エネルギー管理システム及びプログラム
【課題】発電システムの効率的な運用を図る。
【解決手段】蓄電ユニット４０に蓄電された電力と、蓄熱ユニット５０に蓄熱された熱エネルギーを考慮しつつ、発電電力予測部３３によって予測される発電電力と、消費電力予測部６３によって予測される消費電力に基づいて、発電システムによって発電される余剰電力の供給を調整する。また、環境情報取得ユニットによって取得された環境情報に基づいて、余剰電力を用いた空調を行う。これにより、余剰電力の効率的な利用が可能となる。
【解決手段】蓄電ユニット４０に蓄電された電力と、蓄熱ユニット５０に蓄熱された熱エネルギーを考慮しつつ、発電電力予測部３３によって予測される発電電力と、消費電力予測部６３によって予測される消費電力に基づいて、発電システムによって発電される余剰電力の供給を調整する。また、環境情報取得ユニットによって取得された環境情報に基づいて、余剰電力を用いた空調を行う。これにより、余剰電力の効率的な利用が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー管理システム及びプログラムに関し、更に詳しくは、発電手段によって発電されるエネルギーを、効率的に利用するためのエネルギー管理システム、及び前記エネルギー管理システムの制御用コンピュータに用いられるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化や、世界規模で進行する経済産業の発展にともない、ＣＯ２排出量の削減、或いはエネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、太陽光発電システムに代表される分散型発電システムが、マンションなどの集合住宅や、一戸建て家屋に普及するに至っている。
【０００３】
この種の分散型発電システムの稼働時間や発電量は、天候などによって左右される。このため、分散型発電システムは、ユーザの要求に応じて電力を供給することが困難になる場合がある。また、分散型発電システムの普及が拡大すると、電力系統に潮流する電力量が増加し、電力系統が不安定になることも考えられる。
【０００４】
そこで、分散型発電システムを安定して効率よく運用するための技術が種々提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９８８８５３号公報
【特許文献２】特開２００６−３００４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された装置は、履歴等に基づいて予測されたエネルギーの需要量と、実際のエネルギーの需要量とを比較する。そして、両者の差が小さい場合には、太陽光発電システムや、燃料電池等のエネルギー供給源を、予め設定されたスケジュールに基づいて制御する。一方、実際のエネルギーの需要量と、予測されたエネルギーの需要量との差が大きい場合は、エネルギー供給源を、実際のエネルギーの需要量に応じて制御する。この装置を用いることで、エネルギー供給源を効率よく運用するとともに、予想外に負荷が変動した場合にも、エネルギーの供給を滞りなく行うことができる。
【０００７】
しかしながら、太陽光発電システムや風力発電システムに代表される分散型発電システムの出力の変動は、エネルギーの需要の変動と必ずしもシンクロするわけではない。このため、これらの発電システムからの出力を、何らかの形で蓄えるシステムが必要となる。この場合には、蓄えられたエネルギーを考慮して、発電システムを運用する必要がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の装置は、住戸に設置されたエネルギー供給源それぞれの出力と、住戸でのエネルギー消費量とを監視する。そして、監視した結果に基づいて、各エネルギー供給源の最適な運用方法を提案する。これにより、オペレータは、効率よくエネルギー供給源を運用することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、この装置を用いたとしても、エネルギー供給源の運用は、終局的にはオペレータに委ねられる。このため、エネルギー供給源の制御が人の勘によるものとなり、必ずしも提案された運用方法が実現されるとは限らない。
【００１０】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、蓄積されたエネルギーを考慮しつつ、発電システムから供給されるエネルギーの出力を調整することで、当該エネルギーを効率的に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るエネルギー管理システムは、
住戸に設置される発電手段と、
前記発電手段によって発電される電力を計測する発電電力計測手段と、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する発電電力予測手段と、
前記発電手段によって発電された電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段が蓄える電力量を計測する蓄電量計測手段と、
前記電力を消費する消費機器と、
前記消費機器が消費する消費電力を計測する消費電力計測手段と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する消費電力予測手段と、
前記電力を電力系統に潮流させる売電手段と、
前記発電電力予測手段の予測結果と、前記消費電力予測手段の予測結果と、前記蓄電量計測手段の計測結果とに基づいて、前記蓄電手段へ供給される前記電力を調整する制御手段と、
を有する。
【００１２】
本発明の第２の観点に係るプログラムは、
本発明のエネルギー管理システムの制御用コンピュータに、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する手順と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する手順と、
予測された前記発電手段によって発電される電力と、予測された前記消費機器が消費する消費電力とに基づいて、前記蓄電手段及び前記売電手段に供給する電力を調整する手順と、
を実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蓄電手段の蓄電量を考慮しつつ、予測される発電電力と、予測される消費電力とに基づいて、蓄電手段及び売電手段に供給される電力が調整される。したがって、発電システムによって発電された電力の効率的な利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るエネルギー管理システムのブロック図である。
【図２】住戸に設置された電気機器の配置を示す図である。
【図３】発電電力と時刻との関係を表す曲線を示す図である。
【図４】１時間当たりの発電電力量を表すグラフを示す図である。
【図５】発電電力を予測する手順を説明するための図である。
【図６】制御ユニットのブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係るエネルギー管理システムのブロック図である。
【図８】住戸に設置された電気機器の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係るエネルギー管理システム１０のブロック図である。このエネルギー管理システム１０は、分散型の発電システムによって発電される発電電力を、負荷の状況や、電気エネルギーを蓄える電池ユニットの状況を考慮して、効率的に利用するためのシステムである。図１に示されるように、エネルギー管理システム１０は、制御ユニット２０、発電システム３０、蓄電ユニット４０、蓄熱ユニット５０、電力消費機器６１、消費電力計６２、消費電力予測部６３、及び売電ユニット７１を有している。
