JP2003158825A - 自然エネルギー利用発電装置と電力貯蔵用二次電池とのハイブリッドシステム及びその利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自然エネルギー利用発電装置と電力貯蔵用二次
電池とのハイブリッドシステムの出力の有効利用が可能
で、且つ、利用効果拡大による普及促進が可能なハイブ
リッドシステム及びその利用方法を提供する。 【解決手段】自然エネルギー利用発電装置の発電電力又
は／及び電力系統の夜間電力を電力貯蔵用二次電池に充
電するか、又は／及び、前記自然エネルギー利用発電装
置の発電電力又は／及び前記電力貯蔵用二次電池の放電
電力をハイブリッドシステムに接続された負荷使用者の
負荷又は／及び前記電力系統へ供給する変換装置と、前
記ハイブリッドシステムに接続された負荷のピークカッ
ト位置を定める演算処理装置と、前記自然エネルギー利
用発電装置の発電電力と前記電力貯蔵用二次電池の放電
電力との和が前記ピークカット位置を超えた前記負荷の
消費電力を下回らないように、前記電力貯蔵用二次電池
の運転を制御する制御装置とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自然エネルギーの
利用手段として普及拡大が期待されている太陽光発電装
置や風力発電装置と電力貯蔵用二次電池とのハイブリッ
ドシステム及びその利用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光発電装置や風力発電装置は自然エ
ネルギーの利用による地球環境問題への対策手段とし
て、その普及拡大が期待されている。これらの発電装置
では天気や風速によって出力が変動するという問題があ
り、この問題に対処するために、例えば特開平１１−６
９８９３号公報や特開平９−７２２７３号公報，特開平
６−１３３４７２号公報などに見られるように、電力貯
蔵用二次電池と接続して電力系統と連系し、この電力貯
蔵用二次電池によって太陽光発電装置や風力発電装置の
出力変動を吸収するハイブリッドシステムが提案されて
いる。

【０００３】さらに、特開２０００−１７５３６０号公
報には、ハイブリッドシステムより商用電源系統の負荷
電力へ電力を逆潮流すること、及び、風力発電装置の発
電電力の時間変動を電力貯蔵用バッテリーでカバーする
ことが述べられている。すなわち、逆潮流電力をパター
ン化し、これと風力発電装置の発電電力とに基づいて電
力貯蔵用バッテリーの充放電を制御することが述べられ
ている。そして、この逆潮流電力は重負荷時間帯で一定
になるように制御されており、また、このパターンを求
めるための負荷情報としては負荷容量が、バッテリー充
電量としては残存充電量が用いられている。また、特開
平６−１４１４６９号公報には、ハイブリッドシステム
より電力の配電線へ逆潮流するための設備に関する記載
がある。

【０００４】また、ハイブリッドシステムではないが、
特開平９−２２３５１５号公報には、二次電池の出力制
御によって電力系統で使用される電力をピークカットす
るために、二次電池の貯蔵電力容量と電力変換器の交流
出力容量との関係を規定したものが開示されており、ま
た、特開平１０−２２４９９２号公報には、自家発電装
置による商用電源側への逆電力を防止するために、商用
電源からの受電電力を制御するものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このハ
イブリッドシステムを有効に活用するためには、ハイブ
リッドシステムに連系された負荷で必要とされる電力消
費パターンに従って電力を供給することが望ましいが、
従来のハイブリッドシステムにおいては、このための工
夫が不十分であった。さらに、このハイブリッドシステ
ムは発電装置と電力貯蔵装置との組み合わせのために設
備費が比較的高価であり、普及拡大のためには、接続さ
れた負荷に電力系統から供給される電力料金の削減量を
できるだけ大きくして、ハイブリッドシステムの使用効
果を拡大する必要があるが、そのための検討も不十分で
あった。

【０００６】なお、前記特開２０００−１７５３６０号
公報に記載されたハイブリッドシステムは、電力消費者
にとってハイブリッドシステムの利用による電力系統か
ら供給される電力料金の削減効果を図ることについての
配慮は何らされていない。また、特開平６−１４１４６
９号公報には、蓄電池（二次電池）の運転方法について
の具体的な記載はない。また、上記特開平９−２２３５
１５号公報や特開平１０−２２４９９２号公報にも、電
力消費者にとってハイブリッドシステムの利用による電
力系統から供給される電力料金の削減効果を図ることに
ついての配慮は何ら示唆されていない。

【０００７】本発明の目的は、上記従来方法の欠点を除
き、自然エネルギーを利用した発電装置と電力貯蔵用二
次電池とのハイブリッドシステムの出力の有効利用が可
能で、且つ、ハイブリッドシステムの使用効果拡大によ
る普及促進が可能なハイブリッドシステム及びその利用
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一のハイブリ
ッドシステムは、電力系統に接続した自然エネルギー利
用発電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイ
ブリッドシステムであって、前記自然エネルギー利用発
電装置の発電電力又は／及び前記電力系統の夜間電力を
前記電力貯蔵用二次電池に充電するか、又は／及び、前
記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び前
記電力貯蔵用二次電池の放電電力を前記ハイブリッドシ
ステムに接続された負荷使用者の負荷又は／及び前記電
力系統へ供給する変換装置と、前記電力貯蔵用二次電池
の放電電力容量と前記負荷の消費電力パターンとを用い
て、前記負荷のピークカット位置を定める演算処理装置
と、前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力と前記
電力貯蔵用二次電池の放電電力との和が前記ピークカッ
ト位置を超えた前記負荷の消費電力を下回らないよう
に、前記電力貯蔵用二次電池の運転を制御する制御装置
とを有することを特徴としている。

【０００９】また、本発明の第二のハイブリッドシステ
ムは、電力系統に接続した自然エネルギー利用発電装置
と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリッドシ
ステムであって、前記自然エネルギー利用発電装置の発
電電力又は／及び前記電力系統の夜間電力を前記電力貯
蔵用二次電池に充電するか、又は／及び、前記自然エネ
ルギー利用発電装置の発電電力又は／及び前記電力貯蔵
用二次電池の放電電力を前記ハイブリッドシステムに接
続された負荷使用者の負荷又は／及び前記電力系統へ供
給する変換装置と、前記電力貯蔵用二次電池の放電電力
容量、前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力推定
値と前記負荷の消費電力パターンとを用いて、前記負荷
のピークカット位置を定める演算処理装置と、前記自然
エネルギー利用発電装置の発電電力と前記電力貯蔵用二
次電池の放電電力との和が前記ピークカット位置を超え
た前記負荷の消費電力を下回らないように、前記電力貯
蔵用二次電池の運転を制御する制御装置とを有する、こ
とを特徴としている。

【００１０】上記第一，第二のハイブリッドシステムに
よれば、前記負荷のピークカット位置を定め、前記ピー
クカット位置に従って前記負荷へ供給する前記電力を制
御する。そして、前記ピークカット位置を定める際に、
前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量と前記ハイブリ
ッドシステムに接続された負荷の消費電力パターン、あ
るいは、前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量、前記
太陽光発電装置又は前記風力発電装置の発電電力推定値
と前記負荷の消費電力パターンとを用いて、前記ピーク
カット位置を定める。

【００１１】また、本発明の第三のハイブリッドシステ
は、電力系統に接続した自然エネルギー利用発電装置と
電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリッドシス
テムであって、前記自然エネルギー利用発電装置の発電
電力又は／及び前記電力系統の夜間電力を前記電力貯蔵
用二次電池に充電するか、又は／及び、前記自然エネル
ギー利用発電装置の発電電力又は／及び前記電力貯蔵用
二次電池の放電電力を前記ハイブリッドシステムに接続
された負荷使用者の負荷又は／及び前記電力系統へ供給
する変換装置と、前記ハイブリッドシステムから前記負
荷へ供給される電力を制御する制御装置と、前記ハイブ
リッドシステムから前記負荷へ供給される電力量を測定
する測定装置と、前記負荷へ供給した前記電力の値又は
／及び前記測定装置で測定された電力量、前記電力系統
の電力基本料金又は／及び電力単価を用いて、前記ハイ
ブリッドシステムから前記負荷へ供給される電力料金を
算出するか、又は、前記電力系統から前記負荷へ供給さ
れる電力料金の前記ハイブリッドシステムの利用による
削減量を算出する演算処理装置とを設けることを特徴と
する。

