太陽光発電パネル及び太陽光発電出力調整システム
【課題】太陽光発電の出力を低下方向に調整する。
【解決手段】太陽光発電出力調整システム１において、太陽光パネル２は、屋外に設置され、外部からの指示により、又は、自動的に極力太陽光を受けるように、受光面の向きを変更する。電力計３は、太陽光パネル２の出力電力を測定する。電力系統４は、電力線を通じて太陽光パネル２から電力の供給を受ける系統（配電線等）である。日射量計５は、太陽光パネル２付近に設置され、最大日射量を随時測定する。太陽光パネル制御装置６は、電力計３から太陽光パネル２の出力電力を取得し、日射量計５から最大日射量を取得し、電力系統管理装置７に送信し、その指示に応じて太陽光パネル２の受光面の向きを変えるように制御する。電力系統管理装置７は、電力会社等に設置され、電力系統４の状態を監視し、その状態や出力電力、最大日射量に応じて、太陽光パネル制御装置６に対して太陽光パネル２の出力調整を指示する。
【解決手段】太陽光発電出力調整システム１において、太陽光パネル２は、屋外に設置され、外部からの指示により、又は、自動的に極力太陽光を受けるように、受光面の向きを変更する。電力計３は、太陽光パネル２の出力電力を測定する。電力系統４は、電力線を通じて太陽光パネル２から電力の供給を受ける系統（配電線等）である。日射量計５は、太陽光パネル２付近に設置され、最大日射量を随時測定する。太陽光パネル制御装置６は、電力計３から太陽光パネル２の出力電力を取得し、日射量計５から最大日射量を取得し、電力系統管理装置７に送信し、その指示に応じて太陽光パネル２の受光面の向きを変えるように制御する。電力系統管理装置７は、電力会社等に設置され、電力系統４の状態を監視し、その状態や出力電力、最大日射量に応じて、太陽光パネル制御装置６に対して太陽光パネル２の出力調整を指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネル及びその発電出力を調整するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今後、太陽光発電システムは、一般家庭を中心に大量に導入されることが見込まれている。ところが、太陽光発電による発電量は、天候に左右されるので不安定であるとともに、太陽光発電システムの大量導入により、電力系統の潮流がこれまでの流れから大きく変化するおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８０６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の太陽光発電システムは、発電出力を低下方向に調整するようになっていないため、天気がよい時に、一つの電力系統に連系された多数の太陽光発電システムが一斉に発電し、電力系統への送電を始めると、以下のような問題が発生する。
（１）配電線の電圧が高くなり、基準電圧からの逸脱が起こる。
（２）電力系統の潮流が、これまでの流れから変化して、送電線や配電線の線路容量を超過する箇所が発生する。
（３）需給調整にあたり、現在は太陽光発電の出力を簡易に調整する手段がないため、太陽光発電による発電量が下がったときに即応して、電力系統への送電量を上げることができるように、大型発電所を運転する際に、最大出力から落とした（すなわち、伸び代を残した）、効率の悪い出力状態にしなければならなくなる。
（４）電力系統への出力を調整するためにバッテリーを併用する方法があるが、バッテリーを設置するには高い費用がかかる。
【０００５】
なお、特許文献１には、電力変換装置が商用電力系統に出力する電力出力を制御する太陽光発電システムが開示されているが、電力変換装置の出力を制御するものであり、太陽光発電自体の出力を制御するものではない。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、太陽光発電の出力を低下方向に調整することにある。
【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、本発明は、太陽光発電パネルであって、受光量に応じた発電を行う手段と、外部からの指示に応じて前記受光量を低下方向に変更する手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、太陽光発電パネルは、受光量を低下方向に変更することにより、発電出力を低下方向に調整することができる。そして、外部から太陽光発電パネルに指示を出しながら、太陽光発電パネルの発電出力を測定、監視することにより、所望の発電出力を得ることができる。特に、太陽光発電パネルの発電出力を、必ずしも最大出力ではなく、最大出力から落とした出力に調整することができる。
【０００８】
また、本発明は、上記太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステム（太陽光発電出力調整システム）であって、前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、を備え、前記電力系統管理装置が、前記電力系統の送電状態に基づいて前記発電出力が過剰であると判断したときに、前記発電出力の低減を指示するメッセージを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記太陽光発電パネルに前記受光量を減らすように指示することを特徴とする。
この構成によれば、太陽光発電パネルから電力系統への過剰電力を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステム（太陽光発電出力調整システム）であって、前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、を備え、前記電力系統管理装置が、前記制御装置から前記太陽光発電パネルの最大可能出力の通知を受けたときに、必要に応じて前記発電出力を前記最大可能出力以下の所定値に調整する指示のメッセージを送信し、前記制御装置が、前記太陽光発電パネルの最大可能出力を前記電力系統管理装置に定期的に通知するとともに、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記所定値に応じて前記太陽光発電パネルに前記受光量を増やす、又は、減らすように指示することを特徴とする。
この構成によれば、最大可能出力以下の範囲で電力会社等が希望する発電出力に調整することができる。また、最大可能出力に対して余力を持たせた出力を指示することにより、太陽光発電パネルの出力変動を抑制し、電力系統に必要な出力を安定的に供給させることができる。
【００１０】
また、本発明の上記太陽光発電出力調整システムにおいて、前記電力系統管理装置が、現在の前記発電出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力、又は、前記最大可能出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力に基づく料金を前記太陽光パネルの運用者に支払う処理を行うこととしてもよい。
この構成によれば、太陽光パネルの運用者は、電力会社等から、出力低減のない本来の売電分と、出力低減をした実際の売電分との差分を埋めてもらえることにより、出力低減をしても損をしなくなるので、発電出力の低減に協力することができる。
【００１１】
その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽光発電の出力を低下方向に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】太陽光発電出力調整システム１の構成を示す図である。
【図２】太陽光パネル制御装置６のハードウェア構成を示す図である。
【図３】太陽光パネル制御装置６の記憶部６５に記憶されるデータの構成を示す図であり、（ａ）は出力制御データ６５Ａの構成を示し、（ｂ）は出力計算データ６５Ｂの構成を示す。
