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JP7094838B2 - Energy management system, energy management device and surface temperature estimation device - Google Patents
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JP7094838B2 - Energy management system, energy management device and surface temperature estimation device - Google Patents

Energy management system, energy management device and surface temperature estimation device Download PDF

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Description

本開示は、エネルギー需給計画を生成するエネルギー管理システム、エネルギー管理装置および地表温度推計装置に関する。 The present disclosure relates to energy management systems, energy management devices and surface temperature estimation devices that generate energy supply and demand plans.

近年、人口集中、交通またはインフラの集中などを背景とした都市部への一極集中が問題視されている。さらに、都心および地方において、急激な気象変化、豪雨の発生など、短時間かつ局所的な気象変動が観測されている。このような気象変動は、交通および電力消費などのインフラに影響を及ぼし、短時間で都市機能に急速な変化をもたらすことから、予測と対策が不可欠である。 In recent years, the concentration of people in urban areas has become a problem due to the concentration of population, transportation or infrastructure. Furthermore, short-term and local climate changes such as sudden weather changes and heavy rainfall have been observed in central Tokyo and rural areas. Prediction and countermeasures are essential because such climate change affects infrastructure such as transportation and power consumption, and causes rapid changes in urban functions in a short period of time.

このような都市部および地方の局所的な気象状況の変化とその気象状況の変化に伴うエネルギー需給の変化は、従来の天気予報で予測できる500~700m四方の範囲よりも微小な範囲で起こることが多く、天気予報では把握し切れない。また、急速な気象変化は太陽光発電または風力発電といった変動再生可能エネルギー(Variable Renewable Energy:VRE)の発電量に大きな影響を及ぼすため、従来の天気予報より細かいメッシュでの天候予測および天候の把握が求められている。 Such changes in local weather conditions in urban and rural areas and changes in energy supply and demand due to such changes in weather conditions occur in a range smaller than the range of 500 to 700 m 2 squares that can be predicted by conventional weather forecasts. In many cases, it cannot be grasped by the weather forecast. In addition, rapid weather changes have a large effect on the amount of variable renewable energy (VRE) generated, such as solar power generation or wind power generation, so weather forecasting and grasping the weather with a finer mesh than conventional weather forecasting Is required.

例えば、天気予報と実際の気象状況とのずれを把握するため、地域の需要家の電力需給状況(再生可能エネルギーの発電状況および電力消費状況)に基づいて気象状況を推計し、さらにその結果に基づいて再生可能エネルギーの発電量や消費電力の将来予測を補正することによって地域の電力配分を決定する電力供給システムがこれまでに提案されている(特許文献1)。 For example, in order to understand the discrepancy between the weather forecast and the actual weather conditions, the weather conditions are estimated based on the power supply and demand conditions (renewable energy power generation status and power consumption status) of local consumers, and the results are further calculated. A power supply system that determines the power distribution in a region by correcting future predictions of the amount of power generated by renewable energy and power consumption has been proposed so far (Patent Document 1).

特開2014-27780号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-27780

上記の局所的な気象変動の一因は、ヒートアイランド現象と考えられている。ヒートアイランド現象を把握するためには、地域の地表温度に相当するデータの解析が有効である。しかしながら、地表温度を把握するためには新たなセンサ設置を伴い、コストが増大するため現実的ではない。また、特許文献1に記載された発明では、地域内の電力需給状況を利用して天気予報に基づく電力需給予想を補正する方式を取っている。言い換えると、特許文献1に記載された発明は、本質的な気象変動の一因を直接的に把握して電力需給予想を補正しているわけではない。 The heat island phenomenon is considered to be one of the causes of the above-mentioned local climate change. In order to understand the heat island phenomenon, it is effective to analyze the data corresponding to the surface temperature of the area. However, it is not realistic to grasp the surface temperature because a new sensor is installed and the cost increases. Further, in the invention described in Patent Document 1, a method is adopted in which the power supply and demand forecast based on the weather forecast is corrected by utilizing the power supply and demand situation in the region. In other words, the invention described in Patent Document 1 does not directly grasp one of the essential causes of climate change and correct the power supply and demand forecast.

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、局所的な気象変動を把握して地域ごとに最適なエネルギー管理をすることができる技術を提供する。 This disclosure has been made in view of the above points, and provides a technique capable of grasping local climate change and performing optimal energy management for each region.

上記課題を解決するために、太陽光発電装置とエネルギー管理装置とサーバとを備えるエネルギー管理システムであって、前記太陽光発電装置は、太陽光パネルと、前記太陽光パネルが出力する、開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを送信する発電データ送信部と、を備え、前記サーバは、気象データを送信する気象データ送信部を備え、前記エネルギー管理装置は、前記太陽光発電装置が送信する前記発電データを取得する発電データ取得部と、前記太陽光パネルが設置されている地点を含む第1の領域の前記気象データを前記サーバから取得する気象データ取得部と、前記電流値に基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の日射量を算出する日射量算出部と、前記電圧値に基づいて前記太陽光パネルの表面温度を算出し、前記表面温度と前記日射量とに基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の地表温度を算出する地表温度算出部と、前記第1の領域の気象データ、前記日射量および前記地表温度に基づいて、前記太陽光パネルが設置されている地点を含み前記第1の領域よりも狭い第2の領域の気象データを推定する気象データ推定部と、少なくとも、前記気象データ推定部が推定した前記気象データと、気象データに紐づけられた前記第2の領域の過去の電力需給履歴と、に基づいて前記第2の領域の再生可能エネルギーの供給量を推定して局所エネルギー需給計画を生成する局所エネルギー需給計画生成部と、を備えるエネルギー管理システムを提供する。 In order to solve the above problems, an energy management system including a photovoltaic power generation device, an energy management device, and a server, wherein the photovoltaic power generation device includes a photovoltaic panel and an open circuit voltage output by the photovoltaic panel. The server includes a photovoltaic data transmission unit that transmits power generation data including a voltage value of the above and a current value of a short-circuit current, the server comprises a meteorological data transmission unit that transmits meteorological data, and the energy management device comprises the solar. A power generation data acquisition unit that acquires the power generation data transmitted by the photovoltaic power generation device, a weather data acquisition unit that acquires the weather data in the first region including a point where the solar panel is installed, and a weather data acquisition unit. The solar radiation amount calculation unit that calculates the amount of solar radiation at the point where the solar panel is installed based on the current value, and the surface temperature of the solar panel based on the voltage value are calculated, and the surface temperature and the said The sun is based on the surface temperature calculation unit that calculates the surface temperature of the point where the solar panel is installed based on the amount of solar radiation, the meteorological data of the first region, the amount of solar radiation and the surface temperature. A meteorological data estimation unit that estimates meteorological data in a second region narrower than the first region, including a point where an optical panel is installed, and at least the meteorological data estimated by the meteorological data estimation unit and meteorology. Local energy supply and demand plan generation that estimates the supply amount of renewable energy in the second region based on the past power supply and demand history of the second region linked to the data and generates a local energy supply and demand plan. Provides an energy management system with a department.

また、太陽光発電装置が備える太陽光パネルが出力する、開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを取得する発電データ取得部と、前記太陽光パネルが設置されている地点を含む第1の領域の気象データを取得する気象データ取得部と、前記電流値に基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の日射量を算出する日射量算出部と、前記電圧値に基づいて前記太陽光パネルの表面温度を算出し、前記表面温度と前記日射量とに基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の地表温度を算出する地表温度算出部と、前記第1の領域の気象データ、前記日射量および前記地表温度に基づいて、前記太陽光パネルが設置されている地点を含み前記第1の領域よりも狭い第2の領域の気象データを推定する気象データ推定部と、前記気象データ推定部が推定した前記気象データに基づいてエネルギー需給計画を生成するエネルギー需給計画生成部と、を備える、エネルギー管理装置を提供する。 In addition, a power generation data acquisition unit that acquires power generation data including the voltage value of the open circuit voltage and the current value of the short-circuit current, which is output by the solar panel of the photovoltaic power generation device, and the point where the photovoltaic panel is installed. A meteorological data acquisition unit that acquires meteorological data in the first region including the above, an insolation amount calculation unit that calculates the amount of solar radiation at a point where the solar panel is installed based on the current value, and the voltage value. Based on the above, the surface temperature of the solar panel is calculated, and the surface temperature of the point where the solar panel is installed is calculated based on the surface temperature and the amount of solar radiation. A meteorological data estimation unit that estimates meteorological data in a second region that is narrower than the first region, including the point where the solar panel is installed, based on the meteorological data of the region, the amount of solar radiation, and the surface temperature. An energy management device including an energy supply / demand plan generation unit that generates an energy supply / demand plan based on the weather data estimated by the weather data estimation unit is provided.

また、太陽光発電装置が備える太陽光パネルが出力する、開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを取得する発電データ取得部と、前記電流値に基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の日射量を算出する日射量算出部と、前記電圧値に基づいて前記太陽光パネルの表面温度を算出し、前記表面温度と前記日射量とに基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の地表温度を算出する地表温度算出部と、を備える、地表温度推計装置を提供する。 In addition, a photovoltaic power generation data acquisition unit that acquires power generation data including an open circuit voltage value and a short-circuit current current value output by the solar panel provided in the photovoltaic power generation device, and the photovoltaic panel based on the current value. The solar panel that calculates the surface temperature of the solar panel based on the voltage value and the solar panel that calculates the amount of solar radiation at the point where the solar panel is installed. Provided is a surface temperature estimation device provided with a surface temperature calculation unit for calculating the surface temperature of a point where a solar panel is installed.

本開示によれば、局所的な気象変動を把握して地域ごとに最適なエネルギー管理をすることができる。上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。 According to the present disclosure, it is possible to grasp local climate change and perform optimal energy management for each region. Issues, configurations and effects other than the above will be clarified by the following description of embodiments.

