JP2012161167A

JP2012161167A - グリーンエネルギー認証システム

Info

Publication number: JP2012161167A
Application number: JP2011019334A
Authority: JP
Inventors: Masataka Oyabu; 政隆大藪; Hiroshi Miki; 浩三木
Original assignee: SUSTAINERGY CO
Current assignee: SUSTAINERGY CO
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】太陽光発電システム故障を遠隔地から発見することを可能とし、診断コストが低減可能になるシステムを提供する。
【解決手段】複数の太陽光発電装置が建物に設置されている太陽光発電システム１において、太陽光発電装置にそれぞれ接続し、発電量及び売電量を検知するスマートメーターと、気温を含む外部情報を検知する温度計と、太陽光発電装置の設置箇所データを含む設定データが記憶された記憶媒体と、スマートメーターによって検知された発電量データ及び売電量データ、並びに第２検知器によって検知された外部情報データと、記憶媒体に記憶された設定データとを含む発電関連データを送信する送信手段と、送信手段から送信された発電関連データを記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶された発電関連データを出力可能な出力装置とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、発電システムに関する。

京都議定書が２００５年に発行され、近年、地球温暖化等自然環境への関心が世界的に高まり、自然環境に負荷を与えないグリーン電力発電や、グリーン熱の生成などグリーンエネルギーに関心が高まってきている。このグリーン電力発電とは、例えば、太陽光発電、風力発電、小規模の水力発電、バイオマスによる発電等の自然エネルギーや再生可能エネルギーを利用する発電方法である。また、グリーン電力発電に関心が高まっているだけではなく、実際に、大規模な風力発電や、太陽光発電等によりグリーン電力発電を行う企業や、太陽光発電パネル等で発電する個人がでてきている。

このため、個人が家に取り付けた太陽光発電パネルの発電量を調べる技術や、太陽光発電パネルによる発電システムの故障箇所を調べる技術が開発されてきている（特許文献１）。

特開２００８−１２９６６３号

しかしながら、現在の太陽光発電パネルの発電量を調べる技術では、その家の発電量を調べるだけであり、地域ごとの発電量や、故障パターンなどの情報が入手できていない。地域毎の発電量データや故障パターンを収集し、分析することで、その地域での発電量シミュレーション精度を向上し、太陽光発電システム設置予定者に対して正確な提案が可能となるシステムが求められている。

また、従来の太陽光発電システムの故障箇所を遠隔地から調べる技術では、発電量によって故障箇所を調べているため、太陽光発電パネルのどこが故障しているか直接的にはわからない。このため、故障を発見したとしても、太陽光発電システム設置者からの連絡や定期訪問診断でしか発見できず、故障箇所の発見が遅れる可能性がある。また、定期訪問診断をした場合には、診断コストがかかってしまう。このため、太陽光発電システム故障を遠隔地から発見することを可能とし、診断コストが低減可能になるシステムが求められている。

本発明は、上述した課題を解決するために、太陽光発電システム故障を遠隔地から発見することを可能とし、診断コストが低減可能になるシステムを提供することを目的とする。

本発明にかかる太陽光発電システムは、複数の太陽光発電装置が建物に設置されている太陽光発電システムにおいて、前記太陽光発電装置にそれぞれ接続し、発電量及び売電量を検知する第１検知器と、気温を含む外部情報を検知する第２検知器と、前記太陽光発電装置の設置箇所データを含む設定データが記憶された記憶媒体と、前記第１検知器によって検知された発電量データ及び売電量データ、並びに前記第２検知器によって検知された外部情報データと、前記記憶媒体に記憶された設定データとを含む発電関連データを外部に送信する送信手段と、前記送信手段から送信された発電関連データを記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された発電関連データを出力可能な出力装置とを備えることを特徴とする太陽光発電システムである。

この太陽光発電システムは、建物に複数の太陽光発電装置（発電パネル）が設置され、それぞれの太陽光発電装置に接続された第１検知器が、各太陽光発電装置の発電量と売電量とを検知する。さらに、第２検知器が気温などの外部情報を検知する。さらに、送信手段（有線ＬＡＮや無線ＬＡＮなど）が、発電量データ・売買量データ・外部情報データ・設定データを含む発電関連データを送信する。出力装置（ディスプレイや、ＵＳＢスロット）から発電関連データを出力（ディスプレイへの表示、ＵＳＢスロットを通じて外部のハードディスクへの出力）する。このため、例えば、出力結果に基づき、ある太陽光発電装置の発電量が低下した場合には、その太陽光発電装置が故障していると判断できる。例えば、出力結果に基づき、ある太陽光発電装置の発電量と気温などの外部情報や設定データ（設置地域）との関係性をみることによって、その地域の気温などによって発電量がどのように変わるかというデータを入手することができる。また、例えば、出力結果に基づき、ある太陽光発電装置の発電量と気温などの外部情報や設定データ（設置地域）との関係性をみることによって、ある太陽光発電装置の発電量が低下した場合には、どのような外部の条件によって太陽発電装置が故障するかというデータを入手することができる。

