JP6460190B2 - 発電電力量管理システム - Google Patents
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Description
このような太陽光発電システムでは、システムに何らかの故障が発生することによって発電できない状況や発電量が大幅に減少する状況が生じたとき、システムの所有者(ユーザー)が常時システムの状態を監視していることが困難な場合あるいは異常状態に気が付かなかった場合においては、システムの故障状態がそのまま放置されるため長期間にわたって発電量がゼロもしくは減少することになり、ユーザーにとって不利益となる。
その解決策として、例えば特許文献1に示すようなシステムが提案されている。特許文献1には、インターネットを介して遠隔地から太陽光発電システムを監視し、発電量などの情報からシステムの故障を診断し、故障と診断した場合はユーザーに通知する太陽光発電システムが開示されている。
また、故障とは診断されない別の原因(例えば天候不順とか設置環境の変化など)による発電量低下については修理等の対応をとらないため、発電不足が蓄積されて損失が増え、やはりユーザーの不利益に繋がるという課題があった。
図1〜図3はそれぞれこの発明を実施するための実施の形態1における太陽光発電システムおよび発電データ出力装置のブロック構成図、発電データ管理装置のブロック構成図、発電電力量管理システムのブロック構成図である。これらの図により、実施の形態1を説明する。
太陽光発電システム1は、太陽電池モジュール2が複数枚直列接続された太陽電池モジュール列が1〜数列並列に接続され、それぞれの出力が接続箱3を介してパワーコンディショナ4に接続される構成となっている。
動作としては、前記複数の太陽電池モジュール2によって発電された直流電力の出力が、接続箱3で集電された後、パワーコンディショナ4に入力され、パワーコンディショナ4が入力された直流電力を交流電力に変換して出力するものである。
この交流電力出力は分電盤5を経由して住宅内の負荷7に供給されるとともに、系統電源6に接続(連系)されて負荷7で消費しきれずに発生した余剰電力が逆潮流される(売電)。なお、曇や雨の時など発電電力が少ない場合や、夜間など発電できない場合には、系統電源6から分電盤5を経由して不足分の電力が住宅内の負荷7に供給される(買電)。
交流電力測定手段9は太陽光発電システム1の交流出力電流を測定する電流センサ、交流出力電圧を測定する電圧センサからなり、その測定結果を発電電力データ生成手段10に送る。発電電力データ生成手段10は、交流電力測定手段9からの測定結果である電流データ、電圧データから交流出力電力を演算し、これを発電電力データとする。標準発電電力量設定手段11は、当該太陽光発電システム1の能力(出力定格値、各特性など)、設置された場所の緯度、経度、地形情報、過去の気象データなどを入力して、当該太陽光発電システム1の基準の期間(例えば1年間など)における標準的な発電電力量を推算し、設定するものである。これらの発電電力データ、標準発電電力量のデータは出力手段12により外部に送信可能となっている。
なお、ここでは交流電力測定手段9として電流センサ、電圧センサから構成される場合を示したが、パワーコンディショナ4から通信によって直接データを入手する方法でもかまわない。
発電データ管理装置13は、入力手段14、発電データ記憶手段15、電力量比較手段16、出力手段17から構成される。
発電データ記憶手段15は入力手段14を介して得られた発電電力データ、標準発電電力量のデータを保存する。発電電力データは入力したもの全てあるいは任意のサンプリング周期毎のデータを保存するものとする。標準発電電力量のデータは設定条件が変更された場合には更新あるいは蓄積されるものとする。電力量比較手段16は、発電データ記憶手段15に保存された発電電力データを演算部で積算などの演算を施すことにより、任意の所定期間(例えば2年、10年など)の発電電力量を算出する。また、発電データ記憶手段15に保存された基準期間に対する標準発電電力量のデータにより、任意の所定期間(例えば2年、10年など)に対応した標準発電電力量を算出する。そして、任意の所定期間の発電電力量と、任意の所定期間の標準発電電力量とを比較部にて比較し、どちらが大きい値か、また、その差はどの程度あるかなどを比較結果として得る。この比較結果のデータは、出力手段17により外部に送信可能となっている。
発電データ出力装置8と、発電データ管理装置13とがインターネット19に接続され、それぞれのデータ等が相互に通信可能な状態となっている。さらにサービス端末装置20がインターネット19に接続され、発電データ出力装置8、発電データ管理装置13との通信が可能となっている。
