JP2010268576A - 電力供給配分制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽電池の発電電力により自動車に搭載される蓄電池を確実に充電することを目的とする。
【解決手段】予想太陽光発電量、車両用蓄電池の予想充電量を算出して充電が必要な場合に太陽光発電が車両用蓄電池へ供給されるように電力の配分を制御する（１００〜１０６）。また、予想太陽光発電量の方が予想充電量より多い場合には、余剰電力が住宅負荷へ供給されるように電力の配分を制御し（１０８、１１２）、予想太陽光発電量が、予想充電量と住宅負荷を加算した電力量より大きい場合に、余剰電力が住宅用蓄電池へ供給されるように電力の配分を制御し（１１４，１１６、１２２）、さらに余剰電力がある場合に売電されるように電力の配分を制御する（１２４〜１２６）。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力供給配分制御装置にかかり、特に、太陽電池によって発電した電力の供給配分を制御する電力供給配分制御装置にに関する。
近年、環境問題等を考慮して、太陽電池によって発電した電力を蓄電池に充電して住宅で使用する技術が普及している。
例えば、特許文献１に記載の技術では、屋外に配設された太陽電池による発電電力を充電する蓄電池と、蓄電池からの電力供給により作動するヒートポンプユニットと、ヒートポンプユニットの作動を制御するコントローラと、ヒートポンプユニットの作動により内部に高温熱源として温水を蓄える温水槽と、温水槽の高温熱源との熱交換により室内暖房を行う空調装置とを備えて、太陽電池パネルによって発電された電力を蓄電池に供給して充電すると共に、余剰電力をヒートポンプユニットに供給して強制的にヒートポンプユニットを作動することが提案されている。
特開平６−４２７８１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、太陽電池によって発電された電力が蓄電池に充電され、その余剰分がヒートポンプユニットへ供給されるが、熱源の温水が利用されない場合には、温水槽に蓄えられたエネルギーが無駄になるので、改善の余地がある。
一方、環境問題を考慮して、二酸化炭素ガスの発生量が少ない、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車が注目されており、これらの自動車に搭載された蓄電池を太陽電池の発電を用いて充電することが考えられるが、住宅で使用する電力が多い場合には、自動車に搭載した蓄電池を充電できなくなってしまう場合がある。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、太陽電池の発電電力により自動車に搭載される蓄電池を確実に充電することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、太陽光によって発電する太陽電池と、建物で使用する電力を蓄電する建物用蓄電池と、自動車に搭載され、走行するための電力を蓄電する車両用蓄電池と電気的に接続するための接続手段と、建物において電力を消費する電力負荷、前記建物用蓄電池、及び前記接続手段に接続された前記車両用蓄電池へ前記太陽電池によって発電された電力を配分して供給されると共に、配分して供給する際に、前記車両用蓄電池へ優先的に供給されるように制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、太陽電池では、太陽光によって発電が行われ、建物用蓄電池には、建物で使用する電力が蓄電される。
また、自動車に搭載され、走行するための電力を蓄電する車両用蓄電池が、接続手段によって電気的に接続される。
そして、制御手段では、建物において電力を消費する電力負荷、建物用蓄電池、及び接続手段に接続された車両用蓄電池へ太陽電池によって発電された電力の配分して供給が制御される。また、このとき、制御手段では、車両用蓄電池へ優先的に供給されるように制御される。
すなわち、太陽電池の発電電力を車両用蓄電池に優先的に供給するので、発電電力を建物で消費して車両用蓄電池へ供給できなくなるようなことがなくなり、車両用蓄電池を確実に充電することができる。
なお、制御手段は、例えば、請求項２に記載の発明のように、太陽電池によって発電された電力の一部が車両用蓄電池に優先的に供給されるように、太陽電池の発電電力の配分を制御するようにしてもよい。すなわち、太陽電池によって発電されている全電力を瞬間的に車両用蓄電池に供給するのではなく、発電電力のうち一部だけを車両用蓄電池に供給することにより、太陽電池の発電電力のうち、車両用蓄電池を充電するために必要な電力量を確保することができると共に、車両用蓄電池に優しい充電が可能となる。
また、請求項３に記載の発明のように、一日あたりの走行距離を含む自動車の走行距離実績、または自動車の自家発電を除いた消費電力を自動車の必要電力量を表す情報として取得する取得手段を更に備えて、制御手段が、取得手段によって取得された情報が表す必要電力量が多いほど車両用蓄電池へ供給する電力割合が増加するように、太陽電池の発電電力の配分を制御するようにしてもよい。これによって、太陽電池の発電電力のうち車両用蓄電池を充電するために必要な電力を確保することができる。
また、制御手段は、請求項４に記載の発明のように、車両用蓄電池が所定量充電された場合に、車両用蓄電池への電力供給を停止するように、太陽電池の発電電力の配分を制御するようにしてもよいし、請求項５に記載の発明のように、接続手段に接続された車両用蓄電池が新たな充電状態になった場合、または充電量が所定量以下の場合に、車両用蓄電池へ電力が供給開始されるように制御するようにしてもよい。
