(57)【要約】【課題】給電対象である電気機器の太陽光発電電力だけによる動作時間が従来技術に比較して長く得られるようにした太陽光発電システムを提供すること。【解決手段】太陽光発電部２の太陽電池パネル２０、２１で発電した電力により動作する電気機器３を含む太陽光発電システムにおいて、太陽電池パネル２０、２１の発電量Ｐと蓄電池２３の蓄電量Ｒ及び太陽光発電部あのメンテナンス状況Ｍの少なくとも一種の情報を太陽光発電部２側から電気機器３側に伝送させる通信手段となる通信部２４と通信線５、それに通信部３２を設け、電気機器本体３０の電力消費に関する制御が、前記通信手段を介して電気機器３側に受信された発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの少なくとも一種の情報に基づいて実行されるようにしたもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電部で発電した電力により動作する電気機器を含む太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電部の発電量と蓄電量及び当該太陽光発電部のメンテナンス状況の少なくとも一種の情報を前記太陽光発電部から前記電気機器に伝送させる通信手段を設け、
前記電気機器の電力消費に関する動作が、前記通信手段を介して当該電気機器に受信された前記発電量と蓄電量及びメンテナンス状況の少なくとも一種の情報に基づいて変更制御されるように構成したことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電気機器が情報記憶手段を備え、
前記電気機器の電力消費に関する動作の変更制御が、前記発電量と蓄電量及びメンテナンス状況の少なくとも一種の情報の履歴に基づいて実行されるように構成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電部がアンテナを備え、当該アンテナで受信された信号が前記通信手段により前記電気機器に伝送されるように構成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の太陽光発電システムにおいて、
前記通信手段が双方向通信機能を備え、前記電気機器から前記太陽光発電部の動作状態の制御が行えるように構成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電気機器に表示手段が備えられ、当該表示手段により前記太陽光発電部の動作状態が表示されるように構成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記表示手段が前記電気機器に本来備えられている表示手段であり、前記電気機器自体の表示手段と前記太陽光発電部の表示手段に切換えられて使用されることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の太陽光発電システムにおいて、
前記通信手段による前記情報の伝送経路が、前記太陽光発電部から前記電気機器に電力を供給するための線路により構成されていることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の太陽光発電システムにおいて、
前記通信手段が電灯線通信手段と光通信手段、それに無線通信手段の何れかであることを特徴とする太陽光発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電部に給電対象となる電気機器が組み合わされている太陽光発電システムに係り、特に、一般家庭用として好適な太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池の低コスト化が進み、且つ環境維持や資源保護意識が高まるにつれ、太陽光発電システムに対する期待は増すばかりであるが、反面、発電電力が自然現象に左右されるという、いわば相手任せの状態にあり、特に気象条件による影響が大きいので、その分、木目細かな対応が欠かせない。
【０００３】
そこで、従来技術では、太陽光発電システムを単独で使用するだけではなく、別の電力源、例えば商用電源に連系させることにより、太陽光発電による発電量の変化に対しても、安定した電力供給の確保が得られるようにする方法が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
この従来技術の場合、太陽光発電システムの発電量が給電対象の電気機器の電力需要を下回ったら、不足分の電力は商用電源から受電(買電)にし、これにより電力の安定供給が図れるようにしたものであり、太陽発電による発電量が需要を上回ったら、余剰電力は商用電源側に送電(売電)されることになる。
