JP2013223316A - 電力制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転モードの判断材料が充分に提示される電力制御システムを提供する。
【解決手段】太陽光発電装置４及び蓄電装置５を備えた住宅Ｈの電力制御システムである。
そして、太陽光発電装置と蓄電装置とを繋ぐ第１スイッチと、系統電力網８と蓄電装置とを繋ぐ第２スイッチとを切り替える切替装置２と、第１スイッチを接続した場合の電力料金と第２スイッチを接続した場合の電力料金とを予測する電力料金予測手段３１と、第１スイッチを接続した場合の環境負荷と第２スイッチを接続した場合の環境負荷とを予測する環境負荷予測手段３２と、電力料金予測手段及び環境負荷予測手段による予測値を出力する出力手段７と、出力手段による出力結果に基づいて切替装置の制御を行う制御装置１とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電装置と蓄電装置とを備えた建物において、太陽光発電装置と蓄電装置と系統電力網とから供給される電力の配分を制御する電力制御システムに関するものである。

従来、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた住宅を対象とした、電力料金の削減や電力負荷を平準化させるための制御などが知られている（特許文献１−３など参照）。

例えば、特許文献１には、太陽光発電装置で発電された電力の余剰電力の利用方法を、住人の価値観や人生観を含むライフスタイルに基づいて決めて制御に反映させることができるエネルギーマネジメントシステムが開示されている。

また、特許文献２には、太陽光発電手段と蓄電手段とを備えた住宅の電力貯蔵システムにおいて、蓄電手段に蓄電された電力を有効に使い切るための制御方法が開示されている。

さらに、特許文献３には、電力制御システムに適用されている制御パターンの見直しを行うために、１５〜６０日間の長期間で稼働させた場合に最も評価が高くなる制御パターンを見つけ出し、その後の制御に適用する電力制御システムが開示されている。

特開２０１２−５１６８号公報 特許第３７５９１５１号公報 特開２０１２−１６２５８号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されたシステムは、所望する運転モードが自分自身でわかっている住人には問題ないが、いずれの運転モードを選択してよいかがわからない住人にとっては判断材料が不足している。

また、特許文献３に開示された電力制御システムでは、所定期間ごとに適用中の制御パターンを見直す構成となっているが、系統電力網からの電力供給を極力減らしたいなど電力料金のみを評価指標としない場合は、途中の評価がよくなくてもそのまま制御を続ける場合もある。

そこで、本発明は、運転モードの判断材料が充分に提示される電力制御システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の電力制御システムは、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物の電力制御システムであって、太陽光発電装置と蓄電装置とを繋ぐ第１モードと、系統電力網と蓄電装置とを繋ぐ第２モードとの切り替えが可能であり、前記第１モードと前記第２モードの電力料金をそれぞれ予測する電力料金予測手段、又は前記第１モードと前記第２モードの環境負荷をそれぞれ予測する環境負荷予測手段の少なくとも一方の手段と、前記電力料金予測手段又は環境負荷予測手段の少なくとも一方による予測値を出力する出力手段とを備え、前記第１モードでは前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記蓄電装置に充電する制御を行い、前記第２モードでは前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記系統電力網に逆潮流させるとともに、前記蓄電装置には深夜又は夜間に前記系統電力網から供給される電力を充電する制御を行うことを特徴とする。

具体的には、太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物の電力制御システムであって、太陽光発電装置と蓄電装置とを繋ぐ第１スイッチと、系統電力網と蓄電装置とを繋ぐ第２スイッチとを切り替える切替装置と、前記第１スイッチを接続した場合の電力料金と前記第２スイッチを接続した場合の電力料金とを予測する電力料金予測手段と、前記第１スイッチを接続した場合の環境負荷と前記第２スイッチを接続した場合の環境負荷とを予測する環境負荷予測手段と、前記電力料金予測手段及び環境負荷予測手段による予測値を出力する出力手段と、前記出力手段による出力結果に基づいて前記切替装置の制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記制御装置では、前記第１スイッチを接続した場合は、前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記蓄電装置に充電する制御を行い、前記第２スイッチを接続した場合は、前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記系統電力網に逆潮流させるとともに、前記蓄電装置には深夜又は夜間に前記系統電力網から供給される電力を充電する制御を行う構成とすることができる。

