(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用して発電する発電手段と、商用電力系統と前記発電手段の少なくとも一方から供給される電力を貯蔵可能な蓄電手段と、から負荷へ電力供給可能なエネルギーマネジメントシステムであって、
前記蓄電手段の充放電を制御する蓄電手段制御部と、
負荷へ供給する電力の優先順位を決定する運転モードを選択する運転モード選択手段と、
該運転モード選択手段により運転モードの選択が行われた場合に、前記蓄電手段制御部に充放電に関する信号を送信する充放電制御手段と、
少なくとも売電量，発電量，消費電力量を含む電力情報の履歴を記憶する電力情報記憶手段と、
少なくとも前記発電手段の発電量と前記負荷の消費電力量とを検出する電力検出手段と、を備え、
前記運転モード選択手段は、前記蓄電手段の放電電力、前記発電手段の発電電力、前記電力系統の系統電力の順で負荷へ電力を供給する売電優先モードと、前記発電手段の発電電力、前記蓄電手段の放電電力、前記電力系統の系統電力の順で負荷へ電力を供給する地産地消モードと、のいずれかの運転モードの選択が可能であり、
前記運転モード選択手段は、前記電力情報記憶手段に記憶された電力情報から該電力情報の所定期間単位の実績を表示可能であり、
前記充放電制御手段は、前記電力検出手段で検出した前記発電量と前記消費電力量とを取得するとともに、前記運転モード選択手段により地産地消モードが選択された場合に、前記発電量と前記消費電力量を比較して、前記発電量が前記消費電力量以上の場合には前記蓄電手段制御部に充電信号を送信し、
前記蓄電手段制御部は、前記充電信号に基づいて前記蓄電手段が充電するよう制御し、かつ前記運転モード選択手段により地産地消モードが選択された場合に前記電力系統からの電力を充電しないよう制御することを特徴とするエネルギーマネジメントシステム。
【請求項２】
前記運転モード選択手段は、ユーザによる運転モードの入力を受け付けることを特徴とする請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項３】
前記充放電制御手段は、前記運転モード選択手段により売電優先モードが選択された場合且つ所定の時間帯の場合に、前記蓄電手段制御部に放電信号を送信し、
前記蓄電手段制御部は、前記放電信号に基づいて前記蓄電手段が放電するよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項４】
前記充放電制御手段は、前記発電量が前記消費電力量より小さい場合には、前記蓄電手段制御部に放電信号及び必要な放電量を送信し、
前記蓄電手段制御部は、前記放電信号及び必要な放電量に基づいて前記蓄電手段が放電するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステムを用いたエネルギーマネジメント方法であって、
前記運転モード選択手段が、前記売電優先モードと前記地産地消モードのいずれかの運転モードの選択を行い、前記充放電制御手段に選択された運転モードを送信する運転モード選択ステップと、
前記充放電制御手段が、前記発電手段の発電量と前記負荷の消費電力量とを取得する電力量取得ステップと、
前記充放電制御手段が、前記運転モード選択手段から受信した運転モードが地産地消モードである場合に、前記発電量と前記消費電力量を比較して、前記発電量が前記消費電力量以上の場合には前記蓄電手段制御部に充放電に関する信号としての充電信号を送信する充放電信号送信ステップと、
前記蓄電手段制御部が、前記充放電制御手段から受信した充放電に関する信号に基づいて前記蓄電手段の充放電の制御を行い、かつ前記運転モード選択手段により地産地消モードが選択された場合に前記電力系統からの電力を充電しないよう制御を行うステップと、
前記充放電制御手段が、前記運転モード選択手段に、前記電力情報記憶手段に記憶された電力情報から該電力情報の所定期間単位の実績を表示させるステップと、を備えたことを特徴とするエネルギーマネジメント方法。
【請求項６】
前記運転モード選択ステップでは、ユーザによる運転モードの入力を受け付けて運転モードの選択を行うことを特徴とする請求項５に記載のエネルギーマネジメント方法。
【請求項７】
前記充放電信号送信ステップでは、前記運転モード選択手段により売電優先モードが選択された場合且つ所定の時間帯の場合に、放電信号を送信することを特徴とする請求項５又は６に記載のエネルギーマネジメント方法。
【請求項８】
前記充放電制御手段は、電気通信回線を介してセンターサーバと接続され、売電量，発電量，消費電力量を含む前記電力情報を前記センターサーバへ送信し、前記電力情報に基づき前記センターサーバが分析した結果としての最適な運転モードを前記センターサーバから受信して出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエネルギーマネジメントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーマネジメントシステム及びエネルギーマネジメント方法に係り、特に、自然エネルギーによる発電システムと電力貯蔵システムとを利用して電力の利用方法の制御を行うエネルギーマネジメントシステム及びエネルギーマネジメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への関心が高まる中、代替エネルギーの確保やクリーンエネルギーの利用が進められている。クリーンエネルギーの利用として、太陽光、水力、風力、地熱等の自然エネルギーを利用した発電システムの普及が広まっており、その導入は特別な設備に限られず、一般住宅等の建物への導入が積極的に進められている。
【０００３】
