成図
【図２】ＨＥＭＳ機器及び制御部の機能ブロック図
【図３】翌日の天気が晴れと予測された場合の、太陽光発電による発電電力量の予測値、及び、電気負荷機器における消費電力量の予測値、の経時挙動を概念的に表すグラフ図
【図４】翌日の天気が雨又は曇り等と予測された場合の、太陽光発電による発電電力量の予測値、及び、電気負荷機器における消費電力量の予測値、の経時挙動を概念的に表すグラフ図
【図５】翌日の日の出直後の早朝から夕方まで晴れとなる間に一時的な曇り又は雨が生じる場合における、貯湯式給湯装置の装置使用電力予測値、及び、余剰電力予測値の一例を、概念的にそれぞれ表したグラフ図
【図６】ＨＥＭＳ機器が実行する制御手順を表すフローチャート図
【図７】制御装置が実行する制御手順の前半部分を表すフローチャート図
【図８】ステップＳ１５の詳細手順を表すフローチャート図
【図９】制御装置が実行する制御手順の後半部分を表すフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の一実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２２】
本実施形態の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システムのシステム構成を図１に示す。なお、図１においては、図示の煩雑防止のために、後述する信号授受のうち一部は図示省略している。図１において、本実施形態の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム１００は、図示しない家屋等の建造物（特定の電力消費設備に相当）に設置されたヒートポンプ式の貯湯式給湯装置１（太陽光発電装置連携貯湯式給湯装置に相当）と、商用電源４９に接続された分電盤２と、前記家屋の屋根等に設置された太陽光発電パネル４、及び、太陽光発電パネル４の発電電力を交流電源に変換するインバータ５を備えた太陽光発電装置３と、前記貯湯式給湯装置１以外の他の負荷を構成する、例えばエアコン等からなる電気負荷機器６（図１中では単に「エアコン」と図示）と、前記家屋の家庭内の電力マネジメントを行うためのＨＥＭＳ（＝Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）機器７と、ネットワーク通信網８と、サーバ９とを有している。
【００２３】
前記ＨＥＭＳ機器７は、貯湯式給湯装置１及び太陽光発電装置３に双方向に通信可能（破線参照。以下同様）に接続されている。これにより、ＨＥＭＳ機器７は、貯湯式給湯装置１の使用状況や太陽光発電装置３の発電電力情報や分電盤２の分岐回路ごとの消費電力量の情報を収集可能となっている。またＨＥＭＳ機器７は、さらに前記ネットワーク通信網８を介し前記サーバ９に接続され、必要な情報を相互にやりとり可能となっている。なお、ＨＥＭＳ機器７が太陽光発電装置３との間の通信により前記発電電力情報を収集するのに代え、ＨＥＭＳ機器７が、分電盤２への発電電力の入力あるいは分電盤２と商用電源４９との間の電力の授受を監視することで、太陽光発電装置３の発電電力情報を収集するようにしても良い。
【００２４】
前記貯湯式給湯装置１は、リモコン装置５０と、湯水を貯湯する貯湯タンク１０と、前記貯湯タンク１０の底部に給水する給水管１１と、前記貯湯タンク１０の頂部から出湯する出湯管１２と、前記給水管１１から分岐した給水バイパス管１３と、前記出湯管１２からの湯と前記給水バイパス管１３からの水を、前記リモコン装置５０によって設定された給湯設定温度になるように混合する混合弁１４と、図示しない給湯端末に給湯する給湯管１５と、給湯流量を検出し対応する検出信号を出力する給湯流量センサ１６と、給湯温度を検出し対応する検出信号を出力する給湯温度センサ１７と、前記貯湯タンク１０内の湯水の貯湯温度を検出し対応する検出信号を出力する貯湯温度センサ１８とを有している。前記貯湯温度センサ１８は、貯湯タンク１０の側面に高さ位置を変えて複数個設けられている。これら複数の貯湯温度センサ１８のそれぞれは、例えば、十分に加熱された状態の湯の温度に対応して予め設定された、所定のしきい値以上の湯水温度を検出したとき、対応する検出信号を制御装置３１へ出力するように構成されている。これにより、前記複数の貯湯温度センサ１８のうち何個のセンサから前記検出信号が出力されているかに基づき、前記制御装置３１は、前記貯湯タンク１０内において十分に加熱された状態となっている湯の量（すなわち貯湯量）を検出することができる。
【００２５】
また、前記貯湯式給湯装置１はさらに、前記貯湯タンク１０内の湯水を沸上目標温度に加熱するヒートポンプ装置１９（加熱手段に相当）を有している。このヒートポンプ装置１９は、冷媒を高温高圧に圧縮搬送する圧縮機２０と、前記高温高圧の冷媒と前記貯湯タンク１０からの水との熱交換を行う水冷媒熱交換器２１と、前記水冷媒熱交換器２１で熱交換後の冷媒を減圧膨張させる膨張弁２２と、外気と低圧冷媒との熱交換を行い低圧冷媒を蒸発させる空気熱交換器２３と、前記空気熱交換器２３へ外気を送風する送風機２４と、前記圧縮機２０から吐出される前記冷媒の温度を検出し対応する検出信号を前記制御装置３１へ出力する吐出温度センサ２５と、外気温度を検出し対応する検出信号を前記制御装置３１へ出力する外気温度センサ３０とを備えている。
【００２６】
また、前記貯湯式給湯装置１はさらに、貯湯式給湯装置１全体の作動を制御する前記制御装置３１と、前記貯湯タンク１０の下部と前記水冷媒熱交換器２１の水側入口とを接続する加熱往き管２６と、水冷媒熱交換器２１の水側出口と前記貯湯タンク１０の上部とを接続する加熱戻り管２７と、前記加熱往き管２６の途中に設けられた加熱循環ポンプ２８と、前記加熱戻り管２７に設けられ検出信号を前記制御装置３１へ出力する沸上温度センサ２９とを有している。なお、前記の加熱往き管２６、加熱戻り管２７、及び加熱循環ポンプ２８により加熱循環回路が構成されている（以下適宜、単に「加熱循環回路２６，２７，２８」という）。
【００２７】
前記のように、本実施形態の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム１００は、太陽光発電装置３と、貯湯式給湯装置１とが備えられている。日照条件が良好な場合、前記太陽光発電装置３は、前記太陽光発電パネル４で太陽光を受光して発電を行うことができ、前記貯湯式給湯装置１は、この太陽光発電装置３で発電された電力を用いて、前記ヒートポンプ装置１９が加熱循環回路２６，２７，２８を介し貯湯タンク１０内の湯水を加熱する沸上運転を行うことができる。このようにして太陽光発電による電力を用いた沸上運転を行う場合、少なくとも発電電力値がある程度大きい（詳細には、貯湯式給湯装置１に供給される電力値、すなわち、発電電力値から貯湯式給湯装置１を除く前記電気負荷機器６の消費する負荷使用電力値を差し引いた余剰電力値がある程度大きい。後述）必要がある。そこで、前記沸上運転を円滑に行うために、太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム１００には、前記ＨＥＭＳ機器７及び前記制御装置３１に、図２に示す各機能部が設けられている。
【００２８】