また、前記環境負荷予測手段では、前記系統電力網から前記建物に供給された電力量を二酸化炭素の排出量に換算する構成とすることができる。さらに、前記出力手段には、前記環境負荷予測手段による予測値を金額に換算した結果が出力されるのが好ましい。

そして、前記制御装置では、前記出力結果に基づいて入力された信号によって前記切替装置の制御を行う構成にすることができる。また、前記第１スイッチの接続時と前記第２スイッチの接続時とで前記電力料金予測手段及び環境負荷予測手段による予測値に所定値以上の差がある場合は、自動的に前記切替装置の制御に連動される構成であってもよい。

さらに、前記系統電力網からの電力の供給が遮断された場合に、前記制御装置は、前記第１スイッチを接続する前記切替装置の制御を行うとともに、前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記蓄電装置に充電する制御を行う構成にすることもできる。

このように構成された本発明の電力制御システムは、蓄電装置に対して太陽光発電装置を繋ぐ第１スイッチと系統電力網を繋ぐ第２スイッチとを切り替える切替装置を備えている。また、第１スイッチを接続した場合と第２スイッチを接続した場合とで、それぞれ電力料金と環境負荷の予測値が出力される。

このため、電力料金と環境負荷の予測値に基づいて、第１スイッチと第２スイッチとのどちらを接続させる方がよいかを決めることができる。

例えば、第１スイッチを接続した場合は、太陽光発電装置によって発電された電力のうちそのときに消費し切れなかった余剰電力を蓄電装置に充電し、発電がないときに利用することができるので、系統電力網からの電力供給を極力減らすことができる。

他方、第２スイッチを接続した場合は、太陽光発電装置によって発電された電力のうちそのときに消費し切れなかった余剰電力を系統電力網に売電するとともに、蓄電装置には深夜又は夜間の系統電力網の安価な電力を充電することで、経済的な運転を行うことができる。

また、環境負荷予測手段において、系統電力網から供給を受けた電力量を二酸化炭素の排出量に換算するのであれば、系統電力網からの電力供給が少なくなる第１スイッチによる接続の方を選択する際の判断材料になる。さらに、環境負荷の予測値を電力料金と同じ金額に換算すれば、２種類の予測値を総合した判断をおこなうことができるようになる。

また、切替装置の制御は、住人が出力結果を見て入力した信号によって行われても、出力結果から自動的に行われるものであってもよい。前者の場合は住人の意思を充分に反映させることができ、後者の場合は切り替えミスを無くすことができる。

さらに、系統電力網からの電力の供給が遮断された場合に第１スイッチを接続する構成となっていれば、震災や送電線の損傷などによる停電時にも、電力負荷装置がまったく使用できない状態にならないようにすることができる。

本発明の実施の形態の電力制御システムの構成を説明するブロック図である。 第１スイッチを接続した場合の電力制御システムの制御を示した説明図である。 第２スイッチを接続した場合の電力制御システムの制御を示した説明図である。 停電時の電力制御システムの制御を示した説明図である。 第１スイッチを接続した場合のシミュレーション結果を示したグラフである。 第２スイッチを接続した場合のシミュレーション結果を示したグラフである。 停電時のシミュレーション結果を示したグラフである。 出力結果を表示モニタに出力した一例を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の電力制御システムの概略構成を説明するためのブロック図である。まず、図１を参照しながら電力制御システムの全体構成について説明する。

この電力制御システムによって制御される建物としての住宅Ｈは、電力会社の発電所や地域毎に設置されたコジェネレーション設備などの系統電力から電力の供給を受けるための電力網としての系統電力網８に接続されている。

