(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザーの操作命令を入力してもらうユーザー入力部と、
表示部と、
一定の時間、計測された地域毎の斜面日射量、全天日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備および太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータを保存するデータ保存部と、
シミュレーションのためのデータ入力画面を前記表示部に出力し、前記ユーザーが入力部から太陽光発電設備を設置しようとする地域と太陽光発電設備とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを入力してもらうデータ入力処理部と、
前記太陽光発電設備を設置しようとする地域および太陽光発電設備に関するデータを用いて、前記データ保存部から、前記ユーザーが前記太陽光発電設備を設置しようとする地域の太陽光発電設備データの内、前記ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一の太陽光発電設備データとそれに係る所定時間内の太陽光発電電力データを抽出するデータ抽出処理部と、
前記データ抽出処理部から抽出された所定時間の太陽光発電電力データと前記データ入力処理部が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、前記電力負荷が設定時間内に消費する太陽光発電の電力消費量を算出する電力消費量算出部を含むシミュレーション処理部と、
を含む電力負荷の電力消費量シミュレーション装置。
【請求項２】
前記電力消費量算出部は、前記電力負荷が太陽光発電の電力を全て消費するのにかかる残余時間をさらに算出ことを特徴とする請求項１に記載の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置。
【請求項３】
前記データ抽出処理部は、前記データ保存部からユーザーが設置しようとする地域および太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データが少なくとも２以上抽出されると、前記抽出された複数の太陽光発電設備データに係る所定時間内の太陽光発電電力データの統計値を算出することを特徴とする請求項１に記載の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置。
【請求項４】
前記シミュレーション処理部は、全体24段階別の夜間モード選択入力画面と電力負荷の使用可否の選択入力画面とシミュレーションのためのパターン時間入力画面およびスタートパターン入力画面とシミュレーション操作に係る稼働（Ｒｕｎ）、ストップ（Ｓｔｏｐ）および、リセット（Ｒｅｓｅｔ）のアイコンを含む入力画面を表示部に出力し、前記ユーザー入力部から入力された全体２４段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否選択、シミュレーションのためのパターン時間およびスタートパターンに関するデータと前記データ抽出処理部から抽出された所定時間内の太陽光発電データと前記データ入力処理部が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量を算出し、算出した電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するグラフを前記表示部に出力する段階別現況処理部を、
さらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれに記載の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置。
【請求項５】
前記シミュレーション処理部は、前記段階別現況処理部から算出した全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを用いて、前記エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ累積充電量および累積放電量と電力負荷の累積電力使用量と系統電源累積使用量に関するグラフを前記表示部に出力する累積現況処理部を、
さらに含むことを特徴とする請求項４に記載の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置。
【請求項６】
シミュレーションのためのデータ入力画面を出力し、ユーザーが太陽光発電設備を設置しようとする地域と太陽光発電設備とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを入力してもらう段階と、
前記太陽光発電設備を設置しようとする地域および太陽光発電設備に関するデータを用いて、データ保存部から、前記ユーザーが前記太陽光発電設備を設置しようとする地域の太陽光発電設備データの内、前記ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一の太陽光発電設備データとそれに係る所定時間内の太陽光発電電力データを抽出する段階と、
前記抽出された所定時間内の太陽光発電電力データと前記入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、前記電力負荷が設定時間内に消費する太陽光発電の電力消費量を算出する段階とを、
含むことを特徴とする電力負荷の電力消費量シミュレーション方法。
【請求項７】
全体２４段階別の夜間モード選択入力画面と電力負荷の使用可否の選択入力画面とシミュレーションのためのパターン時間の入力画面およびスタートパターンの入力画面とシミュレーション操作に係る稼働（Ｒｕｎ）、ストップ（Ｓｔｏｐ）および、リセット（Ｒｅｓｅｔ）のアイコンを含む入力画面を出力する段階と、
全体２４段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否の選択、シミュレーションのためのパターン時間及びスタートパターンに関するデータを入力してもらう段階と、
