(57)【要約】      （修正有）【課題】自然エネルギー発電で使用する装置の構造に依存せず、１台の発電管理システムにて複数の自然エネルギー発電の運転状態を管理する計測システムを提供する。【解決手段】発電システムは、自然エネルギーを用いて発電する。この発電システム１００Ａ，１００Ｂにて生成された交流電流を電力量計１１Ａ，１１Ｂを用いて電力量を計測する。この交流電流の電力量の計測データをデータ収集装置１２に向けて送信する。データ収集装置は、この電力量の計測データを受信して、発電システム管理装置１１０に電力量の計測データを管理データとして送信する。発電システム管理装置は、この管理データをもとに発電システムの運転状態を管理する。【選択図】図１
0003164678.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを用いて交流電力を発電する複数の発電システムにおける発電特性を計測し、１台の発電システム管理装置にて上記複数の発電システムの運転状態の管理を可能とする管理データを生成する自然エネルギー発電計測システムであって、
上記複数の発電システム毎に設けられ、これらの発電システムから出力された上記交流電力の電力量をそれぞれ計測し、これらの電力量データを上記発電データとして送信する、上記複数の発電システムと同数の電力量計と、
上記発電データを受信し、これらの発電データを管理データとして上記発電システム管理装置に送信するデータ収集装置と、を有する自然エネルギー発電計測システム。
【請求項２】
上記発電システムは、太陽光エネルギー、水力エネルギー、風力エネルギー、熱エネルギーのうちの少なくとも１種類を用いて交流電力を生成する請求項１に記載の自然エネルギー発電計測システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、自然エネルギーを用いて発電する複数の発電システムの発電特性をそれぞれ計測し、１台の発電システム管理装置にて管理可能な管理データを生成する自然エネルギー発電計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の発電システムの運転状態を管理するための計測システムとして特許文献１に記載のものがある。この計測システムは、インバータの内部に設けられている交流電流計と交流電圧計とを用いて発電量を算出し、この発電量を発電量データとして情報表示装置に送信する。そして、この情報表示装置は、この発電量データを受信して発電量を表示することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８４００６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記計測システムにあっても、インバータから送信される発電量データのデータ形式は、その制御回路の種類によって異なる。具体的には、交流電流計と交流電圧計とを用いて、電流値と電圧値とを計測し、インバータ内の制御回路にて発電量を算出し、この発電量を発電量データとしてインバータから送信される。ただし、この発電量データのデータ形式は、上記制御回路に依存する。すなわち、各メーカによってそのデータ形式は区々である。
この点、複数の計測システムにあって、同一のデータ形式を採用した場合、発電管理装置（特許文献１の情報表示装置）は、その構造を単純化することができる。換言すると、上記データ形式は上記制御回路の構造によって決定されるため、１台の発電管理装置を用いて複数の発電システムの運転状態を管理する場合、インバータは同一構造のものを使用する必要がある。
以上より、複数の発電システムの運転状態を管理する場合、発電システムの機種毎に別々の発電管理装置を必要としていた。
【０００５】
この考案は、自然エネルギー発電を行う場合に、自然エネルギー発電で使用するインバータ等の装置の構造に依存せず、１台の発電管理装置を用いて複数の発電システムの運転状態の管理を可能とする自然エネルギー発電計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の考案は、自然エネルギーを用いて交流電力を発電する複数の発電システムにおける発電特性を計測し、１台の発電システム管理装置にて複数の発電システムの運転状態の管理を可能とする管理データを生成する自然エネルギー発電計測システムであって、上記複数の発電システム毎に設けられ、これらの発電システムから出力された上記交流電力の電力量をそれぞれ計測し、電力量データを上記発電データとして送信する、上記複数の発電システムと同数の電力量計と、上記発電データを受信し、これらの発電データを管理データとして上記発電システム管理装置に送信するデータ収集装置と、を有する自然エネルギー発電計測システムである。
【０００７】
上記自然エネルギーとは、自然界に存在し繰り返される現象であるエネルギー流に由来しかつ自然界の営みによってこれを利用するのと同等以上の速度で再生されるエネルギーをいう。具体的には、太陽光エネルギー、水力エネルギー、風力エネルギー、地熱エネルギーなどをいう。
請求項１に記載の考案によれば、発電システムでは、自然エネルギーを用いて交流電力を生成する。具体的には、この発電システムには、自然エネルギーを用いて電力を生成する発電部を有する。この発電部において直流電力が生成される場合には、さらに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナが必要となる。
