(57)【要約】  【課題】  夕立など急激な気象状況の変化による降雨を予測し、雨による被害を防止するために、使用者に音声と表示画面や移動体通信端末で降雨予測を通知する機能を備えた太陽光発電システム及びこれを用いた気象状況の通知方法を提供することを目的とする。  【解決手段】  太陽光発電装置とこの太陽光発電装置により光電変換された電力を制御する系統連系インバータとを備えた太陽光発電システムであって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況を推測する制御部と、この制御部の推測結果を音声によって通知する音声通知手段とを設けたことを特徴とする太陽光発電システム。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置とこの太陽光発電装置により光電変換された電力を制御する系統連系インバータとを備えた太陽光発電システムであって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況を推測する制御部と、この制御部の推測結果を音声によって通知する音声通知手段とを設けたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
前記推測結果を表示する表示装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
経時的に発電データを記録するためのカレンダー部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電システム。
【請求項４】
前記推測結果を移動体通信端末に送信する送信部を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽光発電システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽光発電システムを用いて気象状況を通知する気象状況の通知方法であって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況を推測し、さらにこの推測結果を音声によって通知することを特徴とする太陽光発電システムを用いた気象状況の通知方法。
【請求項６】
請求項２ないし４のいずれかに記載の太陽光発電システムを用いて気象状況を通知する気象状況の通知方法であって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況を推測し、さらにこの推測結果を表示装置に表示することを特徴とする太陽光発電システムを用いた気象状況の通知方法。
【請求項７】
請求項４に記載の太陽光発電システムを用いて気象状況を通知する気象状況の通知方法であって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況を推測し、さらにこの推測結果を移動体通信端末に送信するようにしたことを特徴とする太陽光発電システムを用いた気象状況の通知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置とこの太陽光発電装置により発電された電力を制御する系統連系インバータとを備えた太陽光発電システムにおいて、気象状況等の有用な情報をリアルタイムに通知することが可能な太陽光発電システム及びこれを用いた気象状況の通知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。従来の太陽光発電システムについて、図５に基づき説明する。
【０００３】
図５に示すように太陽光発電システムＪは、太陽光発電装置１により光電変換された発電電力は接続箱２にて集められ系統連系インバータ３に入力される。系統連系インバータ３は交流分電盤４を介して商用電力系統１６あるいは家庭用負荷に接続されており、上記発電電力を商用電力系統１６に逆潮流あるいは家庭用負荷へ電力供給を行っている。太陽光発電システムＪでは太陽光発電装置１の発電電力等を表示する為に表示装置５のような表示部を系統連系インバータ３にもしくは別設置で設け、発電状況や異常運転の発生が視認できるようにしている。一般に系統連系インバータ３は設置条件の問題などから玄関や洗面所、廊下の天井近くや床下などユーザーが視認しにくい場所に設置される場合が多く、ユーザーが見やすいように表示装置５を系統連系インバータ３とは別設置にて備えるのが好適である。しかしながら、表示装置５と系統連系インバータ３を分離した場合、データ通信用のケーブルの施工による天井、床下、壁内の配線引き回しや、壁面引き回しの施工が複雑であることや、信号減衰による引き回し距離の制限などの改善にために、系統連系インバータ３内もしくは外部に送信部６を設け、表示装置５内もしくは外部に受信部７を備えることにより無線通信にてデータの転送を行い、表示装置５に発電電力や積算電力などの情報を表示するようにして設置自由度やデータ送信ケーブル配線工事の削減を考慮したものもある。
【０００４】