また、この住宅Ｈは、分散型の発電装置としての太陽光発電装置４と、電力を一時的に蓄えておく蓄電装置５とを備えている。

この太陽光発電装置４は、太陽エネルギーとしての太陽光を、太陽電池を利用することによって、直接、電力に変換して発電をおこなう装置である。この太陽光発電装置４は、太陽光を受けることができる時間帯にのみ電力を供給することが可能な装置である。

また、太陽光発電装置４によって発電された直流電力は、通常、パワーコンディショナ（図示省略）によって交流電力に変換されて使用される。さらに、蓄電装置５に充電又は蓄電装置５から放電される際にも、パワーコンディショナ（図示省略）によって直流と交流の変換がおこなわれる。

なお、後述する電力負荷装置６１の一部又は全部が、直流によって作動する装置である場合は、太陽光発電装置４によって発電された電力や蓄電装置５から放電される電力を、直流のまま利用することもできる。

また、住宅Ｈには、分電盤６を通して電力が供給される様々な電力負荷装置６１が設置される。例えば、エアコンなどの空調装置、照明スタンドやシーリングライトなどの照明装置、冷蔵庫やテレビなどの家電装置などが電力によって稼働する。

さらに、電気自動車やプラグインハイブリッドカーは、走行させるために充電をおこなう場合は電力負荷装置６１となる。また、蓄電装置５と同様に、住宅Ｈの電力負荷装置６１のために放電させる場合は、蓄電装置５となる。

そして、本実施の形態の電力制御システムは、第１スイッチと第２スイッチとを切り替える切替装置２と、電力料金予測手段３１及び環境負荷予測手段３２を有する予測部３と、予測部３による予測値を出力する出力手段７と、出力手段７の出力結果に基づいて切替装置２の制御を行う制御装置１とを備えている。

この切替装置２の第１スイッチは、太陽光発電装置４と蓄電装置５とを繋ぐスイッチである。この第１スイッチで接続する場合は、太陽光発電装置４によって発電された電力のみが蓄電装置５に充電される。

他方、第２スイッチは、系統電力網８と蓄電装置５とを繋ぐスイッチである。この第２スイッチで接続する場合は、系統電力網８から供給された電力のみが蓄電装置５に充電される。

この第１スイッチと第２スイッチとの切り替えは、制御装置１から切替装置２に対して出力される信号によって行われる。図１，２を参照しながら、第１スイッチで接続される場合の制御について説明する。

まず、太陽光発電装置４によって発電された電力は、住宅Ｈの電力負荷装置６１によって消費される。すなわち、太陽光発電装置４で発電された電力は、第１スイッチで接続された切替装置２を経由して分電盤６に向けて流れ、分電盤６に繋がる電力負荷装置６１に供給される。

そして、電力負荷装置６１で消費し切れなかった余剰電力は、蓄電装置５に流れて充電される。この蓄電装置５に充電された電力は、太陽光発電装置４による発電が減少又は行われない時間帯に放電されて、分電盤６を経由して電力負荷装置６１に供給される。

また、蓄電装置５に充電された電力が放電されて足りなくなった場合は、系統電力網８からの供給を受けることになる。すなわち、系統電力網８から切替装置２の第１スイッチに流れた電力は、分電盤６を経由して電力負荷装置６１に供給される。

続いて、図１，３を参照しながら、第２スイッチで接続される場合の制御について説明する。まず、太陽光発電装置４によって発電された電力は、住宅Ｈの電力負荷装置６１によって消費される。すなわち、太陽光発電装置４で発電された電力は、第２スイッチで接続された切替装置２を経由して分電盤６に向けて流れ、分電盤６に繋がる電力負荷装置６１に供給される。

そして、電力負荷装置６１で消費し切れなかった余剰電力は、系統電力網８に向けて逆潮流する。すなわち、住宅Ｈの太陽光発電装置４で発電された余剰電力は、系統電力網８に繋がる電力会社に売電される。