【００１２】上記第一，第二，第三のハイブリッドシス
テムにより、自然エネルギー利用発電装置と電力貯蔵用
二次電池とのハイブリッドシステムの出力の有効利用が
可能で、且つ、ハイブリッドシステムの使用効果拡大に
よる普及促進が可能なハイブリッドシステムが実現され
る。特に、電力消費者にとってハイブリッドシステムの
利用による電力系統から供給される電力料金の削減効果
を図ることが可能となる。

【００１３】また、前記ピークカット位置を定める前記
演算処理装置を用いて前記削減量を算出することも可能
である。さらに、前記ハイブリッドシステムに複数の負
荷使用者の負荷が接続されることが特に望ましい。

【００１４】一方、本発明のハイブリッドシステムの第
一の利用方法は、電力系統に接続した自然エネルギー利
用発電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイ
ブリッドシステムの利用方法であって、前記自然エネル
ギー利用発電装置の発電電力又は／及び前記電力系統の
夜間電力によって前記電力貯蔵用二次電池を充電し、前
記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量と前記負荷の消費
電力パターンとを用いて、前記ハイブリッドシステムに
接続された負荷使用者の負荷のピークカット位置を定
め、前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／
及び前記電力貯蔵用二次電池の放電電力を前記負荷、又
は、前記負荷及び前記電力系統へ供給し、前記自然エネ
ルギー利用発電装置の発電電力と前記電力貯蔵用二次電
池の放電電力との和が前記ピークカット位置を超えた前
記負荷の消費電力を下回らないように前記電力貯蔵用二
次電池の運転を制御する、ことを特徴としている。

【００１５】また、本発明のハイブリッドシステムの第
二の利用方法は、電力系統に接続した自然エネルギー利
用発電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイ
ブリッドシステムの利用方法であって、前記自然エネル
ギー利用発電装置の発電電力又は／及び前記電力系統の
夜間電力によって前記電力貯蔵用二次電池を充電し、前
記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量、前記自然エネル
ギー利用発電装置の発電電力推定値と前記負荷の消費電
力パターンとを用いて、前記ハイブリッドシステムに接
続された負荷使用者の負荷のピークカット位置を定め、
前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
前記電力貯蔵用二次電池の放電電力を前記負荷、又は、
前記負荷及び前記電力系統へ供給し、前記自然エネルギ
ー利用発電装置の発電電力と前記電力貯蔵用二次電池の
放電電力との和が前記ピークカット位置を超えた前記負
荷の消費電力を下回らないように前記電力貯蔵用二次電
池の運転を制御する、ことを特徴としている。

【００１６】上記第一，第二のハイブリッドシステムに
よれば、前記負荷のピークカット位置を定め、前記ピー
クカット位置に従って前記ハイブリッドシステムから前
記負荷へ供給する前記電力を制御する。そして、前記ピ
ークカット位置を定める際に、前記電力貯蔵用二次電池
の放電電力容量と前記負荷の消費電力パターン、あるい
は、前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量、前記太陽
光発電装置又は前記風力発電装置の発電電力推定値と前
記負荷の消費電力パターンとを用いて、前記ピークカッ
ト位置を定める。

【００１７】また、本発明のハイブリッドシステムの第
三の利用方法は、電力系統に接続した自然エネルギー利
用発電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイ
ブリッドシステムの利用方法であって、前記自然エネル
ギー利用発電装置の発電電力又は／及び前記電力系統の
夜間電力によって前記電力貯蔵用二次電池を充電し、前
記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び前
記電力貯蔵用二次電池の放電電力を、前記ハイブリッド
システムに接続された負荷使用者の負荷、又は前記負荷
及び前記電力系統へ供給し、前記負荷へ供給した前記電
力の値又は／及び前記ハイブリッドシステムから前記負
荷へ供給された電力量の測定値、前記電力系統の電力基
本料金又は／及び電力単価を用いて、前記ハイブリッド
システムから前記負荷へ供給される電力料金を算出する
か、又は、前記電力系統から前記負荷へ供給される電力
料金の前記ハイブリッドシステムの利用による削減量を
算出することを特徴とする。

【００１８】上記第一，第二，第三のハイブリッドシス
テムの利用方法により、太陽光発電装置や風力発電装置
と電力貯蔵用二次電池とのハイブリッドシステムの出力
の有効利用が可能で、且つ、ハイブリッドシステムの使
用効果拡大による普及促進が可能なハイブリッドシステ
ムの利用方法が実現される。特に、電力消費者にとって
ハイブリッドシステムの利用による電力系統から供給さ
れる電力料金の削減効果を図ることが可能となる。

【００１９】また、算出された前記電力料金、又は、前
記削減量を基に、前記負荷使用者に対して前記ハイブリ
ッドシステムの利用料金を請求すること、あるいは、算
出された前記削減量と、前記電力貯蔵用二次電池の充電
に用いられた前記電力系統からの充電電力料金や前記電
力系統へ前記ハイブリッドシステムから供給された電力
料金又は／及び前記ハイブリッドシステムの設備費又は
設備償却費や運転・保守管理費とを基に、前記ハイブリ
ッドシステムの使用効果を算出し、前記使用効果を基に
前記負荷使用者に対して前記ハイブリッドシステムの利
用料金を請求するか、あるいは前記ハイブリッドシステ
ムの借用者に対して借用料金を請求することができる。

【００２０】このように、本発明によれば、負荷のピー
クカット位置を定め、前記ピークカット位置に従って前
記ハイブリッドシステムから前記負荷へ供給する前記電
力を制御することが望ましく、この結果、ハイブリッド
システムを構成する太陽光発電装置や風力発電装置等の
発電電力が有効に利用でき、自然エネルギーの利用率が
向上して、地球環境問題が改善される。また、電力系統
の昼間の供給電力が低減されると共に、電力系統の夜間
電力を電力貯蔵用二次電池に充電することによって夜間
電力が有効に利用されて、負荷平準化により発電装置や
送変電装置の利用率が向上する。特に、電力消費者にと
ってハイブリッドシステムの利用による電力系統から供
給される電力料金の削減効果を図ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の自然エネルギー利
用発電装置と電力貯蔵用二次電池とのハイブリッドシス
テム及びその利用方法について、図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の電力系統に接続した太陽光発電装
置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリッド
システム及びこのハイブリッドシステムの利用方法の例
を示している。この図において、ハイブリッドシステム
２の利用形態には電力メーカ１０，ハイブリッドシステ
ム所有者２０および負荷使用者３０が関与し、それぞれ
図中に示された電力系統システム１，ハイブリッドシス
テム２及び負荷システム３に含まれる。

【００２２】電力メーカ１０は、図示されていないが発
電設備を保有し、電力系統１１を介してハイブリッドシ
ステム２や負荷システム３へ電力を供給する。また、場
合によっては、ハイブリッドシステム２から電力を受給
し、電力系統に接続された別の負荷４１へ電力を供給す
ることもできる。なお、ここで、負荷４１は別の負荷使
用者４０が所有する負荷システム４に含まれる。

【００２３】また、ハイブリッドシステム所有者２０は
太陽光発電装置２１又は、図２に示した風力発電装置２
２及び電力貯蔵用二次電池２３などを含むハイブリッド
システム２を所有しており、契約６に基づいて、変換装
置２４を介して負荷使用者３０の元に設置された負荷３
１へ電力を供給する。なお、負荷３１が直流の場合に
は、変換装置２４を介さずに負荷３１へ電力を供給する
こともできる。ここで、電力貯蔵用二次電池２３として
はナトリウム硫黄電池やリチウムイオン電池，鉛電池，
レドックスフロー電池，亜鉛臭素電池，ニッケル水素電
池などを用いることができるが、特にナトリウム硫黄電
池はコンパクトでエネルギー密度が高いこと、電池の充
放電効率が優れていること、構成材料が豊富で量産に適
していることなどの利点があり、ハイブリッドシステム
２用に特に優れた電力貯蔵用二次電池２３である。

【００２４】また、この図ではハイブリッドシステム２
と負荷システム３とは電力系統１１を介さずに直接接続
されているが、電力メーカ１０との契約の元に電力系統
１１を介して接続することもできる。さらに、契約７に
基づいて、電力系統１１から夜間電力を受給して電力貯
蔵用二次電池２３を充電したり、逆に、大陽光発電装置
２１や風力発電装置２２の発電電力や電力貯蔵用二次電
池２３の放電電力を電力系統１１へ供給することもでき
る。なお、ハイブリッドシステム２には、変換装置２４
などを通じて太陽光発電装置２１，風力発電装置２２や
電力貯蔵用二次電池２３の運転を制御する制御装置２
５，前述の供給又は受給する電力量を測定するための測
定装置２６、及び、後述のピークカット位置を設定した
り、測定された電力量を基に電力料金を計算するための
演算処理装置（ＣＰＵ）２７が含まれる。