前記全体２４段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否の選択、シミュレーションのためのパターン時間およびスタートパターンに関するデータと前記抽出された所定時間内の太陽光発電電力データと前記エネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量を算出する段階と、
前記算出した電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するグラフを出力する段階とを、
さらに含むことを特徴とする請求項６に記載の電力負荷の電力消費量シミュレーション方法。
【請求項８】
前記算出した全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを用いて、前記エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ累積充電量および累積放電量と電力負荷の累積電力使用量と系統電源の累積使用量に関するグラフを出力する段階を、
さらに含むことを特徴とする請求項７に記載の電力負荷の電力消費量シミュレーション方法。   
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力負荷の電力消費量シミュレーション装置および方法に関する。より詳細には長期間構築された地域毎の斜面日射量、全天日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備および太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータを用いて、ユーザーが望む地域に太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムを構築する場合、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量を予測し、その結果を示す電力負荷の電力消費量シミュレーション装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、産業発展に伴う電力の需要が年々増加している。それで国家的に住宅、マンション、ビル、工場にエネルギー保存システム(ＥＳＳ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ)を含む太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムの設置が進められている。
【０００３】
一例として、住宅に設置される太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムは図１に示すように、系統電源（１０）とスマートメーター（１５）と太陽光発電設備（２０）とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）（３０）と分電盤（４０）と電力負荷の家電機器（５０）とホームエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）（６０）を含む。
【０００４】
スマートメーター（１５）は、系統電源（１０）に消費電力（Ｐ１）およびそれに関する力率、遅れ無効電力、進み無効電力を算出する検出部およびこのような電力に関する情報をホームエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）（６０）に伝送する有無線通信モジュールを含む。
【０００５】
太陽光発電設備（２０）は、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）用の太陽光モジュール（２１）および太陽光モジュール（２１）のＤＣ出力端子と繋がって個別発電を行うインバータ（２２）を含む。
【０００６】
エネルギー保存システム（ＥＳＳ）（３０）は、バッテリ（３３）を充電および放電する双方向コンバータ（３１）およびバッテリ（３３）の電力を系統に伝え、系統電力をバッテリ（３３）に充電する双方向インバータ（３２）、電気を保存するバッテリ（３３）、バッテリ管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）（３４）、制御器（３５）および有無線通信を介してデータの送受信を行う通信インターペースモジュール（３６）を含む。
【０００７】
バッテリ管理システム（ＢＭＳ）（３４）は、バッテリ（３３）の充電率および温度に関する情報を制御器（３５）に伝え、制御器（３５）と繋がった通信インタペースモジュール（３６）は、有無線通信を介してホームエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）（６０）にバッテリ充電率のデータを伝送する。制御器（３５）は、ホームエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）（６０）からエネルギー保存システム（ＥＳＳ）（３０）が行うべき補償電流の基準値を受信し、その出力に補償電流を投入することによって電圧補償または力率補償を行う。
【０００８】
分電盤（４０）は、太陽光発電設備（２０）のインバータ（２２）出力およびエネルギー保存システム（ＥＳＳ）（３０）の双方向インバータ（３２）出力と接続される。ホームエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）（６０）は、系統電源（１０）を用いた消費電力（Ｐ１）およびエネルギー保存システム（ＥＳＳ）（３０）のバッテリ（３３）充放電電力（Ｐ２）に関する情報を集め保存し、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）を制御する。
【０００９】
このようなエネルギー保存システム（ＥＳＳ）を含む太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムを住宅、マンション、ビル、工場に備えるためには、ユーザーが太陽光発電設備に用いるインバータ出力とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電容量と放電容量を決め、それによって電力負荷の家電機器はどれくらい設置することができ、どれくらいの電力を消費するかを予め予測しなければならない。
【００１０】