一方、表示装置５は発電電力や積算電力などの情報を表示することが主目的であるが、発電電力や積算電力は日々、大きく変化するものではなく、使用者が見る以外の時には特に貢献することがなかった。そこで例えば、積算電力がある一定量に達したときに報知する表示装置や、環境貢献度を表示する表示装置として表示装置の有用性を向上させたものがある（例えば特許文献１を参照）。また、電力、ガス、水道など発電以外の情報との連携により表示内容を多岐にわたらせたものもある（例えば特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３７４８３
【特許文献２】特開２００２−２９７２２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した積算電力がある一定量に達した場合に報知する表示装置では、目的とする発電量に達するまで何日もの時間が必要となる。また、環境貢献度を表示する表示装置の場合、太陽光発電システムの使用者にとって環境貢献度は重要な要素の一つではあるが、環境貢献度の日々の変化量は少なく、結果、使用者の表示装置の確認頻度が少なくなる要因を生じさせる。また、ガス、水道なども毎日大きく変動するものではないので同様である。このように表示を行なうといった受動的な動作のみでは使用者に異常運転の警告、知らせなどを確実に伝えることができない。例えば付近に設置された電柱の影が太陽光発電装置上にかかるようになり、従来どおりの発電電力が得られなくなり、発電電力量が伸び悩むようになっても従来は発電の数値結果から使用者が異常に感じる以外なく、症状の発見を遅らせるだけでなく原因究明にも支障をきたすこともある。よって、表示装置に発電電力や積算電力などの情報以外に有用な情報を提示できるようにしていても使用者に前記情報を伝えることができないといった問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明は太陽光発電システムにおいて、有用性を高め、しかも使用者が関心を薄れさせることのないよう、もしくは必要な時点で通知が能動的に行なわれるようにすることを目的とする太陽光発電システム及びこれを用いた気象状況の通知方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の太陽光発電システムは、太陽光発電装置とこの太陽光発電装置により光電変換された電力を制御する系統連系インバータとを備えた太陽光発電システムであって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況を推測する制御部と、この制御部の推測結果を音声によって通知する音声通知手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の太陽光発電システムは、前記推測結果などを表示する表示装置を設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の太陽光発電システムは、日時毎の発電データを記録するためのカレンダー部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の更なる他の太陽光発電システムは、前記推測結果を移動体通信端末に送信できる送信部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の気象状況の通知方法は、請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽光発電システムを用いて気象状況などを通知する気象状況の通知方法であって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況などを推測し、さらにこの推測結果などを音声によって通知することを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の気象状況の通知方法は、請求項２ないし４のいずれかに記載の太陽光発電システムを用いて気象状況などを通知する気象状況の通知方法であって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況などを推測し、さらにこの推測結果などを表示装置に表示することを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる他の気象状況の通知方法は、請求項４に記載の太陽光発電システムを用いて気象状況などを通知する気象状況の通知方法であって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況などを推測し、さらにこの推測結果などを移動体通信端末に送信するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽光発電システムによれば、太陽光発電装置とこの太陽光発電装置により光電変換された電力を制御する系統連系インバータとを備えた太陽光発電システムであって、太陽光発電装置の発電状況から気象状況などを推測する制御部とこの制御部の推測結果などを音声によって通知する音声通知手段とを設けることで、使用者が離れたところやそれを意図していない状態であっても、音声により能動的に情報を通知することにより、窓からの雨の吹き込みや洗濯物の濡れといった被害を事前に回避する行動を使用者に喚起することができる。