【００２５】さらに、負荷使用者３０の所有する負荷シ
ステム３には負荷３１が置かれ、ハイブリッドシステム
２又はハイブリッドシステム２と電力系統１１から供給
される電力によって負荷３１は運転される。また、負荷
３１へ供給される電力量の測定装置３２が設けられる。
なお、図示されていないが、複数の負荷システム３をハ
イブリッドシステム２に接続することが望ましい。

【００２６】一方、図２はハイブリッドシステム２の別
の例を示しており、図１と同じ符号で示されたものは同
じ内容のものを示している。この図においては、ハイブ
リッドシステム２の利用形態には電力メーカ１０，ハイ
ブリッドシステム所有者２０，負荷使用者３０およびハ
イブリッドシステム借用者５０が関与し、ハイブリッド
システム借用者５０は契約８に基づいてハイブリッドシ
ステム２をハイブリッドシステム所有者２０から借用し
て、利用している。なお、図示されていないが負荷使用
者３０がハイブリッドシステム借用者５０を兼ねるこ
と、ハイブリッドシステム２を負荷使用者３０の元へ設
置すること、又は、ハイブリッドシステム借用者５０が
風力発電装置２２又は太陽光発電装置２１と電力貯蔵用
二次電池２３とのどちらか一方を借用して、ハイブリッ
ドシステム２を利用することもできる。また、ハイブリ
ッドシステム所有者２０は管理システム５を所有し、通
信装置２８を介して演算処理装置２７からの情報を受け
ている。なお、図示されていないが、ハイブリッドシス
テム２に通信装置２８を、管理システム５に演算処理装
置２７を設けても良いし、両方のシステムに演算処理装
置２７と通信装置２８とを設けることもできる。さら
に、図２のハイブリッドシステム２には風力発電装置２
２が設けられて、負荷３１と直接接続されているが、図
示されていないが電圧や周波数などの変換装置２４を介
して接続しても良いし、風力発電装置２２の代わりに太
陽光発電装置２１と変換装置２４とを組み合わせて設け
ても良い。

【００２７】図１，図２においては、太陽光発電装置２
１や風力発電装置２２の発電電力を利用して、負荷３１
へ供給しているが、気象状況などによってこれらの装置
の発電電力は大きく変動するため、この発電電力のみに
よって負荷３１を正常に運転するのは極めて困難であ
る。このため、電力貯蔵用二次電池２３を併設し、太陽
光発電装置２１や風力発電装置２２の発電電力の変動を
吸収している。また、電力貯蔵用二次電池２３の容量の
一部を非常用電源や無停電電源，周波数安定化電源や電
圧安定化電源などに用いることも可能であり、こうする
ことによって、ハイブリッドシステム２の使用効果を高
めることができる。なお、電力貯蔵用二次電池２３の放
電電力を利用するためには、事前に充電しておく必要が
あり、このためには電力系統１１の夜間電力を受給する
ことが望ましい。また、太陽光発電装置２１や風力発電
装置２２の発電電力がハイブリッドシステム２に接続さ
れた負荷３１の消費電力を超えた場合には、この余剰電
力を電力貯蔵用二次電池２３の充電に用いたり、電力系
統１１へ供給することもできる。さらに、電力貯蔵用二
次電池２３を充電する際に太陽光発電装置２１や風力発
電装置２２から供給される電力が電力貯蔵用二次電池２
３の許容充電電力又は許容充電電力量を超えた場合に
は、残りの電力を電力系統１１へ供給することが望まし
い。こうすることによって、太陽光発電装置２１や風力
発電装置２２の発電電力が有効に利用でき、自然エネル
ギーの利用率が向上して、地球環境問題が改善されると
いう利点がある。

【００２８】なお、ハイブリッドシステム２や電力系統
１１に接続された負荷３１の電力消費量は昼間に比べて
夜間は少ないことが一般的であり、前述のように電力系
統１１の夜間電力を電力貯蔵用二次電池２３に充電し
て、昼間放電に利用することにより、電力系統１１の負
荷平準化が可能となって、電力系統１１を構成する発電
設備や送変電設備の利用率が向上するという利点があ
る。さらに、ハイブリッドシステム２に風力発電装置２
２を用いる場合、夜間の発電電力を電力貯蔵用二次電池
２３の充電に利用可能であり、電力貯蔵用二次電池２３
と接続することによって風力発電装置２２の利用率が向
上するという利点もある。

【００２９】また、ハイブリッドシステム２からの電力
を負荷３１へ供給する際には、使用する電力を全てハイ
ブリッドシステム２で賄うことも可能であるが、前述の
ように気象状況によって太陽光発電装置２１や風力発電
装置２２の発電電力が変動すること、この変動を完全に
吸収するためには電力貯蔵用二次電池２３の容量を大き
くする必要があることの理由より、負荷３１で消費され
る電力の一部をハイブリッドシステム２によって賄っ
て、残りをハイブリッドシステム２と接続された電力系
統１１から供給することが実用上望ましい。この場合、
負荷３１の消費電力をピークカットし、ピークカットし
た電力、即ちピークカット位置を超えた消費電力をハイ
ブリッドシステム２で、残りの電力、即ちピークカット
位置以下の消費電力を主に電力系統１１で賄うことが、
ハイブリッドシステム２を有効に活用して電力系統１１
の負荷平準化を図るために特に望ましい。

【００３０】図３は、ピークカットの例を示す図であ
り、縦軸は電力、横軸は１日の時刻であり、Ａ）は負荷
３１の消費電力、Ｂ）はハイブリッドシステム２からの
供給電力（含む電力系統１１からの入力）、Ｃ）は電力
系統１１からの供給電力（含むハイブリッドシステム２
からの入力）を示している。Ａ）において、負荷３１の
消費電力パターン１００はピークカット位置１１０によ
って２分割され、ピークカット位置１１０を超えた消費
電力が１０１，ピークカット位置１１０以下の消費電力
が１０２で示されている。また、ピークカット位置１１
０を超えた消費電力１０１の１日の積分値に相当する消
費電力量が１０３，ピークカット位置110以下の消費電
力１０２の１日の積分値に相当する消費電力量が１０４
で示されている。Ｂ）において、太陽光発電装置２１や
風力発電装置２２の発電電力は200、１日の発電電力量
は２０１で示されている。

【００３１】なお、この図においては、太陽光発電装置
２１や風力発電装置２２の発電電力はかなり大きな周期
で変化しているが、実際には分や秒オーダー又はそれ以
下の周期でも変動するため、図示されていないが、電力
貯蔵用二次電池２３の充放電によってこのような短周期
の電力変動を吸収することが、ハイブリッドシステム２
の利用のためには望ましい。また、発電電力２００とピ
ークカット位置１１０を超えた消費電力１０１との差の
余剰電力量が２０２で示されており、発電電力量２０１
の内の余剰電力量２０２も負荷３１へ供給されて、その
分電力系統１１から負荷３１へ供給される電力量が低減
されることが望ましい。さらに、余剰電力量２０３は負
荷３１の消費電力パターン１００を超えた余剰電力量に
相当し、電力系統１１へ供給されて、電力系統１１に接
続された負荷４１で消費されることが望ましい。一方、
ピークカット位置１１０を超えた消費電力１０１から発
電電力２００を引いた差の電力量は２０４で示されてお
り、この電力量２０４は電力貯蔵用二次電池２３の放電
電力によって負荷３１へ供給される。また、電力貯蔵用
二次電池２３の充電電力量３０２′は図３では電力系統
１１の夜間電力を受給して充電される。さらに、Ｃ）に
おいて、電力系統１１から負荷３１へ供給される電力及
び電力量はそれぞれ３００，３０１で示されており、電
力貯蔵用二次電池２３へ供給される夜間電力量は３０２
で示されている。また、負荷３１で使用されるピークカ
ット位置１１０以下の消費電力１０２と電力系統１１よ
り供給される電力３００との差の電力量は２０２′であ
り、この電力量２０２′は前述のように、ハイブリッド
システム２によって負荷３１へ賄われる。さらに、ハイ
ブリッドシステム２から電力系統１１へ供給される電力
量は２０３′で示されている。