【００１６】
発電システム３０は、太陽電池パネル３１、発電電力計３２、発電電力予測部３３を有している。
【００１７】
図２は、住戸１００に設置された電気機器の配置を示す図である。図２を参照するとわかるように、太陽電池パネル３１は、住戸１００の屋根に配置されている。この太陽電池パネル３１は、不図示のコンバータを介して電力系統に接続される。
【００１８】
図１に戻り、発電電力計３２は、太陽電池パネル３１によって発電され、電力系統に供給される電力の瞬時値、及び単位時間あたりの電力量を計測する。そして、計測結果に関する情報を、制御ユニット２０及び発電電力予測部３３へ送信する。
【００１９】
発電電力予測部３３は、不揮発性のメモリを有し、発電電力計３２から送信される情報を時系列的に記憶する。図３には、太陽電池パネル３１によって発電された発電電力と時刻との関係を表す曲線Ｓ１が示されている。発電電力予測部３３が、発電電力計３２から送信される電力の瞬時値に関する情報を時系列的に記憶することで、時刻を示す数値ｔと、電力の値を示す数値ｐとからなるデータ（ｔ、ｐ）が蓄積される。
【００２０】
また、図４には、太陽電池パネル３１によって発電された１時間当たりの発電電力量を表す棒グラフが示されている。発電電力予測部３３が、発電電力計３２から送信される１時間当たりの発電電力量に関する情報を時系列的に記憶することで、時刻ｔと、時刻ｔから１時間経過するまでの発電電力量Ｐとからなるデータ（ｔ、Ｐ）が蓄積される。
【００２１】
発電電力予測部３３は、発電電力計３２から送信される現在の発電電力及び発電電力量に関する情報を受信する。そして、現在の時刻と、現在の発電電力及び発電電力量と、蓄積されたデータ（ｔ、Ｐ）及びデータ（ｔ、Ｐ）とに基づいて、太陽電池パネル３１によって発電される発電電力を予測する。
【００２２】
発電電力の予測は、種々の統計的手法を用いることができる。この場合は、過去の発電電力の履歴が多いほど正確に予測することができる。また、気象情報を加味することで更に正確な予測が可能となる。例えば図５には、過去の発電電力の履歴から統計的に導き出された電力推移曲線Ｓ２が示されている。図５に示されるように、時刻９時の時点での発電電力が概ねＷである場合には、発電電力予測部３３は、時刻９時以降は、発電電力が概ね電力推移曲線Ｓ１に沿って推移すると予測する。
【００２３】
発電電力予測部３３は、発電電力の推移を予測すると、予測結果に関する情報を制御ユニット２０へ送信する。
【００２４】
図１に戻り、蓄電ユニット４０は、電池ユニット４１及び蓄電量計４２を有している。電池ユニット４１は、発電システム３０によって発電され、制御ユニット２０を介して供給される電力を蓄電する。また、蓄電量計４２は、電池ユニット４１に蓄えられた電力量を計測する。そして、計測結果を制御ユニット２０へ通知する。
【００２５】
蓄熱ユニット５０は、給湯器５１及び蓄熱量計５２を有している。給湯器５１は、住戸１００で使用される温水を生成する装置である。この給湯器５１は、一定量の水道水が貯水された貯水タンクを有している。そして、制御ユニット２０を介して供給される電力を利用して、貯水タンク内の水を加熱し保持する。これにより、電力が変換されることによって生成された熱エネルギーが蓄熱される。給湯器５１に蓄えられている熱エネルギーの量は、蓄熱量計５２によって計測され、制御ユニット２０へ通知される。
【００２６】
電力消費機器６１は、住戸１００で使用される空調装置、冷蔵庫、テレビ及び洗濯機等の家電製品である。エネルギー管理システム１０では、住戸１００で使用される電力消費機器６１には、共通の基幹ブレーカを介して電力が供給される。したがって、基幹ブレーカでの電流及び電圧を計測することで、住戸１００全体で利用される電力を計測することができる。
【００２７】
消費電力計６２は、電力消費機器６１で使用される電力を計測する。そして、計測結果に関する情報を、制御ユニット２０及び消費電力予測部６３へ送信する。
【００２８】
消費電力予測部６３は、不揮発性のメモリを有し、消費電力計６２から送信される情報を時系列的に記憶する。消費電力予測部６３が、消費電力計６２から送信される電力の瞬時値に関する情報を時系列的に記憶することで、時刻を示す数値ｔと、電力の値を示す数値ｗとからなるデータ（ｔ、ｗ）が蓄積される。
【００２９】
消費電力予測部６３は、消費電力計６２から送信される現在の消費電力に関する情報を受信する。そして、現在の時刻と、現在の消費電力と、蓄積されたデータ（ｔ、ｗ）とに基づいて、電力消費機器６１によって消費される消費電力の推移を予測する。そして、予測結果に関する情報を制御ユニット２０へ送信する。
【００３０】
売電ユニット７１は、電力会社と、売電電力の単価（円／Ｋｗｈ）について、ネゴシエーションを行い、売電電力の単価を決定する。売電電力の単価は、電力の需給バランスの変化により、将来的には細分化された時間帯で変化することが予想される。このため、経済的な収支を計算する上で、時系列的な売電電力の単価を評価することが必要となる。売電ユニット７１は、上述した観点から、電力会社と売電電力の単価についてのネゴシエーションを行い、売電電力の単価を決定する。
【００３１】
売電ユニット７１は、売電電力の単価を決定すると、制御ユニット２０を介して供給される電力を、電力系統８０へ潮流させる。
【００３２】
図６は、制御ユニット２０の制御系を示すブロック図である。図６に示されるように、制御ユニット２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０ａ、主記憶部２０ｂ、補助記憶部２０ｃ、インタフェース部２０ｄ、及び上記各部を相互に接続するシステムバス２０ｅを有している。
【００３３】
ＣＰＵ２０ａは、補助記憶部２０ｃに記憶されているプログラムに従って、後述する所定の処理を実行する。
【００３４】
主記憶部２０ｂは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されている。この主記憶部２０ｂは、ＣＰＵ２０ａの作業領域として用いられる。
【００３５】
補助記憶部２０ｃは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリを含んで構成されている。この補助記憶部２０ｃには、後述する処理を実行するためのプログラムや、パラメータなどが記憶されている。
【００３６】
インタフェース部２０ｄは、シリアルインタフェース、或いはアナログ信号を受信するためのアナログインタフェースを有している。発電電力計３２、発電電力予測部３３、消費電力計６２、消費電力予測部６３、蓄電量計４２から送信される情報は、インタフェース部２０ｄによって受信され、システムバス２０ｅを介して、ＣＰＵ２０ａに通知される。
【００３７】
上述のように構成された制御ユニット２０は、発電電力予測部３３、消費電力予測部６３等から送信される情報に基づいて、蓄電ユニット４０へ供給する電力と、売電ユニット７１へ供給する電力の調整を行う。また、制御ユニット２０は、発電システム３０によって発電された電力だけでは、電力消費機器６１で消費される消費電力をまかなうことができないと判断した場合には、受電ユニット７２を介して電力系統８０から電力を受電する。そして、受電した電力を電力消費機器６１へ供給する。
【００３８】