自然エネルギーによる発電システムを建物に導入する場合、発電設備が発電した電力は、商用電力（電力会社から受電する電力）系統から供給される電力と連系され、負荷へ供給される。自然エネルギーによる発電システムの稼動は自然エネルギー発生量に応じた成り行き運転であるため、自然エネルギーによる発電電力量が建物内の消費電力量を超えると、余剰電力が発生する。この余剰電力は、系統電力側へ逆潮流、すなわち電力会社へ売電することができる。このような自然エネルギーを用いた発電システムとしては、特に太陽電地を用いた太陽光発電システムの普及が進んでいる。
【０００４】
また、昼間電力よりも安価な夜間電力を有効利用するために、蓄電池を用いた電力貯蔵システムを一般住宅等の建物へ導入することも行われている。電力貯蔵システムは、商用電力系統と連系され、電力の消費が少ない夜間に割安な夜間電力を蓄電池に蓄えて、昼間電力の時間帯に蓄電池の電力を放電して負荷へ供給することで、電力利用の効率化を図るとともに、電力料金の低減が可能となる。
【０００５】
さらに、電力貯蓄システムと、自然エネルギーによる発電システム、例えば太陽光発電システムとを併設した、経済効果の高いエネルギー活用のための設備も利用されている。しかし、一般的に用いられている太陽光発電システムでは、独自で成り行き運転を行っているために、余剰電力が発生した場合にはその余剰電力を全て売電しており、電力を最大限に有効利用しているとは言いがたい。
【０００６】
そこで、太陽電池と蓄電池とを併設し、太陽電池の発電電力による蓄電池の充電を可能とした発電設備において、電力系統から供給される電力が契約電力以下である場合には、太陽電池の発電電力を全て負荷へ供給するか、若しくは優先的に蓄電池の充電を行ってその余剰電力を負荷へ供給し、電力系統から供給される電力が契約電力を超えた場合にのみ、蓄電池から放電して負荷へ電力を供給するようにして、蓄電池容量を有効に活用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、夜間料金適用時間帯以外の時間帯において、負荷から出力容量以上の電力要求があった場合でも、蓄電池から電力供給を行うようにして蓄電された電力を使い切り、夜間電力を有効に利用するとともに、昼間電力の使用抑制を図る技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２０１１２９号公報
【特許文献２】特許第３７５９１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１及び２に記載の技術では、太陽電池で発電した電力及び蓄電池に蓄えられた電力を建物内で有効に利用することができるものの、ユーザ（住宅の居住者等の発電・電力貯蓄システムの利用者）の判断に基づいて発電電力及び蓄電電力の利用方法を選択することができるものではなかった。すなわち、ユーザのライフスタイルや経済情勢に応じて余剰電力の売電を優先したい場合や、自家発電・消費を優先したい場合でも、ユーザが自己で電力の使用形態を決定することができず、システムの自動制御に依存していた。その結果、ユーザのライフスタイルに基づいた最適な電力制御が行われていなかった。また、環境負荷の削減とユーザの経済的メリットのための、最適なシステム連携及びその制御を可能とするものではなかった。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザのライフスタイルに基づいた最適な電力制御を行うことができる、発電システムと電力貯蔵システムを利用したエネルギーマネジメントシステム及びエネルギーマネジメント方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、環境負荷の削減を図るとともにユーザが経済的メリットを授受できる電力制御が可能な、発電システムと電力貯蔵システムを利用したエネルギーマネジメントシステム及びエネルギーマネジメント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は、本発明に係るエネルギーマネジメントシステムによれば、自然エネルギーを利用して発電する発電手段と、商用電力系統と前記発電手段の少なくとも一方から供給される電力を貯蔵可能な蓄電手段と、から負荷へ電力供給可能なエネルギーマネジメントシステムであって、前記蓄電手段の充放電を制御する蓄電手段制御部と、負荷へ供給する電力の優先順位を決定する運転モードを選択する運転モード選択手段と、該運転モード選択手段により運転モードの選択が行われた場合に、前記蓄電手段制御部に充放電に関する信号を送信する充放電制御手段と、少なくとも売電量，発電量，消費電力量を含む電力情報の履歴を記憶する電力情報記憶手段と、少なくとも前記発電手段の発電量と前記負荷の消費電力量とを検出する電力検出手段と、を備え、前記運転モード選択手段は、前記蓄電手段の放電電力、前記発電手段の発電電力、前記電力系統の系統電力の順で負荷へ電力を供給する売電優先モードと、前記発電手段の発電電力、前記蓄電手段の放電電力、前記電力系統の系統電力の順で負荷へ電力を供給する地産地消モードと、のいずれかの運転モードの選択が可能であり、前記運転モード選択手段は、前記電力情報記憶手段に記憶された電力情報から該電力情報の所定期間単位の実績を表示可能であり、前記充放電制御手段は、前記電力検出手段で検出した前記発電量と前記消費電力量とを取得するとともに、前記運転モード選択手段により地産地消モードが選択された場合に、前記発電量と前記消費電力量を比較して、前記発電量が前記消費電力量以上の場合には前記蓄電手段制御部に充電信号を送信し、前記蓄電手段制御部は、前記充電信号に基づいて前記蓄電手段が充電するよう制御し、かつ前記運転モード選択手段により地産地消モードが選択された場合に前記電力系統からの電力を充電しないよう制御すること、により解決される。
【００１２】
また、上記構成において、前記運転モード選択手段は、ユーザによる運転モードの入力を受け付けるようにすると好適である。
【００１３】