【００３２】なお、一般に用いられているように、負荷
の消費電力が交流の場合、図３の太陽光発電装置の発電
電力は直流の発電出力×交直変換装置の直流→交流の変
換効率で与えられる。一方、負荷で消費する電力が直流
の場合には、上記交直変換装置の直流→交流の変換効率
を１とし、図３の風力発電装置の発電出力を交流の発電
出力×交直変換装置の交流→直流の変換効率として計算
すれば良い。また、電力貯蔵用二次電池２３の放電電力
量は、一般に、電池容量×放電電圧×交直変換装置の直
流→交流の変換効率で求められ、充電電力量は、電池容
量×充電電圧÷交直変換装置の交流→直流の変換効率で
求められ、負荷が直流の場合には、上記直流→交流の変
換効率が１となる。

【００３３】なお、図示されていないが、太陽光発電装
置２１や風力発電装置２２の余剰電力量２０２や２０３
の一部又は全部を電力貯蔵用二次電池２３に供給して充
電することも可能であるし、例えば風力発電装置２２の
夜間発電電力を充電に用いることも可能である。また、
電力貯蔵用二次電池２３の充電電力や充電電力の時間積
分である充電電力量には限界があり、それぞれ許容量が
定められているため、太陽光発電装置２１や風力発電装
置２２の発電電力を利用して充電する場合、前述の許容
充電電力や許容充電電力量を超えた電力や電力量は電力
系統１１へ供給することが望ましく、こうすることによ
って、太陽光発電装置２１や風力発電装置２２の発電電
力が有効に利用できる。

【００３４】このように、負荷３１で消費される電力を
ピークカット位置１１０によって二分割し、ピークカッ
ト位置１１０を超える消費電力１０１をハイブリッドシ
ステム２で賄うように制御装置２５で電力貯蔵用二次電
池２３の運転を制御すること、及び、電力系統１１の夜
間電力によって電力貯蔵用二次電池２３を充電すること
により、電力系統１１の昼間の電力供給量の低減と夜間
の電力供給量の増加が可能となり、負荷平準化が促進さ
れて、電力系統１１を構成する発電装置や送変電装置の
利用率が向上するという利点がある。なお、場合によっ
てはピークカット位置１１０に関係なく、電力貯蔵用二
次電池２３を定電力や矩形波のパターンで放電し、これ
と風力発電装置２２や太陽光発電装置２１の発電電力と
を組み合わせて、負荷３１又は負荷３１と電力系統１１
へ電力を供給するように制御装置２５でハイブリッドシ
ステム２の運転を制御することも可能である。こうする
ことによってもハイブリッドシステムの利点である電力
系統１１の負荷平準化や太陽光発電装置２１や風力発電
装置２２による自然エネルギーの有効利用が実現でき
る。

【００３５】しかしながら、図３に示されたように、太
陽光発電装置２１又は風力発電装置２２の発電電力と電
力貯蔵用二次電池２３の放電電力との和がピークカット
位置１１０を超えた負荷３１の消費電力１０１を下回ら
ないように電力貯蔵用二次電池２３の運転を制御装置２
５で制御して、ピークカット位置１１０を超えた消費電
力１０１をハイブリッドシステム２で賄うことにより、
後述のように、電力系統１１から負荷３１へ供給される
電力費用が低減されて、ハイブリッドシステム２の使用
効果が大きくできるという利点がある。また、ハイブリ
ッドシステム２の余剰電力量２０２を負荷３１へ供給し
たり、余剰電力量２０３を電力系統１１に供給したりす
ることにより、ハイブリッドシステム２の発電電力が有
効に利用できて、自然エネルギーの利用率が向上すると
いう利点がある。さらに、図示されていないが、ハイブ
リッドシステム２を構成する太陽光発電装置２１や風力
発電装置２２の余剰電力を用いて電力貯蔵用二次電池２
３を充電することも可能で、この結果として自然エネル
ギーの利用率向上をもたらすこともできる。なお、図示
されていないが、負荷使用者３０がハイブリッドシステ
ム２を所有している場合にも、上記ピークカット位置１
１０を越えた消費電力１０１をハイブリッドシステム２
で賄うことの利点やハイブリッドシステム２の余剰電力
を利用することによる利点が得られる。

【００３６】また、図１や図２に見られるように、ハイ
ブリッドシステム２には変換装置２４などを通じて太陽
光発電装置２１，風力発電装置２２や電力貯蔵用二次電
池２３の運転を制御する制御装置２５と共に、負荷３１
や電力系統１１へ供給した電力量や電力貯蔵用二次電池
２３が電力系統１１から受給した夜間電力量を測定する
ための測定装置２６、及び、前述のピークカット位置１
１０を設定したり、測定された電力量を基に電力料金を
計算するための演算処理装置（ＣＰＵ）２７が含まれて
いる。この結果、ハイブリッドシステム２から負荷３１
へ供給される電力量の測定値、前記ピークカット位置１
１０から求まる負荷３１への供給電力ピーク値、及び、
電力系統１１の電力単価と電力基本料金を用いて、ハイ
ブリッドシステム２から負荷３１へ供給される電力料金
を算出したり、電力系統１１から負荷３１へ供給される
電力料金の前記ハイブリッドシステム２の利用による削
減量を算出することができる。さらに、算出された前記
電力料金や前記削減量を基に負荷使用者３０に対してハ
イブリッドシステム２の利用料金を請求すること、ある
いは、算出された削減量と、電力貯蔵用二次電池２３の
充電に用いられた電力系統１１の夜間電力料金や電力系
統１１へハイブリッドシステム２から供給された電力料
金、又は／及び、ハイブリッドシステム２の設備費また
は設備償却費や運転・保守管理費とを基に、後述のよう
に前記ハイブリッドシステム２の使用効果を算出し、こ
の使用効果を基に負荷使用者３０に対してハイブリッド
システム２の利用料金を請求したり、あるいはハイブリ
ッドシステム借用者５０に対して借用料金を請求するこ
とができる。このようにして、負荷使用者３０が電力料
金低減の利益を受け、ハイブリッドシステム２の普及が
促進される。また、その結果として、自然エネルギーの
有効利用による地球環境問題への対応や、負荷平準化に
よる電力系統設備の有効利用が可能となる。なお、この
電力料金を計算するための演算処理装置２７として、前
述のピークカット位置１１０を設定する演算処理装置と
同じものを用いることにより、演算処理装置の数が削減
され、ハイブリッドシステム２の設備費用削減による普
及拡大が可能になるという利点もある。

【００３７】図４に、ハイブリッドシステム２の利用方
法の例をステップで示す。まず、負荷３１のピークカッ
ト位置を設定する（Ｓ１）。このためには、電力貯蔵用
二次電池２３の放電電力容量の値（Ｄ２）及び負荷の消
費電力パターン（Ｄ３）、あるいは、電力貯蔵用二次電
池２３の放電電力容量の値（Ｄ２）と負荷３１の消費電
力パターン（Ｄ３）、及び、太陽光発電装置２１又は風
力発電装置２２の発電電力推定値を基に、演算処理装置
２７を用いて計算することが望ましい。また、図示され
ていないが、演算処理装置２７に設けた記憶装置に負荷
３１の消費電力パターンとその経時変化のデータ、及
び、太陽光発電装置２１や風力発電装置２２の発電電力
の経時変化のデータなどを記憶しておくことが望まし
い。なお、図３のＡ）に見られるように、ピークカット
位置１１０を超えた消費電力１０１を時間積分して消費
電力量１０３を求め、ピークカット位置１１０を超えた
消費電力量１０３を電力貯蔵用二次電池２３の放電電
力、あるいは、電力貯蔵用二次電池２３の放電電力と太
陽光発電装置２１や風力発電装置２２の発電電力で賄う
ようにピークカット位置１１０を定めれば良い。但し、
負荷３１の消費電力パターン１００に季節変化や日々の
変化がある場合には、これを考慮して、最大の消費電力
パターンを基に設定することが望ましい。