第1の実施形態に係るエネルギー管理システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the energy management system which concerns on 1st Embodiment. エネルギー管理システムの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of an energy management system. エネルギー管理装置が備える表示部の表示画面例を示す図である。It is a figure which shows the display screen example of the display part provided with the energy management apparatus. 局所エネルギー需給計画システムの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of a local energy supply and demand planning system. 第2実施形態に係るエネルギー管理システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the energy management system which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態の局所エネルギー需給計画システムの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing of the local energy supply and demand planning system of 2nd Embodiment. エアフローウィンドウを概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the airflow window.

以下、図面に基づいて、本開示の実施例を説明する。なお、本開示の実施例は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。また、後述する各実施例の説明に使用する各図の対応部分には同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。本明細書において、エネルギー需給計画(またはエネルギーの運用計画)の生成方法およびエネルギー需給計画の定義は、例えば、周知の方法および定義にしたがう。 Hereinafter, examples of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The examples of the present disclosure are not limited to the examples described later, and various modifications can be made within the scope of the technical idea. Further, the corresponding parts of the drawings used in the description of each embodiment described later are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In the present specification, the energy supply and demand plan (or energy operation plan) generation method and the definition of the energy supply and demand plan follow, for example, a well-known method and definition.

<第1の実施形態>
[エネルギー管理システムの構成]
図1は、第1の実施形態に係るエネルギー管理システム1の全体構成を示す図である。この第1の実施形態のエネルギー管理システム1は、太陽光発電装置10と、エネルギー管理装置20と、需要家30と、天気予報データを送信するサーバ40と、を備える。太陽光発電装置10とエネルギー管理装置20と需要家30とサーバ40とは、互いに有線または無線でつながったネットワークを構成する。
<First Embodiment>
[Energy management system configuration]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the energy management system 1 according to the first embodiment. The energy management system 1 of the first embodiment includes a photovoltaic power generation device 10, an energy management device 20, a consumer 30, and a server 40 for transmitting weather forecast data. The photovoltaic power generation device 10, the energy management device 20, the consumer 30, and the server 40 form a network connected to each other by wire or wirelessly.

太陽光発電装置10は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光パネル100、太陽光パネル100が出力する開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを送信する発電データ送信部110および太陽光パネル100の出力電流を交流に変換するPCS(パワーコンディショニングシステム)101を備える。発電データは、例えば、個別の太陽光パネル100の出力値と複数の太陽光パネル100からなるユニットの出力値との両方のデータを含む。太陽光パネル100で発電した電力は、需要家30に向けて送電される。 The photovoltaic power generation device 10 transmits power generation data including a solar panel 100 that converts the optical energy of sunlight into electrical energy, an open circuit voltage value output by the solar panel 100, and a short-circuit current current value. A PCS (power conditioning system) 101 that converts the output current of the data transmission unit 110 and the solar panel 100 into AC is provided. The power generation data includes, for example, both the output value of an individual solar panel 100 and the output value of a unit composed of a plurality of solar panels 100. The electric power generated by the solar panel 100 is transmitted to the consumer 30.

太陽光パネル100は、例えば、地域内の郊外や近郊にある野路置きの太陽光パネル100である。太陽光パネル100の設置要件に特に制約はないが、太陽光パネル100が野路置きである場合、地表面との距離が近いため、より高い精度で地表温度の推計が可能となる。後述するように、第1の実施形態のエネルギー管理システム1は、太陽光パネル100の出力値を利用してパネル付近の地表温度を推測する。 The solar panel 100 is, for example, a solar panel 100 placed in a field in a suburb or a suburb in the area. There are no particular restrictions on the installation requirements of the solar panel 100, but when the solar panel 100 is placed on a field, the distance to the ground surface is short, so that the surface temperature can be estimated with higher accuracy. As will be described later, the energy management system 1 of the first embodiment estimates the surface temperature in the vicinity of the panel by using the output value of the solar panel 100.

また、エネルギー管理装置20は、地域エネルギー管理システム(Area Energy Management System:AEMS)200、広域エネルギー需給計画システム210および局所エネルギー需給計画システム220を備える。エネルギー管理装置20の詳細は後述する。地域エネルギー管理システム200は、外部装置と通信をして各種データを取得すると共に、電力の運用計画を実行するための指示信号またはデータを送信する。広域エネルギー需給計画システム210は、例えば、天気予報などに基づいて、比較的メッシュの粗い領域のエネルギー需給計画を生成する。局所エネルギー需給計画システム220は、太陽光発電装置10から取得したデータに基づいて、メッシュの細かい領域の気象データを推測し、当該領域のエネルギー需給計画を生成する。 Further, the energy management device 20 includes an area energy management system (AEMS) 200, a wide area energy supply and demand planning system 210, and a local energy supply and demand planning system 220. Details of the energy management device 20 will be described later. The regional energy management system 200 communicates with an external device to acquire various data, and also transmits an instruction signal or data for executing an electric power operation plan. The wide area energy supply and demand planning system 210 generates an energy supply and demand plan in a relatively coarse mesh region based on, for example, a weather forecast. The local energy supply / demand planning system 220 estimates meteorological data in a fine region of the mesh based on the data acquired from the photovoltaic power generation device 10, and generates an energy supply / demand plan for the region.

需要家30は、例えば、電力を必要とする一般の家庭および企業の集合を示す。需要家30は電力の供給者でもあり、独自に備える蓄電池に蓄えられた電力および発電設備によって発電した電力を、ネットワークを介して需要家30の間で互いに融通することができる。また、需要家30は、太陽光発電装置10で発電した電力ならびに電力供給会社で発電した電力を消費する。需要家30は、家電製品および工場等で必要とする電力量のデータおよび供給可能な電力量のデータを、ネットワークを介してエネルギー管理装置20に送信する。 The consumer 30 represents, for example, a set of ordinary households and businesses in need of electricity. The consumer 30 is also a power supplier, and the electric power stored in the storage battery provided independently and the electric power generated by the power generation facility can be interchanged among the consumers 30 via the network. Further, the consumer 30 consumes the electric power generated by the photovoltaic power generation device 10 and the electric power generated by the electric power supply company. The consumer 30 transmits data on the amount of electric power required by home appliances, factories, and the like and data on the amount of electric power that can be supplied to the energy management device 20 via a network.

サーバ40は、従来の手法によって予測されたメッシュの粗い領域(第1の領域)の気象データを蓄える。具体的には、サーバ40は、気象庁または民間の気象情報提供会社等から提供されている一般的な気象データを蓄え、当該気象データがカバーする最小単位、即ち地域の分解能は、例えば、500~700m程度である。サーバ40は、気象データ送信部41を備え、上記気象データをエネルギー管理装置20に送信する。 The server 40 stores the meteorological data of the coarse region (first region) of the mesh predicted by the conventional method. Specifically, the server 40 stores general meteorological data provided by the Japan Meteorological Agency, a private meteorological information provider, or the like, and the minimum unit covered by the meteorological data, that is, the resolution of the area is, for example, 500 to. It is about 700m 2 . The server 40 includes a weather data transmission unit 41, and transmits the weather data to the energy management device 20.

[エネルギー管理装置20の詳細]
図2は、エネルギー管理システム1の構成を概略的に示す図である。以下では、エネルギー管理装置20について詳細に説明し、太陽光発電装置10、需要家30およびサーバ40についての説明は省略する。
[Details of energy management device 20]
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the energy management system 1. Hereinafter, the energy management device 20 will be described in detail, and the description of the photovoltaic power generation device 10, the consumer 30, and the server 40 will be omitted.

上述のとおり、エネルギー管理装置20は、記録部21と制御部22と表示部23とを備える。記録部21は、例えば、制御部22が実行するプログラムが記録されたROM(Read Only Memory)、計算結果等のデータを一時的に記録するRAM(Random Access Memory)ならびに電力需給履歴および過去の天気と当該天気の日の発電量とが対応づけられたエネルギー供給履歴が記録されたHDD(Hard Disk Drive)を備える。 As described above, the energy management device 20 includes a recording unit 21, a control unit 22, and a display unit 23. The recording unit 21 is, for example, a ROM (Read Only Memory) in which a program executed by the control unit 22 is recorded, a RAM (Random Access Memory) in which data such as calculation results are temporarily recorded, a power supply / supply history, and past weather. It is equipped with an HDD (Hard Disk Drive) in which an energy supply history associated with the amount of power generated on the day of the weather is recorded.

制御部22は、記録部21に記録されたプログラムを実行することによって、地域エネルギー管理システム200、広域エネルギー需給計画システム210および局所エネルギー需給計画システム220として機能する。 The control unit 22 functions as a regional energy management system 200, a wide area energy supply and demand planning system 210, and a local energy supply and demand planning system 220 by executing the program recorded in the recording unit 21.

[地域エネルギー管理システム200の詳細]
地域エネルギー管理システム200の機能は、さらに、気象データ取得部201、発電データ取得部202、電力需要データ取得部203、運用計画補正部204および運用計画実施部205として分類される。
[Details of regional energy management system 200]
The functions of the regional energy management system 200 are further classified into a weather data acquisition unit 201, a power generation data acquisition unit 202, a power demand data acquisition unit 203, an operation plan correction unit 204, and an operation plan implementation unit 205.

気象データ取得部201は、太陽光パネル100が設置されている地点を含むメッシュの粗い領域(第1の領域)の気象データをサーバ40から取得する。ここでメッシュの粗い領域とは、例えば、500~700m程度の広さの領域を意味する。気象データ取得部201は、例えば、エネルギー管理システム1がカバーする地域全体の気象データを複数のメッシュの粗い領域に分割し、それら複数の領域に関する気象データをサーバ40から取得する。気象データ取得部201は、取得したメッシュの粗い領域の気象データを記録部21に記録する。 The meteorological data acquisition unit 201 acquires the meteorological data of the coarse mesh region (first region) including the point where the solar panel 100 is installed from the server 40. Here, the coarse mesh region means, for example, a region having an area of about 500 to 700 m 2 . The meteorological data acquisition unit 201, for example, divides the meteorological data of the entire area covered by the energy management system 1 into a plurality of coarse mesh regions, and acquires the meteorological data relating to the plurality of regions from the server 40. The meteorological data acquisition unit 201 records the acquired meteorological data in the coarse region of the mesh in the recording unit 21.

