JP2020099130A - 建物の給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電装置の発電電力と、貯湯タンクを有するコージェネレーション装置の発電電力とをそれぞれ建物内の電気負荷に供給する建物の給電システムにおいて、貯湯タンク内の湯の確保を図りながら、省エネルギ効果を得ること。【解決手段】建物１０の給電システムは、太陽光発電装置１７と、貯湯タンク２３を有するコージェネレーション装置２１とを備え、それら各発電装置１７，２１の発電電力を建物１０内の各電気負荷Ｅに供給する。コントローラ４０は、各発電装置１７，２１により発電可能な総発電電力が各電気負荷Ｅで消費される消費電力を上回っていると判定された場合に、その上回っている発電電力の余剰分を蓄電池２９に供給可能か否かを判定し、判定の結果、発電電力の余剰分を蓄電池２９に供給できない場合に、湯温センサ２６により検知された湯温情報に基づき、コージェネレーション装置２１の発電電力を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、建物の給電システムに関する。

建物における給電システムとして、特許文献１には、太陽光の照射により発電を行う太陽電池と、燃料電池を用いて発電を行うコージェネレーション装置とを備えたものが開示されている。この給電システムでは、太陽電池による発電電力と、燃料電池による発電電力とがそれぞれ建物内の各種電気負荷（家電装置や照明器具等）に供給されるようになっている。

コージェネレーション装置は、燃料電池による発電時に発生する熱を利用して湯を生成する機能を有している。また、コージェネレーション装置は、その生成した湯を貯めておく貯湯タンクを有している。この場合、貯湯タンク内の湯を必要に応じて利用することが可能となっている。

また、特許文献１の給電システムは蓄電池を備えており、その蓄電池に太陽電池及び燃料電池により発電された発電電力を蓄えておくことが可能となっている。具体的には、この給電システムでは、太陽電池及び燃料電池による発電電力の総和が建物内の電気負荷で消費される消費電力を上回っている場合、つまり発電電力に余剰分が発生している場合に、その余剰分を蓄電池に蓄えるようにしている。

ここで、蓄電池が満充電の状態になっている場合には、発電電力に余剰分が発生していてもその余剰分を蓄電池に充電することができない。そこで、特許文献１の給電システムでは、蓄電池が満充電となっている場合に、太陽電池による発電電力の割合を増加させ、燃料電池による発電電力の割合を減少させる、給電制御を行っている。すなわち、太陽電池及び燃料電池の発電電力に余剰分が発生している場合には、燃料電池の発電電力をある程度減らしても、これら各電池の発電電力により電気負荷での電力消費を賄うことができる。このため、特許文献１の給電システムでは、このような場合に、上記のような給電制御を行って燃料電池による発電を抑制することで、エネルギの節約等の利点を得ることが可能となっている。

特開２０１５−１４９８６１号公報

ところで、蓄電池が満充電になっている場合に、太陽電池の発電電力の割合を増加させ、燃料電池の発電電力の割合を減少させる、上述の給電制御を行う場合、燃料電池の発電による湯の生成が十分に行われず、貯湯タンク内に一定量の湯を確保するのが困難になる場合が想定される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、太陽光発電装置の発電電力と、貯湯タンクを有するコージェネレーション装置の発電電力とをそれぞれ建物内の電気負荷に供給する建物の給電システムにおいて、貯湯タンク内の湯の確保を図りながら、省エネルギ効果を得ることを主たる目的とするものである。