【００３８】ここで、太陽光発電装置２１や風力発電装
置２２の発電電力の変動が大きくて、負荷３１を運転中
の発電電力がほぼゼロになるような状態がしばしば起こ
る場合には、電力貯蔵用二次電池２３の放電電力量で消
費電力量１０３の全てが賄えるようにピークカット位置
１１０を設定することが望ましく、こうすることによっ
て、ピークカット位置１１０を超えた消費電力１０１が
確実にハイブリッドシステム２によって供給でき、電力
系統１１にとって昼間の電力使用量を確実に予測できる
という利点がある。一方、消費電力量１０３の一部を電
力貯蔵用二次電池２３で賄い、残りを太陽光発電装置２
１や風力発電装置２２で賄う場合には、上述の場合に比
べて電力貯蔵用二次電池２３の電池容量が小さくできる
という利点がある。なお、この場合には負荷３１の運転
中での太陽光発電装置２１や風力発電装置２２の発電電
力の推定値、例えば平均発電電力と発電時間から求めら
れる発電電力量と電力貯蔵用二次電池２３の放電電力量
との和がピークカット位置１１０を超えた消費電力量１
０３又はそれ以上となるようにピークカット位置１１０
を定めれば良く、こうすることによってハイブリッドシ
ステム２の有効利用が可能である。また、この場合に
は、図３のＢ）に示したハイブリッドシステム２の余剰
電力量２０２や２０３などを負荷３１や電力系統１１へ
供給する代わりに、電力貯蔵用二次電池２３の充電に用
いることが望ましく、こうすることによって、気象状況
が変化した場合にも、ハイブリッドシステム２によるピ
ークカット位置１１０を超えた消費電力１０１の供給が
達成し易くなる。

【００３９】一方、太陽光発電装置２１や風力発電装置
２２を用いて発電し（Ｓ４）、その発電電力を測定装置
２６により測定する（Ｓ５）。また、先に定めたピーク
カット位置１１０とこの発電電力の測定値とを用いて、
ハイブリッドシステム２からの負荷３１への供給電力が
ピークカット位置１１０を超えた消費電力１０１を下回
らないように、制御装置２５によって電力貯蔵用二次電
池２３の放電出力を制御して（Ｓ６）、電力貯蔵用二次
電池２３を放電する（Ｓ７）。ここで、上記発電電力の
測定値を負荷３１の消費電力パターン１００と比較し
（Ｓ８）、発電電力が負荷３１の消費電力以下の場合に
は、この発電電力と電力貯蔵用二次電池２３の放電電力
との合計がピークカット位置１１０を超えた消費電力１
０１を下回らないようにハイブリッドシステム２の電力
を負荷３１へ供給する（Ｓ９）。なお、この場合、残り
の消費電力は電力系統１１から供給される（Ｓ１０）。
一方、発電電力が負荷３１の消費電力以上の場合には、
負荷３１へ発電電力を供給する（Ｓ９）と共に、残りの
電力を電力系統１１へ供給する（Ｓ１１）か、または、
電力貯蔵用二次電池２３を充電する（Ｓ１２）。なお、
電力貯蔵用二次電池２３の充電の大半は電力系統１１の
夜間電力によって行われる（Ｓ１３）のが一般的であ
る。

【００４０】また、場合によってはピークカット位置１
１０に関係なく、電力貯蔵用二次電池２３を定電力や矩
形波のパターンで放電し、これと風力発電装置２２や太
陽光発電装置２１の発電電力とを組み合わせて、負荷３
１又は負荷３１と電力系統１１へ電力を供給するように
制御装置２５を制御することも可能である。なお、図３
に示されたように、ピークカット位置１１０を超えた消
費電力１０１をハイブリッドシステム２で賄う場合に
は、電力系統１１から負荷３１へ供給される電力のピー
ク値が低減できるため、後述のように電力系統１１から
負荷３１へ供給される電力費用が削減されて、ハイブリ
ッドシステム２の使用効果が大きくできるという利点が
ある。また、電力貯蔵用二次電池２３の容量の一部を非
常用電源や無停電電源などに用いることも可能であり、
こうすることによってハイブリッドシステム２の使用効
果が拡大される。なお、この場合には、負荷３１で使用
される放電電力量に非常用電源などに必要な放電電力量
を加えた放電電力量を基に、電力貯蔵用二次電池２３の
電池容量を定めたり、ピークカット位置１１０を定める
必要がある。

【００４１】次に、ハイブリッドシステム２、即ち、太
陽光発電装置２１又は風力発電装置２２及び電力貯蔵用
二次電池２３から負荷３１へ供給された電力量を測定し
（Ｓ１４）、この測定値又は／及びハイブリッドシステ
ム２から負荷３１へ供給された電力の値と、電力系統１
１の電力単価又は／及び電力基本料金（Ｄ１５）とを用
いて、電力系統１１から供給される電力料金のハイブリ
ッドシステム２の利用による負荷使用者３０にとっての
削減量を算出したり、図示されていないが、ハイブリッ
ドシステム２から負荷３１へ供給される電力料金を算出
する（Ｓ１６）。ここで、電力料金は一般に電力単価×
使用電力量＋電力基本料金で与えられるため、ハイブリ
ッドシステム２から供給された電力の値、又はこの値に
基づく電力系統１１から負荷３１へ供給される電力ピー
ク値の変化や、ハイブリッドシステム２から供給された
電力量、又はこの電力量に基づく電力系統１１から負荷
３１へ供給される電力量の変化で上記電力料金、又は上
記削減量は決まり、使用電力量に関係する電力単価と電
力ピーク値から定まる電力基本料金とのデータを基に、
演算処理装置２７で上記電力料金や上記削減量を計算す
ることが望ましい。また、電力メーカ１０との契約によ
っては、使用電力量又は電力ピーク値の変化によって電
力料金が決まる可能性もあり、この場合には電力単価又
は電力基本料を用いて、上記電力料金や上記削減量が求
められる。さらに、電力メーカ１０が定めた割引料金や
燃料調整額なども考慮して、上記電力料金や上記削減量
を算出することも出来る。なお、使用電力量や供給電力
量は、それぞれ使用電力の時間積分や供給電力の時間積
分で与えられる。

【００４２】ここで、ハイブリッドシステム２から負荷
３１へ同じ電力量を供給する場合、電力系統１１から供
給される電力のピーク値が出来るだけ小さくなるように
ハイブリッドシステム２を運転することにより、一般に
電力料金の削減量が最も大きくなる。従って、図３に示
されるように、ピークカット位置１１０を超えた消費電
力１０１をハイブリッドシステム２で賄うように運転す
ることにより、同じ放電電力量を持った電力貯蔵用二次
電池２３を用いたハイブリッドシステム２の利用効果を
最も大きくすることができる。なお、電池の放電電力量
は、一般に電池容量，平均放電電圧，変換装置の直流→
交流の変換効率との積で与えられる。また、ここで、ピ
ークカット位置１１０の算出に用いたと同じ演算処理装
置２７を用いて電力料金の削減量を計算することによ
り、設備の簡略化が可能である。

【００４３】なお、図３における運転パターンでの電力
料金の削減量は、ハイブリッドシステム２からの供給電
力量×電力単価、及び、負荷３１の消費電力パターン１
００のピーク値から定まる電力基本料金とピークカット
位置１１０から定まる電力基本料金との差額により算出
される。

【００４４】そして、図１のようにハイブリッドシステ
ム所有者２０がハイブリッドシステム２を使用する場合
には、このようにして求めたハイブリッドシステム２か
ら供給される電力料金、又は、電力系統１１から供給さ
れる電力料金の削減量を基に、ハイブリッドシステム２
の設備費や管理費を考慮し、契約６の内容を反映して、
負荷使用者３０に対してハイブリッドシステム２の利用
料金を請求することになる（Ｓ１７）。なお、場合によ
っては、後述のように、ハイブリッドシステム２から電
力系統１１へ供給された電力料金や電力貯蔵用二次電池
２３の電力系統１１からの充電電力料金又は／及びハイ
ブリッドシステム２の設備費又は設備償却費、運転・保
守管理費なども考慮して、ハイブリッドシステム２の使
用効果を求め、これに基づいて負荷使用者３０に対して
ハイブリッドシステム２の利用料金を請求することにな
る。ここで、上記削減量や上記使用効果に基づいて負荷
使用者３０に利用料金を請求する方法を用いれば、上記
電力料金に基づいて請求する方法に比べて、負荷使用者
３０にとってハイブリッドシステム２の使用効果が明確
になるという効果があり、その結果ハイブリッドシステ
ム２の利用が広がって、自然エネルギーの有効利用や夜
間電力利用による負荷平準化が推進されるという利点が
得られる。また、図示されていないが、負荷使用者３０
の負荷３１が電力系統１１を介してハイブリッドシステ
ム２に接続されている場合には、契約７に基づいて送電
の費用を電力メーカ１０に支払う必要があり、この際に
は、この送電の費用も負荷使用者３０に請求することに
なる。また、電力貯蔵用二次電池２３の容量の一部を非
常用電源や無停電電源などとして用いる場合には、この
効果も含めてハイブリッドシステム２の使用効果を計算
することになる。