この構成により、発電電力量管理システム18は以下のように動作する。まず、発電データ出力装置8が太陽光発電システム1の発電電力データ、標準発電電力量のデータを、インターネット19を介して発電データ管理装置13に送信する。発電データ管理装置13はインターネット19を介して得られた発電電力データ、標準発電電力量のデータに基づいて、当該太陽光発電システム1の任意の所定期間の発電電力量と任意の所定期間の標準発電電力量とを算出し、比較する。そしてその比較結果を、インターネット19を介してサービス端末装置20に送信する。サービス端末装置20はインターネット19を介して発電データ管理装置13からの比較結果を受け取る。
なお、本実施の形態ではインターネットに接続することで相互通信を実現しているが、データ通信が可能であるネットワークであればインターネットでなくてもかまわない。
すなわち、第1のアクション事例として、太陽光発電システム1のメンテナンスや点検・修理を請け負う契約を太陽光発電システム1の使用者(ユーザー)と締結しているサービス事業者がサービス端末装置20により比較結果を確認し、ある期間(例えば2年)の発電電力量がその期間に相当する標準発電電力量より少ない(あるいは、ある期間の発電電力量がその期間に相当する標準発電電力量よりも少なく、かつその差が予め決められた値を超えている)場合に、当該太陽光発電システム1が何らかの原因により発電量が低下していると判断して現地に赴き、当該システムのメンテナンスあるいは点検を実施して発電量低下の原因を調査する。その結果、故障が確認されれば修理し、故障以外の原因が見つかればそれを除去して発電量が回復するよう処置を施す。なお、故障以外の原因としては、太陽電池モジュールの表面に落ち葉など光を遮るものが載っているような場合や、太陽電池モジュールの表面が土埃等で汚れているような場合、あるいはパワーコンディショナ付近が何らかの事情で高温になり出力を絞る機能が働いているような場合など、単純な装置や部品の故障以外に様々なものが考えられる。
太陽光発電システムは設置場所の環境条件、日射量、気温などの気象条件などによりその発電量が変わってくる。さらに、システムの経年劣化や場合によっては故障が原因で発電量の減少を招くことも考えられる。しかしながら、初期投資額が大きいため、太陽光発電システムを設置してペイできるか否かは設置を検討している人にとって重要な問題である。
そこで所定期間の発電量が予定値を下回る場合には補償金が支払われる保険契約を保険業者と締結していれば使用者は安心して太陽光発電システムを設置し運用していくことができる。このような保険の具体的な内容を下記に例示する。
(1)対象の太陽光発電システムの定格能力、設置場所の環境情報、その地域の過去の気象情報などを基に保証期間(例えば10年間)における予想発電電力量を算出し、さらに保証率(例えば90%)を掛けて保証発電電力量を決定する。
(2)保証発電電力量に保証単価(例えば余剰買取単価)を掛けたものが保証金額(満額の場合)であるが、この保証金額にある保険料率を掛けたものを保険金額とする。太陽光発電システムの使用者は保険業者にこの保険金額を支払って契約を締結する。
(3)保証期間満了時、保険業者は太陽光発電システムの実発電電力量が保証発電電力量に満たなかった場合、未達分の発電電力量×保証単価を補償金として太陽光発電システムの使用者に支払う。
以上に示したような保険プログラムにおける保証期間満了時の実発電電力量(本実施の形態での所定期間の発電電力量)、保証発電電力量(本実施の形態での所定期間の標準発電電力量)の比較結果(本実施の形態での比較結果)は、本実施の形態の発電電力量管理システム18においてはサービス端末装置20に自動的に送信されるので、保険業者は各種作業(例えば保証発電電力量の算出、実発電電力量の蓄積、保険期間満了後の比較など)を別途行う必要がなく、手続き、運用面で極めて有効である。
図4はこの発明を実施するための実施の形態2における発電電力量管理システムのブロック構成図である。図4により、実施の形態2を説明する。
ここで、第1のサービス端末装置21は、実施の形態1において第1のアクション事例として説明したメンテナンスや点検・修理を実施するためのサービス事業者のところに設置されているものとする。また、第2のサービス端末装置22は、実施の形態1において第2のアクション事例として説明した太陽光発電システム1の使用者と発電量保証の契約を結んでいる保険業者のところに設置されているものとする。
この構成では、例えば保険業者が第2のサービス端末装置22による情報により太陽光発電システム1の発電状況の途中経過(例えば2年目での実発電電力量と標準発電電力量との比較結果)を確認し、その時点での実発電電力量が保証発電電力量を下回っているあるいは近いようであれば、太陽光発電システムに何らかの発電量低下の原因が生じている恐れがあるとして、第1のサービス端末装置21へのメンテナンス指令を発行しサービス業者に早めに点検させるということが可能になる。すなわち、何らかの異常あるいは原因があってそのまま放置しておくと発電電力量が大幅に下回って最終的に保証期間が経過したときに使用者に対して補償金を支払う必要が出てくるのを未然に防止することができる。勿論保険会社の損失防止だけでなく、期待される発電量に対して損失を出さないことは地球全体のエネルギーとして考えた場合においても有効なことである。