一方、蓄電装置５には、深夜又は夜間に系統電力網８から供給される安い価格の電力を充電する。この蓄電装置５に充電された電力は、太陽光発電装置４による発電が減少又は行われない時間帯に放電されて、分電盤６を経由して電力負荷装置６１に供給される。

また、蓄電装置５に充電された電力が放電されて足りなくなった場合は、系統電力網８からの供給を受けることになる。すなわち、系統電力網８から切替装置２の第２スイッチに流れた電力は、分電盤６を経由して電力負荷装置６１に供給される。

これらに対して、震災や落雷や系統電力網８のトラブルなどによって、系統電力網８からの電力の供給が遮断された場合について、図１，４を参照しながら説明する。

このような非常時においても、太陽光発電装置４によって発電が行われる場合は、その電力が住宅Ｈの電力負荷装置６１に供給される。すなわち、太陽光発電装置４で発電された電力は、第１スイッチで接続された切替装置２を経由して分電盤６に向けて流れ、分電盤６に繋がる電力負荷装置６１に供給される。

そして、電力負荷装置６１で消費し切れなかった余剰電力は、蓄電装置５に流れて充電される。非常時ということで太陽光発電装置４によって発電が行われている時間帯であっても電力負荷装置６１の稼働を抑えることで、余剰電力が増えて蓄電装置５への充電量を増やすことができる。

この蓄電装置５に充電された電力を有効に使用することよって、系統電力網８からの電力の供給が遮断された非常時においても、居住空間の照明や冷蔵庫など必要な電力負荷装置６１を稼働させることができる。

このような非常時では、蓄電装置５に充電された電力が放電されて足りなくなった場合でも系統電力網８からの供給を受けることはできないが、朝になって太陽光が射して太陽光発電装置４による発電が行われるようになれば、再び電力負荷装置６１を稼働させることができる。

そして、制御装置１による切替装置２の制御は、予測部３による予測値に基づいて行われる。予測部３は、第１スイッチを接続した場合の電力料金と第２スイッチを接続した場合の電力料金とを予測する電力料金予測手段３１と、第１スイッチを接続した場合の環境負荷と第２スイッチを接続した場合の環境負荷とを予測する環境負荷予測手段３２とを備えている。また、予測部３には、予測の演算に必要となるデータが記憶されたデータベース３３が接続されている。

電力料金予測手段３１では、第１スイッチを接続した場合と第２スイッチを接続した場合の２つのケースについて、住宅Ｈでかかる電力料金を算出する。この電力料金は、系統電力網８から買った電力（買電）に基づく金額から系統電力網８に売った電力（売電）に基づく金額を差し引いた合計金額となる。

この買電や売電の価格は、データベース３３に記憶された値を使用する。買電価格は、一日の中で時間によって変化する。例えば、２３時から７時までの深夜割引価格、７時から１０時までのリビングタイム価格、１０時から１７時までのデイタイム価格、１７時から２３時までのリビングタイム価格などが記憶されている。

また、太陽光発電装置４で発電した電力を系統電力網８に繋がる電力会社等が買い取る場合には、その売電価格もデータベース３３に記憶されている。さらに、データベース３３には、太陽光発電装置４の発電量及び住宅Ｈの電力消費量に関するデータが記憶されている。

例えば、住宅Ｈに太陽光発電装置４の発電量及び住宅Ｈの電力消費量を計測する計測手段を取り付けておき、その計測手段によって計測された計測値をデータベース３３に記憶させておく。そして、１年前又は数年間の同じ時期に計測された計測値を、電力料金予測手段３１の演算に使用することができる。

また、住宅Ｈと広さや設備や家族構成などが類似する同じ地域の住宅で計測された計測値の平均値などをデータベース３３に記憶させておき、予測の演算に利用することもできる。

