(57)【要約】【課題】蓄電池容量を抑制することができる太陽エネルギー利用システムを提供する。【解決手段】太陽光を利用して発電可能な発電部１０と、発電部１０の熱を集熱可能な集熱部と、を具備し、太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能なシステム１であって、電力を充電することが可能な蓄電池８０と、システム１を運転するために使用される集熱ポンプ４０、出湯ポンプ６０及び制御回路９０と、発電部１０において発電された電力を、蓄電池８０に充電した後に、当該蓄電池８０から前記負荷の一部である出湯ポンプ６０及び制御回路９０に供給する第一系統と、発電部１０において発電された電力を、蓄電池８０に充電することなく、前記負荷の一部であり前記第一負荷とは異なる集熱ポンプ４０に供給する第二系統と、を具備し、自立運転が可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を利用して発電可能な発電部と、
前記発電部の熱を集熱可能な集熱部と、
を具備し、
太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能な太陽エネルギー利用システムであって、
電力を充電することが可能な蓄電池と、
前記太陽エネルギー利用システムを運転するために使用される負荷と、
前記発電部において発電された電力を、前記蓄電池に充電した後に、当該蓄電池から前記負荷の一部である第一負荷に供給する第一系統と、
前記発電部において発電された電力を、前記蓄電池に充電することなく、前記負荷の一部であり前記第一負荷とは異なる第二負荷に供給する第二系統と、
を具備し、自立運転が可能であることを特徴とする太陽エネルギー利用システム。
【請求項２】
熱を蓄えることが可能な蓄熱槽をさらに具備し、
前記第二負荷は、
前記集熱部と前記蓄熱槽との間で伝熱媒体を循環させ、前記集熱部の熱を前記蓄熱槽に蓄えるポンプである、
請求項１に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項３】
前記蓄電池の充電量が所定の閾値未満である場合には、
前記蓄電池から前記第一負荷への電力の供給が停止される、
請求項２に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項４】
前記蓄電池から前記第一負荷への電力の供給が停止された状態で、前記発電部において発電がなされた場合には、前記ポンプへと電力を供給して当該ポンプを動作させると共に、前記ポンプで使用しきれなかった余剰電力を前記蓄電池へと充電させる、
請求項３に記載の太陽エネルギー利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能な太陽エネルギー利用システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能な太陽エネルギー利用システム（ハイブリッドシステム）の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１には、太陽光を利用して発電可能な太陽電池パネル（発電部）及び当該太陽電池パネルの熱を集熱することが可能な集熱部を有するハイブリッドパネルと、伝熱媒体を蓄える蓄熱槽と、集熱部と蓄熱槽との間で伝熱媒体を循環させるポンプと、を具備する太陽光熱利用システム（太陽エネルギー利用システム）の技術が開示されている。
【０００４】
このような技術においては、太陽光を利用して発電された電力を利用することができると共に、伝熱媒体を介して集熱部から蓄熱槽へと運び出された熱（太陽熱や発電により発生した熱）を利用することができる。
【０００５】
また、特許文献１には、他の実施の形態として、ハイブリッドパネル（発電部）において発電された電力を蓄電池に充電する例が開示されている。このように構成することによって、消費しきれない電力（余剰電力）を無駄にすることなく利用することができる。
【０００６】
さらに、このような太陽エネルギー利用システムの応用例として、上述の如く蓄電池に充電された電力を用いて当該太陽エネルギー利用システムを運転する構成が考えられる。具体的には、蓄電池に充電された電力を用いてポンプや当該太陽エネルギー利用システムの制御回路等を運転する。これによって、自立運転が可能（外部からの電力の供給が不要）な太陽エネルギー利用システムを構築することができる。