このような構成によれば、ユーザが負荷へ供給する電力の優先順位（運転モード）を選択することが可能であるため、ユーザの価値観や人生観を含むライフスタイルや、経済情勢に応じて、余剰電力の売電を優先するか、又は自家発電・消費を優先するかを選択でき、自己で電力の使用形態を決定することができる。従って、ユーザのライフスタイルに基づいた最適な電力制御を行うことができる。さらに、売電量，発電量，消費電力量などの所定期間単位の実績、例えば１日単位の実績や１ヵ月単位の実績の履歴を表示することで、ユーザが電力量の実績を確認しながら、節電生活をしたり最適な運転モードで本システムを運用したりすることができる。
【００１４】
また、前記充放電制御手段は、前記運転モード選択手段により売電優先モードが選択された場合且つ所定の時間帯の場合に、前記蓄電手段制御部に放電信号を送信し、前記蓄電手段制御部は、前記放電信号に基づいて前記蓄電手段が放電するよう制御すると好適である。
【００１５】
このように、売電優先モードの場合には、所定の時間帯で蓄電手段が放電するように制御されるため、蓄電手段の放電が優先して負荷へ供給され、蓄電手段の放電で負荷の消費電力を全て供給できる間は、発電手段の発電電力は全て商用電力系統へ売電することができる。
【００１７】
また、地産地消モードの場合には、発電手段の発電量が負荷の消費電力量以上の場合には、蓄電手段が充電するように制御されるため、余剰電力を先ず蓄電手段に充電し、発電電力の供給がなくなったときに蓄電手段から放電して負荷に電力を供給することができ、商用系統電力の買電を最小限にとどめることが可能となる。さらに地産地消モードの場合には、電力系統からの電力を蓄電手段に充電しないよう制御することで、商用系統電力の買電を最小限にとどめることができる。
【００１８】
このとき、前記充放電制御手段は、前記発電量が前記消費電力量より小さい場合には、前記蓄電手段制御部に放電信号及び必要な放電量を送信し、前記蓄電手段制御部は、前記放電信号及び必要な放電量に基づいて前記蓄電手段が放電するよう制御すると好適である。
【００１９】
このように制御すると、地産地消モードで発電量が消費電力量より小さい場合には、消費電力量に対する発電量の不足分を必要な放電量として蓄電手段から放電することができる。その結果、発電手段の発電電力が全て負荷へ供給され、不足分が蓄電手段から負荷へ供給されるため、商用系統電力の買電を最小限にとどめることが可能となる。
【００２０】
また、前記課題は、本発明に係るエネルギーマネジメント方法によれば、上記記載のエネルギーマネジメントシステムを用いたエネルギーマネジメント方法であって、前記運転モード選択手段が、前記売電優先モードと前記地産地消モードのいずれかの運転モードの選択を行い、前記充放電制御手段に選択された運転モードを送信する運転モード選択ステップと、前記充放電制御手段が、前記発電手段の発電量と前記負荷の消費電力量とを取得する電力量取得ステップと、前記充放電制御手段が、前記運転モード選択手段から受信した運転モードが地産地消モードである場合に、前記発電量と前記消費電力量を比較して、前記発電量が前記消費電力量以上の場合には前記蓄電手段制御部に充放電に関する信号としての充電信号を送信する充放電信号送信ステップと、前記蓄電手段制御部が、前記充放電制御手段から受信した充放電に関する信号に基づいて前記蓄電手段の充放電の制御を行い、かつ前記運転モード選択手段により地産地消モードが選択された場合に前記電力系統からの電力を充電しないよう制御を行うステップと、前記充放電制御手段が、前記運転モード選択手段に、前記電力情報記憶手段に記憶された電力情報から該電力情報の所定期間単位の実績を表示させるステップと、を備えたこと、により解決される。
【００２１】
このとき、前記運転モード選択ステップでは、ユーザによる運転モードの入力を受け付けて運転モードの選択を行うと好適である。
このような構成により、ユーザのライフスタイルに基づいた最適な電力制御を行うことができる。
【００２２】
また、前記充放電信号送信ステップでは、前記運転モード選択手段により売電優先モードが選択された場合且つ所定の時間帯の場合に、放電信号を送信すると好適である。
このように、売電優先モードの場合には、所定の時間帯で蓄電手段の放電が優先して負荷へ供給され、蓄電手段の放電で負荷の消費電力を全て供給できる間は、発電手段の発電電力は全て商用電力系統へ売電することができる。
【００２４】
また、前記充放電制御手段は、電気通信回線を介してセンターサーバと接続され、売電量，発電量，消費電力量を含む前記電力情報を前記センターサーバへ送信し、前記電力情報に基づき前記センターサーバが分析した結果としての最適な運転モードを前記センターサーバから受信して出力すると好適である。
【００２５】
このような制御により、地産地消モードの場合には、発電手段の発電電力と蓄電手段の放電電力を優先して負荷へ供給するとともに、余剰電力を優先して蓄電手段に充電することで、商用系統電力の買電を最小限にとどめ、発電手段の発電電力と蓄電手段の貯蓄電力を有効に活用することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のエネルギーマネジメントシステム及びエネルギーマネジメント方法によれば、発電システム及び電力貯蔵システムを利用して、ユーザの価値観や人生観を含むライフスタイルに基づいた最適な電力制御、すなわちエネルギーの利用方法の制御を行うことができる。また、環境負荷の削減を図るとともにユーザが経済的メリットを授受できるような電力制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの全体構成図である。
【図２】エネルギーマネジメントシステムの全体構成図である。
【図３】ホームサーバのハードウェア構成図である。
【図４】蓄電池の充放電制御処理のフローチャートである。
【図５】蓄電池の充放電制御処理のフローチャートである。
【図６】電力量の推移を示すグラフである。
