JP2017127047A - パワーコンディショナ - Google Patents

Abstract

【課題】抑制運転により無駄になる電力を有効活用することができるパワーコンディショナを得ること。
【解決手段】直流電力発電装置である太陽光パネル２と、商用系統電源１と、負荷７とが接続され、太陽光パネル２が生成する直流電力を交流電力に変換して商用系統電源１及び負荷７に出力するパワーコンディショナ３において、太陽光パネル２からの発電量を、パワーコンディショナ３の外部からの制御信号により抑制してパワーコンディショナ３の出力電力とする抑制運転により抑制される電力量を検出する抑制電力検出部６と、抑制電力検出部６にて検出した電力量を抑制電力量としてユーザーに報知する通知部１０である表示部８及び音声部９の少なくともいずれか一方とを備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力を有効活用可能なパワーコンディショナに関する。

従来のパワーコンディショナでは、接続された負荷による消費電力が直流電力発電装置によって発電される発電量を下回る分の電力は、余剰電力として商用系統電源に逆潮流することで売電され、又は蓄電池に充電されていた。特許文献１には、直流電力発電装置として太陽光パネルを用いた技術が開示されている。

特開２００６−３１１６７６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、余剰電力の商用系統電源への売電量を電気事業者からの要請によって要求値に抑えるよう抑制運転を行った場合、抑制運転により無駄になる電力が存在する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、抑制運転により無駄になる電力を有効活用することができるパワーコンディショナを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直流電力発電装置と、商用系統電源と、負荷とが接続され、前記直流電力発電装置が生成する直流電力を交流電力に変換して前記商用系統電源及び前記負荷に出力するパワーコンディショナにおいて、前記直流電力発電装置からの発電量を、前記パワーコンディショナの外部からの制御信号により抑制して前記パワーコンディショナの出力電力とする抑制運転により抑制される電力量を検出する抑制電力検出部と、前記抑制電力検出部にて検出した電力量を抑制電力量としてユーザーに報知する通知部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、抑制運転により無駄になる電力を有効活用することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係るパワーコンディショナの主要部の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るパワーコンディショナの表示部の表示画面例を示す図 実施の形態２に係るパワーコンディショナの表示部の表示画面例を示す図 実施の形態２に係るパワーコンディショナの表示部の表示画面例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかるパワーコンディショナを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るパワーコンディショナの主要部の構成を示すブロック図である。図１には、商用系統電源１と、直流電力発電装置の一例である太陽光パネル２と、商用系統電源１及び太陽光パネル２が接続されたパワーコンディショナ３と、商用系統電源１とパワーコンディショナ３の間に接続された負荷７とが示されている。パワーコンディショナ３は、商用系統電源１及び太陽光パネル２に接続された変換器４と、変換器４に接続された制御部５と、制御部５に接続された抑制電力検出部６と、制御部５に接続された通知部１０とを備える。通知部１０は、表示部８と、音声部９とを備える。

太陽光パネル２は、太陽光を受けて直流電力を発電する。変換器４は、太陽光パネル２で発電された直流電力を交流電力に変換して負荷７及び商用系統電源１に交流電力を出力する。制御部５は、変換器４を制御する。抑制電力検出部６は、抑制運転により抑制される電力量を検出して制御部５に送信する。負荷７は、商用系統電源１又はパワーコンディショナ３から交流電力が供給される電気機器である。負荷７には、宅内に設置される家電を例示することができる。なお、パワーコンディショナ３に接続される太陽光パネル２は１つであってもよいし、複数であってもよい。また、パワーコンディショナ３に接続される負荷７は１つであってもよいし、複数であってもよい。

表示部８は、抑制運転により抑制される電力の消費を促すメッセージを表示する。また、表示部８は、電力に関する情報を表示してもよい。ここで、電力に関する情報には、太陽光パネル２で直流電力として発電されてパワーコンディショナ３で交流電力に変換されて出力された発電電力量、商用系統電源１に売電電力が存在する場合の売電電力量、負荷７において消費されている消費電力量及び抑制電力が存在する場合の抑制電力量を例示することができる。音声部９は、抑制運転により抑制される電力の消費を促すメッセージの音声を発する。売電電力量は、変換器４と商用系統電源１との接続線上であって負荷７の右側に設置された図示しない第１の電流検出器による検出電流値と規定の出力電圧値との積により算出される。消費電力量は、負荷７のラインに設置した図示しない第２の電流検出器による検出電流値と規定の出力電圧値との積により算出される。発電電力量は、売電電力量と消費電力量との和により算出される。抑制電力量は、抑制電力検出部６によって検出される。ここで、規定の出力電圧値は、ＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖである。