また、制御手段は、請求項６に記載の発明のように、太陽電池の発電電力から車両用蓄電池への充電電力を差し引いた第１余剰電力が電力負荷へ優先的に供給されるように、太陽電池の発電電力の配分を制御するようにしてもよい。このとき、請求項７に記載の発明のように、第１余剰電力から電力負荷が必要とする電力を差し引いた第２余剰電力が建物用蓄電池へ優先的に供給されるように、太陽電池の発電電力の配分を制御するようにしてもよい。また、このとき、請求項８に記載の発明のように、第２余剰電力から建物用蓄電池への充電電力を差し引いた第３余剰電力が売電されるように、太陽電池の発電電力の供給配分を制御するようにしてもよい。
また、制御手段は、請求項９に記載の発明のように、車両用蓄電池の充電量、または電力負荷が消費する電力量が太陽電池の発電量だけでは足りない場合に、建物用蓄電池から電力が供給されるように制御するようにしてもよいし、請求項１０に記載の発明のように、夜間電力を用いて建物用蓄電池を充電するように更に制御するようにしてもよい。
なお、請求項７に記載の発明は、請求項１１に記載の発明のように、電力により蓄熱する蓄熱機器を更に備えて、制御手段が、第２余剰電力から建物用蓄電池への充電電力を差し引いた第３余剰電力が蓄熱機器へ供給されるように、太陽電池の発電電力の供給配分を制御するようにしてもよい。これによって、余剰電力がある場合には蓄熱機器へ供給して、太陽電池の発電エネルギーを蓄熱することができる。また、この場合には、制御手段は、請求項１２に記載の発明のように、蓄熱機器の毎日の蓄熱時間または蓄熱量から、平均的な蓄熱時間または蓄熱量を算出し、算出結果から前記蓄熱機器の蓄熱開始時間を決定し、決定した前記蓄熱開始時間に蓄熱機器へ電力を供給するように更に制御するようにしてもよい。
以上説明したように本発明によれば、太陽光によって発電した電力を優先的に車両用蓄電池に配分して供給されるように制御するので、太陽電池の発電電力により自動車に搭載される蓄電池を確実に充電することできる、という効果がある。
本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置における電力管理装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置における電力管理装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置の概略構成を示す図である。
本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置１０は、住宅などの建物１２で使用する電力の供給を制御する電力管理装置１４を備えている。なお、建物１２としては、図１では、戸建の住宅を例として示すが、これに限るものではなく、集合住宅や、その他の建物を適用するようにしてもよい。
電力管理装置１４には、太陽電池１６、商用電源１８、及び配電盤２２が接続されていると共に、エンジンとモータを備えたハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車２８に搭載された車両用蓄電池２６が接続可能とされている。また、電力管理装置１４は、建物１２で使用するための電力を蓄電する住宅用蓄電池２０を備えている。なお、電力管理装置１４と車両用蓄電池２６との接続は、電気的に接続するためのケーブル２１によって接続される（所謂プラグイン）。
太陽電池１６は、太陽エネルギーを電力に変換するソーラーパネルを有し、該ソーラーパネルによって変換された電力を電力管理装置１４へ供給する。
電力管理装置１４は、インバータ変換器を備えており、交流電力を直流電力に変換したり、直流電力を交流電力に変換する機能を備えており、商用電源１８から供給される電力を直流電力に変換して住宅用蓄電池２０や車両用蓄電池２６へ供給することによって充電したり、太陽電池１６によって発電された電力や住宅用蓄電池２０に蓄電された電力を交流電力に変換して配電盤２２を介して建物１２に備えた電気機器（例えば、照明や空調装置等）に供給したり、太陽電池１６によって発電された電力や住宅用蓄電池２０に蓄電された電力を交流電力に変換して商用電源１８へ供給することにより売電したり、商用電源１８から供給される電力を配電盤２２を介して建物１２に備えた電気機器に供給したり等の電力の供給制御を行う。
また、電力管理装置１４は、太陽電池１６によって発電された電力を、車両用蓄電池２６、配電盤２２、及び住宅用蓄電池２０へ供給するが、電力を供給する際の配分を制御する。
続いて、電力管理装置１４によって電力の配分を制御するための制御系の構成について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置１０における電力管理装置１４の制御系の構成を示すブロック図である。
電力管理装置１４は、図２に示すように、電力配分決定部３０を備えており、電力管理装置１４が各電力供給先へ電力を供給する際の配分を決定する。
電力配分決定部３０には、太陽光発電電力予測部３２、住宅用蓄電池充電量監視部３４、車両用蓄電池充電量予測部３６、及び住宅負荷監視部３８が接続されていると共に、電力供給制御部４０が接続されている。すなわち、電力配分決定部３０は、太陽光発電電力予測部３２、住宅用蓄電池充電量監視部３４、車両用蓄電池充電量予測部３６、及び住宅負荷監視部３８から得られる情報に基づいて電力の配分を決定して、電力供給制御部４０を制御するようになっている。
太陽光発電電力予測部３２には、太陽光発電電力監視部４２が接続されており、太陽電池１６によって発電される電力が太陽光発電電力監視部４２によって監視され、監視結果が太陽光発電電力予測部３２に出力される。太陽光発電電力予測部３２は、太陽光発電電力監視部４２による監視結果から、太陽電池１６の発電量を予測して、予測結果を電力配分決定部３１へ出力する。例えば、太陽光発電電力予測部３２は、特許第２６１２６３９号明細書に記載の技術を用いて、翌日の天気予報に基づいて太陽光発電電力を予測することができる。
住宅用蓄電池充電量監視部３４は、住宅用蓄電池２０の充電量を検出して、検出結果を電力配分決定部３０へ出力する。