さらに、住宅Ｈの過去の電力料金の実績値をデータベース３３に記憶させておき、その実績値に基づいて、電力消費量の概算を推定させることもできる。また、太陽光発電装置４の発電量も、地域と設置向きに基づく公知の概算方法により推定させることができる。

一方、環境負荷予測手段３２は、住宅Ｈの電力消費が地球環境にかける負荷を予測する手段である。例えば、電力会社は、発電する際に二酸化炭素を排出して地球環境に負荷をかけている。そのため、電力会社が発電した電力を系統電力網８から買電すると、その分、住宅Ｈの住人が地球環境に負荷をかけていることになる。

そこで、環境負荷予測手段３２では、系統電力網８から買電した電力量を二酸化炭素の排出量に換算して算出する。データベース３３には、単位電力量をどのくらいの二酸化炭素の排出量に換算するかのデータを記憶させておく。

また、太陽光発電装置４のように二酸化炭素を排出しないクレーンエネルギーによる発電を行うと、その分、二酸化炭素の排出量を削減することができる。一方、国や企業に二酸化炭素の排出量の削減義務が課せられると、二酸化炭素の削減量に経済的価値が認められるようになるため、二酸化炭素の削減量、換言すると二酸化炭素の排出量が金額に換算できるようになる。そこで、二酸化炭素の排出量に関する価格が設定されている場合は、その排出量価格もデータベース３３に記憶させておく。

このように予測部３によって演算が行われた結果（予測値）は、制御装置１を介して出力手段７に出力される。出力手段７には、コンピュータの表示モニタ、プリンタ、又はハードディスク、一時記憶メモリ若しくは光ディスクなどの記憶装置が使用できる。

例えば、出力手段７が表示モニタやプリンタの場合は、予測部３の予測値に基づく出力結果を見た住人が、マウスやキーボードなどの入力手段（図示省略）によって運転させたいモードを入力し、その入力信号が制御装置１を介して切替装置２に伝達される構成とすることができる。

また、表示モニタなどの出力手段７と併せて記憶装置に出力結果を出力する場合は、制御装置１が記憶装置から必要なデータを取得して、切替装置２を制御する信号を生成させる構成にすることができる。

次に、本実施の形態の電力制御システムの処理の流れについて、シミュレーション結果を交えながら説明する。

以下で説明する電力制御システムの予測部３の演算と、その演算結果に基づく切替装置２の制御は、どのようなタイミングで行ってもよい。例えば、太陽光発電装置４や蓄電装置５を設置したとき、電力価格が更新されたとき、季節の変わり目、地球への環境負荷や省エネルギーについて検討したいとき、経済的な運転を行いたいと考えたとき、震災等の非常時などが該当する。

まず、演算を行うにあたって太陽光発電装置４の発電容量（kW）、蓄電装置５の蓄電容量（kW）などの諸条件を入力する。この入力は、システムに接続された端末（図示省略）などからおこなうこともできるが、データベース３３から抽出するものであってもよい。また、システムに接続された太陽光発電装置４や蓄電装置５の仕様を自動的に検知する構成であってもよい。

そして、予測部３では、第１スイッチで接続される場合（図２参照）の電力料金と環境負荷（ＣＯ₂排出量）の予測を行う。以下、この運転モードを「グリーンモード」（第１モード）と呼ぶ。

グリーンモードでは、上述したように系統電力網８からできるだけ買電しないように、太陽光発電装置４によって発電された電力をできるだけ多く、住宅Ｈで消費するように運転を行う。

図５は、ある一日の電力制御システムの運転状況を予測した結果を示している。このグリーンモードでは、蓄電装置５が放電しきった後の夜間や深夜は、電力負荷装置６１が消費する分の電力のみを系統電力網８から買電する。

そして、日が昇り、太陽光発電装置４による発電が始まると、電力負荷装置６１にはその発電された電力を供給し、発電した電力に余剰電力がある場合は蓄電装置５に充電する。

また、蓄電装置５が満充電になった場合は、太陽光発電装置４によって発電された電力を系統電力網８に逆潮流させて売電を行う。さらに、日が沈んで太陽光発電装置４による発電が終了すると、蓄電装置５に蓄えられた電力を放電して電力負荷装置６１に供給する。

