JP2005295670A - 集合住宅における電力分配システム - Google Patents

Abstract

【課題】 集合住宅の屋根等に太陽電池パネルを設置し、発電した電力を各住宅へ分配する多岐に渡る方法に適合することができる集合住宅における電力分配システムを提供する
【解決手段】 太陽電池パネル１に接続されたケーブル２は電力分配ユニット３、ケーブル７を介して各住宅に接続され、太陽電池パネル１において発電した電力を電力会社６に売電するよりも優先的に、共用設備Ｅ及びＡ〜Ｄ宅の各住宅に分配し、発電した電力が共用設備Ｅ及びＡ〜Ｄ宅の各住宅でも使い切れずに余剰となった場合には、電力会社６に売電する。これにより太陽電池パネル１における発電によってアパート全体の電力会社６からの買電量を抑制することができる。そして、売電による利益はＡ〜Ｄ宅にその電気使用量に応じて還元する。
【選択図】図１

Description

本発明は、集合住宅の屋根上や壁面等に太陽電池パネルを配置し、この太陽電池パネルにより発電した電力を電力会社に売電し、この売電による対価を集合住宅内の個々の住宅に分配したり、或いは太陽電池パネルにより発電した電力を集合住宅内の個々の住宅に分配することのできる集合住宅における電力分配システムに関するものである。

近年、主として地球環境の保全の観点から、太陽光を利用した発電システムの開発が進められている。最近では、一戸建住宅の屋上等に太陽電池パネルを設置し、発電した電力を太陽電池パネルを設置した住宅内において優先的に使用し、余剰となった電力を電力会社に売電するシステムが実用化されている。

アパート、マンション、社宅等の集合住宅においても、大型の太陽電池パネルを例えば屋上に設置し、これで発電した電力を利用することが望まれているが、これら集合住宅の構成、管理は多元的であり、一戸建住宅の場合とは異なる電力分配システムを開発する必要がある。例えば、太陽電池パネルで発電した電力を集合住宅のロビーや廊下の電灯、エレベータ等の共用設備に優先的に利用し、余剰となった電力を売電することが考えられる。

そこで、太陽電池パネルで発電した電力を共用設備で優先的に消費するだけでなく、電力会社に売電したことにより得た対価、或いは太陽電池パネルで発電した電力を各住宅に分配するシステムを採用することが考えられる。

太陽電池パネルで発電した電力を各住宅で使用する場合においても、太陽電池パネルで発電される電力が、集合住宅全体で消費される電力よりも多ければ余剰の電力を電力会社へ売電することになる。この売電による収益の処分方法について種々の方法が考えられる。例えば、売電収益を一括して管理組合の資産に組み入れたり、売電収益を各住宅へ分配することも考えられる。このように各住宅へ分配する場合には、その分配の仕方についても種々の態様が考えられる。