車両用蓄電池充電量予測部３６には、車両用蓄電池２６の充電量を車両情報として取得する車両情報取得部４４が接続されており、該車両情報取得部４４によって取得した車両情報が車両用蓄電池充電量予測部３６へ出力される。車両用蓄電池充電量予測部３６は、車両情報取得部４４によって取得した車両用情報から、車両用蓄電池２６の充電量を予測する。
また、車両情報取得部４４は、一日あたりの走行距離を含む自動車の走行距離実績、自動車２８の自家発電を除く消費電力等の情報を取得し、取得結果を車両用蓄電池充電量予測部３６を介して電力配分決定部３０へ出力する。
住宅負荷監視部３８は、配電盤２２から建物１２の電気機器へ供給される電力を監視して監視結果を電力配分決定部３０へ出力する。
そして、電力配分決定部３０は、太陽光発電電力予測部３２、住宅用蓄電池充電量監視部３４、車両用蓄電池充電量予測部３６、及び住宅負荷監視部３８から入力される情報に基づいて、太陽電池１６によって発電される電力の配分を決定し、決定結果を電力供給制御部４０へ出力するようになっている。これによって、電力供給制御部４０が、電力配分決定部３０によって決定された配分に従って太陽電池１６の発電電力の供給を制御する。
電力配分決定部３０は、具体的には、配電盤２２、住宅用蓄電池２０、及び車両用蓄電池２６への電力の配分を決定して太陽電池１６によって発電した電力を供給するように制御する。このとき、本実施形態では、車両用蓄電池２６へ太陽電池１６によって発電した電力が優先的に配分されるように配分を決定して電力を供給するようになっている。
次に、上述のように構成された本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置１０で行われる処理について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係わる電力供給配分制御装置１０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ステップ１００では、予想太陽光発電量Ｔが算出されてステップ１０２へ移行する。予想太陽光発電量の算出は、例えば、太陽光発電電力予測部３２が、天気予報、季節（日の出から日没までの時間）、太陽電池１６の能力等に基づいて算出してもよいし、太陽光発電電力監視部４２によって日々の発電電力量を記憶しておき、日々の発電電力量から予測するようにしてもよい。
ステップ１０２では、車両用蓄電池２６の予想充電量Ｓが算出されてステップ１０４へ移行する。すなわち、車両用蓄電池充電量予測部３６が、車両情報取得部４４を介して車両情報を自動車２８から取得して、車両用蓄電池２６の充電量を予測し、予測結果を電力配分決定部３０へ出力する。車両用蓄電池充電量予測部３６による充電量の予測としては、例えば、車両用蓄電池２６の残量から満充電にするために必要な電力量を算出してもよいし、一日あたりの走行距離を含む自動車２８の走行距離実績、または自動車の自家発電を除いた消費電力を自動車２８の必要電力量を表す情報から予測してもよいし、車両用蓄電池充電量予測部３６が、日々の電力使用量を記憶しておき、電力使用量の平均値を算出するようにしてもよい。
ステップ１０４では、車両用蓄電池２６の充電が不要か否かが電力配分決定部３０によって判定される。該判定は、車両用蓄電池充電量予測部３６が車両情報取得部４４を介して車両用蓄電池２６の充電量を取得し、取得結果を電力配分決定部３０へ出力することにより、電力配分決定部３０が車両用蓄電池２６が満充電か否か、或いは電力使用量の平均値に対して所定量以上多い充電量が残っているか否か等を判定し、該判定が否定された場合にはステップ１０６へ移行し、肯定された場合にはステップ１０８へ移行する。なお、当該ステップ１０４では、車両用蓄電池２６が新たな充電状態になった場合や、充電量が所定量以下の場合にも、充電が必要と判断して判定が否定される。
ステップ１０６では、太陽光発電が車両用蓄電池２６へ供給されてステップ１０８へ移行する。すなわち、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御することによって、太陽電池１６によって発電された電力が車両用蓄電池２６へ供給されるように電力の配分を制御する。本実施形態では、車両用蓄電池予想充電量Ｓが多いほど車両用蓄電池２６へ供給する電力割合が増加するように、電力配分決定部３０によって電力供給制御部４０が制御される。また、電力供給制御部４０による車両用蓄電池２６の充電は、車両用蓄電池２６の充電量が所定量充電された場合に停止されるように制御される。なお、このとき、電力配分決定部３０では、車両用蓄電池予想充電量Ｓが分っているので、太陽電池１６によって発電している時間帯のうち、○時間□ｋＷｈ車両に充電すればよいか分るため、瞬間的に太陽電池１６の発電電力を車両用蓄電池２６に充電する必要がなく、太陽電池１６の発電電力のうち一部だけを充電すればよい。これによって太陽電池１６の発電電力のうち、車両用蓄電池２６を充電するために必要な電力量を確保することができると共に、車両用蓄電池２６に優しい充電が可能となる。
ステップ１０８では、予想太陽光発電量Ｔが車両用蓄電池予想充電量Ｓより大きいか否かが電力配分決定部３０によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１１０へ移行し、肯定された場合にはステップ１１２へ移行する。
ステップ１１０では、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が、車両用蓄電池２６及び住宅負荷（配電盤２２）へ供給されてステップ１２０へ移行する。すなわち、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御することによって、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が車両用蓄電池２６及び配電盤２２へ供給されるように配分を制御する。
