JP2012029470A - 制御装置および方法、発電装置および方法、蓄電装置および方法、並びに電力制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コントローラ110は、各蓄電デバイス130から、蓄電状態に関する情報等を取得し、それらの情報に基づいて、例えば白抜き矢印のように、発電デバイス120において発電された電力の送電元および送電先を決定する。コントローラ110は、送電元の発電デバイス120に送電先の情報を含む送電指令を供給し、送電先の蓄電デバイス130に送電元の情報を含む受電指令を供給する。発電デバイス120および蓄電デバイス130は、この指令に基づいて送受電を行う。本発明は、例えば、発電装置に適用することができる。
【選択図】図5
Description
1.第1の実施の形態(パーソナル電力自立システム)
[パーソナル電力自立システム]
本発明は、個人が携帯する発電デバイス、蓄電デバイス、送電デバイスとそれらを制御するコントローラからなるエネルギーシステムに関する。まず、システムの概要について説明する。
最初にコントローラ110について説明する。図2は、コントローラ110の主な構成例を示すブロック図である。図2に示されるように、コントローラ110は、制御部210、入力部211、出力部212、記憶部213、および通信部214を有する。
2)各機器の使用優先順位
3)各機器の充電の優先順位
4)各機器間の手動による電力融通
5)ユーザの行動予定
6)ユーザ行動の学習
次に発電デバイス120について説明する。発電デバイス120とは、例えば太陽光、風力、熱、振動、電波等で環境発電を行うエナジーハーベスタ、メタノール、水素等で発電する燃料電池などがある。例えばシリコンを材料に用いた太陽電池、有機色素を材料に用いた色素増感型太陽電池、小型風車を用いた風力発電装置、ゼーベック効果を用いた熱電変換装置、圧電デバイスにより振動を電力に変換する振動発電デバイスなどに代表される。
次に蓄電デバイス130について説明する。蓄電デバイス130は、電力を蓄電する蓄電機能として、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、または、キャパシタ等よりなる2次電池を有する。また、蓄電デバイス130は、蓄電した電力を消費する電力消費機能も有する。
コントローラ110、発電デバイス120、および蓄電デバイス130は、例えば、ZigBee(登録商標)等の所定の通信規格に基づいて通信を行う。
2)各発電デバイスに付随する発電電力蓄電デバイス(蓄電部332)の蓄電状態
3)コントローラからの送電指令
2)コントローラからの充電指令
3)コントローラからの放電指令
コントローラ110と発電デバイス120との間では、発電に関する発電情報が授受される。発電デバイス120からコントローラ110に供給される発電情報には、例えば、現在の発電出力(W)や過去の発電出力履歴が含まれる。これにより、制御部210は、今後の発電出力の予測が可能となり、通信部214を介して、計画的な送受電、各蓄電デバイス130(消費デバイス)に対する電力消費マネジメントを行うことが可能となる。また、発電デバイス120の経時劣化診断も可能となる。
コントローラ110から発電デバイス120に供給される発電情報には、例えば、コントローラ110の認証用個体情報(コントローラ110の識別情報等)が含まれる。これにより、制御部310は、コントローラ110の認証を行い、コントローラ110が事前に登録されたものである(不正なコントローラ110でない)ことを認識し、安全な送電を行うように制御することができる。つまり、発電デバイス120は、不正なコントローラ110および不正な蓄電デバイス130による電力の盗難を抑制することができる。
コントローラ110と蓄電デバイス130との間では、電力消費に関する電力消費情報が授受される。蓄電デバイス130からコントローラ110に供給される電力消費情報には、例えば、蓄電デバイス130の蓄電部432の蓄電量(Wh)若しくは蓄電割合(%)(蓄電部432の現在の蓄電状態に関する情報)が含まれる。これにより、制御部210は、発電デバイス120からの電力送電先をより適切に判断することができる。
コントローラ110から蓄電デバイス130に供給される電力消費情報には、例えば、電力の取得を指示する受電指令が含まれる。この指令に基づいて、制御部410は、受電部431を制御し、受電を開始させることができる。
発電デバイス120から蓄電デバイス130への給電方法には、直接給電と間接給電の2種類の方法が存在する。直接給電とは、発電デバイス120において発電された電力を、その電力を消費する電力消費部433を有する蓄電デバイス130の蓄電部432に送電する方法である。
次に間接給電について説明する。図8は、間接給電の様子の例を示す図であり、図5に対応する。コントローラ110は、各蓄電デバイス130から収集した、各蓄電デバイス130の蓄電部432の現在の充電状態に関する情報等に基づいて、各発電デバイス120の送電先を決定し、各発電デバイス120に対して送電指令を適宜送信する。
