(57)【要約】【課題】商用電源側へ流れ出す逆潮流を低減し、且つ発電されたエネルギーを高効率で活用するエネルギーシステムを提供すること。【解決手段】商用電源５に系統連系して出力し得るように接続された発電装置１と、商用電源に接続されたヒートポンプ貯湯式給湯装置８及び電力負荷１４と、を備えたエネルギーシステムであって、発電装置と商用電源との間に設けられて発電装置の出力電力をモニターする出力電力モニター手段６を設け、ヒートポンプ貯湯式給湯装置及び電力負荷を接続した系統と商用電源との間に設けられて系統の電力をモニターする系統電力モニター手段１６を設け、出力電力モニター値と系統電力モニター値とを比較し、出力電力モニター値と系統電力モニター値の差電力が予め設定した所定値に達した場合に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８を差電力にほぼ対応した入力電力で運転させること。【選択図】        図１
2004194485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に系統連系して出力し得るように前記商用電源に接続された発電装置と、前記商用電源に接続されたヒートポンプ貯湯式給湯装置と、前記商用電源に接続された電力負荷と、を備えたエネルギーシステムであって、
前記発電装置と前記商用電源との間に設けられて前記発電装置の出力電力をモニターする出力電力モニター手段を設け、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置及び前記電力負荷を接続した系統と前記商用電源との間に設けられて前記系統の電力をモニターする系統電力モニター手段を設け、
前記出力電力モニター手段の出力電力モニター値と前記系統電力モニター手段の系統電力モニター値とを比較し、
前記出力電力モニター値と前記系統電力モニター値の差電力が予め設定した所定値に達した場合に、前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を前記差電力にほぼ対応した入力電力で運転させる
ことを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項２】
商用電源に系統連系して出力し得るように前記商用電源に接続された発電装置と、前記商用電源に接続されたヒートポンプ貯湯式給湯装置と、前記商用電源に接続された電力負荷と、を備えたエネルギーシステムであって、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置及び前記電力負荷を接続した系統と前記発電装置の出力との連結点が前記商用電源に接続され、
前記連結点と前記商用電源との間に設けられて前記系統の電力をモニターする系統電力モニター手段を設け、
前記系統電力モニター手段の系統電力モニター値を監視し、
前記系統電力モニター値がゼロ近傍になった場合に、前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を前記発電装置の出力電力と前記電力負荷の消費電力の差電力にほぼ対応した入力電力で運転させる
ことを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記発電装置は太陽光発電システムであることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項４】
請求項３において、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を前記商用電源の夜間電力で運転し、
前記太陽光発電システムの発電による前記商用電源側へ流れ込む逆潮流の電力が予め設定した所定値以内に制限されるように前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置の入力電力を制御して運転することを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記発電装置は燃料電池システムであることを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項において、
商用電源側の電圧をモニターする系統電圧モニター手段を設け、
前記系統電圧モニター手段の計測値が予め設定した判定値に達した場合に、前記電力負荷への供給電力に前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力を加算した電力が前記発電装置による発電量以上の電力になるように、前記入力電力を制御して前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を運転することを特徴とするエネルギーシステム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項において、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を昼間の時間帯に運転することを特徴とするエネルギーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は商用電源に系統連系出力する発電装置を用いたエネルギーシステムに係り、商用電源側への逆潮流の電力を低減したエネルギーシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電システムや燃料電池システム等の発電装置では、発電した電力を商用電源に系統連系させて出力するようになっているが、発電量の変動等により、商用電源側に逆潮流させる電力量が変動するため、それにより系統の電圧が変動する可能性がある。