例えば、制御ユニット２０は、蓄電量計４２及び蓄熱量計５２からの出力を監視する。そして、蓄電ユニット４０の蓄電量、及び蓄熱ユニット５０の蓄熱量に余裕があり、今後消費電力が増加すると見込まれる場合には、余剰電力を蓄電ユニット４０と、蓄熱ユニット５０へ優先的に供給する。なお、余剰電力とは、発電電力を電力消費機器６１に供給した後の残りの電力をいう。
【００３９】
これにより、消費電力の増加分を補完するための電力の蓄電が、売電に優先して実行される。したがって、今後消費電力が増加したとしても、消費電力の増加分を蓄電された電力でまかなうことが可能となる。
【００４０】
また、蓄熱ユニット５０に供給される余剰電力が変換されることにより生成された熱エネルギーの蓄熱が、売電に優先して実行される。したがって、消費電力が増加した後に、給湯器５１で消費される電力を抑制することができる。このため、系統から取り込む電力量を削減することができる。
【００４１】
制御ユニット２０は、消費電力が減少すると見込まれる場合には、蓄電ユニット４０と蓄熱ユニット５０へ供給する余剰電力を減少させ、優先的に余剰電力を売電ユニット７１へ供給する。これにより、蓄電ユニット４０へ蓄電する際に生じる電力ロスと、余剰電力を熱エネルギーに変換し蓄熱ユニット５０へ蓄熱する際の電力ロスを抑えつつ、余剰電力を無駄なく売電することができる。
【００４２】
制御ユニット２０は、現時点から所定の期間経過後までの間に、電力消費機器６１によって消費される消費電力量が、蓄電ユニット４０に蓄えられた電力量よりも少なくなると見込まれる場合には、余剰電力を、売電ユニット７１へ供給する。これにより、効率的に余剰電力を売電することができる。
【００４３】
また、制御ユニット２０は、現時点から所定の期間経過後までの間に、電力消費機器６１によって消費される消費電力量が、発電手段によって発電される電力量よりも大きくなると見込まれる場合には、売電ユニット７１への余剰電力の供給を停止する。これにより、余剰電力が、蓄電ユニット４０へ優先的に蓄電される。また、余剰電力が変換されることにより生成された熱エネルギーが、蓄熱ユニット５０に優先的に蓄熱される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、蓄電ユニット４０に蓄電された電力と、蓄熱ユニット５０に蓄熱された熱エネルギーを考慮しつつ、発電電力予測部３３によって予測された発電電力と、消費電力予測部６３によって予測された消費電力とに基づいて、余剰電力の供給が調整される。これにより、余剰電力の効率的な利用が可能となる。
【００４５】
《第２の実施形態》
次に本発明の第２の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。
【００４６】
図７は、第２の実施形態に係るエネルギー管理システム１０Ａのブロック図である。また、図８は、エネルギー管理システム１０Ａを構成する機器の配置を示す図である。図７及び図８を参照するとわかるように、本実施形態に係るエネルギー管理システム１０Ａは、住戸１００の室内１００Ａの環境情報を取得する環境情報取得ユニット７３を有している。また、電力消費機器としての床下蓄熱システム６１Ａ、電動窓６１Ｂ、及び電動雨戸６１Ｃとを有している。
【００４７】
図８に示されるように、床下蓄熱システム６１Ａは、室内１００Ａと床下１００Ｂとの間で空気を循環させるためのダクト９１と、ダクト９１の内部に配置された循環ファン９２と、セラミック等によって構成された蓄熱材９３を有している。床下蓄熱システム６１Ａでは、例えば循環ファン９２が正転すると、室内１００Ａの内部の空気が１００Ｂへ供給される。また、循環ファン９２が逆転すると、床下１００Ｂの空気が室内１００Ａに供給される。
【００４８】
電動窓６１Ｂ及び電動雨戸６１Ｃは、駆動モータを有している。制御ユニット２０は、この駆動モータを駆動させることで、電動窓６１Ｂ及び電動雨戸６１Ｃを開閉することができる。
【００４９】
環境情報取得ユニット７３は、室内１００Ａの温度、湿度、及び通風量を計測し、計測結果に関する情報を、制御ユニット２０へ送信する。
【００５０】
制御ユニット２０は、環境情報取得ユニット７３から通知される環境情報に基づいて、余剰電力で床下蓄熱システム６１Ａ、電動窓６１Ｂ、電動雨戸６１Ｃを駆動する。
【００５１】
例えば、冬季の晴天の日は、昼間に余剰電力が多くなり、室内の温度も上昇する。この場合には、制御ユニット２０は、電動雨戸６１Ｃを開けて、日光を室内へ入射させる。そして、室内１００Ａの温度が所定の温度を超えた場合に、床下蓄熱システム６１Ａを構成する循環ファン９２を正転させて、室内１００Ａの空気を床下１００Ｂへ供給する。これにより、蓄熱材９３と空気との間で熱交換が起こり、蓄熱材９３に熱エネルギーが蓄積される。
【００５２】
制御ユニット２０は、住戸１００に居住者が滞在する夜間には、循環ファン９２を逆転させて、床下１００Ｂの空気を室内１００Ａに供給する。これにより、昼間に蓄熱材９３に蓄熱された熱エネルギーによって加熱された空気が、室内１００Ａに供給される。
【００５３】
また、制御ユニット２０は、例えば夏期の晴天の日に、余剰電力が発生した場合には、この余剰電力で、電動窓６１Ｂ、及び電動雨戸６１Ｃを開けて、外気を住戸１００の室内１００Ａに取り込む。この場合に、制御ユニット２０は、環境情報取得ユニット７３を介して、室内１００Ａでの通風量、湿度等を監視し、電動窓６１Ｂ及び電動雨戸６１Ｃの開度を調整する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、環境情報取得ユニット７３によって取得された環境情報に基づいて、余剰電力を用いた室内１００Ａの空調が行われる。このため、余剰電力を有効に利用することができる。
【００５５】
また、比較的消費電力が小さい床下蓄熱システム６１Ａの循環ファン９２、電動窓６１Ｂ、電動雨戸６１Ｃを駆動することで、消費電力が大きな空調装置と同等の効果が期待できる。これにより、余剰電力を有効に利用することが可能になる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、環境情報に基づいて、余剰電力を利用する場合について説明した。これに限らず、天候、風速、風向、太陽光の照度等を加味して、床下蓄熱システム６１Ａ、電動窓６１Ｂ、電動雨戸６１Ｃを駆動してもよい。
【００５７】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態によって限定されるものではない。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、余剰電力を、蓄電ユニット４０、蓄熱ユニット５０及び売電ユニット７１のいずれかへ供給する場合について説明した。これに限らず制御ユニット２０は、余剰電力を利用して、電力消費機器６１の１つである空調装置を運転することとしてもよい。また、住戸１００が換気システムを備えている場合には、余剰電力を利用して、換気システムを運転することとしてもよい。太陽光発電システムを用いた場合は、居住者が不在の昼間に余剰電力が多く発生する。このため、居住者の不在時に余剰電力を利用して住戸の空調を実施しておくことで、居住者が帰宅した後に消費される消費電力を効果的に削減することが可能となる。
【００５９】
上記実施形態では、消費電力計６２は、住戸１００で使用される電力消費機器６１全体で消費される消費電力を計測することとした。これに限らず、電力消費機器６１ごとに消費電力を計測し、電力消費機器６１ごとに、将来消費される消費電力を予測することとしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、発電電力予測部３３が、発電電力計３２から送信される情報に基づいて、発電電力の予測を行った。これに限らず、制御ユニット２０が、発電電力計３２からの出力に基づいて、発電電力の予測を行ってもよい。