ステップ１１２では、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓを差し引いた余剰電力が住宅負荷へ供給されてステップ１１４へ移行する。すなわち、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御することによって、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓを差し引いた余剰電力（Ｔ−Ｓ）が配電盤２２へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ１１４では、住宅負荷Ｊが算出されてステップ１１６へ移行する。住宅負荷Ｊの算出は、例えば、住宅負荷監視部３８が配電盤２２から供給される電力を監視し、監視結果を電力配分決定部３０へ出力し、電力配分決定部３０が住宅負荷監視部３８から得られる監視結果に基づいて配電盤２２に供給される平均電力量等を算出する。
ステップ１１６では、予想太陽光発電量Ｔが、車両用蓄電池予想充電量Ｓと住宅負荷Ｊとを加算した電力量より大きいか否かが電力配分決定部３０によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１１８へ移行し、肯定された場合にはステップ１２２へ移行する。
ステップ１１８では、住宅用蓄電池２０の電力が住宅負荷へ供給されてステップ１２０へ移行する。すなわち、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御することによって、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が配電盤２２へ供給されるように電力の配分をする。
ステップ１２０では、深夜電力で住宅用蓄電池２０が充電されるように制御されてステップ１２２へ移行する。すなわち、電力料金が安くなる予め定めた深夜時間になったところで、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御して、商用電源１８から住宅用蓄電池２０へ電力が供給されるように制御する。これによって深夜電力を利用して住宅用蓄電池２０を充電することができる。
一方、ステップ１２２では、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓ及び住宅負荷Ｊを差し引いた余剰電力が住宅用蓄電池２０へ供給されてステップ１２４へ移行する。すなわち、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御することによって、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓ及び住宅負荷Ｊを差し引いた余剰電力（Ｔ−Ｓ−Ｊ）が住宅用蓄電池２０へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ１２４では、余剰電力があるか否か電力配分決定部３０によって判定される。該判定は、車両用蓄電池２６及び住宅負荷へ供給してもさらに余剰電力があるか否かを電力配分決定部３０が判定し、該判定が肯定された場合にはステップ１２６へ移行し、否定された場合にはステップ１２８へ移行する。
ステップ１２６では、余剰電力が売電されてステップ１２８へ移行する。すなわち、電力配分決定部３０が電力供給制御部４０を制御することによって、太陽電池１６で発電された電力の余剰電力が商用電源１８へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ１２８では、太陽光発電が終了か否かが電力配分決定部３０によって判定される。該判定は、予め定めた時間になったか否かを電力配分決定部３０が判定してもよいし、太陽光発電電力監視部４２の監視結果を太陽光発電電力予測部３２を介して電力配分決定部３０が取得し、太陽電池１６による発電がなくなったか否かを判定してもよい。該判定が否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定された場合に一連の処理を終了する。なお、太陽電池１６による発電が終了した後は、太陽電池１６による発電電力や深夜電力によって住宅用蓄電池２０に充電された電力を建物１２へ供給することにより、経済的かつ環境に優しい電力供給が可能となる。
このように、本実施形態では、太陽電池１６によって発電された電力が車両用蓄電池２６に優先的に充電されるので、車両用蓄電池２６を確実に充電することができる。これによって、昼間でも自動車２８を使える状態の家庭では、太陽電池１６の発電電力を利用して確実に充電できるので経済的である。
また、本実施形態では、太陽電池１６のよって発電された電力を、車両用蓄電池２６、住宅負荷、住宅用蓄電池２０の順に優先的に供給することにより、太陽電池１６によって発電された電力を無駄なく効率的に使用することができる。
また、太陽電池１６によって発電された電力により、車両用蓄電池２６の充電、住宅負荷への電力供給、住宅用蓄電池２０の充電、及び売電のそれぞれが行われた場合、並びに、車両用蓄電池２６の充電、住宅負荷への供給、及び住宅用蓄電池２０の充電のそれぞれが行われた場合には、ＣＯ２排出量がゼロとなり、地球温暖化を抑制する効果が高い。また、太陽電池１６の供給配分先が増えるほどＣＯ２排出量を削減することが可能となる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置の概略構成を示す図である。なお、第１実施形態と同一構成について同一符号を付して説明する。また、本実施形態では、第１実施形態に対して、蓄熱機器２４を更に備えた構成とされている。
本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置１１は、住宅などの建物１２で使用しる電力の供給を制御する電力管理装置１４を備えている。なお、建物１２としては、図４では、戸建の住宅を例として示すが、これに限るものではなく、集合住宅や、その他の建物を適用するようにしてもよい。