【図７】電力量の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明するシステム構成、ハードウェア構成、処理フロー等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で各種改変することができることは勿論である。
本明細書において、ユーザとは、本発明のエネルギーマネジメントシステムの利用者であり、以下で説明する実施形態においては、住宅の居住者のことである。
【００２９】
図１乃至図７は本発明に係るエネルギーマネジメントシステムの一実施形態を示し、図１及び図２はエネルギーマネジメントシステムの全体構成図、図３はホームサーバのハードウェア構成図、図４及び図５は蓄電池の充放電制御処理のフローチャート、図６及び図７は電力量の推移を示すグラフである。
【００３０】
本実施形態に係る発電システム及び電力貯蔵システムを利用したエネルギーマネジメントシステムＳ（以下「エネルギーマネジメントシステムＳ」という）は、図１及び図２に示すように、太陽光発電システム１（発電システム）と、蓄電池システム２（電力貯蔵システム）と、充放電制御手段としてのホームサーバ３と、運転モード選択手段としてのモニタ４と、電力検出手段としてのＣＴセンサ５，１５と、分電盤６と、を含んで構成されている。
なお、本実施形態では、エネルギーマネジメントシステムＳが一戸建て住宅に設置された例を示しているが、その他、マンション、アパート、団体構成員用の寮等の集合住宅に設けてもよい。また、住宅に限らず、ビル、工場、店舗等の建物内に設置してもよい。
【００３１】
太陽光発電システム１は、発電手段としての太陽電池（太陽電池モジュール）１０、太陽電池用パワーコンディショナ（ＰＣＳ）１１等を有しており、商用電力系統と連系し、太陽光のエネルギーにより発電した電力を建物内の負荷７へ供給する。
本実施形態では、発電手段として太陽光発電システム１を用いたが、その他の自然エネルギーを利用した発電システム、例えば、風力発電システム、水力発電システム等を用いることもできる。
【００３２】
太陽電池用パワーコンディショナ１１は、主として、昇圧回路１２、太陽電池１０で発電した直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣインバータ１３、連系保護装置１４等を有しており、太陽電池１０の発電電力を交流電力に変換して建物内の配電線に送り、建物内の負荷７に電力を供給する。また、太陽電池用パワーコンディショナ１１は太陽電池１０の発電電力を電力系統へ逆潮流する逆潮流機能を備えており、余剰電力が発生した場合には電力会社の配電線へ逆潮流して売電する。太陽電池用パワーコンディショナ１１は、系統電圧とインバータ出力電圧の電位差によって系統に電圧を供給する。
【００３３】
蓄電池システム２は、蓄電手段としての蓄電池２０、蓄電池２０の充放電制御を行う蓄電手段制御部としての制御部２１、通信インタフェース２２、蓄電池用パワーコンディショナ（ＰＣＳ）２５等を有しており、太陽光発電システム１が発電した電力及び商用電力系統から供給された電力を充電して蓄え、または、蓄えた電力を放電して建物内の負荷７へ供給する。
【００３４】
制御部２１は、本実施形態における蓄電手段制御部であり、蓄電池２０の蓄電残量を検出したり、検出した蓄電残量と後述するホームサーバ３からの充放電信号に基づいて蓄電池２０の充放電動作制御を行う。制御部２１はまた、時間を測定するタイマ機能を有している。通信インタフェース２２は、制御部２１とホームネットワーク１００との接続制御とデータ送受信を行う。なお、本実施形態においては、蓄電池２０、制御部２１、通信インタフェース２２は、共に蓄電池キャビネットに収容されている。
【００３５】
蓄電池用パワーコンディショナ２５は、主として、双方向インバータ２６、及び不図示の昇圧回路や連系保護装置等を有している。双方向インバータ２６は、電力系統から受電点（不図示）を介して供給された交流電力や太陽電池１０から供給された電力を直流電力に変換して蓄電池２０へ蓄電したり、蓄電池２０が放電する直流電力を交流電力に変換して放電し、建物内の負荷７へ供給したりする。
【００３６】
本実施形態の充放電制御手段としてのホームサーバ３はホームゲートウェイであり、ホームネットワーク１００（図１及び図２における破線）に接続された各電気機器の異なるプロトコル間をまたいで、アドレス変換やデータの載せ換え等を行って機器間の通信を可能とするとともに、ホームネットワーク１００とインターネット１０２間の接続を行う。ホームサーバ３はさらに、ホームネットワーク１００に接続された各電気機器の制御やインターネット１０２からホームネットワーク１００へのアクセス時の認証等を行うサーバ機能、及び各機器から取得した情報やウェブデータ等の蓄積を行う蓄積機能を有している。ホームサーバ３はインターネット１０２を介して建築メーカー等のセンターサーバ１１０に接続されている。
【００３７】
ホームネットワーク１００（図１及び図２における破線）は、ホームサーバ３と、住宅内の電気機器、例えば、パソコンやプリンタ等のＰＣ系機器，テレビやＤＶＤ・ＨＤＤレコーダ等のＡＶ機器，電話やファックスなどの電話系機器，エアコンや電子レンジ等のいわゆる白物家電機器などを有線又は無線ＬＡＮで接続する家庭内ＬＡＮである。本実施形態では、少なくともホームサーバ３と、モニタ４と、ＣＴセンサ５，１５と、蓄電池２０（より詳細には、蓄電池２０用の通信インタフェース２２）とが、ホームネットワーク１００を介して接続されている。
【００３８】
図３にホームサーバ３のハードウェア構成を示す。
ホームサーバ３は、各種演算・制御処理を行う処理装置としてのＣＰＵ３１と、各種データベースやプログラム等を記憶する記憶装置としてのＲＯＭ３２，ＲＡＭ３３，ＨＤＤ３４と、ホームサーバ３と外部との情報の入出力制御を行う入出力インタフェース３５と、を含んで構成されている。
【００３９】