【０００３】
系統電圧の変動防止の従来技術として、発電装置で発電した電力を蓄える蓄電装置に設け、直流電力の出力変動分を充放電手段により調整して商用電源系統への逆潮流の急激な変動を抑制する構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５５４３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構成の発電装置では、系統への逆潮流の急激な変動を抑制することはできるが、系統への逆潮流を低減するものではないため、このような発電装置が局所集中的に設置された場合には、系統への逆潮流が特定の配電系統に集中連系出力されるため、系統への影響が生じる可能性がある。今後、このような発電装置は急激な普及が予想され、集中連系に因る系統への悪影響は早急に解決すべき課題である。
【０００６】
また、前記特許文献１に示されるように蓄電池に一旦貯める場合、充放電時にチョッパによる電圧、電流の変換制御が必要であり、このチョッパによる損失が発生し、結果的に発電エネルギーを系統連系出力する場合の変換効率が低下してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、商用電源側へ流れ出す逆潮流を低減し、且つ発電されたエネルギーを高効率で活用するエネルギーシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決すための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
商用電源に系統連系して出力し得るように前記商用電源に接続された発電装置と、前記商用電源に接続されたヒートポンプ貯湯式給湯装置と、前記商用電源に接続された電力負荷と、を備えたエネルギーシステムであって、
前記発電装置と前記商用電源との間に設けられて前記発電装置の出力電力をモニターする出力電力モニター手段を設け、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置及び前記電力負荷を接続した系統と前記商用電源との間に設けられて前記系統の電力をモニターする系統電力モニター手段を設け、
前記出力電力モニター手段の出力電力モニター値と前記系統電力モニター手段の系統電力モニター値とを比較し、
前記出力電力モニター値と前記系統電力モニター値の差電力が予め設定した所定値に達した場合に、前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を前記差電力にほぼ対応した入力電力で運転させる構成である。
【０００９】
また、商用電源に系統連系して出力し得るように前記商用電源に接続された発電装置と、前記商用電源に接続されたヒートポンプ貯湯式給湯装置と、前記商用電源に接続された電力負荷と、を備えたエネルギーシステムであって、
前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置及び前記電力負荷を接続した系統と前記発電装置の出力との連結点が前記商用電源に接続され、
前記連結点と前記商用電源との間に設けられて前記系統の電力をモニターする系統電力モニター手段を設け、
前記系統電力モニター手段の系統電力モニター値を監視し、
前記系統電力モニター値がゼロ近傍になった場合に、前記ヒートポンプ貯湯式給湯装置を前記発電装置の出力電力と前記電力負荷の消費電力の差電力にほぼ対応した入力電力で運転させる構成である。
【００１０】
このような構成を採用することによって、商用電源側へ流れ出す逆潮流を低減又は無くし、且つ発電されたエネルギーをヒートポンプ貯湯式給湯装置に適用することによって高効率で発電エネルギーの活用を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るエネルギーシステムについて、図面を参照しながら以下説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成を示す図であり、図２は太陽光発電システムによる発電電力と商用電源から供給されて家庭で消費される系統電力即ち全体消費電力の時間経過の一例を示す図であり、図３は本実施形態に関するヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力と、太陽光発電システムによる発電電力と家庭の全体消費電力との差電力と、商用電源側への逆潮流電力と、の関係を時間経過で示す図であり、図４は本実施形態に関するヒートポンプ式貯湯式給湯装置のＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数）と外気温度の関係を示す図である。
【００１２】
図１に示す本発明の第１の実施形態は一般家庭に設置した例である。１は発電装置としての太陽光発電システムであり、太陽電池発電装置２と、直流を交流に変換して系統連系出力するインバータ３と、系統連系保護継電器４を具備し、この系統連系継電器４の一端は出力電力モニター手段６を介して電力量計７に接続してあり、この電力量計７は商用電源５に接続している。なお、この保護継電器４は系統電力に異常があった場合等に発電システムからの発電電力を遮断するために規定された継電器である。
【００１３】