上記課題を解決すべく、第１の発明の建物の給電システムは、太陽光発電を行う太陽光発電装置と、燃料を用いて発電を行う発電機能を有しているとともに、その発電時に発生する熱を用いて生成される湯を貯える貯湯タンクを有するコージェネレーション装置と、を備え、前記太陽光発電装置による発電電力と前記コージェネレーション装置による発電電力とを建物内の各電気負荷に供給する建物の給電システムであって、前記貯湯タンク内に貯えられた湯の熱量に関する貯湯量情報を取得する取得手段と、前記太陽光発電装置及び前記コージェネレーション装置により発電可能な総発電電力が前記各電気負荷で消費される消費電力を上回っているか否かを判定する電力判定手段と、その電力判定手段により前記総発電電力が前記消費電力を上回っていると判定された場合に、その上回っている発電電力の余剰分を予め定められた所定の給電先に供給可能か否かを判定する供給可否判定手段と、その供給可否判定手段により発電電力の余剰分を前記所定の給電先に供給できないと判定された場合に、前記取得手段により取得された貯湯量情報に基づき、前記コージェネレーション装置の発電電力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、太陽光発電装置及びコージェネレーション装置により発電可能な総発電電力が建物内の各電気負荷で消費される消費電力を上回った場合、その上回った発電電力の余剰分を所定の給電先（例えば蓄電池）に供給できるか否かが判定され、その判定の結果、供給できない場合には、貯湯タンク内の湯の熱量に関する貯湯量情報に基づきコージェネレーション装置の発電電力が制御される。

これにより、貯湯タンク内の貯湯量が多い場合、例えば貯湯タンク内に一定量の湯が確保されている場合には、コージェネレーション装置の発電電力を減少させる（抑制する）ことで、各電気負荷の消費電力を太陽光発電装置の発電電力により優先して賄うことができる。この場合、コージェネレーション装置において発電に用いる燃料を低減させることができるため、省エネルギ化を図ることができる。また、貯湯タンク内の貯湯量が少ない場合、例えば貯湯タンク内に一定量の湯が確保されていない場合には、コージェネレーション装置の発電電力を増加させることで、発電に伴う湯の生成を促すことができる。この場合、貯湯タンク内における湯の確保を図ることができる。よって、以上より、貯湯タンク内の湯の確保を図りながら、省エネルギ効果を得ることができる。

なお、貯湯量情報（湯の熱量に関する情報）としては、例えば貯湯タンク内の湯の温度や湯量の情報が挙げられる。

第２の発明の建物の給電システムは、第１の発明において、前記制御手段は、前記取得手段により取得した前記貯湯タンク内の湯の熱量が所定の閾値よりも低くなっている場合には、前記太陽光発電装置の発電電力にかかわらず、前記コージェネレーション装置の発電電力を所定電力以上に制御し、前記取得手段により取得した前記貯湯タンク内の湯の熱量が前記閾値以上となっている場合には、前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて、前記コージェネレーション装置の発電電力を制御することを特徴とする。

本発明によれば、貯湯タンク内の湯の熱量が所定の閾値よりも低くなっている場合、例えば貯湯タンク内において一定量の湯が確保されていない場合には、太陽光発電装置の発電電力にかかわらず、コージェネレーション装置の発電電力が所定電力以上に制御される。これにより、貯湯タンク内の湯が不足している場合には、湯の生成を促し湯の確保を図ることができる。

また、貯湯タンク内の湯の熱量が所定の閾値以上となっている場合、例えば貯湯タンク内にて一定量の湯が確保されている場合には、太陽光発電装置の発電電力に基づいて、コージェネレーション装置の発電電力が制御される。この場合、太陽光発電装置の発電電力が高い場合には、それに応じてコージェネレーション装置の発電電力を低くすることができる。これにより、貯湯タンク内の湯が確保されている場合には、省エネルギ効果を得ることができる。

第３の発明の建物の給電システムは、第２の発明において、前記制御手段は、前記取得手段により取得した前記貯湯タンク内の湯の熱量が前記閾値以上となっている場合には、前記各電気負荷の前記消費電力と前記太陽光発電装置の発電電力との差分を算出し、その算出した差分と同じ大きさに前記コージェネレーション装置の発電電力を制御することを特徴とする。