また、本発明にかかる太陽光発電装置は、前記設定データは、前記建物の位置データを含む設置地域データを含むことを特徴とする太陽光発電システムである。

例えば、出力結果に基づき、ある太陽光発電装置の発電量と気温などの外部情報や建物の位置との関係性をみることによって、建物の位置に応じて、発電量が気温などによってどのように変わるかというデータを入手することができる。また、例えば、出力結果に基づき、ある太陽光発電装置の発電量と気温などの外部情報や建物の位置との関係性をみることによって、建物の位置に応じて、ある太陽光発電装置の発電量が低下した場合には、どのような外部の条件によって太陽発電装置が故障するかというデータを入手することができる。

また、本発明にかかる太陽光発電装置は、前記太陽発電装置ごとの発電量データに基づき故障箇所を判定する故障箇所判定装置を備えることを特徴とする太陽光発電システムである。

故障箇所判定装置は、各太陽光発電装置の発電量データに基づいて、例えば、発電量が所定の値以下となった場合、その太陽光発電装置を故障と判定する。このため、例えば、遠隔地にいても、どの太陽光発電装置が故障しているかわかり、診断コストが低減することができる。

また、本発明にかかる太陽光発電装置は、前記太陽光発電装置は、複数の建物に設置されるとともに、前記設置地域データ、及び発電量データとに基づき、地域ごとの発電量を分析する分析手段を備えることを特徴とする太陽光発電システム。

分析手段は、建物ごとの発電量データと、設置地域データとを分析することで、地域毎の発電量データや故障パターンを収集し、その地域での発電量シミュレーション精度を向上し、太陽光発電システム設置予定者に対して正確な提案が可能となる。

また、本発明にかかる太陽光発電装置は、前記太陽光発電装置は、複数の建物に設置されるとともに、前記設置地域データ、及び売買量データとに基づき、地域ごとの売買量を分析する分析手段を備えることを特徴とする太陽光発電システム。

分析手段は、建物ごとの売買量データと、設置地域データとを分析することで、その地域での発電量シミュレーション精度を向上し、太陽光発電システム設置予定者に対して正確な提案が可能となる。

太陽光発電システム設置者からの連絡や定期訪問診断でしか発見できないような故障を遠隔地から発見することが可能になるため診断コストが低減可能になる。

故障パターンを蓄積・分析することでパネルメーカー毎や地域毎の故障特性の発見と修理への活用が可能になる。

地域毎の発電量データを収集することで、その地域での発電量シミュレーション精度が上がり、太陽光発電システム設置予定者により正確な提案が可能となる。

売電、買電量の把握により、購入前にシミュレートした際の、売電、買電量と異なり、太陽光発電システム設置者に不利益となるような場合は、それを通知することが可能になる。

本発明にかかる太陽光発電システムの概要を示す概念図である。本発明にかかる太陽光発電システムが収集するデータを示す概念図である。本発明にかかる太陽光発電システムによる関係者のメリットを書いた概念図である。本発明にかかる太陽光発電システムのシステム構成図である。本発明にかかる太陽光発電システムの処理を示すフロー図である

図１は、本発明にかかる太陽光発電システムの概要を示す概念図である。図１に示すように、太陽光発電システム１は、複数の建物（例えば、家１０ａ〜家１０ｃ）と、各建物に設置された太陽光発電装置（例えば、太陽光発電装置１２ａ〜太陽光発電装置１２ｃ）と、太陽光発電装置と接続し、各太陽光発電装置の発電量・売電量を検知する検知器と、設定データが記憶された記憶媒体（ハードディスク１６ａ〜ハードディスク１６ｃ）と、ネットワーク２０に接続されたインターフェースと、ネットワーク２０及び外部データサーバ４０から受信したデータを保存するサーバ３０とを含んで構成されている。このように、太陽光発電システム１は、複数の太陽光発電装置が建物に設置されている太陽光発電システムの一例である。