上記複数の発電システムでは、自然エネルギーを用いることにより交流電力がそれぞれ生成される。生成された各交流電力の電力量は電力量計にて各々計測される。各交流電力の電力量の計測データ（電力量データ）は発電データとしてデータ収集装置に対して送信される。各発電データはデータ収集装置に受信される。これらの発電データは、データ収集装置において管理データに変換される。この管理データは、このデータ収集装置から発電システム管理装置に対して送信される。この管理データは、発電システム管理装置に受信され、この管理データをもとに各発電システムの運転状態が管理される。
ここで、各発電システムの運転状態を管理するとは、各発電システムの異常の有無を把握すること等をいう。具体的には、発電システムにて生成された交流電流の電力量の経時変化から発電システムの異常を確認することをいう。
なお、上記データ収集装置にて収集する発電データは、上記交流電力の電力量の計測データに限定されない。発電システムの運転状況を管理するために必要な計測データ、例えば、気温計測データ、日射量計測データ、流速計測データ等をデータ収集装置にて収集する。このため、上記電力量データの他に発電システムの運転状況を管理するための必要な計測データは、すべて発電データとして取り扱われる。
【０００８】
請求項２に記載の考案は、上記発電システムは、太陽光エネルギー、水力エネルギー、風力エネルギー、熱エネルギーのうちの少なくとも１種類を用いて交流電力を生成する請求項１に記載の自然エネルギー発電計測システムである。
請求項２に記載の考案によれば、２つの発電システムを１台の発電管理システムにて管理する場合、２つの発電システムの種類は、同一である必要はない。例えば、一方の発電システムが太陽光発電システムであり、他方が風力発電システムであってもよい。
すなわち、この自然エネルギー発電計測システムは、異なる自然エネルギーを用いた発電システムであっても、これらの発電システムの運転状況を１台の発電管理装置にて管理することができる。
上記太陽光エネルギーを用いた発電システムとして、太陽電池を備えた太陽光発電システムが利用できる。
上記水力エネルギーを用いた発電システムとして、水力発電システム、海流発電システム、潮汐発電システム、波力発電システム等が利用できる。
上記風力エネルギーを用いた発電システムとして、各種の風力発電システムが利用できる。
上記熱エネルギーを用いた発電システムとして、太陽熱発電システム、地熱発電システム、マグマ発電システム、熱電発電システム、海洋温度差発電システム等が利用できる。
【考案の効果】
【０００９】
この考案によれば、複数の発電システムにて生成された交流電力はその電力量が電力量計を用いてそれぞれ計測される。各交流電力の電力量の計測データは発電データとしてデータ収集装置に対して送信される。これらの発電データはデータ収集装置に受信され、このデータ収集装置において管理データに変換される。この管理データは、このデータ収集装置から発電システム管理装置に対して送信される。この管理データは、発電システム管理装置に受信され、この管理データをもとに各発電システムの運転状態が管理される。このため、複数の発電システムの装置構造に依存することなく、１台の発電システム管理装置を用いて複数の発電システムの運転状態を管理することが可能となる。
また、発電システム、発電管理装置又は自然エネルギー発電計測システムを構成する装置が故障した際には、故障した当該装置のみを取り替えればよい。
【００１０】
また、請求項２に記載に係る考案によれば、太陽光発電システムのみならずこれと異なる自然エネルギーを用いた複数の発電システムの運転状況を１台の発電システム管理装置管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この考案の実施例に係る太陽光発電計測システムを示す概略構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１を用いてこの考案の実施例に係る太陽光発電計測システム１０について説明する。
この太陽光発電計測システム１０にあっては、工場に設置された、自然エネルギーの一つである太陽光エネルギーを用いて発電する２台の太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂの運転状態を１台の発電管理装置１１０において管理するために必要な発電特性を計測する。
これら２基の太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂでは、各太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂにてそれぞれ直流電力が発電される。発電された直流電力は各太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂにそれぞれ接続されているパワーコンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂにて、それぞれ交流電力に変換される。これらのパワーコンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂは電線ケーブルにて分電盤１０３に接続されている。この分電盤１０３は、電線ケーブルを介して工場設備３００及び電力系統２００（電力会社の配電線網）に接続されている。