【００４５】一方、図２のようにハイブリッドシステム
借用者５０がハイブリッドシステム２を借用して使用す
る場合には、前述の算出された電力料金又は削減量(Ｓ
１６)や後述の使用効果（Ｓ２０）などや契約６に基づ
いて、ハイブリッドシステム借用者５０が負荷使用者３
０に対してハイブリッドシステム２の利用料金を請求す
る。同時に、ハイブリッドシステム２から電力系統１１
へ供給された電力量の測定（Ｓ１８）、及び、電力系統
１１からハイブリッドシステム２へ供給された電力量、
即ち、電力貯蔵用二次電池２３の充電電力量の測定（Ｓ
１９）を行い、契約７の内容を反映して、これらの電力
料金を電力単価や電力基本料金のデータ（Ｄ１５）を基
に算出する。そして、これらの電力料金と前述の電力料
金の削減量（Ｓ１６）又は／及びハイブリッドシステム
２の設備費や設備償却費、運転・保守管理費とを基にハ
イブリッドシステム２の使用効果を算出し(Ｓ２０)、契
約８の内容を反映して、ハイブリッドシステム所有者２
０がハイブリッドシステム借用者５０に借用料金を請求
する（Ｓ２１）。なお、図２で説明したように、負荷使
用者３０がハイブリッドシステム借用者５０を兼ねる場
合には、ハイブリッドシステム所有者２０が負荷使用者
３０に借用料金を請求することになる。

【００４６】さらに、図示されていないが、ハイブリッ
ドシステム借用者５０がハイブリッドシステム２を構成
する風力発電装置２２又は太陽光発電装置２１と電力貯
蔵用二次電池２３との内のどちらか一方を借用する場合
には、前述と同様な方法により借用した装置の使用効果
を算出し、この使用効果を基にハイブリッドシステム所
有者２０がハイブリッドシステム借用者５０に対して借
用料金を請求することになる。なお、このためには、ハ
イブリッドシステム所有者２０は、ハイブリッドシステ
ム借用者５０によるハイブリッドシステム２の使用デー
タを知ることが必要であり、図２に示されたように、通
信装置２８によってハイブリッドシステム２に設けられ
た演算処理装置２７よりデータを読み取るか、あるい
は、ハイブリッドシステム借用者５０が借用した装置か
ら送られるデータをハイブリッドシステム所有者２０の
元に設けた演算処理装置で受け取って記憶すれば良い。

【００４７】このように、算出された上記電力料金や上
記削減量を基に負荷使用者３０に対してハイブリッドシ
ステム２の利用料金を請求すること、あるいは、算出さ
れた削減量と、電力貯蔵用二次電池２３の充電に用いら
れた電力系統１１からの充電電力料金や電力系統１１へ
ハイブリッドシステム２から供給された電力料金又は／
及びハイブリッドシステム２の設備費又は設備償却費，
運転・保守管理費とを基に、前記ハイブリッドシステム
２の使用効果を算出し、この使用効果を基に負荷使用者
３０に対してハイブリッドシステム２の利用料金を請求
したり、ハイブリッドシステム借用者５０に対して借用
料金を請求することができ、その結果として、負荷使用
者３０が電力料金低減の利益を受けると共に、ハイブリ
ッドシステム２の普及が促進される。また、このように
して、自然エネルギーの有効利用による地球環境問題へ
の対応や、夜間電力の利用又は／及び昼間電力のピーク
カットなどに基づく負荷平準化による電力系統設備の有
効利用が可能となる。

【００４８】以上のように、図１，図２及び図４の構成
によれば、太陽光発電装置２１や風力発電装置２２及び
電力貯蔵用二次電池２３から成るハイブリッドシステム
２において、風力発電装置２２又は太陽光発電装置２１
の発電電力又は／及び電力系統１１の夜間電力によって
電力貯蔵用二次電池２３を充電すると共に、ハイブリッ
ドシステム２に接続された負荷３１のピークカット位置
１１０を設定し、風力発電装置２２又は太陽光発電装置
２１の発電電力と電力貯蔵用二次電池２３の放電電力と
の和がこのピークカット位置１１０を超えた負荷の消費
電力１０１を下回らないように電力貯蔵用二次電池２３
の運転を制御して、風力発電装置２２又は太陽光発電装
置２１の発電電力又は／及び電力貯蔵用二次電池２３の
放電電力をハイブリッドシステム２に接続された負荷３
１、又は、負荷３１及び電力系統１１へ供給するハイブ
リッドシステム２及びその利用方法が提供される。

【００４９】また、風力発電装置２２又は太陽光発電装
置２１の発電電力がハイブリッドシステム２に接続され
た負荷３１の消費電力を超えた場合、この余剰電力を電
力貯蔵用二次電池２３に充電するか、又は／及び、電力
系統１１へ供給するハイブリッドシステム２の利用方
法、又は、風力発電装置２２又は太陽光発電装置２１の
発電電力を電力貯蔵用二次電池２３に充電する場合、電
力貯蔵用二次電池２３の許容充電電力又は許容充電電力
量を超えた発電電力を電力系統１１へ供給するハイブリ
ッドシステム２の利用方法が提供される。

【００５０】また、電力貯蔵用二次電池２３の放電電力
容量とハイブリッドシステム２に接続された負荷３１の
消費電力パターン１００、あるいは、電力貯蔵用二次電
池２３の放電電力容量，風力発電装置２２又は太陽光発
電装置２１の発電電力推定値とハイブリッドシステム２
に接続された負荷３１の消費電力パターン１００とを用
いて、負荷３１のピークカット位置１１０を設定するハ
イブリッドシステム２及びその利用方法、あるいは、ハ
イブリッドシステム２に接続された負荷３１へハイブリ
ッドシステム２から供給される電力量の測定値、又は／
及び、ピークカット位置１１０から求まる負荷３１への
供給電力の値、および、電力系統１１の電力単価と電力
基本料金を用いて、ハイブリッドシステム２から負荷３
１へ供給される電力料金を算出するか、又は、電力系統
１１から負荷３１へ供給される電力料金のハイブリッド
システム２の利用による削減量を算出するハイブリッド
システム２及びその利用方法が提供される。

【００５１】さらに、算出された上記電力料金や上記削
減量を基に、負荷使用者３０に対してハイブリッドシス
テム２の利用料金を請求するハイブリッドシステム２の
利用方法、あるいは、算出された電力料金の削減量と、
電力貯蔵用二次電池２３の充電に用いられた電力系統１
１からの充電電力料金や電力系統１１へハイブリッドシ
ステム２から供給された電力料金又は／及び、ハイブリ
ッドシステム２の設備費又は設備償却費，運転・保守管
理費とを基に、ハイブリッドシステム２の使用効果を算
出し、この使用効果を基に負荷使用者３０に対してハイ
ブリッドシステム２の利用料金を請求したり、ハイブリ
ッドシステム借用者５０に対して借用料金を請求するハ
イブリッドシステム２の利用方法が提供される。

【００５２】ここで、太陽光発電装置２１や風力発電装
置２２は自然エネルギーの利用のために原理的に発電費
用が比較的小さくできること、及び、電力貯蔵用二次電
池２３により電力系統１１の比較的安価な夜間電力が有
効に利用できることの理由で、負荷使用者３０はハイブ
リッドシステム２の利用により、全ての電力を電力系統
１１から受給するのに比べて、電力料金が低減できると
いう利点がある。また、電力メーカ１０にとっては、昼
間の供給電力が低減され、また、夜間電力の充電によっ
て夜間電力が有効に利用されて、負荷平準化により発電
装置や送変電装置の利用率が向上するという利点があ
る。さらに、太陽光発電装置２１や風力発電装置２２の
発電電力が有効に生かせるために、自然エネルギーが有
効に利用できて、地球環境問題に貢献できるというメリ
ットもある。また、ハイブリッドシステム所有者２０が
ハイブリッドシステム２をハイブリッドシステム借用者
５０に貸出すことによって、ハイブリッドシステム２の
利用範囲が拡大され、自然エネルギーが有効に利用でき
るという利点もある。