発電データ取得部202は、太陽光発電装置10の発電データ送信部110が送信する発電データを取得する。また、発電データ取得部202は、電力供給会社等が発電した電気量のデータを取得する。発電データ取得部202は、取得した発電データを記録部21に記録する。 The power generation data acquisition unit 202 acquires power generation data transmitted by the power generation data transmission unit 110 of the photovoltaic power generation device 10. Further, the power generation data acquisition unit 202 acquires data on the amount of electricity generated by the power supply company or the like. The power generation data acquisition unit 202 records the acquired power generation data in the recording unit 21.

なお、太陽光発電装置10の回路構成において、太陽光パネル100は複数個直列に接続されるため、太陽光パネル100が一つでも故障すると太陽光発電装置10が出力する開放電圧の電圧値が大きく低下してしまう。それ故、発電データ取得部202は、太陽光発電装置10が出力した開放電圧の電圧値が所定の値よりも低い場合に、警告を発してもよい。このようにすると、エラー値の発電データに基づいて気象を予測してしまうことを防ぐことができる。なお、上記所定の値は、設置される太陽光パネル100の規格および枚数等によって定まる値であり、例えば、想定される最大電圧値の30%程度である。 In the circuit configuration of the photovoltaic power generation device 10, since a plurality of solar panels 100 are connected in series, the voltage value of the open circuit voltage output by the photovoltaic power generation device 10 will be changed if even one of the solar panels 100 fails. It will drop significantly. Therefore, the power generation data acquisition unit 202 may issue a warning when the voltage value of the open circuit voltage output by the photovoltaic power generation device 10 is lower than a predetermined value. By doing so, it is possible to prevent the weather from being predicted based on the power generation data of the error value. The predetermined value is a value determined by the standard of the installed solar panel 100, the number of solar panels, and the like, and is, for example, about 30% of the assumed maximum voltage value.

電力需要データ取得部203は、需要家30の電力需要に関するデータを取得する。電力需要データ取得部203は、例えば、地域の複数の需要家30の家電製品または工場の使用状況に関するデータおよびネットワーク上の蓄電池の蓄電状況を取得する。電力需要データ取得部203は、取得した電力需要に関するデータを需要家30の位置に関する天気と関連付けて記録する。つまり、電力需要データ取得部203は、エネルギー管理システム1内の需要家30の過去の電力需要履歴を蓄積する。 The electric power demand data acquisition unit 203 acquires data regarding the electric power demand of the consumer 30. The electric power demand data acquisition unit 203 acquires, for example, data on the usage status of home appliances or factories of a plurality of consumers 30 in a region and the storage status of a storage battery on a network. The electric power demand data acquisition unit 203 records the acquired electric power demand data in association with the weather regarding the position of the consumer 30. That is, the electric power demand data acquisition unit 203 accumulates the past electric power demand history of the consumer 30 in the energy management system 1.

後述する、広域エネルギー需給計画システム210が生成した広域のエネルギー需給計画(広域運用計画)と局所エネルギー需給計画システム220が生成した局所のエネルギー需給計画(局所運用計画)とでは、ずれが生じることがある。 There may be a discrepancy between the wide area energy supply and demand plan (wide area operation plan) generated by the wide area energy supply and demand planning system 210 and the local energy supply and demand plan (local operation plan) generated by the local energy supply and demand planning system 220, which will be described later. be.

運用計画補正部204は、例えば、局所エネルギー需給計画システム220が推計した再生可能エネルギーの供給量が、広域エネルギー需給計画システム210が推計した再生可能エネルギーの供給量と比較して所定の基準以下であれば運用計画を補正する。言い換えると、運用計画補正部204は、局所的な豪雨に起因して「広域運用計画」において見積もられた再生可能エネルギーの供給量よりも「局所運用計画」において見積もられた再生可能エネルギーの供給量の方が所定量以上小さい場合に、運用計画を補正する。具体的には、運用計画補正部204は、需要家30のデマンドレスポンスを実施する、または、蓄電エネルギーを使用してピークシフトを図るといった「補正運用計画」を生成する。 In the operation plan correction unit 204, for example, the supply amount of renewable energy estimated by the local energy supply and demand planning system 220 is less than or equal to the predetermined standard as compared with the supply amount of renewable energy estimated by the wide area energy supply and demand planning system 210. If there is, amend the operation plan. In other words, the operation plan correction unit 204 is responsible for the renewable energy estimated in the "local operation plan" rather than the renewable energy supply estimated in the "wide area operation plan" due to the local heavy rain. If the supply amount is smaller than the specified amount, the operation plan is amended. Specifically, the operation plan correction unit 204 generates a “correction operation plan” such as executing a demand response of the consumer 30 or attempting a peak shift using stored energy.

運用計画実施部205は、補正運用計画に基づいて、発電所に配電データを送信し、蓄電池に電力分配データを送信する。言い換えると、運用計画実施部205は、生成されたエネルギー需給計画を実行する。即ち、運用計画実施部205は、需要家30のエネルギー消費を最適化する機能を有する。なお、運用計画実施部205は、局所運用計画と広域運用計画とに大きな差がなければ、広域運用計画をそのまま実行してもよい。 The operation plan implementation unit 205 transmits the power distribution data to the power plant and the power distribution data to the storage battery based on the correction operation plan. In other words, the operation plan implementation unit 205 executes the generated energy supply and demand plan. That is, the operation plan implementation unit 205 has a function of optimizing the energy consumption of the consumer 30. If there is no big difference between the local operation plan and the wide area operation plan, the operation plan implementation unit 205 may execute the wide area operation plan as it is.

[広域エネルギー需給計画システム210の機能]
広域エネルギー需給計画システム210の機能は、さらに、エネルギー需給推定部211および広域エネルギー需給計画生成部212として分類される。
[Functions of wide area energy supply and demand planning system 210]
The functions of the wide area energy supply and demand planning system 210 are further classified as an energy supply and demand estimation unit 211 and a wide area energy supply and demand plan generation unit 212.

エネルギー需給推定部211は、気象データ取得部201が取得した気象データ、当該気象データに対応する地域(メッシュの粗い第1の領域)の現状の電力需給データ、当該地域の主として太陽光発電からなる再生可能エネルギーの供給データおよび天気と関連付けられて記録された需要家30の過去の電力需要の履歴に基づいて、需要家30の電力需給(第1の領域の電力需給)を予想する。ここで、電力需給の予想には、再生可能エネルギーの供給予想が内包されている。広域エネルギー需給計画生成部212は、上記需要家30の電力需給の予想に基づいて「広域運用計画」を生成する。 The energy supply / demand estimation unit 211 includes meteorological data acquired by the meteorological data acquisition unit 201, current power supply / demand data of the region corresponding to the meteorological data (first region with a coarse mesh), and mainly solar power generation in the region. Based on the supply data of renewable energy and the history of the past power demand of the consumer 30 recorded in association with the weather, the power supply and demand of the consumer 30 (power supply and demand in the first region) is predicted. Here, the power supply and demand forecast includes the supply forecast of renewable energy. The wide area energy supply and demand plan generation unit 212 generates a "wide area operation plan" based on the power supply and demand forecast of the consumer 30.

[局所エネルギー需給計画システム220の機能]
局所エネルギー需給計画システム220の機能は、さらに、日射量算出部221、地表温度算出部222、気象データ推定部223および局所エネルギー需給計画生成部224として分類される。
[Function of local energy supply and demand planning system 220]
The functions of the local energy supply and demand planning system 220 are further classified into the solar radiation amount calculation unit 221, the surface temperature calculation unit 222, the meteorological data estimation unit 223, and the local energy supply and demand plan generation unit 224.

日射量算出部221は、発電データ取得部202が取得した太陽光パネル100が出力する短絡電流の電流値に基づいて太陽光パネル100が設置されている地点の日射量を算出する。太陽光パネル100が出力する短絡電流の電流値と日射量との間には高い相関がある。日射量の算出は、個別の太陽光パネル100が出力した電流値に基づいて算出してもよく、個別の太陽光パネル100が出力した電流値の平均値に基づいて算出してもよい。ここで、太陽光パネル100が設置されている地点の日射量とは、例えば、当該太陽光パネル100が設置されている位置を含む5~300m程度の領域(第2の領域)の日射量を示す。 The solar radiation amount calculation unit 221 calculates the solar radiation amount at the point where the solar panel 100 is installed based on the current value of the short-circuit current output by the solar panel 100 acquired by the power generation data acquisition unit 202. There is a high correlation between the current value of the short-circuit current output by the solar panel 100 and the amount of solar radiation. The amount of solar radiation may be calculated based on the current value output by the individual solar panels 100, or may be calculated based on the average value of the current values output by the individual solar panels 100. Here, the amount of solar radiation at the point where the solar panel 100 is installed is, for example, the amount of solar radiation in a region (second region) of about 5 to 300 m 2 including the position where the solar panel 100 is installed. Is shown.

地表温度算出部222は、太陽光パネル100が出力した電圧値に基づいて太陽光パネル100の表面温度を算出し、太陽光パネル100の表面温度と太陽光パネル100が設置されている地点の日射量とに基づいて太陽光パネル100が設置されている地点の地表温度を算出する。日射量の算出と同様に、表面温度の算出は、個別の太陽光パネル100が出力した電圧値に基づいて算出してもよく、個別の太陽光パネル100の電圧値の平均値に基づいて算出してもよい。 The surface temperature calculation unit 222 calculates the surface temperature of the solar panel 100 based on the voltage value output by the solar panel 100, and the surface temperature of the solar panel 100 and the solar radiation at the point where the solar panel 100 is installed. The surface temperature of the point where the solar panel 100 is installed is calculated based on the amount. Similar to the calculation of the amount of solar radiation, the calculation of the surface temperature may be calculated based on the voltage value output by the individual solar panels 100, or is calculated based on the average value of the voltage values of the individual solar panels 100. You may.