電力管理装置１４には、太陽電池１６、商用電源１８、配電盤２２、及び蓄熱機器２４が接続されていると共に、エンジンとモータを備えたハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車２８に搭載された車両用蓄電池２６が接続可能とされている。また、電力管理装置１４は、建物１２で使用するための電力を蓄電池する住宅用蓄電池２０を備えている。なお、電力管理装置１４と車両用蓄電池２６との接続は、電気的に接続するためのケーブル２１によって接続される（所謂プラグイン）。
太陽電池１６は、太陽エネルギーを電力に変換するソーラーパネルを有し、該ソーラーパネルによって変換された電力を電力管理装置１４へ供給する。
蓄熱機器２４は、電力管理装置１４から供給される電力によって給湯することによって蓄熱し、温水を建物１２へ供給する。例えば、蓄熱機器２４は、太陽電池１６の発電電力や深夜電力によって水を昇温することにより給湯する。なお、蓄熱機器２４は、本実施形態では、水を昇温して蓄熱するが、蓄熱方法としては、他の方法を適用するようにしてもよい。
電力管理装置１４は、インバータ変換器を備えており、交流電力を直流電力に変換したり、直流電力を交流電力に変換する機能を備えており、商用電源１８から供給される電力を直流電力に変換して住宅用蓄電池２０や車両用蓄電池２６へ供給することによって充電したり、太陽電池１６によって発電された電力や住宅用蓄電池２０に蓄電された電力を交流電力に変換して配電盤２２を介して建物１２に備えた電気機器（例えば、照明や空調装置等）や蓄熱機器２４に供給したり、太陽電池１６によって発電された電力や住宅用蓄電池２０に蓄電された電力を交流電力に変換して商用電源１８へ供給することにより売電したり、商用電源１８から供給される電力を配電盤２２を介して建物１２に備えた電気機器に供給したり等の電力の供給制御を行う。
また、電力管理装置１４は、太陽電池１６によって発電された電力を、車両用蓄電池２６、配電盤２２、及び住宅用蓄電池２０へ供給するが、電力を供給する際の配分を制御する。
続いて、本実施形態の電力管理装置１４によって電力の配分を制御するための制御系の構成について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置１１における電力管理装置１４の制御系の構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明する。
電力管理装置１４は、図５に示すように、電力配分決定部３１を備えており、電力管理装置１４が各電力供給先へ電力を供給する際の配分を決定する。
電力配分決定部３１には、太陽光発電電力予測部３２、予想蓄熱量算出部４６、住宅用蓄電池充電量監視部３４、車両用蓄電池充電量予測部３６、及び住宅負荷監視部３８が接続されていると共に、電力供給制御部４１が接続されている。すなわち、電力配分決定部３１は、太陽光発電電力予測部３２、予想蓄熱量算出部４６、住宅用蓄電池充電量監視部３４、車両用蓄電池充電量予測部３６、及び住宅負荷監視部３８から得られる情報に基づいて電力の配分を決定して、電力供給制御部４１を制御するようになっている。
太陽光発電電力予測部３２には、太陽光発電電力監視部４２が接続されており、太陽電池１６によって発電される電力が太陽光発電電力監視部４２によって監視され、監視結果が太陽光発電電力予測部３２に出力される。太陽光発電電力予測部３２は、太陽光発電電力監視部４２による監視結果から、太陽電池１６の発電量を予測して、予測結果を電力配分決定部３１へ出力する。例えば、太陽光発電電力予測部３２は、特許第２６１２６３９号明細書に記載の技術を用いて、翌日の天気予報に基づいて太陽光発電電力を予測することができる。
予想蓄熱量算出部４６には、蓄熱機器使用実績検出部４８が接続されており、蓄熱機器２４の使用実績が蓄熱機器使用実績検出部４８によって検出され、検出結果が予想蓄熱量算出部４６に出力される。予想蓄熱量算出部４６は、蓄熱機器使用実績検出部４８による蓄熱機器の使用実績から蓄熱機器２４で消費される電力量を予測して、予測結果を電力配分決定部３１へ出力する。例えば、予想蓄熱量算出部４６は、蓄熱機器２４の日々の使用実績を記憶しておき、平均等を求めることにより消費電力を予想することができる。
住宅用蓄電池充電量監視部３４は、住宅用蓄電池２０の充電量を検出して、検出結果を電力配分決定部３１へ出力する。
車両用蓄電池充電量予測部３６には、車両用蓄電池２６の充電量を車両情報として取得する車両情報取得部４４が接続されており、該車両情報取得部４４によって取得した車両情報が車両用蓄電池充電量予測部３６へ出力される。車両用蓄電池充電量予測部３６は、車両情報取得部４４によって取得した車両用情報から、車両用蓄電池２６の充電量を予測する。
また、車両情報取得部４４は、一日あたりの走行距離を含む自動車の走行距離実績、自動車２８の自家発電を除く消費電力等の情報を取得し、取得結果を車両用蓄電池充電量予測部３６を介して電力配分決定部３１へ出力する。
住宅負荷監視部３８は、配電盤２２から建物１２の電気機器へ供給される電力を監視して監視結果を電力配分決定部３１へ出力する。
そして、電力配分決定部３１は、太陽光発電電力予測部３２、予想蓄熱量算出部４６、住宅用蓄電池充電量監視部３４、車両用蓄電池充電量予測部３６、及び住宅負荷監視部３８から入力される情報に基づいて、太陽電池１６によって発電される電力の配分を決定し、決定結果を電力供給制御部４１へ出力するようになっている。これによって、電力供給制御部４１が、電力配分決定部３１によって決定された電力供給配分に従って太陽電池１６の発電電力の供給を制御する。
電力配分決定部３１は、具体的には、配電盤２２、住宅用蓄電池２０、車両用蓄電池２６、及び蓄熱機器２４への電力の配分を決定して太陽電池１６によって発電した電力を供給するように制御する。このとき、本実施形態では、車両用蓄電池２６へ太陽電池１６によって発電した電力が優先的に供給されるように配分を決定して電力を供給するようになっている。