【０００７】
しかしながら、上述の如く単純に蓄電池を用いて自立運転を可能とした太陽エネルギー利用システムでは、当該太陽エネルギー利用システムを運転させるための全ての電力が一旦蓄電池に充電されるため、容量の大きな蓄電池が必要になり、ひいてはコストが増加する点で不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−６４８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、蓄電池容量を抑制することができる太陽エネルギー利用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】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、太陽光を利用して発電可能な発電部と、前記発電部の熱を集熱可能な集熱部と、を具備し、太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能な太陽エネルギー利用システムであって、電力を充電することが可能な蓄電池と、前記太陽エネルギー利用システムを運転するために使用される負荷と、前記発電部において発電された電力を、前記蓄電池に充電した後に、当該蓄電池から前記負荷の一部である第一負荷に供給する第一系統と、前記発電部において発電された電力を、前記蓄電池に充電することなく、前記負荷の一部であり前記第一負荷とは異なる第二負荷に供給する第二系統と、を具備し、自立運転が可能であるものである。
【００１２】
請求項２においては、熱を蓄えることが可能な蓄熱槽をさらに具備し、前記第二負荷は、前記集熱部と前記蓄熱槽との間で伝熱媒体を循環させ、前記集熱部の熱を前記蓄熱槽に蓄えるポンプであるものである。
【００１３】
請求項３においては、前記蓄電池の充電量が所定の閾値未満である場合には、前記蓄電池から前記第一負荷への電力の供給が停止されるものである。
【００１４】
請求項４においては、前記蓄電池から前記第一負荷への電力の供給が停止された状態で、前記発電部において発電がなされた場合には、前記ポンプへと電力を供給して当該ポンプを動作させると共に、前記ポンプで使用しきれなかった余剰電力を前記蓄電池へと充電させるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、発電部からの電力を、蓄電池を介さずに負荷の一部（第二負荷）へと供給することで、当該蓄電池の容量を抑制することができる。これによって、太陽エネルギー利用システムのコストの削減を図ることができる。
【００１７】
請求項２においては、ポンプを駆動させる必要がある時間帯と、発電部において発電される時間帯が概ね一致するため、当該発電部において発電された電力を蓄電池を介さずにポンプへと供給することで、当該蓄電池の容量を抑制することができる。
【００１８】
請求項３においては、ポンプ以外の負荷への電力の供給を停止することで消費電力を抑え、自立運転の維持を図りながら、発電部の温度上昇を抑制し、高温による当該発電部の不具合の発生を防止することができる。また、発電部の温度上昇に伴う発電効率の低下を防止することができる。
【００１９】
請求項４においては、発電部の温度上昇を抑制し、高温による当該発電部の不具合の発生を防止しながら、蓄電池に電力を充電することができる。また、発電部の温度上昇に伴う発電効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る太陽エネルギー利用システムの構成（流体の流れに関するもの）を示した模式図。
【図２】同じく、太陽エネルギー利用システムの構成（電力の供給に関するもの）を示した模式図。
【図３】太陽エネルギー利用システムにおける発電電力と、自立運転に必要な消費電力を示した図。
【図４】太陽エネルギー利用システムの制御態様（通常運転）を示したフローチャート。