すなわち、図２に示すように、前記ＨＥＭＳ機器７には、気象情報取得部３２Ａと、発電電力予測部３２Ｂと、負荷使用電力予測部３２Ｃと、装置使用電力予測部３２Ｄと、余剰電力予測部３２Ｅとが設けられている。また前記制御装置３１には、余剰沸上時間帯設定部３３Ａと、余剰沸上判定部３３Ｂと、余剰沸上時間区分決定部３３Ｃと、余剰沸上制御部４０と、余剰沸上容量算出部３７と、使用湯量学習部３４と、必要熱量決定部３５と、夜間沸上容量算出部３６と、補正夜間沸上容量算出部３８と、夜間沸上制御部３９と、昼間沸増制御部４２とが設けられている。また、これら各機能部の、ＨＥＭＳ機器７及び制御装置３１における割り当て（配分）は、図示の例に限られず、例えばＨＥＭＳ機器７と制御装置３１との間の通信内容を充実化することで、ＨＥＭＳ機器７に設けられている前記の各機能部３２Ａ〜３２Ｅのうち一部の機能を制御装置３１に設けた構成としても良いし、逆に、制御装置３１に設けられている前記の各機能部３３Ａ〜３３Ｃ，３４〜４０，４２のうちの一部の機能をＨＥＭＳ機器７に設けた構成としても良い。
【００２９】
前記気象情報取得部３２Ａは、例えばサーバ９から発せられる気象情報（例えば天気予報情報や日照時間情報等）を取得する。なお、サーバ９以外の適宜の箇所から公知情報としての気象情報を取得しても良い。
【００３０】
前記発電電力予測部３２Ｂは、太陽光発電装置３から取得済みの、過去所定期間において時間変動した単位時間ごとの発電電力量と、前記気象情報取得部３２Ａで取得された気象情報とに基づき、決定対象となる特定期間（この例では、例えば後述の図６〜図９に示すフローによる制御手順が実行される所望の日の翌日の１日間。以下適宜、単に「翌日」という）での、時間変動する前記太陽光発電装置３の発電電力挙動における単位時間ごとの発電電力予測値を決定（算出）する。
【００３１】
前記負荷使用電力予測部３２Ｃは、前記分電盤２から取得済みの、前記建造物におけるエアコン等の前記電気負荷機器６の過去所定期間の単位時間ごとの消費電力量に基づき、前記翌日での、当該電気負荷機器６の単位時間ごとの消費電力を表す負荷使用電力の予測値（時間変動する場合もしない場合も含む）を決定（算出）する。
【００３２】
前記装置使用電力予測部３２Ｄ（装置消費電力予測手段に相当）は、前記貯湯式給湯装置１から取得済みの、当該貯湯式給湯装置１の過去所定期間の単位時間ごとの消費電力量に基づき、前記翌日での当該貯湯式給湯装置１の単位時間ごとの消費電力を表す装置使用電力の予測値（時間変動する場合もしない場合も含む。装置消費電力予測値に相当）を決定（算出）する。
【００３３】
前記余剰電力予測部３２Ｅ（余剰電力予測手段に相当）は、前記発電電力予測部３２Ｂにより決定された前記発電電力予測値と、前記負荷使用電力予測部３２Ｃにより決定された前記負荷使用電力予測値とに基づき（具体的には前記発電電力予測値から前記負荷使用電力予測値を差し引いて）、前記翌日での時間変動する余剰電力挙動における前記建造物における単位時間ごとの余剰電力予測値を決定（算出）する。
【００３４】
前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記余剰電力予測部３２Ｅで決定された前記翌日の単位時間ごとの余剰電力予測値と、前記装置使用電力予測部３２Ｄで決定された前記翌日の単位時間ごとの装置使用電力予測値とに基づき、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる、１つ又は複数（言い替えれば少なくとも１つ）の時間帯（沸上可能時間帯）を決定する。なお、この沸上可能時間帯が、余剰電力予測値が装置消費電力予測値以上となる期間に相当する。
【００３５】
この少なくとも１つの沸上可能時間帯の決定の具体例を、図３を用いて説明する。図３は、横軸に「０：００」，「１：００」，・・，「２３：００」，「２４：００」のように時刻が刻まれる時間軸をかつ縦軸に電力量［ｋＷｈ］を取り、前記翌日における、前記太陽光発電装置３における発電電力量の予測値（発電電力予測部３２Ｂにより予測）、前記電気負荷機器６における前記負荷使用電力予測値（負荷使用電力予測部３２Ｃにより予測）、及び、前記貯湯式給湯装置１における前記装置使用電力予測値（装置使用電力予測部３２Ｄにより予測）、の一例を概念的にそれぞれ表したグラフである。
【００３６】
図３に示すように、この例は、前記気象情報取得部３２Ａで取得された気象情報により前記翌日における天気が晴れであると予測された場合の例である。すなわち、図中の実線による折れ線グラフで示すように、太陽光発電装置３における発電電力量の予測値は、０：００〜６：００までほぼ０［ｋＷｈ］で推移するが、日の出（６：００〜７：００の間）とともに徐々に上昇し、７：００では０．２［ｋＷｈ］、８：００では１．０［ｋＷｈ］、８：３０で１．５［ｋＷｈ］、となり、その後９：００で１．８［ｋＷｈ］、１０：００では２．５［ｋＷｈ］、１１：００での３．２［ｋＷｈ］を経て、１２：００における３．３［ｋＷｈ］でピークを迎える。その後は、太陽光発電装置３における発電電力量は、日の陰りとともに徐々に減少し、１３：００では３．２［ｋＷｈ］、１４：００では２．５［ｋＷｈ］となり、その後１５：００で１．８［ｋＷｈ］、１５：３０で１．５［ｋＷｈ］、１６：００では１．０［ｋＷｈ］、１７：００での０．２［ｋＷｈ］を経て、日の入り（１７：００〜１８：００の間）により１８：００以降はそのまま２４：００までほぼ０［ｋＷｈ］となる。
【００３７】
一方、図中の灰色の棒グラフで示すように、前記電気負荷機器６における負荷使用電力の予測値は、前記翌日の０：００〜２４：００の間、終日、０．５［ｋＷｈ］となっている。この結果、「太陽光発電装置３における発電電力量」−「電気負荷機器６における負荷使用電力量」で表される前記余剰電力の予測値は、図３に示すように、前記翌日の８：００で初めて０．５［ｋＷｈ］が生じ、８：３０で１．０［ｋＷｈ］、９：００で１．３［ｋＷｈ］、１０：００で２．０［ｋＷｈ］、１１：００での２．７［ｋＷｈ］を経て、１２：００における２．８［ｋＷｈ］で最大となる。その後、徐々に減少し、１３：００では２．７［ｋＷｈ］、１４：００では２．０［ｋＷｈ］、１５：００で１．３［ｋＷｈ］、１５：３０で１．０［ｋＷｈ］、１６：００で０．５［ｋＷｈ］となる。
【００３８】
以上のような余剰電力の時間変動に対し、この例では、前記貯湯式給湯装置１が運転されるときの装置使用電力の予測値は、単位時間あたり１［ｋＷｈ］となっている。この結果、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、「余剰電力」≧「貯湯式給湯装置１の装置使用電力」となる、前記余剰電力により前記貯湯式給湯装置１を運転可能な時間帯（沸上可能時間帯）として、８：３０〜１５：３０までの時間帯を設定する。なお、図３中には、一例として、実際に前記貯湯式給湯装置１の沸上運転が、前記沸上可能時間帯のうちの１１：００〜１４：００で実行予定とされた場合を並記して例示している（黒色棒グラフ参照）。
【００３９】
以上のようにして、本実施形態では、気象情報取得部３２Ａが取得した前記翌日１日間の気象情報に対応して発電電力予測部３２Ｂが太陽光発電装置３での発電電力値を決定し、それに基づいて余剰沸上時間帯設定部３３Ａが前記沸上運転を実行可能な発電電力値となる前記沸上可能時間帯を予測することができる。
【００４０】