また、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８は、ヒートポンプ加熱手段９と、このヒートポンプ加熱手段９に電力を供給する電源部１０と、係る電源部１０への入力を入・切する電源スイッチ１１と、ヒートポンプ加熱手段９により加熱製造された湯を蓄える貯湯槽１２と、を具備し、貯湯槽１２には給湯負荷１３が配管されている。ここで、ヒートポンプ式貯湯式給湯装置８は、定格の消費電力のみで稼働するようなものではなくて、例えば、太陽光発電システムによる変動する発電電力に適宜に合わせるように制御された電力で稼働し得るものである。
【００１４】
また、商用電源５は電力量計１５及び系統からの電力をモニターする系統電力モニター手段１６を介して、電力負荷１４及びヒートポンプ貯湯式給湯装置８に接続している。系統電力モニター手段１６は系統電圧モニター手段と系統電流モニター手段とを内蔵しており（いずれも図示せず）、それらの計測値より系統電力モニター手段１６は電力と電力の流れる方向を検知することができる。前述した出力電力モニター手段６及び系統電力モニター手段１６のモニター信号線はシステム制御手段１７に接続しており、このシステム制御手段１７の制御信号出力線はヒートポンプ貯湯式給湯装置８の電源部１０に接続している。
【００１５】
次に、本発明の第１の実施形態に係るエネルギーシステムの動作を説明する。太陽光発電システム１は、昼間、太陽電池発電装置２により太陽光を受けて発電し、この太陽電池発電装置２で発電した直流をインバータ３により交流に変換し、系統連系保護継電器４を介して系統連系して出力する。この出力は、出力電力モニター手段６及び電力量計７を介して商用電源５側に逆潮流し得る。
【００１６】
図２は、太陽光発電システム１による発電電力と、商用電源側の系統から供給されて家庭で消費される系統電力即ち消費電力と、の時間経過の一例を示す図であり、太陽光発電システム１による発電電力は符号１９のようになり、昼間に発電している。一方、符号１８はヒートポンプ貯湯式給湯装置８を運転しない場合の系統電力モニター手段１６により計測した家庭の全体消費電力の時間経過であり、昼間の太陽光の強い時間帯には、家庭の全体消費電力１８よりも発電電力１９の方が大きくなる。
【００１７】
また、出力電力モニター手段６からの出力モニター値と、系統電力モニター手段１６からの系統電力モニター値即ち家庭の消費電力モニター値と、をシステム制御手段１７により比較するとともに、システム制御手段１７で時刻を計時して夜間電気料金の時間帯になった場合に、又は、太陽光発電システム１の発電電力１９が家庭の全体消費電力１８よりも所定値だけ大きくなった場合に、システム制御手段１７は、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の電源部１０に運転制御信号（図示せず）を送ってヒートポンプ貯湯式給湯装置８の電源スイッチ１１を閉路し、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の運転を開始させる。
【００１８】
また、システム制御手段１７は、発電電力１９と家庭の全体消費電力１８との差に基づいて、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８のヒートポンプ加熱手段９の出力を加減する信号を出して、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の出力を制御する。即ち、発電電力１９と家庭の全体消費電力１８との差電力にほぼ対応してヒートポンプ貯湯式給湯装置８の出力を制御する。このように、図２に示す符号１９と符号１８との差電力の大部分電力又は差電力を若干超えた電力でヒートポンプ式貯湯式給湯装置を稼働する。この差電力の大部分電力で稼働する場合は商用電源側への逆潮流の値を所定値以下に制限することとなり、若干超えた電力で稼働する場合は商用電源から電力を買うこととなる。
【００１９】
図３は、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力２０ａ，２０ｂと、発電電力１９と家庭の全体消費電力１８（ヒートポンプ貯湯式給湯装置を使用していないときの消費電力）との差から求まる電力２１（図２に示す、符号１９の電力が符号１８の電力より大であるとき、符号１９と符号１８の差電力と同一）と、商用電源５側に流れ込む逆潮流電力２２と、を時刻との関係で示す図である。ここで、発電電力１９が家庭全体消費電力１８よりも所定値Ｇだけ大となったときに、即ちタイミングＴ経過後に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８を始動させるように制御する。更に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８は差電力２１を大部分消費するように制御される。符号２１の電力と符号２０ｂの差電力が符号２２のようになり、この符号２２の電力が商用電源側に流れ込む逆潮流電力となる。
【００２０】
換言すると、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力は夜間は２０ａのようにほぼ一定の入力電力となり、昼間は発電電力１９と家庭の全体消費電力１８との差より求まる逆潮流電力（発電システムから流れ出る電力）２１の値に対応して２０ｂのように変動する。そのため、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力２０ｂと発電システムから流れ出る逆潮流電力２１とを合計した合計電力（商用電源側に流れ込む電力）は、符号２２のように、所定値Ｇ以下に制限される。
【００２１】