以上においては、発電デバイス120と蓄電デバイス130との間の給電について説明したが、コントローラ110は、例えば、図11に示されるように、蓄電デバイス130間での給電も制御する事ができるようにしてもよい。
2)各種エネルギーハーベスタ
3)熱電、振動、圧電、電波発電など
4)燃料電池
5)風力発電装置
2)各発電デバイスに付随する発電電力蓄電デバイスの蓄電状態
3)コントローラからの送電指令
2)コントローラからの受電指令
3)コントローラからの送電指令
2)各機器の使用優先順位
3)各機器の充電の優先順位
4)各機器間の手動による電力融通
5)ユーザの行動予定
6)ユーザ行動の学習
Claims (35)
- 発電を行う発電デバイスと、電力を蓄電する蓄電デバイスとの間の電力の授受を制御する制御装置であって、
前記発電デバイスの発電状況に関する情報である第1の情報を取得する第1の取得手段と、
前記蓄電デバイスの蓄電状態に関する情報である第2の情報を取得する第2の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された前記第1の情報に示される前記発電状況、および、前記第2の取得手段により取得された前記第2の情報に示される前記蓄電状態に応じて、前記発電デバイスにより発電された電力の送電先とする蓄電デバイスを決定する決定手段と、
送電元の前記発電デバイスに対して、前記決定手段により送電先として決定された前記蓄電デバイスへの送電開始を指示する送電指令を供給する第1の供給手段と、
前記決定手段により送電先として決定された前記蓄電デバイスに対して、送電元の前記発電デバイスからの受電開始を指示する受電指令を供給する第2の供給手段と
を備える制御装置。 - 前記第1の情報は、前記発電デバイスの現在の発電出力および過去の発電出力履歴を含み、
前記決定手段は、前記発電デバイスの現在の発電出力および過去の発電出力履歴に基づいて、今後の発電出力を予測し、予測結果に応じて送電先とする蓄電デバイスを決定する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記発電デバイスは、蓄電部を有し、発電した電力を前記蓄電部に蓄電させてから送電し、
前記第1の情報は、前記蓄電部の蓄電状態に関する情報を含み、
前記蓄電部の蓄電状態に基づいて、前記発電デバイスの送電の可否を判定する判定手段をさらに備え、
前記第1の供給手段は、前記判定手段により前記発電デバイスが送電可能な場合のみ前記送電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記発電デバイスは、蓄電部を有し、発電した電力を前記蓄電部に蓄電させてから送電し、
前記第1の情報は、前記蓄電部の蓄電状態に関する情報、および、前記蓄電部の蓄電状態に基づいて行われた前記発電デバイスの送電の可否判定の結果を示す情報を含み、
前記第1の供給手段は、前記取得手段により取得された前記第1の情報に含まれる前記発電デバイスの送電の可否判定の結果を示す情報において前記発電デバイスが送電可能とされる場合のみ前記送電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記発電デバイスは、蓄電部を有し、発電した電力を前記蓄電部に蓄電させてから送電し、
前記第1の供給手段により供給された前記送電指令の応答として、前記発電デバイスから供給される、前記蓄電部の蓄電状態に基づいて行われた前記発電デバイスの送電の可否判定の結果を示す情報を取得する第3の取得手段をさらに備える
請求項1に記載の制御装置。 - 前記発電デバイスは、蓄電部を有し、発電した電力を前記蓄電部に蓄電させてから送電し、
前記第1の情報は、前記蓄電部の使用履歴に関する情報を含み、
前記蓄電部の使用履歴に関する情報に基づいて、前記蓄電部の信頼性や寿命予測等を行い、前記蓄電部のメンテナンスのスケジュール管理を行う管理手段をさらに備える
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の情報は、前記発電デバイスの認証用個体情報を含み、
前記発電デバイスの認証用個体情報を用いて、前記発電デバイスの認証を行う認証手段をさらに備える
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の情報は、前記発電デバイスが送電可能となる次回の時間予測に関する情報を含み、
前記第1の供給手段は、前記発電デバイスが送電可能となる次回の時間予測に関する情報に基づいて、次回、前記発電デバイスが送電可能となる時刻に、前記送電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の情報は、前記発電デバイスの位置情報を含み、
前記第1の供給手段は、前記発電デバイスの位置情報に基づいて、前記発電デバイスが送電可能な位置に存在する場合のみ前記送電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の情報は、前記発電デバイスが有する送電部の動作状態を示す情報を含み、