なお、図３に示した例は、前記したように前記翌日における天気が晴れであると予測された場合の例である。これに対し、例えば前記気象情報取得部３２Ａで取得された気象情報により前記翌日における天気が雨又は曇り等（太陽による日射がほとんどない）と予測された場合の例を図４に示す。この場合、図中の実線による折れ線グラフで示すように、太陽光発電装置３における発電電力量の予測値は、０：００〜８：００までほぼ０［ｋＷｈ］で推移し、日の出に伴ってわずかに上昇するが、９：００で０．１［ｋＷｈ］、１０：００では０．３［ｋＷｈ］、１１：００で０．５［ｋＷｈ］、１２：００での０．６［ｋＷｈ］を経た後の１３：００におけるピークでも０．７［ｋＷｈ］程度に留まる。その後は、太陽光発電装置３における発電電力量は、１４：００で０．６［ｋＷｈ］、１５：００で０．５［ｋＷｈ］、１６：００では０．３［ｋＷｈ］、１７：００で０．１［ｋＷｈ］となり、１８：００以降はそのまま２４：００までほぼ０［ｋＷｈ］となる。この結果、「太陽光発電装置３における発電電力量」−「電気負荷機器６における負荷使用電力量」で表される前記余剰電力の予測値は、図４に示すように、前記翌日の１２：００〜１４：００までの間でわずかに生じる程度であり、その最大値も０．２［ｋＷｈ］程度に留まる。このような場合、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａでは、「余剰電力」≧「貯湯式給湯装置１の装置使用電力」となる前記沸上可能時間帯を設定することができない。結果として、図４中に示すように、前記貯湯式給湯装置１の沸上運転は、（太陽光発電による電力を用いず）上記商用電源４９からの給電により、通常通り、電力料金単価が安価な夜間帯（この例では２３：００〜７：００）に実行予定とされる（詳細は後述）。
【００４１】
ところで、翌日の昼間帯における沸上運転を実行する場合には、当該昼間帯での沸上運転（以下適宜、昼間沸上運転という）による沸上量の分、所望日〜前記翌日にわたる前記夜間帯に通常の手法（システム外から電力購入して使用）により実行される沸上運転（以下適宜、夜間沸上運転という）による沸上量を減らし、コスト低減を図ることができる。
【００４２】
したがって、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる期間（以下適宜、「高余剰電力期間」という。前記沸上可能時間帯の期間）が少しでもあれば、当該昼間沸上運転を行うことにして、当該昼間沸上運転による沸上量分の沸上を前記夜間沸上運転から減らすことが考えられる。しかしながら、あまりにも短い時間で昼間沸上運転を行うようにすると、かえって非効率となる場合がある。
【００４３】
これを回避するために、前記高余剰電力期間がある程度連続する（例えば所定のしきい値以上となる）場合に限定して、当該昼間沸上運転を行うことが考えられる。しかしながらこの場合も、比較的長く連続する前記高余剰電力期間の途中で、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値未満となる期間が少しでも挟まると、（実際には前記電力購入の低減によりコスト低減を図れる可能性があるにもかかわらず）昼間沸上運転しない無駄が生じる場合がある。
【００４４】
そこで、本実施形態によれば、前記図２に示すように、余剰沸上判定部３３Ｂと、余剰沸上時間区分決定部３３Ｃとが設けられる。前記余剰沸上判定部３３Ｂ（判定手段に相当）は、所望日から前記翌日にわたる所定の夜間帯の開始時刻までの間の所定のタイミング（例えば夜間帯の開始時刻）において、前記翌日における、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる期間（沸上可能時間帯の期間。高余剰電力期間）の累積値に基づき、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うか否かを判定する。このとき、複数の高余剰電力期間（複数の時間区分に相当）が決定されている場合には、前記余剰沸上判定部３３Ｂは、前記複数の高余剰電力期間それぞれの前記累積値に基づいて判定する。具体的には、余剰沸上判定部３３Ｂは、前記累積値が予め決定してある所定のしきい値（例えば３時間）以上であるか否かに基づき、前記累積値がしきい値以上の場合には前記昼間沸上運転を行うと判定し、前記累積値がしきい値未満の場合には前記昼間沸上運転を行わないと判定する。
【００４５】
そして、余剰沸上時間区分決定部３３Ｃは、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより前記昼間沸上運転を行うと判定された場合には、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａにより決定された前記少なくとも１つの沸上可能時間帯を包含する時間帯のうちから、その時間帯において前記沸上運転を行える時間長さが予め決定してある所定値（例えば３時間）以上となる時間区分を、前記翌日において前記太陽光発電装置３からの電力により貯湯式給湯装置１が前記沸上運転を行うべき沸上時間区分として決定する。このような前記時間区分の決定の具体例を、図５を用いて説明する。
【００４６】
図５において、前記図３等と同様、横軸に（前記所望日の）「２３時」、（前記翌日の）「０時」、「１時」、・・、「２１時」、「２２時」のように時刻が刻まれる時間軸を取り、縦軸には電力量［Ｗｈ］を取って、前記貯湯式給湯装置１における前記余剰電力予測値（余剰電力予測部３２Ｅにより予測）、及び、前記装置使用電力予測値（装置使用電力予測部３２Ｄにより予測）の、時間変動の例が示されている。「太陽光発電装置３における発電電力予測値」−「電気負荷機器６における負荷使用電力予測値」で表される前記余剰電力予測値において、図中のプラス側の電力量は前記発電電力予測値が前記負荷使用電力予測値よりも大きい場合を表し、図中のマイナス側の電力量は前記発電電力予測値が前記負荷使用電力予測値よりも小さい場合を表している。
【００４７】
図５に示す例は、前記気象情報取得部３２Ａで取得された気象情報により、前記翌日の日の出直後の早朝から夕方まで晴れとなる一方、その間に一時的な曇り又は雨が生じると予測された場合の例（前記図３、図４に示した例とは異なる別の例）である。この場合、図中の棒グラフで示すように、前記余剰電力予測値は、前記所望日の２３：００で−１０００［Ｗｈ］となった後、前記翌日の０：００で−２０００［Ｗｈ］、１：００で−５００［Ｗｈ］、２：００で−５００［Ｗｈ］、３：００で−１０００［Ｗｈ］、４：００で−１０００［Ｗｈ］、といずれもマイナス側の値で推移する。
【００４８】
その後、前記のように日の出直後の晴天により前記余剰電力予測値は急上昇し、５：００で１０００［Ｗｈ］、６：００で１５００［Ｗｈ］、７：００で（この場合の前記装置使用電力予想値１６００［Ｗｈ］を上回る）２５００［Ｗｈ］、８：００で３０００［Ｗｈ］となってピークを迎える。
【００４９】
しかしながら、一時的な曇り又は雨等により前記余剰電力予測値は急激に減少し、９：００において（この場合の前記装置使用電力予想値１６００［Ｗｈ］を下回る）１５００［Ｗｈ］となる。その後、天候の回復等により前記余剰電力予測値は急激に上昇し、１０：００において（この場合の前記装置使用電力予想値１６００［Ｗｈ］を上回る）２５００［Ｗｈ］となる。
【００５０】
そして、再び一時的な曇り又は雨等により前記余剰電力予測値は急激に減少し、１１：００において（この場合の前記装置使用電力予想値１６００［Ｗｈ］を下回る）１５００［Ｗｈ］となる。その後、天候の回復等により前記余剰電力予測値は急激に上昇し、１２：００において（この場合の前記装置使用電力予想値１６００［Ｗｈ］を上回る）２０００［Ｗｈ］となる。
【００５１】
そして、時間の経過とともに前記余剰電力予測値は緩やかに減少し、１３：００で１８００［Ｗｈ］、１４：００で（この場合の前記装置使用電力予想値１６００［Ｗｈ］を下回る）１２００［Ｗｈ］、１５：００で８００［Ｗｈ］となる。