以上のように、本発明の実施形態に係るエネルギーシステムでは、商用電源５の系統に逆潮流する電力が所定値Ｇ以下に制限されるので、特定の系統に太陽光発電システムが集中連系され、昼間の時間帯に太陽光発電システム１の発電電力の出力が過大になるような場合でも、太陽光発電システム１の発電電力の出力を停止させることなく、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８で熱エネルギーに変えて有効に貯湯することができる。
【００２２】
また、系統電力モニター手段１６は、内蔵した系統電圧モニター手段（内蔵ではなくて、別個に設けたものでも良い）により系統の電圧を監視し、系統の電圧が上昇して太陽光発電システムの連系出力を停止すべき電圧に近づいた場合に、システム制御手段１７は太陽光発電システム１の発電電力の出力と同等以上の家庭の全体消費電力になるように（図３の符号２２が正の値となるように）、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力を制御し、商用電源側への逆潮流が無いレベルの消費電力として、多数の発電システムからなる集中連系等による系統電圧の上昇を抑制するとともに、太陽光発電システム１の発電電力を熱エネルギーに変換して有効利用できる。
【００２３】
敷衍して説明すると、太陽光発電システムが多数稼働しているような場合において、系統電圧が規則で規定された規定値を超えれば、図１に示す保護継電器４をオフして太陽光発電システムからの連係出力を停止することが規定されているのであるが、系統電圧がこの規定値よりも所定量小さい値である判定値に達した場合には、発電装置を止めることなく継続運転させるために、発電装置からの発電量よりも大きい電力を消費させるように（ヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力＋電力負荷への電力）、ヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力を制御すれば、系統電圧が判定値よりも大きい規定値に達することは無くなる。そして、このような系統電圧モニター手段によるヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力制御は、図１と図３に示すエネルギーシステムの運転制御に優先して実施する。
【００２４】
次に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８のＣＯＰ（Coefficient Of Performance：成績係数又は動作係数（熱サイクルを動かすために消費される仕事量に対して、熱サイクルの冷却能力や加熱能力がどの程度になるかを示す比））は、図４に示すグラフ２３のようになり、外気温度が高いほど大きくなるため、太陽光が強い昼間の方が通常、外気温度が高いので効率よく集熱でき、太陽光発電によるエネルギーを効率よく活用できる。
【００２５】
更に、本実施形態では、消費電力の少ない夜間に、及び昼間において発電システムから流れ出る逆潮流が生じる場合に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８を運転するので、家庭の契約電力を上げること無く、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８を設置でき、夜間の運転で貯湯するので、時間帯別料金契約を適用することにより、給湯用のエネルギーのコストを低減できる。また、時間帯別料金契約を適用しない場合には、ＣＯＰの高い昼間の時間帯での運転の割合を多くすることにより、給湯用のエネルギーのコストを低減できる。なお、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８で、給湯負荷１３での湯の消費量が多くて追炊きが必要な場合は、貯湯槽１２の残湯量と家庭の全体消費電力１８の情報より、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力を加減しながら追炊きを行うことができるので、追炊きを考慮しても家庭の契約電力を上げずに済ませることができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るエネルギーシステムについて、図５と図６を参照しながら以下説明する。図５は本発明の第２の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成を示す図であり、図６は本実施形態に関する、太陽光発電システムの発電電力と、家庭の全体消費電力と、ヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力と、太陽光発電システムによる発電電力と家庭の全体消費電力との差電力と、商用電源側への逆潮流電力と、の関係を時間経過で示す図である。
【００２７】
図５において、太陽光発電システム１と、家庭の電力負荷１４と、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８と、を同一系統に接続し、この同一系統における商用電源５側に系統電力モニター手段１６を介して全体の消費電力を管理する電力量計１５を接続する。
【００２８】
図６に示す各部の電力を示すグラフにおいて、太陽光発電システム１の発電電力１９が大きくなると、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８を除く家庭の全体消費電力１８から太陽光発電システム１の発電電力１９を引いた差は、符号２１に示すように、マイナス即ち発電システムから流れ出る逆潮流電力となる。符号２０ａ，２０ｃはヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力である。