ＣＰＵ３１は、各種プログラムが実行する処理の制御や演算等を行う演算処理装置である。ＣＰＵ３１は、例えば、後述する運転モード選択手段としての本エネルギーマネジメントシステムＳ専用のモニタ４で選択された運転モードに関する情報を入出力インタフェース３５を介して受け付けると、受け付けた運転モードに応じて、蓄電池２０に対して、充放電信号を送信する処理を実行する。なお、処理の詳細は後述する。
【００４０】
ＲＯＭ３２は入出力制御プログラム等を記憶する記憶装置、ＲＡＭ３３はプログラム実行時に必要なデータやプログラムを一時的に記憶するための記憶装置である。ＨＤＤ３４は、ユーザにより運用モードが選択された場合の制御処理や、売電量や発電量などのモニタ４への表示処理等を行うプログラムを含む各種プログラムや、各種プログラムを実行するときに必要な各種データベースを記憶している。各種データベースとしては、例えば、売電量，発電量，消費電力量の履歴を記憶する電力情報データ等が記憶されている。
【００４１】
入出力インタフェース３５は、ホームネットワーク１００及びインターネット１０２を介してホームサーバ３と外部との情報の入出力を行う。例えば、モニタ４で選択された運転モードに関する情報や、ＣＴセンサ５，１５で測定した消費電力量や発電量等の電力情報をホームサーバ３へ入力する。また、ＣＰＵ３１が蓄電池２０に対して発行する充放電信号の制御信号等の出力を行う。
【００４２】
運転モード選択手段としてのモニタ４は、本実施形態ではタッチパネルディスプレイを用いたエネルギーマネジメントシステムＳ専用のモニタである。ユーザは、モニタ４を運転モード選択表示に切換えて、表示されている運用モードのうち、選択したい運用モードをタッチすることにより、エネルギーマネジメントシステムＳの運転モードの選択入力を行う。モニタ４は運転モードの選択を受け付けて、選択された運転モードに関する情報をホームネットワーム１００を介してホームサーバ３に送信する。
【００４３】
本発明のエネルギーマネジメントシステムＳでは、太陽光発電システム１の発電電力をどのように運用するかを、ユーザがライフスタイルに応じて選択できることを特徴としている。本実施形態においては、運転モードとして、太陽光発電システム１の発電電力の売電を優先させるモード（以下、「売電優先モード」という）と、太陽光発電システム１の発電電力の負荷への供給を優先させるモード（以下、「地産地消モード」という）の２つのモードが選択可能である。そして、充放電制御手段としてのホームサーバ３を用いて、選択された運転モードに応じて、太陽光発電システム１の発電電力と、蓄電池システム２の放電電力と、系統電力とを負荷へ供給するための制御を行う。
【００４４】
なお、本実施形態では、売電優先モード選択時に負荷へ供給する電力の優先順位は、（１）蓄電池２０の放電電力、（２）太陽電池１０の発電電力、（３）系統電力、の順としている。すなわち、蓄電池２０に蓄電残量がある場合は蓄電池システム２の放電電力を供給し、蓄電池２０の放電出力で足りない場合には太陽光発電システム１の発電電力を供給し、それでも足りない場合には系統電力を供給する。このような優先順位で負荷に電力を供給することで、蓄電池２０の蓄電残量が負荷の消費電力量よりも大きい場合には太陽電池１０の発電電力は全て余剰電力となる。また、蓄電池２０の蓄電残量が負荷の消費電力量より不足している場合でも、太陽電池１０の発電量がその不足する消費電力量より大きい場合には、太陽電池１０から負荷へ供給した電力の残りが余剰電力となる。この余剰電力は、売電優先モード選択時には、太陽電池用パワーコンディショナ１１の逆潮流機能により系統へ売電される。
【００４５】
また、本実施形態では、地産地消モード選択時に負荷へ供給する電力の優先順位は、（１）太陽電池１０の発電電力、（２）蓄電池２０の放電電力、（３）系統電力、の順としている。すなわち、太陽電池１０が発電している場合は太陽光発電システム１の発電電力を供給し、太陽電池１０の発電電力で足りない場合には蓄電池システム２の放電を供給し、それでも足りない場合には系統電力を供給する。また、後述するように、地産地消モード選択時は、太陽電池１０の発電量が負荷の消費電力量よりも大きい場合にはその余剰電力を蓄電池２０に充電するよう制御が行われるため、上記優先順位で負荷に電力を供給することで、余剰電力は先ず蓄電池２０に充電され、次に系統に売電される。
【００４６】
また、モニタ４では、現在の発電量、売電量、買電量、消費電力量、蓄電池２０の蓄電残量や、「買電中」・「売電中」の状況等の表示を行い、ユーザがこれらの情報を確認することが可能である。さらに、これらの電力量に関する１日単位の実績や、１ヵ月単位の実績などの履歴を表示することも可能であり、発電や消費等の電力量の実績を確認しながら、節電生活をしたり、最適な運転モードで本システムを運用したりすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、運転モード選択手段としてタッチパネルディスプレイを用いた専用のモニタ４を設けているが、家庭内で用いられている、キーボードやマウス等の入力機器を備えたパーソナルコンピュータや、ウェブブラウザ機能を備えたテレビ、携帯電話等を利用することも可能である。この場合は、ホームサーバ３と各機器をホームネットワーク１００を介して接続し、各機器側に本システム専用の表示・入力機能を実現するモジュールをインストールすることで、同様に運転モードの入力や電力量の表示等が行えるようになる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、電力検出手段としてのＣＴセンサ（電流検出器）５，１５が設けられている。ＣＴセンサ５は分電盤６と負荷７との間の配電線に設けられ、負荷７の消費電力量（電流値）を検出する。ＣＴセンサ１５は太陽電池用パワーコンディショナ１１の配電線に設けられ、太陽光発電システム１から供給される発電量（電流値）を検出する。これらのＣＴセンサ５，１５は、ホームネットワーク１００を介してホームサーバ３と接続されており、ＣＴセンサ５，１５が検出した電力量をホームサーバ３が取得可能に構成されている。
