JP2006275805A - 太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電力変換装置の発電電力を表示する表示装置を含む太陽光発電システムにおいて、発電電力データを送信する送信部と表示装置間のデータ送受が不能になり受信すべきデータが欠落した場合に、受信したであろうデータを補正する機能を備え、より実体に近い発電電力量の分布が得られるようにした太陽光発電システムおよびその表示装置を提供する。
【解決手段】 太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置から送信された前記太陽電池の発電データを受信し、前記発電データの表示を行う表示装置とを備えた太陽光発電システムであって、前記表示装置は前記電力変換装置から前記発電データを受信できなかった期間がある場合に、その直前まで受信した発電データを用いて前記期間の発電データを推測するようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、商用電力系統と系統連系する電力変換装置と前記電力変換装置から出力される発電電力量データを受け、無線データに変換する送信機と前記送信機からの無線データを受信し、発電電力を表示する表示装置からなる太陽光発電システムにおいて、前記表示装置が前記送信機からの無線データを正常に受信できない場合に、欠落期間の発電電力データを見なし補正する制御方法およびそれを用いた太陽光発電システムに関する。

従来の太陽光発電システムについて、図１に基づき説明する。

図１に示すように、太陽光発電システム１００は、太陽電池１０１により光電変換された直流電力が接続箱１０２を経由して電力変換装置１０３に入力され、前記電力変換装置１０３は交流分電盤１０４を介して商用電力系統１０６あるいは交流負荷に接続されており、前記発電電力を商用電力系統１０６に逆潮流して売電、あるいは家庭用負荷へ電力供給を行っている。このとき分電盤１０４と商用電力系統１０６の間には電力量メータ１０５が設けられ、余剰電力は売電、商用電力系統からの電力供給は買電としてそれぞれ記録され、電力会社にて管理されるようになっている。

太陽光発電システムにおいて前記電力変換装置１０３は発電電力を積算した総積算発電電力及び瞬時発電電力を前記電力変換装置１０３内に組み込まれている表示手段により総積算発電電力を表示させるが、前記電力変換装置１０３が普段の居住空間でない場所への設置や見辛い場所への設置もある。

そこで、電力変換装置と分離した表示装置を設け、普段良く見える場所に設置する事により利便性を高めたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、表示装置１０８へ電力変換装置から発電電力データ等を送る信号ケーブルを無くして施工工数と部品点数を削減できるように、前記電力変換装置１０８の送出データを送信機１０７を介して表示装置１０８に受け渡し、前記表示装置１０８により発電電力をモニタできるようにしたものもある。
特開２０００−３０４７７９号

しかしながら、前記電力変換装置１０３と前記表示装置１０８の間には発電電力データを受け渡しする通信手段が必要になるが、通信不能、すなわち、有線通信の場合は断線、無線通信の場合は伝空路での外乱、あるいは前記表示装置１０８への給電断等により、前記表示装置１０８は発電電力データを取損ね、データが欠落してしまう。

この解決方法としては一般に、双方向通信によるデータの復旧訂正により瞬時的なノイズ・外乱に対応させることはできるが、断線や前記表示装置の電源断等の長期にわたって通信の送受信ができない場合は送信側、すなわち前記電力変換装置１０３に大容量の未送信データ保持領域バッファを持つ必要があり、上述した通信障害がどの程度の時間（もしくは日数）続くのかは原因や状況によって様々であり、いくらの記憶容量を有すれば良いと断定はできない。また、通信回復後に大量の未送信データを再送信する間はリアルタイムな発電データを得られないといった問題が生じる。そのような諸事情か鑑み、現状の住宅用太陽光発電システムの電力変換装置にはこのような大容量メモリを搭載するには至っていない。

よって、本発明の太陽光発電システムの目的は、断線、妨害波、停電等の様々な外的要因により表示装置が取得すべき発電電力データを失った場合において、より実体に近い発電電力量の分布が得られるようにすることに在る。