気象データ推定部223は、第1の領域の気象データ、日射量および地表温度に基づいて、太陽光パネル100が設置されている地点を含み第1の領域(例えば、500~700m)よりも狭い第2の領域(例えば、5~300m)の気象データを推定する。なお、第1の領域の気象データは、相対湿度が主たる利用データであり、雲量の推計に用いる。 The meteorological data estimation unit 223 includes the point where the solar panel 100 is installed based on the meteorological data, the amount of solar radiation, and the surface temperature of the first region, and is larger than the first region (for example, 500 to 700 m 2 ). Estimate meteorological data for a narrow second area (eg, 5 to 300 m 2 ). The meteorological data in the first region is mainly used data for relative humidity and is used for estimating the cloud cover.

局所エネルギー需給計画生成部224は、少なくとも、気象データ推定部223が推定した気象データと、気象データに紐づけられた第2の領域の過去の電力需給履歴と、に基づいて第2の領域のエネルギー需給計画(局所運用計画)を生成する。局所運用計画には、例えば、第2の領域で発電した再生可能エネルギーの電力量が内包されている。より具体的には、局所エネルギー需給計画生成部224は、第2の領域内の太陽光発電装置10が発電した電力を供給することを含む局所エネルギー需給計画を生成してもよい。 The local energy supply and demand plan generation unit 224 is based on at least the meteorological data estimated by the meteorological data estimation unit 223 and the past power supply and demand history of the second region linked to the meteorological data. Generate an energy supply and demand plan (local operation plan). The local operation plan includes, for example, the amount of renewable energy generated in the second region. More specifically, the local energy supply / demand plan generation unit 224 may generate a local energy supply / demand plan including supplying the electric power generated by the photovoltaic power generation device 10 in the second region.

[表示部23]
図3は、エネルギー管理装置20が備える表示部23の表示画面例を示す図である。以下では、エネルギー管理装置20が備える表示部23を例にとって説明するが、ネットワークにつながっている各家庭および工場にも表示部23が接続され、同様の情報を表示することができる。なお、表示部23としては、一般的な液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイ等が使用されうる。
[Display unit 23]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a display screen of the display unit 23 included in the energy management device 20. Hereinafter, the display unit 23 included in the energy management device 20 will be described as an example, but the display unit 23 can also be connected to each home and factory connected to the network to display the same information. As the display unit 23, a general liquid crystal display, an organic EL display, or the like can be used.

表示部23には、例えば、地域内の気象状況、エネルギー需給状況および再生可能エネルギーの供給率が表示され、エネルギー管理システム1の使用者に上記情報を報知する機能を有する。具体的には、表示部23には、例えば、太陽光発電装置10の前日までの発電実績(Yesterday)および当日(Today)の発電量を示す発電表示部401と、需要家30の前日までの電力需要(Yesterday)および当日(Today)の電力需給を表示する需要家情報402と、電力系統からの受電電力を示す受電電力表示部403と、地域内気象情報404と、需要家の電力最適制御をグラフで示した最適制御表示部405と、これまでの履歴およびコスト削減量などを数値等で示す履歴表示部406と、が表示される。 The display unit 23 has, for example, a function of displaying the weather condition, the energy supply / demand situation, and the supply rate of renewable energy in the area, and notifying the user of the energy management system 1 of the above information. Specifically, the display unit 23 includes, for example, a power generation display unit 401 showing the power generation record (Yesterday) up to the day before the photovoltaic power generation device 10 and the amount of power generation on the day (Today), and the display unit 23 up to the day before the consumer 30. Consumer information 402 that displays the power supply and demand of the day (Yesterday) and the day (Today), the received power display unit 403 that shows the power received from the power system, the regional weather information 404, and the power optimum control of the customer. The optimum control display unit 405 showing the graph, and the history display unit 406 showing the history and the amount of cost reduction so far in numerical values and the like are displayed.

[局所エネルギー需給計画システム220の処理フロー]
図4は、局所エネルギー需給計画システム220の処理を示すフローチャートである。太陽光発電装置10の発電データを解析して気象データを推計するステップは、S1日射量算出、S2太陽光パネル温度の算出、S3地表温度の算出、S4雲量の算出、S5局所気象データの推定の5ステップからなる。以下に、S1~S5の各ステップについて説明する。なお、広域エネルギー需給計画システム210が実行する処理は、周知の気象データを利用した運用計画の生成処理と同様であるため説明を省略する。
[Processing flow of local energy supply and demand planning system 220]
FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the local energy supply and demand planning system 220. The steps to analyze the power generation data of the photovoltaic power generation device 10 and estimate the meteorological data are S1 solar radiation amount calculation, S2 solar panel temperature calculation, S3 surface temperature calculation, S4 cloud cover calculation, and S5 local weather data estimation. It consists of 5 steps. Hereinafter, each step of S1 to S5 will be described. Since the process executed by the wide area energy supply and demand planning system 210 is the same as the process of generating an operation plan using well-known meteorological data, the description thereof will be omitted.

(ステップS1)
日射量算出部221が、太陽光パネル100が出力する短絡電流の電流値Iscに基づいて太陽光パネル100が設置されている地点の日射量を算出する。太陽光パネル100が出力する短絡電流Iscは日射量と比例関係にあるため、短絡電流の値から太陽光発電システム周辺の日射量を容易に算出できる。短絡電流Iscは、以下の式1によって定義され、地表面日射量Igを計算することができる。
Isc=Istc×ε×cosθ×Ig・・・(式1)
Isc:短絡電流、
Istc:標準表面日射量(1kW/m)かつ標準温度(気温=25℃)の際の標準短絡電流、
ε:太陽光パネルのアルベド数、
θ:太陽光パネルの設置角度と太陽光の入射角のなす角、
Ig:地表面日射量(kW/m
(Step S1)
The solar radiation amount calculation unit 221 calculates the solar radiation amount at the point where the solar panel 100 is installed based on the current value Isc of the short-circuit current output by the solar panel 100. Since the short-circuit current Isc output by the solar panel 100 is proportional to the amount of solar radiation, the amount of solar radiation around the photovoltaic power generation system can be easily calculated from the value of the short-circuit current. The short-circuit current Isc is defined by Equation 1 below, and the amount of solar radiation on the ground surface Ig can be calculated.
Isc = Istc × ε × cosθ × Ig ... (Equation 1)
Isc: Short circuit current,
Istc: Standard short-circuit current at standard surface solar radiation (1 kW / m 2 ) and standard temperature (air temperature = 25 ° C),
ε: Number of albedos in solar panels,
θ: The angle between the installation angle of the solar panel and the incident angle of sunlight,
Ig: Ground surface solar radiation (kW / m 2 )

ステップS1で算出した日射量が10W/m以下の場合は、夜間または雲量が9以上の曇天に相当する。算出した日射量が10W/m以下の場合は、雲量9以上として局所気象データを確定する。算出した日射量が10W/mより大きい場合は、S2の処理に進む。 When the amount of solar radiation calculated in step S1 is 10 W / m 2 or less, it corresponds to nighttime or cloudy weather with a cloud amount of 9 or more. When the calculated amount of solar radiation is 10 W / m 2 or less, the local meteorological data is determined with a cloud amount of 9 or more. If the calculated amount of solar radiation is larger than 10 W / m 2 , the process proceeds to S2.

(ステップS2)
地表温度算出部222が、太陽光パネル100が出力した電圧値に基づいて太陽光パネル100の表面温度を算出する。太陽光パネル100の表面温度は日射量が決定されると、開放電圧との相関性によって求めることができる。
(Step S2)
The surface temperature calculation unit 222 calculates the surface temperature of the solar panel 100 based on the voltage value output by the solar panel 100. Once the amount of solar radiation is determined, the surface temperature of the solar panel 100 can be obtained by the correlation with the open circuit voltage.

太陽光パネル100の開放電圧Vocと太陽光パネル100の表面温度Ts_pvの間には直線関係があり、開放電圧Vocを検出することによって、太陽光パネル100の表面温度Ts_pvが一義的に規定される。太陽光パネル100の表面温度Ts_pvは、太陽光パネル100の開放電圧値Vocを用いて、以下の式2から算出することができる。
Voc=Ts_pv×(nk/q)ln[(I/I)+1]・・・(式2)
n:ダイオードパラメータ
k:ボルツマン定数
q:電荷素量
:光照射に伴う光電流
:逆飽和起電力
I:回路内の電流
V:電圧
Ts_pv:太陽光パネル100の表面温度
There is a linear relationship between the open circuit voltage Voc of the solar panel 100 and the surface temperature Ts_pv of the solar panel 100, and the surface temperature Ts_pv of the solar panel 100 is uniquely defined by detecting the open circuit voltage Voc. .. The surface temperature Ts_pv of the solar panel 100 can be calculated from the following equation 2 using the open circuit voltage value Voc of the solar panel 100.
Voc = Ts_pv × (nk / q) ln [(IL / I 0 ) +1] ... (Equation 2)
n: Diode parameter k: Boltzmann constant q: Charge element IL: Light current associated with light irradiation I 0 : Reverse saturated electromotive force I: Current in circuit V: Voltage Ts_pv : Surface temperature of solar panel 100

(ステップS3)
地表温度算出部222が、太陽光パネル100の表面温度Ts_pvと太陽光パネル100が設置されている地点の日射量とに基づいて太陽光パネル100が設置されている地点の地表温度Ts_gを算出する。地表温度Ts_gは、以下の式3~式8および日射量に基づいて、算出することができる。式3~5は、太陽光パネル100の熱収支式であり、式6~8は地表面の熱収支式である。
(Step S3)
The surface temperature calculation unit 222 calculates the surface temperature Ts_g at the point where the solar panel 100 is installed based on the surface temperature Ts_pv of the solar panel 100 and the amount of solar radiation at the point where the solar panel 100 is installed. .. The surface temperature Ts_g can be calculated based on the following equations 3 to 8 and the amount of solar radiation. Equations 3 to 5 are heat balance equations for the solar panel 100, and equations 6 to 8 are heat balance equations for the ground surface.

