(57)【要約】【課題】太陽光、風力、波力等の自然エネルギーを利用した発電設備の最適な組み合わせを設計するための支援を行う電力供給システムの設計支援システムを提供する。【解決手段】自然エネルギーを駆動源とする各種の発電設備を選択して電力供給システムモデルを構成し、環境プラント設備に設置する各種の電力消費機器の消費電力を入力して電力消費機器モデルを構成し、環境プラント設備を設置する対象地域の気象データを入力として電力供給システムモデルにおける一日の各時間帯での予測出力電力量を算出するとともに、一日の予測出力電力量の推移をグラフ化して表示し、電力消費機器モデルの各電力消費機器が一日の各時間帯で稼動する稼動時間を入力値として電力消費機器モデルにおける一日の各時間帯での予定消費電力量を算出するとともに、一日の予定消費電力量の推移をグラフ化して表示するものである。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータの半導体回路上にプログラムによって構成するものであり、予め自然エネルギーを駆動源とする各種の発電設備の出力電力に係る諸元を登録し、登録した各種の発電設備の中から設計対象の環境プラント設備に設置する発電設備を選択し、選択した発電設備によって電力供給システムモデルを構成し、環境プラント設備に設置する各種の電力消費機器の消費電力を入力して電力消費機器モデルを構成し、
環境プラント設備を設置する対象地域の気象条件としての過去の気象データを入力値として対象地域の気象条件下での電力供給システムモデルにおける一日の各時間帯での予測出力電力量を算出するとともに、一日の予測出力電力量の推移をグラフ化して表示し、
電力消費機器モデルの各電力消費機器が一日の各時間帯で稼動する稼動時間を入力値として電力消費機器モデルにおける一日の各時間帯での予定消費電力量を算出するとともに、一日の予定消費電力量の推移をグラフ化して表示することを特徴とする電力供給システムの設計支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力供給システムの設計支援システムに関し、浸出水処理施設、廃棄物処理施設などの環境プラント設備の立地条件や稼動パターンに対応じて、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーを駆動源とする各種の発電設備と商用電力を組み合わせた効率の良い最適な電力供給システムの設計を行う技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば浸出水処理施設においては、生物処理工程、物理化学処理工程などで運転されるポンプやブロア、汚泥脱水装置等が設置されており、さらに、浸出水処理施設の建屋内には、屋内照明等が設けられている。浸出水を処理する場合、上記ポンプやブロアは常時連続的に運転され、上記汚泥脱水装置は昼間だけ１週間に数回程度の割合で間欠的に運転され、屋内照明は作業員が屋内に常駐して作業する昼間のみ点灯される。このポンプやブロア或いは汚泥脱水装置の各モータ（駆動装置）等を作動させるのに要する電力は全て一般の電力会社から供給されており、浸出水処理施設の運転コストが高くなるといった問題がある。また、全体の発電量が少ない離島等に浸出水処理施設を設置する場合、新たに発電設備を増設する必要が生じ、地域の給電計画に大きな影響を与えた。
【０００３】
このため、運転コストを下げ、環境への負荷を低減することができ、さらに、電力量の変化に十分対応して電力を処理施設へ効率良く供給することが可能な電力供給方法として、特許文献１に記載するものがある。
【０００４】
これは、自然エネルギーを利用した複数の発電設備から処理施設の常時連続的に運転される連続運転用処理装置と、間欠的に運転される間欠運転用処理装置と、施設に付帯した電気器具と、蓄電設備とに電力を供給する方法であり、自然エネルギーから得た電力を用いて処理施設を運転するため、運転コストを下げることができ、さらに、環境への負荷を低減することができるものである。
【０００５】
【特許文献１】特願２００２−２７４１７０
