JP6843328B2 - Power storage device, power storage system, and power storage method - Google Patents
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Description
本発明は、一般家屋や商業施設等に設置された発電設備、主に太陽光発電設備で発電した電力を預かるための電力預かり装置、電力預かりシステム、及び電力預かり方法に関する。 The present invention relates to a power generation facility installed in a general house, a commercial facility, or the like, a power storage device for storing power generated mainly by a photovoltaic power generation facility, a power storage system, and a power storage method.
近年、低炭素化の推進が求められており、再生可能エネルギーの自家消費を目的とした、一般家屋や商業施設等への太陽光発電設備の導入が進んでいる。また、最近では、太陽光発電設備と燃料電池とを組み合わせた自家発電システムの普及も進んでいる。燃料電池を併用することにより、太陽光を利用できない夜間や悪天候時での自家発電が可能になるとともに、太陽光発電設備で発電した電力量のうち売電に回せる電力量の増加による売電収入の増加や、災害時のエネルギー確保といったメリットが指摘されている。 In recent years, the promotion of low carbonization has been required, and the introduction of photovoltaic power generation equipment into general houses and commercial facilities for the purpose of self-consumption of renewable energy is progressing. Recently, in-house power generation systems that combine solar power generation equipment and fuel cells are becoming widespread. By using a fuel cell together, it is possible to generate electricity in-house at night or in bad weather when solar power cannot be used, and at the same time, the amount of electricity generated by the solar power generation facility can be increased to sell electricity. It has been pointed out that there are merits such as an increase in electricity and securing energy in the event of a disaster.
また、現在、再生可能エネルギーの普及政策として、太陽光発電設備で発電した電力のうちの余剰電力を電力会社が固定価格で買い取るFIT制度(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)が設けられている。このFIT制度下では、所定の買取期間(10kW未満の住宅用では設備設置から10年間)が設定されており、その買取期間が終了すると電力会社の買取義務はなくなる。そのため、買取期間の終了後は、太陽光発電設備で発電した余剰電力は蓄電池(バッテリ)に充電して自家消費することが考えられるが、蓄電池は一般的に高価であるため、蓄電池の購入は太陽光発電設備のユーザには負担になるという問題があった。 In addition, as a policy to popularize renewable energy, there is currently an FIT system (feed-in tariff system for renewable energy) in which electric power companies purchase surplus electricity generated by solar power generation facilities at a fixed price. .. Under this FIT system, a predetermined purchase period (10 years from the installation of equipment for houses with less than 10 kW) is set, and when the purchase period ends, the electric power company is no longer obligated to purchase. Therefore, after the end of the purchase period, it is conceivable that the surplus power generated by the photovoltaic power generation facility will be charged to the storage battery (battery) and consumed in-house. There was a problem that it would be a burden to the users of the photovoltaic power generation equipment.
これに対し、ユーザの太陽光発電設備で発電した余剰電力を預かる技術である「電気のお預かりサービス(仮称)」が提案されている(非特許文献1参照)。この技術では、太陽光発電設備から電力グリッドに逆潮流した余剰電力を電力事業者が「預かった」と見なし、その預かった電力を、その後にユーザが電力を使用する際に返還(充当)したり、他のユーザと分け合ったりするとしている。 On the other hand, an "electricity custody service (tentative name)", which is a technology for custody of surplus electric power generated by a user's photovoltaic power generation facility, has been proposed (see Non-Patent Document 1). In this technology, the surplus power that flows backward from the photovoltaic power generation equipment to the power grid is regarded as "deposited" by the electric power company, and the entrusted power is returned (allocated) when the user subsequently uses the power. Or share it with other users.
上記の非特許文献1に記載された従来技術では、預かった電力の返還時は、電力事業者は、発電機で発電した電力を、電力グリッドを介してユーザに返還することになる。しかし、この技術では、電力事業者は、預かった電力と等しい電力量でユーザに電力を返還しようとすると、送電ロス等に起因する返還コストを負担する必要が生じる。また、大手電力事業者の送配電網を借用する新電力会社が預かった電力を返還するケースでは、大手電力事業者に対して託送料の支払いを要するため、返還コストが大きくなってしまう。その一方で、ユーザにとっては、預けた電力がそのまま返還されるに過ぎず(仮に新電力会社が送電ロスや託送料をユーザから回収した場合、返還される電力量は預けた電力量よりも少なくなる)、預金で発生する利息のような概念・メリットは生じない。 In the prior art described in Non-Patent Document 1 above, when the entrusted electric power is returned, the electric power company returns the electric power generated by the generator to the user via the electric power grid. However, in this technology, when the electric power company tries to return the electric power to the user with the same amount of electric power as the entrusted electric power, it is necessary to bear the return cost due to the transmission loss or the like. In addition, in the case of returning the electric power entrusted by the new electric power company that rents the power transmission and distribution network of the major electric power company, the return cost becomes large because the transportation fee must be paid to the major electric power company. On the other hand, for the user, the deposited power is only returned as it is (if the new power company collects the transmission loss and the shipping fee from the user, the amount of returned power is less than the deposited power amount. ), There is no concept / merit such as interest accrued on deposits.
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電(蓄エネルギー)を行うことを可能とし、しかも電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能とする電力預かり装置、電力預かりシステム、及び電力預かり方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and by entrusting surplus electric power to a user who owns a power generation facility, substantial storage (storage) without preparing a storage battery by himself / herself is required. Providing an electric energy storage device, an electric power storage system, and an electric power storage method that make it possible to perform (energy) and obtain a larger amount of electric energy (energy) than the amount of electric energy (energy) deposited at the time of returning the electric power. The main purpose is to do.
本発明の電力預かり装置は、ユーザの発電設備で発電した電力を電力事業者が預かる電力預かり装置であって、前記発電設備から電力グリッドに逆潮流した電力量を、前記ユーザからの預かり電力の量として受信する制御部と、前記預かり電力の量に基づき、前記預かり電力の返還に用いる返還物の返還量を算出する返還量算出部と、を備え、前記返還量算出部は、前記預かり電力の量に相当する電力量を前記電力事業者が発電するのに要する前記返還物の量を、前記返還量として算出することを特徴とする。 The power storage device of the present invention is a power storage device in which the electric power company keeps the power generated by the user's power generation facility, and the amount of power that flows backward from the power generation facility to the power grid is the amount of the power stored by the user. A control unit that receives as an amount and a return amount calculation unit that calculates the return amount of the returned material used for returning the stored power based on the amount of the stored power, and the return amount calculation unit is the stored power. It is characterized in that the amount of the returned goods required for the electric power company to generate the electric energy corresponding to the amount of the above is calculated as the returned amount.
本発明の電力預かりシステムは、前記電力預かり装置と、前記ユーザが所有する前記発電設備としての太陽光発電設備と、前記ユーザが所有する、燃料を使用して発電する燃料使用発電装置と、前記電力預かり装置に対してネットワークを介して通信可能に接続され、前記太陽光発電設備から電力グリッドに逆潮流した前記電力量に関するデータを前記電力預かり装置に送信する電力量計と、前記電力預かり装置が預かった前記預かり電力の返還に用いる前記返還物としての燃料を前記燃料使用発電装置に対して供給する燃料供給施設と、を備えたことを特徴とする。 The electric power storage system of the present invention includes the electric power storage device, a solar power generation facility as the power generation facility owned by the user, a fuel-use power generation device owned by the user to generate power using fuel, and the above. A power meter and a power storage device that are communicably connected to the power storage device via a network and transmit data on the amount of power that has flowed back from the solar power generation facility to the power grid to the power storage device. It is characterized in that it is provided with a fuel supply facility for supplying the fuel as the returned product used for returning the stored electric power to the fuel-using power generation device.
本発明の電力預かり方法は、ユーザの発電設備で発電した電力を電力事業者が預かる電力預かり方法であって、前記発電設備から電力グリッドに逆潮流した電力量を、前記ユーザからの預かり電力の量として受信するステップと、前記預かり電力の量に基づき、前記預かり電力の返還に用いる返還物の返還量を算出するステップと、を含み、前記返還量を算出するステップでは、前記預かり電力の量に相当する電力量を前記電力事業者が発電するのに要する前記返還物の量を、前記返還量として算出することを特徴とする。 The power storage method of the present invention is a power storage method in which the electric power company stores the power generated by the user's power generation facility, and the amount of power that flows backward from the power generation facility to the power grid is the amount of the power stored by the user. In the step of calculating the returned amount, the step of calculating the returned amount includes the step of receiving as the amount and the step of calculating the returned amount of the returned material used for returning the stored power based on the amount of the stored power. It is characterized in that the amount of the returned goods required for the electric power company to generate the electric energy corresponding to the above is calculated as the returned amount.