なお、本実施形態では、負荷の消費電力量測定用のＣＴセンサ５と太陽電池１０の発電量測定用のＣＴセンサ１５の各々と、ホームサーバ３とを接続し、ホームサーバ３がそれぞれの電力量を取得するよう構成しているが、各ＣＴセンサ５，１５の情報を収集して集積する計測器を別途設けてホームサーバ３と接続し、ホームサーバ３がその計測器から情報を一括して取得するよう構成してもよい。
【００４９】
分電盤６は、建物の電灯やコンセント等に系統電力を供給する電力使用回路を有し、ブレーカを介して配電線を各負荷７へ接続する。各負荷７は、例えば、電灯、共有コンセント、電気自動車給電装置等の電気機器である。
【００５０】
さらに、本実施形態のエネルギーマネジメントシステムＳでは、ホームサーバ３がインターネット１０２を介して、例えば建築メーカー等のセンターサーバ１１０と接続されている。センターサーバ１１０では、ホームサーバ３から各住宅の電力の発電量や使用状況に関する情報を収集して分析し、診断レポートを作成し、ユーザに最適な運転モードや節電方法等の提案を行うことができる。
【００５１】
次に、エネルギーマネジメントシステムＳによる負荷への電力供給の制御について説明する。
ユーザによりモニタ４で運転モードが選択されると、選択された運転モードに関する情報（運転モード情報）がモニタ４からホームサーバ３へ送信される。ホームサーバ３のＣＰＵ３１は受信した運転モード情報を運転モード記憶手段としてのＨＤＤ３４に記憶する。
【００５２】
ホームサーバ３のＣＰＵ３１は、蓄電池２０の充放電を制御するための充放電制御処理を行う。ＣＰＵ３１による充放電制御処理の処理フローについて、図４及び図５を用いて説明する。なお、充放電制御処理は、ＣＰＵ３１により常時繰り返し実行される。
ＣＰＵ３１は、負荷側に設けられたＣＴセンサ５から負荷全体の消費電力量を取得し（ステップＳ１）、太陽電池１０側に設けられたＣＴセンサ１５から、太陽電池１０の発電量を取得する（ステップＳ２）。次に、ＨＤＤ３４を参照して記憶されている運転モード情報を取得し（ステップＳ３）、選択されている運転モードを判定する（ステップＳ４）。選択されている運転モードが売電優先モードの場合（ステップＳ４；売電優先）、夜間電力時間帯か否かを判定する（ステップＳ５）。夜間電力時間帯である場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、充電信号を蓄電池システム２の制御部２１へ送信する（ステップＳ６）。一方、夜間電力時間帯でない、すなわち昼間電力時間帯の場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、放電信号を制御部２１へ送信し（ステップＳ６）、処理を終了する。
【００５３】
選択されている運転モードが地産地消モードの場合（ステップＳ４；地産地消）、太陽電池１０の発電量と負荷の消費電力量を比較する（ステップＳ１１）。太陽電池１０の発電量が負荷の消費電力量と同じか上回っている場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、蓄電池２０の充電が必要か否か、すなわち、蓄電池２０が満充電か否かを判定し（ステップＳ１２）、満充電でない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、充電信号を蓄電池システム２の制御部２１へ送信し（ステップＳ１３）、処理を終了する。蓄電池２０が満充電の場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、蓄電池２０の制御機能により蓄電池２０は充電を受け付けないよう制御されているため、ホームサーバ３では特に処理を行わずに本処理を終了する。
【００５４】
一方、負荷の消費電力量が太陽電池１０の発電量を上回っている場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、不足する電力量、すなわち消費電力量と発電量の差分を算出し（ステップＳ１４）、不足電力量と放電信号を蓄電池システム２の制御部２１へ送信し（ステップＳ１５）、処理を終了する。なお、この不足電力量は、蓄電池２０から負荷へ供給する必要がある電力量、すなわち必要放電量である。
【００５５】
蓄電池システム２の制御部２１は、上記の充放電制御処理においてホームサーバ３から送信された充放電信号及び必要放電量に基づいて、蓄電池２０の充放電を行う。必要放電量が送信された場合には、その値に基づいて必要量だけ放電するよう制御する。
【００５６】
次に、各運転モードでの負荷供給電力について説明する。
本発明のエネルギーマネジメントシステムＳでは、電圧の差による制御、すなわち、電気機器等を系統に連系する際に、電圧差を考慮して電気の流れを自然に制御するように系統連系されている。具体的には、蓄電池システム２，太陽光発電システム１，電力系統のそれぞれと負荷との間のケーブルの長さに関し、ケーブルの長さが短い（負荷からの距離が小さい）順に、蓄電池システム２，太陽光発電システム１，電力系統となるように系統連系されている。このような構成にすることより、これら全てが連系されている場合の負荷側への電力の供給は、蓄電池システム２の放電電力，太陽光発電システム１の発電電力，系統電力の順で行われる。
【００５７】
さらに、後述するように、ホームサーバ３のＣＰＵ３１及び蓄電池システム２の制御部２１の制御により、負荷の消費電力量と太陽光発電システム１の発電量に基づいて不足している電力を蓄電池２０から負荷へ供給するよう、蓄電池２０の充放電を自動的に調整する機能を有している。
【００５８】
１．「売電優先モード」が選択されている、且つ太陽光発電システム１が発電している場合。