図２は、収集するデータを示す概念図である。図２に示すように、収集するデータは、縦軸に、太陽光発電システム設置者から収集するデータ群と、外部から収集するデータ群とに分類し、横軸に、動的なデータ群と、静的なデータ群とに分類している。

太陽光発電システム設置者から収集するデータ群のうち、動的なデータ群は、発電量と売買電量がある。太陽光発電システム設置者から収集するデータ群のうち、静的なデータ群は、ＵｓｅｒＩＤ、設置者名、発電所名、設置場所（郵便番号、住所、ＧＰＳ）、パネルメーカー、型番、設置容量、パワコン型番、設置方位（複数あり）、屋根勾配のデータがある。外部から収集するデータ群のうち、動的なデータ群は、日射強度［ｋＷ／ｍ２］、気温［℃］、風速［ｍ／ｓ］、天気、降水量データがある。上記のデータを入力として、各設置者毎の発電量確認、故障発見、発電効率検証、劣化進行状況把握、地域別発電量特性識別、日射量測定、発電量予測を行うことができる。このように、太陽光発電設置者から集めるデータと外部から収集可能で太陽光発電に影響のあるデータを収集し、合わせて加工することで意味のあるデータとして使っていくことができる。このように、太陽光発電システム設置者から収集するデータ群のうち、静的なデータ群は、前記建物の位置データを含む設置地域データを含む設定データの一例である。

図３は、本発明にかかる太陽光発電システム１による関係者のメリットを書いた概念図である。太陽光発電システムの設置者および事業者にとって共通で最大のメリットは、故障を早期発見し、太陽光発電システムの投資対効果を最大化するところにある。

太陽光発電システム設置者のメリットは、過去の発電量、売買電量をインターネットを通じて自動で集計、蓄積、確認を可能にする（例えば、１７年分）。設置者自身が気づきにくい太陽光発電システムの故障を周辺の環境情報や周辺の同様の太陽光発電システムと比較し、早期に発見することで、売電の売り逃しや重度の故障やそれに伴なう２次的な被害（火災など）を防止することである。

事業者のメリットは、太陽光発電システム設置者からの連絡や定期訪問診断でしか発見できないような故障を遠隔地から発見することが可能になるため診断コストが低減可能になる。故障パターンを蓄積・分析することでパネルメーカー毎や地域毎の故障特性の発見と修理への活用が可能になる。地域毎の発電量データを収集することで、その地域での発電量シミュレーション精度が上がり、太陽光発電システム設置予定者により正確な提案が可能となる。売電、買電量の把握により、購入前にシミュレートした際の、売電、買電量と異なり、太陽光発電システム設置者に不利益となるような場合は、それを通知することが可能になることである。

図４は、太陽光発電システム１のシステム構成図である。太陽光発電システム１は、建物１０と、建物１０と接続したインターネット２０と、インターネット２０と接続され、サステナジー遠隔監視システム３４（Ｓ―Ｇｒｉｄ（登録商標））を含むサーバ３０と、インターネット２０と接続された外部データサーバ４０とを含んで構成されている。また、サーバ３０は、外部ディスプレイを備えている。

建物１０の屋根には、複数の太陽光発電装置１２（太陽光パネル１２０ａから太陽光パネル１２０ｃ）が設置されている。さらに、建物１０には、各太陽光パネル１２０ａから太陽光パネル１２０ｃに接続された接続箱１３０が設置されている。さらに、建物１０には、接続箱１３０に接続されたパワーコンディショナー１４０が設置されている。さらに、建物１０には、パワーコンディショナー１４０に接続された分電盤１５０が設置されている。さらに、分電盤１５０は、建物の内部や、電力系統に接続されている。また、各太陽光パネル１２０ａから太陽光パネル１２０ｃに接続し、またパワーコンディショナー１４０及び分電盤１５０の間と接続しているスマートメータ１６０が設置されている。また、このスマートメータ１６０は、気温を測定する温度計や、太陽の照度を測定する照度計など外部状況の検知器と接続している。また。このスマートメータ１６０は、インターネット２０に接続している。スマートメータ１６０は、内部にメモリがあり、建物の設置箇所データや、検知した発電量や、温度計が測定した温度データなどを記憶し、必要に応じて、インターネット２０を介して、各種データを送信する。

