(57)【要約】【課題】再生可能エネルギーによる発電電力を、電力会社との契約電力を基準とする高いレベルで長時間供給することを可能とし、売電による高い収益を図ることが可能な電力供給方法とシステムを提供する。【解決手段】複数の発電装置110と送電制御装置120とパワーコンディショナー130と蓄電池140と送電網200と管理サーバー300を備え、管理サーバー300と発電装置110と送電制御装置120をネットワーク310で結び、発電装置110の設置者と電力会社400間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、発電電力を測定し、発電電力が規定電力を上回る時間帯は、送電制御装置120が、規定電力に相当する電力を電力会社400向けに送電しかつ余剰電力を蓄電池140に蓄電し、発電電力が規定電力を下回る時間帯に、発電電力を電力会社400向けに送電しかつ蓄電池140から不足電力を電力会社400向けに給電する。【選択図】図１
2017060375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生可能エネルギーにより発電を行う発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
発電された電力を測定し、発電電力が規定電力を上回る時間帯は、管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、発電電力が規定電力を下回る時間帯に、発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法。
【請求項２】
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
発電された各電力を測定し、総発電電力が規定電力を上回る時間帯は、管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、総発電電力のうち、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、総発電電力が規定電力を下回る時間帯に、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法。
【請求項３】
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
発電された各電力を測定し、総発電電力が規定電力を上回る時間帯は、管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、総発電電力のうち、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、各発電手段の発電が行われない時間帯に、蓄電手段から規定電力に相当する電力を電力事業者向けに給電することを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法。
【請求項４】
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
複数の発電手段として太陽光発電装置と風力発電装置を備え、
管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、日出から日没間の日照時間帯は、太陽光発電装置と風力発電装置からの総発電電力が規定電力を上回るとき、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、同総発電電力が規定電力を下回るとき、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電し、日没から日出間の夜間時間帯は、風力発電装置からの発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法。
【請求項５】
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
複数の発電手段として太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置を備え、
管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、日出から日没間の日照時間帯は、太陽光発電装置による発電電力を主要電力、他の再生可能エネルギー利用発電装置による発電電力を補助電力として、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ風力発電装置による発電電力と他の再生可能エネルギー利用発電装置による発電された残りの電力を蓄電手段に蓄電し、日没から日出までの時間帯は、風力発電装置による発電電力を主要電力、蓄電手段に蓄電された電力を補助電力として電力事業者向けに送電および給電することを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法。
【請求項６】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
複数の発電手段として太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置を備え、
管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、日出から日没間の日照時間帯は、太陽光発電装置による発電電力を主要電力、他の再生可能エネルギー利用発電装置による発電電力を補助電力として、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ風力発電装置による発電電力と他の再生可能エネルギー利用発電装置による発電された残りの電力を蓄電手段に蓄電し、日没から日出までの時間帯は、風力発電装置による発電電力を主要電力、蓄電手段に蓄電された電力を補助電力として電力事業者向けに送電および給電することを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法。