【００２９】
第２の実施形態のエネルギーシステムでは、系統電力モニター手段１６での系統電力モニター値の情報をシステム制御手段１７により監視し、電力量計１５を通過する系統電力の値がゼロ付近になったら、システム制御手段１７はヒートポンプ貯湯式給湯装置８の電源部１０に運転制御信号（図示せず）を送ってヒートポンプ貯湯式給湯装置８の電源スイッチ１１を閉路し、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８の運転を開始させ、系統電力が所定値以下の２２’になるようにヒートポンプ貯湯式給湯装置８の入力電力を制御する。即ち、図６に示す符号２２’が正の値を示すことは、太陽光発電システムの発電電力が商用電源５側に逆潮流させないことを意味する。
【００３０】
第２の実施形態では、太陽光発電システム１の発電電力１９の内、電力負荷１４で消費しきれない分はヒートポンプ貯湯式給湯装置８で熱エネルギーに変換して、湯として貯湯槽１２に蓄え、系統の商用電源５側に逆潮流させないので、系統の電圧を規定値以上に上昇させることはなく、多数の太陽光発電システムによる集中連系になっても系統の電圧の不安定要因とはならない。また、本実施形態では電力モニター手段は１個所に設置すれば逆潮流を監視できるので、電力モニター手段のコストを低減できる。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施形態に係るエネルギーシステムについて図７を参照しながら説明する。図７は本発明の第３の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成を示し、発電装置として燃料電池システムを用いた構成例を示す図である。
【００３２】
図７において、燃料電池システム２４は発電及び熱回収を行う燃料電池発電装置２６と、燃料電池発電装置２６で発電した直流を交流に変換して、系統連系出力するインバータ２５と、系統と並列運転する場合に閉路し、解列する場合に開路する系統連系保護継電器２７と、を具備している。ここで、燃料電池システムはそれ自体が発熱するので水で冷却して熱水として回収し、貯湯槽１２に供給する。また、燃料電池システム２６を稼働させるには或る所定の温度環境が求められるので、運転と非運転とを断続する運転方法（非運転から運転に移行するには所定温度環境まで温度上昇させる必要がある）よりも運転継続した方が効率が良いこととなる。
【００３３】
系統連系保護継電器２７の系統側は系統電力モニター手段１６を介して電力量計１５に接続しており、電力負荷１４及びヒートポンプ貯湯式給湯装置８が系統電力モニター手段１６の下流側に接続している。この系統電力モニター手段１６のモニター情報をシステム制御手段１７により監視し、燃料電池システム２４による発電電力が電力負荷１４の消費電力以上になって逆潮流したとき、又は燃料電池システム２４による発電電力が電力負荷１４の消費電力と同程度になって逆潮流しそうになったら、システム制御手段１７からの信号によって、ヒートポンプ貯湯式給湯装置８を所定の入力で運転させ、逆潮流しないように消費電力を制御し、発電電力を商用電源側に逆潮流させずに熱エネルギーとして湯に変換し、貯湯槽１２に蓄える。
【００３４】
また、本実施形態では、燃料電池２４で熱回収したエネルギーは、湯にして貯湯槽１２に蓄えられ、給湯負荷１３に供給される。本実施形態では、燃料電池での発電電力が通常の家庭内での消費電力以上になっても、燃料電池の運転を停止させずに、商用電源側へ逆潮流もさせず、高いＣＯＰで熱エネルギーに変換して湯として蓄えることができ、高効率のエネルギーシステムを構成できる。
【００３５】
以上説明したように、本発明は次のような構成例を備えたものを特徴とし、機能乃至作用を奏するものである。即ち、第１に、商用電源に系統連系出力する発電装置とヒートポンプ貯湯式給湯装置とを設け、発電装置の出力電力をモニターする出力電力モニター手段を設けるとともに、ヒートポンプ貯湯式給湯装置の電源部と電力負荷とを接続した系統の系統電力をモニターする系統電力モニター手段を設け、出力電力モニター手段の出力モニター値と系統電力モニター手段の系統電力モニター値とを比較し、発電装置の出力電力により発電装置から流れ出る逆潮流が予め設定した所定値以上生じた場合に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置を、前記逆潮流の電力にほぼ対応した入力電力で運転させる構成である。これにより、電力負荷が小さく、発電装置から流れ出る逆潮流の電力が大きくなる場合に、この逆潮流の電力に関連した電力をヒートポンプ貯湯式給湯装置で消費させるので、逆潮流の電力を所定値以下に抑制でき、逆潮流の系統への影響を軽減できる。また、ヒートポンプ貯湯式給湯装置はエネルギー効率（ＣＯＰ）を３〜５又はそれ以上とすることが可能であり、極めて高効率で貯湯することができ、高効率のエネルギーシステムを構成できる。
【００３６】
第２に、発電装置の出力部と、ヒートポンプ貯湯式給湯装置の電源部と、電力負荷とを同一の電力量計の下流側に電気的に接続した構成である。これにより、発電装置での発電量と電力負荷での消費量とヒートポンプ貯湯式給湯装置での消費量の合計を一個所でモニターできるので、電力のモニター手段を低コストにでき、またヒートポンプ貯湯式給湯装置の運転時入力電力の制御を容易にできる。
【００３７】