【図４】太陽光発電出力調整システム１の出力調整処理を示すフローチャートである。
【図５】太陽光発電出力調整システム１の出力情報送信処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る太陽光発電出力調整システムは、太陽光の受光量を変更することで発電出力が調整可能な太陽光発電パネルを用いて、発電出力の変動や電力系統の送電状態に応じて、電力系統に供給される発電出力を調整するものである。特に、太陽光発電用のパネル（太陽光パネル）の受光量を減少させることにより、現在出力、又は、最大出力より低下した出力に調整する。
【００１５】
≪システムの構成と概要≫
図１は、太陽光発電出力調整システム１の構成を示す図である。太陽光発電出力調整システム１は、太陽光パネル２、電力計３、電力系統４、日射量計５、太陽光パネル制御装置６及び電力系統管理装置７を備える。太陽光パネル２は、太陽光を受けて発電する太陽電池を複数枚接続して必要な電力を得られるようにしたパネル状の製品であり、電力会社の顧客宅の屋外等に設置される。そして、太陽光パネル２の受光面は水平方向及び垂直方向に回転可能であり、外部からの指示により、又は、自動的に極力太陽光を受けるように、受光面の向きを変更することが可能である。電力計３は、太陽光パネル２と、電力系統４とを接続する電力線に設置され、太陽光パネル２の出力電力を測定し、太陽光パネル制御装置６に通知する。電力系統４は、電力線を通じて太陽光パネル２から電力の供給を受ける系統（配電線等）である。
【００１６】
日射量計５は、太陽光パネル２自体又はその近くに設置され、太陽光パネル２が受光可能な最大日射量を随時測定し、太陽光パネル制御装置６に通知する。太陽光パネル制御装置６は、太陽光パネル２、電力計３、日射量計５及び電力系統管理装置７に接続され、電力計３から太陽光パネル２の出力電力を取得し、日射量計５から最大日射量を取得し、電力系統管理装置７に送信するとともに、電力系統管理装置７からの指示に応じて、太陽光パネル２の受光面の向きを変えるように制御する。電力系統管理装置７は、電力会社や地域エネルギーマネジメント会社（以下、「電力会社等」という）に設置され、電力系統４の送電状態を監視し、その送電状態や、太陽光パネル２の出力電力、最大日射量に応じて、太陽光パネル制御装置６に対して、太陽光パネル２の出力調整を指示する。
【００１７】
図２は、太陽光パネル制御装置６のハードウェア構成を示す図である。太陽光パネル制御装置６は、通信部６１、入力部６２、出力部６３、処理部６４及び記憶部６５を備え、各部がバス６６を介してデータを送受信可能なように接続されている。通信部６１は、ネットワークを介して電力系統管理装置７とＩＰ（Internet Protocol）通信等を行う部分であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。入力部６２は、処理部６４からの指示により太陽光パネル２、電力計３及び日射量計５から測定値等を取得する部分であり、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェースによって太陽光パネル２、電力計３及び日射量計５に接続される。出力部６３は、処理部６４からの指示により太陽光パネル２の受光面の向きを変える指示を出す部分であり、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェースによって太陽光パネル２に接続される。処理部６４は、所定のメモリを介して各部間のデータの受け渡しを行うととともに、太陽光パネル制御装置６全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部６５は、処理部６４からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置によって実現される。なお、太陽光パネル制御装置６は、汎用的なＰＣ（Personal Computer）やサーバ等であってもよいし、専用の装置であってもよい。なお、電力系統管理装置７も、ＰＣやサーバ、専用の装置によって実現される。
【００１８】
≪データの構成≫
図３は、太陽光パネル制御装置６の記憶部６５に記憶されるデータの構成を示す図である。図３（ａ）は、出力制御データ６５Ａの構成を示す。出力制御データ６５Ａは、太陽光パネル制御装置６が太陽光パネル２の出力電力を制御するためのデータであり、太陽光パネル向き６５Ａ１、現在電力値６５Ａ２及び目標電力値６５Ａ３を含む。太陽光パネル向き６５Ａ１は、電力系統管理装置７から出力低下指示を受けた時点における太陽光パネル２の受光面の向きを示すものであり、例えば、基準となる向きに対する水平方向の角度及び垂直方向の角度である。現在電力値６５Ａ２は、目標電力値６５Ａ３の基準となる電力値であり、電力系統管理装置７から出力低下指示を受けた時点における太陽光パネル２の出力値である。目標電力値６５Ａ３は、当面の目標となる太陽光パネル２の出力値であり、出力低下指示に含まれる低下分又は低下率と、現在電力値６５Ａ２とから算出され、設定される。なお、出力低下指示に含まれる目標値そのものが設定されることもある。
【００１９】
図３（ｂ）は、出力計算データ６５Ｂの構成を示す。出力計算データ６５Ｂは、太陽光パネル制御装置６が電力系統管理装置７に通知すべき太陽光パネル２の出力電力値を計算するためのデータであり、日射量発電量関係式６５Ｂ１、現在出力値６５Ｂ２、最大日射量６５Ｂ３及び最大可能出力値６５Ｂ４を含む。日射量発電量関係式６５Ｂ１は、日射量計５から取得される最大日射量と、太陽光パネル２の発電電力との関係を示す式であり、最大日射量６５Ｂ３から最大可能出力値６５Ｂ４を求めるときに用いられる。なお、日射量発電量関係式６５Ｂ１は、外部から取得した計算式を設定してもよいし、電力計３の測定値及び日射量計５の測定値を随時取得し、学習しながら、その学習の結果に応じて更新してもよい。
【００２０】
例えば、以下の式１のような計算式が考えられる。
ある時点の発電量［ｋＷ］
＝太陽光パネル２の定格容量［ｋＷ］×｛（ある時点の日射量［Ｗ／ｍ２］）
／１０００［Ｗ／ｍ２］｝×効率 ・・・式１
【００２１】
現在出力値６５Ｂ２は、電力計３により測定され、電力系統管理装置７に通知すべき太陽光パネル２の現在の出力値であり、随時更新される。最大日射量６５Ｂ３は、日射量計５により測定される最大日射量であり、随時更新される。最大可能出力値６５Ｂ４は、電力系統管理装置７に通知すべき太陽光パネル２が出力可能な最大の電力値であり、日射量発電量関係式６５Ｂ１に基づいて最大日射量６５Ｂ３から算出され、設定される。
【００２２】
≪システムの処理≫
続いて、太陽光発電出力調整システム１の基本的な処理について説明する。
図４は、太陽光発電出力調整システム１の出力調整処理を示すフローチャートである。本処理は、主として、太陽光パネル制御装置６において、処理部６４が、通信部６１により電力系統管理装置７から出力低下指示を受信し、入力部６２から電力計３のデータを取得し、記憶部６５のデータを参照しながら、出力部６３から太陽光パネル２への指示を発行することにより、太陽光パネル２から電力系統４への出力を調整するものである。
【００２３】
まず、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下指示のメッセージを受信する（Ｓ４０１）。出力低下指示のメッセージには、現在の出力に対する低下分若しくは低下率、又は、具体的な出力値が設定される。次に、電力計３から現在の電力値を取得し、現在電力値６５Ａ２として記憶部６５に記憶するとともに、受信したメッセージに基づいて現在電力値６５Ａ２から目標電力値６５Ａ３を計算し、記憶部６５に記憶する（Ｓ４０２）。例えば、現在電力値６５Ａ２が「１０ｋＷ」であり、かつ、出力低下指示のメッセージに「−１ｋＷ」（低下分）又は「−１０％」（低下率）が設定されていれば、目標電力値６５Ａ３として「９ｋＷ」が算出され、設定される。一方、出力低下指示のメッセージに「９ｋＷ」（出力値）が設定されていれば、現在電力値６５Ａ２に関係なく、目標電力値６５Ａ３として「９ｋＷ」がそのまま設定される。そして、太陽光パネル２から現在の受光面の向きを取得し、太陽光パネル向き６５Ａ１として記憶部６５に記憶する（Ｓ４０３）。この太陽光パネル向き６５Ａ１は、太陽光パネル２の受光面の向きを、出力低下指示を受ける前の状態に戻すときに用いられる。