前記第1の供給手段は、前記送電部の動作状態を示す情報に基づいて、前記送電部が送電可能な動作状態である場合のみ前記送電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第2の情報は、前記蓄電デバイスが有する蓄電部の現在の蓄電状態に関する情報を含み、
前記決定手段は、前記蓄電部の現在の蓄電状態に関する情報に基づいて、送電先とする蓄電デバイスの決定を行う
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第2の情報は、前記蓄電デバイスが有する蓄電部の蓄電量に基づく、前記蓄電デバイスが有する電力消費部の残り可能運転時間に関する情報を含み、
前記決定手段は、前記電力消費部の残り可能運転時間に関する情報に基づいて、送電先とする蓄電デバイスの決定を行う
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第2の情報は、前記蓄電デバイスの認証用個体情報を含み、
前記蓄電デバイスの認証用個体情報を用いて、前記蓄電デバイスの認証を行う認証手段をさらに備える
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第2の情報は、蓄電デバイスの位置情報を含み、
前記第2の供給手段は、前記蓄電デバイスの位置情報に基づいて、前記蓄電デバイスが受電可能な位置に存在する場合のみ前記受電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第2の情報は、前記蓄電デバイスが有する受電部の動作状態に関する情報を含み、
前記第2の供給手段は、前記受電部の動作状態を示す情報に基づいて、前記受電部が受電可能な動作状態である場合のみ前記受電指令を供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記決定手段は、前記発電デバイスにより発電された電力を消費する電力消費部を有する蓄電デバイスを、前記送電先として決定する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記決定手段は、比較的大容量の蓄電部を有する蓄電デバイスを、前記送電先として決定する
請求項1に記載の制御装置。 - さらに、蓄電デバイス同士の電力の授受も制御し、
前記決定手段は、蓄電デバイスを送電元として、前記送電元の蓄電デバイスに蓄電されている電力の送電先とする蓄電デバイスを決定し、
前記第1の供給手段は、前記送電指令を、前記送電元の蓄電デバイスに供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第2の取得手段は、自分自身が制御する発電デバイスおよび蓄電デバイスと異なる発電デバイスおよび蓄電デバイスを制御する他の制御装置から、前記他の制御装置が制御する蓄電デバイスの前記第2の情報を取得し、
前記決定手段は、前記第1の取得手段により取得された前記第1の情報に示される前記発電状況、および、前記第2の取得手段により取得された、前記他の制御装置が制御する蓄電デバイスの前記第2の情報に示される前記蓄電状態に応じて、前記発電デバイスにより発電された電力の送電先とする蓄電デバイスを決定し、
前記第2の供給手段は、前記受電指令を、前記決定手段により送電先として決定された前記蓄電デバイスに対して、前記他の制御装置を介して供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の取得手段は、自分自身が制御する発電デバイスおよび蓄電デバイスと異なる発電デバイスおよび蓄電デバイスを制御する他の制御装置から、前記他の制御装置が制御する発電デバイスの前記第1の情報を取得し、
前記決定手段は、前記第1の取得手段により取得された、前記他の制御装置が制御する発電デバイスの前記第1の情報に示される前記発電状況、および、前記第2の取得手段により取得された前記第2の情報に示される前記蓄電状態に応じて、前記発電デバイスにより発電された電力の送電先とする蓄電デバイスを決定し、
前記第1の供給手段は、前記送電指令を、送電元の前記発電デバイスに対して、前記他の制御装置を介して供給する
請求項1に記載の制御装置。 - 自分自身が制御する発電デバイスおよび蓄電デバイスと異なる発電デバイスおよび蓄電デバイスを制御する他の制御装置と相互認証を行う相互認証手段をさらに備える
請求項1に記載の制御装置。 - 発電を行う発電デバイスと、電力を蓄電する蓄電デバイスとの間の電力の授受を制御する制御装置の制御方法であって、
前記制御装置の第1の取得手段が、前記発電デバイスの発電状況に関する情報である第1の情報を取得し、
前記制御装置の第2の取得手段が、前記蓄電デバイスの蓄電状態に関する情報である第2の情報を取得し、
前記制御装置の決定手段が、取得された前記第1の情報に示される前記発電状況、および、取得された前記第2の情報に示される前記蓄電状態に応じて、前記発電デバイスにより発電された電力の送電先とする蓄電デバイスを決定し、
前記制御装置の第1の供給手段が、送電元の前記発電デバイスに対して、送電先として決定された前記蓄電デバイスへの送電開始を指示する送電指令を供給し、