本発明によれば、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電(蓄エネルギー)を行うことを可能とし、しかも電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能とする。 According to the present invention, by depositing surplus electric power, it is possible for a user who owns a power generation facility to substantially store electricity (energy storage) without preparing a storage battery by himself / herself, and the electric power is deposited at the time of return. It is possible to obtain a larger amount of electric power (energy) than the amount of electric power (energy).
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、ユーザの発電設備で発電した電力を電力事業者が預かる電力預かり装置であって、前記発電設備から電力グリッドに逆潮流した電力量を、前記ユーザからの預かり電力の量として受信する制御部と、前記預かり電力の量に基づき、前記預かり電力の返還に用いる返還物の返還量を算出する返還量算出部と、を備え、前記返還量算出部は、前記預かり電力の量に相当する電力量を前記電力事業者が発電するのに要する前記返還物の量を、前記返還量として算出することを特徴とする。 The first invention made to solve the above problem is an electric power storage device in which an electric power company entrusts the electric power generated by a user's power generation facility, and the amount of electric energy reverse power flowed from the power generation facility to the electric power grid. The return amount includes a control unit that receives the amount of the stored power from the user and a return amount calculation unit that calculates the return amount of the returned item used for returning the stored power based on the amount of the stored power. The calculation unit is characterized in that the amount of the returned goods required for the electric power company to generate the amount of electric power corresponding to the amount of the stored electric power is calculated as the returned amount.
これによれば、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電(蓄エネルギー)を行うことを可能とし、しかも電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能とする。 According to this, it is possible for a user who owns a power generation facility to substantially store electricity (energy storage) by depositing surplus power without preparing a storage battery by himself / herself, and the power deposited at the time of returning the power. It is possible to obtain a larger amount of electric power (energy) than the amount (energy).
また、第2の発明は、上記の第1の発明において、前記返還量算出部は、前記電力グリッドに電力を供給する所定の発電機の発電効率に基づき、前記燃料の量を算出することを特徴とする。 Further, in the second invention, in the first invention described above, the return amount calculation unit calculates the amount of fuel based on the power generation efficiency of a predetermined generator that supplies power to the power grid. It is a feature.
これによれば、預かり電力の量に相当する電力を発電するのに要する燃料の量を、発電機の発電効率に基づき間接的に算出することが可能となる。 According to this, it is possible to indirectly calculate the amount of fuel required to generate electric power corresponding to the amount of stored electric power based on the power generation efficiency of the generator.
また、第3の発明は、上記の第1の発明または第2の発明において、前記返還物は、燃料または電力の少なくとも一方から選択されることを特徴とする。 The third invention is characterized in that, in the first invention or the second invention described above, the returned product is selected from at least one of fuel and electric power.
これによれば、ユーザは、電力事業者からの預かり電力の返還時に、返還物を、燃料、電力、または、燃料と電力との組み合わせのいずれかから選択することが可能となる。 According to this, the user can select the returned product from either fuel, electric power, or a combination of fuel and electric power at the time of returning the stored electric power from the electric power company.
また、第4の発明は、上記の第3の発明において、前記返還物は、前記電力事業者から前記ユーザへの返還時に、前記ユーザにより指定されることを特徴とする。 Further, the fourth invention is characterized in that, in the third invention described above, the returned product is designated by the user when the returned product is returned from the electric power company to the user.
これによれば、ユーザは、電力事業者からの預かり電力の返還時に、返還物を自由に選択することが可能となる。したがって、ユーザは、電力事業者と、返還物の指定に関して自由度の高い電力預かり契約を結ぶことが可能となる。 According to this, the user can freely select the returned item when returning the stored electric power from the electric power company. Therefore, the user can conclude a power custody contract with a power company with a high degree of freedom regarding the designation of returned goods.
また、第5の発明は、第1の発明ないし第4の発明のいずれかに記載の電力預かり装置と、前記電力預かり装置と、前記ユーザが所有する前記発電設備としての太陽光発電設備と、前記ユーザが所有する、燃料を使用して発電する燃料使用発電装置と、前記電力預かり装置に対してネットワークを介して通信可能に接続され、前記太陽光発電設備から電力グリッドに逆潮流した前記電力量に関するデータを前記電力預かり装置に送信する電力量計と、前記電力預かり装置が預かった前記預かり電力の返還に用いる前記返還物としての燃料を前記燃料使用発電装置に対して供給する燃料供給施設と、を備えた電力預かりシステムである。 Further, the fifth invention includes the electric power storage device according to any one of the first invention to the fourth invention, the electric power storage device, and a solar power generation facility as the power generation facility owned by the user. The electric power that is connected to the electric power storage device, which is owned by the user and uses fuel to generate electricity, and is communicably connected to the electric power storage device, and flows backward from the solar power generation facility to the electric power grid. A power meter that transmits data related to the amount to the power storage device, and a fuel supply facility that supplies fuel as a return material used for returning the stored power stored by the power storage device to the fuel-using power generation device. It is a power storage system equipped with.
これによれば、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電(蓄エネルギー)を行うことを可能とし、しかも電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能とする。 According to this, it is possible for a user who owns a power generation facility to substantially store electricity (energy storage) by depositing surplus power without preparing a storage battery by himself / herself, and the power deposited at the time of returning the power. It is possible to obtain a larger amount of electric power (energy) than the amount (energy).
また、第6の発明は、上記の第5の発明において、前記太陽光発電設備で発電された電力のうち、自家消費されない余剰電力が電力グリッドに逆潮流されることを特徴とする。 Further, the sixth invention is characterized in that, in the fifth invention described above, of the electric power generated by the photovoltaic power generation facility, surplus electric power that is not consumed in-house is reverse-flowed to the electric power grid.
これによれば、ユーザが所有する太陽光発電設備で発電された電力のうち、自家消費されない余剰電力を電力事業者が預かることが可能となる。 According to this, it becomes possible for the electric power company to entrust the surplus electric power that is not consumed in-house among the electric power generated by the solar power generation facility owned by the user.
また、第7の発明は、上記の第5の発明または第6の発明において、前記燃料供給施設から供給される燃料を用いて発電することにより、前記電力グリッドに電力を供給する発電機をさらに備えたことを特徴とする。 Further, the seventh invention further relates to a generator that supplies electric power to the electric power grid by generating electric power using the fuel supplied from the fuel supply facility in the fifth or sixth invention. It is characterized by being prepared.
これによれば、ユーザからの預かり電力の量を、ユーザに燃料電池用の燃料で返還することが可能となる。 According to this, it is possible to return the amount of the stored electric power from the user to the user with the fuel for the fuel cell.
また、第8の発明は、第5の発明ないし第7の発明のいずれかにおいて、前記燃料使用発電装置が燃料電池であることを特徴とする。 Further, the eighth invention is characterized in that, in any one of the fifth invention to the seventh invention, the fuel-using power generation device is a fuel cell.
これによれば、ユーザが所有する燃料使用発電装置として、電力グリッドに電力を供給する発電機よりも電力効率が高い装置を用いることが可能となる。これにより、ユーザに対して、電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることが可能となる。 According to this, as a fuel-using power generation device owned by the user, it is possible to use a device having higher power efficiency than a generator that supplies power to the power grid. This makes it possible for the user to obtain a larger amount of electric power (energy) than the amount of entrusted electric power (energy) when the electric power is returned.
また、第9の発明は、上記の第8の発明において、前記燃料電池が、前記ユーザが所有する燃料電池自動車に搭載され、前記燃料電池に対し、前記預かり電力の返還に用いる前記燃料としての水素を供給する水素ステーションをさらに備えたことを特徴とする。 Further, in the ninth invention, in the eighth invention, the fuel cell is mounted on a fuel cell vehicle owned by the user, and the fuel cell is used as the fuel for returning the stored electric power to the fuel cell. It is characterized by further equipped with a hydrogen station for supplying hydrogen.
これによれば、本発明に係る電力預かりシステムを燃料電池自動車に適用することが可能となる。 According to this, the electric power storage system according to the present invention can be applied to a fuel cell vehicle.