【００２４】
Ｓ４０４〜Ｓ４０６は、実際に太陽光パネル２の出力調整を行う処理である。太陽光パネル制御装置６は、受光面の向きを動かす指示を太陽光パネル２に発行する（Ｓ４０４）。このとき、太陽光パネル２は、太陽光パネル制御装置６からの指示を受けて、受光面を東の方向（水平面［垂直軸］を反時計回り）に所定角度（例えば、１度）だけ回転させる。次に、電力計３から、太陽光パネル２が現在出力している電力値（現在電力値）を取得する（Ｓ４０５）。そして、現在電力値が目標電力値６５Ａ３と同じでなければ（Ｓ４０６のＮＯ）、太陽光パネル２の受光面の向きを動かす指示を再度発行する（Ｓ４０４）。一方、現在電力値が目標電力値６５Ａ３と同じであれば（Ｓ４０６のＹＥＳ）、Ｓ４０１で受信した出力低下指示を当面は満たすことになる。
【００２５】
その後、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下解除指示のメッセージを受信したか否かを確認する（Ｓ４０７）。出力低下解除指示のメッセージは、電力会社等において、例えば、太陽光パネル２の出力低下等により電力系統４の送電状態が安定化し、出力を元に戻してもよいと判断されたときに、電力系統管理装置７から太陽光パネル制御装置６に送信される。出力低下解除指示のメッセージを受信していなければ（Ｓ４０７のＮＯ）、現在の電力値を取得し（Ｓ４０５）、目標電力値６５Ａ３と比較する（Ｓ４０６）。
【００２６】
出力低下解除指示のメッセージを受信していれば（Ｓ４０７のＹＥＳ）、太陽光パネル制御装置６は、Ｓ４０３で記憶した太陽光パネル向き６５Ａ１に受光面を戻す指示を太陽光パネル２に発行する（Ｓ４０８）。このとき、太陽光パネル２は、太陽光パネル制御装置６からの指示を受けて、例えば、受光面の、水平方向の角度及び垂直方向の角度を元に戻す。
【００２７】
以上により、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下指示を受けたときに、指示による出力低下に達するまで太陽光パネル２の受光面の向きを動かし、その後、電力系統管理装置７から出力低下解除指示を受けたときに、受光面の向きを元に戻す。
【００２８】
図５は、太陽光発電出力調整システム１の出力情報送信処理を示すフローチャートである。本処理は、主として、太陽光パネル制御装置６において、処理部６４が、入力部６２から電力計３及び日射量計５のデータを取得し、記憶部６５のデータを参照しながら、太陽光パネル２の現在出力値及び最大可能出力値を含む出力情報を作成し、作成した出力情報を通信部６１により電力系統管理装置７に定期的に送信するものである。
【００２９】
まず、太陽光パネル制御装置６は、電力計３から太陽光パネル２の現在の出力電力値を取得し、現在出力値６５Ｂ２として記憶部６５に記憶する（Ｓ５０１）。次に、日射量計５から太陽光パネル２付近の現在の最大日射量を取得し、最大日射量６５Ｂ３として記憶部６５に記憶するとともに、日射量発電量関係式６５Ｂ１に基づいて最大日射量６５Ｂ３から最大可能出力値６５Ｂ４を計算し、記憶部６５に記憶する（Ｓ５０２）。そして、現在出力値６５Ｂ２及び最大可能出力値６５Ｂ４を含む出力情報を電力系統管理装置７に送信する（Ｓ５０３）。
【００３０】
続いて、太陽光パネル制御装置６は、Ｓ５０３の処理後、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ５０４）。経過していなければ（Ｓ５０４のＮＯ）、時間監視を続ける（Ｓ５０４）。経過していれば（Ｓ５０４のＹＥＳ）、Ｓ５０１に戻って、太陽光パネル２の出力情報の作成及び送信の処理を繰り返す（Ｓ５０１〜Ｓ５０３）。
【００３１】
以上により、太陽光パネル制御装置６は、時々刻々変化する太陽光パネル２の出力電力に関する情報を、所定時間ごとに電力系統管理装置７に送信することになる。なお、Ｓ５０４の所定時間をゼロにすることにより、出力情報を絶え間なく（常時）送信することになる。
【００３２】
≪実施例≫
続いて、図４の出力調整処理、図５の出力情報送信処理を用いた、太陽光発電出力調整システム１の実施例を説明する。特に、電力系統管理装置７の処理を中心に説明する。
【００３３】
<実施例その１>
実施例その１は、図４の出力調整処理を用いたものである。
電力系統４の安定した運転を維持するために、電力会社等において、電力系統管理装置７は、電力系統４の送電状態を監視する。そして、例えば、電力系統４に逆潮流が発生したため、太陽光パネル２からの発電電力が過剰であり、その発電電力を抑制することが必要であると判断した場合に、電力系統管理装置７は、太陽光パネル２の出力低下指示のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。供給電力の過剰分を削減することを目的とするので、出力低下指示のメッセージには、太陽光パネル２の現在出力値に対する低下分又は低下率が設定される。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下指示のメッセージを受信し、出力が目標値に下がるまで太陽光パネル２を動かす。
【００３４】
その後、例えば、逆潮流がなくなって電力系統４が安定した場合に、電力系統管理装置７は、出力低下解除指示のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下解除指示のメッセージを受信し、太陽光パネル２の受光面の向きを元に戻す。
【００３５】
この実施例その１では、太陽光パネル２の日射量計５及び太陽追尾機能が不要である。なお、出力低下指示及び出力低下解除指示をメッセージの送受信により太陽光パネル２を制御するように説明したが、電力系統管理装置７から太陽光パネル制御装置６への出力低下指示信号のオン・オフにより制御するようにしてもよい。
【００３６】
<実施例その２>
実施例その２は、図５の出力情報送信処理及び図４の出力調整処理を用いたものであり、太陽光パネル２の日射量計５及び太陽追尾機能を利用する。太陽追尾機能は、太陽光パネル２の受光面が太陽光に対して垂直になるように制御する機能であり、これにより、その時点における最大出力を得ることができる。その具体例は、例えば、特開２０１０−４０７７９号公報に開示されている。
【００３７】
当初、太陽光パネル２は、太陽追尾機能により最大出力を行っているものとする。太陽光パネル２の安定した出力を維持するために、電力会社等において、電力系統管理装置７は、太陽光パネル制御装置６から、太陽光パネル２の最大可能出力値及び現在出力値を含む出力情報を定期的に取得する。そして、電力会社等の意向を反映した、太陽光パネル２の出力調整指示（出力低下指示）のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。出力調整指示のメッセージには、最大可能出力値（例えば、１２ｋＷ）以下の範囲で、例えば、晴天時の太陽光パネル２が出力可能な最大値に対して十分な余力（例えば、２ｋＷ）を有する出力値（例えば、１０ｋＷ）が設定される。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力調整指示のメッセージを受信し、太陽光パネル２の太陽追尾機能を解除し、そのメッセージに設定された出力値になるまで太陽光パネル２を動かす。これにより、電力会社等の意向に応じた出力値からその時点の最大可能出力値までの間で、太陽光パネル２の出力を調整することができる。
【００３８】