例えば、売電収益を各住宅の電力消費量に応じて分配したり、各住宅の占有面積に応じて分配したり、各住宅の家賃に応じて分配したり、各住宅の電力消費量や占有面積とは無関係に一律に分配したりすることが考えられる。最近の集合住宅では、各居住者が管理組合を結成し、この管理組合が全ての管理、運用を行うシステムが普及しており、売電による収益の分配についても管理組合が決定することになる。しかしながら、個々の管理組合での売電収益の分配方法については極めて多岐に渡ることが予想される。従って、太陽電池パネルによって発電した電力を分配するシステムを構築する場合には、個々の集合住宅に適合するように電力分配システムを構築する必要があり、極めて面倒であり、時間が掛かり、コストも嵩むという問題がある。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、集合住宅の広い屋根面積等を利用して大型の太陽電池パネルを設置し、ここで発電した電力を有効に利用すると共に、電力会社へ売電した収益を各住宅に還元する多岐に渡る方法に適合することができる集合住宅における電力分配システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る電力分配システムは、集合住宅の外面上に配置した太陽電池パネルと、該太陽電池パネルと電力会社との間に配置し、前記太陽電池パネルにより発電し電力会社に売電した電力量を計測する売電電力計測ユニットと、電力会社から買電した電力を各構成住宅及び／又は共用部分に分配する電力分配ユニットと、該電力分配ユニットと電力会社との間に配置し前記集合住宅全体が電力会社から買電した電力量を計測する買電電力計測ユニットと、前記集合住宅の各構成住宅に供給される電力量を個別に計測する複数の戸別電力計測ユニットと、前記売電電力計測ユニットで計測した売電電力データと前記複数の戸別電力計測ユニットで計測した前記各構成住宅で消費した戸別電力データに基づいて、前記太陽電池パネルによって発電した電力の売電による対価の前記各構成住宅への所定の分配方法に従って前記各構成住宅に請求する電力料金を演算する中央制御ユニットとを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る電力分配システムは、集合住宅の外面上に配置した太陽電池パネルと、該太陽電池パネルにより発電した電力を前記集合住宅の各構成住宅及び／又は共用部分に優先的に分配し、前記太陽電池パネルによる発電のみでは不足する場合には、電力会社から買電した電力を各構成住宅及び／又は共用部分に分配する電力分配ユニットと、該電力分配ユニットと電力会社との間に配置し、前記集合住宅全体が電力会社から買電した電力量を計測する買電電力計測ユニットと、前記電力分配ユニットと電力会社との間に配置し前記太陽電池パネルによって発電した電力のうち電力会社に売電した電力量を計測する売電電力計測ユニットと、前記集合住宅の各構成住宅に供給する電力量を個別に計測する複数の戸別電力計測ユニットと、前記売電電力計測ユニットで計測した売電電力データと前記複数の戸別電力計測ユニットで計測した前記各構成住宅で消費した戸別電力データに基づいて、前記太陽電池パネルによって発電した電力の売電による対価の前記各構成住宅への所定の分配方法に従って前記各構成住宅に請求する電力料金を演算する中央制御ユニットとを備えることを特徴とする。

本発明に係る電力分配システムによれば、太陽電池パネルで得られた電力による利益を構成住宅は享受できる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例における電力分配システムの概略図を示している。図示しないアパートの屋根部には太陽電池パネル１が設置され、この太陽電池パネル１はケーブル２を介して電力分配ユニット３に接続されている。この電力分配ユニット３は買電ケーブル４、売電ケーブル５を介してそれぞれ電力会社６の電柱等の電力線に接続され、太陽電池パネル１の発電量は売電ケーブル５により電力会社６に送電できるようにされている。買電ケーブル４と電力分配ユニット３の間には、アパート全体で電力会社６から買電した電力を計測する買電メータＭ１が設けられ、売電ケーブル５と電力分配ユニット３の間には電力会社６に売電した電力を計測する売電メータＭ２が設けられている。

更に電力分配ユニット３には、ケーブル７を介して例えばアパート内のＡ〜Ｄ宅の４軒の各住宅に接続され、各住宅の電力消費量を計測する電力メータＭａ〜Ｍｄ、共用設備Ｅの消費電力を計測する電力メータＭｅがそれぞれ設けられている。

電力分配ユニット３には、このアパート全体の電力分配システムを制御するＣＰＵ及びメモリを内蔵した中央処理ユニット８が接続されている。この中央処理ユニット８には信号線９ａ〜９ｅを介して電力メータＭａ〜Ｍｅ、信号線１０、１１を介して買電メータＭ１、売電メータＭ２も接続され、買電メータＭ１、売電メータＭ２、電力メータＭａ〜Ｍｅのデータを常時受信している。更に、中央処理ユニット８には分配方法等の各種設定や居住者の氏名等の入力を行う入力装置１２、買電メータＭ１、売電メータＭ２、電力メータＭａ〜Ｍｅの状態等を監視するためのモニタ１３が接続されている。