【００５３】さらに、本発明のハイブリッドシステム２
に接続された負荷３１が複数個で、複数の負荷使用者３
０によってハイブリッドシステム２が利用されることが
特に望ましい。

【００５４】図５は、複数の負荷使用者３０が同じハイ
ブリッドシステム２を利用する例として、２人の負荷使
用者３０，３０′の場合の運転状態の例を示しており、
図３と同じ符号で示されたものは同じ内容を示してい
る。図の縦軸は任意スケールの消費電力、横軸は時刻、
ａ)は第一の負荷使用者３０の負荷３１の消費電力、ｂ)
は第二の負荷使用者３０′の負荷３１′の消費電力、
ｃ）は両者の合計を示している。図の例ではａ）とｂ）
とで消費電力パターン１００のピーク値と消費電力量と
は同じ値となっているが、消費電力のピーク位置が異な
っている。このように、負荷使用者によって電力使用の
目的や用途が異なると、消費電力のピーク位置は異なる
ことが一般的であり、この結果、両者の合計であるｃ）
においては、消費電力量はａ）とｂ）との和となるが、
消費電力のピーク値はそれぞれのピーク値の和よりも小
さくなる。ハイブリッドシステム２においては、前述の
ように、ピークカット位置１１０を超えた消費電力１０
１を賄うことが望ましいが、気象条件によっては太陽光
発電装置２１や風力発電装置２２の発電電力が小さくな
り、ピークカット位置１１０を超えた電力の大部分又は
全部を電力貯蔵用二次電池２３の放電電力で供給する必
要のある場合が生ずる。ここで、電力貯蔵用二次電池２
３においては、放電電力量と電池の充放電効率や変換装
置２４の効率によって充電電力量が決まり、これによっ
て電池容量の最低必要量が定められる。また、放電電力
のピーク値の増加によって電池の発熱量の増加や電池効
率の低下が起こるため、一般にピーク値が大きいほど同
じ放電電力量であっても大きな電池容量が必要となる。
すなわち、複数の負荷使用者３０，３０′がそれぞれ別
のハイブリッドシステムを利用する場合には、個々の負
荷使用者の消費電力量と電力ピーク値に従ってそれぞれ
の電力貯蔵用二次電池の必要電池容量が決まるか、ある
いは、設置された電池容量に基づいて可能なピークカッ
ト位置が決まる。

【００５５】一方、この場合の必要電池容量の和に比べ
て、図５のように同じハイブリッドシステム２を複数の
負荷使用者３０，３０′が利用する場合には、電力のピ
ーク値が個々の負荷使用者の電力ピーク値の和よりも少
なくて済むために、電力貯蔵用二次電池２３の必要電池
容量を少なくすることができるか、又は、同じ電池容量
であれば、ピークカット位置１１０を低くして、電力系
統１１から供給される電力のピーク値を小さくすること
ができる。この結果、電池容量や電池の大きさが個々の
負荷使用者が別々のハイブリッドシステムを用いる場合
の和に比べて小さくなり、ハイブリッドシステム２の設
置面積やコストが低減できるという利点や、同じ容量や
大きさの電力貯蔵用二次電池２３を設けたハイブリッド
システム２を用いる場合に、電力料金の削減量や使用効
果が大きくできるという利点がある。

【００５６】なお、複数の負荷使用者３０，３０′の元
に設けられた負荷３１，３１′にハイブリッドシステム
２を接続する場合には、それぞれの負荷使用者３０，３
０′が使用する負荷の消費電力量が測定できるように、
測定装置３２を複数個設ける必要がある。また、図示さ
れていないが、複数の負荷使用者３０，３０′が同じハ
イブリッドシステム２を利用することによる上記利点
は、負荷使用者がハイブリッドシステム２を所有してい
る場合にも達成される。

【００５７】具体例として、図１に示すように、５０ｋ
Ｗの太陽光発電装置２１と放電電力量２００ｋＷｈのナ
トリウム硫黄電池から成る電力貯蔵用二次電池２３とを
組み合わせたハイブリッドシステム２を用いて、負荷使
用者３０の元に設置された負荷３１へ電力を供給する。
ここで、負荷３１の消費電力のピーク値は５０ｋＷ、気
象条件によって太陽光発電装置２１の発電ができないこ
とがあることを考慮し、電力消費パターン１００を基に
演算処理装置２７を用いて計算したピークカット位置１
１０は１５ｋＷであり、このピークカット位置１１０以
上の消費電力１０１をハイブリッドシステム２から供給
し、残りの消費電力１０２を電力系統１１から供給す
る。また、実際の運転に当たっては、電力系統１１の夜
間電力を用いて電力貯蔵用二次電池２３を充電し、太陽
光発電装置２１の発電電力と電力貯蔵用二次電池２３の
放電電力によってピークカット位置１１０を超えた消費
電力１０１を賄うように電力貯蔵用二次電池２３の運転
を制御装置２５で制御すると共に、太陽光発電装置２１
の出力が負荷３１の消費電力パターン１００を超えた場
合には、電力貯蔵用二次電池２３の放電を止め、太陽光
発電装置２１の余剰電力を電力系統１１へ供給する。こ
うすることによって、太陽光発電装置２１の出力が有効
に利用されると共に、ピークカット位置１１０を越える
電力は全てハイブリッドシステム２で賄えるために、電
力系統１１の昼間の供給電力を一定値以下に保つことが
できる。さらに、電力系統１１の夜間電力を充電に利用
し、これを昼間放電して利用するために、電力系統１１
の負荷平準化が達成される。なお、太陽光発電装置２１
が正常に動作する場合には、電力貯蔵用二次電池２３の
放電は少なくて済み、残った充電電力量は非常用電源な
どに用いることも可能である。

【００５８】また、ハイブリッドシステム２から負荷３
１や電力系統１１へ供給される電力量や電力系統１１か
らハイブリッドシステム２へ供給される電力量を測定
し、これらの電力量と上記ピークカット位置１１０の値
を用いて、ハイブリッドシステム２を用いることによる
使用効果を求め、これを基に負荷使用者３０にハイブリ
ッドシステム２の利用費用を請求することになる。な
お、負荷使用者３０にとっては、比較的低コストの夜間
電力や太陽光発電電力２１が利用できるために、電力料
金が低減できるメリットがあり、また、電力メーカ１０
にとっては夜間電力の利用による負荷平準化のメリット
が得られ、これらの結果として、ハイブリッドシステム
２の利用が広がって、自然エネルギーが有効に利用でき
る。

【００５９】なお、本発明は、実施例で述べた太陽光発
電装置２１や風力発電装置２２に限らず、波力，地熱な
ど他の自然エネルギーを利用した、換言すると発電出力
の一定しない発電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合
わせたハイブリッドシステムにも広く適用できる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、負荷のピークカット位
置を定め、前記ピークカット位置に従って前記ハイブリ
ッドシステムから前記負荷へ供給する前記電力を制御す
るなどの方法により、ハイブリッドシステムを構成する
自然エネルギーを利用した発電装置すなわち太陽光発電
装置や風力発電装置等の発電電力を有効に利用でき、自
然エネルギーの利用率が向上して、地球環境問題が改善
される。また、電力系統の昼間の供給電力が低減される
と共に、電力系統の夜間電力を電力貯蔵用二次電池に充
電することによって夜間電力が有効に利用されて、負荷
平準化により発電装置や送変電装置の利用率が向上す
る。さらに、負荷使用者の電力料金が削減されるため
に、ハイブリッドシステムの利用範囲が拡大するという
メリットもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、電力系統に接続した太陽光発電装置
と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリッドシ
ステムの一構成例及びその利用方法の一例を示す図。

【図２】本発明の、電力系統に接続した風力発電装置と
電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリッドシス
テムの他の構成例及びその利用方法の一例を示す図。