【００６１】
上記実施形態では、消費電力予測部６３が、消費電力計６２から送信される情報に基づいて、消費電力の予測を行った。これに限らず、制御ユニット２０が、消費電力計６２からの出力に基づいて、消費電力の予測を行ってもよい。
【００６２】
上記実施形態では、発電システム３０が、太陽電池パネル３１を有している場合について説明した。これに限らず、電力供給源は、風力発電ユニット、或いは燃料電池等の分散型の発電機であってもよい。
【００６３】
制御ユニット２０は、売電ユニット７２が決定した単価に基づいて、電力系統８０に潮流させる電力を調整してもよい。この場合には、例えば、売電の際の単価と、買電の際の単価との差に応じた電力を、潮流させることが考えられる。
【００６４】
上記実施形態に係る制御ユニット２０を構成する補助記憶部２０ｃに記憶されているプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magnet-Optical Disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するシステムを構成することとしてもよい。
【００６５】
また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしても良い。
【００６６】
また、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等しても良い。
【００６７】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のエネルギー管理システム及びプログラムは、発電手段によって発電されたエネルギーを効率的に利用するのに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１０，１０Ａ エネルギー管理システム
２０ 制御ユニット
２０ａ ＣＰＵ
２０ｂ 主記憶部
２０ｃ 補助記憶部
２０ｄ インタフェース部
２０ｅ システムバス
３０ 発電システム
３１ 太陽電池パネル
３２ 発電電力計
３３ 発電電力予測部
４０ 蓄電ユニット
４１ 電池ユニット
４２ 蓄電量計
５０ 蓄熱ユニット
５１ 給湯器
５２ 蓄熱量計
６１ 電力消費機器
６１Ａ 床下蓄熱システム
６１Ｂ 電動窓
６１Ｃ 電動雨戸
６２ 消費電力計
６３ 消費電力予測部
７１ 売電ユニット
７２ 受電ユニット
７３ 環境情報取得ユニット
８０ 電力系統
９１ ダクト
９２ 循環ファン
９３ 蓄熱材
１００ 住戸
１００Ａ 室内
１００Ｂ 床下
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー管理システム及びプログラムに関し、更に詳しくは、発電手段によって発電されるエネルギーを、効率的に利用するためのエネルギー管理システム、及び前記エネルギー管理システムの制御用コンピュータに用いられるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の地球温暖化や、世界規模で進行する経済産業の発展にともない、ＣＯ２排出量の削減、或いはエネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、太陽光発電システムに代表される分散型発電システムが、マンションなどの集合住宅や、一戸建て家屋に普及するに至っている。
【０００３】
この種の分散型発電システムの稼働時間や発電量は、天候などによって左右される。このため、分散型発電システムは、ユーザの要求に応じて電力を供給することが困難になる場合がある。また、分散型発電システムの普及が拡大すると、電力系統に潮流する電力量が増加し、電力系統が不安定になることも考えられる。
【０００４】
そこで、分散型発電システムを安定して効率よく運用するための技術が種々提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９８８８５３号公報
【特許文献２】特開２００６−３００４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された装置は、履歴等に基づいて予測されたエネルギーの需要量と、実際のエネルギーの需要量とを比較する。そして、両者の差が小さい場合には、太陽光発電システムや、燃料電池等のエネルギー供給源を、予め設定されたスケジュールに基づいて制御する。一方、実際のエネルギーの需要量と、予測されたエネルギーの需要量との差が大きい場合は、エネルギー供給源を、実際のエネルギーの需要量に応じて制御する。この装置を用いることで、エネルギー供給源を効率よく運用するとともに、予想外に負荷が変動した場合にも、エネルギーの供給を滞りなく行うことができる。
【０００７】
しかしながら、太陽光発電システムや風力発電システムに代表される分散型発電システムの出力の変動は、エネルギーの需要の変動と必ずしもシンクロするわけではない。このため、これらの発電システムからの出力を、何らかの形で蓄えるシステムが必要となる。この場合には、蓄えられたエネルギーを考慮して、発電システムを運用する必要がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の装置は、住戸に設置されたエネルギー供給源それぞれの出力と、住戸でのエネルギー消費量とを監視する。そして、監視した結果に基づいて、各エネルギー供給源の最適な運用方法を提案する。これにより、オペレータは、効率よくエネルギー供給源を運用することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、この装置を用いたとしても、エネルギー供給源の運用は、終局的にはオペレータに委ねられる。このため、エネルギー供給源の制御が人の勘によるものとなり、必ずしも提案された運用方法が実現されるとは限らない。
【００１０】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、蓄積されたエネルギーを考慮しつつ、発電システムから供給されるエネルギーの出力を調整することで、当該エネルギーを効率的に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るエネルギー管理システムは、
住戸に設置される発電手段と、
前記発電手段によって発電される電力を計測する発電電力計測手段と、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する発電電力予測手段と、
前記発電手段によって発電された電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段が蓄える電力量を計測する蓄電量計測手段と、
前記電力を消費する消費機器と、
前記消費機器が消費する消費電力を計測する消費電力計測手段と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する消費電力予測手段と、
前記電力を電力系統に潮流させる売電手段と、
前記発電電力予測手段の予測結果と、前記消費電力予測手段の予測結果と、前記蓄電量計測手段の計測結果とに基づいて、前記蓄電手段へ供給される前記電力を調整する制御手段と、
を有する。
【００１２】
本発明の第２の観点に係るプログラムは、