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、太陽光、風力、波力等の自然エネルギーを利用した発電においては、気象条件によって発電量に変動が生じ、また太陽光、風力、波力等は地理的条件によって異なるので、施設の立地条件に応じて最適な組み合わせを構成する必要がある。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、環境プラント設備に電力を供給するシステムとして、太陽光、風力、波力等の自然エネルギーを利用した発電設備の最適な組み合わせを気象条件等を考慮して設計するための支援を行う電力供給システムの設計支援システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電力供給システムの設計支援システムは、コンピュータの半導体回路上にプログラムによって構成するものであり、予め自然エネルギーを駆動源とする各種の発電設備の出力電力に係る諸元を登録し、登録した各種の発電設備の中から設計対象の環境プラント設備に設置する発電設備を選択し、選択した発電設備によって電力供給システムモデルを構成し、環境プラント設備に設置する各種の電力消費機器の消費電力を入力して電力消費機器モデルを構成し、
環境プラント設備を設置する対象地域の気象条件としての過去の気象データを入力値として対象地域の気象条件下での電力供給システムモデルにおける一日の各時間帯での予測出力電力量を算出するとともに、一日の予測出力電力量の推移をグラフ化して表示し、
電力消費機器モデルの各電力消費機器が一日の各時間帯で稼動する稼動時間を入力値として電力消費機器モデルにおける一日の各時間帯での予定消費電力量を算出するとともに、一日の予定消費電力量の推移をグラフ化して表示するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態における電力供給システムの設計支援システムは、浸出水処理施設、廃棄物処理施設などの環境プラント設備において、太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーを駆動源とする各種の発電設備、マイクロガスタービン発電機、燃料電池、商用電力などを組み合わせて最適な電力供給システムの設計、シミュレーション、プレゼンテーション資料作成等を行うものであり、コンピュータの半導体回路上にプログラムによって構成するものであり、図１３に概念的なフローを示す。
【００１０】
予めコンピュータのデータベースに太陽光発電、風力発電などの自然エネルギーを駆動源とする各種の発電設備、マイクロガスタービン発電機、燃料電池の出力電力に係る諸元を各機器毎に登録する。
【００１１】
図１に示すように、コンピュータの表示画面上１において、設計対象の環境プラント設備に設置する各種の電力消費機器２の容量３、設置台数４、稼動台数５、稼動容量６を入力してこれらの要素から算出する各電力消費機器２の消費電力を設定することで、環境プラント設備における電力消費機器モデルを構成する。
【００１２】
そして、稼動パターンとして電力消費機器モデルの各電力消費機器２が一日の各時間帯７で稼動する稼動時間８を入力値として入力する。このとき、季節（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）ごとの補正係数９も入力する。
【００１３】
入力した稼動時間８の値と先に入力設定した各電力消費機器２の消費電力から電力消費機器モデルにおける一日の各時間帯での予定消費電力量を算出するとともに、各電力消費機器２の一日の消費電力量１０と一日の総稼動時間１１とを算出して表示し、さらに図２に示すように、一日の予定消費電力量の推移をグラフ化して表示する。
【００１４】
次に、登録した各種の発電設備の中から設計対象の環境プラント設備に設置する発電設備を選択し、選択した発電設備によって電力供給システムモデルを構成する。例えば、図３に示すように、自然エネルギーとして太陽光１２を選択し、発電設備として登録した各種の太陽光発電設備である太陽電池の中から適切な機種を選択（メーカー１３ａ、型番１３ｂにより確定）することでその太陽電池の諸元を設定し、設置条件としての設置方位１４、傾斜角度１５およびセルの種類１６を選択入力する。
【００１５】
あるいは図４に示すように、自然エネルギーとして風力１７を選択し、発電設備として登録した各種の風力発電装置の中から適切な機種を選択（メーカー１８ａ、型番１８ｂにより確定）することでその風力発電装置の諸元を設定し、定格出力２０、設置する基数２１、発電を開始するカットイン風速２２、定格風速２３、発電を停止するカットアウト風速２４を選択入力する。
【００１６】
そして、環境プラント設備を設置する対象地域の気象条件の入力値として過去の気象データをデータベースから入力する。例えば図５に示すように、太陽光を自然エネルギーとする場合には、地域（府県単位）２５、地点（市町村単位）２６を選択入力することで設置する対象地域を特定し、その緯度２７、経度２８を表示し、使用する気象データ２９を選択入力し、当該地域における年間の全天日射量を月毎に表示する。
【００１７】