太陽電池パネル１で発電した１ヶ月分の発電量をＰ、買電ケーブル４を介して電力会社６から買電した１ヶ月分の電力量をＢ、売電ケーブル５を介して電力会社６に売電した１ヶ月分の電力量をＳ、Ａ〜Ｄ宅のそれぞれの１ヶ月分の消費電力量をｍａ〜ｍｄ、共用設備Ｅにおいて使用した消費電力量をｍｅとすると、アパート全体では式（１）が成立する。
Ｐ＋Ｂ−Ｓ＝ｍａ＋ｍｂ＋ｍｃ＋ｍｄ＋ｍｅ ・・・（１）

この式（１）から太陽電池パネル１の１ヶ月分の発電量Ｐは、式（２）で求めることができる。
Ｐ＝ｍａ＋ｍｂ＋ｍｃ＋ｍｄ＋ｍｅ−Ｂ＋Ｓ ・・・（２）

アパートのオーナーは電力会社６と契約すればよく、毎月、買電価格Ｚｂ＝（買電した電力量Ｂ）×（買電単価Ｙｓ）と、売電価格Ｚｓ＝（売電した電力量Ｓ）×（売電単価Ｙｂ）を基に、電気料金Ｚ＝Ｚｂ−Ｚｓを電力会社６に支払えばよい。そして、オーナーはアパートのＡ〜Ｄ宅に電気料金を請求し、転居の場合にその都度、各住宅が電力会社６と契約する手間も軽減される。

中央処理ユニット８は電力会社６に支払ったアパート全体での電気料金Ｚと、Ａ〜Ｄ宅の電力メータＭａ〜Ｍｄ、共用設備Ｅの電力メータＭｅを基に、１ヶ月分のＡ〜Ｄ宅の電気料金、共用設備Ｅの電気料金を算出する。

例えば、Ａ宅の１ヶ月の電気料金Ｚａは、式（３）で表すことができる。
Ｚａ＝ｍａ／（ｍａ＋ｍｂ＋ｍｃ＋ｍｄ＋ｍｅ） ・・・（３）

同様に、Ｂ〜Ｄ宅の１ヶ月の電気料金も算出できる。なお、この電気料金Ｚａには基本料金を上乗せすることもできる。

本実施例においては、式（２）により太陽電池パネル１の電力量Ｐは中央処理ユニット８が買電メータＭ１、売電メータＭ２、Ａ〜Ｄ宅の電力メータＭａ〜Ｍｄ、共用設備Ｅの電力メータＭｅのデータを基に演算により算出したが、太陽電池パネル１の出力を計測する電力メータを設けてもよい。

なお、近年環境問題の観点から電力会社は、太陽光発電、風力発電等のエコエネルギの一定量以上の購入が義務付けられており、将来売電単価が高騰し、売電単価の方が買電単価より高価になる可能性もある。その場合にはこの実施例１のように太陽電池パネル１で発電した発電量Ｐは全て電力会社に売電し、各住宅で使用する電力は全て電力会社から買電した方が電気料金を抑制することができる。

実施例１においては、太陽電池パネル１において発電した発電量Ｐの全てを電力会社６に売電しているが、一般に電気の売電単価は買電単価より安価であり、太陽電池パネル１で発電した電力を安価な価格で売電し、個々の住宅は電力会社６から電力を高価な購入しなければならない。

そこで本実施例では太陽電池パネル１に接続されたケーブル２は電力分配ユニット３、ケーブル７を介して各住宅に接続され、太陽電池パネル１において発電した電力を電力会社６に売電するよりも優先的に、共用設備Ｅ及びアパート内のＡ〜Ｄ宅の各住宅に分配し、発電した電力が共用設備Ｅ及びＡ〜Ｄ宅の各住宅でも使い切れずに余剰となった場合には、売電ケーブル５を介して余剰電力を電力会社６に売電する。

これにより、太陽電池パネル１における発電によってアパート全体の電力会社６からの買電量を抑制することができる。

また、太陽電池パネル１により発電した電力は共有設備Ｅ及びアパートのＡ〜Ｄ宅で優先的に利用することにより、アパート全体で太陽電池パネル１の出力に余裕がある場合には、電力会社６から買電する高価な電気でなく、安価な太陽電池パネル１により電気を利用することができる。