【請求項７】
再生可能エネルギーにより発電を行う発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、発電手段、計測手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
管理サーバーは、発電された電力を測定し、発電電力が規定電力を上回る時間帯に、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電する送蓄電モードと、発電電力が規定電力を下回る時間帯に、発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電する送給電モードと、発電手段の発電が行われない時間帯に、蓄電手段から規定電力に相当する電力を電力事業者向けに給電する給電モードを備えることを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給システム。
【請求項８】
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、計測手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
管理サーバーは、発電された各電力を測定し、総発電電力が規定電力を上回る時間帯に、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電する送蓄電モードと、総発電電力が規定電力を下回る時間帯に、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電する送給電モードと、各発電手段の発電が行われない時間帯に、蓄電手段から規定電力に相当する電力を電力事業者向けに給電する給電モードを備えることを特徴とする再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給システム。
【請求項９】
複数の発電手段が太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置から選択される２以上の組合せであることを特徴とする請求項８記載の再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなどの再生可能エネルギーによる発電電力を、個人や事業者と電力事業者間の契約電力を基準とする高いレベルで安定して長時間供給可能な電力供給方法とそのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１９９５年の電気事業法改正により発電が自由化されると共に、２０１２年に再生可能エネルギーの全量買取制度がスタートしたことにより、個人や事業者が電力会社と売電契約を交わし、個人が住宅の屋根に太陽光パネルを設置して余剰電力を電力会社へ供給する例や、事業者が遊休地や山間地に太陽光パネルや風力発電設備等を建設し、発電電力を電力会社側へ供給する例が増えている。
【０００３】
かかる背景より、太陽光による発電電力を住戸で使用し、余剰電力を電力会社へ売電可能とする集合住宅（特許文献１）や、太陽電池による発電電力を売電による経済的利益と宅内の電力需要量とに基づいて回路を切り替え、宅内に供給するとともに商用系統に売電する太陽光発電システム（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１０１９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５８１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、再生可能エネルギーによる発電を行う個人や事業者と電力会社と間の電力供給契約（電力買取契約）は、時間あたりの最大電力量を基準としている。一例として５０ｋｗ未満の低圧タイプでは、パワーコンディショナーの容量にあわせて契約電力量（最大値）を４９．５ｋｗに設定している。
【０００６】
しかし、実際の発電電力は、図４に示すように、契約電力（最大値）と同等か、あるいは契約電力に近いレベルで長時間供給されることはほとんどなく、例えば太陽光発電は日照時間帯に出力が制限され（１年間の全国の平均日照時間は２０００時間以下で稼働率は２０％以下と低い。また、出力のピークは正午から午後２時前後の短時間である）、風力発電では一定の風速が生じる時間帯に出力が制限される。また、パネルの故障や発電損失、天候や降灰などの外的要因からも高いレベルで電力を供給することは難しい。このため、従来の発電設備では、個人または事業者にとって売電による収益が十分図られているとは言い難かった。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなどの再生可能エネルギーによる発電電力を、発電設備の設置者と電力会社間の契約電力を基準とする高いレベルで長時間供給することを可能とし、発電設備の設置者が売電による高い収益を得ることが可能な電力供給方法と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】
【０００８】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
再生可能エネルギーにより発電を行う発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