その後、例えば、太陽に薄雲がかかって来たときに、電力系統管理装置７は、電力系統４の系統電圧が低下したことを検知し、太陽光パネル２の出力最大化を指示する（出力低下解除指示の）メッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力最大化指示のメッセージを受信し、図４に示すＳ４０８の処理の代わりに太陽光パネル２の太陽追尾機能を動作させる。これにより、太陽光パネル２は、その時点における最大出力を発電することができ、電力系統４の電圧低下に対して電力を補給することができる。
【００３９】
一方、天候が多少変化しても、太陽光パネル２の出力を一定に維持するために、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から受信した出力調整指示のメッセージに含まれる出力値を目標電力値６５Ａ３として、Ｓ４０４〜Ｓ４０７の処理を続けてもよい。このとき、現在電力値が目標電力値６５Ａ３を上回ることもあれば、下回ることもあるので、その大小関係に応じてＳ４０４において太陽光パネル２の受光面を動かす方向を変えるように制御する。すなわち、現在電力値を下げる際には、太陽光を避ける方向に受光面をずらす。また、現在電力値を上げる際には、太陽光を極力受ける方向に受光面をずらす。
【００４０】
これによれば、天候の変化等による太陽光パネル２の出力変動を抑制し、電力系統４に必要な出力を安定的に供給することができる。これは、電力系統４における需給調整をする上で非常に有用である。
【００４１】
<実施例その３>
実施例その３は、太陽光発電出力調整システム１において電力会社等が顧客に料金を支払うものである。太陽光パネル２及び太陽光パネル制御装置６を設置している顧客から見ると、電力系統管理装置７を通じて電力会社等から出力低下の指示を受けたとしても、本来買い取ってもらえる電力を減らすことになるので、通常は出力低下に対する協力はしづらい。そこで、顧客の協力を得るために、その分の料金を電力会社等が顧客に支払う方法が考えられる。以下、３つのパターンについて説明する。
【００４２】
（１）太陽光パネル２が電力会社等による出力調整の対象になることにより、電力系統４に送電した電力量（ｋＷｈ）以外に、発電設備（太陽光パネル２）の電力容量あたりの接続料単価（円／ｋＷ）を設定し、発電設備の電力容量に応じた接続料金が太陽光パネル２の設置者（顧客）に支払われる。
【００４３】
（２）実施例その１の場合、出力低下指示が出された時の出力Ｐ１（ｋＷ）、出力低下時の出力Ｐ２（ｋＷ）及び出力低下中の時間Ｔ（ｈ）から、仮に出力低下がなければ販売可能だった差分の電力量（ｋＷｈ）を計算し（［Ｐ１−Ｐ２］×Ｔ）、その差分に対する保障単価（円／ｋＷｈ）を設定し、販売可能だった電力量に対する保障金額（＝差分電力量×保障単価）が支払われる。
【００４４】
（３）実施例その２の場合、最大可能出力値（ｋＷ）、出力調整指示の出力値（ｋＷ）及び時間から調整電力量（ｋＷｈ）を計算し、保障単価（円／ｋＷｈ）による保障金額（＝調整電力量×保障単価）を支払う方法や、簡単に調整電力（ｋＷ）に対する保障金額を支払う方法が考えられる。
【００４５】
接続料金や保障金額を支払う際、電力系統管理装置７は、例えば、支払先の顧客が開設している金融機関の口座に、当該金額を振り込む手続きの処理を行う。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、図１に示す太陽光パネル制御装置６及び電力系統管理装置７の各部を機能させるために、処理部（ＣＰＵ）で実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る太陽光発電出力調整システム１が実現されるものとする。この場合、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。
【００４７】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、太陽光発電出力調整システム１において、電力系統管理装置７が出した指示に応じて、太陽光パネル制御装置６が太陽光パネル２の受光面の向きを制御することにより、太陽光パネル２の出力を低下させる方向に調整することができる。これによれば、太陽光パネル２の設置者（顧客）は、太陽光パネル２の出力そのものが調整できることにより、電力系統４への影響を抑制する対策（蓄電池の設置等）をしなくても太陽光パネル２の大量連系が可能になるので、顧客満足度の向上を図ることができる。一方、電力系統４の運用者（電力会社等）は、電力系統４の容量や電圧、需給等を調整する上で必要な太陽光パネル２の出力制御が可能となるので、発電設備の効率的な運用や、電力系統４への対策の極小化によるコスト低減を図ることができる。
【００４８】
≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
【００４９】
（１）上記実施の形態では、太陽光パネル２が受光面の向きにより受光量を変更し、出力を調整するように記載したが、受光量を変更することができれば、他の方式や装置であってよい。例えば、受光面を動かすのではなく、太陽光パネル２の受光面を液晶で覆い、液晶に通電して太陽光の透過量を調整することにより、実際の受光量を変更してもよい。また、太陽光を集めて熱による発電を行う太陽熱発電装置を用い、平面鏡の向きを変えることにより集光量を変更してもよい。
【００５０】
（２）上記実施の形態のうち、実施例その１の電力系統管理装置７は、電力系統４の送電状態を監視し、その送電状態に応じて出力低下指示のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信するように記載したが、太陽光パネル制御装置６から現在の太陽光パネル２の出力を取得するようにしてもよい。これによれば、電力系統４の状態だけでなく、現在の出力を確認することで、より適切な出力低下指示を出すことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 太陽光発電出力調整システム
２ 太陽光パネル（太陽光発電パネル）
４ 電力系統
５ 太陽光パネル制御装置（制御装置）
６ 電力系統管理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電パネル及びその発電出力を調整するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今後、太陽光発電システムは、一般家庭を中心に大量に導入されることが見込まれている。ところが、太陽光発電による発電量は、天候に左右されるので不安定であるとともに、太陽光発電システムの大量導入により、電力系統の潮流がこれまでの流れから大きく変化するおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８０６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の太陽光発電システムは、発電出力を低下方向に調整するようになっていないため、天気がよい時に、一つの電力系統に連系された多数の太陽光発電システムが一斉に発電し、電力系統への送電を始めると、以下のような問題が発生する。
（１）配電線の電圧が高くなり、基準電圧からの逸脱が起こる。
（２）電力系統の潮流が、これまでの流れから変化して、送電線や配電線の線路容量を超過する箇所が発生する。
（３）需給調整にあたり、現在は太陽光発電の出力を簡易に調整する手段がないため、太陽光発電による発電量が下がったときに即応して、電力系統への送電量を上げることができるように、大型発電所を運転する際に、最大出力から落とした（すなわち、伸び代を残した）、効率の悪い出力状態にしなければならなくなる。
（４）電力系統への出力を調整するためにバッテリーを併用する方法があるが、バッテリーを設置するには高い費用がかかる。
【０００５】
なお、特許文献１には、電力変換装置が商用電力系統に出力する電力出力を制御する太陽光発電システムが開示されているが、電力変換装置の出力を制御するものであり、太陽光発電自体の出力を制御するものではない。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、太陽光発電の出力を低下方向に調整することにある。