【特許文献１】特開２００１−２６８８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術は、太陽光発電システムによる電力供給の安定化に視点が固定されている点に配慮がされておらず、近年の省エネ化(省エネルギー化)機運の高まりに充分に応えられないという問題があった。
【０００６】
近年、各種の電気機器においては、電力消費低減に関する各種の制御機能が付与され、低消費電力化が図られているが、ここで従来技術の場合、その低消費電力化のための制御は、各電気機器自体による自律的な判断によるものに限られ、給電側の状況は考慮されていなかった。
【０００７】
従来技術では、太陽光発電システムによる発電量が需要を下回ったら連系している商用電源から買電するだけであり、従って、この場合、給電対象である電気機器の消費電力は太陽光発電システムによる発電量とは無縁で、買電量についての省エネが図られる訳ではなく、よって従来技術では、省エネ化に問題があると言えるのである。
【０００８】
本発明の目的は、給電対象である電気機器の太陽光発電電力だけによる動作時間が従来技術に比較して長く得られるようにした太陽光発電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】
【０００９】
上記目的は、太陽光発電部で発電した電力により動作する電気機器を含む太陽光発電システムにおいて、前記太陽光発電部の発電量と蓄電量及び当該太陽光発電部のメンテナンス状況の少なくとも一種の情報を前記太陽光発電部から前記電気機器に伝送させる通信手段を設け、前記電気機器の電力消費に関する制御が、前記通信手段を介して当該電気機器に受信された前記発電量と蓄電量及びメンテナンス状況の少なくとも一種の情報に基づいて実行されるようにして達成される。
【００１０】
このとき、前記電気機器が情報記憶手段を備え、前記電気機器の電力消費に関する制御が、前記発電量と蓄電量及びメンテナンス状況の少なくとも一種の情報の履歴に基づいて実行されるようにしても上記目的を達成することができ、同じく、このとき前記太陽光発電部がアンテナを備え、当該アンテナで受信された信号が前記通信手段により前記電気機器に伝送されるようにしても上記目的を達成することができる。
【００１１】
また、このとき前記通信手段が双方向通信機能を備え、前記電気機器から前記太陽光発電部の動作状態の制御が行えるようにしても上記目的を達成することができ、このときは前記電気機器に表示手段が備えられ、当該表示手段により前記太陽光発電部の動作状態が表示されるようにしてもよく、更に、このとき前記表示手段が前記電気機器に本来備えられている表示手段であり、前記電気機器自体の表示手段と前記太陽光発電部の表示手段に切換えられて使用されるようにしてもよい。
【００１２】
また、ここで、前記通信手段による前記情報の伝送経路が、前記太陽光発電部から前記電気機器に電力を供給するための線路により構成されていてもよく、同じく前記通信手段が電灯線通信手段と光通信手段、それに無線通信手段の何れかで構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽光発電部による発電量に応じて電気機器の電力消費に関する動作条件が変えられ、電気機器の機能低下を可能な範囲で抑えながら動作の継続が得られるようにすることができ、この結果、買電量の省エネ化を、従来技術に比較して更に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による太陽光発電システムについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。ここで、図１は、本発明の一実施の形態を示す概念図で、ここに示した太陽光発電システム１は、太陽光発電部２と電気機器３、電力線４、それに通信線５を備えている。そして、まず、太陽光発電部２には、太陽電池パネル２０、２１と管理部２２、蓄電池２３、それに通信部２４が設けられ、電気機器３には電気機器本体３０と制御部３１、それに通信部３２が設けられている。
【００１５】
このとき、電力線４は、太陽電池パネル２０、２１の発電出力と電気機器本体３０の電源入力の間に接続され、太陽電池パネル２０、２１により発電された電力を電気機器本体３０に供給する働きをし、通信線５は、太陽光発電部２側の通信部２４と電気機器３側の通信部３２の間に接続され、これらの間で信号を伝送する働きをする。
【００１６】
このとき、図示されていないが、太陽電池パネル２０、２１から得られる電力は直流なので、これらにより発電された直流の電力を、電気機器本体３０で必要とする交流の電力に変換するための電力変換装置(例えばインバータ装置)が電力線４に設けられているのが通例である。
【００１７】
そして、まず、太陽光発電部２側にある管理部２２は、太陽電池パネル２０、２１の動作状態と蓄電池２３の充放電状態、これらのメンテナンス状況をモニタし、太陽電池パネル２０、２１の発電量Ｐと、電力線４を介して電気機器３側に送られている需要電力量Ｑに応じて蓄電池２３の充放電を制御する。そして、これと共に、発電量Ｐを表わす信号ＳＰと、蓄電池２３の蓄電量Ｒを表わす信号ＳＲ、それに、これらのメンテナンス状況Ｍを表わす信号ＳＭが、通信線５を介して電力機器３側の通信部３２に伝送されるように、通信部２４を制御する。