【図５】太陽エネルギー利用システムの制御態様（保護運転）を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図１から図３までを用いて、本発明に係る太陽エネルギー利用システムの実施の一形態である太陽エネルギー利用システム（以下、単に「システム」と記す）１について説明する。
【００２２】
システム１は、住宅等に設けられるものであり、太陽エネルギー（太陽光や太陽熱）を利用して発電された電力や集熱された熱を当該住宅で使用するためのものである。システム１は、主として発電部１０、集熱部２０、蓄熱槽３０、集熱ポンプ４０、熱交換器５０、出湯ポンプ６０、給湯設備７０、蓄電池８０、制御回路９０及び主制御装置１００を具備する。
【００２３】
まず、図１を用いて、システム１における伝熱媒体及び水（湯）の流通に関する構成について説明する。
【００２４】
発電部１０は、太陽光を利用して発電するものである。発電部１０は、略平板状に形成された太陽電池パネル等により構成される。発電部１０は、例えば住宅の屋根の上等の日当たりの良い場所に設置される。発電部１０は、太陽光の日射量や当該発電部１０の状態（例えば、当該発電部１０の温度）等に応じた量の電力を発電することができる。
【００２５】
また、発電部１０の裏面（太陽と対向しない側の面）には、当該発電部１０の裏面の温度を検出することが可能な裏面温度センサ１１が設けられる。
【００２６】
集熱部２０は、発電部１０の熱を集熱するものである。集熱部２０は、略平板状に形成された透明多孔室断熱材及び選択吸収膜等により構成される。集熱部２０は、発電部１０の裏面と対向して配置され、当該発電部１０と略一体的に形成される。集熱部２０の内部には、不凍液等の伝熱媒体が流通可能な配管（不図示）が配設される。集熱部２０は、前記配管を流通する伝熱媒体により、発電部１０の熱（具体的には、太陽光を受けたことによる太陽熱や、発電により発生した熱）を集熱することができる。
【００２７】
蓄熱槽３０は、熱を蓄えるためのものである。蓄熱槽３０は、伝熱媒体を保温した状態で貯溜することができる。蓄熱槽３０は、集熱配管３１を介して集熱部２０と接続され、伝熱媒体は当該集熱配管３１を介して集熱部２０と蓄熱槽３０との間を循環することができる。
【００２８】
また、蓄熱槽３０には、当該蓄熱槽３０内（蓄熱槽３０に貯溜された伝熱媒体）の温度を検出することが可能な蓄熱槽内温度センサ３２が設けられる。蓄熱槽内温度センサ３２は、蓄熱槽３０の下部に設けられ、特に蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体（すなわち、蓄熱槽３０内で比較的低温な伝熱媒体）の温度を検出することが可能である。
【００２９】
集熱ポンプ４０は、本発明に係るポンプ及び負荷（第二負荷）の実施の一形態である。集熱ポンプ４０は、集熱部２０と蓄熱槽３０との間で伝熱媒体を循環させるためのものである。集熱ポンプ４０は集熱配管３１の中途部に設けられ、集熱配管３１内の伝熱媒体を圧送することによって当該伝熱媒体を集熱部２０と蓄熱槽３０との間で循環させることができる。
【００３０】
熱交換器５０は、伝熱媒体の熱を水へと伝えるためのものである。熱交換器５０は、循環配管５１を介して蓄熱槽３０と接続され、伝熱媒体は当該循環配管５１を介して蓄熱槽３０と熱交換器５０との間を循環することができる。
【００３１】
出湯ポンプ６０は、本発明に係る負荷（第一負荷）の実施の一形態である。出湯ポンプ６０は、蓄熱槽３０と熱交換器５０との間で伝熱媒体を循環させるためのものである。出湯ポンプ６０は循環配管５１の中途部に設けられ、循環配管５１内の伝熱媒体を圧送することによって当該伝熱媒体を蓄熱槽３０と熱交換器５０との間で循環させることができる。
【００３２】
給湯設備７０は、住宅（例えば、浴室の浴槽等）に湯を供給するためのものである。給湯設備７０には給湯管７１が接続される。給湯管７１は、上水を給湯設備７０へと案内するものであり、その中途部が熱交換器５０を通過するように配設される。
【００３３】
次に、図２を用いて、システム１における電力の供給に関する構成について説明する。
【００３４】