実施例２においては、太陽電池パネル１が発電する昼間に在宅の人は、太陽電池パネル１の発電による無料の電力を享受することができるが、昼間は不在がちの独身サラリーマン等はあまり発電による利益を受けることができず、不公平感を感ずる場合があり、本実施例３においては、Ａ〜Ｄ宅の各住宅が太陽電池パネル１による発電の利益をほぼ平等に受けるようにしている。

本実施例３においては、太陽電池パネル１により発電した電力を利用した割合に応じてＡ〜Ｄ宅の各住宅の電気料金に反映させている。

次の式（４）により、１ヶ月分の太陽電池パネル１の発電量Ｐに売電単価Ｙｓを乗ずることにより売電予定価格Ｑを求めることができる。
Ｑ＝Ｐ・Ｙｓ ・・・（４）

また、中央処理ユニット８は例えば単位時間毎に買電メータＭ１、売電メータＭ２、Ａ〜Ｄ宅の電力メータＭａ〜Ｍｄ、共同設備の電力メータＭｅのデータをサンプリングし積算することにより、太陽電池パネル１の発電量ＰをＡ〜Ｄ宅の各住宅及び共同設備がどの程度の割合で使用したかが演算でき、Ａ〜Ｄ宅の太陽電池パネル１による使用量ｍａ’、ｍｂ’、ｍｃ’、ｍｄ’が得られ、利用率Ｎを算出することができる。

太陽電池パネル１の発電量ＰをＡ〜Ｄ宅の各住宅に、売電予定価格Ｑとして平等に割り当てるとし、例えばＡ宅の利用率をＮａ（％）とすると、電気料金Ｚａは、式（５）で表すことができる。
Ｚａ＝ｍａ／（ｍａ＋ｍｂ＋ｍｃ＋ｍｄ＋ｍｅ）・Ｚ−Ｑ／４
＋（Ｎａ／１００）・Ｑ ・・・（５）

これにより、平均の使用率が２５（％）、つまり発電量Ｐのうちの１／４を使用した場合には、式（３）と同じ電気料金Ｚａとなり、使用率Ｎａが２５（％）よりも大きくなると、式（３）の電気料金Ｚａよりも割増となる。一方、昼間不在がちな場合には使用率Ｎａは低く、式（３）の電気料金Ｚａの場合よりも割引きされる。

このように、昼間不在がちで利用率Ｎの低い住宅の場合には、式（５）により電気料金の割引の利益を受けることができる。

実施例１〜３においては、電力会社６はアパートのオーナーのみと契約し、中央処理ユニット８が電力会社６からの電気料金Ｚと、Ａ〜Ｄ宅の各住宅の電力使用形態に応じて電気料金を算出した。

本実施例４においては、中央処理ユニット２１は集合住宅の施設内に設ける代りに、図２に示すように電力会社６の施設内に設けられている。この場合には、電力会社６はＡ〜Ｄ宅の各住宅と個別に電力使用契約を結び、電力会社６は電力メータＭａ〜Ｍｄの電力使用情報を信号線２２ａ〜２２ｅにより受信し、或いは検針によって得て、中央処理ユニット２１が電力会社６への売電量を割引したＡ〜Ｄ宅の各住宅の電気料金を算出し、それぞれ請求することができる。

なお、この場合に、太陽電池パネル１の発電量をＡ〜Ｄ宅、共用設備Ｅに分配しても、その分配量は買電価格として計算されるため、買電価格は買電メータＭ１により算出し、電力メータＭａ〜Ｍｅは個々の住宅に対する電気料金の算出の割合のために使用する。

実施例１〜４においては、太陽電池パネル１が発電する時間帯に在宅で太陽電池パネル１により発電した電力を利用した住宅だけが恩恵を受けたり、或いは共有設備及び各住宅が均等に恩恵を受けられるようにしたが、中央処理ユニット８を介して、家賃、部屋面積、部屋数、住人数などのパラメータに応じて恩恵を受けられる割合を設定することもできる。或いは、太陽電池パネル１において発電した電力は、共有設備で優先的に使用し、それでも余剰となった分を各住宅に分配したりすることもできる。