また、第10の発明は、上記の第5の発明ないし第9の発明のいずれかにおいて、前記ユーザが所有する電気自動車に対し、前記預かり電力の返還に用いる前記返還物としての前記電力を供給する充電設備をさらに備えたことを特徴とする。 Further, the tenth invention supplies the electric power as the returned product used for returning the stored electric power to the electric vehicle owned by the user in any of the fifth to ninth inventions. It is characterized by being further equipped with a charging facility for charging.
これによれば、本発明に係る電力預かりシステムを電気自動車に適用することが可能となる。 According to this, the electric power storage system according to the present invention can be applied to an electric vehicle.
また、第11の発明は、ユーザの発電設備で発電した電力を電力事業者が預かる電力預かり方法であって、前記発電設備から電力グリッドに逆潮流した電力量を、前記ユーザからの預かり電力の量として受信するステップと、前記預かり電力の量に基づき、前記預かり電力の返還に用いる返還物の返還量を算出するステップと、を含み、前記返還量を算出するステップでは、前記預かり電力の量に相当する電力量を前記電力事業者が発電するのに要する前記返還物の量を、前記返還量として算出することを特徴とする。 Further, the eleventh invention is a power storage method in which an electric power company entrusts the electric power generated by a user's power generation facility, and the amount of power that flows backward from the power generation facility to the electric power grid is used as the entrusted electric energy from the user. In the step of calculating the returned amount, the step of calculating the returned amount includes the step of receiving as the amount and the step of calculating the returned amount of the returned material used for returning the stored power based on the amount of the stored power. It is characterized in that the amount of the returned goods required for the electric power company to generate the electric energy corresponding to the above is calculated as the returned amount.
これによれば、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電(蓄エネルギー)を行うことを可能とし、しかも電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能とする。 According to this, it is possible for a user who owns a power generation facility to substantially store electricity (energy storage) by depositing surplus power without preparing a storage battery by himself / herself, and the power deposited at the time of returning the power. It is possible to obtain a larger amount of electric power (energy) than the amount (energy).
また、第12の発明は、上記の第11の発明において、前記返還量を算出するステップでは、前記電力グリッドに電力を供給する所定の発電機の発電効率に基づき、前記燃料の量を算出することを特徴とする。 Further, in the twelfth invention, in the eleventh invention described above, in the step of calculating the return amount, the amount of fuel is calculated based on the power generation efficiency of a predetermined generator that supplies power to the power grid. It is characterized by that.
これによれば、預かり電力の量に相当する電力を発電するのに要する燃料の量を、発電機の発電効率に基づき間接的に算出することが可能となる。 According to this, it is possible to indirectly calculate the amount of fuel required to generate electric power corresponding to the amount of stored electric power based on the power generation efficiency of the generator.
また、第13の発明は、上記の第11の発明または第12の発明において、前記返還物は、燃料または電力の少なくとも一方から選択されることを特徴とする。 The thirteenth invention is characterized in that, in the eleventh invention or the twelfth invention described above, the returned product is selected from at least one of fuel and electric power.
これによれば、ユーザは、電力事業者からの預かり電力の返還時に、返還物を、燃料、電力、または、燃料と電力との組み合わせのいずれかから選択することが可能となる。 According to this, the user can select the returned product from either fuel, electric power, or a combination of fuel and electric power at the time of returning the stored electric power from the electric power company.
また、第14の発明は、上記の第13の発明において、前記返還物は、前記電力事業者から前記ユーザへの返還時に、前記ユーザにより指定されることを特徴とする。 Further, the fourteenth invention is characterized in that, in the thirteenth invention described above, the returned item is designated by the user at the time of return from the electric power company to the user.
これによれば、ユーザは、電力事業者からの預かり電力の返還時に、返還物を自由に選択することが可能となる。したがって、ユーザは、電力事業者と、返還物の指定に関して自由度の高い電力預かり契約を結ぶことが可能となる。 According to this, the user can freely select the returned item when returning the stored electric power from the electric power company. Therefore, the user can conclude a power custody contract with a power company with a high degree of freedom regarding the designation of returned goods.
また、第15の発明は、上記の第11の発明ないし第14の発明のいずれかにおいて、前記ユーザが所有する所定の設備に電力または燃料を供給するステップと、前記所定の設備に供給した前記電力または前記燃料の料金を課金するステップと、をさらに含み、前記料金を課金するステップでは、前記電力または前記燃料の料金から前記返還量に相当する分を減じた料金を課金することを特徴とする。 Further, the fifteenth invention is the step of supplying electric power or fuel to a predetermined facility owned by the user and the step of supplying electric power or fuel to the predetermined facility in any one of the eleventh invention to the fourteenth invention described above. A step of charging a charge for electric power or the fuel is further included, and the step for charging the charge is characterized in that a charge obtained by subtracting the amount corresponding to the refund amount from the charge for the electric power or the fuel is charged. To do.
これによれば、ユーザに対して電力または燃料の料金を課金するときに、電力または燃料の料金から返還量に相当する分を減じた料金を課金することにより、ユーザに対して電力または燃料を実質的に返還することが可能となる。 According to this, when the electricity or fuel charge is charged to the user, the electricity or fuel is charged to the user by charging the charge obtained by subtracting the amount corresponding to the refund amount from the electricity or fuel charge. It will be possible to return it substantially.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1及び図2は、本発明の第1実施形態に係る電力預かりシステム1の全体構成図であり、図1は預かり時の各種命令/データ/燃料/電力の流れを、図2は返還時の各種命令/データ/燃料/電力の流れをそれぞれ示す。図1及び図2に示すように、電力預かりシステム1は、顧客10(ユーザ)が所有する発電設備としての太陽光発電設備2、燃料を使用して発電する燃料使用発電装置としての燃料電池3、通信装置4、及びスマートメータ(SM)5と、電力事業者20が所有する電力預かり装置6、燃料供給施設7、発電機8、及びサーバ9とから構成されている。通信装置4及びスマートメータ5は、インターネットや専用回線等のネットワークを介して、電力預かり装置6と接続されている。また、電力預かり装置6は、LAN(Local Area Network)や専用回線等のネットワークを介して、発電機8及びサーバ9と接続されている。
(First Embodiment)