発電部１０には、当該発電部１０において発電された電力を検出する電力センサ１２が設けられる。また、発電部１０はＭＰＰＴ１３に接続される。ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｅｒ）１３は、発電部１０の出力電力が最大になるような最適な制御を行うことができる制御装置（最大電力点追従制御装置）である。ＭＰＰＴ１３は、発電部１０において発電された電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を介して集熱ポンプ４０へと供給すると共に、蓄電池８０へと供給することが可能である。
【００３５】
蓄電池８０は、電力を蓄える（充電する）ことが可能なものである。蓄電池８０は、ＭＰＰＴ１３から供給される電力を充電することができる。また蓄電池８０は、充電された電力を、ＤＣ／ＡＣコンバータ９１を介して制御回路９０へと供給すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１を介して出湯ポンプ６０へと供給することが可能である。
【００３６】
制御回路９０は、本発明に係る負荷（第一負荷）の実施の一形態である。制御回路９０は、システム１を運転するために用いられるものである。例えば、当該制御回路９０によって、出湯ポンプ６０の動作が制御される（図１参照）。
【００３７】
以上の如く、本実施形態に係るシステム１は、発電部１０からの電力が一旦蓄電池８０に充電された後に出湯ポンプ６０及び制御回路９０へと供給される電力系統（第一系統）と、発電部１０からの電力が蓄電池８０に充電されることなく集熱ポンプ４０へと供給される電力系統（第二系統）と、を具備する。
【００３８】
次に、図１を用いて、システム１の制御に関する構成について説明する。
【００３９】
主制御装置１００は、システム１の運転を制御するためのものである。主制御装置１００は、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部、ＣＰＵ等の演算処理部等により構成される。
【００４０】
主制御装置１００は裏面温度センサ１１と電気的に接続され、当該裏面温度センサ１１から出力された検出結果を取得することができる。
主制御装置１００は蓄熱槽内温度センサ３２と電気的に接続され、当該蓄熱槽内温度センサ３２から出力された検出結果を取得することができる。
主制御装置１００は電力センサ１２と電気的に接続され（図示は省略）、当該電力センサ１２から出力された検出結果を取得することができる。
【００４１】
主制御装置１００は集熱ポンプ４０と電気的に接続され、当該集熱ポンプ４０の動作を制御することができる。
主制御装置１００は制御回路９０と電気的に接続され、当該制御回路９０の動作を制御することができる。
【００４２】
主制御装置１００は蓄電池８０と電気的に接続され（図示は省略）、当該蓄電池８０の動作（充放電）を制御することができる。また、主制御装置１００は、当該蓄電池８０に充電されている電力量（残容量）を取得することができる。
【００４３】
なお、主制御装置１００は、発電部１０や蓄電池８０から供給される電力（不図示）によって運転することが可能である。また、本実施形態においては主制御装置１００を独立した部材として示したが、例えばＭＰＰＴ１３や制御回路９０、蓄電池８０を制御する制御部等を兼ねるように構成することも可能である。
【００４４】
以下では、図１及び図２を用いて、上述の如く構成されたシステム１が運転される様子の概略について説明する。
【００４５】
発電部１０に太陽光が照射されると、当該発電部１０において電力が発電される。当該電力は、図２に示すように、ＭＰＰＴ１３を介して集熱ポンプ４０へと供給可能とされると共に、蓄電池８０に充電される。さらに蓄電池８０に充電された電力は、出湯ポンプ６０及び制御回路９０へと供給可能とされる。このようにシステム１では、発電部１０で発電された電力を、当該システム１を運転するために使用される負荷（集熱ポンプ４０、出湯ポンプ６０及び制御回路９０等）へと供給することで自立運転を可能としている。
【００４６】
また図１に示すように、発電部１０に太陽光が照射されると、当該太陽光による熱（太陽熱）や発電に伴う熱が発生する。当該熱は集熱部２０に集熱され、さらに集熱ポンプ４０によって循環される伝熱媒体によって蓄熱槽３０へと運ばれる（集熱される）。すなわち、蓄熱槽３０には高温になった伝熱媒体が貯溜されることになる。
【００４７】