また、実施例１〜４においては、Ａ〜Ｄ宅の各住宅は太陽電池パネル１の発電した電力のうちどの程度使用したかは、電力メータＭａ〜Ｍｄの電力使用情報を基に、中央処理ユニット８又は電力会社６が演算により算出したが、電力メータＭａ〜Ｍｄの代りにＡ〜Ｄ宅の各住宅に太陽電池パネル１専用の電力メータと、電力会社６から買電した電力を計測する電力メータを分離して、それぞれ計測してもよい。

電力分配システムの概略図である。 電力分配システムの概略図である。

符号の説明

１ 太陽電池パネル
２、７ ケーブル
３ 電力分配ユニット
４ 買電ケーブル
５ 売電ケーブル
６ 電力会社
８、２１ 中央処理ユニット
９ａ〜９ｅ、１０、１１、２２ａ〜２２ｅ 信号線
１２ 入力装置
１３ モニタ
Ｍ１ 買電メータ
Ｍ２ 売電メータ
Ｍａ〜Ｍｅ 電力メータ

Claims (6)

1. 集合住宅の外面上に配置した太陽電池パネルと、該太陽電池パネルと電力会社との間に配置し、前記太陽電池パネルにより発電し電力会社に売電した電力量を計測する売電電力計測ユニットと、電力会社から買電した電力を各構成住宅及び／又は共用部分に分配する電力分配ユニットと、該電力分配ユニットと電力会社との間に配置し前記集合住宅全体が電力会社から買電した電力量を計測する買電電力計測ユニットと、前記集合住宅の各構成住宅に供給される電力量を個別に計測する複数の戸別電力計測ユニットと、前記売電電力計測ユニットで計測した売電電力データと前記複数の戸別電力計測ユニットで計測した前記各構成住宅で消費した戸別電力データに基づいて、前記太陽電池パネルによって発電した電力の売電による対価の前記各構成住宅への所定の分配方法に従って前記各構成住宅に請求する電力料金を演算する中央制御ユニットとを備えたことを特徴とする集合住宅における電力分配システム。
2. 集合住宅の外面上に配置した太陽電池パネルと、該太陽電池パネルにより発電した電力を前記集合住宅の各構成住宅及び／又は共用部分に優先的に分配し、前記太陽電池パネルによる発電のみでは不足する場合には、電力会社から買電した電力を各構成住宅及び／又は共用部分に分配する電力分配ユニットと、該電力分配ユニットと電力会社との間に配置し、前記集合住宅全体が電力会社から買電した電力量を計測する買電電力計測ユニットと、前記電力分配ユニットと電力会社との間に配置し前記太陽電池パネルによって発電した電力のうち電力会社に売電した電力量を計測する売電電力計測ユニットと、前記集合住宅の各構成住宅に供給する電力量を個別に計測する複数の戸別電力計測ユニットと、前記売電電力計測ユニットで計測した売電電力データと前記複数の戸別電力計測ユニットで計測した前記各構成住宅で消費した戸別電力データに基づいて、前記太陽電池パネルによって発電した電力の売電による対価の前記各構成住宅への所定の分配方法に従って前記各構成住宅に請求する電力料金を演算する中央制御ユニットとを備えることを特徴とする集合住宅における電力分配システム。
3. 前記太陽電池パネルの発電量を計測する発電量計測ユニットを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の集合住宅における電力分配システム。
4. 前記中央制御ユニットは前記集合住宅の施設内に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の集合住宅における電力分配システム。
5. 前記中央制御ユニットは前記電力会社の施設内に設けたことを特徴とする請求項１又２に記載の集合住宅における電力分配システム。
6. 前記中央制御ユニットは、前記太陽電池パネルによって発電した電力の売電による対価の集合住宅内の各構成住宅への複数の分配方法を予め記憶した記憶装置と、前記集合住宅の管理者からの要望に応じた所定の分配方法をこれら複数の分配方法の中から選択するための入力装置、表示装置及び中央処理ユニットとを備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに１つの請求項に記載の集合住宅における電力分配システム。

Images