なお、上記太陽光発電システムは、１台の太陽電池と１台のパワーコンディショナとの組み合わせにより構成されている。
【００１３】
上記太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂは、光起電力効果を利用し、太陽光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。これらの太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂの種類は問わない。単結晶シリコン系、多結晶シリコン系、薄膜シリコン系、化合物系等、各種の太陽電池を採用することができる。これらの太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂから、直流電力が生成される。
２つの太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂに使用される太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂの種類は問わない。この実施例では一方の太陽光発電システム１００Ａにおける太陽電池１０１Ａは単結晶シリコン系太陽電池が用いられている。他方の太陽光発電システム１００Ｂにおける太陽電池１００Ｂは多結晶シリコン系太陽電池が用いられている。
一方の太陽電池１０１Ａには一方のパワーコンディショナ１０２Ａがリード線により接続されている。よって、一方の太陽電池１０１Ａにて生成された直流電力は、対応する一方のパワーコンディショナ１０２Ａに送電される。
他方の太陽電池１０１Ｂには他方のパワーコンディショナ１０２Ｂがリード線により接続されている。よって、他方の太陽電池１０１Ｂにて生成された直流電力は、他方のパワーコンディショナ１０２Ｂに送電される。
【００１４】
上記パワーコンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂは、上記太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂから生成される直流電力を制御し、交流電力にそれぞれ変換する。このため、これらのパワーコンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂは、インバータを有している。このインバータは直流電力から交流電力を電気的に生成する。これらのパワーコンディショナ１０２Ａ、１０２Ｂは、上記太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂの発電性能に基づいて機種の選別がなされる。この工場では、一方の太陽電池１０１Ａは、５ｋＷｈの発電性能を有しているため、一方の太陽電池１０１Ａに接続されている一方のパワーコンディショナ１０２Ａは、５ｋＷｈの直流電力を交流電力に変換できる性能を有している。他方の太陽電池１０１Ｂは、３ｋＷｈの発電性能を有しているため、他方の太陽電池１０１Ｂに接続されている他方のパワーコンディショナ１０２Ｂは、３ｋＷｈの直流電力を交流電力に変換できる性能を有している。
【００１５】
太陽光発電システムは、１台の太陽電池と１台のパワーコンディショナから構成されているため、この工場では２つの太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂを有していることとなる。これら２つの太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂは、電線ケーブルによって分電盤１０３に接続されている。具体的には、上記２台のパワーコンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂが電線ケーブルによって分電盤１０３に接続されている。この分電盤１０３では、これら２つの太陽光発電システムにて生成された交流電力を収集し、電力系統２００と工場設備３００とに送電される。このため、この分電盤１０３は電力系統２００および工場設備３００に電線ケーブルによって接続されている。
このように配線されている工場において、この実施例に係る太陽光発電計測システム１０を用いることにより、１台の発電管理システム１１０にて、２つの太陽光発電システム１００Ａ、１００Ｂの運転状態の管理が可能となる。
【００１６】
ここで、この太陽光発電計測システム１０は、電力量計１１Ａ，１１Ｂ、データ収集装置１２とから構成されている。上記太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂにて生成された交流電力は、分電盤１０３に送電される前に、電力量計１１Ａ，１１Ｂにて電力量がそれぞれ計測される。電力量が計測されることで得られる電力量データは発電データとしてこれらの電力量計１１Ａ，１１Ｂから上記データ収集装置１２に対して送信される。
また、この太陽光発電計測システム１０では、太陽電池が設置された地点の気温データ、日射量データ、太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂにて生成された交流電力が電力系統に送電される電力量データ（すなわち、売電電力量データ）も発電データとして取り扱う。このため、分電盤１０３と電力系統２００との間に売電電力量計１０４が設けられている。そして、太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂにて生成された交流電力の電力系統２００に送電される電力量（売電電力量）がこの売電電力量計１０４にて計測される。この売電電力量が計測されることで得られる売電電力量データはこの売電電力量計１０４から上記データ収集装置１２に対して送信される。