【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、本発明は、太陽光発電パネルであって、受光量に応じた発電を行う手段と、外部からの指示に応じて前記受光量を低下方向に変更する手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、太陽光発電パネルは、受光量を低下方向に変更することにより、発電出力を低下方向に調整することができる。そして、外部から太陽光発電パネルに指示を出しながら、太陽光発電パネルの発電出力を測定、監視することにより、所望の発電出力を得ることができる。特に、太陽光発電パネルの発電出力を、必ずしも最大出力ではなく、最大出力から落とした出力に調整することができる。
【０００８】
また、本発明は、上記太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステム（太陽光発電出力調整システム）であって、前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、を備え、前記電力系統管理装置が、前記電力系統の送電状態に基づいて前記発電出力が過剰であると判断したときに、前記発電出力の低減を指示するメッセージを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記太陽光発電パネルに前記受光量を減らすように指示することを特徴とする。
この構成によれば、太陽光発電パネルから電力系統への過剰電力を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステム（太陽光発電出力調整システム）であって、前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、を備え、前記電力系統管理装置が、前記制御装置から前記太陽光発電パネルの最大可能出力の通知を受けたときに、必要に応じて前記発電出力を前記最大可能出力以下の所定値に調整する指示のメッセージを送信し、前記制御装置が、前記太陽光発電パネルの最大可能出力を前記電力系統管理装置に定期的に通知するとともに、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記所定値に応じて前記太陽光発電パネルに前記受光量を増やす、又は、減らすように指示することを特徴とする。
この構成によれば、最大可能出力以下の範囲で電力会社等が希望する発電出力に調整することができる。また、最大可能出力に対して余力を持たせた出力を指示することにより、太陽光発電パネルの出力変動を抑制し、電力系統に必要な出力を安定的に供給させることができる。
【００１０】
また、本発明の上記太陽光発電出力調整システムにおいて、前記電力系統管理装置が、現在の前記発電出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力、又は、前記最大可能出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力に基づく料金を前記太陽光パネルの運用者に支払う処理を行うこととしてもよい。
この構成によれば、太陽光パネルの運用者は、電力会社等から、出力低減のない本来の売電分と、出力低減をした実際の売電分との差分を埋めてもらえることにより、出力低減をしても損をしなくなるので、発電出力の低減に協力することができる。
【００１１】
その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽光発電の出力を低下方向に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】太陽光発電出力調整システム１の構成を示す図である。
【図２】太陽光パネル制御装置６のハードウェア構成を示す図である。
【図３】太陽光パネル制御装置６の記憶部６５に記憶されるデータの構成を示す図であり、（ａ）は出力制御データ６５Ａの構成を示し、（ｂ）は出力計算データ６５Ｂの構成を示す。
【図４】太陽光発電出力調整システム１の出力調整処理を示すフローチャートである。
【図５】太陽光発電出力調整システム１の出力情報送信処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る太陽光発電出力調整システムは、太陽光の受光量を変更することで発電出力が調整可能な太陽光発電パネルを用いて、発電出力の変動や電力系統の送電状態に応じて、電力系統に供給される発電出力を調整するものである。特に、太陽光発電用のパネル（太陽光パネル）の受光量を減少させることにより、現在出力、又は、最大出力より低下した出力に調整する。
【００１５】
≪システムの構成と概要≫
図１は、太陽光発電出力調整システム１の構成を示す図である。太陽光発電出力調整システム１は、太陽光パネル２、電力計３、電力系統４、日射量計５、太陽光パネル制御装置６及び電力系統管理装置７を備える。太陽光パネル２は、太陽光を受けて発電する太陽電池を複数枚接続して必要な電力を得られるようにしたパネル状の製品であり、電力会社の顧客宅の屋外等に設置される。そして、太陽光パネル２の受光面は水平方向及び垂直方向に回転可能であり、外部からの指示により、又は、自動的に極力太陽光を受けるように、受光面の向きを変更することが可能である。電力計３は、太陽光パネル２と、電力系統４とを接続する電力線に設置され、太陽光パネル２の出力電力を測定し、太陽光パネル制御装置６に通知する。電力系統４は、電力線を通じて太陽光パネル２から電力の供給を受ける系統（配電線等）である。
【００１６】
日射量計５は、太陽光パネル２自体又はその近くに設置され、太陽光パネル２が受光可能な最大日射量を随時測定し、太陽光パネル制御装置６に通知する。太陽光パネル制御装置６は、太陽光パネル２、電力計３、日射量計５及び電力系統管理装置７に接続され、電力計３から太陽光パネル２の出力電力を取得し、日射量計５から最大日射量を取得し、電力系統管理装置７に送信するとともに、電力系統管理装置７からの指示に応じて、太陽光パネル２の受光面の向きを変えるように制御する。電力系統管理装置７は、電力会社や地域エネルギーマネジメント会社（以下、「電力会社等」という）に設置され、電力系統４の送電状態を監視し、その送電状態や、太陽光パネル２の出力電力、最大日射量に応じて、太陽光パネル制御装置６に対して、太陽光パネル２の出力調整を指示する。
【００１７】
図２は、太陽光パネル制御装置６のハードウェア構成を示す図である。太陽光パネル制御装置６は、通信部６１、入力部６２、出力部６３、処理部６４及び記憶部６５を備え、各部がバス６６を介してデータを送受信可能なように接続されている。通信部６１は、ネットワークを介して電力系統管理装置７とＩＰ（Internet Protocol）通信等を行う部分であり、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。入力部６２は、処理部６４からの指示により太陽光パネル２、電力計３及び日射量計５から測定値等を取得する部分であり、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェースによって太陽光パネル２、電力計３及び日射量計５に接続される。出力部６３は、処理部６４からの指示により太陽光パネル２の受光面の向きを変える指示を出す部分であり、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェースによって太陽光パネル２に接続される。処理部６４は、所定のメモリを介して各部間のデータの受け渡しを行うととともに、太陽光パネル制御装置６全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のメモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。記憶部６５は、処理部６４からデータを記憶したり、記憶したデータを読み出したりするものであり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置によって実現される。なお、太陽光パネル制御装置６は、汎用的なＰＣ（Personal Computer）やサーバ等であってもよいし、専用の装置であってもよい。なお、電力系統管理装置７も、ＰＣやサーバ、専用の装置によって実現される。