しかし、地域毎に日射量および温度、そして太陽光発電設備とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）の性能によって、電力負荷の電力消費量が異なる。それで、既存の太陽光発電量のシミュレーション装置は、電力負荷の電力消費量を予測することが難しく、例え可能だとしても予測の信頼度と正確度が落ちる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前述のような問題点を解決するために提案されたもので、長期間構築された地域毎の斜面日射量、全天日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備および太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータを用いて、ユーザーが望む地域に太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムを構築する場合、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量を予測し、その結果を示す電力負荷の電力消費量シミュレーション装置および方法に関する。
【００１２】
本発明の他の目的は以下の実施例に係る説明によって簡単に理解できるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記技術的な課題を解決するための本発明の一実施例に係る電力負荷の電力消費量シミュレーション装置は、ユーザーの操作命令を入力してもらうユーザー入力部と、表示部と、一定の期間内に計測された地域毎の斜面日射量、全天日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備および太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータを保存するデータ保存部と、シミュレーションのためデータの入力画面を前記表示部に出力し、前記ユーザー入力部から太陽光発電設備を設置しようとする地域と太陽光発電設備とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを入力してもらうデータ入力処理部と、
【００１４】
前記太陽光発電設備を設置しようとする地域及び太陽光発電設備に関するデータを用いて前記データ保存部から該当する地域の太陽光発電設備データの内、ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る所定時間内の太陽光発電電力データを抽出するデータ抽出処理部と、前記データ抽出処理部から抽出された所定時間内の太陽光発電電力データと前記データ入力処理部が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、前記電力負荷が設定時間内に消費する太陽光発電の電力消費量を算出する電力消費量算出部を含むシミュレーション処理部を含む。
【００１５】
また、本発明に係る電力負荷の電力消費量シミュレーション装置のデータ抽出処理部は、データ保存部からユーザーが設置しようとする地域及び太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データが少なくとも２以上抽出されると、前記抽出された複数の太陽光発電設備データに係る所定時間内の太陽光発電電力データの統計値を算出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る電力負荷の電力消費量シミュレーション装置のシミュレーション処理部は、全体２４段階別の夜間モード選択入力画面と電力負荷の使用可否を選択する画面とシミュレーションのためのパターン時間の入力画面およびスタートパターンの入力画面とシミュレーション操作に係る稼働（Ｒｕｎ）、ストップ（Ｓｔｏｐ）、リセット（Ｒｅｓｅｔ）のアイコンを含む入力画面を表示部に出力し、
【００１７】
ユーザー入力部から入力された全体24段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否の選択、シミュレーションのためのパターン時間およびスタートパターンに関するデータとデータ抽出処理部から抽出された所定時間内の太陽光発電電力データとデータ入力処理部が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量を算出し、算出した電力発電量とバッテリの残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するグラフを表示部に出力する段階別現況処理部をさらに含む。 
【００１８】
また、本発明に係る電力負荷の電力消費量のシミュレーション装置のシミュレーション処理部は、段階別現況処理部から算出した全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを用いて、前記エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ累積充電量および累積放電量と電力負荷の累積電力使用量と系統電源の累積使用量に関するグラフを表示部に出力する累積現況処理部をさらに含む。
【００１９】
本発明の一様態に係る電力負荷の電力消費量シミュレーション方法は、シミュレーションのためのデータ入力画面を出力し、太陽光発電設備を設置しようとする地域と太陽光発電設備とエネルギー保存祖ステム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを入力してもらう段階と、
【００２０】
前記太陽光発電設備を設置しようとする地域及び太陽光発電設備に関するデータを用いてデータ保存部から該当する地域の太陽光発電設備データの内、ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る所定時間内の太陽光発電電力データを抽出する段階、および
【００２１】
前記抽出された所定時間内の太陽光発電電力データと前記入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、前記電力負荷が消費する太陽光発電の電力消費量を算出する段階を含む。
【発明の効果】
【００２２】