加えて、第1のサービス端末装置と第2のサービス端末装置を設けたことにより、発電量低下傾向が確認されたときは早めのメンテナンスを実施することにより本来期待していた発電量を確保することが可能になるという効果を奏する。
図5はこの発明を実施するための実施の形態3における発電電力量管理システムのブロック構成図である。図5により、実施の形態3を説明する。
つまり、複数の太陽光発電システムのそれぞれの使用者が、サービス事業者、保険業者とそれぞれ独立した契約を結んでいるものとする。
具体的には、発電データ出力装置8aは太陽光発電システム1aの発電電力データ、標準発電電力量のデータを出力する際、太陽光発電システム1a固有の識別情報を付加して、インターネット19上に送出する。発電データ管理装置13はインターネット19を介して得られた太陽光発電システム1aの発電電力データ、標準発電電力量のデータに基づいて、太陽光発電システム1aの任意の所定期間の発電電力量と任意の所定期間の標準発電電力量とを算出し、比較する。そしてその太陽光発電システム1aについての比較結果に太陽光発電システム1a固有の識別情報を付加して、インターネット19を介して第1のサービス端末装置21および第2のサービス端末装置22に送信する。したがって、第1のサービス端末装置21および第2のサービス端末装置22は複数の太陽光発電システムそれぞれの比較結果を受け取り、かつそれらがどの太陽光発電システムの比較結果であるかを識別情報によって認識することができる。
なお、本実施の形態の説明では太陽光発電システム1aおよび発電データ出力装置8a、太陽光発電システム1bおよび発電データ出力装置8bの2つのセットが接続された場合を示したが、さらに多くの太陽光発電システムおよび発電データ出力装置を接続した場合でも同様の効果を得ることができる。
また、保険業者は第2のサービス端末装置22によって受け取った情報により、複数の太陽光発電システムの発電状況の途中経過を確認し、その時点での実発電電力量が保証発電電力量を下回っているかあるいは近い太陽光発電システムがあれば、その太陽光発電システムに対するメンテナンスの指令を第1のサービス端末装置21に発行しサービス業者に早めに点検させることができる。なお、このメンテナンス指令は第1のサービス端末装置21から第2のサービス端末装置22に向けて自動的に発行されるように構成されているとさらに効果的である。また、保険業者は保証期間満了時に実発電電力量が保証発電電力量に満たなかった太陽光発電システムがあった場合、余分な集計期間等を要することなく速やかに該当する太陽光発電システムの使用者に補償金を支払うことが可能である。
なお、本実施の形態の説明では第1のサービス端末装置21および第2のサービス端末装置22が接続された場合を示したが、実施の形態1同様、サービス端末装置20のみを接続した場合でも相当の効果を得ることができる。
加えて、発電電力量管理システムに接続される太陽光発電システムが複数の場合でも、それぞれの太陽光発電システム毎にデータを管理し、監視することが可能であるため、太陽光発電システム毎にメンテナンスや補償金の支払いを効率的に実施できるという効果を奏する。
図6はこの発明を実施するための実施の形態4における発電電力量管理システムのブロック構成図である。図6により、実施の形態4を説明する。
日射計23は太陽光発電システム1の太陽電池モジュール2に入射する太陽光の日射強度を測定し、そのデータを発電データ出力装置8に送る。また、気温計24は太陽光発電システム1の太陽電池モジュール2付近の外気温を測定し、そのデータを発電データ出力装置8に送る。
そのような年によって異なる実発電電力量と平年の気象条件から推測した標準発電電力量とを一律に比較すると、太陽光発電システムとして異常があって発電量が低下しているわけではないのにメンテナンスや点検を実施するという、言ってみれば冗長な作業を行うことにもなりかねない。あるいは、太陽光発電システムの異常や故障に対する発電量保証の契約であるのに補償金の支払いが天候に大いに影響を受けるということにもなりかねない。
そして、発電データ管理装置13は上記に基づいて補正された所定期間の標準発電電力量と、所定期間の実発電電力量とを比較し、その比較結果を出力する。
したがって、天候による影響を考慮し補正することで精度の高い比較結果を得ることが可能となり、太陽光発電システムの異常に起因する発電量低下かどうかを正確に判断できるようになる。