【００１８】
次に、電気機器３側にある制御部３１は、通信部３２を制御し、通信線４を介して太陽光発電部２側から伝送されてくる信号ＳＰと信号ＳＲ、それに信号ＳＭが受信され、これらの信号から発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍの各情報が取り込めるようにすると共に電気機器本体３０を制御し、当該電気機器本体３０の電力消費に関連する動作が、発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍの少なくとも一種の情報に応じて変更制御されるように働く。
【００１９】
次に、この実施の形態の動作について説明する。いま、ここで電気機器本体３０の動作が開始されたとすると、太陽光発電部２から電力線４を介して電気機器本体３０に電力が供給され、このときに設定してある動作モードで電気機器本体３０が動作を開始するようになる。例えば電気機器本体３０がテレビジョン受像機ならテレビジョン放送が受信されて画像が表示され、音声が聞こえるようになり、電気機器本体３０がパソコンなら所定の初期メニューが表示されることになる。
【００２０】
このとき管理部２２は、太陽電池パネル２０、２１の発電量Ｐと需要電力量Ｑに応じて蓄電池２３の充放電を制御し、発電量Ｐが、このとき要求されている需要電力量Ｑよりも多いときは蓄電池２３が充電され、不足していたら放電されるように制御している。また、このときは、管理部２２のモニタにより、発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍが通信部２４に与えられているので、信号ＳＰ、ＳＱ、ＳＭが通信線５に送信され、電気機器３側の通信部３２で受信されている。
【００２１】
従って、電気機器３側の通信部３２では、発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍの各情報が取り出されていることになり、これらが制御部３１に入力されていることになる。そこで、制御部３１は、これらの情報に応じて電気機器本体３０の電力消費に関連する動作を変更制御し、これにより太陽電池パネル２０、２１の発電電力だけによる電気機器３の動作期間の延長が図れるようにするのである。
【００２２】
ここで、電気機器本体３０の電力消費に関連する動作の変更制御とは、要するに、当該電気機器本体による消費電力の低下をもたらす変更制御のことで、その内容は、その電気機器の種類により異なり、このとき、当該電気機器の機能低下をなるべくもたらさすことのない動作に限定するのが望ましく、上記したテレビジョン受像機やパソコンの場合は、例えば画像表示の低輝度化が相当する。
【００２３】
更に詳しく説明すると、例えば上記したテレビジョン受像機やパソコン、ビデオなど無操作状態を監視して一定時間経過後に自動で低消費電力状態に移行する機能を持つ機器の場合、変更制御としては、発電量や蓄電量が少ない場合には低消費電力状態へ移行するまでの時間を短くすることや、画面の輝度を下げて電力消費を抑えることがあり、エアコン、冷房機器もしくは暖房機器の場合は、発電量や蓄電量が少ない場合には風量を弱めたり、運転状態が短くなるように温度設定を変更することなどがある。
【００２４】
そこで、これらの場合、制御部３１は、発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍに基づいて太陽発電部２により供給が可能な電力を推定し、それが電気機器本体３０による通常の需要電力値を上回っている間は電気機器本体３０の電力消費に関連する動作の変更制御は行わず、下回ったら変更制御を行って、当該電気機器本体による消費電力の低下が得られるようにする。
【００２５】
従って、この実施形態によれば、太陽光発電部２による発電量に応じて電気機器本体３０の電力消費に関する動作条件が変えられ、電気機器の機能低下を可能な範囲で抑えながら動作の継続が得られるようにすることができ、この結果、買電量を抑えることによる省エネ化を図ることができる。
【００２６】
このとき、電気機器本体３０の電力消費に関連する動作の変更制御を、発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍの全ての情報に基づいて行う必要は必ずしも無く、これらの少なくとも一種の情報に基づいて実行されるようにしてもよく、この場合も、電気機器の機能低下を可能な範囲で抑えながら動作の継続が得られるようにすることができ、この結果、買電量を抑えることによる省エネ化を図ることができるのはいうまでもない。
【００２７】