【００５２】
その後は主に前記電気負荷機器６の使用に伴う負荷使用電力予測値の増大により前記余剰電力予測値はさらに減少し、１６：００には−１０００［Ｗｈ］、１７：００には−２０００［Ｗｈ］、１８：００及び１９：００には−３０００［Ｗｈ］まで低下する。その後、主に前記電気負荷機器６の使用減少によって余剰電力予測値は若干増大し、２０：００、２１：００に−２０００［Ｗｈ］、２２：００に−１０００［Ｗｈ］となっている。
【００５３】
この図５に示すような挙動となる場合、太陽光発電装置３での発電電力による沸上運転が実行可能となる、前述した「余剰電力予測値」≧「装置使用電力予測値」となる沸上可能時間帯は、６：３０頃〜８：３０頃、９：３０頃〜１０：３０頃、１１：３０頃〜１３：３０頃の３つの時間帯となる（図５中太枠破線部参照）。このように、前記高余剰電力期間の途中で前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値未満となる期間が挟まる場合（言い換えると前記高余剰電力期間が連続しない場合）に、前述のように、前記高余剰電力期間がある程度連続する（例えば３時間以上となる）場合に限定して、当該昼間沸上運転を行うようにした場合、実際には前記電力購入の低減によりコスト低減を図れる可能性があるにもかかわらず、昼間沸上運転しない無駄が生じる可能性がある。
【００５４】
そこで本実施形態においては、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより、前記３つの時間帯それぞれの期間の累積値（図５に示す例では５時間）を算出し、当該累積値が予め決定してある所定のしきい値（例えば３時間）以上である場合には前記昼間沸上運転を行うと判定する。そして、前記余剰沸上時間区分決定部３３Ｃにより、前記３つの時間帯を包含する時間帯、すなわち６：３０〜１３：３０までの時間帯のうちから、前記沸上運転を連続して行える時間長さが所定値（この例では３時間）となる時間区分が、沸上運転を行うべき前記沸上時間区分に決定される。
【００５５】
６：３０〜１３：３０までの時間帯においては、時間長さが３時間となる時間区分は、６：３０〜９：３０、７：３０〜１０：３０、８：３０〜１１：３０、９：３０〜１２：３０、１０：３０〜１３：３０の５つの時間区分が考えられるが、図５に示す例では、例えば時間区分内の余剰電力予測値の合計が比較的大きくなる６：３０〜９：３０が前記沸上時間区分に決定されている。なお、沸上時間区分の決定条件はこれに限らず、例えばヒートポンプ装置１９のエネルギー消費効率（ＣＯＰ）が比較的高くなる時間区分を前記沸上時間区分としてもよい。
【００５６】
以上のようにして、高余剰電力期間の途中で前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値未満となる期間が挟まったとしても、その前後の、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値以上となる期間の累積値が前記しきい値以上となったことで、前記昼間沸上運転を行うように切り替えられるので、前記のような無駄が生じるのを防止することができる。以上の結果、翌日の前記昼間沸上運転の沸上量に応じて、夜間帯における沸上量を少なくすることができるので、前記夜間沸上運転時の電力購入量を減らすことができ、コスト低減を図ることができる。なお、前記余剰電力予測値が前記装置消費電力予測値未満となる期間では、買電量が生じることとなるが、その期間においても余剰電力値はゼロではなく、買電量は比較的少なく済む（買電量＝装置使用電力値−余剰電力値）ため、コスト低減効果を確保できる。
【００５７】
その後、前記のようにして余剰沸上時間区分決定部３３Ｃにより決定された前記沸上時間区分は、前記余剰沸上容量算出部３７へと出力される。余剰沸上容量算出部３７は、前記余剰沸上時間区分決定部３３Ｃにより決定された前記沸上時間区分の間で、貯湯式給湯装置１が予め定められた沸上目標温度まで沸き上げることのできる余剰沸上容量を算出する。この算出された余剰沸上容量は、前記補正夜間沸上容量算出部３８へと出力される。なお、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより前記昼間沸上運転を行わないと判定された場合には、前記余剰沸上容量算出部３７による余剰沸上容量の算出は行われない。
【００５８】
一方このとき、前記使用湯量学習部３４には、前記給湯流量センサ１６からの検出信号（前記給湯湯量を表す）と、前記給湯温度センサ１７の検出信号（前記給湯温度を表す）と、給水温度センサ（図示せず）の検出信号（給水温度を表す）とが入力される。使用湯量学習部３４は、入力された前記給湯湯量を、前記給湯温度に対応させつつ所定温度（例えば４３［℃］）の使用湯量に換算し、過去所定期間の日毎の学習湯量として学習する。
【００５９】
前記必要熱量決定部３５は、前記使用湯量学習部３４によって学習された前記過去所定期間の日毎の学習湯量に基づき、前記翌日における必要熱量を決定する。
【００６０】
前記夜間沸上容量算出部３６は、前記必要熱量決定部３５によって決定された前記翌日における必要熱量を前記沸上目標温度と給水温度との温度差で除して、必要容量を算出し、（後述の余剰沸上容量を用いた補正前の）夜間沸上容量とする。このようにして算出された夜間沸上容量は、前記補正夜間沸上容量算出部３８へと出力される。
【００６１】
前記補正夜間沸上容量算出部３８は、前記のようにして前記夜間沸上容量算出部３６により算出された夜間沸上容量（言い替えれば前記翌日の一日間において必要な湯水の量に対応した沸上容量）から、前記のようにして前記余剰沸上容量算出部３７により算出された余剰沸上容量（言い替えれば前記翌日のうち前記沸上時間区分において沸き上げる湯水の量に対応した沸上容量）を差し引いて、（前記翌日の昼間に余剰電力により沸上できない分に相当する）補正夜間沸上容量を算出する。この補正夜間沸上容量は、前記夜間沸上制御部３９へ出力される。なお、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより前記昼間沸上運転を行わないと判定された場合には、前記補正夜間沸上容量算出部３８による補正夜間沸上容量の算出は行われず、前記夜間沸上容量算出部３６により算出された夜間沸上容量が前記夜間沸上制御部３９へと出力される。
【００６２】
前記夜間沸上制御部３９は、前記所望の日から前記翌日にかけての夜間帯（例えば前記所望の日の２３：００〜前記翌日の７：００）において、前記補正夜間沸上容量算出部３８により算出された前記補正夜間沸上容量（前記昼間沸上運転を行わない場合には前記夜間沸上容量算出部３６により算出された夜間沸上容量）を沸き上げるように、前記貯湯式給湯装置１の前記ヒートポンプ装置１９（詳細には、前記圧縮機２０、前記送風機２４、前記加熱循環ポンプ２８等）を制御する。
【００６３】
前記余剰沸上制御部４０（制御手段に相当）は、前記累積値が所定のしきい値以上であるか否か（前記余剰沸上判定部３３Ｂによる判定結果）に基づき、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記ヒートポンプ装置１９を制御する。すなわち、前記余剰沸上制御部４０は、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより前記昼間沸上運転を行うと判定された場合には、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うように前記ヒートポンプ装置１９を制御し、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより前記昼間沸上運転を行わないと判定された場合には、前記太陽光発電装置３からの電力による前記沸上運転を行わない。