上記課題を解決する為、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置から送信された前記太陽電池の発電データを受信し、前記発電データの表示を行う表示装置とを備えた太陽光発電システムであって、前記表示装置は前記電力変換装置から前記発電データを受信できなかった期間がある場合に、その直前まで受信した発電データを用いて前記期間の発電データを推測するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の他の太陽光発電システムは、前記期間の発電データを推測する方法として、複数の選択肢を前記表示装置に表示し、ユーザーが選択できるようにしたことを特徴とする。

本発明の太陽光発電システムによれば、太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置から送信された前記太陽電池の発電データを受信し、前記発電データの表示を行う表示装置とを備えた太陽光発電システムであって、前記表示装置は前記電力変換装置から前記発電データを受信できなかった期間がある場合に、その直前まで受信した発電データを用いて前記期間の発電データを推測するようにしたことで、断線、妨害波、停電等の様々な外的要因により表示装置が取得すべき発電電力データを失い、欠落した一定期間のデータをデータ保持部にて集計分類されている発電電力データを元にデータを見なし補正をする事により、ユーザーは発電電力データの失った期間において実体に近い発電電力量の分布が得られるようになる。

また、内蔵電源等を不要とすることにより、小型化、薄型化が容易となり、壁面等からの張り出し量を少なくするなどして人間が腕等を引っ掛けて怪我をしたり、落して故障したりする危険を少なくできる。

また、本発明の他の太陽光発電システムによれば、前記期間の発電データを推測する方法として、複数の選択肢を前記表示装置に表示し、ユーザーが選択できるようにしたことで、より適正な補正手段を選択させ信頼性の高い表示装置とすることができる。

以下に、本発明に係る太陽光発電システムの実施形態について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。

一般に、太陽電池で発電した電力を商用電力系統や商用負荷へ供給する太陽光発電システムにおいて、電力変換装置は一般的に発電した電力を積算した総積算発電電力と現時点での発電電力である瞬時発電電力のデータを保持しており、この総積算発電電力と瞬時発電電力のデータとを例えばケーブルや送信機を介して表示装置へ送出し、表示装置により総積算発電電力や瞬時発電電力を確認できる。しかし、発電電力データは通信の形態により様々な外的要因により失われる場合がある。具体的には、例えば有線通信ではケーブルの断線、あるいは線路に入ってくるノイズ等による受信劣化が、通信データを物理的に切断したり変質させたりする。また、無線通信においては他の無線局などの発する電波や、エンジンなどのノイズ発生源による妨害波による受信劣化が起こればデータの消失が発生してしまう。

また、表示装置への給電が停止された場合にもバックアップ電源等がなければ、給電停止区間の間はデータの消失が発生してしまう。特に壁面などへ設置する固定式表示装置ではない、卓上／据え置きタイプの表示装置では、常にベースユニット（電源供給部を含む架台部）からの取外しによって表示装置への給電停止が想定される。そこで、補助電源として電池やバッテリー等の内蔵が好ましいが、その電源ユニットの分だけ機器が大型化することになり、さらに充電制御回路等の回路の追加も必要となってしまう。

よって、本発明に係る太陽光発電システムの表示装置への発電電力データが欠落した場合に、表示装置に蓄積された発電電力データを元に欠落期間の見なしデータを作成する補正手段により、発電電力データの欠落を解消することにより、電源ユニット等の必要ない太陽光発電システムとその表示装置とすれば、小型化、薄型化が容易とできる。

次に、この表示装置２００のデータ処理手順について図２を用いて詳述する。なお、太陽光発電システムとしての構成は表示装置１０８を本発明の表示装置２００に置き換える以外は先に述べた図１と同様とし、特に図示しないものとする。電力変換装置１０３（不図示）が保持している総積算電力データ及び瞬時発電電力データは、送信機１０７（不図示）を介して表示装置２００に送出される。

送出された各発電電力データは、データ受信部２０１により前記表示装置２００内に取り込まれる。取り込まれた発電データはデータ変換部２０２に保持された後（もしくは同時に）、タイマー部２０８により順次更新されている時刻に基づいてデータ保持部２０３へ分類・格納される。分類方法については図３で示すように前記データ保持部２０３は分別、時間別、日別、月別、年別に分類された領域で構成され、前記データ変換部２０２は前記タイマー部２０８の時刻に基づき、電力データを以下のように分類する。