このようなグリーンモードで運転した場合の電力料金を、電力料金予測手段３１によって予測する。この予測に必要な太陽光発電装置４の発電量、電力負荷装置６１の電力消費量、時間帯毎の買電価格及び売電価格は、データベース３３から取得する。

一方、環境負荷予測手段３２では、グリーンモードで運転した場合の二酸化炭素の排出量の予測を行う。すなわち、データベース３３から単位電力量あたりの二酸化炭素の排出量を取得し、系統電力網８から買電した電力量に単位電力量あたりの排出量を掛け合わせることで、住宅Ｈの二酸化炭素の総排出量を算出する。

また、データベース３３に排出量価格が記憶されている場合は、そのデータも取り込んで総排出量と掛け合わせることで、二酸化炭素の排出量を金額に換算する。

ここで、一般的には、太陽光発電装置４で発電した電力量に単位電力量あたりの排出量と排出量価格を掛け合わせた値を算出することで、住宅Ｈが二酸化炭素の排出を削減できた量及びその経済価値を算出することがよくおこなわれている。

しかしながら、太陽光発電装置４の発電量と電力負荷装置６１の電力消費量が同じ条件で運転モードの比較をおこなう場合、このような一般的に行われる二酸化炭素の削減量の算出では判断材料が増えない。

そこで、本実施の形態の電力制御システムでは、系統電力網８から買電する量が少ないほど評価が高くなるように、系統電力網８から買電した電力量に基づく二酸化炭素の排出量を算出し、負の評価として加えることとする。

続いて、予測部３では、第２スイッチで接続される場合（図３参照）の電力料金と環境負荷（ＣＯ₂排出量）の予測を行う。以下、この運転モードを「エコノミーモード」（第２モード）と呼ぶ。

エコノミーモードでは、上述したように電力料金が安くなるように、系統電力網８への売電と、買電価格が安い時間帯の買電を蓄電する運転を行う。図６は、グリーンモードの演算を行った日と同じ一日のエコノミーモードの運転状況を予測した結果を示している。

このエコノミーモードでは、蓄電装置５が放電しきった後の夜間は電力負荷装置６１が消費する分の電力を系統電力網８から買電し、最も買電価格が安くなる深夜割引価格の時間帯に蓄電装置５への充電を系統電力網８から供給された電力によって行う。

そして、太陽光発電装置４による発電が始まると、電力負荷装置６１にはその発電された電力を供給し、発電した電力に余剰電力がある場合は系統電力網８に逆潮流させて売電を行う。この売電価格が深夜割引価格よりも高ければ、余剰電力を蓄電装置５に充電するよりも売電して深夜に系統電力網８から充電した方が、住宅Ｈの電力料金は安くなる。

さらに、日が沈んで太陽光発電装置４による発電が終了すると、深夜割引価格の時間帯に系統電力網８から買電して充電した蓄電装置５の電力を放電して電力負荷装置６１に供給する。

このようなエコノミーモードでは、グリーンモードよりも系統電力網８から買電する電力量が多くなるので、環境負荷予測手段３２による予測値もエコノミーモードよりも大きくなる。

ここで、系統電力網８からの電力供給が遮断された場合（図４参照）の電力制御システムの運転状況についても、図７を参照しながら説明しておく。以下、この運転モードを「安心モード」（第３モード）と呼ぶ。

安心モードの接続は、グリーンモードと同じ第１スイッチの接続である。但し、系統電力網８と遮断されているので、買電や売電は行われない。この安心モードによって運転すれば、震災や送電線の損傷などによって系統電力網８からの電力供給が停止されても、太陽光発電装置４が発電できる日中だけでなく、夜間も必要最低限の電力負荷装置６１を使用することができるようになる。