【００６４】
具体的には、前記余剰沸上判定部３３Ｂにより前記昼間沸上運転を行うと判定された場合には、前記余剰沸上時間区分決定部３３Ｃにより決定された沸上時間区分が前記余剰沸上制御部４０へと出力されている。前記余剰沸上制御部４０は、前記翌日の前記沸上時間区分（例えば図５の例では前記翌日の６：３０〜９：３０）において、前記余剰電力を用いて前記余剰沸上容量算出部３７により算出された前記余剰沸上容量を沸き上げるように、前記貯湯式給湯装置１の前記ヒートポンプ装置１９（詳細には、前記圧縮機２０、前記送風機２４、前記加熱循環ポンプ２８等）を制御する。
【００６５】
また前記昼間沸増制御部４２は、前記夜間帯以外の昼間帯（例えば７：００〜２３：００）において前記貯湯タンク１０内の湯水の前記貯湯量が予め定められたしきい値以下に減少（前記複数の貯湯式給湯装置温度センサ１８により検出）すると、前記商用電源４９を用いて、所定の昼間沸増容量を沸き上げるように、前記貯湯式給湯装置１の前記ヒートポンプ装置１９（詳細には、前記圧縮機２０、前記送風機２４、前記加熱循環ポンプ２８等）を制御する。なお、前記夜間沸上容量算出部３６において、前記のようにして算出した前記必要容量を貯湯タンク１０の容量と比較し、それらのうち小さい方を前記夜間沸上容量としてもよい（以下、同様）。このとき、前記必要容量が貯湯タンク１０の容量を超えている場合に、前記夜間沸上容量算出部３６で算出された前記夜間沸上容量を前記昼間沸増制御部４２へと入力し（図２中の２点鎖線参照）、前記昼間沸増制御部４２が前記夜間帯に沸き上げられなかった分を昼間沸増容量として算出し、この算出した昼間沸増容量を沸き上げるように前記のような制御を行うようにしても良い。
【００６６】
次に、前記の手法を実現するために、前記ＨＥＭＳ機器７及び前記制御装置３１が実行する制御手順を、図６、図７、図８、及び図９のフローチャートにより説明する。
【００６７】
図６に、前記ＨＥＭＳ機器７が実行する制御手順を示す。図６において、まずステップＳ１１０で、ＨＥＭＳ機器７は、電力料金単価が安価な夜間帯（例えば２３：００〜７：００）の開始時刻（例えば２３：００）となったか否かを判定する。夜間帯開始時刻となるまでは判定が満たされず（Ｓ１１０：ＮＯ）ループ待機し、夜間帯開始時刻となったら判定が満たされ（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に移る。
【００６８】
ステップＳ１２０では、ＨＥＭＳ機器７は、前記気象情報取得部３２Ａにより、サーバ９からの前記気象情報を取得する。なお、気象情報取得部３２Ａが定期的に前記サーバ９から前記気象情報を取得して最新データを適宜の箇所に記憶しておき、このフローが開始されたときに、前記ステップＳ１２０のタイミングで、前記適宜の箇所に記憶されていた気象情報のデータを読み出して用いるようにしてもよい。
【００６９】
その後、ステップＳ１３０に移り、ＨＥＭＳ機器７は、前記発電電力予測部３２Ｂにより、太陽光発電装置３の過去所定期間の単位時間ごとの発電電力量と、前記ステップＳ１２０で取得した気象情報とに基づき、特定期間（この例では前記翌日。以下同様）での前記太陽光発電装置３の単位時間ごとの発電電力予測値を決定（算出）する。
【００７０】
そして、ステップＳ１４０で、ＨＥＭＳ機器７は、前記負荷使用電力予測部３２Ｃにより、前記電気負荷機器６の過去所定期間の単位時間ごとの負荷使用電力量に基づき、前記翌日での、当該電気負荷機器６の単位時間ごとの負荷使用電力予測値を決定（算出）する。
【００７１】
その後、ステップＳ１５０で、ＨＥＭＳ機器７は、前記装置使用電力予測部３２Ｄにより、前記貯湯式給湯装置１の過去所定期間の単位時間ごとの装置使用電力量に基づき、前記翌日での当該貯湯式給湯装置１の単位時間ごとの装置使用電力予測値を決定（算出）する。なお、既に述べたように、前記装置使用電力予測部３２Ｄと同等の機能を、前記貯湯式給湯装置１の前記制御装置３１が備え、前記装置使用電力予測値を決定してもよい。その際、前記制御装置３１自らが自己の消費電力を公知の手法で学習してもよいし、自己の消費電力を一定値として決定してもよい。この場合には、後述のステップＳ１７０では余剰電力予測値のみが制御装置３１へ出力され、また後述の図７のステップＳ１０では、余剰電力予測値のみが制御装置３１により取得される。
【００７２】
そして、ステップＳ１６０に移り、ＨＥＭＳ機器７は、前記余剰電力予測部３２Ｅにより、前記ステップＳ１３０で決定された前記発電電力予測値と、前記ステップＳ１４０で前記電気負荷機器６の単位時間ごとの負荷使用電力予測値とに基づき、前記翌日での前記建造物における単位時間ごとの余剰電力予測値を決定（算出）する。
【００７３】
その後、ステップＳ１７０で、ＨＥＭＳ機器７は、前記ステップＳ１５０で決定した装置使用電力予測値、及び、前記ステップＳ１６０で決定した余剰電力予測値を、制御装置３１へ出力し、このフローを終了する。
【００７４】
図７〜図９に、前記制御装置３１が実行する制御手順を示す。まず図７において、制御装置３１は、太陽光発電装置３での電力に基づく沸上運転を実行するか否かを表すフラグＦｎを０に初期化する。
【００７５】
ステップＳ５では、制御装置３１は、図６の前記ステップＳ１１０と同様、前記夜間帯の開始時刻となったか否かを判定する。夜間帯開始時刻となるまでは判定が満たされず（Ｓ５：ＮＯ）ループ待機し、夜間帯開始時刻となったら判定が満たされ（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０に移る。
【００７６】
ステップＳ１０では、制御装置３１は、前記図６の前記ステップＳ１７０で出力された、前記装置使用電力予測値及び前記余剰電力予測値を取得する（このステップＳ１０が余剰電力取得手段に相当）。その後、ステップＳ１５に移る。
【００７７】
ステップＳ１５では、制御装置３１は、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａにより、前記ステップＳ１０で取得された前記翌日の単位時間ごとの余剰電力予測値、及び、前記翌日の単位時間ごとの装置使用電力予測値、に基づき、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる少なくとも１つの前記沸上可能時間帯を決定する。
【００７８】
ステップＳ１５の詳細手順を図８に示す。図８において、まずステップＳ１５１で、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上であることを表すフラグＦを０に初期化する。
【００７９】
そして、ステップＳ１５２で、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、処理対象とする時刻ｔに、まず昼間帯の開始時刻である７：００をセットする。その後、ステップＳ１５３に移る。
【００８０】