本発明のエネルギー管理システムの制御用コンピュータに、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する手順と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する手順と、
予測された前記発電手段によって発電される電力と、予測された前記消費機器が消費する消費電力とに基づいて、前記蓄電手段及び前記売電手段に供給する電力を調整する手順と、
を実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蓄電手段の蓄電量を考慮しつつ、予測される発電電力と、予測される消費電力とに基づいて、蓄電手段及び売電手段に供給される電力が調整される。したがって、発電システムによって発電された電力の効率的な利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るエネルギー管理システムのブロック図である。
【図２】住戸に設置された電気機器の配置を示す図である。
【図３】発電電力と時刻との関係を表す曲線を示す図である。
【図４】１時間当たりの発電電力量を表すグラフを示す図である。
【図５】発電電力を予測する手順を説明するための図である。
【図６】制御ユニットのブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係るエネルギー管理システムのブロック図である。
【図８】住戸に設置された電気機器の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係るエネルギー管理システム１０のブロック図である。このエネルギー管理システム１０は、分散型の発電システムによって発電される発電電力を、負荷の状況や、電気エネルギーを蓄える電池ユニットの状況を考慮して、効率的に利用するためのシステムである。図１に示されるように、エネルギー管理システム１０は、制御ユニット２０、発電システム３０、蓄電ユニット４０、蓄熱ユニット５０、電力消費機器６１、消費電力計６２、消費電力予測部６３、及び売電ユニット７１を有している。
【００１６】
発電システム３０は、太陽電池パネル３１、発電電力計３２、発電電力予測部３３を有している。
【００１７】
図２は、住戸１００に設置された電気機器の配置を示す図である。図２を参照するとわかるように、太陽電池パネル３１は、住戸１００の屋根に配置されている。この太陽電池パネル３１は、不図示のコンバータを介して電力系統に接続される。
【００１８】
図１に戻り、発電電力計３２は、太陽電池パネル３１によって発電され、電力系統に供給される電力の瞬時値、及び単位時間あたりの電力量を計測する。そして、計測結果に関する情報を、制御ユニット２０及び発電電力予測部３３へ送信する。
【００１９】
発電電力予測部３３は、不揮発性のメモリを有し、発電電力計３２から送信される情報を時系列的に記憶する。図３には、太陽電池パネル３１によって発電された発電電力と時刻との関係を表す曲線Ｓ１が示されている。発電電力予測部３３が、発電電力計３２から送信される電力の瞬時値に関する情報を時系列的に記憶することで、時刻を示す数値ｔと、電力の値を示す数値ｐとからなるデータ（ｔ、ｐ）が蓄積される。
【００２０】
また、図４には、太陽電池パネル３１によって発電された１時間当たりの発電電力量を表す棒グラフが示されている。発電電力予測部３３が、発電電力計３２から送信される１時間当たりの発電電力量に関する情報を時系列的に記憶することで、時刻ｔと、時刻ｔから１時間経過するまでの発電電力量Ｐとからなるデータ（ｔ、Ｐ）が蓄積される。
【００２１】
発電電力予測部３３は、発電電力計３２から送信される現在の発電電力及び発電電力量に関する情報を受信する。そして、現在の時刻と、現在の発電電力及び発電電力量と、蓄積されたデータ（ｔ、Ｐ）及びデータ（ｔ、Ｐ）とに基づいて、太陽電池パネル３１によって発電される発電電力を予測する。
【００２２】
発電電力の予測は、種々の統計的手法を用いることができる。この場合は、過去の発電電力の履歴が多いほど正確に予測することができる。また、気象情報を加味することで更に正確な予測が可能となる。例えば図５には、過去の発電電力の履歴から統計的に導き出された電力推移曲線Ｓ２が示されている。図５に示されるように、時刻９時の時点での発電電力が概ねＷである場合には、発電電力予測部３３は、時刻９時以降は、発電電力が概ね電力推移曲線Ｓ１に沿って推移すると予測する。
【００２３】
発電電力予測部３３は、発電電力の推移を予測すると、予測結果に関する情報を制御ユニット２０へ送信する。
【００２４】
図１に戻り、蓄電ユニット４０は、電池ユニット４１及び蓄電量計４２を有している。電池ユニット４１は、発電システム３０によって発電され、制御ユニット２０を介して供給される電力を蓄電する。また、蓄電量計４２は、電池ユニット４１に蓄えられた電力量を計測する。そして、計測結果を制御ユニット２０へ通知する。
【００２５】
蓄熱ユニット５０は、給湯器５１及び蓄熱量計５２を有している。給湯器５１は、住戸１００で使用される温水を生成する装置である。この給湯器５１は、一定量の水道水が貯水された貯水タンクを有している。そして、制御ユニット２０を介して供給される電力を利用して、貯水タンク内の水を加熱し保持する。これにより、電力が変換されることによって生成された熱エネルギーが蓄熱される。給湯器５１に蓄えられている熱エネルギーの量は、蓄熱量計５２によって計測され、制御ユニット２０へ通知される。
【００２６】
電力消費機器６１は、住戸１００で使用される空調装置、冷蔵庫、テレビ及び洗濯機等の家電製品である。エネルギー管理システム１０では、住戸１００で使用される電力消費機器６１には、共通の基幹ブレーカを介して電力が供給される。したがって、基幹ブレーカでの電流及び電圧を計測することで、住戸１００全体で利用される電力を計測することができる。
【００２７】
消費電力計６２は、電力消費機器６１で使用される電力を計測する。そして、計測結果に関する情報を、制御ユニット２０及び消費電力予測部６３へ送信する。
【００２８】
消費電力予測部６３は、不揮発性のメモリを有し、消費電力計６２から送信される情報を時系列的に記憶する。消費電力予測部６３が、消費電力計６２から送信される電力の瞬時値に関する情報を時系列的に記憶することで、時刻を示す数値ｔと、電力の値を示す数値ｗとからなるデータ（ｔ、ｗ）が蓄積される。
【００２９】
消費電力予測部６３は、消費電力計６２から送信される現在の消費電力に関する情報を受信する。そして、現在の時刻と、現在の消費電力と、蓄積されたデータ（ｔ、ｗ）とに基づいて、電力消費機器６１によって消費される消費電力の推移を予測する。そして、予測結果に関する情報を制御ユニット２０へ送信する。
【００３０】
売電ユニット７１は、電力会社と、売電電力の単価（円／Ｋｗｈ）について、ネゴシエーションを行い、売電電力の単価を決定する。売電電力の単価は、電力の需給バランスの変化により、将来的には細分化された時間帯で変化することが予想される。このため、経済的な収支を計算する上で、時系列的な売電電力の単価を評価することが必要となる。売電ユニット７１は、上述した観点から、電力会社と売電電力の単価についてのネゴシエーションを行い、売電電力の単価を決定する。
【００３１】
売電ユニット７１は、売電電力の単価を決定すると、制御ユニット２０を介して供給される電力を、電力系統８０へ潮流させる。
【００３２】
図６は、制御ユニット２０の制御系を示すブロック図である。図６に示されるように、制御ユニット２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０ａ、主記憶部２０ｂ、補助記憶部２０ｃ、インタフェース部２０ｄ、及び上記各部を相互に接続するシステムバス２０ｅを有している。