そして、入力した値に基づいて各発電設備の諸元から対象地域の気象条件下での電力供給システムモデルにおける一日の各時間帯での予測出力電力量を算出する。例えば図６に示すように、月別に一日の各時間帯での太陽光の日射量を過去のデータから推定し、その結果をグラフに表示する。さらに、推定した日射量と予め登録した太陽光発電設備での出力電力を算出し、図７に示すように、一日の予測出力電力量の推移をグラフ化する。
【００１８】
同様の手法により他の発電設備の出力電力を算出して合算し、電力供給システムモデルにおける一日の各時間帯での予測出力電力量を算出し、図８に示すように、電力供給システムモデルの一日の予測出力電力量の推移をグラフ化して表示し、先に求めた一日の予定消費電力量の推移のグラフとを同時に表示して、電力供給システムモデルが供給する供給電力３０、売電可能な余剰電力３１、商用電力より買電する不足電力３２を表示する。
【００１９】
この表示において、選択設定した電力供給システムモデルが電力消費機器モデルに適当であるか否かを判断し、不適切であると判断する場合には、電力供給システムモデルが電力消費機器モデルに近づくように電力供給システムモデルを変更してシミュレーションを繰り返す。
【００２０】
そして、シミュレーションを繰り返して適切な電力供給システムモデルを確定し、この電力供給システムモデルを構成する発電装置の機種、および設置条件を、図９に示すように、システム構成一覧として表形式で表示し、月毎の発電量おより売電収入を表示する。さらに、図１０に示すように、確定した電力供給システムモデルの構成を、各発電装置のアイコン（標となる画像）３３を組み合わせた構成図として表示する。さらには、図１１に示すように概算見積書および図１２に示すように環境効果を表形式で表示する。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、環境プラント設備を設置する対象地域の気象条件としての過去の気象データを入力値として対象地域の気象条件下での電力供給システムモデルにおける一日の各時間帯での予測出力電力量を算出するとともにその推移をグラフ化して表示し、電力消費機器モデルの各電力消費機器が一日の各時間帯で稼動する稼動時間を入力値として電力消費機器モデルにおける一日の各時間帯での予定消費電力量を算出するとともに、その推移をグラフ化して表示し、この表示において選択設定した電力供給システムモデルが電力消費機器モデルに適当であるか否かを判断し、不適切であると判断する場合には、電力供給システムモデルが電力消費機器モデルに近づくように電力供給システムモデルを変更してシミュレーションを繰り返すことで、環境プラント設備に電力を供給するシステムとして、太陽光、風力、波力等の自然エネルギーを利用した発電設備の最適な組み合わせを気象条件等を考慮して設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電力供給システムの設計支援システムの入力画面の模式図である。
【図２】同実施の形態における電力供給システムモデルの予定消費電力量の推移を表す表示画面の模式図である。
【図３】同実施の形態における電力供給システムモデルの太陽電池を選択する入力画面の模式図である。
【図４】同実施の形態における電力供給システムモデルの風力発電装置を選択する入力画面の模式図である。
【図５】同実施の形態における電力供給システムモデルに気象データを選択入力する入力画面の模式図である。
【図６】同実施の形態における電力供給システムモデルでの日射量の推定値を示すグラフの表示画面の模式図である。
【図７】同実施の形態における電力供給システムモデルでの一日の予測出力電力量の推移を示すグラフの表示画面の模式図である。
【図８】同実施の形態における電力供給システムモデルでの供給電力、余剰電力、不足電力を示すグラフの表示画面の模式図である。
【図９】同実施の形態における電力供給システムモデルのシステム構成を示す表示画面の模式図である。
【図１０】同実施の形態における電力供給システムモデルのシステム構成をアイコンで示す表示画面の模式図である。
【図１１】同実施の形態における電力供給システムモデルの概算見積書を示す表示画面の模式図である。
【図１２】同実施の形態における電力供給システムモデルの環境効果を示す表示画面の模式図である。
【図１３】同実施の形態における設計支援システムの概念を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１    コンピュータの表示画面
２    電力消費機器
８    稼動時間
１０    消費電力量
３０    供給電力
３１    余剰電力
３２    不足電力
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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