ステップＳ１５３では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記ステップＳ１０で取得した前記余剰電力及び前記装置使用電力の値に基づき、時刻ｔにおける前記余剰電力の予測値が、当該時刻ｔにおける前記装置使用電力の予測値以上であるか否かを判定する。例えば時刻ｔがまだ早い時間であって日射が十分でなく余剰電力の大きさが不足し装置使用電力未満の値である場合はステップＳ１５３の判定が満たされず（Ｓ１５３：ＮＯ）、ステップＳ１５７に移る。
【００８１】
ステップＳ１５７では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記フラグＦが１であるか否かを判定する。後述のステップＳ１５４においてＦ＝１とされるまではＦ＝０のままであることからこの判定が満たされず（Ｓ１５７：ＮＯ）、ステップＳ１５５に移る。
【００８２】
ステップＳ１５５では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記時刻ｔに対し所定の時間偏差△ｔ（余剰電力予測値の単位時間）を加え、ステップＳ１５６に移る。
【００８３】
ステップＳ１５６では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、この時点での処理対象の前記時刻ｔが、昼間帯の終了時刻である２３：００になったか否かを判定する。２３：００に到達しない間は判定が満たされず（Ｓ１５６：ＮＯ）、前記ステップＳ１５３に戻り、同様の手順を繰り返す。
【００８４】
前記のようにしてステップＳ１５３→ステップＳ１５７→ステップＳ１５５→ステップＳ１５６→ステップＳ１５３→・・のような時刻ｔをずらしながらの繰り返しの間に、例えば十分な日射となり余剰電力の大きさが装置使用電力以上となった場合はステップＳ１５３の判定が満たされ（Ｓ１５３：ＹＥＳ）、ステップＳ１５４に移る。
【００８５】
ステップＳ１５４では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記フラグＦを１とする。その後、前記ステップＳ１５５で前記のように時刻ｔに△ｔを加え、ステップＳ１５６に移行する。前記と同様、２３：００に到達しない間はステップＳ１５６の判定が満たされず（Ｓ１５６：ＮＯ）、前記ステップＳ１５３に戻り、同様の手順を繰り返す。こうして余剰電力の大きさが装置使用電力以上となっている間は、ステップＳ１５３→ステップＳ１５４→ステップＳ１５５→ステップＳ１５６→ステップＳ１５３→・・のように時刻ｔをずらしながら同様の流れが繰り返される。
【００８６】
その後、再び日射が不十分となり余剰電力の大きさが装置使用電力未満となるとステップＳ１５３の判定が満たされなくなり（Ｓ１５３：ＮＯ）、前記ステップＳ１５７に移る。この時点では、前記ステップＳ１５４によってフラグＦの値は１になっていることからステップＳ１５７の判定が満たされ（Ｓ１５７：ＹＥＳ）、ステップＳ１５８に移る。
【００８７】
ステップＳ１５８では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、先に前記フラグＦが０から１となったとき（ステップＳ１５３の判定が満たされたとき）から、この時点までの区間を、前記沸上可能時間帯とする。そして、ステップＳ１５９に移る。
【００８８】
ステップＳ１５９では、前記余剰沸上時間帯設定部３３Ａは、前記フラグＦを再び０に戻した後、前記ステップＳ１５５に移って前記のように時刻ｔに△ｔを加え、ステップＳ１５６に移行する。前記と同様、２３：００に到達しない間はステップＳ１５６の判定が満たされず（Ｓ１５６：ＮＯ）、前記ステップＳ１５３に戻り、同様の手順を繰り返す。
【００８９】
以上のようにして、時刻ｔをずらしながら、ステップＳ１５３→ステップＳ１５７→ステップＳ１５８→ステップＳ１５９→ステップＳ１５５→ステップＳ１５６→ステップＳ１５３→・・の繰り返し、若しくは、ステップＳ１５３→ステップＳ１５４→ステップＳ１５５→ステップＳ１５６→ステップＳ１５３→・・の繰り返しを行っている間に、前記時刻ｔが前記２３：００になったら判定が満たされ（Ｓ１５６：ＹＥＳ）、このルーチンを終了して、図７のステップＳ２０へ移行する。
【００９０】
図７に戻り、ステップＳ２０では、制御装置３１は、余剰沸上判定部３３Ｂにより、前記翌日における前記高余剰電力期間の累積値が予め決定してある所定のしきい値（例えば３時間）以上であるか否かを判定する。前記累積値がしきい値未満の場合には判定が満たされず（Ｓ２０：ＮＯ）、直接ステップＳ２５に移る。一方、前記累積値がしきい値以上の場合には判定が満たされ（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２２に移る。
【００９１】
ステップＳ２２では、制御装置３１は、前記フラグＦｎを、太陽光発電装置３での電力に基づく沸上運転を実行することを表す１にする。
【００９２】
ステップＳ２４では、制御装置３１は、前記余剰沸上時間区分決定部３３Ｃにより、前記ステップＳ１５で決定された前記少なくとも１つの沸上可能時間帯を包含する時間帯のうちから、前記沸上運転を行える時間長さが所定値（例えば３時間。以下同様）以上となる時間区分を、前記翌日において前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うべき前記沸上時間区分として決定する。この沸上時間区分の決定は、前記のように、時間区分内の余剰電力予測値の合計値やエネルギー消費効率（ＣＯＰ）等を条件として決定してもよいし、これら以外の条件により決定してもよい。
【００９３】
ステップＳ２５では、制御装置３１は、前記必要熱量決定部３５により、前記使用湯量学習部３４で学習済みの前記過去所定期間の日毎の学習湯量に基づき、平均や標準偏差等を用いた公知の手法を用いて前記翌日における必要熱量を決定（算出）する。なお、この必要熱量は、所定温度（例えば４３［℃］）換算の必要湯量として算出しても良い。
【００９４】
その後、ステップＳ３０で、制御装置３１は、前記必要熱量決定部３５により、前記ステップＳ２５で決定した前記必要湯量と、図示しないステップで取得した外気温度（あるいは前記給水温度等の他の条件でもよい）とから、前記沸上目標温度を決定する。なお、この沸上目標温度は、例えば６５［℃］〜７５［℃］の間でなるべく低く設定されるが、特に前記必要湯量が多い場合や、前記外気温度が低い場合や、前記給水温度が低い場合には（それ以外の場合に比べ）高めに設定される。
【００９５】
そして、ステップＳ３５で、制御装置３１は、前記夜間沸上容量算出部３６により、前記ステップＳ３０で決定された前記必要熱量を前記沸上目標温度と給水温度との温度差で除して前記必要容量に換算し、前記夜間沸上容量とする。なお、このようにして算出した算出した必要容量が前記貯湯タンク１０の容量を超えている場合には、当該貯湯タンク１０の容量を前記夜間沸上容量としても良い。
【００９６】
ステップＳ４０では、制御装置３１は、前記フラグＦｎが、太陽光発電装置３での電力に基づく沸上運転を実行することを表す１であるか否かを判定する。前記フラグＦｎが、太陽光発電装置３での電力に基づく沸上運転を実行しないことを表す０である場合には（Ｓ４０：ＮＯ）、ステップＳ５５に直接移る。一方、前記フラグＦｎが１である場合には（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ４５に移る。
【００９７】
その後、ステップＳ４５で、制御装置３１は、前記余剰沸上容量算出部３７により、前記ステップＳ２４で決定された前記沸上時間区分の間で、貯湯式給湯装置１が、前記ヒートポンプ装置１９の所定の加熱能力の大きさで前記沸上目標温度まで沸き上げることのできる前記余剰沸上容量を算出する。