1 and 2 are overall configuration diagrams of the power storage system 1 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows various commands / data / fuel / power flows at the time of storage, and FIG. 2 shows the flow of various commands / data / fuel / power at the time of return. The flow of various commands / data / fuel / power of is shown. As shown in FIGS. 1 and 2, the electric power storage system 1 includes a solar
この第1実施形態では、電力事業者20は電力/ガス小売事業者であり、顧客10に電力及びガスを供給する。電力は、電力グリッド30を介して顧客10に供給される。本実施形態では、電力事業者20が供給するガスは都市ガス(メタンガス)であり、ガス配管網を介して顧客10に供給されるものとする。なお、電力事業者20が供給するガスはLPガス(プロパンガス)であってもよい。この場合は、LPガスは、ガス供給設備と顧客10とを接続する配管ラインや、トラックで輸送されるガスボンベ等を介して顧客10に供給される。
In this first embodiment, the
太陽光発電設備2(以降、「太陽電池2」と称する)は、太陽電池パネルを使用した太陽光発電により電力を生成する公知の太陽光発電装置である。太陽電池2で発電した電力は、太陽電池2が設置された一般家屋や商業施設等(すなわち、顧客10が所有する電力使用設備等)で使用されるが、自家消費等で使用されずに余った電力(余剰電力)は、太陽電池2から電力グリッド30に逆潮流する。
The photovoltaic power generation facility 2 (hereinafter referred to as “
燃料電池3は、炭化水素(メタン、プロパン、ブタン等)や水素等の燃料と空気中の酸素との電気化学反応により電力を生成する公知の燃料電池発電装置である。燃料電池3は、例えば、SOFC(固体酸化物形燃料電池)、PCFC(プロトン伝導型固体酸化物燃料電池)またはPEFC(固体高分子形燃料電池)であり得る。特にPCFCは複数のセルモジュールを燃料パスにおいてカスケード接続することで、理論発電効率が80%を超える可能性を有することから、燃料電池3の選択肢として好ましい。本実施形態では、燃料電池3は、電力/ガス小売事業者20から供給される都市ガス(メタンガス)を燃料として使用する。
The
通信装置4は、電力預かり装置6に対して各種命令やID(識別子)等を送信可能な通信機能を有している。通信装置4は、専用端末であってもよいし、タブレット端末、スマートフォン端末、パーソナルコンピュータ端末等であってもよい。顧客10は、この通信装置4を操作して、電力預かり装置6に対して、余剰電力の預かりを要求する「蓄電要求」、預けた電力量の返還を要求する「返還要求」、及び返還物(燃料または電力)を指定する「返還物指定」の各種命令を送信することができる。これらの命令は、顧客10固有のIDと共に送信される。
The
スマートメータ5は、顧客10の電力使用量及びガス使用量をそれぞれ計測し、計測した電力使用量及びガス使用量に関するデータ(以降、「使用量データ」と称する)を電力預かり装置6に対して送信可能な通信機能を有する公知の電力量計/ガス量計である。使用量データは、顧客のIDと共に、電力預かり装置6に適宜送信される(図2参照)。
The
また、このスマートメータ5は、太陽電池2で発電した余剰電力が電力グリッド30に逆潮されたときに、その余剰電力の量(逆潮流電力量)を計測し、計測した逆潮流電力量に関するデータ(以降、「蓄電量データ」と称する)を電力預かり装置6に送信する(図1参照)。蓄電量データは、IDと共に、電力預かり装置6に適宜送信される。
Further, the
また、通信装置4をスマートメータ5と連携させ、スマートメータ5から電力預かり装置6に蓄電量データが送信されるときに、蓄電要求を自動的に送信するようにしてもよい。また、通信装置4を省略し、蓄電要求が蓄電量データと共にスマートメータ5から電力預かり装置6に送信されるようにしてもよい。また、電力預かり装置6の側において、蓄電量データを受信した事実をもって蓄電要求がなされたと判断するようにしてもよい。
Further, the
燃料供給施設7は、ガス配管網を介して、顧客10の燃料電池3またはガス使用設備(ガスコンロ、ガスレンジ等)に都市ガスを供給する。また、燃料供給施設7は、配管ラインを介して発電機8に都市ガスを供給する。詳細については後述するが、この燃料供給施設7は、顧客10から預かった電力を燃料で返還する場合には、燃料電池3に都市ガスを算出した返還量で返還する。
The
発電機8は、燃料供給施設7から供給された都市ガスを燃料として使用して、火力発電により電力を生成する。発電機8で発電された電力は、電力グリッド30に供給され、電力グリッド30を介して、顧客10または図示しない一般電力需要者に供給される。
The
より具体的には、発電機8は燃料供給施設7から供給された燃料を燃やした燃焼ガスでガスタービンを回転させて発電しており、制御部21はガスタービンの回転数が一定となるよう発電機8を制御する。太陽電池2で発電した余剰電力が電力グリッド30に逆潮流すると、発電機8の負荷が軽くなりガスタービンの回転速度が高速側にシフトするため、発電機8に要求される発電量が低下したときには、燃料供給施設7から発電機8に供給される燃料の供給量を減らすことにより、ガスタービンの回転速度が一定に保たれる。このとき、発電機8の出力が絞られる。したがって、太陽電池2から電力グリッド30に余剰電力が逆潮流すると、発電機8の出力を絞った分だけ、発電機8での火力発電に使用される燃料が節約されることとなる。
More specifically, the
サーバ9は、電力預かり装置6から受信したデータを記憶可能な一般的なサーバ装置である。なお、サーバ9は、クラウド上に設けられたクラウドサーバであってもよい。
The
電力グリッド30は、送電線、変電所、配電線等の電力設備を含む電力網であり、顧客10、電力事業者20、及び図示しない一般電力需要者を相互に接続している。
The
電力預かり装置6は、各種の情報処理を実行可能なコンピュータから構成されている。また、電力預かり装置6は、ネットワークを介して、通信装置4、スマートメータ5、発電機8、及びサーバ9と通信可能な通信機能を有している。この電力預かり装置6は、電力事業者20が管理する監視センタ等に配置される。
The
この電力預かり装置6は、顧客10が操作する通信装置4から蓄電要求の命令を受信したとき(以降、「預かり時」とも称する)には、スマートメータ5から受信した蓄電量データに基づき、太陽電池2から電力グリッド30に逆潮流した余剰電力を預かったと見なす。なお、通常、スマートメータ5は、30分に1回程度の頻度で蓄電量データを出力している。また、顧客10が操作する通信装置4から返還要求の命令を受信したとき(以降、「返還時」とも称する)には、預かった電力(以降、「預かり電力」と称する)の量に相当する量の都市ガス(燃料)または電力を顧客10に返還する。なお、説明の便宜上、「返還」という表現を用いているが、実際には、顧客10に対するガス料金または電気料金の課金時に、燃料または電力の返還量に相当する分を減じた分を課金することにより、燃料または電力が顧客10に返還されたものとする。
When the
図3は、電力預かり装置6のハードウェア構成を示すブロック図である。図3に示すように、電力預かり装置6は、公知のハードウェア構成を備えており、所定の制御プログラムに基づき各種情報処理や周辺機器の制御等を統括的に実行するCPU(Central Processing Unit)等からなるプロセッサ11、プロセッサ11のワークエリア等として機能するRAM(Random Access Memory)12、プロセッサ11が実行する制御プログラムやデータを格納するROM(Read Only Memory)13、及びネットワークを介した通信処理を実行するネットワークインターフェース(I/F)14を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the
また、電力預かり装置6は、周辺機器として、電力預かり装置6の管理者等が各種命令やデータを入力するためのキーボードやタッチパネル等から構成される入力装置15、電力預かり装置6の管理者等に各種情報を表示するモニタ16、及び電力預かり装置6で使用する各種データやそれらデータの演算結果等を記憶するHDD(Hard Disk Drive)等から構成されるストレージ17等を備えている。上記の各構成要素11−17は、バス18を介して相互に接続されている。
Further, as a peripheral device, the
なお、電力預かり装置6としては、コンピュータに限らず、同様の機能を果たす他の情報機器(サーバ等)から構成してもよい。また、電力預かり装置6の各種機能の少なくとも一部を他の公知のハードウェアによる処理によって代替してもよい。
The
電力預かり装置6は、制御部21と、返還量算出部22とを備えている。制御部21及び返還量算出部22の機能は、図3に示した電力預かり装置6のハードウェア構成において、プロセッサ11が所定の制御プログラムを実行することによって実現される。また、電力預かり装置6と、通信装置4、スマートメータ5、発電機8、及びサーバ9との通信は、電力預かり装置6のネットワークI/F14により実現される。
The
制御部21は、ネットワークを介した通信装置4との通信により、通信装置4から蓄電要求、返還要求、返還物指定等の各種の命令を受信する。上述したように、これらの命令は、顧客10のIDと共に、通信装置4から送信される。そして、制御部21は、通信装置4から蓄電要求を受信したとき(預かり時)には後述する預かり時の処理を実行し、返還要求を受信したとき(返還時)には後述する返還時の処理を実行する。
The
また、制御部21は、スマートメータ5から蓄電量データまたは使用量データを取得する。上述したように、これらのデータは、顧客10のIDと共に、スマートメータ5から送信される。制御部21が取得した蓄電量データまたは使用量データは顧客10のIDと共にサーバ9に送信され、顧客10のIDに関連付けてサーバ9記憶される。
In addition, the
また、制御部21は、余剰電力の逆潮流時における発電機8の発電効率に関するデータをさらに取得する。制御部21が取得した発電機8の発電効率に関するデータは、ストレージ17等に記憶される。もっとも、発電機8の発電効率については独立して計測が可能であることから、予め(あるいは定期的に)計測した発電効率をストレージ17に記憶しておき、制御部21はこの記憶されたデータを参照してもよい。
Further, the
返還量算出部22は、制御部21により制御されて、予め定められた計算式等に基づき、電力または燃料電池用の燃料の少なくとも一方を用いて顧客10に対して預かり電力を返還するための返還量を算出する。具体的には、返還時には、制御部21は、返還要求と共に受信したIDをキーとして、そのIDに対応する蓄電量データをサーバ9から読み出し、返還量算出部22に送信する。そして、返還量算出部22は、制御部21から受信した蓄電量データ、すなわち顧客10からの預かり電力の量に基づき、燃料または電力の返還量を算出する。燃料または電力のいずれを返還するかは、通信装置4から受信した返還物指定により決定される。
The return
燃料で返還する場合には、返還量は、顧客10からの預かり電力の量に相当する電力を電力事業者20が所有する発電機8で発電するのに要する燃料の量として算出される。例えば、預かり電力の量が1kWhである場合、発電機8の発電効率に基づき、発電機8において1kWhの電力量を発電する際の燃料の量が返還量として算出される。本実施形態では、上述したように、太陽電池2で発電した余剰電力が電力グリッド30に逆潮流することにより、発電機8に要求される発電量が低下する(すなわち、発電機8の燃料が節約される)ため、その発電機8において節約される燃料が顧客10に返還されるとみなすこともできる。後に詳述するように、顧客10の燃料電池3の発電効率は、一般に発電機8による火力発電の発電効率よりも高いため、返還された燃料を燃料電池3の発電に用いることにより、顧客10は、預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることが可能となる。
In the case of returning with fuel, the returned amount is calculated as the amount of fuel required to generate electric power corresponding to the amount of electric power entrusted by the
電力で返還する場合には、顧客10からの預かり電力の量(またはその一部)を返還量とする。 When returning by electric power, the amount of electric power entrusted by the customer 10 (or a part thereof) is used as the returned amount.