前記制御装置の第2の供給手段が、送電先として決定された前記蓄電デバイスに対して、送電元の前記発電デバイスからの受電開始を指示する受電指令を供給する
制御方法。 - 発電を行う発電手段と、
前記発電手段により発電されて得られた電力の授受を制御する制御装置から、前記電力の送電開始を指示する送電指令を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記送電指令により送電先として指定される他の装置に対して、前記発電手段により発電されて得られた電力を送電する送電手段と
を備える発電装置。 - 前記発電手段により発電されて得られた電力を蓄電する蓄電手段をさらに備え、
前記送電手段は、前記蓄電手段により蓄電されている電力を送電する
請求項23に記載の発電装置。 - 前記蓄電手段による蓄電状態に基づいて、前記送電手段による送電の可否を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を前記制御装置に供給する供給手段と
をさらに備える請求項24に記載の発電装置。 - 前記制御装置に対して、前記発電手段による発電状況に関する情報を供給する供給手段をさらに備える
請求項23に記載の発電装置。 - 発電装置の発電方法であって、
前記発電装置の発電手段が、発電を行い、
前記発電装置の取得手段が、発電されて得られた電力の授受を制御する制御装置から、前記電力の送電開始を指示する送電指令を取得し、
前記発電装置の送電手段が、取得された前記送電指令により送電先として指定される他の装置に対して、発電されて得られた電力を送電する
発電方法。 - 電力の授受を制御する制御装置から、他の装置から供給される電力の受電開始を指示する受電指令を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記受電指令により送電元として指定される前記他の装置から供給される電力を受電する受電手段と、
前記受電手段により受電された前記電力を蓄電する蓄電手段と
を備える蓄電装置。 - 前記他の装置は発電装置である
請求項28に記載の蓄電装置。 - 前記他の装置は、自分自身に蓄電されている電力を送電する送電機能を有する他の蓄電装置である
請求項28に記載の蓄電装置。 - 前記蓄電手段により蓄電された前記電力を消費する電力消費手段をさらに備える
請求項28に記載の蓄電装置。 - 前記蓄電手段により蓄電された前記電力を他の蓄電装置に送電する送電手段をさらに備える
請求項28に記載の蓄電装置。 - 前記制御装置に対して、前記蓄電手段による蓄電状態に関する情報を供給する供給手段をさらに備える
請求項28に記載の蓄電装置。 - 蓄電装置の蓄電方法であって、
前記蓄電装置の取得手段が、発電装置との電力の授受を制御する制御装置から、前記発電装置から供給される電力の受電開始を指示する受電指令を取得し、
前記蓄電装置の受電手段が、取得された前記受電指令により送電元として指定される発電装置から供給される電力を受電し、
前記蓄電装置の蓄電手段が、受電された前記電力を蓄電する
蓄電方法。 - 発電を行う発電装置、電力を蓄電する蓄電装置、および、前記発電装置と前記蓄電装置との間の電力の授受を制御する制御装置とを有する電力制御システムであって、
前記制御装置は、
前記発電装置の発電状況に関する情報である第1の情報を取得する第1の取得手段と、
前記蓄電装置の蓄電状態に関する情報である第2の情報を取得する第2の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された前記第1の情報に示される前記発電状況、および、前記第2の取得手段により取得された前記第2の情報に示される前記蓄電状態に応じて、前記発電装置により発電された電力の送電先とする蓄電装置を決定する決定手段と、
送電元の前記発電装置に対して、前記決定手段により送電先として決定された前記蓄電装置への送電開始を指示する送電指令を供給する第1の供給手段と、
前記決定手段により送電先として決定された前記蓄電装置に対して、送電元の前記発電装置からの受電開始を指示する受電指令を供給する第2の供給手段と
を備え、
前記発電装置は、
発電を行う発電手段と、
前記制御装置に対して、前記発電手段による発電状況に関する情報を供給する第3の供給手段と、
前記第3の供給手段により前記発電手段による発電状況に関する情報を供給した前記制御装置から、前記送電指令を取得する第3の取得手段と、
前記第3の取得手段により取得された前記送電指令により送電先として指定される前記蓄電装置に対して、前記発電手段により発電されて得られた電力を送電する送電手段と
を備え、
前記蓄電装置は、
前記制御装置に対して、蓄電状態に関する情報を供給する第4の供給手段と、
前記第4の供給手段により前記蓄電状態に関する情報を供給した前記制御装置から、前記受電指令を取得する第4の取得手段と、
前記第4の取得手段により取得された前記受電指令により送電元として指定される前記発電装置から供給される電力を受電する受電手段と、
前記受電手段により受電された前記電力を蓄電する蓄電手段と
を備える電力制御システム。
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