なお、抑制運転により抑制される電力の消費を促すメッセージは、表示部８による表示及び音声部９による音声のいずれかによってユーザーに報知されればよい。そのため、パワーコンディショナ３には、少なくとも表示部８及び音声部９のいずれか一方が設けられていればよい。表示部８及び音声部９をまとめて通知部としてもよい。

ここで、図１に示す構成の動作について説明する。まず、抑制運転していない時の図１に示す構成の動作について説明する。太陽光パネル２は、発電した直流電力をパワーコンディショナ３に供給する。パワーコンディショナ３の制御部５は、最大電力点追従制御を行うことでなるべく大きな電力を引き出せるように変換器４を制御する。パワーコンディショナ３は、この電力を負荷７へ供給し、負荷７で消費できずに生じた余剰電力を商用系統電源１に逆潮流して売電する。このときには、抑制運転していないので抑制運転により無駄になる電力がなく、ユーザーは太陽光パネル２を含む太陽光発電システムのメリットを享受することができる。

太陽光パネルの出力電力‐出力電圧特性は、最大電力点を頂点とする山を形成することが一般的である。そのため、太陽光パネル２が最大電力点で動作するように制御すると、その発電電力を常に最大限に有効利用することができることになる。最大電力点追従制御は、太陽光パネルの動作点の電圧及び電流を変化させて、これに伴う電力変化を検出し、最大電力点で動作するように最適動作電圧を探索して追従する制御である。

次に、抑制運転している時の図１に示す構成の動作について説明する。商用系統電源１の売電抑制要求がある場合には、パワーコンディショナ３が太陽光パネル２で発電した直流電力に対して最大電力点追従制御を行うと、負荷７で消費できずに生じた余剰電力は行き場がなくなるため、抑制運転を行うことになる。抑制電力検出部６は、抑制運転時には、抑制運転をせずに最大電力点追従制御を行ったときの発電電力量と、抑制運転を行っている現在の発電電力量との差を検出し、制御部５にその値を出力する。制御部５はこの値を表示部８に出力し、表示部８はこの値を抑制電力値として表示する。

図２は、本発明の実施の形態１に係るパワーコンディショナの表示部の表示画面例を示す図である。図２に示す表示画面例８ａには、現在の発電電力量、現在の消費電力量、現在の売電電力量及び現在の抑制電力量が表示されている。図２に示す表示画面例８ａは、抑制電力量を表示することで抑制電力が発生していることをユーザーに報知するとともに、この抑制電力を宅内で有効活用すべきとするメッセージを表示する。また、図２に示す表示画面例８ａは、抑制電力量に応じて使用可能な負荷の例、すなわち電気機器の例を表示する。図２に示す表示画面例８ａを見たユーザーは、抑制電力の発生を認知し、且つこの抑制電力を有効活用することができるように宅内の電気機器を使用する。

また、制御部５は、抑制電力検出部６により検出された値である抑制電力に基づいて、抑制電力の発生及び抑制電力の宅内での消費を促すメッセージを音声情報として発するよう音声部９を制御する。音声部９は、ユーザーへのメッセージの音声を発する。音声部９からの音声を聞いたユーザーは、抑制電力の発生を認知し、且つこの抑制電力を有効活用することができるように宅内の電気機器を使用する。

以上、本実施の形態にて説明したパワーコンディショナ３は、直流電力発電装置である太陽光パネル２と、商用系統電源１と、負荷７とが接続され、太陽光パネル２が生成する直流電力を交流電力に変換して商用系統電源１及び負荷７に出力する。そして、パワーコンディショナ３は、太陽光パネル２からの発電量を、パワーコンディショナ３の外部からの制御信号により抑制してパワーコンディショナ３の出力電力とする抑制運転により抑制される電力量を検出する抑制電力検出部６と、抑制電力検出部６にて検出した電力量を抑制電力量としてユーザーに報知する通知部である表示部８及び音声部９の少なくともいずれか一方とを備える。なお、外部からの制御信号は、電気事業者から発信されて、インターネット経由でパワーコンディショナ３に接続された図示しない情報端末に送信される信号である。