上記温度計１０５は、太陽電池が設置された地点の気温を計測する。この温度計１０５から得られた気温データは、上記データ収集装置１２に対して送信される。
上記日射計１０６は、太陽電池が設置された地点の日射量を計測する。この日射計１０６から得られた日射量データは、上記データ収集装置１２に対して送信される。
上記電力量データ、上記売電電力量データ、上記温度データ、上記日射量データが受信されたこのデータ収集装置１２は、管理データとして発電管理装置１１０に対して送信される。この発電管理装置１１０において、この管理データをもとに上記太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂの運転状態を管理する。
【００１７】
上記電力量計１１Ａ，１１Ｂは、交流電力の電力量を計測する。これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂは、上記コンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂと上記分電盤１０３との間にそれぞれ設けられている。具体的には、一方のパワーコンディショナ１０２Ａとこの分電盤１０３との間に一方の電力量計１１Ａが設けられ、他方のパワーコンディショナ１０２Ｂとこの分電盤１０３との間に他方の電力量計１１Ｂが設けられている。つまり、これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂは、これらのパワーコンディショナ１０２Ａ，１０２Ｂに対して外付けされている。
これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂは、電子式の電力量計であり、交流電力の電力量を計測し、この電力量を電気信号に変換し、出力端子から出力する。これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂとしては、市販品を用いることができる。この工場では、株式会社東芝製の普通電力量計（型番：Ｓ２Ｆ−Ｓ２２Ｒ）が用いられている。
なお、出力される電気信号の信号形式が異なる場合、後述するデータ収集装置１２の構造が複雑となるため、信号形式は同一であることが好ましい。
この工場で用いられている普通電力量計から出力される電気信号はパルス信号である。これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂから出力される電気信号がアナログ信号の場合、これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂとデータ収集装置１２との間にパルス変換器を用いて、アナログ信号をパルス信号に変換する必要がある。データ収集装置１２は、パルス信号をディジタル信号として取り扱われるからである。
これらの電力量計１１Ａ，１１Ｂから出力される電気信号は、電力量データとして取り扱われる。
【００１８】
上記売電電力量計１０４は、上記電力量計１１Ａ，１１Ｂと同様に、交流電力の電力量を計測する。この売電電力量計１４は、上記分電盤１０３と上記電力系統２００との間に設けられている。そして、太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂにて生成された交流電力のこの電力系統２００に送電される電力量（売電電力量）がこの売電電力量計１０４にて計測される。
この売電電力量計１０４は、電子式の電力量計であり、交流電力の電力量を計測し、この電力量を電気信号に変換し、出力端子からこの電気信号を出力する。この売電電力量計１０４は、市販品を用いる。この工場では、株式会社東芝製の普通電力量計（型番：Ｓ２Ｆ−Ｓ２２Ｒ）が用いられている。
なお、この売電電力量計１０４から出力される電気信号がアナログ信号の場合、この売電電力量計１０４とデータ収集装置１２との間にパルス変換器を用いて、アナログ信号をパルス信号に変換する必要がある。
この売電電力量計１０４から出力される電気信号は、売電電力量データとして取り扱われる。
【００１９】
上記温度計１０５は、太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂが設置された地点の気温を計測する装置であり、電気式温度計、温度センサなどが用いられる。この温度計１０５は、気温を計測した後、この気温を電気信号に変換し、温度計出力端子から出力する。この温度計１０５は、市販品を用いる。この工場では、株式会社チノー製の気体温度測定用センサ（型番：Ｒ０３０−３）が用いられている。
この温度計１０５から出力される電気信号は、気温データとして取り扱われる。
上記日射計１０６は、太陽電池１０１Ａ，１０１Ｂが設置された地点の日射量を計測する装置であり、照度センサなどが用いられる。この日射計１０６は、日射量を計測した後、この日射量を電気信号に変換し、日射計出力端子からこの電気信号を出力する。この日射計１０６は、市販品を用いる。この工場では、英弘精機株式会社製のネオ日照計（型番：ＭＳ−４０２）が用いられている。