さらに出湯ポンプ６０が駆動されると、当該出湯ポンプ６０によって循環される伝熱媒体によって、蓄熱槽３０の熱（高温の伝熱媒体）が熱交換器５０へと運ばれる。当該熱交換器５０において、伝熱媒体の熱が給湯管７１を流通してきた上水へと伝えられ、高温になった上水（湯）が給湯設備７０へと供給されることになる。
【００４８】
熱交換器５０において、上水へと熱を伝えて低温になった伝熱媒体は、蓄熱槽３０へと戻され、さらに集熱配管３１を介して再び集熱部２０へと循環される。このように伝熱媒体を循環させることで、集熱部２０から熱を運び出すことができ、ひいては発電部１０の温度上昇を抑制し、高温による当該発電部１０の発電効率の低下や損傷を防止することができる。
【００４９】
ここで、図３には、晴天の日、曇天の日及び雨天の日における発電部１０による発電電力、並びに、ある一日における出湯ポンプ６０を駆動させるために必要な出湯電力、制御回路９０に必要な待機電力及び集熱ポンプ４０を駆動させるために必要な集熱電力を例示している。
【００５０】
上述の如く構成されたシステム１においては、発電部１０から蓄電池８０を介することなく直接集熱ポンプ４０へと電力が供給される。したがって、発電部１０における発電電力が集熱電力を下回ってしまい、集熱ポンプ４０を駆動させることができなくなることが懸念される。
【００５１】
しかし、図３に示すように晴天の日及び曇天の日においては、集熱ポンプ４０が駆動される（集熱電力が発生する）時間帯においては、発電部１０において発電される電力で十分集熱ポンプ４０を駆動させる電力（集熱電力）を賄うことができるため、集熱ポンプ４０が駆動できなくなることはない。
なお、雨天の日における発電部１０による発電電力は集熱電力を下回ることもあるが、雨天時には集熱ポンプ４０を駆動させるための条件（後述する図４のステップＳ１０１からステップＳ１０４まで）が成立しない（例えば、発電部１０の裏面の温度が集熱可能な温度まで上昇しない）ため、そもそも集熱ポンプ４０が駆動されることはなく、意図せず集熱ポンプ４０が駆動できなくなることはない。
【００５２】
以下では、図４及び図５を用いて、システム１の運転の詳細な制御態様について説明する。システム１の運転は、以下のステップＳ１０１からステップＳ１１１までに示す「通常運転」（図４参照）と、ステップＳ１２１からステップＳ１２６までに示す「保護運転」（図５参照）とに分けられる。
【００５３】
まず、図４を用いてシステム１の通常運転における制御態様について説明する。システム１の通常運転とは、発電部１０における発電電力又は蓄電池８０に充電された電力によって、当該システム１の自立運転に必要な電力を十分賄うことが可能な場合の制御態様である。
【００５４】
ステップＳ１０１において、主制御装置１００は、発電部１０における発電電力が５０（Ｗ）以上であるか否かを判定する。
主制御装置１００は、発電部１０における発電電力が５０（Ｗ）以上であると判定した場合、ステップＳ１０２に移行する。
主制御装置１００は、発電部１０における発電電力が５０（Ｗ）未満であると判定した場合、ステップＳ１１１に移行する。
【００５５】
ステップＳ１０２において、主制御装置１００は、発電部１０の裏面の温度が３０（℃）以上であるか否かを判定する。
主制御装置１００は、発電部１０の裏面の温度が３０（℃）以上であると判定した場合、ステップＳ１０３に移行する。
主制御装置１００は、発電部１０の裏面の温度が３０（℃）未満であると判定した場合、ステップＳ１０６に移行する。
【００５６】
ステップＳ１０３において、主制御装置１００は、発電部１０の裏面の温度と蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体の温度との差が１０（℃）以上あるか否か（発電部１０の裏面の温度が、蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体の温度よりも１０（℃）以上高いか否か）を判定する。
主制御装置１００は、当該差が１０（℃）以上あると判定した場合、ステップＳ１０４に移行する。
主制御装置１００は、当該差が１０（℃）未満であると判定した場合、ステップＳ１０６に移行する。
【００５７】