発電された電力を測定し、発電電力が規定電力を上回る時間帯は、管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、発電電力が規定電力を下回る時間帯に、発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを第１の特徴とする。
【０００９】
ここで規定電力は、契約電力と同じ値（１００％）か、契約電力に近い値（例：７０〜９５％）か、契約電力より低いが従来より高い値（例：４０〜６５％）に設定できる。
【００１０】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
発電された各電力を測定し、総発電電力が規定電力を上回る時間帯は、管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、総発電電力のうち、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、総発電電力が規定電力を下回る時間帯に、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを第２の特徴とする。
【００１１】
ここで、複数の発電手段は、個々の発電手段により発電される想定電力の合計が規定電力を上回るように設定する。想定電力は、設置場所の気象・気候条件（晴天率・曇天率・雨天率、日射量、日照時間、気温、風向き、風速、無風率、降灰率等）によって得られる推定電力値（年間平均値）や、過去数年間の実績電力値（年間平均値）を採用することができる。
【００１２】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
発電された各電力を測定し、総発電電力が規定電力を上回る時間帯は、管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、総発電電力のうち、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、各発電手段の発電が行われない時間帯に、蓄電手段から規定電力に相当する電力を電力事業者向けに給電することを第３の特徴とする。
【００１３】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
複数の発電手段として太陽光発電装置と風力発電装置を備え、
管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、日出から日没間の日照時間帯は、太陽光発電装置と風力発電装置からの総発電電力が規定電力を上回るとき、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、同総発電電力が規定電力を下回るとき、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電し、日没から日出間の夜間時間帯は、風力発電装置からの発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを第４の特徴とする。
【００１４】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
複数の発電手段として太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置を備え、
管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、日出から日没までの時間帯は、太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置からの総発電電力が規定電力を上回るとき、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電し、同総発電電力が規定電力を下回るとき、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電し、日没から日出間の夜間時間帯は、風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置からの総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電することを第５の特徴とする。
【００１５】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給方法は、
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、測定手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
複数の発電手段として太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置を備え、
管理サーバーからの指令により、送電制御手段が、日出から日没間の日照時間帯は、太陽光発電装置による発電電力を主要電力、他の再生可能エネルギー利用発電装置による発電電力を補助電力として、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ風力発電装置による発電電力と他の再生可能エネルギー利用発電装置による発電された残りの電力を蓄電手段に蓄電し、日没から日出までの時間帯は、風力発電装置による発電電力を主要電力、蓄電手段に蓄電された電力を補助電力として電力事業者向けに送電および給電することを第６の特徴とする。
【００１６】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給システムは、
再生可能エネルギーにより発電を行う発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、発電手段、計測手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