前記のように構成された本発明の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置によると、次のような効果がある。
【００２３】
第一に、データ保存部に保存された地域毎の斜面日射量、全天日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備および太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータは、従来の太陽光発電に関するシミュレーションを介して得られる任意の変数値ではなく、地域毎に設置された太陽光発電設備から一定の期間内に計測された実際のデータである。
【００２４】
従って、本発明の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置は、データ保存部からユーザーが設置しようとする地域および太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る所定時間内の太陽光発電電力データを抽出し、抽出された所定時間内の太陽光発電電力データとユーザーが入力したエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、電力負荷が設定時間内に消費する太陽光発電の電力消費量を算出できるように実現することで、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量の予測の信頼度が高い。
【００２５】
第二に、データ保存部からユーザーが設置しようとする地域および太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データが少なくとも２以上抽出されると、前記抽出された複数の太陽光発電設備データに係る所定時間内の太陽光発電電力データの統計値を算出し、算出された所定時間内の太陽光発電電力データの統計値を用いて電力負荷が設定時間内に消費する太陽光発電の電力消費量を算出できるように実現することで、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量の予測の正確度が高い。
【００２６】
第三に、全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量を算出し、算出した電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するグラフを出力できるように実現することで、ユーザーが一日中発生する電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量の現況をその都度確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の実施例を例示するもので、後述する発明の詳細な説明と共に、本発明の技術思想をより明確に理解させる役割をするもので、本発明はそのような図面に記載された事項にのみ限定され、解釈されてはいけない。
【００２８】
【図１】ホームエネルギー管理システム基盤のエネルギー保存装置環境を表す全体構成図である。
【００２９】
【図２】コンピュータシステム内で実現されるシミュレーション装置（２００）のブロック図である。
【００３０】
【図３】電力発電量とバッテリの残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを生成するための入力画面とグラフを説明するための例示図である。
【００３１】
【図４】電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に対し、算出結果を示すデータ画面を説明するための例示図である。
【００３２】
【図５】本発明に係る電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーを例示している。
【図６】本発明に係る電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーを例示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本明細書において用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたもので、本発明を限定する意図はない。単数の表現は文脈上、明確に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。本明細書における‘含む’または‘有する’などの用語は、本明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはそれらを組み合わせたものが存在することを指定するためであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解すべきである。
【００３４】
別の意味で定義しない限り、技術的であったり、科学的な用語を含み、ここに用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を表す。一般に、使われる辞典に定義されているものと同じ用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味があることと解釈すべきであり、本明細書に明白に定義しない限り、理想的かつ過度に形式的な意味として解釈しない。
【００３５】
以下では、添付された図面を参考に本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
【００３６】
本発明に係るシミュレーション装置（２００）は、図２に示すように、ユーザー入力部（２１０）と出力部（２２０）とデータ保存部（２３０）と制御部（２４０）を含むことができる。
【００３７】
ユーザー入力部（２１０）は、情報を入力するための全て可能なタイプのデバイスおよびメカニズムを含む。これらはキーボード、キーパッド、マウス、スキャナー、デジタルドローイングパッド、ディスプレイに含まれるタッチスクリーン、音声認識システムのようなオディオ入力デバイス、マイクロフォーンおよび他のタイプの入力デバイスを含むことができる。様々な実施例において、ユーザー入力部（２１０）は、コンピュータマウス、トラックボール、トラックパッド、ジョイスティック、無線リモコン、ドローイングタブレット、音声コマンドシステムで実現できる。ユーザー入力部（２１０）は、一例として、ユーザーがボタンのクリックなどのようなコマンドを介して出力部（２２０）上に現れる客体、アイコン、テキストなどを選択または入力できるように許可する。