ステップＳ１０４において、主制御装置１００は、蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体の温度が８０（℃）以下であるか否かを判定する。
主制御装置１００は、蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体の温度が８０（℃）以下であると判定した場合、ステップＳ１０５に移行する。
主制御装置１００は、蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体の温度が８０（℃）より高いと判定した場合、ステップＳ１０６に移行する。
なお、本実施形態におけるステップＳ１０４においては、蓄熱槽３０の下部に貯溜された伝熱媒体の温度に基づく判定を行うものとしたが、例えば蓄熱槽３０全体の温度（例えば、上部、下部及び上下中間部の平均温度）に基づいて判定を行っても良い。
【００５８】
ステップＳ１０５において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０を駆動させる。これによって、集熱部２０によって集熱された熱が蓄熱槽３０へと運ばれる（図１参照）。
主制御装置１００は、ステップＳ１０５の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
【００５９】
ステップＳ１０２、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４又は後述するステップＳ１１１から移行したステップＳ１０６において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の駆動を停止させる。これによって、集熱部２０と蓄熱槽３０との間での伝熱媒体の循環が停止する（図１参照）。
主制御装置１００は、ステップＳ１０６の処理を行った後、ステップＳ１０７に移行する。
【００６０】
ステップＳ１０７において、主制御装置１００は、発電部１０で発電され、集熱ポンプ４０で使用されなかった電力（余剰電力）を蓄電池８０に充電させる。
主制御装置１００は、ステップＳ１０７の処理を行った後、ステップＳ１０８に移行する。
【００６１】
ステップＳ１０８において、主制御装置１００は、蓄電池８０に充電された電力を制御回路９０へと放電させる。これによって、当該制御回路９０を用いたシステム１の運転が可能となる。具体的には、本実施形態においては、制御回路９０に電力が供給されることで、出湯ポンプ６０を駆動させることが可能となる。
主制御装置１００は、ステップＳ１０８の処理を行った後、ステップＳ１０９に移行する。
【００６２】
ステップＳ１０９において、主制御装置１００は、給湯の需要があるか否かを判定する。具体的には、住宅の居住者等が図示せぬ操作具を操作し、給湯設備７０への給湯操作がなされたか否かを判定する。主制御装置１００は、給湯設備７０への給湯操作がなされた場合、給湯の需要があると判定する。
主制御装置１００は、給湯の需要があると判定した場合、ステップＳ１１０に移行する。
主制御装置１００は、給湯の需要がないと判定した場合、ステップＳ１０１に移行する。
【００６３】
ステップＳ１０１から移行したステップＳ１１１において、主制御装置１００は、蓄電池８０に充電されている電力量（残容量）が１（ｋＷｈ）以上であるか否かを判定する。
主制御装置１００は、蓄電池８０の残容量が１（ｋＷｈ）以上であると判定した場合、ステップＳ１０６に移行する。
主制御装置１００は、蓄電池８０の残容量が１（ｋＷｈ）未満であると判定した場合、図５のステップＳ１２１（保護運転）に移行する。
【００６４】
以上の如く、システム１の通常運転においては、発電部１０の熱を蓄熱槽３０へと集める（集熱する）ことが可能な状態である（ステップＳ１０１からステップＳ１０４までの条件を満たす）場合、集熱ポンプ４０が駆動され、蓄熱槽３０に熱が蓄えられる。一方、ステップＳ１０１からステップＳ１０４までの条件のいずれかが満たされない場合には、集熱不能な状態であるとして、集熱ポンプ４０の駆動は停止される（ステップＳ１０６）。
また、余剰電力は蓄電池８０に充電され（ステップＳ１０７）、当該蓄電池８０から制御回路９０へと電力が供給される（ステップＳ１０８）。さらに給湯需要に基づいて（ステップＳ１０９）、出湯ポンプ６０が駆動される（ステップＳ１１０）。