なお、電力事業者20は、図示しない蓄電池を所有していてもよい。当該蓄電池は制御部21によって充放電が制御される。顧客10の発電設備(ここでは太陽電池2)で発電され電力グリッド30に逆潮流された電力を当該蓄電池に充電し、顧客10に電力を返還するように構成してもよい。
The
さて、上述したように、顧客10の発電設備で発電された電力が電力グリッド30に逆潮流すると、発電機8の出力を絞った分だけ使用される燃料が節約されるが、一般に発電機8は定格運転を行う場合に最大の発電効率が得られるよう設計されており、発電機8の出力が定格より小さくなると発電効率は徐々に低下する。即ち、多数の顧客10の発電設備が大量の電力を電力グリッド30に逆潮流した状況では、発電機8の出力が抑制され、結果として発電機8の発電効率が低下するおそれがある。
By the way, as described above, when the power generated by the power generation facility of the
そこで、発電機8の出力が所定の閾値を下回る場合に、制御部21は発電機8の出力を積極的に抑制するのではなく、発電機8の出力をある程度維持したまま、発電した電力の一部を蓄電池に充電するように制御することで、充電池を発電機8の発電効率低下を防止する電力バッファとして機能させることが可能となる。蓄電池に充電された電力は、例えば夕刻時等の電力消費量がピークとなる時間帯に放電され、無駄なく利用される。
Therefore, when the output of the
図4は、電力預かりシステム1における預かり時の処理の流れを示すフロー図である。 FIG. 4 is a flow chart showing a flow of processing at the time of storage in the power storage system 1.
まず、顧客10は、通信装置4を操作して、電力預かり装置6の制御部21に、余剰電力の預かりを要求する命令である蓄電要求を、顧客10のIDと共に送信する(ステップST101)。
First, the
続いて、太陽電池2で発電した電力のうちの自家消費等で使用されずに余った余剰電力が電力グリッド30に逆潮流したときに、太陽電池2から電力グリッド30に逆潮流した余剰電力の量(逆潮流電力量)をスマートメータ5で計測する(ステップST102)。
Subsequently, when the surplus power generated by the
次に、スマートメータ5は、計測した余剰電力の量に関するデータ(蓄電量データ)を、顧客10のIDと共に、電力預かり装置6の制御部21に送信する(ステップST103)。なお、蓄電量データは、例えば30分の間に電力グリッド30に逆潮流した電力量の累積値とされている。
Next, the
そして、制御部21は、スマートメータ5から受信した蓄電量データ及び顧客10のIDをサーバ9に送信し、顧客10のIDに関連付けてサーバ9に記憶する(ステップST104)。
Then, the
これにより、電力預かり装置6は、顧客10の太陽電池2で発電した余剰電力を預かったと見なす。
As a result, the
なお、本実施形態では、顧客10の通信装置4から電力預かり装置6に蓄電要求とIDを送信することにより、この預かり時の処理が開始されるように構成したが、太陽電池2から電力グリッド30に余剰電力が逆潮流したときに、この預かり時の処理が自動的に開始されるようにしてもよい。この場合は、上記のステップST101は省略される。
In the present embodiment, the
図6は、電力預かりシステム1における返還時及び返還後の処理の流れを示すフロー図である。 FIG. 6 is a flow chart showing a flow of processing at the time of return and after the return in the power storage system 1.
まず、顧客10は、通信装置4を操作して、電力預かり装置6の制御部21に、預けた電力量の返還を要求する命令である返還要求を、顧客10のIDと共に送信する(ステップST201)。
First, the
続いて、顧客10は、通信装置4を操作して、電力預かり装置6の制御部21に、返還物を指定する命令である返還物指定を送信する(ステップST202)。返還物は、燃料または電力のいずれか一方を指定することができる。もちろん、返還物として、燃料及び電力の両方を指定し、かつ燃料と電力の比率を指定することも可能である。
Subsequently, the
次に、電力預かり装置6の制御部21は、返還量算出部22を制御して、返還物(燃料/電力)の返還量を算出する(ステップST203)。上述したように、燃料で返還する場合には、顧客10からの預かり電力の量に相当する電力を発電するのに要する燃料の量を返還量とする。電力で返還する場合には、顧客10からの預かり電力の量(またはその一部)を返還量とする。算出した返還量は、顧客10のIDに関連付けてサーバ9に記憶する。
Next, the
続いて、返還量算出部22で算出した返還量に基づき、指定された返還物を算出した返還量で顧客10に返還する(ステップST204)。燃料で返還する場合には、燃料供給施設7から燃料電池3に、燃料を算出した返還量で返還する。電力で返還する場合には、発電機8から顧客10に、電力を算出した返還量で返還する。なお、説明の便宜上、「返還物を算出した返還量で返還する」という表現を用いているが、実際には、返還物は、燃料供給施設7または発電機8から顧客10に通常供給される燃料または電力と区別できない場合があり、その場合は、顧客10に対するガス料金または電気料金の課金時に、燃料または電力の返還量に相当する分を減じた分を課金することにより、燃料または電力が顧客10に返還されたものとすることができる。
Subsequently, the designated returned item is returned to the
具体的には、燃料または電力の返還後は、スマートメータ5は、顧客10のガス使用量または電力使用量を定期的に計測し、ガス使用量または電力使用量を示す使用量データを、顧客10のIDと共に電力預かり装置6の制御部21に送信する(ステップST205)。制御部21は、スマートメータ5から受信した使用量データを顧客10のIDに関連付けてサーバ9に記憶する(ステップST206)。
Specifically, after the fuel or electric power is returned, the
そして、電力/ガス小売事業者20は、顧客10に対するガス料金または電気料金の課金時に、顧客10のIDをキーにしてサーバ9から使用量及び返還量を読み出し、使用量から返還量を減じた分の料金を課金する。すなわち、燃料または電力の返還量に相当する分については課金しない。なお、返還量が使用量を上回った場合には、その上回った分の料金を顧客10に支払う(マイナス課金)か、または、繰り越して次回の課金時に充当するようにするとよい。
Then, the electric power /
なお、本実施形態では、顧客10の通信装置4から電力預かり装置6に返還要求とIDを送信することにより、この返還時の処理が開始されるように構成したが、所定のタイミングで、または預かり電力の量が所定の量に達したときに、この返還時の処理が自動的に開始されるようにしてもよい。この場合は、上記のステップST201及びST202は省略される。また、返還物は、予め指定しておくとする。
In the present embodiment, the processing at the time of return is started by transmitting the return request and the ID from the
このように、この第1実施形態に係る電力預かりシステム1によれば、顧客10は、太陽電池2で発電した余剰電力を電力預かり装置6に預けることができる。そして、返還時には、預けた過剰電力を電力または燃料電池用の燃料で返還してもらうことができる。これにより、顧客10は、太陽電池2で発電した余剰電力を、自ら蓄電池を準備することなく実質的に蓄電することが可能となる。
As described above, according to the electric power storage system 1 according to the first embodiment, the
また、燃料電池3の発電効率は一般に火力発電よりも高く、火力発電の発電効率が例えば改良型コンバインドサイクル発電(AAC)なら約50%なのに対して、高効率燃料電池であるSOFC/PCFCの場合は、発電効率は例えば約70%である。したがって、燃料電池3としてSOFC/PCFCを用いる場合、燃料電池3の発電効率は火力発電の約1.4倍になる。そして、顧客10が1kWhの電力量を預けた場合には、より効率の低い発電機8(火力発電)で1kWhの電力量を発電するための燃料が返還されるので、より効率の高い燃料電池3は、その返還された燃料を使用して発電すると、1.4kWhの電力量を発電することができる。すなわち、預けた電力量が燃料として返還される場合は、高効率燃料電池(SOFC/PCFC)を使用することで、預けた電力量の1.4倍のエネルギーを得ることができる。
Further, the power generation efficiency of the
さらに、SOFCに限らず燃料電池3の発電効率は、熱利用まで考慮すると90%を超える。したがって、燃料電池3で生成された熱を利用した給湯システムを含めると、燃料電池3の総合効率は上述の火力発電の約1.8倍になる。したがって、顧客10が1kWhの電力量を預けた場合に、燃料電池3が返還された燃料を使用して発電すると、1.8kWh相当のエネルギーを利用することができる。すなわち、預けた電力量の1.8倍のエネルギーを得ることができる。
Further, the power generation efficiency of the
また、預けた電力量が電力で返還される場合には例えば約4%の送電ロスが発生するため、預けた電力量が目減りする。しかし、預けた電力量が燃料で返還される場合の燃料の搬送ロスはほぼ無視できるので、預けた電力量が目減りすることはない。 Further, when the deposited electric energy is returned by electric power, for example, a transmission loss of about 4% occurs, so that the deposited electric energy is reduced. However, since the fuel transfer loss when the deposited electric energy is returned as fuel is almost negligible, the deposited electric energy does not decrease.