[太陽光パネルの熱収支式]
Rn_pv=σ(Ts_pv)+Hpv+lE+G・・・(式3)
Rn_pv:太陽光パネル100の表面における正味放射量
σ:ステファン・ボルツマン係数
Ts_pv:太陽光パネル100の表面温度
Hpv:顕熱輸送量(太陽光パネル100の表面付近の顕熱)
lE:潜熱輸送量(太陽光パネル100の表面付近の潜熱)
G:地中伝達熱
ここで、太陽光パネル100の表面においては、潜熱を発生させる要因が通常の地表(アスファルト、芝生、土壌など)に比べて非常に少なく、かつ地中伝達熱Gは考慮する必要がないため、野路置きの太陽光パネル100の表面における熱収支式(式3)は次のように変形できる。
Rn_pv=Hpv+σ(Ts_pv)・・・(式4)
Rn_pv:太陽光パネルの表面における正味放射量
Hpv:太陽光パネル上の顕熱輸送量
σ:ステファン・ボルツマン係数
Ts_pv:太陽光パネル100の表面温度
Hpvは以下のように記述できる。
Hpv=Cp×ρ×ChU(Ts_pv-T)・・・(式5)
Cp:空気比熱
ρ:空気密度
ChU:コンダクタンス(定数)
T:大気温度(気温)
[Solar panel heat balance type]
Rn_pv = σ (Ts_pv) 4 + Hpv + lE + G ... (Equation 3)
Rn_pv: Net radiation amount on the surface of the solar panel 100 σ: Stefan-Boltzmann coefficient Ts_pv: Surface temperature of the solar panel 100 Hpv: Sensible heat transport amount (sensible heat near the surface of the solar panel 100)
lE: Latent heat transport volume (latent heat near the surface of the solar panel 100)
G: Underground heat transfer Here, on the surface of the solar panel 100, the factors that generate latent heat are very few compared to the normal ground surface (asphalt, lawn, soil, etc.), and the underground heat transfer G is taken into consideration. The heat balance equation (Equation 3) on the surface of the solar panel 100 placed in the field can be modified as follows.
Rn_pv = Hpv + σ (Ts_pv) 4 ... (Equation 4)
Rn_pv: Net radiation amount on the surface of the solar panel Hpv: Sensible heat transport amount on the solar panel σ: Stefan-Boltzmann coefficient Ts_pv: Surface temperature Hpv of the solar panel 100 can be described as follows.
Hpv = Cp × ρ × ChU (Ts_pv-T) ... (Equation 5)
Cp: Specific heat of air ρ: Air density ChU: Conductance (constant)
T: Atmospheric temperature (air temperature)

[地表面の熱収支式]
Rn=σ(Ts_g)+H+lE+G・・・(式6)
Ts_g:地表面の温度
H:地表面の顕熱輸送量
lE:地表面の潜熱輸送量
G:地中伝達熱
ここで、地表において、地中伝達熱Gは地表温度を議論する範囲においては無視することができ、地表面の熱収支式(式6)は、Rn=σ(Ts_g)+H+lEと変形できる。
地表面の顕熱輸送量Hは以下のように記述できる。
H=Cp×ρ×ChU(Ts_g-T)・・・(式7)
Ts_g:太陽光パネル付近の地表温度
地表面の潜熱輸送量lEは以下のように記述できる。
lE=β×ChU(Qs-Q)・・・(式8)
β:蒸発効率(アルベド、地表面形状、材質で決まる定数)
Qs:地表温度Ts_gに対する飽和比湿(Ts_gの関数で与えられ、数表から容易に求まる)
Q:大気の比湿
[The heat balance type of the ground surface]
Rn = σ (Ts_g) 4 + H + lE + G ... (Equation 6)
Ts_g: Ground surface temperature H: Sensible heat transport amount on the ground surface lE: Latent heat transport amount on the ground surface G: Underground heat transfer Here, on the ground surface, the ground transfer heat G is ignored in the range where the ground surface temperature is discussed. The heat balance equation (Equation 6) on the ground surface can be transformed into Rn = σ (Ts_g) 4 + H + lE.
The sensible heat transport amount H on the ground surface can be described as follows.
H = Cp × ρ × ChU (Ts_g-T) ... (Equation 7)
Ts_g: Ground surface temperature near the solar panel The latent heat transport amount lE on the ground surface can be described as follows.
lE = β × ChU (Qs-Q) ... (Equation 8)
β: Evaporation efficiency (constant determined by albedo, ground surface shape, material)
Qs: Saturation specific humidity with respect to surface temperature Ts_g (given by a function of Ts_g and easily obtained from a numerical table)
Q: Atmospheric specific humidity

上記の式4~式8を用いると太陽光パネル100の表面温度Ts_pvから地表温度Ts_gを求めることができる。地表温度Ts_gは、地表に含まれる水分(湿度要素)および地表のアルベド要素と関連している。 When the above equations 4 to 8 are used, the surface temperature Ts_g can be obtained from the surface temperature Ts_pv of the solar panel 100. The surface temperature Ts_g is associated with the moisture (humidity element) contained in the surface and the albedo element on the surface.

(ステップS4)
気象データ推定部223が、相対湿度、地形データおよび算出した地表温度Ts_gに基づいて雲量を求める。真夏のように地表温度が高い場合、急速に積乱雲が発達して、局所的な豪雨および日照変化が起きる。本開示のエネルギー管理システム1は、このような急激な気象の変化(雲量の変化)を推測することができる。ステップS1~ステップS4までで求めた各データは、「局所気象データ」としてエネルギー需給計画の生成に利用される。局所気象データは、従来のアメダス観測点などよりも狭所の気象データであり、データの種類は、温度、湿度、雲量、日射量および天候(晴れ、雨、曇り)等である。
(Step S4)
The meteorological data estimation unit 223 obtains the cloud cover based on the relative humidity, the topographical data, and the calculated surface temperature Ts_g. When the surface temperature is high, such as in midsummer, cumulonimbus clouds develop rapidly, causing local heavy rainfall and sunshine changes. The energy management system 1 of the present disclosure can infer such a sudden change in weather (change in cloud cover). Each of the data obtained in steps S1 to S4 is used as "local meteorological data" to generate an energy supply and demand plan. Local meteorological data is meteorological data in a narrower place than conventional Amedas observation points, and the types of data are temperature, humidity, cloud cover, solar radiation, and weather (sunny, rain, cloudy).

なお、一般に得られる気象データ(温度、湿度、雲量、日射量)と比較して、著しく雲量が少なく見積もられた場合は、湿度および気温を再検証してステップS3から再計算してもよい。気象データに対し、著しく雲量が多く見積もられた場合は、局所的な積乱雲発達などが想定される。 If the cloud cover is estimated to be significantly smaller than the generally available meteorological data (temperature, humidity, cloud cover, solar radiation), the humidity and temperature may be re-verified and recalculated from step S3. .. If the cloud cover is estimated to be extremely large with respect to the meteorological data, local cumulonimbus cloud development is assumed.

(ステップS5)
局所エネルギー需給計画生成部224が、少なくとも、気象データ推定部223が推定した気象データと、気象データに紐づけられた第2の領域の過去の電力需給履歴と、に基づいて第2の領域のエネルギー需給計画(局所運用計画)を生成する。
(Step S5)
The local energy supply and demand plan generation unit 224 of the second region is based on at least the meteorological data estimated by the meteorological data estimation unit 223 and the past power supply and demand history of the second region linked to the meteorological data. Generate an energy supply and demand plan (local operation plan).

上記のようにしてエネルギー管理システム1は、局所運用計画および広域運用計画を生成する。局所運用計画と広域運用計画とに差がなければ、例えば、エネルギー管理システム1は広域運用計画を変更せずに実行する。また、局所運用計画と広域運用計画とに差があれば、エネルギー管理システム1は補正運用計画を実行する。したがって、本開示のエネルギー管理システム1は、局所的な気象変動を把握して地域ごとに最適なエネルギー管理をすることができる。なお、上で説明した局所運用計画、広域運用計画および補正運用計画は、いずれも、太陽光発電装置10が電力を供給することを計画に含んでもよい。 As described above, the energy management system 1 generates a local operation plan and a wide area operation plan. If there is no difference between the local operation plan and the wide area operation plan, for example, the energy management system 1 executes the wide area operation plan without changing it. If there is a difference between the local operation plan and the wide area operation plan, the energy management system 1 executes the supplementary operation plan. Therefore, the energy management system 1 of the present disclosure can grasp local weather fluctuations and perform optimal energy management for each region. The local operation plan, the wide area operation plan, and the supplementary operation plan described above may all include the supply of electric power by the photovoltaic power generation device 10.

<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態のエネルギー管理システム2を、図5~図6を参照して説明する。
図5は、第2実施形態に係るエネルギー管理システム2の全体構成を示す図である。図5において、第1の実施形態と同一の構成要素については図1と同一の参照符号を付しているので、詳細な説明は省略する。
<Second embodiment>
Next, the energy management system 2 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 6.
FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of the energy management system 2 according to the second embodiment. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and therefore detailed description thereof will be omitted.

図5に示されているように、第2の実施形態のエネルギー管理システム2は、太陽光パネル100が、需要家30の建物の建材(壁材、窓、柱材など)の一部をなす、いわゆる建材一体型太陽光発電システムを構成している点で第1の実施形態と異なっている。この場合、太陽光パネル100の表面の日射量と地表面における日射量とは必ずしも一致しないため、第2の実施形態では、日射量算出部221による地表面の日射量を算出するステップが加わり、地表温度算出部222による地表温度の算出方法が変わる。なお、図5等に示された実施形態は一例であって、本開示の技術的思想を制限するために示されているものではない。 As shown in FIG. 5, in the energy management system 2 of the second embodiment, the solar panel 100 forms a part of the building material (wall material, window, pillar material, etc.) of the building of the consumer 30. It differs from the first embodiment in that it constitutes a so-called building material integrated photovoltaic power generation system. In this case, since the amount of solar radiation on the surface of the solar panel 100 does not always match the amount of solar radiation on the ground surface, in the second embodiment, a step of calculating the amount of solar radiation on the ground surface by the solar radiation amount calculation unit 221 is added. The method of calculating the surface temperature by the surface temperature calculation unit 222 changes. It should be noted that the embodiment shown in FIG. 5 and the like is an example, and is not shown in order to limit the technical idea of the present disclosure.