【００１５】
また、生活に有用な音声通知を出すことにより表示装置に接する機会が増え、結果的に動作や機能上の不具合点やメンテナンスなどの依頼情報を同時表示しておけば、より早期に対処する機会が使用者に与えられることになる。また、発電状況の変化と日照状況との相関に使用者の知識によって異常を見出すことができるので、機械的に検知できない症状などを使用者サイドから検出することとなり異常の早期発見に貢献する。
【００１６】
また、日時毎の発電データを記録するためのカレンダー部を設けることで、カレンダー部には当年の発電データが順次記録されていくので、設置年数が経過するほど精度の高い推測ができるようになる。
【００１７】
さらに、発電量が低下している状態から、急激に増加する場合には、その増加した発電量の状態が一定期間継続した場合、カレンダー部のデータと比較し、発電量増加は日の出によるものではなく、雲の影響がなくなったためと判断し、音声と画面で晴天が予測される旨を使用者に伝えることもできる。
【００１８】
また、カレンダー部のデータを用いることにより任意の日時までの予想発電電力を算出することができるので、積算電力量１００ＫＷ／ｈなどの記念となるイベントまでの所要時間などを近い精度で知ることが可能となり、イベント画面（表示画面でアニメーションが成されるなど）を見逃す事が少なくなる。さらに音声の通知を開始前にも行なわれるようにしておけば使用者（観察者）の待ち時間はほぼゼロとでき、イベントを通して太陽光発電システムへの関心を向上させることになる。
【００１９】
また、前記推測結果を移動体通信端末に送信できる送信部を設けることで、気象状況の推測結果を移動体通信端末に送信して、外出先でも自宅近辺の気象状況を知ることができ、降雨が予想されるときには、予定より早く帰宅して、降雨による被害を緩和することが可能となる。
【００２０】
また、本発明の太陽光発電システムを用いて気象状況などを通知する気象状況の通知方法において、太陽光発電装置の発電量を日射量として見なしているため、降雨センサー等のセンサーの増設が不要であるので、施工性、経済性にも優れており、増設も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る太陽光発電システムの実施形態について、模式的に示した図面に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明に係る太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図、図２は本発明に係る太陽光発電システムにおける発電量の変化による降雨予測点を説明する時系列図である。
【００２３】
図１に示すように、太陽光発電装置１にて発電された電力は接続箱２により集電され系統連系インバータ３に入力される。系統連系インバータ３では入力された直流電力を交流電力に直交変換し、交流分電盤４を介して商用電力系統１６に逆潮流あるいは家庭用負荷へ電力供給を行なっている。ここで、太陽光発電装置１としては、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池等の結晶系太陽電池や、アモルファスシリコン等の薄膜系太陽電池などが好適に使用されており、複数枚の太陽電池セルを集めたモジュールをさらに直並列に並べてアレイとし、接続箱２で上記太陽電池モジュールの出力配線を合成するようにしたものが一般的である。接続箱２で合成された太陽光発電装置１の出力は系統連系インバータ３に入力され、系統連系インバータ３内で電流、電圧、電力などが測定され、送信部６を通じて送信される。このとき送信されるデータは測定された数値をそのまま送ってもよいが、電力量や積算電力を算出し、その数値を送るようにしても良い。送信されたデータは別設置された表示装置５の受信部７で受信され、表示部８に表示される。送信部６と受信部７間の通信手段は無線が好適であるが、送信部６と受信部７の送受信部を系統連系インバータの外に設け、一部直線区間のみの赤外線による通信方法としてもよい。また、近距離であれば有線式としても支障は生じない。この場合、外来ノイズに対する耐性と構造の簡略化が可能である。
【００２４】
表示装置５内の表示部８等への電源供給は商用電力系統から電源部１７を介して供給される。表示装置５が表示する各種データのうち積算電力量のように算出されるものについては、系統連系インバータ３で計算してもよいが、表示装置５内のマイコンなどで算出させることとしてもよい。なお、本例では無線通信により各種データを表示装置５に転送し前記表示装置内のマイコンで積算電力等の算出を行なうものとして詳細を説明する。
【００２５】