売電優先モードで昼間電力時間帯の場合は、上記の通り充放電制御処理にて、ホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ放電信号が送信されている。放電信号を受信した蓄電池システム２の制御部２１は、常に放電するよう蓄電池２０に制御信号を送る。よって、蓄電池２０の蓄電残量がある場合には、放電が行われる。
【００５９】
本電力制御により、建物内の負荷へは、以下の通り電力が供給される。
（１）ホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ放電信号が送信されているため、制御部２１により蓄電池２０からの出力制御が行われ、負荷が必要な消費電力は先ず蓄電池２０から放電され負荷へ供給される。
（２）蓄電池システム２の放電出力で不足する場合、太陽光発電システム１の発電電力が供給される。
（３）太陽光発電システム１の発電電力を加えても不足する場合には、商用電力系統からの系統電力が供給される。
【００６０】
本電力制御において、蓄電池２０の蓄電残量が負荷の消費電力量よりも大きい場合には太陽電池１０の発電電力は全て余剰電力となる。また、蓄電池２０の蓄電残量が負荷の消費電力量より不足している場合でも、太陽電池１０の発電量がその不足する消費電力量より大きい場合には、太陽電池１０から負荷へ供給した電力の残りが余剰電力となる。この余剰電力は、売電優先モード選択時には、太陽電池用パワーコンディショナ１１の逆潮流機能により系統へ売電される。
【００６１】
２．「売電優先モード」が選択されている、且つ昼間電力時間帯で太陽光発電システム１が発電していない場合。
売電優先モードで昼間電力時間帯の場合は、上記１のパターン同様、ホームサーバ３からの放電信号により、蓄電池２０は常に放電するよう制御されている。よって、昼間電力時間帯で太陽光発電システムが発電していない場合には、建物内の負荷へは、以下の通り電力が供給される。
（１）ホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ放電信号が送信されているため、蓄電池２０の蓄電残量がある場合、制御部２１の制御により蓄電池２０からの放電電力が負荷へ供給される。
（２）蓄電池２０の蓄電残量がない場合、または蓄電池２０の放電出力で不足する場合には、商用電力系統からの系統電力が供給される。
【００６２】
３．「売電優先モード」が選択されている、且つ夜間電力時間帯の場合。
売電優先モードで夜間電力時間帯の場合は、上記の通り充放電制御処理にて、ホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ充電信号が送信されている。従って、蓄電池２０から負荷への電力の供給は行われず、商用電力系統からの系統電力が負荷へ供給される。
【００６３】
４．「地産地消モード」が選択されている、且つ太陽光発電システム１が発電している場合。
地産地消モードの場合は、上記の通り充放電制御処理にて、消費電力量と発電量に応じてホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ充電信号、又は放電信号と必要放電量が送信されている。すなわち、発電量が消費電力量と同じか上回っている場合には、充電信号が送信されるため、蓄電池２０からの負荷への電力供給は行われず、発電電力のみ負荷へ供給される。一方、消費電力量が発電量を上回っている場合には、放電信号と必要放電量が送信され、蓄電池２０からは消費電力に対する発電電力の不足分の電力のみが負荷へ供給されるため、これにより、発電電力は全て負荷へ供給される。
【００６４】
本電力制御により、建物内の負荷へは、以下の通り電力が供給される。
（１）太陽光発電システム１の発電電力が供給される。
（２）太陽光発電システム１の発電電力で不足する場合、ホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ放電信号が送信されるため、制御部２１の制御により蓄電池２０からの放電電力が供給される。
（３）蓄電池２０の放電出力を加えても不足する場合には、商用電力系統からの系統電力が供給される。
本電力制御において、発電量が消費電力量を上回っている場合には、蓄電池２０は充電を行うよう制御されているため、余剰電力は先ず蓄電池２０に蓄電される。蓄電池２０を充電してもさらに余剰電力が生じる場合は、系統に売電される。
【００６５】
５．「地産地消モード」が選択されている、且つ太陽光発電システム１が発電していない場合。
地産地消モードで太陽光発電システム１が発電していない場合は、上記の通り充放電制御処理にて、ホームサーバ３から蓄電池システム２の制御部２１へ放電信号が送信されている。
本電力制御により、建物内の負荷へは、以下の通り電力が供給される。
（１）蓄電池２０からの放電電力が供給される。
（２）蓄電池２０の放電出力が不足する場合には、商用電力系統からの系統電力が供給される。
【００６６】
蓄電池２０の充電は、運転モードに応じて行う。
具体的には、売電優先モードの場合には夜間電力時間帯に商用系統電力から充電を行う。太陽電池１０の発電電力は系統電力への売電を優先するため、蓄電池２０の充電には使用しない。
地産地消モードの場合には、太陽光発電システム１の余剰電力を蓄電池２０に充電する。系統電力の買電を最小限とするため、系統電力からの蓄電池２０の充電は行わない。
【００６７】
以上のように蓄電池２０の放電・充電の制御、及び負荷への電力供給制御を行うことにより、各運転モードに応じた適切な太陽電池１０の発電電力の利用、蓄電池２０の利用が可能となり、負荷へ消費電力を供給することが可能となる。
【００６８】
図６及び図７は、本発明のエネルギーマネジメントシステムＳを利用したときの電力量の推移の例を示している。図６は売電優先モード選択時、図７は地産地消モード選択時の電力量の推移であり、何れも日照時間があり、昼間に太陽光発電が行われている例である。