図6は、第2の実施形態の局所エネルギー需給計画システム220の処理を示すフローチャートである。第2の実施形態では、太陽光パネル100は建築物の躯体に設置されているため、太陽光発電装置10が出力する発電データから地表面の日射量を算出するステップ(ステップS1B)および地表温度を算出するステップ(ステップS3B)が第1の実施形態とは異なる。具体的には、日射量算出部221は、太陽光パネル100が建物に設置されている方向を考慮して地表面の日射量を算出し、地表温度算出部222は、太陽光パネル100が設置されている建材の影響を考慮して地表温度を算出する。以下では、図6に示されたフローチャートのうち、第1の実施形態とは異なるステップS1BおよびステップS3Bについてのみ説明する。 FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the local energy supply and demand planning system 220 of the second embodiment. In the second embodiment, since the solar panel 100 is installed on the frame of the building, the step (step S1B) of calculating the amount of solar radiation on the ground surface from the power generation data output by the photovoltaic power generation device 10 and the ground surface temperature. The step (step S3B) for calculating the above is different from that of the first embodiment. Specifically, the solar radiation amount calculation unit 221 calculates the solar radiation amount on the ground surface in consideration of the direction in which the solar panel 100 is installed in the building, and the surface temperature calculation unit 222 is installed by the solar panel 100. The surface temperature is calculated in consideration of the influence of the building materials used. In the following, among the flowcharts shown in FIG. 6, only step S1B and step S3B, which are different from the first embodiment, will be described.

(ステップS1B)
建材一体型太陽光発電システムの多くは、建物の壁面に設置されている場合が多く、太陽光パネル100に到達する日射量は地表面と異なる。したがって、日射量算出部221は、設置されている建物の方位角および太陽光パネルの傾斜角に基づいて周知の天文学的手法により太陽光パネル100の日射量を地表面への入射角度に換算し、地表面への日射量を算出する。太陽光パネル100の表面への日射量(日射光強度)をIdとし地表面への日射量をIgとした場合、IdとIgとの関係は以下の式9によって表される。
ε×Id=ε×Ig×cosθ・・・(式9)
ε:太陽光パネルのアルベド数
Id:太陽光パネル表面への入射量
ε:地表面のアルベド数
Ig:地表面への入射量
θ:太陽光パネルと入射光とのなす角
(Step S1B)
Most of the building material integrated photovoltaic power generation systems are installed on the wall surface of a building, and the amount of solar radiation reaching the solar panel 100 is different from that on the ground surface. Therefore, the solar radiation amount calculation unit 221 converts the solar radiation amount of the solar panel 100 into the incident angle to the ground surface by a well-known astronomical method based on the azimuth angle of the installed building and the inclination angle of the solar panel. , Calculate the amount of solar radiation to the ground surface. When the amount of solar radiation to the surface of the solar panel 100 (solar radiation intensity) is Id and the amount of solar radiation to the ground surface is Ig, the relationship between Id and Ig is expressed by the following equation 9.
ε × Id = ε 0 × Ig × cosθ ... (Equation 9)
ε: Number of albedos of the solar panel Id: Amount of incident on the surface of the solar panel ε 0 : Number of albedos on the ground surface Ig: Amount of incident on the ground surface θ: Angle formed by the solar panel and the incident light

(ステップS3B)
建材一体型太陽光発電システムのパネル表面温度は、第1の実施形態と同様に太陽光発電の開放電圧から推計することができる。しかしながら、建材一体型太陽光発電システムは建屋躯体と一体化しているため、一般的な晴天時の場合、パネル表面温度は地表面の温度より高くなる傾向にある。言い換えると、実際の日射で得られる表面温度に加えて顕熱分の蓄熱が大きいために、建材一体型の太陽光パネル100の表面温度Ts_bipvは地表温度Ts_gよりも高くなる。そこで、第1の実施形態の説明で記載された熱収支式は、以下の式10のように修正される。
(Step S3B)
The panel surface temperature of the building material integrated photovoltaic power generation system can be estimated from the open circuit voltage of the photovoltaic power generation as in the first embodiment. However, since the building material integrated photovoltaic power generation system is integrated with the building frame, the panel surface temperature tends to be higher than the ground surface temperature in general sunny weather. In other words, the surface temperature Ts_bipv of the building material integrated solar panel 100 is higher than the surface temperature Ts_g because the heat storage of the sensible heat is large in addition to the surface temperature obtained by the actual solar radiation. Therefore, the heat balance equation described in the description of the first embodiment is modified as the following equation 10.

[建材一体型の太陽光パネルの熱収支式]
Rn_bipv=Hbipv+σ(Ts_bipv)・・・(式10)
Rn_bipv:建材一体型の太陽光パネル100の正味放射量
Hbipv:建材一体型の太陽光パネル100上の顕熱輸送量
Ts_bipv:建材一体型の太陽光パネル100の表面温度
ここで、Ts_bipvは式2より導き出される。また、建材一体型太陽光発電システムの顕熱輸送量Hbipvは以下の式11で表される。
Hbipv=Cbp×ρ×ChU’(Ts_bipv-T)・・・(式11)
Cbp:建物躯体比熱
ρ:建物躯体材料の密度
ChU’:躯体のコンダクタンス(定数)
T:大気温度(気温)
[Heat balance type of solar panel with integrated building materials]
Rn_bipv = Hbipv + σ (Ts_bipv) 4 ... (Equation 10)
Rn_bipv: Net radiation amount of the building material-integrated solar panel 100 Hbipv: Sensible heat transport amount on the building material-integrated solar panel 100 Ts_bipv: Surface temperature of the building material-integrated solar panel 100 Here, Ts_bipv is the formula 2. More derived. Further, the sensible heat transport amount Hbipv of the building material integrated photovoltaic power generation system is represented by the following equation 11.
Hbipv = Cbp x ρ b x ChU'(Ts_bipv-T) ... (Equation 11)
Cbp: Specific heat of building skeleton ρ b : Density of building skeleton material ChU': Conductance (constant) of building skeleton
T: Atmospheric temperature (air temperature)

一方、建材一体型の太陽光パネル100の正味放射量と地表面の正味放射量は式9より、以下の式12のように記述できる。
Rn_bipv/Rn=Id/Ig=ε/ε×cosθ・・・(式12)
上記式12によって、太陽光パネル100のアルベド数ε、地表面のアルベド数ε、太陽光パネルと入射光とのなす角θ、太陽光パネル100における正味放射量および地表面における正味放射量を関連付けることができる。上記の式10~式12さらに、式6~式8に記載されている地表面の水分、湿度といった顕熱、潜熱を考慮することにより、地表温度Ts_gを算出することができる。
On the other hand, the net radiation amount of the building material integrated solar panel 100 and the net radiation amount of the ground surface can be described by the following formula 12 from the formula 9.
Rn_bipv / Rn = Id / Ig = ε 0 / ε × cosθ ... (Equation 12)
According to the above equation 12, the albedo number ε of the solar panel 100, the albedo number ε 0 of the ground surface, the angle θ between the solar panel and the incident light, the net radiation amount of the solar panel 100, and the net radiation amount on the ground surface are obtained. Can be associated. The surface temperature Ts_g can be calculated by taking into consideration the sensible heat and latent heat such as the moisture and humidity of the ground surface described in the above formulas 10 to 12 and further described in the formulas 6 to 8.

第2の実施形態によると、建物の熱負荷を太陽光発電装置10から直接算出することができる。そのため、第2の実施形態のエネルギー管理装置は、需要家のエネルギー消費の推計に建物の熱負荷を加味することで、推計精度を向上させることができる。 According to the second embodiment, the heat load of the building can be calculated directly from the photovoltaic power generation device 10. Therefore, the energy management device of the second embodiment can improve the estimation accuracy by adding the heat load of the building to the estimation of the energy consumption of the consumer.

<第3の実施形態>
第3の実施形態では、太陽光発電装置10が、窓部分に光透過型の太陽電池が組み込まれた高機能窓システムであるエアフローウィンドウを構成する。エアフローウィンドウは、第2の実施形態と同様に建屋の躯体と一体化した建材一体型太陽光発電システムである。エアフローウィンドウは、窓に対して光透過型太陽電池を設けることによって建屋内部に対する熱負荷の低減を図ることが可能であり、且つ、自身が備える排気ファンの駆動を太陽光発電装置10と連動させて熱の除去が可能である。
<Third embodiment>
In the third embodiment, the photovoltaic power generation device 10 constitutes an airflow window, which is a high-performance window system in which a light-transmitting solar cell is incorporated in a window portion. The airflow window is a building material integrated photovoltaic power generation system integrated with the building frame as in the second embodiment. The airflow window can reduce the heat load on the inside of the building by providing a light-transmitting solar cell for the window, and the drive of the exhaust fan provided by the airflow window is interlocked with the photovoltaic power generation device 10. It is possible to remove heat.