このように、スマートメータ１６０は、前記太陽光発電装置にそれぞれ接続し、発電量及び売電量を検知する第１検知器の一例である。また、このように、温度計は、気温を含む外部情報を検知する第２検知器の一例である。このように、スマートメータ１６０は、前記太陽光発電装置の設置箇所データを含む設定データが記憶された記憶媒体の一例である。このように、スマートメータ１６０は、前記第１検知器によって検知された発電量データ及び売電量データ、並びに前記第２検知器によって検知された外部情報データと、前記記憶媒体に記憶された設定データとを含む発電関連データを送信する送信手段の一例である。このように、スマートメータ１６０は、前記送信手段から送信された発電関連データを記憶する記憶装置の一例である。

図５は、太陽光発電システム１の処理を示すフロー図である。図５に示すように、ステップＳ５１０において、スマートメータ１６０は、太陽光パネル１２０と、分電盤１５０から発電量を取得する。

ステップＳ５１２において、スマートメータ１６０は、インターネット２０を介して、ステップＳ５１０で取得した発電量データを、サステナジー遠隔監視システム３４に送信する。

ステップＳ５２０において、サステナジー遠隔監視システム３４は、インターネット２０から発電量データを受信する。

ステップＳ５２２において、サステナジー遠隔監視システム３４は、ステップＳ５２０で受信した発電量データを分析する。より具体的には、サステナジー遠隔監視システム３４は、建物が設置された地域のデータである設置地域データと、発電量データ及び売買量データに基づき、当該地区の発電量及び売買量を分析する。この分析結果によって、当該地区で、発電量が予測可能になるとともに、売買量が予想可能になる。さらに、サステナジー遠隔監視システム３４は、設置地域データと、複数の建物から送られた故障データに基づき、当該地域ごとの故障を分析する。この分析結果によって、当該地区で、故障発生率や、故障傾向を予想可能になる。これらの分析結果によって、当該地区で太陽光発電を導入した場合の発電量や売買量や故障傾向がわかるため、その地域での発電量シミュレーション精度を向上し、太陽光発電システム設置予定者に対して正確な提案が可能となる。

このように、サステナジー遠隔監視システム３４は、前記設置地域データ、及び発電量データとに基づき、地域ごとの発電量を分析する分析手段の一例である。このように、サステナジー遠隔監視システム３４は、前記設置地域データ、及び売買量データとに基づき、地域ごとの売買量を分析する分析手段の一例である。また、このように、サステナジー遠隔監視システム３４は、前記設置地域データ、及び故障データとに基づき、地域ごとの故障を分析する分析手段の一例である。

ステップＳ５３０において、気象協会などの外部サーバ４０がインターネット２０を介して、天候データなどを提供する。

ステップＳ５２４において、サステナジー遠隔監視システム３４は、外部サーバ４０から天候データなどを取得する。

ステップＳ５２６において、サステナジー遠隔監視システム３４は、天候データや、発電量データなどから、発電量異常設備を抽出する。このように、サステナジー遠隔監視システム３４は、前記太陽発電装置ごとの発電量データに基づき故障箇所を判定する故障箇所判定装置の一例である。

ステップＳ５２８において、サステナジー遠隔監視システム３４は、ステップＳ５２６で発電量が異常な設備を報告するメールをユーザーの携帯端末に送信する。

ステップＳ５４０において、ユーザーは、携帯端末（例えば、携帯電話や、携帯端末）で、サステナジー遠隔監視システム３４から送信された異常な設備報告を確認した場合、携帯端末からスタッフに点検・修理依頼を送信する。このように、携帯端末は、前記記憶装置に記憶された発電関連データを出力可能な出力装置の一例である。

ステップＳ５５０において、スタッフは、ユーザーから送信された点検修理依頼を受信し、太陽光発電装置を点検し、修理する。

なお、本実施携帯において、ユーザー自信の携帯端末を用いて、スタッフに点検修理依頼を送信するが、本発明は、これに限定されず、サステナジー遠隔監視システムのディスプレイにデータを出力し、サーバ管理者が、スタッフに修理依頼を行うようにしてもよい。

一方、従来、外部データに基づいて、その地域の電力需要を予測し、その予測に基づいて、他の売電事業者から電力を調達して、供給するためのシステムが存在していた（特開２００１−３１８９７０）。そして、従来の売電事業者は、数も限られ、発電の方法も火力、水力、風力など一定の規模があり、供給量も推定しやすかった。

しかし、近年、一般家庭にも太陽光発電装置など小型の発電装置が設置され、さらに、電力会社は、小規模かつ大量の発電者から電力を買い取る必要がでてきた。また、太陽光発電装置は、設置地域、気温、日照量、日照状態など外部環境によって発電量が変化してしまうため、電力会社は、系統に流入する電力量が予測できず、これが大量になると安定した運用が困難になっていた。