【００３８】
出力部（２２０）は、情報を出力するための全てのタイプのデバイスおよびメカニズムを含む。これらは表示部（一例として、ＬＣＤまたはＬＥＤディスプレイ）、プリンター、オディオ出力デバイスのような非視覚的ディスプレイなどを含むことができる。
【００３９】
データ保存部（２３０）は、実行可能なコンピュータコード、人間が判読可能なコードなどをはじめ、コンピュータープログラム、その他、ものの実施例として、このようなデータを保存するために構成された類型のコンピューターが判読可能な媒体で実現することができる。他のタイプのコンピューター判読可能な媒体は、フロッピーディスク、削除可能なハードディスク、光学保存媒体、つまり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、バーコード、半導体メモリー、また、フラッシュメモリー、判読専用メモリー（ＲＯＭ）、バッテリバッキング（Ｂａｔｔｅｒｙ−ｂａｃｋｅｄ）揮発性メモリー、ネットワーキングされた保存デバイスなどを含む。
【００４０】
データ保存部（２３０）は、ユーザーが望む地域に太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムを構築する場合、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量を予測し、その結果を示す電力負荷の電力消費量シミュレーションプログラムおよびデータを保存する。
【００４１】
データ保存部（２３０）に保存されるデータは一定の期間内に計測された地域毎の斜面日射量と全天日射量を含む日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備及び太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータを含む。このようなデータは従来の太陽光発電に関するシミュレーションを介して得られる任意の変数値ではない、地域毎に設置された太陽光発電設備から一定の期間内に計測された実際のデータである。従って、本発明に係るシミュレーション装置（２００）は、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量予測の信頼度が高い。
【００４２】
制御部（２４０）は、データ保存部（２３０）に保存されたシミュレーションプログラムを実行し、データ保存部（２３０）に保存されたデータを用いて電力負荷の電力消費量シミュレーションを処理する。制御部（２４０）はデータ入力処理部（２４１）とデータ抽出処理部（２４２）とシミュレーション処理部（２４３）を含む。
【００４３】
データ入力処理部（２４１０）は、シミュレーションのためのデータ入力画面を表示部に出力する。シミュレーションのためのデータ入力画面にはエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統（Ｌｉｎｅ）に関するデータを入力する入力画面を含む。一例として、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）に関するデータはバッテリの最大電圧値と最小電圧値と最大電流値と最大充電量（Ｃｈａｒｇｉｎｇ）と最大放電量（Ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）を含む。このようなエネルギー保存システム（ＥＳＳ）に関するデータは、ユーザーが備えようとする商用化した製品の正格性能によって決められる。系統（Ｌｉｎｅ）に関するデータは最大電圧値と最小電圧値が最大電流値と周波数（Ｆｒｅｑｕｎｅｎｃｙ）の最大値および最小値を含む。電力負荷に関するデータは最大電圧値と最小電圧値と最大電流値を含む。このような電力負荷に関するデータは、ユーザーが備えようとする商用化した製品の正格性能によって決められる。  
【００４４】
データ入力処理部（２４１）は、ユーザー入力部（２１０）からユーザーが望む太陽光発電設備を設置しようとする地域と太陽光発電設備とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを入力してもらう。
【００４５】
データ抽出処理部（２４２）は、太陽光発電設備を設置しようとする地域及び太陽光発電設備に関するデータを用いて、データ保存部（２３０）から該当する地域の太陽光発電設備データの内、ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る‘所定時間内’の太陽光発電電力データを抽出する。本明細書における‘所定時間内’とは、一例として、日、週、月の内、いずれの場合もある。他の一例として、‘所定時間内’は、太陽光発電設備のデータを計測した全ての年度（例えば、2015年から2017年）の日々のデータの内、特定の日（例えば、8月31日）のデータの場合もある。このような実施例によると、データ抽出処理部（２４２）は、抽出された太陽光発電設備データに係る所定時間内の太陽光発電電力のデータの統計値を算出するように実現できる。
【００４６】
図１の例示のように、通常、太陽光設備（２０）は、太陽光モジュール（２１）および太陽光モジュール（２１）のＤＣ出力端子と繋がり個別発電を行うインバータ（２２）を含む。太陽光発電設備（２０）の太陽光モジュール（２１）は、1段基本型、2段基本型または多段集合型で設置することができる。太陽光モジュール（２１）の設置構造物の形は固定型、傾斜角可変型、片軸タイプトラッカーまたは両軸タイプトラッカーの中から選ぶことができる。太陽光発電設備（２０）の太陽光モジュール（２１）は、単結晶、多結晶、薄膜型、化合物半導体または燃料感応型のように種類やモデル名、製造会社または仕様がさまざまである。また、太陽光発電設備（２０）のインバータ（２２）は、変圧器型またはマルチストリング型のようにモデル名、製造会社、または仕様が多様である。
【００４７】