管理サーバーは、発電された電力を測定し、発電電力が規定電力を上回る時間帯に、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電する送蓄電モードと、発電電力が規定電力を下回る時間帯に、発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電する送給電モードと、発電手段の発電が行われない時間帯に、蓄電手段から規定電力に相当する電力を電力事業者向けに給電する給電モードを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給システムは、
再生可能エネルギーにより発電を行う複数の発電手段と、発電された電力を変換するパワーコンディショナーと、発電された電力を測定する測定手段と、発電された電力から電力事業者向けに送電を行う送電手段と、発電された電力から一部を蓄電する蓄電手段と、発電された電力の送電と蓄電と蓄電された電力の給電を単独または複数組み合わせて制御する送電制御手段と、管理サーバーを備え、
管理サーバーと、各発電手段、計測手段、蓄電手段、送電制御手段をネットワークで結び、
各発電手段の設置者と電力事業者間の契約電力を基準とする規定電力を設定し、
管理サーバーは、発電された各電力を測定し、総発電電力が規定電力を上回る時間帯に、規定電力に相当する電力を電力事業者向けに送電しかつ余剰電力を蓄電手段に蓄電する送蓄電モードと、総発電電力が規定電力を下回る時間帯に、総発電電力を電力事業者向けに送電しかつ蓄電手段から不足電力を電力事業者向けに給電する送給電モードと、各発電手段の発電が行われない時間帯に、蓄電手段から規定電力に相当する電力を電力事業者向けに給電する給電モードを備えることを第２の特徴とする。
【００１８】
本発明に係る再生可能エネルギーによる発電電力の電力供給システムは、
複数の発電手段が太陽光発電装置と風力発電装置と他の再生可能エネルギー利用発電装置から選択される２以上の組合せであることを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によると、複数の太陽光発電装置や複数の太陽光発電装置と風力発電装置を組み合わせるなどによって、電力事業者との間で交わした契約電力を基準とする規定電力を上回る時間帯（例えば昼間）に余剰電力を生み出し、かかる余剰電力は、発電電力が規定電力を下回る時間帯（例えば夜間）に給電することで契約電力を基準とする高いレベルの電力を長時間、ひいては２４時間供給することが可能となり、従来の発電設備に比べて、個人や発電事業者が売電による高い収益を図ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すもので、太陽光による電力供給システムの構成例を示す図、
【図２】図１に示す電力供給システムに用いられる管理サーバーの構成例を示す図、
【図３】図１に示す電力供給システムの運用手順を示すフロー図、
【図４】（Ａ）は従来システムによる時間ごとの発電量と本発明システムによる時間ごとの発電量の比較を示す図、（Ｂ）は従来システムによる時間ごとの電力供給量と本発明システムによる時間ごとの電力供給量の比較を示す図、
【図５】本発明の第２の実施形態を示すもので、太陽光と風力の組合せによる電力供給システムの構成例を示す図、
【図６】本発明の第３の実施形態を示すもので、太陽光と風力とバイオマスの組合せによる電力供給システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１ないし図４は本発明の第１の実施形態を示すもので、符号Ｓ１は、太陽光による発電電力の電力供給システム（以下、電力供給システムと称す）を示している。同電力供給システムＳ１は、発電装置の設置者と電力会社間の契約電力を基準とする高いレベルで電力を安定して長時間供給可能とするシステムであり、図１にシステム構成例を示す。
【００２３】
図１に示す電力供給システムＳ１は、複数の発電供給ユニット１００と、送電網２００と、管理サーバー３００を備えるとともに、各発電供給ユニット１００は、太陽光発電装置１１０と、送電制御装置１２０と、パワーコンディショナー１３０と、蓄電池１４０と、計測器１５０を備えている。管理サーバー３００は、各太陽光発電装置１１０と各送電制御装置１２０と電力事業者４００側の受電制御装置４１０に対しネットワーク３１０で接続されている。
【００２４】
太陽光発電装置１１０は、複数枚の太陽光パネル１１１（例：最大出力２５ｋｗ×２枚）を備えている。太陽光パネル１１１により発電された発電量と発電電流と発電電圧の各データ（発電情報）は計測器１５０により計測される。発電情報は図示しない通信制御部によって管理サーバー３００に定期または不定期に送信される。
【００２５】
太陽光パネル１１１は、水平設置面に対し約１０度〜３０度の低角度で南向きに傾斜配置されている。これにより、日照時間帯（夏期で平均６時から１９時まで、冬期で平均７時から１８時まで）の大部分で発電出力可能である。また、太陽を追跡するセンサーと回動装置を設置し、日の出から日没にかけ東向きから西向きに太陽光パネル１１１を回動することで、あるいは年間を通して太陽光パネル１１１の傾斜角度を変更（夏期に１０度、冬期に３０度）することで、時間当たりの発電量すなわち発電電力を上げることができる。
【００２６】
上記の太陽光発電装置１１０は、電力会社との契約電力（例：４９．５ｋｗ）に対し、複数台（図示例は４台）設置することで、発電出力を上げることができる（例：２５ｋｗ×２×４＝２００ｋｗ）。ここで、年間の稼働率を２５％、設備利用率を２０％と想定すると、契約電力の８０％（２００×０．２÷４９．５＝０．８）の高い年間発電量を確保できる。
【００２７】