【００９８】
そして、ステップＳ５０で、制御装置３１は、前記補正夜間沸上容量算出部３８により、前記ステップＳ３５で算出された前記夜間沸上容量から、前記ステップＳ４５で算出された余剰沸上容量を差し引いて、実際に前記夜間帯に沸き上げる前記補正夜間沸上容量を算出する。
【００９９】
その後、ステップＳ５５で、制御装置３１は、前記夜間沸上制御部３９により、前記複数の貯湯温度センサ１８の検出結果に基づき、十分に加熱された状態でお湯とみなせる貯湯量の容量（残湯容量）を算出する。さらにその後のステップＳ６０で、制御装置３１は、前記夜間沸上制御部３９により、前記補正夜間沸上容量から前記残湯容量を減じた値に沸上温度と給水温度の差温を乗じた値を加熱能力で除して沸上時間を算出し、前記ステップＳ５０で算出された前記補正夜間沸上容量を前記夜間帯の終了時刻（例えば７：００）までに沸上完了するのに適切な夜間沸上開始時刻を算出する。
【０１００】
なお、前記フラグＦｎが０である場合には、前記ステップＳ４５及び前記ステップＳ５０は実行されずに、前記ステップＳ６０において、前記夜間沸上制御部３９により、前記ステップＳ３５で算出された前記夜間沸上容量を前記夜間帯の終了時刻（例えば７：００）までに沸上完了するのに適切な夜間沸上開始時刻が算出される。
【０１０１】
そして、図９のステップＳ６２に移り、制御装置３１は、前記夜間沸上制御部３９により、この時点での時刻（現在時刻）がステップＳ６０で算出した夜間沸上開始時刻となったか否かを判定する。夜間沸上開始時刻となるまでは判定が満たされず（Ｓ６２：ＮＯ）ループ待機し、夜間沸上開始時刻となったら判定が満たされ（Ｓ６２：ＹＥＳ）、ステップＳ６４に移る。
【０１０２】
ステップＳ６４では、制御装置３１は、前記夜間沸上制御部３９により、前記貯湯式給湯装置１の前記ヒートポンプ装置１９（詳細には、前記圧縮機２０、前記送風機２４、前記加熱循環ポンプ２８等）を制御し、前記貯湯タンク１０の下部から取り出した水を前記ステップＳ３０で決定した前記沸上目標温度まで加熱して貯湯タンク１０の上部から順次積層させる、夜間沸上運転を開始する。
【０１０３】
その後、ステップＳ６６で、制御装置３１は、前記夜間沸上制御部３９により、前記のようにして夜間沸上運転が行われた後、前記ステップＳ５０で算出した前記補正夜間沸上容量（又は前記ステップＳ３５で算出した前記夜間沸上容量）を沸き上げたことが前記貯湯温度センサ１８により検出された（若しくは運転中の現在時刻が前記夜間帯の終了時刻となった）か否かを判定する。前記補正夜間沸上容量又は前記夜間沸上容量を沸き上げた場合（若しくは前記夜間帯の終了時刻となった場合）は判定が満たされ（Ｓ６６：ＹＥＳ）、夜間沸上運転の完了とみなされて、ステップＳ６８に移る。
【０１０４】
ステップＳ６８では、制御装置３１は、前記夜間沸上制御部３９により、前記ヒートポンプ装置１９を制御し、前記ステップＳ６４で開始した夜間沸上運転を停止する。このとき、貯湯タンク１０の下部には、前記ステップＳ４５で算出した余剰沸上容量と同じ容量だけ、未加熱水が残ることとなる。その後、ステップＳ６９に移る。
【０１０５】
ステップＳ６９では、制御装置３１は、前記ステップＳ４０と同様に、前記フラグＦｎが、太陽光発電装置３での電力に基づく沸上運転を実行することを表す１であるか否かを判定する。前記フラグＦｎが、太陽光発電装置３での電力に基づく沸上運転を実行しないことを表す０である場合には（Ｓ６９：ＮＯ）、ステップＳ９６に直接移る。一方、前記フラグＦｎが１である場合には（Ｓ６９：ＹＥＳ）、ステップＳ７０に移る。
【０１０６】
ステップＳ７０では、制御装置３１は、前記余剰沸上制御部４０により、この時点での時刻（現在時刻）がステップＳ２４で決定した沸上時間区分の開始時刻（余剰沸上開始時刻）となったか否かを判定する。余剰沸上開始時刻となるまでは判定が満たされず（Ｓ７０：ＮＯ）ループ待機し、余剰沸上開始時刻となったら判定が満たされ（Ｓ７０：ＹＥＳ）、ステップＳ７２に移る。
【０１０７】
ステップＳ７２では、制御装置３１は、前記余剰沸上制御部４０により、前記貯湯式給湯装置１の前記ヒートポンプ装置１９（詳細には、前記圧縮機２０、前記送風機２４、前記加熱循環ポンプ２８等）を制御し、前記貯湯タンク１０の下部から取り出した水を前記ステップＳ３０で決定した前記沸上目標温度まで加熱して貯湯タンク１０の上部から順次積層させる、余剰沸上運転を開始する。
【０１０８】
その後、ステップＳ７４で、制御装置３１は、前記余剰沸上制御部４０により、前記のようにして余剰沸上運転が行われた後、ステップＳ４５で算出した前記余剰沸上容量を沸き上げたことが前記貯湯温度センサ１８により検出された（若しくは運転中の現在時刻が前記沸上時間区分の終了時刻となった）か否かを判定する。前記余剰沸上容量を沸き上げた場合（若しくは前記沸上時間区分の終了時刻となった場合）は判定が満たされ（Ｓ７４：ＹＥＳ）、余剰沸上運転の完了とみなされて、ステップＳ７６に移る。
【０１０９】
ステップＳ７６では、制御装置３１は、前記余剰沸上制御部４０により、前記ヒートポンプ装置１９を制御し、前記ステップＳ７２で開始した余剰沸上運転を停止する。このとき、前記したように、前記夜間沸上運転の完了時に貯湯タンク１０の下部に前記余剰沸上容量と同じ容量だけ未加熱水が残っているため、余剰沸上運転の開始までの間に一切給湯されていなくても、当初予測していた余剰電力を全量活用した余剰沸上運転を連続して行うことができる。このようにして余剰沸上運転が完了した後、ステップＳ９６に移る。
【０１１０】
ステップＳ９６では、制御装置３１は、前記昼間沸増制御部４２により、この時点での時刻（現在時刻）が前記昼間帯（例えば７：００〜２３：００）の終了時刻（例えば２３：００）となったか否かを判定する。昼間帯終了時刻となっていれば判定が満たされ（Ｓ９６：ＹＥＳ）、図７に示した前記ステップＳ３に戻り、同様の手順を繰り返す。前記昼間帯終了時刻となっていなければ判定が満たされず（Ｓ９６：ＮＯ）、ステップＳ９２に移る。
【０１１１】
ステップＳ９２では、制御装置３１は、前記昼間沸増制御部４２により、例えば貯湯タンク１０の残湯量が前記最低貯湯量以下になったか否かを最上部の貯湯温度センサ１８が所定の湯切れ危険温度以下にまで低下したか否かで判定する。前記湯切れ危険温度より高い温度であればステップＳ９２の判定が満たされず（Ｓ９２：ＮＯ）、前記ステップＳ９６に戻って同様の手順を繰り返す。前記湯切れ危険温度以下であればステップＳ９２の判定が満たされて（Ｓ９２：ＹＥＳ）湯切れ状態であるとみなされ、ステップＳ９４へ移行する。
【０１１２】
ステップＳ９４では、制御装置３１は、前記昼間沸増制御部４２により、前記ヒートポンプ装置１９を制御し、前記湯切れを解消するための所定時間（例えば１時間）の湯切れ沸増運転を行う。その後、前記ステップＳ９６に戻って同様の手順を繰り返す。
【０１１３】
以上説明したように、本実施形態の太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム１００によれば、太陽光発電装置３と、貯湯式給湯装置１とが備えられている。太陽光発電装置３は太陽光を受光して発電を行うことができ、貯湯式給湯装置１は、この太陽光発電装置３で発電された電力を用いて、ヒートポンプ装置１９が貯湯タンク１０内の湯水を加熱する沸上運転を行うことができる。
【０１１４】