【００３３】
ＣＰＵ２０ａは、補助記憶部２０ｃに記憶されているプログラムに従って、後述する所定の処理を実行する。
【００３４】
主記憶部２０ｂは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されている。この主記憶部２０ｂは、ＣＰＵ２０ａの作業領域として用いられる。
【００３５】
補助記憶部２０ｃは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリを含んで構成されている。この補助記憶部２０ｃには、後述する処理を実行するためのプログラムや、パラメータなどが記憶されている。
【００３６】
インタフェース部２０ｄは、シリアルインタフェース、或いはアナログ信号を受信するためのアナログインタフェースを有している。発電電力計３２、発電電力予測部３３、消費電力計６２、消費電力予測部６３、蓄電量計４２から送信される情報は、インタフェース部２０ｄによって受信され、システムバス２０ｅを介して、ＣＰＵ２０ａに通知される。
【００３７】
上述のように構成された制御ユニット２０は、発電電力予測部３３、消費電力予測部６３等から送信される情報に基づいて、蓄電ユニット４０へ供給する電力と、売電ユニット７１へ供給する電力の調整を行う。また、制御ユニット２０は、発電システム３０によって発電された電力だけでは、電力消費機器６１で消費される消費電力をまかなうことができないと判断した場合には、受電ユニット７２を介して電力系統８０から電力を受電する。そして、受電した電力を電力消費機器６１へ供給する。
【００３８】
例えば、制御ユニット２０は、蓄電量計４２及び蓄熱量計５２からの出力を監視する。そして、蓄電ユニット４０の蓄電量、及び蓄熱ユニット５０の蓄熱量に余裕があり、今後消費電力が増加すると見込まれる場合には、余剰電力を蓄電ユニット４０と、蓄熱ユニット５０へ優先的に供給する。なお、余剰電力とは、発電電力を電力消費機器６１に供給した後の残りの電力をいう。
【００３９】
これにより、消費電力の増加分を補完するための電力の蓄電が、売電に優先して実行される。したがって、今後消費電力が増加したとしても、消費電力の増加分を蓄電された電力でまかなうことが可能となる。
【００４０】
また、蓄熱ユニット５０に供給される余剰電力が変換されることにより生成された熱エネルギーの蓄熱が、売電に優先して実行される。したがって、消費電力が増加した後に、給湯器５１で消費される電力を抑制することができる。このため、系統から取り込む電力量を削減することができる。
【００４１】
制御ユニット２０は、消費電力が減少すると見込まれる場合には、蓄電ユニット４０と蓄熱ユニット５０へ供給する余剰電力を減少させ、優先的に余剰電力を売電ユニット７１へ供給する。これにより、蓄電ユニット４０へ蓄電する際に生じる電力ロスと、余剰電力を熱エネルギーに変換し蓄熱ユニット５０へ蓄熱する際の電力ロスを抑えつつ、余剰電力を無駄なく売電することができる。
【００４２】
制御ユニット２０は、現時点から所定の期間経過後までの間に、電力消費機器６１によって消費される消費電力量が、蓄電ユニット４０に蓄えられた電力量よりも少なくなると見込まれる場合には、余剰電力を、売電ユニット７１へ供給する。これにより、効率的に余剰電力を売電することができる。
【００４３】
また、制御ユニット２０は、現時点から所定の期間経過後までの間に、電力消費機器６１によって消費される消費電力量が、発電手段によって発電される電力量よりも大きくなると見込まれる場合には、売電ユニット７１への余剰電力の供給を停止する。これにより、余剰電力が、蓄電ユニット４０へ優先的に蓄電される。また、余剰電力が変換されることにより生成された熱エネルギーが、蓄熱ユニット５０に優先的に蓄熱される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、蓄電ユニット４０に蓄電された電力と、蓄熱ユニット５０に蓄熱された熱エネルギーを考慮しつつ、発電電力予測部３３によって予測された発電電力と、消費電力予測部６３によって予測された消費電力とに基づいて、余剰電力の供給が調整される。これにより、余剰電力の効率的な利用が可能となる。
【００４５】
《第２の実施形態》
次に本発明の第２の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。
【００４６】
図７は、第２の実施形態に係るエネルギー管理システム１０Ａのブロック図である。また、図８は、エネルギー管理システム１０Ａを構成する機器の配置を示す図である。図７及び図８を参照するとわかるように、本実施形態に係るエネルギー管理システム１０Ａは、住戸１００の室内１００Ａの環境情報を取得する環境情報取得ユニット７３を有している。また、電力消費機器としての床下蓄熱システム６１Ａ、電動窓６１Ｂ、及び電動雨戸６１Ｃとを有している。
【００４７】
図８に示されるように、床下蓄熱システム６１Ａは、室内１００Ａと床下１００Ｂとの間で空気を循環させるためのダクト９１と、ダクト９１の内部に配置された循環ファン９２と、セラミック等によって構成された蓄熱材９３を有している。床下蓄熱システム６１Ａでは、例えば循環ファン９２が正転すると、室内１００Ａの内部の空気が１００Ｂへ供給される。また、循環ファン９２が逆転すると、床下１００Ｂの空気が室内１００Ａに供給される。
【００４８】
電動窓６１Ｂ及び電動雨戸６１Ｃは、駆動モータを有している。制御ユニット２０は、この駆動モータを駆動させることで、電動窓６１Ｂ及び電動雨戸６１Ｃを開閉することができる。
【００４９】
環境情報取得ユニット７３は、室内１００Ａの温度、湿度、及び通風量を計測し、計測結果に関する情報を、制御ユニット２０へ送信する。
【００５０】
制御ユニット２０は、環境情報取得ユニット７３から通知される環境情報に基づいて、余剰電力で床下蓄熱システム６１Ａ、電動窓６１Ｂ、電動雨戸６１Ｃを駆動する。
【００５１】
例えば、冬季の晴天の日は、昼間に余剰電力が多くなり、室内の温度も上昇する。この場合には、制御ユニット２０は、電動雨戸６１Ｃを開けて、日光を室内へ入射させる。そして、室内１００Ａの温度が所定の温度を超えた場合に、床下蓄熱システム６１Ａを構成する循環ファン９２を正転させて、室内１００Ａの空気を床下１００Ｂへ供給する。これにより、蓄熱材９３と空気との間で熱交換が起こり、蓄熱材９３に熱エネルギーが蓄積される。
【００５２】
制御ユニット２０は、住戸１００に居住者が滞在する夜間には、循環ファン９２を逆転させて、床下１００Ｂの空気を室内１００Ａに供給する。これにより、昼間に蓄熱材９３に蓄熱された熱エネルギーによって加熱された空気が、室内１００Ａに供給される。
【００５３】
また、制御ユニット２０は、例えば夏期の晴天の日に、余剰電力が発生した場合には、この余剰電力で、電動窓６１Ｂ、及び電動雨戸６１Ｃを開けて、外気を住戸１００の室内１００Ａに取り込む。この場合に、制御ユニット２０は、環境情報取得ユニット７３を介して、室内１００Ａでの通風量、湿度等を監視し、電動窓６１Ｂ及び電動雨戸６１Ｃの開度を調整する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、環境情報取得ユニット７３によって取得された環境情報に基づいて、余剰電力を用いた室内１００Ａの空調が行われる。このため、余剰電力を有効に利用することができる。
【００５５】
また、比較的消費電力が小さい床下蓄熱システム６１Ａの循環ファン９２、電動窓６１Ｂ、電動雨戸６１Ｃを駆動することで、消費電力が大きな空調装置と同等の効果が期待できる。これにより、余剰電力を有効に利用することが可能になる。