[エアフローウィンドウの説明]
図7は、エアフローウィンドウを概略的に示す図である。図7(a)は、エアフローウィンドウの外壁側の正面図であり、図7(b)は、エアフローウィンドウの室内側の正面図であり、図7(c)は、エアフローウィンドウの断面図である。エアフローウィンドウは、室外側ガラスと室内側ガラスとを備える複層構成となっている。エアフローウィンドウでは、光透過型太陽電池で吸収した熱線が輻射熱に転じ、排気ファンによって複層ガラス間から温まった空気を強制排気されることによって、室内側の熱負荷を低減できる。
[Explanation of airflow window]
FIG. 7 is a diagram schematically showing an airflow window. 7 (a) is a front view of the outer wall side of the air flow window, FIG. 7 (b) is a front view of the indoor side of the air flow window, and FIG. 7 (c) is a sectional view of the air flow window. .. The airflow window has a multi-layer structure including outdoor glass and indoor glass. In the airflow window, the heat rays absorbed by the light-transmitting solar cell are converted into radiant heat, and the warm air is forcibly exhausted from between the double glazing by the exhaust fan, so that the heat load on the indoor side can be reduced.

第3の実施形態の太陽光発電システムは、エアフローウィンドウの排気駆動の電源は光透過型太陽電池から直接供給され、日射と連動した熱負荷低減が可能となる。また、エアフローウィンドウは、熱負荷低減が太陽光発電と連動しているため、発電データを参照して日射量や輻射熱の大きさを把握しながら、強制排気によって室内の熱負荷を低減することができる。 In the solar power generation system of the third embodiment, the power source for the exhaust drive of the airflow window is directly supplied from the light transmission type solar cell, and the heat load linked with the solar radiation can be reduced. In addition, since the heat load reduction of the airflow window is linked to solar power generation, it is possible to reduce the heat load in the room by forced exhaust while grasping the amount of solar radiation and the magnitude of radiant heat by referring to the power generation data. can.

一般に、エアフローウィンドウは、外側(室外側)および内側(室内側)の二枚のガラスの間に日射を遮蔽するためのブラインドカーテンが設けられて、二枚のガラスの間の空間が遮熱される。二枚のガラスの間の空間は排気ダクトとつながっており、エアフローウィンドウは室内側の汚れた空気を取り込み、排気ダクトを通じて排熱することができる。 Generally, an airflow window is provided with a blind curtain between two pieces of glass on the outside (outdoor side) and inside (indoor side) to shield the space between the two pieces of glass. .. The space between the two pieces of glass is connected to the exhaust duct, and the airflow window can take in the dirty air inside the room and exhaust the heat through the exhaust duct.

上記のとおり第3の実施形態の太陽光発電装置10は、光透過型の太陽電池を外側のガラスに組み込んだ構造を有している。光透過型の太陽電池は遮光・遮熱機能を有するため、第3の実施形態では二枚のガラスの間のブラインドカーテンは必須ではない。光透過型の太陽電池によって日射は減光されるが、さらに減光したい場合は二枚のガラスの間にブラインドカーテンを設置し、および/または、室内側に従来のインテリアであるカーテンなどを設置してもよい。 As described above, the photovoltaic power generation device 10 of the third embodiment has a structure in which a light-transmitting solar cell is incorporated in an outer glass. Since the light-transmitting solar cell has a light-shielding / heat-shielding function, a blind curtain between two pieces of glass is not essential in the third embodiment. Solar cells are dimmed by light-transmitting solar cells, but if you want to further dimming, install a blind curtain between the two pieces of glass and / or install a conventional interior curtain, etc. on the indoor side. You may.

光透過型の太陽電池としては、採光できる窓機能を持つものが望ましく、太陽電池の種類としては薄膜太陽電池が特に望ましい。薄膜太陽電池は、薄膜の厚み、材料などで遮光・遮熱機能を調整することができる。薄膜太陽電池を構成する材料に特に制限はなく、アモルファスシリコン、CIGS(銅・インジウム・ガリウム・硫黄・セレン)化合物、ペロブスカイト、有機系などが挙げられる。 As the light-transmitting solar cell, one having a window function capable of daylighting is desirable, and as a type of solar cell, a thin-film solar cell is particularly desirable. The light-shielding / heat-shielding function of the thin-film solar cell can be adjusted by the thickness of the thin film, the material, and the like. The material constituting the thin-film solar cell is not particularly limited, and examples thereof include amorphous silicon, CIGS (copper / indium / gallium / sulfur / selenium) compounds, perovskite, and organic materials.

第3の実施形態において、エアフローウィンドウに使用される太陽電池は光透過するため、第2の実施形態と比較して局所的な気象データを算出する際の放射熱量の取り扱いが異なる。具体的には、局所エネルギー需給計画システム220は、エアフローウィンドウによる排熱分だけ、太陽光パネル100の顕熱輸送量を補正して局所エネルギー需給計画を生成する。つまり、第2の実施形態において、建材に関するパラメータを調節することによって、局所的な気象データを推定することができる。その他の処理は、第2の実施形態において説明した処理と変わらない。以下では、第2の実施形態の処理とは異なる点のみを記す。 In the third embodiment, since the solar cell used for the airflow window transmits light, the handling of the radiant heat amount when calculating the local meteorological data is different from that in the second embodiment. Specifically, the local energy supply and demand planning system 220 generates a local energy supply and demand plan by correcting the sensible heat transport amount of the solar panel 100 by the amount of waste heat exhausted by the airflow window. That is, in the second embodiment, local meteorological data can be estimated by adjusting the parameters related to the building materials. The other processes are the same as the processes described in the second embodiment. In the following, only the points different from the processing of the second embodiment will be described.

[エアフローウィンドウの熱収支式]
Rn_AFW=HAFW+σ(Ts_AFW-Hin・・・(式13)
Rn_AFW:エアフローウィンドウ表面から放出される放射熱量
AFW:エアフローウィンドウに組み込まれた太陽電池の顕熱輸送量
Ts_AFW:エアフローウィンドウに組み込まれた太陽電池表面温度
Hin:エアフローウィンドウに組み込まれた太陽電池を透過した日射によるエアフローウィンドウの躯体および室内の顕熱量
エアフローウィンドウに組み込まれた光透過型の太陽電池の放射量と太陽電池を透過した顕熱輸送量の合計が地表の放射量と定義できるため、第2の実施形態の説明において記載された式12を踏まえて、第3の実施形態の放射熱量の関係式は以下の式14のように記述できる。
(Rn_AFW+Hin)/Rn=(Id+Iin)/Ig・・・(式14)
ここで、Hinは実測できないため、HAFWおよびTs_AFWから求めることになる。上記の式13および式14からわかるとおり、(Rn_AFW+Hin)を第2の実施形態の算出式におけるRnbipvと見做すことにより、第2の実施形態と全く同様に気象データを推定することができる。
[Heat balance type of airflow window]
Rn _AFW = H AFW + σ (Ts _AFW ) 4 -Hin ... (Equation 13)
Rn _AFW : Amount of radiant heat emitted from the surface of the airflow window HAFW : Amount of actual heat transport of the solar cell incorporated in the airflow window Ts _AFW : Surface temperature of the solar cell incorporated in the airflow window Hin: Sun incorporated in the airflow window The amount of radiant heat in the airflow window frame and indoors due to the sunlight transmitted through the battery The sum of the radiant amount of the light-transmitting solar cell incorporated in the airflow window and the radiant heat transport amount transmitted through the solar cell can be defined as the amount of radiation on the ground surface. Therefore, based on the formula 12 described in the description of the second embodiment, the relational formula of the radiant heat amount of the third embodiment can be described as the following formula 14.
( Rn_AFW + Hin) / Rn = (Id + Iin) / Ig ... (Equation 14)
Here, since Hin cannot be actually measured, it is obtained from HAFW and Ts_AFW . As can be seen from the above equations 13 and 14, ( Rn_AFW + Hin) can be regarded as Rnbipv in the calculation equation of the second embodiment, so that the meteorological data can be estimated in exactly the same manner as in the second embodiment. can.

第3の実施形態の局所エネルギー需給計画システム220は、上記式13および式14ならびに第2の実施形態において説明したその他の式に基づいて、エアフローウィンドウに組み込まれた光透過型太陽電池の短絡電流および解放電圧から地表温度を算出し、局所的な領域(第2の領域)の気象データを求めることができる。第3の実施形態のエネルギー管理システムは、第1の実施形態および第2の実施形態のエネルギー管理システムと同様、局所的な気象変動を把握して地域ごとに最適なエネルギー管理をすることができる。 The local energy supply and demand planning system 220 of the third embodiment is based on the above equations 13 and 14 and other equations described in the second embodiment, and the short-circuit current of the light transmissive solar cell incorporated in the airflow window. And the surface temperature can be calculated from the release voltage, and the meteorological data in the local region (second region) can be obtained. Like the energy management system of the first embodiment and the second embodiment, the energy management system of the third embodiment can grasp local weather fluctuations and perform optimal energy management for each region. ..

なお、本開示は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present disclosure in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration. Further, each of the above configurations, functions, processing units, processing means and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit. Further, each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be placed in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD, or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.