【００６５】
次に、図５を用いてシステム１の保護運転における制御態様について説明する。システム１の保護運転とは、発電部１０における発電電力又は蓄電池８０に充電された電力によって、当該システム１の自立運転に必要な電力を賄うことができない場合に、発電部１０の保護を優先するための制御態様である。
【００６６】
図５のステップＳ１２１において、主制御装置１００は、蓄電池８０から制御回路９０への電力の放電を停止させ、制御回路９０の機能を停止させる。
主制御装置１００は、ステップＳ１２１の処理を行った後、ステップＳ１２２に移行する。
【００６７】
ステップＳ１２２において、主制御装置１００は、発電部１０における発電電力が０（Ｗ）より大きいか否か（発電部１０における発電がなされているか否か）を判定する。
主制御装置１００は、発電部１０における発電電力が０（Ｗ）より大きいと判定した場合、ステップＳ１２３に移行する。
主制御装置１００は、発電部１０における発電電力が０（Ｗ）である（発電部１０において発電されていない）場合、ステップＳ１２５に移行する。
【００６８】
ステップＳ１２３において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０を駆動させる。これによって、集熱部２０によって集熱された熱が蓄熱槽３０へと運ばれる（図１参照）。
主制御装置１００は、ステップＳ１２３の処理を行った後、ステップＳ１２４に移行する。
【００６９】
ステップＳ１２４において、主制御装置１００は、発電部１０で発電され、集熱ポンプ４０で使用されなかった電力（余剰電力）を蓄電池８０に充電させる。
主制御装置１００は、ステップＳ１２４の処理を行った後、ステップＳ１２６に移行する。
【００７０】
ステップＳ１２２から移行したステップＳ１２５において、主制御装置１００は、集熱ポンプ４０の駆動を停止させる。これによって、集熱部２０と蓄熱槽３０との間での伝熱媒体の循環が停止する（図１参照）。
主制御装置１００は、ステップＳ１２５の処理を行った後、ステップＳ１２６に移行する。
【００７１】
ステップＳ１２４又はステップＳ１２５から移行したステップＳ１２６において、主制御装置１００は、通常運転への復旧命令が発せられたか否かを判定する。
当該「復旧命令」は、例えば蓄電池８０に充電されている電力量（残容量）が所定値以上になった場合や、住宅の居住者等が図示せぬ操作具（ボタン等）を操作し復旧を命じた場合に発せられたと判断される。
主制御装置１００は、通常運転への復旧命令が発せられたと判定した場合、図４のステップＳ１０１（通常運転）に移行する。
主制御装置１００は、通常運転への復旧命令が発せられていないと判定した場合、ステップＳ１２１に移行する。
【００７２】
以上の如く、システム１の保護運転においては、制御回路９０への電力の供給が停止される（ステップＳ１２１）。これによって、蓄電池８０に充電された電力が、制御回路９０の待機電力や出湯ポンプ６０の駆動のための電力（出湯電力）として過剰に消費され、システム１が自立運転不能になるのを防止することができる。
【００７３】
また、システム１の保護運転においては、発電部１０において発電がなされると（ステップＳ１２２）、集熱ポンプ４０が駆動され、発電部１０の熱が回収されて蓄熱槽３０に蓄えられる。このように、優先して集熱ポンプ４０を駆動させることにより、発電部１０の熱を極力回収し、高温による発電部１０の発電効率の低下や不具合の発生、損傷等を防止することができる。
【００７４】
さらに発電部１０において発電がなされている場合には、集熱ポンプ４０で使用されなかった電力（余剰電力）が蓄電池８０に充電される（ステップＳ１２４）。このような保護運転を、復旧命令が発せられる（ステップＳ１２６）まで継続することによって、発電部１０を保護しながら蓄電池８０に電力を蓄えることができる。
【００７５】
以上の如く、本実施形態に係るシステム１（太陽エネルギー利用システム）は、
太陽光を利用して発電可能な発電部１０と、
発電部１０の熱を集熱可能な集熱部２０と、
を具備し、
太陽光を利用して発電可能であると共に発電に伴って得られる熱を利用可能なシステム１であって、
電力を充電することが可能な蓄電池８０と、
システム１を運転するために使用される集熱ポンプ４０、出湯ポンプ６０及び制御回路９０（負荷）と、