分が更新されれば、分別データ領域内の次の領域へと順次発電電力データを書込み保持する。同様に時間の単位で時刻が更新されれば時間別データ領域内の次の領域へと順次発電電力データを書込み保持する。同様に日の単位で時刻が更新されれば日別データ領域内の次の領域へと順次発電電力データを書込み保持する。同様に月単位で時刻が更新されれば月別データ領域内の次の領域へと順次発電電力データを書込み保持する。同様に年の単位で時刻が更新されれば年別データ領域内の次の領域へと順次発電電力データを書込み保持する。

電力変換装置より送出されるデータは前述のように総積算電力と瞬時発電電力であるが、およそ１００Ｋｈ単位程度の精度であり、分単位では変化量が少なく、分単位の発電電力を累積して、時間別、日別、月別、年別のデータを作成すると誤差が蓄積され、電力変換装置にて算出している総積算電力との整合性がとれなくなる。よって、分別データ及び分別データを積算する事によって得られる時間別データは、データ受信部２０１で取得した瞬時発電電力をもとに算出する。

日別、月別、年別の各データは、各項目の時刻が更新された時の総積算発電電力を記憶しておき、次回時刻更新時に取得した総積算発電電力との差分を算出し、その単位時間の発電電力を算出する。日別データを例にとると、前記タイマー部２０８に保持されている時刻が日替わりを発生すると、その時点で前記データ受信部２０１にて取得した総積算発電電力を記憶し、次の日替わりが発生すると現時点で取得している総積算発電電力と前述の一日前の日替わりに記憶している総積算発電電力との差分を算出する事により、当日に発電された電力が得られる。これにより前記電力変換装置１０３で保持している総積算電力と前記表示装置１０８で分類した電力との整合性をとることができる。

次にデータ監視部２０４は前記データ保持部２０３に保持されている電力データに抜けがないかを監視し、過去の発電状況により前記データ受信部２０１への取得データがない場合は表示部２０７へデータ欠落を通知する。データ欠落通知により通信線路の確認や前記表示装置１０８への給電確認を行ない、正常な接続状態を復旧し、前記データ受信部２０１に発電電力データが再び取得されると、前記データ監視部２０４は補正手段選択部２０６に補正手段候補を割り出す指示を出す。前記補正手段選択部２０６は、前記データ保持部３に保持されている発電電力データ内容と、データ欠落期間に応じて復旧できる手段の選択肢を選び、前記表示部２０７に復旧できる手段を表示させる。ユーザーは前記表示部２０７に表示された複数の補正手段の中より補正手段を選択すれば、選択された手段によりデータ補正部２０５を用いて欠落した期間のデータを補正する。