次に、上述のように構成された本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置１１で行われる処理について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係わる電力供給配分制御装置１１で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ステップ２００では、予想太陽光発電量Ｔが算出されてステップ２０２へ移行する。予想太陽光発電量の算出は、例えば、太陽光発電電力予測部３２が、天気予報、季節（日の出から日没までの時間）、及び太陽電池１６の能力等に基づいて算出してもよいし、太陽光発電電力監視部４２によって日々の発電電力量を記憶しておき、日々の発電電力量から予測するようにしてもよい。
ステップ２０２では、車両用蓄電池２６の予想充電量Ｓが算出されてステップ２０４へ移行する。すなわち、車両用蓄電池充電量予測部３６が、車両情報取得部４４を介して車両情報を自動車２８から取得して、車両用蓄電池２６の充電量を予測し、予測結果を電力配分決定部３１へ出力する。車両用蓄電池充電量予測部３６による充電量の予測としては、例えば、車両用蓄電池２６の残量から満充電にするために必要な電力量を算出してもよいし、一日あたりの走行距離を含む自動車２８の走行距離実績、または自動車の自家発電を除いた消費電力を自動車２８の必要電力量を表す情報から予測してもよいし、車両用蓄電池充電量予測部３６が、日々の電力使用量を記憶しておき、電力使用量の平均値を算出するようにしてもよい。
ステップ２０４では、車両用蓄電池２６の充電が不要か否かが電力配分決定部３１によって判定される。該判定は、車両用蓄電池充電量予測部３６が車両情報取得部４４を介して車両用蓄電池２６の充電量を取得し、取得結果を電力配分決定部３１へ出力することにより、電力配分決定部３１が車両用蓄電池２６が満充電か否か、或いは電力使用量の平均値に対して所定量以上多い充電量が残っているか否か等を判定し、該判定が否定された場合にはステップ２０６へ移行し、肯定された場合にはステップ２０８へ移行する。なお、当該ステップ１０４では、車両用蓄電池２６が新たな充電状態になった場合や、充電量が所定量以下の場合にも、充電が必要と判断して判定が否定される。
ステップ２０６では、太陽光発電が車両用蓄電池２６へ供給されてステップ２０８へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、太陽電池１６によって発電された電力が車両用蓄電池２６へ供給されるように電力の配分を制御する。本実施形態では、車両用蓄電池予想充電量Ｓが多いほど車両用蓄電池２６へ供給する電力割合が増加するように、電力配分決定部３１によって電力供給制御部４１が制御される。また、電力供給制御部４１による車両用蓄電池２６の充電は、車両用蓄電池２６の充電量が所定量充電された場合に停止されるように制御される。なお、このとき、電力配分決定部３１では、車両用蓄電池予想充電量Ｓが分っているので、太陽電池１６によって発電している時間帯のうち、○時間□ｋＷｈ車両に充電すればよいか分るため、瞬間的に太陽電池１６の発電電力を車両用蓄電池２６に充電する必要がなく、太陽電池１６の発電電力のうち一部だけを充電すればよい。これによって太陽電池１６の発電電力のうち、車両用蓄電池２６を充電するために必要な電力量を確保することができると共に、車両用蓄電池２６に優しい充電が可能となる。
ステップ２０８では、予想太陽光発電量Ｔが車両用蓄電池予想充電量Ｓより大きいか否かが電力配分決定部３１によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ２１０へ移行し、肯定された場合にはステップ２１２へ移行する。
ステップ２１０では、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が、車両用蓄電池２６及び住宅負荷（配電盤２２）へ供給されてステップ２３６へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が車両用蓄電池２６及び配電盤２２へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ２１２では、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓを差し引いた余剰電力が住宅負荷へ供給されてステップ２１４へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓを差し引いた余剰電力（Ｔ−Ｓ）が配電盤２２へ供給されるように電力の配分をする。
ステップ２１４では、住宅負荷Ｊが算出されてステップ２１６へ移行する。住宅負荷Ｊの算出は、例えば、住宅負荷監視部３８が配電盤２２から供給される電力を監視し、監視結果を電力配分決定部３１へ出力し、電力配分決定部３１が住宅負荷監視部３８から得られる監視結果に基づいて配電盤２２に供給される平均電力量等を算出する。
ステップ２１６では、予想太陽光発電量Ｔが、車両用蓄電池予想充電量Ｓと住宅負荷Ｊとを加算した電力量より大きいか否かが電力配分決定部３１によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ２１８へ移行し、肯定された場合にはステップ２２０へ移行する。
ステップ２１８では、住宅用蓄電池２０の電力が住宅負荷へ供給されてステップ２３６へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が配電盤２２へ供給されるように電力の配分を制御する。