第３に、発電装置を太陽光発電システムとした構成である。これにより、発電が昼間に限定される太陽光発電システムの発電電力を、昼間の消費電力が少ないサラリーマン世帯などにおいて、電力負荷で消費しきれない電力の逆潮流を抑制し、気温が高く、ＣＯＰが大きくなる昼間にヒートポンプ貯湯式給湯装置で貯湯に電力を使用することができ、システムのエネルギー利用効率を高くできる。
【００３８】
第４に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置を夜間電力で運転するとともに、太陽光発電システムの発電による逆潮流の電力が予め設定した所定値以内に制限されるようにヒートポンプ貯湯式給湯装置の入力電力を制御しながら運転する構成である。これにより、消費電力の少ない夜間にＣＯＰの大きいヒートポンプ貯湯式給湯装置により貯湯するとともに、一般の家庭では、消費電力が比較的少なく、発電量が多い昼間に、電力負荷で消費しきれない電力の逆潮流を抑制し、ヒートポンプ貯湯式給湯装置で貯湯に電力を使用することができるので、使用電力の平準化が図れ、また、ヒートポンプ貯湯式給湯装置の昼間のＣＯＰが大きいので、システムのエネルギー利用効率を極めて高くできる。
【００３９】
第５に、発電装置を燃料電池システムとした構成である。これにより、消費電力の少ない時間帯でも燃料電池システムの発電を停止させなくても逆潮流をさせなくすることが可能になり、燃料電池システムでの発電の系統への影響を軽減できる。
【００４０】
第６に、商用電源側の電圧をモニターする系統電圧モニター手段を設け、系統電圧モニター手段の計測値が予め設定した判定値に達した場合に、発電装置による発電量に対して所定の割合以上の入力電力でヒートポンプ貯湯式給湯装置を運転する構成である。これにより、多数の発電装置による集中連系等により発電可能な状況にも関わらず、系統連系出力を抑制しなければならない場合に、発電装置で発電した電力に見合う電力でヒートポンプ貯湯式給湯装置を運転し、発電電力を高効率で熱エネルギーに変換して湯を製造することにより、発電電力の無駄を防止できる。
【００４１】
第７に、ヒートポンプ貯湯式給湯装置を昼間の時間帯に運転する構成である。これにより、昼間の時間帯は一日の内で気温が概ね最も高くなるため、ヒートポンプ貯湯式給湯装置のＣＯＰが最も大きくなる時間帯となり、システムのエネルギー利用効率を極めて高くできる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、発電装置による発電電力を下げること無く商用電源側（系統）への逆潮流を低減することができ、系統の電圧変動への影響を軽減でき、多数の発電装置による集中連系しても発電の制限を未然に防ぐことが可能になる。
【００４３】
また、発電電力をＣＯＰの高いヒートポンプ貯湯式給湯機で利用して熱エネルギーに変換して、湯として蓄えるので、エネルギー利用効率の高いエネルギーシステムを構成でき、今後の発電装置の普及促進に好適なシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成を示す図である。
【図２】太陽光発電システムによる発電電力と商用電源から供給されて家庭で消費される系統電力即ち全体消費電力の時間経過の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に関するヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力と、太陽光発電システムによる発電電力と家庭の全体消費電力との差電力と、商用電源側への逆潮流電力と、の関係を時間経過で示す図である。
【図４】本実施形態に関するヒートポンプ式貯湯式給湯装置のＣＯＰ（成績係数）と外気温度の関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成を示す図である。
【図６】本実施形態に関する、太陽光発電システムの発電電力と、家庭の全体消費電力と、ヒートポンプ貯湯式給湯装置への入力電力と、太陽光発電システムによる発電電力と家庭の全体消費電力との差電力と、商用電源側への逆潮流電力と、の関係を時間経過で示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るエネルギーシステムの全体構成を示し、発電装置として燃料電池システムを用いた構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  発電装置としての太陽光発電システム
２  太陽電池発電装置
３  ＤＣ−ＡＣインバータ
４  系統連系保護継電器
５  商用電源
６  出力電力モニター手段
７  電力量計
８  ヒートポンプ貯湯式給湯装置
９  ヒートポンプ過熱手段
１０  電源部
１１  電源スイッチ
１２  貯湯槽
１３  給湯負荷
１４  電力負荷
１５  電力量計
１６  系統電力モニター手段
１７  システム制御手段
１８  ヒートポンプ貯湯式給湯装置を運転しない場合の全体消費電力
１９  太陽光発電システムによる発電電力
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  ヒートポンプ貯湯式給湯装置の入力電力
２２  商用電源側に流れ出る逆潮流電力
２６  発電装置としての燃料電池システム
【図１】
2004194485.tif 000003
【図２】
2004194485.tif 000004
【図３】
2004194485.tif 000005
【図４】
2004194485.tif 000006
【図５】
2004194485.tif 000007
【図６】
2004194485.tif 000008
【図７】
2004194485.tif 000009