【００１８】
≪データの構成≫
図３は、太陽光パネル制御装置６の記憶部６５に記憶されるデータの構成を示す図である。図３（ａ）は、出力制御データ６５Ａの構成を示す。出力制御データ６５Ａは、太陽光パネル制御装置６が太陽光パネル２の出力電力を制御するためのデータであり、太陽光パネル向き６５Ａ１、現在電力値６５Ａ２及び目標電力値６５Ａ３を含む。太陽光パネル向き６５Ａ１は、電力系統管理装置７から出力低下指示を受けた時点における太陽光パネル２の受光面の向きを示すものであり、例えば、基準となる向きに対する水平方向の角度及び垂直方向の角度である。現在電力値６５Ａ２は、目標電力値６５Ａ３の基準となる電力値であり、電力系統管理装置７から出力低下指示を受けた時点における太陽光パネル２の出力値である。目標電力値６５Ａ３は、当面の目標となる太陽光パネル２の出力値であり、出力低下指示に含まれる低下分又は低下率と、現在電力値６５Ａ２とから算出され、設定される。なお、出力低下指示に含まれる目標値そのものが設定されることもある。
【００１９】
図３（ｂ）は、出力計算データ６５Ｂの構成を示す。出力計算データ６５Ｂは、太陽光パネル制御装置６が電力系統管理装置７に通知すべき太陽光パネル２の出力電力値を計算するためのデータであり、日射量発電量関係式６５Ｂ１、現在出力値６５Ｂ２、最大日射量６５Ｂ３及び最大可能出力値６５Ｂ４を含む。日射量発電量関係式６５Ｂ１は、日射量計５から取得される最大日射量と、太陽光パネル２の発電電力との関係を示す式であり、最大日射量６５Ｂ３から最大可能出力値６５Ｂ４を求めるときに用いられる。なお、日射量発電量関係式６５Ｂ１は、外部から取得した計算式を設定してもよいし、電力計３の測定値及び日射量計５の測定値を随時取得し、学習しながら、その学習の結果に応じて更新してもよい。
【００２０】
例えば、以下の式１のような計算式が考えられる。
ある時点の発電量［ｋＷ］
＝太陽光パネル２の定格容量［ｋＷ］×｛（ある時点の日射量［Ｗ／ｍ２］）
／１０００［Ｗ／ｍ２］｝×効率 ・・・式１
【００２１】
現在出力値６５Ｂ２は、電力計３により測定され、電力系統管理装置７に通知すべき太陽光パネル２の現在の出力値であり、随時更新される。最大日射量６５Ｂ３は、日射量計５により測定される最大日射量であり、随時更新される。最大可能出力値６５Ｂ４は、電力系統管理装置７に通知すべき太陽光パネル２が出力可能な最大の電力値であり、日射量発電量関係式６５Ｂ１に基づいて最大日射量６５Ｂ３から算出され、設定される。
【００２２】
≪システムの処理≫
続いて、太陽光発電出力調整システム１の基本的な処理について説明する。
図４は、太陽光発電出力調整システム１の出力調整処理を示すフローチャートである。本処理は、主として、太陽光パネル制御装置６において、処理部６４が、通信部６１により電力系統管理装置７から出力低下指示を受信し、入力部６２から電力計３のデータを取得し、記憶部６５のデータを参照しながら、出力部６３から太陽光パネル２への指示を発行することにより、太陽光パネル２から電力系統４への出力を調整するものである。
【００２３】
まず、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下指示のメッセージを受信する（Ｓ４０１）。出力低下指示のメッセージには、現在の出力に対する低下分若しくは低下率、又は、具体的な出力値が設定される。次に、電力計３から現在の電力値を取得し、現在電力値６５Ａ２として記憶部６５に記憶するとともに、受信したメッセージに基づいて現在電力値６５Ａ２から目標電力値６５Ａ３を計算し、記憶部６５に記憶する（Ｓ４０２）。例えば、現在電力値６５Ａ２が「１０ｋＷ」であり、かつ、出力低下指示のメッセージに「−１ｋＷ」（低下分）又は「−１０％」（低下率）が設定されていれば、目標電力値６５Ａ３として「９ｋＷ」が算出され、設定される。一方、出力低下指示のメッセージに「９ｋＷ」（出力値）が設定されていれば、現在電力値６５Ａ２に関係なく、目標電力値６５Ａ３として「９ｋＷ」がそのまま設定される。そして、太陽光パネル２から現在の受光面の向きを取得し、太陽光パネル向き６５Ａ１として記憶部６５に記憶する（Ｓ４０３）。この太陽光パネル向き６５Ａ１は、太陽光パネル２の受光面の向きを、出力低下指示を受ける前の状態に戻すときに用いられる。
【００２４】
Ｓ４０４〜Ｓ４０６は、実際に太陽光パネル２の出力調整を行う処理である。太陽光パネル制御装置６は、受光面の向きを動かす指示を太陽光パネル２に発行する（Ｓ４０４）。このとき、太陽光パネル２は、太陽光パネル制御装置６からの指示を受けて、受光面を東の方向（水平面［垂直軸］を反時計回り）に所定角度（例えば、１度）だけ回転させる。次に、電力計３から、太陽光パネル２が現在出力している電力値（現在電力値）を取得する（Ｓ４０５）。そして、現在電力値が目標電力値６５Ａ３と同じでなければ（Ｓ４０６のＮＯ）、太陽光パネル２の受光面の向きを動かす指示を再度発行する（Ｓ４０４）。一方、現在電力値が目標電力値６５Ａ３と同じであれば（Ｓ４０６のＹＥＳ）、Ｓ４０１で受信した出力低下指示を当面は満たすことになる。
【００２５】
その後、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下解除指示のメッセージを受信したか否かを確認する（Ｓ４０７）。出力低下解除指示のメッセージは、電力会社等において、例えば、太陽光パネル２の出力低下等により電力系統４の送電状態が安定化し、出力を元に戻してもよいと判断されたときに、電力系統管理装置７から太陽光パネル制御装置６に送信される。出力低下解除指示のメッセージを受信していなければ（Ｓ４０７のＮＯ）、現在の電力値を取得し（Ｓ４０５）、目標電力値６５Ａ３と比較する（Ｓ４０６）。
【００２６】
出力低下解除指示のメッセージを受信していれば（Ｓ４０７のＹＥＳ）、太陽光パネル制御装置６は、Ｓ４０３で記憶した太陽光パネル向き６５Ａ１に受光面を戻す指示を太陽光パネル２に発行する（Ｓ４０８）。このとき、太陽光パネル２は、太陽光パネル制御装置６からの指示を受けて、例えば、受光面の、水平方向の角度及び垂直方向の角度を元に戻す。
【００２７】
以上により、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下指示を受けたときに、指示による出力低下に達するまで太陽光パネル２の受光面の向きを動かし、その後、電力系統管理装置７から出力低下解除指示を受けたときに、受光面の向きを元に戻す。
【００２８】
図５は、太陽光発電出力調整システム１の出力情報送信処理を示すフローチャートである。本処理は、主として、太陽光パネル制御装置６において、処理部６４が、入力部６２から電力計３及び日射量計５のデータを取得し、記憶部６５のデータを参照しながら、太陽光パネル２の現在出力値及び最大可能出力値を含む出力情報を作成し、作成した出力情報を通信部６１により電力系統管理装置７に定期的に送信するものである。
【００２９】
まず、太陽光パネル制御装置６は、電力計３から太陽光パネル２の現在の出力電力値を取得し、現在出力値６５Ｂ２として記憶部６５に記憶する（Ｓ５０１）。次に、日射量計５から太陽光パネル２付近の現在の最大日射量を取得し、最大日射量６５Ｂ３として記憶部６５に記憶するとともに、日射量発電量関係式６５Ｂ１に基づいて最大日射量６５Ｂ３から最大可能出力値６５Ｂ４を計算し、記憶部６５に記憶する（Ｓ５０２）。そして、現在出力値６５Ｂ２及び最大可能出力値６５Ｂ４を含む出力情報を電力系統管理装置７に送信する（Ｓ５０３）。
【００３０】