一方、ステップ２２０では、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓ及び住宅負荷Ｊを差し引いた余剰電力が住宅用蓄電池２０へ供給されてステップ２２２へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、予想太陽光発電量Ｔから車両用蓄電池予想充電量Ｓ及び住宅負荷Ｊを差し引いた余剰電力（Ｔ−Ｓ−Ｊ）が住宅用蓄電池２０へ供給されるように電力の配分を制御する。なお、電力供給制御部４１が蓄熱機器２４へ電力を供給する際には、電力供給制御部４１が、蓄熱機器の毎日の給湯時間または給湯量から、平均的な給湯時間または給湯量を算出し、算出結果から蓄熱機器２４の蓄熱開始時間を決定して、決定した蓄熱開始時間に蓄熱機器２４へ電力を供給するように制御してもよい。
ステップ２２２では、必要蓄熱量Ｎが算出されてステップ２２４へ移行する。すなわち、予想蓄熱量算出部４６が蓄熱機器使用実績検出部４８から得られる蓄熱機器２４の使用実績から蓄熱機器２４で消費される電力量を予測し、予測結果を電力配分決定部３１へ出力する。予想蓄熱量算出部４６による必要蓄熱量Ｎの算出は、例えば、蓄熱機器２４の日々の使用実績を記憶しておき、平均等を算出する。
ステップ２２４では、予想太陽光発電量Ｔが、車両用蓄電池予想充電量Ｓと住宅負荷Ｊと必要蓄熱量Ｎとを加算した電力量より大きいか否かが電力配分決定部３１によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ２２６へ移行し、肯定された場合にはステップ２２８へ移行する。
ステップ２２６では、住宅用蓄電池２０の電力が蓄熱機器２４へ供給されてステップ２３６へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が蓄熱機器２４へ供給されるように電力の配分を制御する。なお、電力供給制御部４１が蓄熱機器２４へ電力を供給する際には、電力供給制御部４１が、蓄熱機器の毎日の給湯時間または給湯量から、平均的な給湯時間または給湯量を算出し、算出結果から蓄熱機器２４の蓄熱開始時間を決定して、決定した蓄熱開始時間に蓄熱機器２４へ電力を供給するように制御してもよい。
一方、ステップ２２８では、予想太陽光発電量Ｔから、車両用蓄電池予想充電量Ｓ、住宅負荷Ｊ、及び必要蓄熱量Ｎを差し引いた余剰電力が住宅用蓄電池２０へ供給されてステップ２３０へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、予想太陽光発電量Ｔから、車両用蓄電池予想充電量Ｓ、住宅負荷Ｊ、及び必要蓄熱量Ｎを差し引いた余剰電力（Ｔ−Ｓ−Ｊ−Ｎ）が住宅用蓄電池２０へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ２３０では、昼以外の住宅負荷Ｈが算出されてステップ２３２へ移行する。住宅負荷Ｊの算出は、例えば、住宅負荷監視部３８が配電盤２２から供給される電力を監視し、監視結果を電力配分決定部３１へ出力し、電力配分決定部３１が住宅負荷監視部３８から得られる監視結果に基づいて昼以外の時間帯で配電盤２２に供給される平均電力量等を算出する。
ステップ２３２では、予想太陽光発電量Ｔが、車両用蓄電池予想充電量Ｓと住宅負荷Ｊと必要蓄熱量Ｎと昼以外の住宅負荷Ｈとを加算した電力量より大きいか否かが電力配分決定部３１によって判定され、該判定が否定された場合にはステップ２３４へ移行し、肯定された場合にはステップ２３８へ移行する。
ステップ２３４では、住宅用蓄電池２０の電力が昼以外の時間帯の住宅負荷へ供給されてステップ２３６へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が予め定めた昼以外の時間帯に電力供給制御部４１を制御することによって、住宅用蓄電池２０に蓄電された電力が配電盤２２へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ２３６では、深夜電力で住宅用蓄電池２０が充電されるように制御されてステップ２４２へ移行する。すなわち、電力料金が安くなる予め定めた深夜時間になったところで、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御して、商用電源１８から住宅用蓄電池２０へ電力が供給されるように制御する。これによって深夜電力を利用して住宅用蓄電池２０を充電することができる。
一方、ステップ２３８では、余剰電力があるか否か電力配分決定部３１によって判定される。該判定は、車両用蓄電池２６、住宅負荷、蓄熱機器２４、及び住宅用蓄電池２０へ供給してもさらに余剰電力があるか否かを電力配分決定部３１が判定し、該判定が肯定された場合にはステップ２４０へ移行し、否定された場合にはステップ２４２へ移行する。
ステップ２４０では、余剰電力が売電されてステップ２４２へ移行する。すなわち、電力配分決定部３１が電力供給制御部４１を制御することによって、太陽電池１６で発電された電力の余剰電力が商用電源１８へ供給されるように電力の配分を制御する。
ステップ２４２では、太陽光発電が終了か否かが電力配分決定部３１によって判定される。該判定は、予め定めた時間になったか否かを電力配分決定部３１が判定してもよいし、太陽光発電電力監視部４２の監視結果を太陽光発電電力予測部３２を介して電力配分決定部３１が取得し、太陽電池１６による発電がなくなったか否かを判定してもよい。該判定が否定された場合にはステップ２００に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定された場合に一連の処理を終了する。なお、太陽電池１６による発電が終了した後は、太陽電池１６による発電電力や深夜電力によって住宅用蓄電池２０に充電された電力を建物１２へ供給することにより、経済的かつ環境に優しい電力供給が可能となる。
このように、本実施形態においても、太陽電池１６によって発電された電力が車両用蓄電池２６に優先的に充電されるので、車両用蓄電池２６を確実に充電することができる。これによって、昼間でも自動車を使える状態の家庭では、太陽電池１６の発電電力を利用して確実に充電できるので経済的である。