なお、図中のリビングタイムとは、居住者が在宅している就寝時間以外の朝・夜の時間帯であり、住宅内で食事、だんらん、入浴等の日常生活を行うため、消費電力量が最も大きい時間帯である。デイタイムとは、昼間電力時間帯のうち、上記リビングタイム以外の時間帯である。ナイトタイムとは、夜間電力時間帯である。
また、ａは太陽電池１０の発電量、ｂは消費電力量、ｃは商用電力系統から供給される電力量（系統電力量）を示す。
【００６９】
図６は売電優先モード選択時の電力量を示すグラフである。売電優先モードでは、蓄電池２０からの放電による負荷への電力供給を最優先としているため、蓄電池２０の放電電力で消費電力（ｂ）が供給できる限り、発電電力（ａ）は全て売電される。太陽電池１０が発電している時間帯で、蓄電池２０の放電電力が足りない場合には、発電電力（ａ）が消費電力（ｂ）だけ負荷へ供給されて使用され、余剰電力（ａ−ｂ：グラフの網掛けなしＡ部分）は売電される。太陽電池１０が発電していない時間帯は、消費電力（ｂ）は蓄電池２０の放電電力から供給される。すなわち、蓄電池２０の蓄電残量が十分であれば、夜間時間帯以外の消費電力（グラフの網掛けＣ部分）は蓄電池２０から供給される。なお、いずれの場合も、最終的な不足分は商用電力系統から供給される。
夜間電力時間帯になると、所定の電力量の系統電力（ｃ）が住宅に供給される。このとき、蓄電池システム２の制御部２１の制御により、蓄電池２０に系統電力から充電が行われ（ｃ−ｂ：グラフの網掛けＤ部分）、負荷の消費電力（ｂ）も系統電力から供給される。
【００７０】
図７は地産地消モード選択時の電力量を示すグラフである。地産地消モードでは、太陽電池１０が発電している時間帯は、その発電電力を最優先して負荷へ供給する（グラフの網掛けＡ部分）。太陽電池１０発電電力の余剰電力（ａ−ｂ：グラフの網掛けなしＢ部分）は、先ず蓄電池２０に充電され、さらに余剰電力がある場合には売電される。太陽電池１０の発電電力が消費電力に満たない場合、及び太陽光発電システム１が発電していない時間帯は、蓄電池２０から放電して負荷へ電力が供給される（グラフの網掛けＣ部分）。なお、いずれの場合も、最終的な不足分は商用電力系統から供給される。
地産地消モードの場合、太陽光発電システム１の総発電量が総消費電力量を上回っている間は、系統電力を買電する必要がない。
【００７１】
以上説明したように、本発明のエネルギーマネジメントシステムＳは、太陽光発電システム１と蓄電池システム２を組合せたハイブリッドシステム、及びそのシステムの制御システムである。本エネルギーマネジメントシステムＳによれば、ユーザ（システムの利用者）が自己の価値観や人生観を含むライフスタイルに基づいて、エネルギーの利用方法を制御することが可能となる。また、環境負荷の削減と、家庭の経済的メリットとを両立されることができる最適なエネルギーマネジメントシステム及びその制御を行うシステムを提供することができる。
【００７２】
また、本発明のエネルギーマネジメントシステムＳは、ハードウェア部分（住設機器）とソフトウェア部分（運転モードを制御することによる省エネ生活への誘導）とをリンクさせ、総合的に省エネ及びＣＯ２排出量削減を達成することができるシステムである。
【００７３】
なお、上記実施形態で説明した構成に加えて、建物内の環境データを収集して適切な運転方法を提案するシステムを連携することも可能である。例えば、ＣＴセンサ５，１５により検出した消費電力・発電電力に関するデータに加えて、他のセンサを設けて温度、湿度、ガス量、水量等の建物内の環境データを収集し、ホームサーバ３で分析するか、若しくはそれらのデータをホームサーバ３を経由してセンターサーバ１１０へ送信し、センターサーバ１１０で分析を行い、分析結果をホームサーバ３へ送信してユーザに提示する。このような提案を行い、ユーザのエネルギーの消費状況や創造（発電等）状況の確認を「見える化」させることにより、ユーザを省エネなライフスタイルへ誘導することができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、売電優先モードと地産地消モードの２つの運転モードを設けたが、それ以外に、蓄電池の充放電を指定するモードを設けてもよい。この場合、充電モードが選択されている間は、太陽電池の余剰電力又は系統電力から蓄電池の充電を行って電力を蓄える。また、放電モードが選択されている間は、蓄電池からの放電を行い、太陽電池の発電電力や系統電力より優先して負荷に電力を供給する。このようなモードを設けることにより、ユーザの意思により電力を貯蔵したり、貯蔵電力から優先して電力を消費したりすることができる。
【００７５】
また、上記実施形態の構成に、家庭用ガスや燃料電池等を利用した家庭用ＣＧＳ（コージェネレーションシステム）を連携させることにより、一層省エネで環境負荷低減に配慮したエネルギーマネジメントが可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
Ｓ  エネルギーマネジメントシステム
１  太陽光発電システム
２  蓄電池システム
３  ホームサーバ（充放電制御手段）
４  モニタ（運転モード選択手段）
５，１５  ＣＴセンサ（電力検出手段）
６  分電盤
７  負荷
１０  太陽電池（発電手段）
１１  太陽電池用パワーコンディショナ
１２  昇圧回路
１３  ＤＣ−ＡＣインバータ
１４  連系保護装置
２０  蓄電池（蓄電手段）
２１  制御部（蓄電手段制御部）
２２  通信インタフェース
２５  蓄電池用パワーコンディショナ
２６  双方向インバータ
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  ＨＤＤ
３５  入出力インタフェース
１００  ホームネットワーク
１０２  インターネット
１１０  センターサーバ
【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】
0005782233.tif 000007
【図７】
0005782233.tif 000008