このため、ある地域の気温や日照量など外部環境の条件に応じた発電量や売電量が予測できるシステムが求められていた。本太陽光発電システムでは、例えば、ある地域の気温や日照量などの外部データに基づく、発電量データや売電量データ分析が可能である。なお、この外部データは、センサーなどから取り込まれた外部環境の実測値でも、気象予報などの予測値でもよい。

このため、本太陽光発電システムは、太陽光発電装置が、その地域で、どのような気温や日照状態であれば、どのような発電量や売電量となるか予測できる。つまり、本太陽光発電システムは、気象予報などの外部データと、分析結果を組み合わせることによって、この太陽光発電システムが使われている太陽光発電装置の発電量などを予測できる。このため、電力会社は、系統に流入する電力量を予測することにより、安定した運用が可能になる。

さらに、本発明は、以下のようなものであってもよい。外部から供給される電力（電力会社側が買い取ったある地域の電力）を受け入れ可能な発電所システムであって、システムのサーバは、特定の時間の気温や日照量を含む外部データを受信し、記憶するステップと、前記時間に供給された電力量を記憶するステップと、前記外部データ及び前記電力量の関係を分析するステップとを含むことを特徴とする発電所システムであってもよい。

さらに、この発電所システムは、前記外部データ及び前記電力量の関係の分析結果に基づいて、所定の外部データの場合に供給される電力量を予測するステップを含むことを特徴とする発電所システムであってもよい。

さらに、外部から供給される電力を受け入れ可能な発電所システムであって、システムのサーバは、特定の時間の気温や日照量を含む外部データを受信し、記憶するステップと、前記時間に供給された電力量及び前記発電所で発電した電力量を含む合計電力量（地域全体の電力量）を記憶するステップと、前記外部データ及び前記合計電力量の関係を分析するステップとを含むことを特徴とする発電所システムであってもよい。

さらに、この発電所システムは、前記外部データ及び前記合計電力量の関係の分析結果に基づいて、所定の外部データの場合の前記合計電力量を予測するステップを含むことを特徴とする発電所システムであってもよい。

その地域の太陽光発電装置で発電され、家庭などで使い切れない電力が発電所に供給された場合、電力会社のサーバは、電力の供給量と、太陽光発電システムから受信した外部データとを分析し、この分析結果に基づき気温や日照量に対応する電力の供給量を予測できる。つまり、気象予報などに応じて、電力がどの程度供給されるかわかるため、電力会社は発電所を安定して運用できる。

１太陽光発電システム
１０家
１２太陽光発電装置
１６ハードディスク
２０ネットワーク
３０サーバ
３４サステナジー遠隔監視システム
４０外部サーバ
１２０太陽光パネル
１３０接続箱
１４０パワーコンディショナー
１５０分電盤
１６０スマートメータ

Claims

複数の太陽光発電装置が建物に設置されている太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電装置にそれぞれ接続し、発電量及び売電量を検知する第１検知器と、
気温を含む外部情報を検知する第２検知器と、
前記太陽光発電装置の設置箇所データを含む設定データが記憶された記憶媒体と、
前記第１検知器によって検知された発電量データ及び売電量データ、並びに前記第２検知器によって検知された外部情報データと、前記記憶媒体に記憶された設定データとを含む発電関連データを送信する送信手段と、
前記送信手段から送信された発電関連データを記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された発電関連データを出力可能な出力装置とを備えることを特徴とする太陽光発電システム。
請求項１に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記設定データは、前記建物の位置データを含む設置地域データを含むことを特徴とする太陽光発電システム。
請求項１に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽発電装置ごとの発電量データに基づき故障箇所を判定する故障箇所判定装置を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
請求項２又は請求項３に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電装置は、複数の建物に設置されるとともに、
前記設置地域データ、及び発電量データとに基づき、地域ごとの発電量を分析する分析手段を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
請求項２又は請求項３に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電装置は、複数の建物に設置されるとともに、
前記設置地域データ、及び売買量データとに基づき、地域ごとの売買量を分析する分析手段を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
請求項２又は請求項３に記載の太陽光発電システムにおいて、
前記太陽光発電装置は、複数の建物に設置されるとともに、
前記設置地域データ、及び故障データとに基づき、地域ごとの故障を分析する分析手段を備えることを特徴とする太陽光発電システム。