【００５６】
なお、上記実施形態では、環境情報に基づいて、余剰電力を利用する場合について説明した。これに限らず、天候、風速、風向、太陽光の照度等を加味して、床下蓄熱システム６１Ａ、電動窓６１Ｂ、電動雨戸６１Ｃを駆動してもよい。
【００５７】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態によって限定されるものではない。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、余剰電力を、蓄電ユニット４０、蓄熱ユニット５０及び売電ユニット７１のいずれかへ供給する場合について説明した。これに限らず制御ユニット２０は、余剰電力を利用して、電力消費機器６１の１つである空調装置を運転することとしてもよい。また、住戸１００が換気システムを備えている場合には、余剰電力を利用して、換気システムを運転することとしてもよい。太陽光発電システムを用いた場合は、居住者が不在の昼間に余剰電力が多く発生する。このため、居住者の不在時に余剰電力を利用して住戸の空調を実施しておくことで、居住者が帰宅した後に消費される消費電力を効果的に削減することが可能となる。
【００５９】
上記実施形態では、消費電力計６２は、住戸１００で使用される電力消費機器６１全体で消費される消費電力を計測することとした。これに限らず、電力消費機器６１ごとに消費電力を計測し、電力消費機器６１ごとに、将来消費される消費電力を予測することとしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、発電電力予測部３３が、発電電力計３２から送信される情報に基づいて、発電電力の予測を行った。これに限らず、制御ユニット２０が、発電電力計３２からの出力に基づいて、発電電力の予測を行ってもよい。
【００６１】
上記実施形態では、消費電力予測部６３が、消費電力計６２から送信される情報に基づいて、消費電力の予測を行った。これに限らず、制御ユニット２０が、消費電力計６２からの出力に基づいて、消費電力の予測を行ってもよい。
【００６２】
上記実施形態では、発電システム３０が、太陽電池パネル３１を有している場合について説明した。これに限らず、電力供給源は、風力発電ユニット、或いは燃料電池等の分散型の発電機であってもよい。
【００６３】
制御ユニット２０は、売電ユニット７２が決定した単価に基づいて、電力系統８０に潮流させる電力を調整してもよい。この場合には、例えば、売電の際の単価と、買電の際の単価との差に応じた電力を、潮流させることが考えられる。
【００６４】
上記実施形態に係る制御ユニット２０を構成する補助記憶部２０ｃに記憶されているプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magnet-Optical Disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するシステムを構成することとしてもよい。
【００６５】
また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしても良い。
【００６６】
また、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等しても良い。
【００６７】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のエネルギー管理システム及びプログラムは、発電手段によって発電されたエネルギーを効率的に利用するのに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１０，１０Ａ エネルギー管理システム
２０ 制御ユニット
２０ａ ＣＰＵ
２０ｂ 主記憶部
２０ｃ 補助記憶部
２０ｄ インタフェース部
２０ｅ システムバス
３０ 発電システム
３１ 太陽電池パネル
３２ 発電電力計
３３ 発電電力予測部
４０ 蓄電ユニット
４１ 電池ユニット
４２ 蓄電量計
５０ 蓄熱ユニット
５１ 給湯器
５２ 蓄熱量計
６１ 電力消費機器
６１Ａ 床下蓄熱システム
６１Ｂ 電動窓
６１Ｃ 電動雨戸
６２ 消費電力計
６３ 消費電力予測部
７１ 売電ユニット
７２ 受電ユニット
７３ 環境情報取得ユニット
８０ 電力系統
９１ ダクト
９２ 循環ファン
９３ 蓄熱材
１００ 住戸
１００Ａ 室内
１００Ｂ 床下
【特許請求の範囲】
【請求項１】
住戸に設置される発電手段と、
前記発電手段によって発電される電力を計測する発電電力計測手段と、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する発電電力予測手段と、
前記発電手段によって発電された電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段が蓄える電力量を計測する蓄電量計測手段と、
前記電力を消費する消費機器と、
前記消費機器が消費する消費電力を計測する消費電力計測手段と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する消費電力予測手段と、
前記電力を電力系統に潮流させる売電手段と、
前記発電電力予測手段の予測結果と、前記消費電力予測手段の予測結果と、前記蓄電量計測手段の計測結果とに基づいて、前記蓄電手段へ供給される前記電力を調整する制御手段と、
を有するエネルギー管理システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が増加すると予測される場合に、前記蓄電手段へ供給される前記電力を増加させる請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が減少すると予測される場合に、前記蓄電手段へ供給される前記電力を減少させる請求項１又は２に記載のエネルギー管理システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力量が、前記蓄電手段に蓄えられた電力量よりも少なくなると判断した場合に、前記発電手段によって発電される電力を、前記売電手段へ供給する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力量が、前記発電手段によって発電される電力量よりも多くなると判断した場合に、前記売電手段への電力の供給を停止する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項６】
前記消費機器は、空調装置であり、
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が、前記発電手段によって発電される電力よりも小さい場合に、前記電力の余剰分で前記空調装置を運転する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項７】
前記住戸内の環境情報を取得する環境情報取得手段を備え、
前記制御手段は、前記環境情報に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を用いて、前記住戸に設置された換気システムを運転する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記環境情報に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を用いて、前記住戸に設置された通風口を開放する請求項７に記載のエネルギー管理システム。