ここで、この安心モードへの切り替わりは、系統電力網８からの電力供給が遮断された場合に自動的に行われるようにしておくのが好ましい。また、安心モードのときに使用できる電力負荷装置６１を予め特定しておくことができる。

そして、予測部３で算出された予測値は、例えば図８に示すような表示モニタ７ａなどの出力手段７に出力結果として出力される。この出力結果は、グリーンモードで運転する場合とエコノミーモードで運転する場合の予測値又はそれに基づく値である。

例えば、電力料金のみを判断材料にする場合は、出力結果の一番上の行のグリーンモードのa1円と、エコノミーモードのa2円とを比較すればよい。通常は、a1＞a2となる。a3円は、a1円からa2円を引いた値となる。

これに対して、環境負荷（ＣＯ₂排出量）のみを判断材料にする場合は、二番目の行のグリーンモードのb1トンと、エコノミーモードのb2トンとを比較すればよい。通常は、b1＜b2となる。b3トンは、b1トンからb2トンを引いた値となる。

また、電力料金と環境負荷とを合わせた総合評価を行う場合は、最下行のグリーンモードのd1円と、エコノミーモードのd2円とを比較すればよい。ここで、総合評価を行うために、二番目の行の括弧内に示したように、ＣＯ₂排出量を金額に換算している。このc1円とc2円は、正の値で通常はc1＜c2となる。すなわち、電力料金はエコノミーモードの方が安くなるが、ＣＯ₂排出量の換算金額はエコノミーモードの方が高くなるため、総合評価にした場合、どちらのモードの評価（d1円、d2円）が高くなるかは一概には言えず、住人はこの出力結果を見ていずれのモードを選択するかを決めればよい。

次に、本実施の形態の電力制御システムの作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の電力制御システムは、蓄電装置５に対して太陽光発電装置４を繋ぐ第１スイッチと、蓄電装置５に対して系統電力網８を繋ぐ第２スイッチとを切り替える切替装置２を備えている。

また、第１スイッチを接続した場合と第２スイッチを接続した場合とで、電力料金予測手段３１及び環境負荷予測手段３２でそれぞれ電力料金と環境負荷の予測値が算出され、出力手段７にその結果が出力される。

このため、電力料金と環境負荷の予測値に基づいて、第１スイッチと第２スイッチとのどちらを接続させる方がよいかを決めることができる。

例えば、第１スイッチを接続した場合は、太陽光発電装置４によって発電された電力のうちそのときに消費し切れなかった余剰電力を蓄電装置５に充電し、発電がないときに利用することができるので、系統電力網８からの電力供給を極力減らすことができる。

他方、第２スイッチを接続した場合は、太陽光発電装置４によって発電された電力のうちそのときに消費し切れなかった余剰電力を系統電力網８に売電するとともに、蓄電装置５には深夜又は夜間の系統電力網８の安価な電力を充電することで、経済的な運転を行うことができる。

また、環境負荷予測手段３２において、系統電力網８から供給を受けた電力量を二酸化炭素の排出量に換算するのであれば、系統電力網８からの電力供給が少なくなる第１スイッチによる接続の方を選択する際の判断材料になる。さらに、環境負荷の予測値を電力料金と同じ金額に換算すれば、２種類の予測値を総合した判断をおこなうことができるようになる。

また、切替装置２の制御は、住人が表示モニタ７ａの出力結果を見てモードを選択し、選択したいモードをマウスやキーボードによって指定した入力信号が制御装置１を介して切替装置２に伝達されることで行われる。このように住人にモードを選択させる場合は、住人の意思を充分に反映させることができる。

これに対して、出力結果から自動的に信号を生成させて切替装置２の制御を行うこともできる。例えば、総合評価のd3円の絶対値が所定値以上になった場合に、総合評価の値が小さい方のモードが選ばれる信号を制御装置１で生成させ、切替装置２の制御を行わせることができる。このように自動制御にした場合は、切り替えミスを無くすことができる。