表示装置５は系統連系インバータ３から送信されるデータを受信する受信部７と、受信部７で得られたデータを基に積算電力など各種演算を行なう制御部１２と、制御部１２で算出された結果を表示する表示部８と音声情報を出力する音声通知手段（以下、発音部１３とする）と、時刻を知らせる時計部１０から構成されており、電源部１７により電源供給される。本例では商用電力系統１６から交流電力を得ているが、バッテリーなどの直流電力源から電力を得てもよい。受信部７で受信した発電電力等のデータは制御部１２に送られ、発電の瞬時電力や家屋内負荷の消費電力などの情報を表示部８に表示させる一方、時計部１０と連携してそれらのデータを時系列に配分して発電電力量や消費電力量、売電・買電電力量を演算し、付加価値を高めた発電情報を表示部８に表示させる。このようにして表示部８には様々な発電情報が表示可能であるが使用者が頻繁に情報をチェックすることは少なく、記念となるような情報を表示していても見落とされることは多い。これは表示という視覚的表現である以上は視認による確認方法しかなく、使用者の行動の自由を阻害することに起因する。例えば数ヶ月かけて１００ＫＷ／ｈの発電量を達成したとき、そのときを使用者が見ようとして意図して待つとすると、その日の発電状況（天候）などの要素を加味すると正確な予測は難しいため、ある程度は表示装置の前で待ち時間が必要であり、その間の行動が制限される。そこでスピーカーなどの音声再生可能な発音部１３を用いて制御部１２で演算された情報に対して一定条件が揃うと予め決められた音声パターンで情報を通知するようにする。音声パターンは制御部１２内のマイコンなどで音声合成させてもよいし、外部メモリーに予め記憶させたものを再生させるようにしてもよい。このようにして使用者が離れたところやそれを意図していない状態であっても、音声により能動的に情報を通知することにより改めて表示情報を確認する意志を使用者に与えることができ、この際、動作や機能上の不具合点やメンテナンスなどの依頼情報を同時表示しておけば、より早期に対処する機会が使用者に与えられることになる。ところがこのように使用者が意図的に見ようと意識を向けるイベントは頻繁にはなく、数週間〜数ヶ月単位が一般的であるため、より短期的な注視情報が望まれるが、頻繁に音声情報を流し続けると使用者の意識が慣れてしまい、音声通知の効果が得られなくなる。よってその音声通知が使用者にとってより必要な情報であり、通知される事が好ましく受け取られるとともに、頻繁でもなく、長期間行なわれないこともない情報が必要となる。そこで受信部７で受信した太陽光発電装置１の発電電力を制御部１２で監視し、時計部１０から得られる時刻に対して、図２に示すように本来一定量の発電が得られるべき時間帯Ｂに発電電力が規定量Ａを下回るようであれば天候が悪化していると推定して「雨の可能性があります。ご注意ください」といった生活に有用な音声通知を出すようにする。さらにこのときに表示部８に日射低下に伴う発電電力の低下を時系列的に表示すれば、使用者はより状況を把握しやすくなり、確認画面に接する機会が増える。しかもこのとき雨の兆候などが見られなければ、前述した発電状況の変化と日照状況との相関に異常を見出すことができるので、機械的に検知できない症状などを使用者サイドから検出することとなり異常の早期発見に貢献する。
【００２６】
なお、送信部６から受信部７への各種データの送信は常時でなくてもよく、一定時間ごとに間欠的に実施しても同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００２７】
図３は本発明に係る他の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。
【００２８】
図３に気象変化の推測精度を向上させる構成を示す。なお、送信側は実施例１と同じとし、ここで特に解説しないものとする。
【００２９】
表示装置５は系統連系インバータ３から送信されるデータを受信する受信部７と、受信部７で得られたデータを格納する記憶部１５、過去の日時毎の発電データを格納するカレンダー部９と、時刻を知らせる時計部１０、記憶部１５とカレンダー部９と時計部１０のデータを基に積算電力と発電状況比較など各種演算を行なう制御部１２と、制御部１２で算出された結果を表示する表示部８と音声情報を出力する発音部１３とから構成されており、電源部１７により電源供給される。なお、本例ではカレンダー部９と時計部１０に入力手段１１を設けてデータの変更を可能としているが、外部から受信部に変更入力ができるようにしてキーレスとしてもよい。また、商用電力系統１６から交流電力を得ているが、バッテリーなどの直流電力源から電力を得てもよい。
【００３０】
受信部７で受信した発電電力等のデータはまず不揮発性メモリーなどで構成される記憶部１５に格納される。制御部１２は記憶部１５からデータを読み出し、時計部１０とカレンダー部９の情報と照らし合わせながら演算を行い、発電の積算電力量や逆潮流（売電）の電力量や消費電力量等を算出する。このとき、カレンダー部９と時計部１０を備えることにより、時間単位や日にち単位の取扱いが容易に行なえるので、１日毎の発電電力や１時間毎の発電電力等の表示を行うことが可能となる。また、異常動作が生じた日時もデータとして残せるので、そのときの発電量が低い状態でも日中の曇りによる日射急変によるものなのか、それとも朝夕で日射が低下しているためなのかといった故障判断に貴重な情報を得る事ができるようになる。算出されたデータは発電の瞬時電力などの基本情報とともに表示部８で表示され使用者に見える形となる。
【００３１】