また、本実施形態では、太陽電池１６のよって発電された電力を、車両用蓄電池２６、住宅負荷、蓄熱機器２４、住宅用蓄電池２０の順に供給することにより、太陽電池１６によって発電された電力を無駄なく効率的に使用することができる。
また、太陽電池１６によって発電された電力により、車両用蓄電池２６の充電、住宅負荷への電力供給、蓄熱機器２４への電力供給、住宅用蓄電池２０の充電、及び売電のそれぞれが行われた場合、車両用蓄電池２６の充電、住宅負荷への供給、蓄熱機器２４への電力供給、及び住宅用蓄電池２０の充電のそれぞれが行われた場合には、ＣＯ２排出量がゼロとなり、地球温暖化を抑制する効果が高い。また、太陽電池１６の供給配分先が増えるほどＣＯ２排出量を削減することが可能となる。
なお、上記の実施の形態では、太陽電池１６による発電が行われる時間帯に、車両用蓄電池２６へ優先的に電力を供給するように、供給配分を制御するようにしたが、太陽電池１６による発電が行われない時間帯においても、住宅用蓄電池２０に充電された電力を、車両用蓄電池２６へ優先的に供給するように供給配分を制御するようにしてもよい。
１０ 電力供給配分制御装置
１２ 建物
１４ 電力管理装置
１６ 太陽電池
２０ 住宅用蓄電池
２１ ケーブル
２２ 配電盤
２４ 蓄熱機器
２６ 車両用蓄電池
２８ 自動車
３０、３１ 電力配分決定部
３２ 太陽光発電電力予測部
３４ 住宅用蓄電池充電量監視部
３６ 車両用蓄電池充電量予測部
３８ 住宅負荷監視部
４０、４１ 電力供給制御部
４２ 太陽光発電電力監視部
４４ 車両情報取得部
４６ 予想蓄熱量算出部
４８ 蓄熱機器使用実績検出部

Claims (12)

  1. 太陽光によって発電する太陽電池と、
    建物で使用する電力を蓄電する建物用蓄電池と、
    自動車に搭載され、走行するための電力を蓄電する車両用蓄電池と電気的に接続するための接続手段と、
    建物において電力を消費する電力負荷、前記建物用蓄電池、及び前記接続手段に接続された前記車両用蓄電池へ前記太陽電池によって発電された電力を配分して供給されると共に、配分して供給する際に、前記車両用蓄電池へ優先的に供給されるように制御する制御手段と、
    を備えた電力供給配分制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記太陽電池によって発電された電力の一部が前記車両用蓄電池に供給されるように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項１に記載の電力供給配分制御装置。
  3. 一日あたりの走行距離を含む自動車の走行距離実績、または自動車の自家発電を除いた消費電力を自動車の必要電力量を表す情報として取得する取得手段を更に備え、
    前記制御手段が、前記取得手段によって取得された情報が表す前記必要電力量が多いほど前記車両用蓄電池へ供給する電力割合が増加するように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項１又は請求項２に記載の電力供給配分制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記車両用蓄電池が所定量充電された場合に、前記車両用蓄電池への電力供給を停止するように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項１〜３の何れか１項に記載の電力供給配分制御装置。
  5. 前記制御手段は、前記接続手段に接続された前記車両用蓄電池が新たな充電状態になった場合、または充電量が所定量以下の場合に、前記車両用蓄電池へ電力が供給開始されるように制御する請求項１〜４の何れか１項に記載の電力供給配分制御装置。
  6. 前記制御手段は、前記太陽電池の発電電力から前記車両用蓄電池への充電電力を差し引いた第１余剰電力が前記電力負荷へ優先的に供給されるように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項１〜５の何れか１項に記載の電力供給配分制御装置。
  7. 前記制御手段は、前記第１余剰電力から前記電力負荷が必要とする電力を差し引いた第２余剰電力が前記建物用蓄電池へ優先的に供給されるように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項６に記載の電力供給配分制御装置。
  8. 前記制御手段は、前記第２余剰電力から前記建物用蓄電池への充電電力を差し引いた第３余剰電力が売電されるように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項７に記載の電力供給配分制御装置。
  9. 前記制御手段は、前記車両用蓄電池の充電量、または前記電力負荷が消費する電力量が前記太陽電池の発電量だけでは足りない場合に、前記建物用蓄電池から電力が供給されるように制御する請求項１〜８の何れか１項に記載の電力供給配分制御装置。
  10. 前記制御手段は、夜間電力を用いて前記建物用蓄電池を充電するように更に制御する請求項１〜９の何れか１項に記載の電力供給配分制御装置。
  11. 電力により蓄熱する蓄熱機器を更に備え、
    前記制御手段は、前記第２余剰電力から前記建物用蓄電池への充電電力を差し引いた第３余剰電力が前記蓄熱機器へ供給されるように、前記太陽電池の発電電力の配分を制御する請求項７に記載の電力供給配分制御装置。
  12. 前記制御手段は、前記蓄熱機器の毎日の蓄熱時間または蓄熱量から、平均的な蓄熱時間または蓄熱量を算出し、算出結果から前記蓄熱機器の蓄熱開始時間を決定し、決定した前記蓄熱開始時間に前記蓄熱機器へ電力を供給するように更に制御する請求項１１に記載の電力供給配分制御装置。
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