続いて、太陽光パネル制御装置６は、Ｓ５０３の処理後、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ５０４）。経過していなければ（Ｓ５０４のＮＯ）、時間監視を続ける（Ｓ５０４）。経過していれば（Ｓ５０４のＹＥＳ）、Ｓ５０１に戻って、太陽光パネル２の出力情報の作成及び送信の処理を繰り返す（Ｓ５０１〜Ｓ５０３）。
【００３１】
以上により、太陽光パネル制御装置６は、時々刻々変化する太陽光パネル２の出力電力に関する情報を、所定時間ごとに電力系統管理装置７に送信することになる。なお、Ｓ５０４の所定時間をゼロにすることにより、出力情報を絶え間なく（常時）送信することになる。
【００３２】
≪実施例≫
続いて、図４の出力調整処理、図５の出力情報送信処理を用いた、太陽光発電出力調整システム１の実施例を説明する。特に、電力系統管理装置７の処理を中心に説明する。
【００３３】
<実施例その１>
実施例その１は、図４の出力調整処理を用いたものである。
電力系統４の安定した運転を維持するために、電力会社等において、電力系統管理装置７は、電力系統４の送電状態を監視する。そして、例えば、電力系統４に逆潮流が発生したため、太陽光パネル２からの発電電力が過剰であり、その発電電力を抑制することが必要であると判断した場合に、電力系統管理装置７は、太陽光パネル２の出力低下指示のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。供給電力の過剰分を削減することを目的とするので、出力低下指示のメッセージには、太陽光パネル２の現在出力値に対する低下分又は低下率が設定される。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下指示のメッセージを受信し、出力が目標値に下がるまで太陽光パネル２を動かす。
【００３４】
その後、例えば、逆潮流がなくなって電力系統４が安定した場合に、電力系統管理装置７は、出力低下解除指示のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力低下解除指示のメッセージを受信し、太陽光パネル２の受光面の向きを元に戻す。
【００３５】
この実施例その１では、太陽光パネル２の日射量計５及び太陽追尾機能が不要である。なお、出力低下指示及び出力低下解除指示をメッセージの送受信により太陽光パネル２を制御するように説明したが、電力系統管理装置７から太陽光パネル制御装置６への出力低下指示信号のオン・オフにより制御するようにしてもよい。
【００３６】
<実施例その２>
実施例その２は、図５の出力情報送信処理及び図４の出力調整処理を用いたものであり、太陽光パネル２の日射量計５及び太陽追尾機能を利用する。太陽追尾機能は、太陽光パネル２の受光面が太陽光に対して垂直になるように制御する機能であり、これにより、その時点における最大出力を得ることができる。その具体例は、例えば、特開２０１０−４０７７９号公報に開示されている。
【００３７】
当初、太陽光パネル２は、太陽追尾機能により最大出力を行っているものとする。太陽光パネル２の安定した出力を維持するために、電力会社等において、電力系統管理装置７は、太陽光パネル制御装置６から、太陽光パネル２の最大可能出力値及び現在出力値を含む出力情報を定期的に取得する。そして、電力会社等の意向を反映した、太陽光パネル２の出力調整指示（出力低下指示）のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。出力調整指示のメッセージには、最大可能出力値（例えば、１２ｋＷ）以下の範囲で、例えば、晴天時の太陽光パネル２が出力可能な最大値に対して十分な余力（例えば、２ｋＷ）を有する出力値（例えば、１０ｋＷ）が設定される。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力調整指示のメッセージを受信し、太陽光パネル２の太陽追尾機能を解除し、そのメッセージに設定された出力値になるまで太陽光パネル２を動かす。これにより、電力会社等の意向に応じた出力値からその時点の最大可能出力値までの間で、太陽光パネル２の出力を調整することができる。
【００３８】
その後、例えば、太陽に薄雲がかかって来たときに、電力系統管理装置７は、電力系統４の系統電圧が低下したことを検知し、太陽光パネル２の出力最大化を指示する（出力低下解除指示の）メッセージを太陽光パネル制御装置６に送信する。このとき、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から出力最大化指示のメッセージを受信し、図４に示すＳ４０８の処理の代わりに太陽光パネル２の太陽追尾機能を動作させる。これにより、太陽光パネル２は、その時点における最大出力を発電することができ、電力系統４の電圧低下に対して電力を補給することができる。
【００３９】
一方、天候が多少変化しても、太陽光パネル２の出力を一定に維持するために、太陽光パネル制御装置６は、電力系統管理装置７から受信した出力調整指示のメッセージに含まれる出力値を目標電力値６５Ａ３として、Ｓ４０４〜Ｓ４０７の処理を続けてもよい。このとき、現在電力値が目標電力値６５Ａ３を上回ることもあれば、下回ることもあるので、その大小関係に応じてＳ４０４において太陽光パネル２の受光面を動かす方向を変えるように制御する。すなわち、現在電力値を下げる際には、太陽光を避ける方向に受光面をずらす。また、現在電力値を上げる際には、太陽光を極力受ける方向に受光面をずらす。
【００４０】
これによれば、天候の変化等による太陽光パネル２の出力変動を抑制し、電力系統４に必要な出力を安定的に供給することができる。これは、電力系統４における需給調整をする上で非常に有用である。
【００４１】
<実施例その３>
実施例その３は、太陽光発電出力調整システム１において電力会社等が顧客に料金を支払うものである。太陽光パネル２及び太陽光パネル制御装置６を設置している顧客から見ると、電力系統管理装置７を通じて電力会社等から出力低下の指示を受けたとしても、本来買い取ってもらえる電力を減らすことになるので、通常は出力低下に対する協力はしづらい。そこで、顧客の協力を得るために、その分の料金を電力会社等が顧客に支払う方法が考えられる。以下、３つのパターンについて説明する。
【００４２】
（１）太陽光パネル２が電力会社等による出力調整の対象になることにより、電力系統４に送電した電力量（ｋＷｈ）以外に、発電設備（太陽光パネル２）の電力容量あたりの接続料単価（円／ｋＷ）を設定し、発電設備の電力容量に応じた接続料金が太陽光パネル２の設置者（顧客）に支払われる。
【００４３】
（２）実施例その１の場合、出力低下指示が出された時の出力Ｐ１（ｋＷ）、出力低下時の出力Ｐ２（ｋＷ）及び出力低下中の時間Ｔ（ｈ）から、仮に出力低下がなければ販売可能だった差分の電力量（ｋＷｈ）を計算し（［Ｐ１−Ｐ２］×Ｔ）、その差分に対する保障単価（円／ｋＷｈ）を設定し、販売可能だった電力量に対する保障金額（＝差分電力量×保障単価）が支払われる。
【００４４】
（３）実施例その２の場合、最大可能出力値（ｋＷ）、出力調整指示の出力値（ｋＷ）及び時間から調整電力量（ｋＷｈ）を計算し、保障単価（円／ｋＷｈ）による保障金額（＝調整電力量×保障単価）を支払う方法や、簡単に調整電力（ｋＷ）に対する保障金額を支払う方法が考えられる。
【００４５】
接続料金や保障金額を支払う際、電力系統管理装置７は、例えば、支払先の顧客が開設している金融機関の口座に、当該金額を振り込む手続きの処理を行う。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、図１に示す太陽光パネル制御装置６及び電力系統管理装置７の各部を機能させるために、処理部（ＣＰＵ）で実行されるプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録したプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させることにより、本発明の実施の形態に係る太陽光発電出力調整システム１が実現されるものとする。この場合、プログラムをインターネット等のネットワーク経由でコンピュータに提供してもよいし、プログラムが書き込まれた半導体チップ等をコンピュータに組み込んでもよい。