【請求項９】
昼間に熱を蓄熱する蓄熱材と、
前記蓄熱材に太陽光によって加熱された空気を供給する空気供給手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が、前記発電手段によって発電される電力よりも小さい場合に、前記電力の余剰分で前記空気供給手段を駆動する請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１０】
前記蓄熱材と前記住戸内部との間で空気を循環する循環手段を備え、
前記制御手段は、夜間に前記循環手段を駆動する請求項９に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１１】
前記蓄電手段は、前記発電手段によって発電される電力で加熱される水を貯水する給湯器である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１２】
前記発電手段は、太陽電池を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１３】
前記制御手段は、電力会社からの料金情報に基づいて、前記売電手段に供給するエネルギー量を決定する請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１４】
請求項１に記載のエネルギー管理システムの制御用コンピュータに、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する手順と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する手順と、
予測された前記発電手段によって発電される電力と、予測された前記消費機器が消費する消費電力とに基づいて、前記蓄電手段及び前記売電手段に供給する電力を調整する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
住戸に設置される発電手段と、
前記発電手段によって発電される電力を計測する発電電力計測手段と、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する発電電力予測手段と、
前記発電手段によって発電された電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段が蓄える電力量を計測する蓄電量計測手段と、
前記電力を消費する消費機器と、
前記消費機器が消費する消費電力を計測する消費電力計測手段と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する消費電力予測手段と、
前記電力を電力系統に潮流させる売電手段と、
前記発電電力予測手段の予測結果と、前記消費電力予測手段の予測結果と、前記蓄電量計測手段の計測結果とに基づいて、前記蓄電手段へ供給される前記電力を調整する制御手段と、
を有するエネルギー管理システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が増加すると予測される場合に、前記蓄電手段へ供給される前記電力を増加させる請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が減少すると予測される場合に、前記蓄電手段へ供給される前記電力を減少させる請求項１又は２に記載のエネルギー管理システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力量が、前記蓄電手段に蓄えられた電力量よりも少なくなると判断した場合に、前記発電手段によって発電される電力を、前記売電手段へ供給する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力量が、前記発電手段によって発電される電力量よりも多くなると判断した場合に、前記売電手段への電力の供給を停止する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項６】
前記消費機器は、空調装置であり、
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が、前記発電手段によって発電される電力よりも小さい場合に、前記電力の余剰分で前記空調装置を運転する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項７】
前記住戸内の環境情報を取得する環境情報取得手段を備え、
前記制御手段は、前記環境情報に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を用いて、前記住戸に設置された換気システムを運転する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記環境情報に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を用いて、前記住戸に設置された通風口を開放する請求項７に記載のエネルギー管理システム。
【請求項９】
昼間に熱を蓄熱する蓄熱材と、
前記蓄熱材に太陽光によって加熱された空気を供給する空気供給手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記消費機器で消費される消費電力が、前記発電手段によって発電される電力よりも小さい場合に、前記電力の余剰分で前記空気供給手段を駆動する請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１０】
前記蓄熱材と前記住戸内部との間で空気を循環する循環手段を備え、
前記制御手段は、夜間に前記循環手段を駆動する請求項９に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１１】
前記蓄電手段は、前記発電手段によって発電される電力で加熱される水を貯水する給湯器である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１２】
前記発電手段は、太陽電池を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１３】
前記制御手段は、電力会社からの料金情報に基づいて、前記売電手段に供給するエネルギー量を決定する請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１４】
請求項１に記載のエネルギー管理システムの制御用コンピュータに、
前記発電手段によって発電された電力の履歴に基づいて、前記発電手段によって発電される電力を予測する手順と、
前記消費機器が消費した消費電力の履歴に基づいて、前記消費機器が消費する消費電力を予測する手順と、
予測された前記発電手段によって発電される電力と、予測された前記消費機器が消費する消費電力とに基づいて、前記蓄電手段及び前記売電手段に供給する電力を調整する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１００４２０（Ｐ２０１２−１００４２０Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５４６４（Ｐ２０１０−２４５４６４）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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