太陽光発電設備は、太陽光モジュールの種類やモデル、そして設置構造物の形によって発電量が異なる。また、太陽光発電設備は、インバータの種類、個数とモデルおよび製造会社によって発電量が異なる。もちろん、太陽光発電設備の発電量は設置された地域の日射量と外部温度のような環境条件によって異なる。
【００４８】
本発明の電力負荷の電力消費量シミュレーション装置は、ユーザーが設置しようとする地域及び太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る所定時間内の太陽光発電電力データを抽出できるように実現することによって、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量予測の信頼度が高い。
【００４９】
データ抽出処理部（２４２）は、データ保存部（２３０）からユーザーが設置しようとする地域および太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データが少なくとも２以上抽出されると、抽出された複数の太陽光発電設備データに係る所定時間内の太陽光発電電力データの統計値を算出するように実現できる。
【００５０】
シミュレーション処理部（２４３）は、電力消費量算出部（２４３１）を含む。電力消費量算出部（２４３１）は、データ抽出処理部（２４２）から抽出された所定時間内の太陽光発電電力データとデータ入力処理部（２４１）が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、電力負荷が‘設定時間内’に消費する太陽光発電の電力消費量を算出する。本明細書における‘設定時間内’は一例として、日、週、月のいずれになる場合もある。
【００５１】
電力消費量算出部（２４３１）は、一例として、電力負荷が太陽光発電の電力を全て消費するのにかかる残余時間をさらに算出するように実現できる。このような実施例に従い、ユーザーはシミュレーション結果、例えば、一日中に発生する電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源に使用量の現況をその都度確認できる。
【００５２】
シミュレーション処理部（２４３）は、段階別現況処理部（２４３２）をさらに含む。段階別現況処理部（２４３２）は、電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを生成するための‘入力画面’を出力部（２２０）に出力する。‘入力画面’は、一例として、図３の参照符号３１１、３１１−１のように、全体２４段階別の夜間モード選択入力画面と電力負荷の使用可否の選択入力画面とシミュレーションのためのパターン時間入力画面およびスタートパターン入力画面とシミュレーション操作に係る稼働（Ｒｕｎ）、ストップ（Ｓｔｏｐ）およびリセット（Ｒｅｓｅｔ）アイコンを含む。電力負荷は、ＬＥＤ電気器具、冷蔵庫、洗濯機、エアコン、浄水器、扇風機、ボイラーなどを含む。それによって電力負荷の使用可否を選択する入力画面は電力負荷の数の分、複数で実現できる。
【００５３】
全体２４段階別の夜間モード選択入力画面は、太陽光発電設備の作動可否をユーザーが選択できるようにするものである。他の一例として、前述のようにデータ抽出処理部（２４２）は、太陽光発電設備を設置しようとする地域および太陽光発電設備に関するデータを用いて、データ保存部（２３０）から該当する地域の太陽光発電設備データの内、ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る‘所定時間内’の太陽光発電電力データを抽出する。それによって、段階別現況処理部（２４３２）は、抽出した‘所定時間内’の太陽光発電電力データを用いて太陽光発電設備の動作可否を自動で選択できるように実現できる。
【００５４】
シミュレーションのためのパターン時間入力画面は、段階別のシミュレーション結果をグラフに出力する時間として、例えば、‘１分’から‘６０分’の内、いずれかを入力する。もし、シミュレーションのためのパターン時間入力画面に‘1分’と入力すると、図面の３１３、３１４のようなグラフは１分ごとに変わる。スタートパターン入力画面は全体２４段階の内、いずれかの段階からシミュレーション結果を算出し、その結果を図面の３１３、３１４のようにグラフとして見せてくれるかをユーザーが選択できるようにする。
【００５５】
段階別現況処理部（２４３２）は、ユーザー入力部（２１０）から入力された全体２４段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否の選択、シミュレーションのためのパターン時間およびスタートパターンに関するデータとデータ抽出処理部（２４２）から抽出された所定時間内の太陽光発電電力データとデータ入力処理部（２４１）が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量を算出する。
【００５６】
図３における参照符号３１２は、特定段階（ここでは8段階）での電力発電と充電と消費および系統使用に関する算出結果を画面に表した現況表である。例えば、参照符号３１２の現況表は、太陽光発電設備（ＰＶ）に流れる電圧と電流とグリード（Ｇｒｉｄ）電圧と電流と現在の発電量および累積発電量（Ｔｏｔａｌ  Ｇｅｎ）とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）に流れる電圧と電流とバッテリの現在充電量と累積充電量と現在放電量と累積放電量と現在バッテリの残量と電力負荷に流れる電圧と電流と電力負荷の現在太陽光発電の電力消費量と系統電源使用量と累積系統電源使用量を含む。
【００５７】
段階別現況処理部（２４３２）は、算出した電力発電量とバッテリの残量と電力負荷の電力消費量と系統電源に使用量に対し、図３の参照符号３１３のようなグラフデータを生成し、これを出力部（２２０）に出力する。図３の参照符号３１３における横軸は、時間（単位は‘秒’または‘分’）であり、縦軸は算出した電力発電量とバッテリの残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関する値である。
【００５８】