【図３】本発明のハイブリッドシステムによるピークカ
ットを伴う運転方法の一例を示す図。

【図４】本発明のハイブリッドシステムの利用方法の例
を示すフローチャート図。

【図５】本発明のハイブリッドシステムの他の運転方法
の例を示す図。

【符号の説明】

１…電力系統システム、２…ハイブリッドシステム、
３，４…負荷システム、５…管理システム、６，７，８
…契約、１０…電力メーカ、１１…電力系統、２０…ハ
イブリッドシステム所有者、２１…太陽光発電装置、２
２…風力発電装置、２３…電力貯蔵用二次電池、２４…
変換装置、２５…制御装置、２６，３２…測定装置、２
７…演算処理装置、２８…通信装置、３０，４０…負荷
使用者、３１，４１…負荷、５０…ハイブリッドシステ
ム借用者、１００…消費電力パターン、１０１…ピーク
カット位置を超えた消費電力、１０２…ピークカット位
置以下の消費電力、１０３…ピークカット位置を越えた
消費電力量、１０４…ピークカット位置以下の消費電力
量、１１０…ピークカット位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｒ (72)発明者 日下部 康次 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 小林 実 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 Ｆターム(参考） 3H078 AA26 AA34 CC22 CC32 5F051 BA11 JA17 KA02 KA05 KA10 5G003 AA01 AA06 BA01 CA01 CC07 DA07 DA18 GB03 GB06 5G066 HA17 HB06 HB09 JA07 JB03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統に接続した自然エネルギー利用発
   電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリ
   ッドシステムであって、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力系統の夜間電力を前記電力貯蔵用二次電池に充
   電するか、又は／及び、前記自然エネルギー利用発電装
   置の発電電力又は／及び前記電力貯蔵用二次電池の放電
   電力を前記ハイブリッドシステムに接続された負荷使用
   者の負荷又は／及び前記電力系統へ供給する変換装置
   と、 前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量と前記負荷の消
   費電力パターンとを用いて、前記負荷のピークカット位
   置を定める演算処理装置と、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力と前記電力
   貯蔵用二次電池の放電電力との和が前記ピークカット位
   置を超えた前記負荷の消費電力を下回らないように、前
   記電力貯蔵用二次電池の運転を制御する制御装置とを有
   することを特徴とするハイブリッドシステム。
2. 【請求項２】電力系統に接続した自然エネルギー利用発
   電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリ
   ッドシステムであって、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力系統の夜間電力を前記電力貯蔵用二次電池に充
   電するか、又は／及び、前記自然エネルギー利用発電装
   置の発電電力又は／及び前記電力貯蔵用二次電池の放電
   電力を前記ハイブリッドシステムに接続された負荷使用
   者の負荷又は／及び前記電力系統へ供給する変換装置
   と、 前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量、前記自然エネ
   ルギー利用発電装置の発電電力推定値と前記負荷の消費
   電力パターンとを用いて、前記負荷のピークカット位置
   を定める演算処理装置と、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力と前記電力
   貯蔵用二次電池の放電電力との和が前記ピークカット位
   置を超えた前記負荷の消費電力を下回らないように、前
   記電力貯蔵用二次電池の運転を制御する制御装置とを有
   する、ことを特徴とするハイブリッドシステム。
3. 【請求項３】電力系統に接続した自然エネルギー利用発
   電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリ
   ッドシステムであって、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力系統の夜間電力を前記電力貯蔵用二次電池に充
   電するか、又は／及び、前記自然エネルギー利用発電装
   置の発電電力又は／及び前記電力貯蔵用二次電池の放電
   電力を前記ハイブリッドシステムに接続された負荷使用
   者の負荷又は／及び前記電力系統へ供給する変換装置
   と、前記ハイブリッドシステムから前記負荷へ供給され
   る電力を制御する制御装置と、 前記ハイブリッドシステムから前記負荷へ供給される電
   力量を測定する測定装置と、前記負荷へ供給した前記電
   力の値又は／及び前記測定装置で測定された電力量、前
   記電力系統の電力基本料金又は／及び電力単価を用い
   て、前記ハイブリッドシステムから前記負荷へ供給され
   る電力料金を算出するか、又は、前記電力系統から前記
   負荷へ供給される電力料金の前記ハイブリッドシステム
   の利用による削減量を算出する演算処理装置とを設ける
   ことを特徴とするハイブリッドシステム。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、前
   記ハイブリッドシステムに複数の負荷使用者の負荷が接
   続されることを特徴とするハイブリッドシステム。
5. 【請求項５】電力系統に接続した自然エネルギー利用発
   電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリ
   ッドシステムの利用方法であって、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力系統の夜間電力によって前記電力貯蔵用二次電
   池を充電し、 前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量と前記負荷の消
   費電力パターンとを用いて、前記ハイブリッドシステム
   に接続された負荷使用者の負荷のピークカット位置を定
   め、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力貯蔵用二次電池の放電電力を前記負荷、又は、
   前記負荷及び前記電力系統へ供給し、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力と前記電力
   貯蔵用二次電池の放電電力との和が前記ピークカット位
   置を超えた前記負荷の消費電力を下回らないように前記
   電力貯蔵用二次電池の運転を制御する、 ことを特徴とするハイブリッドシステムの利用方法。
6. 【請求項６】電力系統に接続した自然エネルギー利用発
   電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリ
   ッドシステムの利用方法であって、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力系統の夜間電力によって前記電力貯蔵用二次電
   池を充電し、 前記電力貯蔵用二次電池の放電電力容量、前記自然エネ
   ルギー利用発電装置の発電電力推定値と前記負荷の消費
   電力パターンとを用いて、前記ハイブリッドシステムに
   接続された負荷使用者の負荷のピークカット位置を定
   め、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力貯蔵用二次電池の放電電力を前記負荷、又は、
   前記負荷及び前記電力系統へ供給し、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力と前記電力
   貯蔵用二次電池の放電電力との和が前記ピークカット位
   置を超えた前記負荷の消費電力を下回らないように前記
   電力貯蔵用二次電池の運転を制御する、 ことを特徴とするハイブリッドシステムの利用方法。
7. 【請求項７】電力系統に接続した自然エネルギー利用発
   電装置と電力貯蔵用二次電池とを組み合わせたハイブリ
   ッドシステムの利用方法であって、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力系統の夜間電力によって前記電力貯蔵用二次電
   池を充電し、 前記自然エネルギー利用発電装置の発電電力又は／及び
   前記電力貯蔵用二次電池の放電電力を、前記ハイブリッ
   ドシステムに接続された負荷使用者の負荷、又は前記負
   荷及び前記電力系統へ供給し、 前記負荷へ供給した前記電力の値又は／及び前記ハイブ
   リッドシステムから前記負荷へ供給された電力量の測定
   値、前記電力系統の電力基本料金又は／及び電力単価を
   用いて、前記ハイブリッドシステムから前記負荷へ供給
   される電力料金を算出するか、又は、前記電力系統から
   前記負荷へ供給される電力料金の前記ハイブリッドシス
   テムの利用による削減量を算出することを特徴とするハ
   イブリッドシステムの利用方法。
8. 【請求項８】請求項５ないし７のいずれかにおいて、前
   記自然エネルギー利用発電装置の発電電力が前記負荷の
   消費電力を超えた場合、この余剰電力を前記電力貯蔵用
   二次電池に充電するか、又は／及び、前記電力系統へ供
   給することを特徴とするハイブリッドシステムの利用方
   法。
9. 【請求項９】請求項５ないし７のいずれかにおいて、前
   記自然エネルギー利用発電装置の発電電力を前記電力貯
   蔵用二次電池に充電する場合、前記電力貯蔵用二次電池
   の許容充電電力又は許容充電電力量を超えた前記発電電
   力を前記電力系統へ供給することを特徴とするハイブリ
   ッドシステムの利用方法。
10. 【請求項１０】請求項７において算出された前記電力料
    金、又は、前記削減量を基に、前記負荷使用者に対して
    前記ハイブリッドシステムの利用料金を請求することを
    特徴とするハイブリッドシステムの利用方法。
11. 【請求項１１】請求項７において算出された前記削減量
    と、前記電力貯蔵用二次電池の充電に用いられた前記電
    力系統からの充電電力料金や前記電力系統へ前記ハイブ
    リッドシステムから供給された電力料金又は／及び前記
    ハイブリッドシステムの設備費又は設備償却費や運転・
    保守管理費とを基に、前記ハイブリッドシステムの使用
    効果を算出し、前記使用効果を基に前記負荷使用者に対
    して前記ハイブリッドシステムの利用料金を請求する
    か、あるいは、前記ハイブリッドシステムの借用者に対
    して借用料金を請求することを特徴とするハイブリッド
    システムの利用方法。
12. 【請求項１２】請求項５ないし７のいずれかにおいて、
    前記ハイブリッドシステムに接続された前記負荷が複数
    個で、複数の負荷使用者によって前記ハイブリッドシス
    テムが利用されることを特徴とするハイブリッドシステ
    ムの利用方法。