以上、本実施の形態にて説明したように、ユーザーに対して抑制電力を有効活用するための情報を表示し、又は音声にて報知することで、抑制運転により無駄になる電力を有効活用することができる。

なお、本実施の形態においては、パワーコンディショナに接続される直流電力発電装置として太陽光パネルを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。直流電力発電装置として太陽光パネル以外の直流電力を発電する手段を用いてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１においては、図２の表示画面例８ａに示すように、抑制電力量を表示することで抑制電力が発生していることをユーザーに報知するとともに、この抑制電力を宅内で有効活用すべきとするメッセージと、目安として使用可能な電気機器とを例示しているが、本発明はこれに限定されず、ユーザーに更なる情報を与える構成であってもよい。なお、本発明の実施の形態２に係るパワーコンディショナの主要部の構成は、実施の形態１の図１と同じである。

図３は、本発明の実施の形態２に係るパワーコンディショナの表示部の表示画面例を示す図である。図３に示す表示画面例８ｂには、宅内で使用される主な電気機器が一覧で表示され、抑制電力量に応じた使用可能な電気機器が「○」で表示される。ここでは、宅内で使用される主な電気機器として、洗濯機、掃除機、エアコン及びテレビが表示されている。図３に示す表示画面例８ｂでは、洗濯機、掃除機、エアコン及びテレビの合計消費電力量を抑制電力にて賄うことが可能な例を示している。

図４は、本発明の実施の形態２に係るパワーコンディショナの表示部の表示画面例を示す図である。図４に示す表示画面例８ｃにおいても、宅内で使用される主な電気機器が一覧で表示され、抑制電力量に応じた使用可能な電気機器が「○」で表示され、宅内で使用される主な電気機器として、洗濯機、掃除機、エアコン及びテレビが表示されている。図４に示す表示画面例８ｃでは、抑制電力量が小さく、洗濯機、掃除機、エアコン及びテレビの合計消費電力量を抑制電力にて賄うことができないが、洗濯機、掃除機、エアコン及びテレビのいずれか１つ、又はテレビと洗濯機、掃除機又はエアコンとの組み合わせを抑制電力にて賄うことが可能な例を示している。

このように、本実施の形態においては、表示部８には、抑制電力検出部６にて検出した電力量を消費するための負荷７である電気機器の具体的な組み合わせが表示される。

以上、本実施の形態にて説明したように、ユーザーに対して抑制電力を有効活用するための情報を表示するのみならず、抑制電力にて使用可能な電気機器を具体的に表示することで、抑制運転により無駄になる電力を更に有効活用しやすくなる。

以上の実施の形態１，２に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 商用系統電源、２ 太陽光パネル、３ パワーコンディショナ、４ 変換器、５ 制御部、６ 抑制電力検出部、７ 負荷、８ 表示部、８ａ，８ｂ，８ｃ 表示画面例、９ 音声部、１０ 通知部。

Claims (6)

1. 直流電力発電装置と、商用系統電源と、負荷とが接続され、前記直流電力発電装置が生成する直流電力を交流電力に変換して前記商用系統電源及び前記負荷に出力するパワーコンディショナにおいて、
   前記直流電力発電装置からの発電量を、前記パワーコンディショナの外部からの制御信号により抑制して前記パワーコンディショナの出力電力とする抑制運転により抑制される電力量を検出する抑制電力検出部と、
   前記抑制電力検出部にて検出した電力量を抑制電力量としてユーザーに報知する通知部とを備えることを特徴とするパワーコンディショナ。
2. 前記抑制電力検出部は、
   抑制運転時には、抑制運転をせずに最大電力点追従制御を行ったときの発電電力量と、抑制運転を行っている現在の発電電力量との差を検出することを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
3. 前記通知部は、
   前記抑制電力検出部にて検出した電力量の消費を促すメッセージを表示する表示部を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワーコンディショナ。
4. 前記表示部には、発電電力量、売電電力量、消費電力量及び抑制電力量が表示されることを特徴とする請求項３に記載のパワーコンディショナ。
5. 前記表示部には、前記抑制電力検出部にて検出した電力量を消費するための電気機器の組み合わせが表示されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のパワーコンディショナ。
6. 前記通知部は、
   前記抑制電力検出部にて検出した電力量の消費を促すメッセージの音声を発する音声部を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。

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