10…太陽光発電装置
100…太陽光パネル
101…PCS
110…発電データ送信部
20…エネルギー管理装置、21…記録部、22…制御部、23…表示部
200…地域エネルギー管理システム
201…気象データ取得部
202…発電データ取得部
203…電力需要データ取得部
204…運用計画補正部
205…運用計画実施部
210…広域エネルギー需給計画システム
211…エネルギー需給推定部
212…広域エネルギー需給計画生成部
220…局所エネルギー需給計画システム
221…日射量算出部
222…地表温度算出部
223…気象データ推定部
224…局所エネルギー需給計画生成部
30…需要家
40…サーバ、41…気象データ送信部
10 ... Solar power generation device 100 ... Solar panel 101 ... PCS
110 ... Power generation data transmission unit 20 ... Energy management device, 21 ... Recording unit, 22 ... Control unit, 23 ... Display unit 200 ... Regional energy management system 201 ... Meteorological data acquisition unit 202 ... Power generation data acquisition unit 203 ... Power demand data acquisition Department 204 ... Operation plan correction department 205 ... Operation plan implementation department 210 ... Wide area energy supply and demand planning system 211 ... Energy supply and demand estimation department 212 ... Wide area energy supply and demand plan generation department 220 ... Local energy supply and demand planning system 221 ... Solar radiation amount calculation department 222 ... Ground surface Temperature calculation unit 223 ... Meteorological data estimation unit 224 ... Local energy supply and demand plan generation unit 30 ... Consumer 40 ... Server, 41 ... Meteorological data transmission unit

Claims (8)

太陽光発電装置とエネルギー管理装置とサーバとを備えるエネルギー管理システムであって、
前記太陽光発電装置は、
太陽光パネルと、
前記太陽光パネルが出力する、開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを送信する発電データ送信部と、
を備え、
前記サーバは、
気象データを送信する気象データ送信部を備え、
前記エネルギー管理装置は、
前記太陽光発電装置が送信する前記発電データを取得する発電データ取得部と、
前記太陽光パネルが設置されている地点を含む第1の領域の前記気象データを前記サーバから取得する気象データ取得部と、
前記電流値、及び前記電流値と日射量との相関データに基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の日射量を算出する日射量算出部と、
前記電圧値、及び前記電圧値と前記太陽光パネルの表面温度との相関データに基づいて前記太陽光パネルの表面温度を算出し、前記表面温度と前記日射量とに基づいて、前記太陽光パネルの熱収支式、及び前記太陽光パネルが設置されている地表面の熱収支式を用いて、前記太陽光パネルが設置されている地点の地表温度を算出する地表温度算出部と、
前記第1の領域の気象データ、前記日射量および前記地表温度に基づいて、前記太陽光パネルが設置されている地点を含み前記第1の領域よりも狭い第2の領域の気象データを推定する気象データ推定部と、
少なくとも、前記気象データ推定部が推定した前記第2の領域の前記気象データと、前記気象データに紐づけられた前記第2の領域の過去の電力需給履歴と、に基づいて前記第2の領域の再生可能エネルギーの供給量を推定して局所エネルギー需給計画を生成する局所エネルギー需給計画生成部と、
を備えるエネルギー管理システム。
It is an energy management system equipped with a solar power generation device, an energy management device, and a server.
The solar power generation device is
With solar panels
A power generation data transmission unit that transmits power generation data including an open circuit voltage value and a short-circuit current current value output by the solar panel.
Equipped with
The server
Equipped with a meteorological data transmission unit that transmits meteorological data
The energy management device is
A power generation data acquisition unit that acquires the power generation data transmitted by the solar power generation device, and
A meteorological data acquisition unit that acquires the meteorological data in the first region including the point where the solar panel is installed from the server, and a meteorological data acquisition unit.
A solar radiation amount calculation unit that calculates the solar radiation amount at the point where the solar panel is installed based on the current value and the correlation data between the current value and the solar radiation amount.
The surface temperature of the solar panel is calculated based on the voltage value and the correlation data between the voltage value and the surface temperature of the solar panel, and the solar panel is calculated based on the surface temperature and the amount of solar radiation. The surface temperature calculation unit that calculates the surface temperature of the point where the solar panel is installed by using the heat balance formula of the above and the heat balance formula of the ground surface where the solar panel is installed.
Based on the meteorological data of the first region, the amount of solar radiation, and the surface temperature, the meteorological data of the second region including the point where the solar panel is installed and narrower than the first region is estimated. Meteorological data estimation unit and
At least, the second region is based on the meteorological data of the second region estimated by the meteorological data estimation unit and the past power supply and demand history of the second region linked to the meteorological data. Local energy supply and demand plan generation unit that estimates the supply of renewable energy and generates a local energy supply and demand plan,
Energy management system with.
請求項1に記載のエネルギー管理システムにおいて、
少なくとも、前記気象データ取得部が取得した前記第1の領域の気象データおよび天気と関連付けられて記録された過去の電力需要の履歴に基づいて、前記第1の領域の再生可能エネルギーの供給量を推定する広域エネルギー需給推定部と、
前記広域エネルギー需給推定部が推定した前記第1の領域の前記再生可能エネルギーの供給量に基づいて広域エネルギー需給計画を生成する広域エネルギー需給計画生成部と、
前記局所エネルギー需給計画生成部が推計した前記再生可能エネルギーの供給量が、前記広域エネルギー需給推定部が推計した前記再生可能エネルギーの供給量と比較して所定の基準以下であれば前記広域エネルギー需給計画を補正する運用計画補正部と、
をさらに備えるエネルギー管理システム。
In the energy management system according to claim 1,
At least, the supply amount of renewable energy in the first region is determined based on the meteorological data in the first region acquired by the meteorological data acquisition unit and the history of past power demand recorded in association with the weather. Wide area energy supply and demand estimation department to estimate and
A wide area energy supply and demand plan generation unit that generates a wide area energy supply and demand plan based on the supply amount of the renewable energy in the first region estimated by the wide area energy supply and demand estimation unit.
If the supply amount of the renewable energy estimated by the local energy supply and demand plan generation unit is equal to or less than a predetermined standard as compared with the supply amount of the renewable energy estimated by the wide area energy supply and demand estimation unit, the wide area energy supply and demand The operation plan correction unit that corrects the plan and the operation plan correction unit
Energy management system further equipped with.
請求項2に記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記局所エネルギー需給計画生成部は、前記太陽光発電装置が電力を供給することを含む前記局所エネルギー需給計画を生成する、
エネルギー管理システム。
In the energy management system according to claim 2,
The local energy supply / demand plan generation unit generates the local energy supply / demand plan including the supply of electric power by the photovoltaic power generation device.
Energy management system.
請求項1に記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記発電データ取得部は、前記太陽光発電装置が出力した前記開放電圧の電圧値が所定の値よりも低い場合に、警告を発する、
エネルギー管理システム。
In the energy management system according to claim 1,
The power generation data acquisition unit issues a warning when the voltage value of the open circuit voltage output by the photovoltaic power generation device is lower than a predetermined value.
Energy management system.
請求項1に記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記太陽光発電装置は建築物に備え付けられている、
エネルギー管理システム。
In the energy management system according to claim 1,
The solar power generation device is installed in a building,
Energy management system.
請求項1に記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記太陽光発電装置は、前記太陽光パネルがエアフローウィンドウを構成する複数のガラスのうち少なくとも一つの面に設けられた透過型の薄膜太陽電池である、
エネルギー管理システム。
In the energy management system according to claim 1,
The photovoltaic power generation device is a transmissive thin-film solar cell in which the solar panel is provided on at least one surface of a plurality of glasses constituting an airflow window.
Energy management system.
太陽光発電装置が備える太陽光パネルが出力する、開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを取得する発電データ取得部と、
前記太陽光パネルが設置されている地点を含む第1の領域の気象データを取得する気象データ取得部と、
前記電流値、及び前記電流値と日射量との相関データに基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の日射量を算出する日射量算出部と、
前記電圧値、及び前記電圧値と前記太陽光パネルの表面温度との相関データに基づいて前記太陽光パネルの表面温度を算出し、前記表面温度と前記日射量とに基づいて、前記太陽光パネルの熱収支式、及び前記太陽光パネルが設置されている地表面の熱収支式を用いて、前記太陽光パネルが設置されている地点の地表温度を算出する地表温度算出部と、
前記第1の領域の気象データ、前記日射量および前記地表温度に基づいて、前記太陽光パネルが設置されている地点を含み前記第1の領域よりも狭い第2の領域の気象データを推定する気象データ推定部と、
前記気象データ推定部が推定した前記気象データに基づいてエネルギー需給計画を生成するエネルギー需給計画生成部と、
を備える、
エネルギー管理装置。
A power generation data acquisition unit that acquires power generation data including the voltage value of the open circuit voltage and the current value of the short-circuit current, which is output by the solar panel of the photovoltaic power generation device.
A meteorological data acquisition unit that acquires meteorological data in the first region including the point where the solar panel is installed, and
A solar radiation amount calculation unit that calculates the solar radiation amount at the point where the solar panel is installed based on the current value and the correlation data between the current value and the solar radiation amount.
The surface temperature of the solar panel is calculated based on the voltage value and the correlation data between the voltage value and the surface temperature of the solar panel, and the solar panel is calculated based on the surface temperature and the amount of solar radiation. The surface temperature calculation unit that calculates the surface temperature of the point where the solar panel is installed by using the heat balance formula of the above and the heat balance formula of the ground surface where the solar panel is installed.
Based on the meteorological data of the first region, the amount of solar radiation, and the surface temperature, the meteorological data of the second region including the point where the solar panel is installed and narrower than the first region is estimated. Meteorological data estimation unit and
An energy supply and demand plan generation unit that generates an energy supply and demand plan based on the meteorological data estimated by the meteorological data estimation unit.
To prepare
Energy management device.
太陽光発電装置が備える太陽光パネルが出力する、開放電圧の電圧値と短絡電流の電流値とを含む発電データを取得する発電データ取得部と、
前記電流値、及び前記電流値と日射量との相関データに基づいて前記太陽光パネルが設置されている地点の日射量を算出する日射量算出部と、
前記電圧値、及び前記電圧値と前記太陽光パネルの表面温度との相関データに基づいて前記太陽光パネルの表面温度を算出し、前記表面温度と前記日射量とに基づいて、前記太陽光パネルの熱収支式、及び前記太陽光パネルが設置されている地表面の熱収支式を用いて、前記太陽光パネルが設置されている地点の地表温度を算出する地表温度算出部と、
を備える、
地表温度推計装置。
A power generation data acquisition unit that acquires power generation data including the voltage value of the open circuit voltage and the current value of the short-circuit current, which is output by the solar panel of the photovoltaic power generation device.
A solar radiation amount calculation unit that calculates the solar radiation amount at the point where the solar panel is installed based on the current value and the correlation data between the current value and the solar radiation amount.
The surface temperature of the solar panel is calculated based on the voltage value and the correlation data between the voltage value and the surface temperature of the solar panel, and the solar panel is calculated based on the surface temperature and the amount of solar radiation. The surface temperature calculation unit that calculates the surface temperature of the point where the solar panel is installed by using the heat balance formula of the above and the heat balance formula of the ground surface where the solar panel is installed.
To prepare
Surface temperature estimation device.
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