このように、顧客10は、預けた電力量が燃料で返還される場合には、返還された燃料を使用して燃料電池3で発電することにより、預けた電力量よりも大きな電力量を得ることが可能となる。
In this way, when the deposited electric energy is returned by fuel, the
また、これにより、電力供給におけるカーボンフリー化の推進に寄与することができるので、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標7「すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」及び目標13「気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる」に貢献することが可能となる。
It can also contribute to the promotion of carbon-free power supply, so the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs)
また、電力預かりシステム1を蓄エネルギーシステムとして捉えたとき、本実施形態の電力預かりシステム1は、顧客10が蓄電池を利用する場合よりも効率が高くなる。すなわち、一般に蓄電池は10%程度の充放電ロスを伴うため、例えば余剰電力を蓄電池に充電した場合、顧客10には90%のエネルギーが返還されることとなる。上述したように本実施形態によれば、燃料電池3を用いた場合、顧客10には預けた電力量の1.4倍〜1.8倍のエネルギーが返還されるから、本発明に係る電力預かりシステム1は蓄エネルギーシステムとしても極めて有用である。
Further, when the power storage system 1 is regarded as an energy storage system, the power storage system 1 of the present embodiment is more efficient than the case where the
なお、本実施形態では、発電機8は火力発電としたが、発電機8は水素を燃料とする水素発電であってもよい。この場合は、燃料供給施設7から発電機8に供給される燃料は水素となり、燃料供給施設7から顧客10に返還される燃料も水素とし得る。よって、配管ラインやガスボンベ等を介して燃料供給施設7から顧客10に水素あるいは水素を混合したメタンガス等を返還するようにするとよい。
In the present embodiment, the
さて、上述したように本実施形態においては、電力預かりシステム1が預かる対象を太陽電池2の余剰電力とし、また返還する対象を燃料電池3が発電に使用する燃料として説明したが、電力預かりシステム1が預かる対象は、太陽電池2の余剰電力に限られない。すなわち、預かる対象としての電力は、風力発電やいわゆる小水力発電に由来するものであってもよく、また顧客10に電力を預ける意思がある限りにおいて、余剰電力である必要はない。
As described above, in the present embodiment, the target to be stored by the power storage system 1 is the surplus power of the
さらに、電力預かりシステム1が返還する対象(返還物)は、燃料電池3が使用する燃料に限られない。すなわち、顧客10は返還された燃料を燃料電池用として区別する必要はなく、返還された燃料のうち一部が燃料電池3の発電に用いられてもよい。
Further, the object (returned product) returned by the electric power storage system 1 is not limited to the fuel used by the
さらに、顧客10は燃料電池3を所有していなくてもよい。本実施形態によれば、電力預かりシステム1が返還する返還物は燃料または電力のいずれか、または燃料と電力の両方とすることができる。電力預かりシステム1によって電力から燃料へのエネルギー源の転換が図られることで、顧客10は燃料電池3を所有していなくても、より光熱費を節約可能なエネルギー源を選択して利用できることから、経済的なメリットを享受できる。
Further, the
すなわち、本実施形態に係る電力預かりシステム1において、電力預かり装置6は、ユーザの発電設備(太陽電池2、風力発電設備、小水力発電設備等)で発電した電力(余剰電力に限らず)を、電力事業者20が預かる電力預かり装置6であって、発電設備から電力グリッド30に逆潮流した電力量をユーザからの預かり電力の量として受信する制御部21と、預かり電力の量に基づき、ユーザに対して返還する燃料の返還量を算出する返還量算出部22と、を備え、返還量算出部22は、預かり電力の量に相当する電力量を電力事業者20が発電するのに要する燃料の量を、返還量として算出する構成とされていてもよい。
That is, in the power storage system 1 according to the present embodiment, the
もちろん、顧客10は返還された燃料を全て燃料電池3の燃料として用いることで、本発明のメリットを最大限に享受できる。例えば、給湯を全て燃料電池3によって賄い、他には燃料を使用しない環境、すなわち燃料電池3とオール電化とを組み合わせた個人宅等においては、本発明の効果が最大限に発揮され、顧客10は大きな経済的なメリットを享受できる。
Of course, the
さらに、返還物は、電力事業者20から顧客10への返還時に、顧客10が操作する通信装置4から電力預かり装置6の制御部21に返還物指定を送信することによって、顧客10が指定することができる。これにより、顧客10は、電力事業者20からの預かり電力の返還時に、返還物を自由に選択することが可能となる。また、返還物が燃料と電力との組み合わせである場合には、燃料と電力との比率を指定することもできる。したがって、顧客10は、電力事業者20と、返還物の指定に関して自由度の高い電力預かり契約を結ぶことが可能となる。
Further, the returned item is designated by the
(第2実施形態)
図6及び図7は、本発明の第2実施形態に係る電力預かりシステム1の全体構成図であり、図6は預かり時の各種命令/データ/燃料/電力の流れを、図7は返還時の各種命令/データ/燃料/電力の流れをそれぞれ示す。なお、この第2実施形態では、以下で特に言及しない事項については、上記の第1実施形態の場合と同様として詳細な説明を省略する。また、図6及び図7において、上記の第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
6 and 7 are overall configuration diagrams of the electric power storage system 1 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the flow of various commands / data / fuel / electric power at the time of storage, and FIG. 7 shows the flow at the time of return. The flow of various commands / data / fuel / power of is shown. In this second embodiment, detailed description of matters not specifically mentioned below will be omitted as in the case of the first embodiment described above. Further, in FIGS. 6 and 7, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described first embodiment.
この第2実施形態は、電力事業者20が、電力/ガス小売事業者ではなく、電力小売事業者であり、発電機8のみを有しており、燃料供給施設7を有していない点が上記の第1実施形態と異なる。また、この第2実施形態は、サーバ9はクラウドサーバであり、電力事業者20の外部に設けられている。
In this second embodiment, the
この第2実施形態では、顧客10に燃料を供給する燃料供給施設7は、電力事業者20の外部に設けられている。したがって、燃料供給施設7から顧客10に返還された燃料の料金は、電力小売事業者20と燃料供給施設7の所有者との間で清算され、清算された金額を減じて燃料供給施設7が顧客10に課金することとなる。
In this second embodiment, the
このように、第2実施形態に係る電力預かりシステム1によれば、電力事業者20が、電力小売事業者である場合でも、上記の第1実施形態と同様に、顧客10からの預かり電力の量を燃料または電力で返還することができる。
As described above, according to the electric power storage system 1 according to the second embodiment, even when the
(第3実施形態)
図8及び図9は、本発明の第3実施形態に係る電力預かりシステム1の全体構成図であり、図8は預かり時の各種命令/データ/燃料/電力の流れを、図9は返還時の各種命令/データ/燃料/電力の流れをそれぞれ示す。なお、この第3実施形態では、以下で特に言及しない事項については、上記の第1実施形態の場合と同様として詳細な説明を省略する。また、図8及び図9において、上記の第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。
(Third Embodiment)
8 and 9 are overall configuration diagrams of the power storage system 1 according to the third embodiment of the present invention, FIG. 8 shows the flow of various commands / data / fuel / power at the time of storage, and FIG. 9 shows the flow at the time of return. The flow of various commands / data / fuel / power of is shown. In this third embodiment, detailed description of matters not specifically mentioned below will be omitted as in the case of the first embodiment described above. Further, in FIGS. 8 and 9, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described first embodiment.