この日射計１０６から出力される電気信号は、照度データとして取り扱われる。
【００２０】
上記データ収集装置１２は、上記電力量データ、上記売電電力量データ、上記気温データ、上記照度データを受信し、データをまとめて上記発電管理装置１１０に転送する。
このデータ収集装置１２には、上記電力量データを受信する電力量データ入力端子が、これらの太陽光発電システムの台数と同数（つまり本実施例では２つ）設けられている。上記電力量計１１Ａ，１１Ｂの出力端子とこれらの電力量データ入力端子とは、電力量データ伝送ケーブルにて連結されている。
また、このデータ収集装置１２には、上記売電電力量を受信する電力量データ入力端子が設けられている。上記売電電力量計１０４の出力端子とこれらの電力量データ入力端子とは、売電電力量データ伝送ケーブルにて連結されている。
さらに、このデータ収集装置１２には、上記温度データを受信する温度データ入力端子および上記日射量データを受信する日射量データ入力端子が設けられている。この温度データ入力端子と、上記温度計出力端子とは、温度データ伝送ケーブルにて連結されている。そして、上記日射量データ入力端子と、上記日射計出力端子とは、日射量データ伝送ケーブルにて連結されている。
上記データ収集装置１２には、受信された上記電力量データ、上記売電電力量データ、上記気温データ、上記照度データから、一つの管理データを生成する管理データ生成装置を有している。この管理データ生成装置では、上記電力量データ、上記売電電力量データ、上記気温データ、上記日射量データに識別符号を付加し、上記管理データを生成する。
この管理データ生成装置にて生成した管理データは、上記データ収集装置１２に設けられた管理データ出力端子から出力される。
【００２１】
上記発電管理装置１１０は、上記管理データを受信し、記録する記録装置と、記録された管理データを用いて管理のための演算を行う演算装置と、演算結果を表示する出力装置とを有した装置である。この発電管理装置１１０は、汎用のコンピュータを使用することができる。具体的な管理のための演算は、汎用のコンピュータにあらかじめ導入されたソフトウェアによって行われる。
【００２２】
上述のように構成される太陽光発電計測システム１０を用いて太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂの運転状態を管理する方法について説明する。
まず、太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂにて生成された交流電流の電力量を電力量計１１Ａ，１１Ｂを用いて計測し、これらの計測した電力量は、電力量データとしてデータ収集装置１２に送信される。
また、分電盤１０３から電力系統２００に流れる交流電流の売電電力量を売電電力量計１０４にて計測する。計測した売電電力量は、売電電力量データとしてデータ収集装置１２に送信される。
さらに、気温、日射量を計測し、この計測した気温、日射量はそれぞれ気温データ、日射量データとしてデータ収集装置１２に送信される。
これらの電力量データ、売電電力量データ、気温データ、照度データを受信したデータ収集装置１２は、管理データ生成装置において管理データが生成する。具体的には、これらの電力量データ、売電電力量データ、気温データ、照度データの末尾に計測データの種類を識別することができるように、識別符号をそれぞれ付加することにより、管理データが生成される。
生成された管理データは、発電管理装置１１０の記録装置に記録される。
【００２３】
例えば、所定期間における発電量について調査を行う場合、まず、記録された管理データの内、当該期間に保存された管理データのみを演算装置に読み込む。
次に、演算装置に読み込まれた管理データから電力量データのみを抽出する。電力量データは識別符号が付加されているため、太陽光発電システム毎の電力量データを得ることができる。この電力量データを用いて、発電量の統計を演算装置にて行い、その統計を出力装置に出力する。これにより当該期間における発電量について調査をすることができる。なお、演算結果については適宜モニタ表示などを行うこともできる。
【００２４】
また、上記実測データには気温データ、日射量データも含まれている。この温度データ、日射量データから、各太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂの発電量を予測し、この予測した発電量と、計測した交流電流の電力量とを比較する。計測した電力量が予測した発電量より大幅に低い場合、太陽光発電システム１００Ａ，１００Ｂに何らかの障害が発生したことを知ることができる。
【００２５】
このように、この太陽光発電計測システムは、太陽光発電で使用する装置の構造（製造会社や品番など）に依存せず、１台の発電管理装置を用いて複数の太陽光発電システムの運転状態を管理することが可能となる。なお、太陽光発電システムに替えて風力発電システムを用いることもできる。この場合は、パワーコンディショナーが不要とされる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  太陽光発電計測システム、
１１Ａ，１１Ｂ  電力量計、
１２  データ収集装置、
１００  太陽光発電システム、
１１０  発電管理装置。
【図１】
0003164678.tif 000003