ここで、従来技術の太陽光発電システムの場合、上記したように、太陽光発電部と各種の電気機器とは独立した存在であり、各種の電気機器はそれぞれが低消費電力化などの電力制御を行っている。このため、太陽光発電システムによる電力供給のある環境において、機器の使用状態と電力消費との両方を考えた上で場合によって使い分けたい場合などには融通のきかない面もあった。
【００２８】
例えば、電気機器がテレビやパソコンの場合、その画面表示において、太陽光発電部の発電量が多い場合には消費電力が多少増加しても高輝度になるよう設定し、発電量が少ない場合には低輝度に設定するといった事や、エアコンの場合の温度設定について、食器洗い乾燥機や洗濯機の場合の乾燥時間設定などを発電量によって使い分けるという事、他にも機器の自動電源ＯＦＦの時間設定を発電量が少ない場合には短く設定する事などが考えられるが、これらのことは、人手でも個別に行なうことができる。
【００２９】
しかし、実際にはかなり煩雑で面倒な操作になり、現実的には実行できなかったが、上記実施形態によれば、これらのことが自動的に実行されることになり、この結果、上記したように、省エネが得られることになる。そこで、次に、本発明に係る太陽光発電システムの詳細について、更に別の実施形態により詳細に説明する。
【００３０】
まず、図２は、電気機器３の制御部３１にメモリ３３を設け、これに発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍを逐次記憶しておき、電気機器本体３０の電力消費に関連する動作の変更制御を、発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍの履歴に基づいて行うようにした場合の一実施形態である。
【００３１】
図１で説明した実施形態の場合、電気機器本体３０の電力消費に関連する動作の変更制御が、その都度、モニタされた発電量Ｐと蓄電量Ｒ、それにメンテナンス状況Ｍに応じて実行されるが、この図２の実施形態によれば、更に、それらの履歴にも応じで実行されるようにすることができる。
【００３２】
この場合、記憶されている情報の履歴から、発電量Ｐと蓄電量Ｒの少なくとも一方について、それが、今後、減少傾向にあるか否かを知ることができ、ここで減少傾向にあると判断されたら、この時点で、予め電気機器本体３０の電力消費に関連する動作の変更制御を開始させることができ、より一層の省エネ化が図れることになる。
【００３３】
次に、図３は、太陽光発電部２にアンテナ２５が設けてあり、このアンテナ２５で受信された、例えばテレビジョン放送電波による信号ＳＴＶが通信部２２から通信線５を介して電気機器３側の通信部３２に伝送され、このときに電気機器本体となっているテレビジョン受像機３００のアンテナ入力に、通信部３２から信号ＳＴＶが供給されるように構成した場合の本発明の一実施形態であり、その他の構成と動作は、図１又は図２の実施形態と同じである。
【００３４】
そして、この図３の実施形態では、通信部２４に、発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報をテレビジョン放送信号と同じ規格の信号にエンコードし、変調した上で信号ＳＴＶに多重化し、通信部３２に伝送するように構成してあり、これによりテレビジョン受像機３００では、必要に応じて、発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報を画像表示部３０１に画像表示させることができるようにしたものである。
【００３５】
このときの信号のエンコードについては、発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報を、例えば数値やグラフなどの画像に生成し、ＮＴＳＣ規格による映像信号にエンコードする方法や、画像ではなくＮＴＳＣ規格によるブランキング期間のデータとしてエンコードする方法が採用されるようにし、変調については、このシステムが設置対象としている地域で空きチャネルになっているテレビジョンバンドの周波数をキャリヤとして変調する方法が採用されるようにする。
【００３６】
なお、この場合の発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報は、数値データとして送る方が受信する電気機器側で加工しやすくてよいが、しかし、この図３の実施形態の場合、テレビジョン受像機３００に新たな機能の追加を要することなく、テレビジョン受像機３００の受信チャネルを切換えるだけで、通常のテレビジョン受信と、発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報の画像表示の双方が得られることになる。
【００３７】
従って、この実施形態によれば、ユーザーは簡単な操作で容易に太陽光発電部２の状況がモニタでき、発電量などを簡単に知ることができる。また、ここで商用電源に連系させているシステムの場合、売電量や買電量も表示させるようにすることもできる。そして、この図３の実施形態によれば、アンテナ２５からテレビジョン受像機３００までの間のフィーダを別に設ける必要がない。