この第3実施形態は、電力事業者20が、電力/ガス小売事業者ではなく、分散型電源を有するエネルギーサービス会社である点が、上記の第1実施形態と異なる。
This third embodiment is different from the first embodiment in that the
エネルギーサービス会社20は、第1の電力消費地であるサイトAに配置された分散電源41と、第2の電力消費地であるサイトBに配置された分散電源42とを有している。分散電源41及び分散電源42は、比較的小規模な火力発電設備であり、燃料供給施設43または燃料供給施設44から燃料の供給を受けて発電を行う。
The
上述したように、電力グリッド30に顧客10の所有する発電設備が発電した電力が逆潮流したとき、発電所(ここでは分散電源41及び分散電源42)の負荷は軽くなる。制御部21は、分散電源41及び分散電源42の発電効率や、燃料供給施設43及び燃料供給施設44から供給される燃料単価等に基づいて、最も燃料節約効果が高い(例えば燃料コストが最も高い、あるいは発電効率が最も低い、あるいはこれらを総合的に評価して)分散電源を選択して、燃料供給を強制的に抑制し、逆に最も燃料節約効果が低い分散電源の燃料供給を増加させて、分散電源を群として制御して電力グリッド30へ電力を供給する。
As described above, when the electric power generated by the power generation equipment owned by the
この第3実施形態では、顧客10に燃料を供給する燃料供給施設7は、エネルギーサービス会社20の外部に設けられている。なお、この燃料供給施設7は、顧客10にのみ燃料を供給する。したがって、燃料供給施設7から顧客10に返還された燃料の料金は、電力小売事業者20と燃料供給施設7の所有者との間で清算され、清算された金額を減じて燃料供給施設7が顧客10に課金することとなる。上述したように、電力事業者20は最も燃料節約効果が大きい分散電源を選択していることから、顧客10が電力事業者20とは異なる事業者の燃料供給施設7から燃料を購入している場合であっても、電力事業者20の利益を圧迫することが回避される。
In this third embodiment, the
このように、第3実施形態に係る電力預かりシステム1によれば、電力事業者20が、エネルギーサービス会社20である場合でも、上記の第1実施形態と同様に、顧客10からの預かり電力の量を燃料または電力で返還することができる。
As described above, according to the electric power custody system 1 according to the third embodiment, even when the
(第4実施形態)
図10及び図11は、本発明の第1実施形態に係る電力預かりシステム1の全体構成図であり、図10は預かり時の各種命令/データ/燃料/電力の流れを、図11は返還時の各種命令/データ/燃料/電力の流れをそれぞれ示す。なお、この第4実施形態では、以下で特に言及しない事項については、上記の第1実施形態の場合と同様として詳細な説明を省略する。また、図10及び図11において、上記の第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。
(Fourth Embodiment)
10 and 11 are overall configuration diagrams of the electric power storage system 1 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 10 shows the flow of various commands / data / fuel / electric power at the time of storage, and FIG. 11 shows the flow at the time of return. The flow of various commands / data / fuel / power of is shown. In this fourth embodiment, detailed description of matters not specifically mentioned below will be omitted as in the case of the first embodiment described above. Further, in FIGS. 10 and 11, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described first embodiment.
この第4実施形態では、顧客10が、いわゆる定置型の燃料電池3の代わりに、燃料電池3を搭載した燃料電池自動車50を有している点と、電力事業者20が水素ステーション60をさらに有している点とが、上記の第1実施形態と異なる。また、この第4実施形態では、顧客10からの預かり電力の量の返還時には、水素ステーション60から燃料電池自動車50に水素が返還される。
In the fourth embodiment, the
燃料電池自動車50は、搭載した燃料電池3で発電した電力でモータを駆動して走行する公知の燃料電池自動車である。また、燃料電池自動車50は、所定の無線通信ネットワークを介して電力預かり装置6と無線通信可能な通信部51を有している。
The fuel cell vehicle 50 is a known fuel cell vehicle that runs by driving a motor with electric power generated by the mounted
水素ステーション60は、燃料電池自動車50に水素を供給する公知の水素供給施設であり、供給制御部61と流量計62とを有している。また、図示しないが、水素ステーション60は、水素を蓄えておくための水素タンクや、燃料電池自動車50の燃料タンクに水素を充填するためのディスペンサ等の公知の設備を備えている。
The hydrogen station 60 is a known hydrogen supply facility that supplies hydrogen to the fuel cell vehicle 50, and has a
供給制御部61は、燃料電池自動車50への水素の供給を制御する機能を有している。また、供給制御部61は、インターネットや専用回線等のネットワークを介して電力預かり装置6と通信可能な通信機能を有している。
The
流量計62は、公知の水素流量計であり、水素ステーション60から燃料電池自動車50に供給される水素の供給量を計測する。流量計62で計測された水素の供給量に関するデータ(使用量データ)は、顧客10のIDと共に、供給制御部61の通信機能を用いて電力預かり装置6に適宜送信される。顧客10のIDは、燃料電池自動車50に水素を供給したときに、燃料電池自動車50のユーザ(顧客10)から取得するものとする。
The
水素ステーション60は、水素をその場で製造するオンサイト型であってもよいし、水素を他の場所で製造するオフサイト型であってもよい。オンサイト型の場合は、水素ステーション60は、改質器を有しており、その改質器を使用して、電力事業者20の燃料供給施設7から配管ラインやガスボンベ等を介して水素ステーション60に供給される燃料から水素を製造する。あるいは、水素ステーション60は、水を電気分解して水素を製造してもよい。オフサイト型の場合は、他の場所で製造した水素を水素ボンベに加圧充填して、トレーラーやトラック等で水素ステーション60に輸送する。
The hydrogen station 60 may be an on-site type that produces hydrogen on the spot, or may be an off-site type that produces hydrogen at another location. In the case of the on-site type, the hydrogen station 60 has a reformer, and the hydrogen station is used from the
この第4実施形態での預かり時の処理は、上記の第1実施形態と同様であるので、説明は省略する。 Since the processing at the time of deposit in the fourth embodiment is the same as that in the first embodiment described above, the description thereof will be omitted.
図12は、第4実施形態に係る電力預かりシステム1における返還時及び返還後の処理の流れを示すフロー図である。 FIG. 12 is a flow chart showing a flow of processing at the time of return and after the return in the power storage system 1 according to the fourth embodiment.