シミュレーション処理部（２４３）は、累積現況処理部（２４３３）をさらに含む。累積現況処理部（２４３３）は、段階別現況処理部（２４３２）から算出した全体24段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを用いて、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ累積充電量および累積放電量と電力負荷の累積電力使用量と系統電源累積使用量に対し、図３の参照符号３１４のようなグラフデータを生成し、それを出力部（２２０）に出力する。図３の参照符号３１４における横軸は、時間（単位は‘秒’または‘分’）であり、縦軸は算出したバッテリ累積充電量および累積放電量と電力負荷の累積電力使用量と系統電源累積使用量に関する値である。
【００５９】
図４に示したように、シミュレーション処理部（２４３）は、電力発電量とバッテリ残量と電気負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関する算出結果をユーザーがその都度確認できるようにデータ画面に出力できる。図４の参照符号４１１は、現在太陽光発電設備の現在の発電量、最大発電量対比現在発電量の比率を百分率（％）で表してくれる画面領域である。図４の参照符号４１２は、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および全体電力負荷の内、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリから電力の供給を受ける電力負荷の比率を百分率（％）で見せてくれる画面領域である。図４の参照符号４１３は、全体の電力負荷を１００％稼働した場合の電力消費量と累積発電量を全体の電力負荷が消費する残余時間を見せてくれる画面領域である。図４の参照符号４１４は、系統電源使用量および全体電力負荷の内、系統から電力の供給を受ける電力負荷の比率を百分率（％）で示した画面領域である。
【００６０】
図５および図６は、本発明に係る電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーを例示する。理解のため、プロセッサーが図２を参考にして説明できるが、プロセッサーの実施例は図２を参考して説明された例示の装置に制限されないことを理解すべきである。電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、コンピューター判読可能な記録媒体上に実現される命令（例えば、コード）のセットを含むことができる。命令は順番で、または並列で（例えば、相違のプロセッシングスレッド下で）、または、それらの結合で実現できるように構成することができる。理解のため、プロセッサーが図２を参考に説明できるが、プロセッサーの実施例は、図２を参考に説明された例示のシステムおよび装置に制限されないことと理解すべきである。
【００６１】
先ず、電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、シミュレーションのためのデータ入力画面を表示部に出力する（Ｓ５１１）。一例として、シミュレーションのためのデータ入力画面にはエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統（Ｌｉｎｅ）に関するデータを入力する入力画面を含む。一例として、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）に関するデータはバッテリの最大電圧値と最小電圧値と最大電流値と最大充電量（Ｃｈａｒｇｉｎｇ）と最大放電量（Ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）を含む。このようなエネルギー保存システム（ＥＳＳ）に関するデータは、ユーザーが備えようとする商用化した製品の正格性能によって決められる。系統（Ｌｉｎｅ）に関するデータは最大電圧値と最小電圧値と最大電流値と周波数（Ｆｒｅｑｕｎｅｎｃｙ）の最大値および最小値を含む。電力負荷に関するデータは、最大電圧値と最小電圧値と最大電流値を含む。このような電力負荷に関するデータは、ユーザーが備えようとする商用化した製品の正格性能によって決められる。
【００６２】
段階Ｓ５１１以後、電力負荷の電力消費量シミュレーションのプロセッサーは、ユーザー入力部（２１０）からユーザーが望む太陽光発電設備を設置しようとする地域と太陽光発電設備とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを入力してもらう（Ｓ５１２）。
【００６３】
段階Ｓ５１２以後、電力負荷の電力消費量シミュレーションプロセッサーは、太陽光発電設備を設置しようとする地域および太陽光発電設備に関するデータを用いて、データ保存部（２３０）から該当する地域の太陽光発電設備データの内、ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備データとそれに係る‘所定時間内’の太陽光発電電力データを抽出する（Ｓ５１３）。‘所定時間内’は、例えば日、週、月の内、いずれかの場合もある。他の一例として、‘所定時間内’は、太陽光発電設備のデータを計測した全ての年度（例えば、2015年から2017年）の日々のデータの内、特定の日（例えば、8月31日）のデータの場合もある。このような実施例によると、データ抽出処理部（２４２）は、抽出された太陽光発電設備データに係る所定時間内の太陽光発電電力データの統計値を算出するように実現できる。
【００６４】
段階Ｓ５１３以後、電力負荷の電力消費量シミュレーションプロセッサーは、段階Ｓ５１３から抽出抽出された所定時間内の太陽光発電電力データと段階Ｓ５１２から入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、電力負荷が設定時間内に消費する太陽光発電の電力消費量を算出する（Ｓ５１４）。電力消費量算出部（２４３１）は、データ抽出処理部（２４２）から抽出された所定時間内の太陽光発電電力データとデータ入力処理部（２４１）が入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、電力負荷が‘設定時間内’に消費する太陽光発電の電力消費量を算出する。本明細書における‘設定時間内’は、例えば、日、週、月の内、いずれの場合もある。
【００６５】
電力消費量算出部（２４３１）は、一例として、電力負荷が太陽光発電の電力を全部消費するのにかかる残余時間をさらに算出することができる。このような実施例に係り、ユーザーはシミュレーション結果、例えば、一日中に発生する電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量の現況をその都度確認できる。