一方、カレンダー部にはその地域における同型の太陽光発電システムの日時別の発電データと、自太陽光発電システムにおける過去の日時別発電データが格納されており、過去の発電状況と現在の発電状況を比較することができる。この機能を利用すれば過去の同時期に対する今年の発電比率を容易に算出することができるだけでなく、気象変動を検知することが可能となる。具体的には、現日時は時計部１０により判明しているので当日が２００３年１０月２日１３：００であることがわかり、その日時の発電電力がどの程度あるべきかは過去の１０月におけるデータ（天候の条件が最も良好な日を選定するため１０月２日前後の数日を検証）と比較すれば、発電が良好なときに１３：００にどの程度の発電電力が得られるかを知ることができる。この予想発電電力に対して電力値を規定し、発電電力がその規定値以下に降下した場合は、雨が降る可能性があると判断させる。時期によって日照条件は一定ではないので、雨の危険性を判定する電力値は日時によって変化させる必要があり、カレンダー部９にこのデータを格納することにより季節に左右されない気象状況推測（雨降り推測）が精度良く行なえるのである。
【００３２】
また、夕立ちなどは日射急変を伴う事が多く、過去の日時の発電データと比較していくことで日射急変との出力変化の差異を逸早く検出することも可能である。具体的にはある期間中一定だった発電量が急激に減少する場合がある。その減少した発電量の状態が一定期間継続した場合、発電量とカレンダー部と時計部と比較する。この結果、前記発電量低下は日没によるものではなく、雲による日射量低下の影響によるものであると判断する。このようにして推測された気象状況の推測結果を基に発音部１３から音声で通知を行なうことにより、窓からの雨の吹き込みや洗濯物の濡れといった被害を事前に回避する行動を使用者に喚起することができる。
【００３３】
一方、発電量が低下している状態から、急激に増加する場合がある。その増加した発電量の状態が一定期間継続した場合、カレンダー部９のデータと比較する。その結果、発電量増加は日の出によるものではなく、雲の影響がなくなったためと判断し、音声と画面で晴天が予測される旨を使用者に伝えることもできる。
【００３４】
なお、カレンダー部９には当年の発電データが順次記録されていくので、設置年数が経過するほど精度の高い推測ができるようになる。
【実施例３】
【００３５】
また、カレンダー部９のデータを用いることにより任意の日時までの予想発電電力を算出することができるので、積算電力量１００ＫＷ／ｈなどの記念となるイベントまでの所要時間などを高い精度で知ることが可能となり、イベント画面（表示画面でアニメーションが成されるなど）を見逃す事が少なくなる。さらに音声の通知を開始前にも行なわれるようにしておけば使用者（観察者）の待ち時間はほぼゼロとでき、イベントを通して太陽光発電システムへの関心を向上させることになる。
【実施例４】
【００３６】
図４は本発明に係る他の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。
【００３７】
図４に示すように、上記気象状況の推測結果を移動体通信端末１４に送信しても良い。表示装置５に移動体通信端末に送信できるデータ送信部１８を有することで、外出先でも自宅近辺の気象状況を知ることができ、降雨が予想されるときには、予定より早く帰宅して、降雨による被害を緩和することが可能となる。なお、データ送信部としてはＰＨＳなどの携帯電話や、電話回線を介したインターネット通信、専用端末への特定電波による伝搬（近距離用）などが好適である。
【００３８】
なお、本実施形態では通信手段に無線を用いた太陽光発電システムと別設置の表示装置を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。
【図２】本発明に係る太陽光発電システムにおける発電量の変化による降雨予測点を説明する時系列図である。
【図３】本発明に係る他の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。
【図４】本発明に係る他の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。
【図５】従来の太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略回路構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・太陽光発電装置
２・・・接続箱
３・・・系統連系インバータ
４・・・交流分電盤
５・・・表示装置
６・・・送信部
７・・・受信部
８・・・表示部
９・・・カレンダー部
１０・・・時計部
１１・・・入力手段
１２・・・制御部
１３・・・発音部（音声通知手段）
１４・・・移動体通信端末
１５・・・記憶部
１６・・・商用電力系統
１７・・・電源部
１８・・・移動体通信端末に送信するための送信部
Ｊ・・・太陽光発電システム
【図１】
2005101208.tif 000003
【図２】
2005101208.tif 000004
【図３】
2005101208.tif 000005
【図４】
2005101208.tif 000006
【図５】
2005101208.tif 000007