加えて、実際の日射強度、外気温などの気象データに応じて標準発電電力量を補正するため、精度の高い比較が可能となり、余分なメンテナンスや点検の実施あるいは過大な補償金の支払いを防ぐことができるという効果を奏する。
図7はこの発明を実施するための実施の形態5における発電電力量管理システムのブロック構成図である。図7により、実施の形態5を説明する。
モニタ装置25はインターネット19を介して、第1のサービス端末装置21、第2のサービス端末装置22が取得するのと同様の情報を発電データ管理装置13から取得することができる。
このことにより、サービス事業者からメンテナンスや点検作業の申し入れがない場合でも、使用者の見地からメンテナンスや点検を要求し、早期に何らかの異常あるいは原因による発電量低下であるかどうかを確認することができる。すなわち、発電量低下による損失をより少なくするためのアクションが可能となる。
また、保証期間満了時に保険業者から支払われる補償金がどの程度になるのか、太陽光発電システムの使用者が保証期間満了前の途中経過時点で予測することもできる。
加えて、サービス事業者や保険業者の得る情報を太陽光発電システムの使用者が確認可能であるため、太陽光発電システムの使用者の見地によるアクションが可能となるという効果を奏する。
2 太陽電池モジュール
4 パワーコンディショナ
8 発電データ出力装置
10 発電電力データ生成手段
11 標準発電電力量設定手段
13 発電データ管理装置
15 発電データ記憶手段
16 電力量比較手段
18 発電電力量管理システム
19 インターネット
20 サービス端末装置
21 第1のサービス端末装置
22 第2のサービス端末装置
23 日射計
24 気温計
25 モニタ装置
Claims (5)
- 太陽電池モジュールによって発電した直流電力をパワーコンディショナによって交流電力に変換し出力する太陽光発電システムと、
前記太陽光発電システムから出力される交流電力の値を測定し、発電電力データを生成する発電電力データ生成手段と、前記太陽光発電システムの設置された場所の地形情報または過去の気象データの少なくとも一方を入力して設置環境に基づいた前記太陽光発電システムの標準発電電力量を設定する標準発電電力量設定手段とを有し、前記太陽光発電システムの設置場所に設けられた発電データ出力装置と、
前記発電電力データと前記標準発電電力量とを記憶する発電データ記憶手段と、前記発電電力データから所定期間における発電電力量を算出し、前記所定期間における発電電力量と所定期間に対応する標準発電電力量とを比較する電力量比較手段とを有する発電データ管理装置と、
サービス端末装置と、
を備え、
前記発電データ出力装置と前記発電データ管理装置と前記サービス端末装置とはネットワークを介して通信可能に接続され、
前記発電データ管理装置は、前記発電データ出力装置から前記発電電力データと前記標準発電電力量とを取得し、前記電力量比較手段による比較結果を前記サービス端末装置に送信する
ことを特徴とする発電電力量管理システム。 - 前記サービス端末装置は、前記電力量比較手段の比較結果において前記所定期間における発電電力量が前記所定期間に対応する標準発電電力量よりも少ない場合に前記太陽光発電システムのメンテナンス指令を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の発電電力量管理システム。 - 前記太陽光発電システムは複数台あり、
前記発電データ出力装置は複数台の前記太陽光発電システムのそれぞれに対応して複数台あり、それぞれの前記太陽光発電システムに個別に割り当てられた識別情報を有し、
前記発電データ管理装置は、複数台の前記発電データ出力装置のそれぞれの前記発電電力データと前記標準発電電力量と前記識別情報とを取得し、それぞれの所定期間における発電電力量を算出し、それぞれの前記所定期間における発電電力量と前記所定期間に対応する標準発電電力量との比較結果と前記識別情報とを送信する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の発電電力量管理システム。 - 前記発電データ出力装置は、前記太陽光発電システムの設置場所の日射量または気温の少なくとも一方を気象データとして取得し、
前記発電データ管理装置は、前記発電データ出力装置から前記気象データを取得して、前記標準発電電力量を前記気象データによって補正する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の発電電力量管理システム。 - さらに前記ネットワークに接続可能なモニタ装置を備え、
前記発電データ管理装置は、前記モニタ装置に前記比較結果を送信する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の発電電力量管理システム。
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