【００４７】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、太陽光発電出力調整システム１において、電力系統管理装置７が出した指示に応じて、太陽光パネル制御装置６が太陽光パネル２の受光面の向きを制御することにより、太陽光パネル２の出力を低下させる方向に調整することができる。これによれば、太陽光パネル２の設置者（顧客）は、太陽光パネル２の出力そのものが調整できることにより、電力系統４への影響を抑制する対策（蓄電池の設置等）をしなくても太陽光パネル２の大量連系が可能になるので、顧客満足度の向上を図ることができる。一方、電力系統４の運用者（電力会社等）は、電力系統４の容量や電圧、需給等を調整する上で必要な太陽光パネル２の出力制御が可能となるので、発電設備の効率的な運用や、電力系統４への対策の極小化によるコスト低減を図ることができる。
【００４８】
≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
【００４９】
（１）上記実施の形態では、太陽光パネル２が受光面の向きにより受光量を変更し、出力を調整するように記載したが、受光量を変更することができれば、他の方式や装置であってよい。例えば、受光面を動かすのではなく、太陽光パネル２の受光面を液晶で覆い、液晶に通電して太陽光の透過量を調整することにより、実際の受光量を変更してもよい。また、太陽光を集めて熱による発電を行う太陽熱発電装置を用い、平面鏡の向きを変えることにより集光量を変更してもよい。
【００５０】
（２）上記実施の形態のうち、実施例その１の電力系統管理装置７は、電力系統４の送電状態を監視し、その送電状態に応じて出力低下指示のメッセージを太陽光パネル制御装置６に送信するように記載したが、太陽光パネル制御装置６から現在の太陽光パネル２の出力を取得するようにしてもよい。これによれば、電力系統４の状態だけでなく、現在の出力を確認することで、より適切な出力低下指示を出すことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 太陽光発電出力調整システム
２ 太陽光パネル（太陽光発電パネル）
４ 電力系統
５ 太陽光パネル制御装置（制御装置）
６ 電力系統管理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光量に応じた発電を行う手段と、
外部からの指示に応じて前記受光量を低下方向に変更する手段と、
を備えることを特徴とする太陽光発電パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステムであって、
前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、
前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、
を備え、
前記電力系統管理装置は、前記電力系統の送電状態に基づいて前記発電出力が過剰であると判断したときに、前記発電出力の低減を指示するメッセージを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記太陽光発電パネルに前記受光量を減らすように指示する
ことを特徴とする太陽光発電出力調整システム。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステムであって、
前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、
前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、
を備え、
前記電力系統管理装置は、前記制御装置から前記太陽光発電パネルの最大可能出力の通知を受けたときに、必要に応じて前記発電出力を前記最大可能出力以下の所定値に調整する指示のメッセージを送信し、
前記制御装置は、前記太陽光発電パネルの最大可能出力を前記電力系統管理装置に定期的に通知するとともに、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記所定値に応じて前記太陽光発電パネルに前記受光量を増やす、又は、減らすように指示する
ことを特徴とする太陽光発電出力調整システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の太陽光発電出力調整システムであって、
前記電力系統管理装置は、
現在の前記発電出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力、又は、前記最大可能出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力に基づく料金を前記太陽光パネルの運用者に支払う処理を行う
ことを特徴とする太陽光発電出力調整システム。
【請求項１】
受光量に応じた発電を行う手段と、
外部からの指示に応じて前記受光量を低下方向に変更する手段と、
を備えることを特徴とする太陽光発電パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステムであって、
前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、
前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、
を備え、
前記電力系統管理装置は、前記電力系統の送電状態に基づいて前記発電出力が過剰であると判断したときに、前記発電出力の低減を指示するメッセージを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記太陽光発電パネルに前記受光量を減らすように指示する
ことを特徴とする太陽光発電出力調整システム。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽光発電パネルから電力系統へ供給される発電出力を調整するシステムであって、
前記電力系統の送電状態を監視する電力系統管理装置と、
前記太陽光発電パネルの受光量を制御する制御装置と、
を備え、
前記電力系統管理装置は、前記制御装置から前記太陽光発電パネルの最大可能出力の通知を受けたときに、必要に応じて前記発電出力を前記最大可能出力以下の所定値に調整する指示のメッセージを送信し、
前記制御装置は、前記太陽光発電パネルの最大可能出力を前記電力系統管理装置に定期的に通知するとともに、前記電力系統管理装置から前記メッセージを受信したときに、前記所定値に応じて前記太陽光発電パネルに前記受光量を増やす、又は、減らすように指示する
ことを特徴とする太陽光発電出力調整システム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の太陽光発電出力調整システムであって、
前記電力系統管理装置は、
現在の前記発電出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力、又は、前記最大可能出力から前記メッセージによる指示出力を減算した差分出力に基づく料金を前記太陽光パネルの運用者に支払う処理を行う
ことを特徴とする太陽光発電出力調整システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３９７６９（Ｐ２０１２−３９７６９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７９０９（Ｐ２０１０−１７７９０９）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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