さらに、系統電力網８からの電力の供給が遮断された場合に第１スイッチを接続する構成となっていれば、震災や送電線の損傷などによる停電時にも、電力負荷装置６１がまったく使用できない状態にならないようにすることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、分散型の発電装置として太陽光発電装置４についてしか説明していないが、燃料電池、化石燃料による小型発電機などを備えた住宅Ｈの電力制御システムであってもよい。

また、前記実施の形態で説明した電力価格は例示であって、電力価格が変化する時間や価格が異なる時間帯の数は、電力会社の経営方針やその時の政策などによって変化する。

さらに、太陽光発電装置４で発電することによって二酸化炭素の排出量を削減できた量を電力会社が買い取る場合は、太陽光発電装置４の発電量と排出量価格とに基づいて計算される金額を電力料金から差し引くことができる。なお、この場合でも、環境負荷予測手段３２による予測は別途、行われる。

また、前記実施の形態では、電力料金予測手段３１及び環境負荷予測手段３２の両方によって予測をおこなったが、これに限定されるものではなく、いずれか一方であってもよい。

１ 制御装置
２ 切替装置
３ 予測部
３１ 電力料金予測手段
３２ 環境負荷予測手段
４ 太陽光発電装置
５ 蓄電装置
６１ 電力負荷装置
７ 出力手段
８ 系統電力網
Ｈ 住宅（建物）

Claims (11)

1. 太陽光発電装置及び蓄電装置を備えた建物の電力制御システムであって、
   太陽光発電装置と蓄電装置とを繋ぐ第１モードと、系統電力網と蓄電装置とを繋ぐ第２モードとの切り替えが可能であり、
   前記第１モードと前記第２モードの電力料金をそれぞれ予測する電力料金予測手段、又は前記第１モードと前記第２モードの環境負荷をそれぞれ予測する環境負荷予測手段の少なくとも一方の手段と、
   前記電力料金予測手段又は環境負荷予測手段の少なくとも一方による予測値を出力する出力手段とを備え、
   前記第１モードでは前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記蓄電装置に充電する制御を行い、前記第２モードでは前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記系統電力網に逆潮流させるとともに、前記蓄電装置には深夜又は夜間に前記系統電力網から供給される電力を充電する制御を行うことを特徴とする電力制御システム。
2. 前記電力料金予測手段及び前記環境負荷予測手段の両方を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
3. 前記出力手段による出力結果に基づいて第１モードと第２モードの切り替え制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御システム。
4. 前記環境負荷予測手段では、前記系統電力網から前記建物に供給された電力量を二酸化炭素の排出量に換算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力制御システム。
5. 前記出力手段には、前記環境負荷予測手段による予測値を金額に換算した結果が出力されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
6. 前記制御装置では、前記出力結果に基づいて入力された信号によって切り替えの制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の電力制御システム。
7. 前記制御装置では、前記第１モードと前記第２モードとで前記電力料金予測手段による予測値に所定値以上の差がある場合には、自動的に切り替えの制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の電力制御システム。
8. 前記制御装置では、前記第１モードと前記第２モードとで前記電力料金予測手段及び環境負荷予測手段による予測値を総合した評価に所定値以上の差がある場合には、自動的に切り替えの制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の電力制御システム。
9. 前記系統電力網からの電力の供給が遮断された場合に、太陽光発電装置と蓄電装置とを繋ぐとともに、前記太陽光発電装置によって発電された電力のうち前記建物の電力負荷装置で消費し切れなかった余剰電力を前記蓄電装置に充電する第３モードへの切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電力制御システム。
10. 前記第３モードには、前記系統電力網からの電力の供給が遮断された場合に自動的に切り替わることを特徴とする請求項９に記載の電力制御システム。
11. 前記第３モードでは、前記蓄電装置の電力が前記建物の特定の電力負荷装置にのみ消費されるように制御されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電力制御システム。