管理サーバー３００は、発電電力の供給モードとして、送電モード、送蓄電モード、送給電モード、給電モードを備え、各太陽光発電装置１１０からの発電情報、各蓄電池１４０からの蓄電情報に基づき、いずれかのモードを選択し、送電制御装置１２０に指令情報を送信する。
【００２８】
送電モードは、日出〜日没までの日照時間帯で、各太陽光発電装置１１０の総発電電力が規定電力を下回り、各蓄電池１４０の総蓄電電力が一定量に満たないとき、発電電力を送電網２００を介して電力会社４００向けに送電する。ここで、規定電力は、契約電力（例：４９．５ｋｗ）を基準とし、契約電力に近い電力値（例：４０ｋｗ＝契約電力の約８０％）に設定する。
【００２９】
送蓄電モードは、上記日照時間帯で、各太陽光発電装置１１０の総発電電力が規定電力を上回るとき（例：晴天の正午〜午後２時頃）、規定電力に相当する電力を、送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、余剰電力を各蓄電池１４０に分配して蓄電する。
【００３０】
送給電モードは、上記日照時間帯で、各太陽光発電装置１１０の総発電電力が規定電力を下回るとき（朝方や夕方、薄曇天時など）、総発電電力を、送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、各蓄電池１４０に蓄電された電力から、送電網２００を介して規定電力に不足する電力を会社４００向けに給電する。
【００３１】
給電モードは、発電が行なわれない時間帯（日没〜日出までの夜間）に、各蓄電池１４０からの蓄電情報に従い、各蓄電池１４０から、規定電力に相当する電力を、送電網２００を介し電力会社４００向けに給電する。
【００３２】
送電制御装置１２０は、管理サーバー３００からの指令、すなわち送電モードに基づき発電電力の送電を、送蓄電モードに基づき発電電力の送電と蓄電を、送給電モードに基づき発電電力の送電と給電を、給電モードに基づき蓄電電力の給電を行うべく制御する。
【００３３】
規定電力は契約電力と同一の値に設定してよく、上記例の場合、太陽光発電装置１１０を５台設置することで、契約電力の１００％（２５０×０．２÷４９．５＝１．０）の年間発電量を確保できる。
【００３４】
太陽光発電装置１１０の台数増加、太陽光パネル１１１の枚数増加により、契約電力に対する総発電電力を増加できる。個人の場合、住宅の屋根に車庫の屋根を組み合わせて太陽光パネルの枚数を増加し、また敷地内に太陽光パネルを追加設置するようにしてよい。発電容量の増加に合わせて蓄電池１４０の設置台数を増加し、蓄電容量を増やすようにする。
【００３５】
パワーコンディショナー１３０は、発電装置１１０で発電された電力を送電網２００に送電するにあたり、直流から交流に変換する。本実施形態では契約電圧（例：４９．５ｋｗ）にあわせて低電圧タイプを用いる。
【００３６】
蓄電池１４０は、家庭用（例：３〜１５ｋｗｈ）または産業用（例：１０〜２５０ｋｗｈ）の鉛蓄電池やアルカリ蓄電池等が用いられ、各太陽光発電装置１１０の総発電出力（例：最大２００ｋｗ）に合わせて、規定電力（例：４０ｋｗ）を超える余剰電力（例：最大１６０ｋｗ）を日照時間帯（例：７時〜１９時、計１３時間）に蓄電できる台数を拡張または接続する。
【００３７】
また、蓄電池１４０は、蓄電情報（蓄電量、蓄電率、空き容量等）・給電情報（給電量等）を計測する計測器（図示せず）と、蓄電情報を管理サーバー３００に定期あるいは非定期に送信する通信制御部（図示せず）を備えている。通信制御部は管理サーバー３００からの給蓄電モードに基づく蓄電指令、送給電モードに基づく給電指令、給電モードに基づく給電指令を受信する。
【００３８】
管理サーバー３００は、図２に示すように、各情報の入出力部３２０、収集した情報を蓄積するデータ蓄積部３３０、指令モード（送電モード、送蓄電モード、送給電モード、給電モード）を選択する指令モード選択部３４０、指令モード選択を含む各プログラムを格納するプログラム格納部３５０、総発電電力が規定電力を上回るか否かを判断する発電状況判断部３６０、システム全体と各部の制御を行う制御部３７０を備えている。
【００３９】
なお、ネットワーク３１０はインターネット回線や有線または無線のＬＡＮ回線から構成されている。
【００４０】
次に、図３を参照しつつシステム管理者が上記電力供給システムＳ１を運用して発電電力を供給する手順について説明する。
【００４１】
（発電情報、蓄電情報等の収集）（ステップＳ１）
システム管理者からの指令により、管理サーバー３００は、日常の運用として、各太陽光発電装置１１０から発電情報、各蓄電池１４０から蓄電情報・給電情報、電力会社４００の受電制御装置４１０から受電情報を定期的また非定期に収集し、データ蓄積部３３０に蓄積する。
【００４２】
（発電状況、蓄電状況の判断）（ステップＳ２）
管理サーバー３００は、発電情報から、２４時間の時間ごとの総発電量、すなわち総発電電力を規定電力と比較し、発電電力が規定電力を上回るか、発電電力が規定電力以下であるか判断する。また、蓄電情報から、総蓄電電力が一定量に満たすか判断する。
【００４３】
（送電モードの選択、指令）（ステップＳ３〜Ｓ５）
システム開始時で日射量が低い時など、総発電電力が規定電力を下回り、総蓄電電力が一定量に満たないとき、管理サーバー３００は、送電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し送電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、発電電力を送電網２００を介して電力会社４００向けに送電する。
【００４４】
（送蓄電モードの選択、指令）（ステップＳ６〜Ｓ８）