以下に前述した補正手段の選択肢割り出し方法について詳述する。

データ監視部２０４はデータの欠落期間を算出し、この期間に応じて補正手段選択部２０６は期間の長いデータ種別より順次、補正手段を割り出してゆく。具体的には年単位でデータが欠落している場合は年毎の発電差はあまり無いものとする欠落期間の比例配分、あるいは経年による毎年一定率の発電電力減かの選択肢を割り出し、ユーザーの選択のもとに補正手段が決定されれば、現時点での総積算発電電力とデータが欠落する前に年替わりした際に記憶した総積算発電電力との差分により欠落期間の総発電量を算出し、これを欠落期間と選択された補正手段に応じた重みをつけて配分する事により、年別の発電電力を算出し、前記データ補正部２０５により前記データ保持部２０３の年別データ部に対し、該当期間の年別領域に算出された電力量を書き込む。次に年別データの補正が終われば、前記補正手段選択部２０６は月別データの補正を行なう。年別データと同様、発電電力を欠落期間の等配分とするか、対象月の過去のデータより異年同月のデータがあればその同月の平均を算出し、対象期間の総発電量を月毎の重みをつけて配分するかの選択肢を割り出し、ユーザーの選択のもとに補正手段が決定されれば、各補正手段に応じた配分により月毎の発電電力を算出する。そして前述した年別データと同様に前記データ保持部２０３の月別データ部に対し該当期間の月別領域に算出された電力量を書き込む。次に月別データの補正が終われば、前記補正手段選択部２０６は日別データの補正を行なう。前述した月別データと同様に、発電電力を欠落期間の等配分とするか、もしくは欠落している期間が一週間以内の場合のみユーザーによる日毎の晴れ、くもり、雨の天候入力による重み付けを行い配分するかの選択肢を割り出し、ユーザーの選択のもとに補正手段が決定されれば、各補正手段に応じた配分により日毎の発電電力を算出する。そして前述した月別データと同様に前記データ保持部２０３の日別データ部に対し該当期間の日別領域に算出された電力量を書き込む。次に日別データの補正が終われば、前記補正手段選択部２０６は時間別データの補正を行なう。時間別補正では晴天時における発電パターンの時間毎の増減率に基づき重みをつけて発電量を配分する。時間別データとは前記データ保持部２０３の時間別データ部に対し該当期間の時間別領域に算出された電力量を書き込む。

以上のようにすることにより、発電電力データの欠落した期間により、年別では等配分か、太陽電池の経年劣化を加味して配分するかの選択肢を、月別では等配分か、異年同月の発電量データを加味して配分するかの選択肢を、日別では等配分か、ユーザーによる天候入力を加味して配分するかの選択肢をユーザーに提供する事により、発電電力データが欠落した場合に実体に近い発電電力量の分布が得られるように見なし補正を行なう事が可能となる。そして、本補正手段により、通信線路の復旧あるいは前記表示装置１０８への給電復旧にから復旧された時点での前記電力変換装置１０３から送出される総積算電力データを元にデータ欠落期間の補正を行う事により前記電力変換装置１０３にて保持している総積算電力との整合性がとれた見なし補正が可能となる。

また、補正の際にはユーザーに対し補正手段を提供することによりユーザーの選択が反映された補正が可能となる。なお、前述したように前記電力変換装置１０３からの総積算電力データを元に欠落データを補正する事から、無意識あるいは意図的にどの補正手段を選択しても前記表示装置１０８に保持する各データの積算結果は同じになる。

また、内蔵電源等を不要とすることにより、小型化、薄型化が容易となり、壁面等からの張り出し量を少なくするなどして人間が腕等を引っ掛けて怪我をしたり、落して故障したりする危険を少なくできる。

なお、本実施形態では太陽光発電システムにおける電力変換装置と表示装置間の物理的な通信手段については、有線による通信手段、無線による通信手段に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し実施が可能である。

一般的な太陽光発電システムの実施形態を模式的に説明する概略構成図である。 本発明に係る太陽光発電システムおよびその表示装置の実施形態を模式的に説明する概略構成図である。 本発明に係る太陽光発電システムおよびその表示装置の発電電力データ保持部を模式的に説明する概略構成図である。

符号の説明

１００：太陽光発電システム
１０１：太陽電池
１０２：接続箱
１０３：電力変換装置
１０４：交流分電盤
１０５：電力量メータ
１０６：商用電力系統
１０７：送信機
１０８：表示装置
２００：表示装置
２０１：データ受信部
２０２：データ変換部
２０３：データ保持部
２０４：データ監視部
２０５：データ補正部
２０６：補正手段選択部
２０７：表示部

Claims (2)

1. 太陽電池と、前記太陽電池により発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記電力変換装置から送信された前記太陽電池の発電データを受信し、前記発電データの表示を行う表示装置とを備えた太陽光発電システムであって、前記表示装置は前記電力変換装置から前記発電データを受信できなかった期間がある場合に、その直前まで受信した発電データを用いて前記期間の発電データを推測するようにしたことを特徴とする太陽光発電システム。
2. 前記期間の発電データを推測する方法として、複数の選択肢を前記表示装置に表示し、ユーザーが選択できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システム。

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