このようにして太陽光発電による電力を用いた沸上運転を行う場合、貯湯式給湯装置１に供給される電力値（詳細には、例えば、発電電力値から貯湯式給湯装置１を除く電気負荷機器６の消費する負荷消費電力値を差し引いた余剰電力値）がある程度大きい必要がある。そこで、前記沸上運転を円滑に行うために、本実施形態によれば、余剰電力予測部３２Ｅと、装置使用電力予測部３２Ｄとが設けられる。すなわち、余剰電力予測部３２Ｅは、太陽光発電装置３での発電電力値の時間的変動を表す、太陽光発電装置３の発電電力予測値を用いて、所望日の翌日の１日間における前記余剰電力予測値を決定する。また、装置使用電力予測部３２Ｄは、前記翌日における、前記貯湯式給湯装置１の消費する装置使用電力予測値を決定する。その後、前記余剰電力予測値及び前記装置使用電力予測値に基づき、余剰沸上制御部４０により、前記翌日の昼間帯において前記余剰電力予測値が貯湯式給湯装置１が消費する装置使用電力予測値以上となるときに、貯湯式給湯装置１による前記沸上運転が実行される。
【０１１５】
このとき、この翌日昼間帯における沸上運転を実行する場合には、前記昼間沸上運転による沸上量の分、前記所望日〜前記翌日にわたる前記夜間帯に通常の手法（システム外から電力購入して使用）により実行される前記夜間沸上運転による沸上量を減らし、コスト低減を図ることができる。
【０１１６】
したがって、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる前記高余剰電力期間が少しでもあれば、当該昼間沸上運転を行うことにして、当該昼間沸上運転による沸上量分の沸上を前記夜間沸上運転から減らすことが考えられる。しかしながら、あまりにも短い時間で昼間沸上運転を行うようにすると、かえって非効率となる場合がある。
【０１１７】
これを回避するために、前記高余剰電力期間がある程度連続する（例えば所定のしきい値以上となる）場合に限定して、当該昼間沸上運転を行うことが考えられる。しかしながらこの場合も、比較的長く連続する前記高余剰電力期間の途中で、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値未満となる期間が少しでも挟まると、（実際には前記電力購入の低減によりコスト低減を図れる可能性があるにもかかわらず）昼間沸上運転しない無駄が生じる場合がある。
【０１１８】
そこで、本実施形態によれば、余剰沸上制御部４０は、前記翌日における、前記高余剰電力期間の累積値に基づき、前記ヒートポンプ装置１９を制御する。具体的には、例えば前記累積値が所定のしきい値であるか否かに基づき、前記累積値がしきい値以上の場合には前記昼間沸上運転を行うと共に、前記累積値がしきい値未満の場合には前記昼間沸上運転を行わないように、前記ヒートポンプ装置１９の制御を切り替える。
【０１１９】
これにより、ある程度長い前記高余剰電力が生じ累積値がしきい値以上となったときに前記昼間沸上運転を行うように切り替えられることで、前記のような非効率が生じるのを防止することができる。また、前記のように高余剰電力期間の途中で、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値未満となる期間が挟まったとしても、その前後の、前記余剰電力予測値が前記装置使用電力予測値以上となる期間の累積値が前記しきい値以上となったことで、前記昼間沸上運転を行うように切り替えられるので、前記のような無駄が生じるのを防止することができる。
【０１２０】
以上の結果、翌日の前記昼間沸上運転の沸上量に応じて、夜間帯における沸上量を少なくすることができるので、前記夜間沸上運転時の電力購入量を減らすことができ、コスト低減を図ることができる。
【０１２１】
また、本実施形態では特に、前記余剰沸上制御部４０は、前記累積値が所定のしきい値以上であるか否かに基づき、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記ヒートポンプ装置１９を制御する。このように、しきい値との大小に応じて昼間沸上運転の実行・不実行を切り替えることで、前記の非効率や無駄が生じるのを確実に防止できる。
【０１２２】
また、本実施形態では特に、前記余剰沸上制御部４０は、前記複数の沸上可能時間帯（高余剰電力期間）それぞれにおける前記期間の前記累積値に基づき、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うように前記ヒートポンプ装置１９を制御する。このように、高余剰電力期間となる複数の時間区分それぞれの累積値に基づき昼間沸上運転の制御が行われることで、前記の非効率や無駄が生じるのを確実に防止できる。
【０１２３】
また、本実施形態では特に、前記制御装置３１は、前記所望日から前記翌日にわたる所定の夜間帯の開始時刻において、前記翌日における前記累積値に基づき、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うか否かを判定する前記余剰沸上判定部３３Ｂを有し、前記余剰沸上制御部４０は、前記余剰沸上判定部３３Ｂの判定結果に基づき、前記太陽光発電装置３からの電力により前記沸上運転を行うか行わないかを切り替えるように、前記翌日において前記ヒートポンプ装置１９を制御する。このように、翌日において昼間沸上運転を実行するか否かを、その前日である前記所望日において判定することにより、翌日の前記昼間沸上運転の実行時にはその沸上量に応じて夜間帯における沸上量を確実に少なくし、前記夜間沸上運転時の電力購入量を減らすことができる。
【０１２４】
なお、本発明は以上の態様に限定されることなく、その趣旨を変更しない範囲で適用可能なものであり、例えば前記ＨＥＭＳ機器７に設けられた各機能部（気象情報取得部３２Ａと、発電電力予測部３２Ｂと、負荷使用電力予測部３２Ｃと、装置使用電力予測部３２Ｄと、余剰電力予測部３２Ｅ、外気温予測部３２Ｆ）のうち少なくとも１つを前記サーバ９に設けても良い。
【０１２５】
また、以上において、図２等の各図中に示す矢印は信号の流れの一例を示すものであり、信号の流れ方向を限定するものではない。
【０１２６】
また、図６〜図９に示すフローチャート図は本発明を上記フローに示す手順に限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１                貯湯式給湯装置（太陽光発電装置連携貯湯式給湯装置）
３                太陽光発電装置
１０              貯湯タンク
１９              ヒートポンプ装置（加熱手段）
３２Ｄ            装置使用電力予測部（装置消費電力予測手段）
３２Ｅ            余剰電力予測部（余剰電力予測手段）
３３Ｂ            余剰沸上判定部（判定手段）
４０              余剰沸上制御部（制御手段）
１００            太陽光発電装置連携貯湯式給湯システム
Ｓ１０            ステップ（余剰電力取得手段）
【図１】
2018165596.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018165596.tif 000007
【図６】
2018165596.tif 000008
【図７】
2018165596.tif 000009
【図８】
2018165596.tif 000010
【図９】
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