日射量の上昇により、発電電力が規定電力を上回ると、管理サーバー３００は、送蓄電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し送電と蓄電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、総発電電力のうち規定電力に相当する電力を、送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、同時に規定電力を上回る余剰電力を各蓄電池１４０に蓄電する。
【００４５】
（送給電モードの選択、指令）（ステップＳ９〜Ｓ１１）
日射量の下降により、総発電電力が規定電力を下回ると、管理サーバー３００は、送給電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し送電と給電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、総発電電力を送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、同時に規定電力の不足電力を蓄電池１４０から送電網２００を介して電力会社４００向けに給電する。
【００４６】
（給電モードの選択、指令）（ステップＳ１２〜Ｓ１４）
日没〜日出の夜間時間帯は、発電電力がゼロであり、管理サーバー３００は、給電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し給電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、蓄電池１４０から送電網２００を介して電力会社４００向けに給電する。
【００４７】
上記電力供給システムＳ１によると、日出〜日没までの日照時間帯に、発電電力が規定電力を上回る場合、発電電力の規定電力分を送電しながら、余剰電力を各蓄電池１４０に蓄電し、日照時間帯の発電電力が規定電力を下回る場合や日没〜日出までの夜間に蓄電電力を給電するから、長時間ひいては２４時間にわたり、契約電力を基準とする高いレベルの発電電力を電力会社に対し供給することが可能となる。
【００４８】
上記例の場合、従来の想定利益が４９．５ｋｗ×２４時間×３６５日×０．２×２７円＝２３４万円／年であるのに対し、本システムＳ１ではその４倍の９３６万円／年の想定利益を期待でき、発電装置の設置者は、従来に比べて売電による高い収益を図ることができる。
【００４９】
電力会社は、発電装置の設置者から長時間にわたり安定した発電電力の供給を受けられるようになり、他の発電プラント（火力発電、原子力発電等）との関係で、安定した需給計画を策定できるという効果が得られる。
【００５０】
図５は本発明の第２の実施形態を示すもので、図５に示す電力供給システムＳ２は、太陽光発電装置と風力発電装置の組合せによる電力供給システムであり、図１の電力供給システムＳ１と同一構成には同一符号を付しその説明は省略する。
【００５１】
図５に示す電力供給システムＳ２は、太陽光発電装置１１０を備える複数の発電供給ユニット１００と、風力発電装置１６０を備える複数の発電供給ユニット１００を備えている。風力発電装置１６０は、水平軸のプロペラ型、垂直軸のダリウス型、ジャイロミル型、サボニウス型等を採用できる。
【００５２】
風力発電装置１６０により発電された発電量と発電電流と発電電圧の各データ（発電情報）は計測器１５０により計測される。発電情報は図示しない通信制御部によって管理サーバー３００に定期または不定期に送信される。
【００５３】
管理サーバー３００は、前記実施形態と同様に送電モード、送蓄電モード、送給電モード、給電モードを備え、各太陽光発電装置１１０と各発電装置１６０からの発電情報、各蓄電池１４０からの蓄電情報に基づき、いずれかのモードを選択し、送電制御装置１２０に指令情報を送信する。
【００５４】
送給電モードは、日照時間帯や夜間時間帯で、各太陽光発電装置１１０と各風力発電装置１６０の総発電電力が規定電力を下回るとき（朝方や夕方、薄曇天時、無風時など）、総発電電力を、送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、各蓄電池１４０に蓄電された電力から、送電網２００を介して規定電力に不足する電力を会社４００向けに給電する。  
【００５５】
給電モードは、発電が行われない時間帯（日没〜日出までの夜間で無風）に、各蓄電池１４０からの蓄電情報に従い、各蓄電池１４０から、規定電力に相当する電力を、送電網２００を介し電力会社４００向けに給電する。なお、送電モード、送蓄電モードは前記実施形態と同様である。
【００５６】
次に、システム管理者が上記電力供給システムＳ２を運用して発電電力を供給する手順について図３を参照して説明する。
【００５７】
（発電情報、蓄電情報等の収集）（ステップＳ１）
システム管理者からの指令により、管理サーバー３００は、日常の運用として、各太陽光発電装置１１０と各風力発電装置１６０から発電情報、各蓄電池１４０から蓄電情報・給電情報、電力会社４００の受電制御装置４１０から受電情報を定期的また非定期に収集し、データ蓄積部３３０に蓄積する。
【００５８】
（発電状況の判断）（ステップＳ２）
管理サーバー３００は、発電情報から、２４時間の時間ごとの総発電量、すなわち総発電電力を規定電力と比較し、発電電力が規定電力を上回るか、発電電力が規定電力以下であるか判断する。
【００５９】
（送電モードの選択、指令）（ステップＳ３〜Ｓ５）
システム開始時で日射量が低くまた風速が弱い時など、総発電電力が規定電力を下回り、総蓄電電力が一定量に満たないとき、管理サーバー３００は、送電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し送電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、発電電力を送電網２００を介して電力会社４００向けに送電する。
【００６０】
（送蓄電モードの選択、指令）（ステップＳ６〜Ｓ８）