【００３８】
ここで、従来技術の場合、太陽光発電部の状態を室内で確認する際には専用の表示装置がシステム全体としては必要であり、この場合、太陽光発電部の状態の通知に関して専用の表示装置が必要であることから、コスト面、省スペースの観点において、ユーザーにとってデメリットが存在しているが、この実施形態によれば、このようなデメリットの虞はない。
【００３９】
ところで、以上に説明した実施形態では、太陽光発電部２側と電気機器３側の間での情報伝送が太陽光発電部２側から電気機器３側に向かう方向の一方向に限られているが、双方向の伝送ができるように構成してもよい。ここで、情報伝送が太陽光発電部２側から電気機器３側に向かう方向の一方向の場合、発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報の伝送は、常時、又は所定の時間間隔で逐次、行われることになっているが、双方向通信が可能にした実施形態によれば、電気機器３側からの要求によって必要なときに、発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報の伝送が行われるようにすることができる。
【００４０】
また、以上の実施形態では、太陽光発電部２側と電気機器３側の間での情報伝送が、通信部２４と通信部３２及び通信線５からなる通信手段によって行われるようになっているが、これに代えて電灯線規格による通信手段や光通信規格による光通信手段、或いは無線通信規格による無線通信手段を用いるようにしてもよい。
【００４１】
ここで、電灯線規格による通信手段の場合、当該通信手段による前記情報の伝送経路として、太陽光発電部２から電気機器３に電力を供給するための線路である電力線４を共用することができ、これらの場合、室内での配線が簡略化できることになる。このとき、更に近年は、各種の規格に対応した機器の普及が進んでいるので、この場合、受信側ではソフトウエアの変更だけで対応が可能になるという利便性が得られる。
【００４２】
ここで、この実施形態の場合、電気機器がテレビジョン受像機３００であり、機器本来の機能として表示部が備えられている。そこで、この場合、電気機器３側では、受信した発電量Ｐと蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報は、制御部３１で、その電気機器表示可能な形式に変換するものとする。例えばテレビジョン受像機３００やビデオの場合はメニューなどを表示するためのＯＳＤの一部分として出力するように変換し出力する。また、電気機器が例えばパソコンや携帯電話などの場合は、ソフトウェアによってユーザーが好みの表示形式に変換して出力することになる。
【００４３】
しかし、これらのように描画能力の高い表示装置を備えた電気機器でなくても、数値表示やグラフなどのレベル表示が可能な液晶などの表示装置が設けられているものであれば、ユーザーの操作により発電量Ｐや蓄電量Ｒ及びメンテナンス状況Ｍの各情報を表示させるよう切り替えるモードを設けておくことにより表示が可能になる。
【００４４】
例えば、電気機器がオーディオ機器の場合、その液晶ディスプレイには、数値表示や文字表示、レベル表示が可能な領域が設けてある場合が多く、この場合、上記した各情報の表示には問題無く対応させることができる。なお、これまでに挙げた例では、電気機器に本来の機能として設けてある表示部を利用するものであったが、専用の表示部を別に設けてもよい。
【００４５】
従って、これらの実施形態によれば、太陽光発電部２の発電量Ｐや蓄電量Ｒなどによって、例えば液晶テレビやパソコンなどのバックライト輝度を制御するなど、使い勝手と低消費電力化の両立を図ることができ、この場合、電気機器が表示装置を持っているので、太陽光発電部２の状態確認用のモニターを別途用意する必要がなくなり、システム導入のコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による太陽光発電システムの第一の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明による太陽光発電システムの第二の実施形態を示すブロック構成図である。
【図３】本発明による太陽光発電システムの第三の実施形態を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：太陽光発電システム
２：太陽光発電部
３：電気機器
４：電力線
５：通信線
２０、２１：太陽電池パネル
２２：管理部
２３：蓄電池
２４：通信部
２５：アンテナ
３０：電気機器本体
３１：制御部
３２：通信部
３３：メモリ部
３００：テレビジョン受像機
３０１：画像表示部
【図１】
2008005572.tif 000003
【図２】
2008005572.tif 000004
【図３】
2008005572.tif 000005