まず、燃料電池自動車50のユーザ(顧客10)は、通信部51を操作して、返還要求と顧客10のIDとを電力預かり装置6の制御部21に送信する(ステップST301)。
First, the user (customer 10) of the fuel cell vehicle 50 operates the
続いて、電力預かり装置6の制御部21は、返還量算出部22を制御して、水素ステーション60から燃料電池自動車50に返還される水素の返還量を算出する(ステップST302)。預かり電力の量に相当する電力を発電するのに要する燃料の量に基づいて、当該燃料と同等の熱量をもつ水素の量、または、預かり電力の量に相当する電力を発電するのに要する水素の量を返還量とする。算出した返還量は、顧客10のIDに関連付けてサーバ9に記憶される。
Subsequently, the
そして、水素ステーション60から燃料電池自動車50に、算出した返還量で水素を返還する(ステップST303)。なお、説明の便宜上、「水素を返還する」という表現を用いているが、実際には、返還される水素は、水素ステーション60から燃料電池自動車50に通常供給される水素と区別できない場合があり、その場合は、顧客10に対する水素料金の課金時に、水素の返還量に相当する分を減じた料金を課金することにより、水素が顧客10に返還されたものとすることができる。
Then, hydrogen is returned from the hydrogen station 60 to the fuel cell vehicle 50 with the calculated return amount (step ST303). For convenience of explanation, the expression "returning hydrogen" is used, but in reality, the returned hydrogen may be indistinguishable from the hydrogen normally supplied from the hydrogen station 60 to the fuel cell vehicle 50. In that case, it can be assumed that hydrogen has been returned to the
具体的には、燃料電池自動車50は、水素ステーション60を定期的に利用する。したがって、燃料電池自動車50が水素ステーション60を利用するたびに、水素ステーション60の供給制御部61は、燃料電池自動車50に供給した水素の量を示す使用量データを、顧客10のIDと共に電力預かり装置6の制御部21に送信する(ステップST304)。制御部21は、供給制御部61から受信した使用量データを、顧客10のIDに関連付けてサーバ9に記憶する(ステップST305)。
Specifically, the fuel cell vehicle 50 periodically uses the hydrogen station 60. Therefore, every time the fuel cell vehicle 50 uses the hydrogen station 60, the
そして、電力/ガス小売事業者20は、顧客10に対する水素料金の課金時(すなわち、水素ステーション60で燃料電池自動車50に水素を充填した際の決済時)に、顧客10のIDをキーにしてサーバ9から使用量及び返還量を読み出し、使用量から返還量を減じた分の料金を顧客に課金(費用請求)する。すなわち、水素の返還量に相当する分については課金しない。なお、返還量が使用量を上回った場合には、その上回った分の料金を顧客に支払うか、または、繰り越して次回の課金時に充当するようにするとよい。
Then, the electric power /
このように、第4実施形態に係る電力預かりシステム1によれば、顧客10が電力預かり装置6に預けた電力量を、水素ステーション60を介して、燃料電池自動車50に水素で返還することができる。すなわち、本発明に係る電力預かりシステム1を燃料電池自動車50に適用することが可能となる。
As described above, according to the electric power storage system 1 according to the fourth embodiment, the amount of electric power deposited by the
なお、上記の第1実施形態と同様に、顧客10は、預けた電力量を、電力グリッド30から電力の供給を受ける充電スタンドや充電器等の充電設備を介して電力で返還してもらってもよい。なお、この場合の顧客10は電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド車(PHV)のオーナであり、返還された電力はEVやPHVに搭載されたバッテリの充電に充てられる。
As in the first embodiment described above, the
また、上記の第1実施形態と同様に、発電機8は水素発電であってもよい。この場合は、燃料供給施設7から発電機8に供給される燃料は水素となる。よって、配管ラインや水素ボンベ等を介して燃料供給施設7から水素ステーション60に水素を供給するようにするとよい。
Further, as in the first embodiment described above, the
以上、本開示を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本開示はこれらの実施形態によって限定されるものではない。また、上記実施形態に示した本開示に係る電力預かり装置、電力預かりシステム、及び電力預かり方法の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本開示の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 Although the present disclosure has been described above based on specific embodiments, these embodiments are merely examples, and the present disclosure is not limited to these embodiments. In addition, all the components of the power storage device, the power storage system, and the power storage method according to the present disclosure shown in the above embodiment are not necessarily all indispensable, and are appropriately selected as long as they do not deviate from the scope of the present disclosure. It is possible to do.
例えば、上記の各実施形態では、顧客10が所有する燃料使用発電装置として燃料電池3を用いたが、顧客10が所有する燃料使用発電装置は、燃料電池3に限定されるものではない。ただし、燃料使用発電装置は、ユーザに対し、電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能にすべく、電力グリッド30に電力を供給する発電機8よりも発電効率が高いものであることが望ましい。
For example, in each of the above embodiments, the
本開示に係る電力預かり装置、電力預かりシステム、及び電力預かり方法は、発電設備を所有するユーザに対し、余剰電力を預けることにより自ら蓄電池を準備することなく実質的な蓄電(蓄エネルギー)を行うことを可能とし、しかも電力の返還時には預けた電力量(エネルギー)よりも大きな電力量(エネルギー)を得ることを可能とする、電力預かり装置、電力預かりシステム、及び電力預かり方法等として有用である。 The power storage device, power storage system, and power storage method according to the present disclosure perform substantial storage (energy storage) for a user who owns a power generation facility by depositing surplus power without preparing a storage battery by himself / herself. It is useful as a power storage device, a power storage system, a power storage method, etc., which makes it possible to obtain a larger amount (energy) than the deposited power amount (energy) when the power is returned. ..
1 電力預かりシステム
2 太陽電池(発電設備)
3 燃料電池(燃料使用発電装置)
4 通信装置
5 スマートメータ(電力量計/ガス量計)
6 電力預かり装置
7 燃料供給施設
8 発電機
9 サーバ
10 顧客
20 電力事業者
30 電力グリッド
21 制御部
22 返還量算出部
41 分散電源
42 分散電源
43 燃料供給施設
44 燃料供給施設
50 燃料電池自動車
51 通信部
60 水素ステーション
61 供給制御部
62 流量計
1 Electric
3 Fuel cell (fuel-using power generator)
4
6
Claims (15)
前記発電設備から電力グリッドに逆潮流した電力量を、前記ユーザからの預かり電力の量として受信する制御部と、
前記預かり電力の量に基づき、前記預かり電力の返還に用いる返還物の返還量を算出する返還量算出部と、
を備え、
前記返還量算出部は、前記預かり電力の量に相当する電力量を前記電力事業者が発電するのに要する前記返還物の量を、前記返還量として算出することを特徴とする電力預かり装置。 It is an electric power storage device that the electric power company entrusts the electric power generated by the user's power generation equipment.
A control unit that receives the amount of power that flows backward from the power generation facility to the power grid as the amount of power stored by the user.
A return amount calculation unit that calculates the return amount of the returned goods used for returning the stored power based on the amount of the stored power, and a return amount calculation unit.
With
The return amount calculation unit is a power storage device, characterized in that the amount of the returned goods required for the electric power company to generate an amount of electric power corresponding to the amount of the stored electric power is calculated as the returned amount.
前記ユーザが所有する前記発電設備としての太陽光発電設備と、
前記ユーザが所有する、燃料を使用して発電する燃料使用発電装置と、
前記電力預かり装置に対してネットワークを介して通信可能に接続され、前記太陽光発電設備から電力グリッドに逆潮流した前記電力量に関するデータを前記電力預かり装置に送信する電力量計と、
前記電力預かり装置が預かった前記預かり電力の返還に用いる前記返還物としての燃料を前記燃料使用発電装置に対して供給する燃料供給施設と、
を備えた電力預かりシステム。 The power storage device according to any one of claims 1 to 4.
Solar power generation equipment as the power generation equipment owned by the user,
A fuel-using power generation device owned by the user that uses fuel to generate power,
A watt-hour meter that is communicably connected to the power storage device via a network and transmits data on the amount of power that has flowed back from the photovoltaic power generation facility to the power grid to the power storage device.
A fuel supply facility that supplies fuel as a return material used for returning the stored electric power deposited by the electric power storage device to the fuel-using power generation device, and
Power storage system equipped with.
前記燃料電池に対し、前記預かり電力の返還に用いる前記燃料としての水素を供給する水素ステーションをさらに備えたことを特徴とする請求項8に記載の電力預かりシステム。 The fuel cell is mounted on a fuel cell vehicle owned by the user.
The power storage system according to claim 8, further comprising a hydrogen station for supplying hydrogen as the fuel used for returning the stored power to the fuel cell.
前記発電設備から電力グリッドに逆潮流した電力量を、前記ユーザからの預かり電力の量として受信するステップと、
前記預かり電力の量に基づき、前記預かり電力の返還に用いる返還物の返還量を算出するステップと、
を含み、
前記返還量を算出するステップでは、前記預かり電力の量に相当する電力量を前記電力事業者が発電するのに要する前記返還物の量を、前記返還量として算出することを特徴とする電力預かり方法。 This is an electric power storage method in which the electric power company entrusts the electric power generated by the user's power generation equipment.
A step of receiving the amount of power reverse power flowed from the power generation facility to the power grid as the amount of power stored by the user, and
A step of calculating the amount of returned goods used for returning the stored power based on the amount of stored power, and a step of calculating the amount of returned goods.
Including
In the step of calculating the returned amount, the amount of the returned goods required for the electric power company to generate the amount of electric power corresponding to the amount of the stored electric power is calculated as the returned amount. Method.
前記所定の設備に供給した前記電力または前記燃料の料金を課金するステップと、
をさらに含み、
前記料金を課金するステップでは、前記電力または前記燃料の料金から前記返還量に相当する分を減じた料金を課金することを特徴とする請求項11〜請求項14のいずれか一項に記載の電力預かり方法。 The step of supplying electric power or fuel to a predetermined facility owned by the user,
The step of charging the charge for the electric power or the fuel supplied to the predetermined equipment, and
Including
13. Power storage method.
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