日射量の上昇や所定の風速が得られることにより、発電電力が規定電力を上回ると、管理サーバー３００は、送蓄電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し送電と蓄電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、総発電電力のうち規定電力に相当する電力を、送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、同時に規定電力を上回る余剰電力を各蓄電池１４０に蓄電する。
【００６１】
（送給電モードの選択、指令）（ステップＳ９〜Ｓ１１）
日射量の下降や風速の低下ないし無風により、総発電電力が規定電力を下回ると、管理サーバー３００は、送給電モードを選択し、送電制御装置１２０に対し送電と給電を指令する。送電制御装置１２０は、指令に従い、総発電電力を送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、同時に規定電力の不足電力を蓄電池１４０から送電網２００を介して電力会社４００向けに給電する。
【００６２】
日没〜日出の夜間時間帯は、所定の風力により各風力発電装置１６０が稼働している場合、管理サーバー３００は、送給電モードを選択し、送電制御装置１２０は、指令に従い、各風力発電装置１６０による総発電電力を送電網２００を介して電力会社４００向けに送電し、同時に規定電力の不足電力を蓄電池１４０から送電網２００を介して電力会社４００向けに給電する。
【００６３】
（給電モードの選択、指令）（ステップＳ１２〜Ｓ１４）
日没〜日出の夜間時間帯で無風により各風力発電装置１６０が稼働していない場合、管理サーバー３００は、給電モードを選択し、送電制御装置１２０は、指令に従い、蓄電池１４０から送電網２００を介して電力会社４００向けに給電する。
【００６４】
上記電力供給システムＳ２によると、日照時間帯の日射量が少ない早朝、夕方、曇天時は風力発電装置１６０を組み合わせて比較的安定した発電電力を得ることができ、また、日没後の夜間は風力発電装置１６０により一定の発電電力を得ることができるので、早朝から夜間にかけて、安定した送電と蓄電、送電と給電を行うことができ、契約電力を基準とする高いレベルの発電電力を電力会社に対し供給することが可能となる。
【００６５】
図６は本発明の第３の実施形態を示すもので、図６に示す電力供給システムＳ３は、太陽光発電装置と風力発電装置とバイオマス発電装置の組合せによる電力供給システムであり、図１、図５の電力供給システムＳ１、Ｓ２と同一構成には同一符号を付しその説明は省略する。
【００６６】
図６に示す電力供給システムＳ３は、太陽光発電装置１１０を備える複数の発電供給ユニット１００と、風力発電装置１６０を備える複数の発電供給ユニット１００と、バイオマス発電装置１７０を備える発電供給ユニット１００を備えている。バイオマス発電装置１７０は、木質燃料、可燃ゴミ、食品廃棄物、廃油、家畜糞尿、焼酎かすなどのバイオマスを燃料として発電するもので、バイオマス燃料を直接燃焼して蒸気タービンを回す方式、バイオマス燃料を熱処理によりガス化してガスタービンを回す方式、バイオマス燃料を発酵させて発酵ガスでガスタービンを回す方式等を採用できる。
【００６７】
上記電力供給システムＳ３によると、日照時間帯の日射量が少ない早朝、夕方、曇天時に、また日没後の夜間に、風力発電装置１６０による発電に加えてバイオマス発電装置１７０による発電を組み合わせることにより、安定した発電電力を得ることができる（無風時間帯はバイオマス発電装置１７０の発電電力を上げればよい）。これにより早朝から夜間にかけて、より安定した送電と蓄電、送電と給電を行うことができ、契約電力を基準とする高いレベルの発電電力を電力会社に対し供給することが可能となる。
【００６８】
以上の実施形態では、太陽光発電の例、太陽光発電と風力発電、太陽光発電と風力発電とバイオマス発電の組合せの例を説明したが、地熱発電、水力発電、波力発電、等に対して適用可能であることは言うまでもない。
【００６９】
かくして、本発明によれば、再生可能エネルギーによる発電電力を、発電装置の設置者と電力会社との契約電力を基準とする高いレベルで長時間供給することを可能とし、売電による高い収益を図ることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る発電電力の電力供給方法とシステムは、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなどの再生可能エネルギーを用いて発電された電力を長時間安定的に供給するための方法とシステムとして利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１００  発電供給ユニット
１１０  太陽光発電装置
１２０  送電制御装置（ＥＢＭＳ）
１３０  パワーコンディショナー（ＰＣＳ）
１４０  蓄電池
１５０  測定器
１６０  風力発電装置
１７０  バイオマス発電装置
２００  送電網
３００  管理サーバー
３１０  ネットワーク
３２０  入出力部
３３０  データ蓄積部
３４０  指令モード選択部
３５０  プログラム格納部
３６０  発電状況判断部
３７０  制御部
４００  電力会社
４１０  受電制御装置（ＥＭＳ）
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  電力供給システム
【図１】
2017060375.tif 000003
【図２】
2017060375.tif 000004
【図３】
2017060375.tif 000005
【図４】
2017060375.tif 000006
【図５】
2017060375.tif 000007
【図６】
2017060375.tif 000008