発電部１０において発電された電力を、蓄電池８０に充電した後に、当該蓄電池８０から前記負荷の一部である出湯ポンプ６０及び制御回路９０（第一負荷）に供給する第一系統と、
発電部１０において発電された電力を、蓄電池８０に充電することなく、前記負荷の一部であり前記第一負荷とは異なる集熱ポンプ４０（第二負荷）に供給する第二系統と、
を具備し、自立運転が可能であることを特徴とするものである。
このように構成することにより、発電部１０からの電力を、蓄電池８０を介さずに負荷の一部（集熱ポンプ４０）へと供給することで、当該蓄電池８０の容量を抑制することができる。これによって、システム１のコストの削減を図ることができる。
【００７６】
また、システム１は、
熱を蓄えることが可能な蓄熱槽３０をさらに具備し、
前記第二負荷は、
集熱部２０と蓄熱槽３０との間で伝熱媒体を循環させ、集熱部２０の熱を蓄熱槽３０に蓄える集熱ポンプ４０（ポンプ）である。
このように構成することにより、集熱ポンプ４０を駆動させる必要がある時間帯と、発電部１０において発電される時間帯が概ね一致するため、当該発電部１０において発電された電力を蓄電池８０を介さずに集熱ポンプ４０へと供給することで、当該蓄電池８０の容量を抑制することができる。
【００７７】
また、システム１は、
蓄電池８０の充電量が所定の閾値（１（ｋＷｈ））未満である場合には、
蓄電池８０から前記第一負荷への電力の供給が停止されるものである。
このように構成することにより、集熱ポンプ４０以外の負荷への電力の供給を停止することで消費電力を抑え、自立運転の維持を図りながら、発電部１０の温度上昇を抑制し、高温による当該発電部１０の不具合の発生を防止することができる。また、発電部１０の温度上昇に伴う発電効率の低下を防止することができる。
【００７８】
また、システム１は、
蓄電池８０から前記第一負荷への電力の供給が停止された状態で、発電部１０において発電がなされた場合には、集熱ポンプ４０へと電力を供給して当該集熱ポンプ４０を動作させると共に、集熱ポンプ４０で使用しきれなかった余剰電力を蓄電池８０へと充電させるものである。
このように構成することにより、発電部１０の温度上昇を抑制し、高温による当該発電部１０の不具合の発生を防止しながら、蓄電池８０に電力を充電することができる。また、発電部１０の温度上昇に伴う発電効率の低下を防止することができる。
【００７９】
なお、本実施形態において説明したシステム１の構成は一例であり、本発明に係る太陽エネルギー利用システムは任意に構成することが可能である。その場合、発電部１０の熱を回収し、当該発電部１０を冷却するために必要な負荷（本実施形態の例においては、集熱ポンプ４０）を、発電部１０から直接電力が供給される第二負荷として選定し、その他の負荷を蓄電池８０から電力が供給される第一負荷として選定する。
【００８０】
また、本実施形態において例示した制御態様（図４及び図５に示すフローチャート）は一例であり、本発明の範囲内で任意に設定することが可能である。例えば、発電部１０の熱を蓄熱槽３０へと集める（集熱する）ことが可能な状態であるか否かの判定内容（ステップＳ１０１からステップＳ１０４まで）等、任意に設定することが可能である。
【００８１】
また、本実施形態において例示した具体的な数値（制御で用いた閾値等）は一例であり、本発明の範囲内で任意に設定することが可能である。
【００８２】
また、本発明に係る太陽エネルギー利用システムは、住宅に限らず、種々の施設（集合住宅、商業施設、実験設備等）に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１      システム（太陽エネルギー利用システム）
１０    発電部
２０    集熱部
３０    蓄熱槽
４０    集熱ポンプ（ポンプ、負荷、第二負荷）
６０    出湯ポンプ（負荷、第一負荷）
７０    給湯設備
８０    蓄電池
９０    制御回路（負荷、第一負荷）
１００  主制御装置
【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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