【００６６】
段階Ｓ５１４以後、電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、算出した電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に対し、グラフデータを生成し、それを表示部に出力する（Ｓ５１５）。
【００６７】
以下、図６を参考に段階Ｓ５１５を説明すると、電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、電力発電量とバッテリ残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関するデータを生成するための’入力画面‘を表示部に出力する（Ｓ６１１）。’入力画面’は、一例として、図３の参照符号３１１、３１１−１のように、全体２４段階別の夜間モード選択入力画面と電力負荷の使用可否の選択入力画面とシミュレーションのためのパターン時間入力画面およびスタートパターン入力画面とシミュレーション操作に係る稼働（Ｒｕｎ）、ストップ（Ｓｔｏｐ）および、リセット（Ｒｅｓｅｔ）のアイコンを含む。電力負荷は、ＬＥＤ電気器具、冷蔵庫、洗濯機、エアコン、浄水器、扇風機、ボイラーなどを含む。それに従い、電力負荷の使用可否を選択する入力画面は電力負荷の個数分、複数で実現できる。
【００６８】
全体２４段階別の夜間モード選択入力画面は、太陽光発電設備の動作可否をユーザーが選択できるようにするものである。他の一例として、前述のように、データ抽出処理部（２４２）は、太陽光発電設備を設置しようとする地域および太陽光発電設備に関するデータを用いてデータ保存部（２３０）から該当する地域の太陽光発電設備のデータの内、ユーザーが設置しようとする太陽光発電設備と同一又は類似の太陽光発電設備のデータとそれに係る‘所定時間内’の太陽光発電電力データを抽出する。それにより、段階別現況処理部（２４３２）は、抽出した‘所定時間内’の太陽光発電電力データを用いて太陽光発電設備の動作可否を自動で選択できるように実現できる。
【００６９】
シミュレーションのためのパターン時間入力画面は、段階別シミュレーション結果をグラフで出力する時間として、例えば、‘１分’から‘６０分’の内、いずれかを入力する。もし、シミュレーションのためのパターン時間入力画面に‘１分’と入力すると、図面の３１３、３１４のようにグラフは１分ごとに変わる。スタートパターン入力画面は、全体２４段階の内、どの段階からシミュレーション結果を算出し、その結果を図面の３１３、３１４のようなグラフで示すかをユーザーが選択できるように実現できる。
【００７０】
段階Ｓ６１１以後、電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、ユーザー入力部（２１０）から全体２４段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否選択、シミュレーションのためのパターン時間およびスタートパターンに関するデータを入力してもらう（Ｓ６１２）。
【００７１】
段階Ｓ６１２以後、電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、Ｓ６１３から入力された全体２４段階別の夜間モード選択、電力負荷の使用可否選択、シミュレーションのためのパターン時間およびスタートパターンに関するデータと段階Ｓ５１３から抽出された所定時間の太陽光発電電力データと段階Ｓ５１２から入力してもらったエネルギー保存システム（ＥＳＳ）と電力負荷と系統電源に関するデータを用いて、全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量を算出する（Ｓ６１３）。
【００７２】
段階Ｓ６１３以後、電力負荷の電力消費量シミュレーションプロセッサーは、算出した電力発電量とバッテリの残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に対し、図３の参照符号３１３のようなグラフデータを生成し、それを出力部（２２０）に出力する（Ｓ６１４）。図３の参照符号３１３において、横軸は時間（単位は‘秒’または‘分’）であり、縦軸は算出した電力発電量とバッテリの残量と電力負荷の電力消費量と系統電源の使用量に関する値である。
【００７３】
図示してないが、電力負荷の電力消費量のシミュレーションプロセッサーは、算出した全体２４段階別の太陽光発電設備の電力発電量とエネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ充電量および放電量と電力負荷の電力消費量と系統電源に使用量に関するデータを用いて、エネルギー保存システム（ＥＳＳ）のバッテリ累積充電量および累積放電量と電力負荷の累積電力使用量と系統電源の累積使用量に関するグラフを出力できる。
【００７４】
以上で説明した本発明は、前述の実施例および添付された図面に限定されることなく、本発明の技術的思想から外れない範囲内で、様々な置換、変形および変更可能である。これは、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者には明白なものである。あたがって、本発明の本の技術的な保護範囲は、添付された請求範囲によってのみ、決められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は電力産業分野において利用可能である。  
【要約】
本発明は、長期間構築された地域毎の斜面日射量、全天日射量、外部温度、太陽光モジュール温度、太陽光発電設備および太陽光発電設備に係る太陽光発電電力に関するデータを用いて、ユーザーが望む地域に太陽光を用いた再生可能エネルギーシステムを構築する際、ユーザーが備える電力負荷の電力消費量を予測し、その結果を示す電力負荷の電力消費量シミュレーション装置および方法に関する。
【選択図】【図２】【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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