JP2013158132A

JP2013158132A - 太陽光発電システム

Info

Publication number: JP2013158132A
Application number: JP2012016393A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakajima; 仁中島; Akikuni Kato; 彰訓加藤
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-15

Abstract

【課題】太陽光電力の経済的な使途を自動的に選択できる太陽光発電システムを提供する。
【解決手段】図１に示す太陽光発電システム１は、系統連系回路２、充電回路３、回路切替装置４を備える。系統連系回路２は、太陽電池モジュール５が発電した電力を宅内負荷８に供給するとともに商用系統１０に売電する。充電回路３は、太陽電池モジュール５が発電した電力を蓄える蓄電池１１を備える。回路切替装置４は、系統連系回路２を開閉する第１スイッチ１５と、充電回路３を開閉する第２スイッチ１６と、コントローラ１９とを備える。コントローラ１９は、売電による経済的利益と宅内の電力需要量とに基づいて、第１および第２スイッチ１５，１６を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池が発電した電力の蓄電または売電に使用する太陽光発電システムに関する。

従来、太陽電池が発電した電力（以下、太陽光電力）を宅内負荷に供給し、宅内負荷の電力需要が少ないときに蓄電池に充電し、余剰電力がある場合に商用系統に売電する太陽光発電システムが知られている。

例えば、特許文献１には、太陽電池の予想発電量と車両用蓄電池の予想充電量とを算出し、太陽光電力を車両用蓄電池、住宅負荷、住宅用蓄電池および売電用に配分する「電力供給配分制御装置」が記載されている。特許文献２には、商用系統への売電量を安定させるために、複数の太陽光発電装置の電力を蓄電池よりも優先して商用系統に配分する「電力運用システム」が記載されている。

特開２０１０−２６８５７６号公報特開２０１１−１０９７７０号公報

ところで、近年は、電力会社が需要家から買い取る太陽光電力の価格が低下する傾向にある。例えば、経産省の第１４回買取制度小委員会（平成２３年２月１７日）では、「１０ｋＷ未満の住宅用太陽光発電設備については、導入量は順調に伸びており、システム価格も低減していることから、買取価格を４８円／ｋＷｈから４２円／ｋＷｈに引き下げる」との方針が答申されている。

現状では、需要家にとっての売電価格が買電よりも高い価格（約２倍）で１０年間保証されているが、保証期間が満了すると、売電と買電の価格差は著しく縮小する可能性が高い。このため、設備費が低下して太陽光発電システムがさらに普及すると、需要家は太陽光電力の経済的な使途を選択するのに甚だ困難となる事態が予測される。

本発明は、こうした事態に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽光電力の経済的な使途を自動的に選択できる太陽光発電システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池が発電した電力を宅内負荷に供給する回路と商用系統に売電する系統連系回路と、系統連系回路を開閉する第１スイッチと、太陽電池が発電した電力を蓄電池に充電する充電回路と、充電回路を開閉する第２スイッチと、売電による経済的利益と宅内の電力需要とに基づいて第１および第２スイッチを制御するコントローラとを備え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、太陽光電力の経済的な使途を自動的に選択し、需要家に経済的メリットを提供できるとともに、自前の電力を蓄電池に蓄えて快適に使用することもできるという効果がある。

本発明の一実施形態を示す太陽光発電システムの電気回路図である。コントローラの機能を示すブロック図である。本発明の変更例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す太陽光発電システム１は、系統連系回路２と充電回路３とを並列に備え、両方の回路２，３の間に回路切替装置４が設けられている。

系統連系回路２は、複数の太陽電池モジュール（ＰＶ１〜ＰＶｎ）５が発電した電力をＰＶ用パワーコンディショナ６で直流から交流に変換し、交流電力をＰＶ側ブレーカ７を介して宅内負荷８に供給するとともに、主幹ブレーカ９を介して商用系統１０に売電するように構成されている。

充電回路３は、太陽電池モジュール５が発電した電力を蓄える蓄電池１１を備え、蓄電池１１と太陽電池モジュール５との間にＤＣ／ＤＣコンバータ１２が設けられ、蓄電池１０と負荷回路１３との間に双方向コンバータ１４が設けられている。

回路切替装置４には、ＰＶ用パワーコンディショナ６の入力段に系統連系回路２を開閉する第１スイッチ１５が設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の入力段に充電回路３を開閉する第２スイッチ１６が設けられ、双方向コンバータ１４と負荷回路１３との間に第３スイッチ１７が設けられている。

また、回路切替装置４は、売電による経済的利益と宅内の電力需要量とに基づいて各スイッチ１５，１６，１７を制御するコントローラ１９を備えている。コントローラ１９には、図２に示すように、入力部２０、通信部２１、計測部２２、記憶部２３、電力需要量計算部２４、電気料金計算部２５、売電／蓄電判定部２６、スイッチ制御部２７が設けられている。

計測部２２は、外部計測機器（図示略）を用いて宅内負荷８の消費電力量、太陽電池モジュール５の発電量、蓄電池１１の蓄電量等を計測する。記憶部２３は、入力部２０または通信部２１から時間帯別の電力料金情報、電力会社の買取価格情報、電力使用に関する履歴管理情報等を受け取り、記憶する。

電力需要量計算部２４は、計測部２２の電力量情報と記憶部２３の料金、履歴情報とに基づいて、本日、今週、今月等の所要期間における宅内の電力需要量を計算する。電気料金計算部２５は、計測部２２の電力量情報と記憶部２３の料金情報とに基づき、電力需要量と同じ期間の電力売買代金を計算する。

売電／蓄電判定部２６は、計算部２４，２５にて算出された電力需要量および電力売買代金とに基づき、予め定められた計算式を用いて、余剰太陽光電力を売電または蓄電のどちらに使用するのが経済的に有利であるかを判定する。そして、スイッチ制御部２７が、判定結果に従って、第１〜第３スイッチ１５，１６，１７の開閉を制御する。

従って、この実施形態の太陽光発電システム１によれば、買取保証期間が満了し、売電と買電の価格差が縮小したようなときでも、太陽光電力の経済的な使途を自動的に選択し、需要家に経済的メリットを提供することができる。また、宅内の電力需要が少なく、買取価格が安いときなどには、多くの太陽光電力を蓄電池１１に蓄え、必要時に自家消費することで、自前の電力を快適に使用できるという利点もある。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、太陽電池と燃料電池の両方を設備した発電システムにおいて上記実施形態を応用することもできる。また、上記実施形態では交流負荷の電力需要に基づく制御を行っているが、図３に示すように、交流負荷３１に直流負荷３２を加えた電力需要、さらには電気自動車・プラグインハイブリッド自動車（ＥＶ/ＰＨＶ）３３を加えた電力需要に基づく経済的コントロールを実施することもできる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。

１太陽光発電システム
２系統連系回路
３充電回路
４回路切替装置
５太陽電池モジュール
８宅内負荷
１０商用系統
１１蓄電池
１５第１スイッチ
１６第２スイッチ
１７第３スイッチ
１９コントローラ

Claims

太陽電池が発電した電力を宅内負荷に供給するとともに商用系統に売電する系統連系回路と、系統連系回路を開閉する第１スイッチと、太陽電池が発電した電力を蓄電池に充電する充電回路と、充電回路を開閉する第２スイッチと、売電による経済的利益と宅内の電力需要とに基づいて第１および第２スイッチを制御するコントローラとを備えたことを特徴とする太陽光発電システム。