本発明によれば、貯湯タンク内の湯の熱量が閾値以上となっている場合には、各電気負荷の消費電力と太陽光発電装置の発電電力との差分が算出され、その算出された差分と同じ大きさにコージェネレーション装置の発電電力が制御される。この場合、コージェネレーション装置の発電電力を各電気負荷の消費電力を賄うのに必要な最低電力にすることができるため、省エネルギ効果を高めることができる。

第４の発明の建物の給電システムは、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記建物において停電が生じた場合に、前記電力判定手段、前記供給可否判定手段及び前記制御手段による各処理を実行することを特徴とする。

災害等に伴い建物で停電が生じた場合には、コージェネレーション装置における貯湯タンク内の湯の確保や、燃料の確保が特に重要となる。その点本発明では、建物で停電が生じた場合に、上記第１の発明における電力判定手段、供給可否判定手段及び制御手段による各処理を実行するようにしている。この場合、停電時においてコージェネレーション装置における湯の確保、燃料の確保を好適に図ることが可能となる。

給電システムの概略を示す全体構成図。 給電システムの電気的構成を示す図。 停電時給電処理を示すフローチャート。

以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図１は、本実施形態における給電システムの概略を示す全体構成図である。

図１に示すように、住宅等の建物１０には、分電盤１１が設けられている。分電盤１１には、商用電源（系統電源）から引き込み線１２を介してＡＣ１００Ｖの商用電力が供給される。また、引き込み線１２には遮断装置１３が設けられ、この遮断装置１３により、分電盤１１と商用電源側との接続及びその遮断を行うことが可能となっている。

建物１０には太陽光発電装置１７が設けられている。太陽光発電装置１７は、屋根１６上に設置されたソーラパネルを有して構成され、太陽光が照射されることにより発電を行う。太陽光発電装置１７により発電された発電電力は電気配線１８を介して分電盤１１に供給される。また、太陽光発電装置１７により発電された電力の量は電力センサ１９によって計測される。

建物１０の屋外側には、コージェネレーション装置２１が設けられている。コージェネレーション装置２１は、家庭用の燃料電池コージェネレーションシステムとして構成されている。コージェネレーション装置２１は、燃料電池を用いて、燃料としての水素を空気中の酸素と化学反応させることにより発電を行う。また、コージェネレーション装置２１は、発電される電力の量を調整（制御）する調整機能を有している。

コージェネレーション装置２１は、その発電時に発生する熱を利用して水を加熱し湯を生成する機能を有している。また、コージェネレーション装置２１は、その生成された湯を蓄える貯湯タンク２３を有している。この貯湯タンク２３には、タンク２３内の湯の温度を検知する湯温センサ２６が設けられている。なお、湯温センサ２６が取得手段に相当する。

コージェネレーション装置２１により発電された発電電力は電気配線２５を介して分電盤１１に供給される。したがって、分電盤１１には、商用電源からの商用電力と、太陽光発電装置１７による発電電力と、コージェネレーション装置２１による発電電力とがそれぞれ供給されるようになっている。そして、分電盤１１に供給されるこれらの電力は分電盤１１より建物１０内の各電気負荷Ｅ（照明機器や空調機器、家電機器等）に電気配線２７を介して供給される。

分電盤１１には、各電気負荷Ｅに供給される電力の量を検知する電力センサ２８が設けられている。分電盤１１より各電気負荷Ｅに供給される電力の量はそれら電気負荷Ｅで消費される消費電力の量に相当する。したがって、この電力センサ２８により、建物１０内の各電気負荷Ｅで消費される消費電力が検知されるようになっている。

建物１０の屋外側には蓄電池２９が設けられている。蓄電池２９は分電盤１１と電気配線３１を介して接続されている。分電盤１１に供給される商用電力、太陽光発電装置１７の発電電力及びコージェネレーション装置２１の発電電力はそれぞれ、分電盤１１から電気配線３１を介して蓄電池２９に供給される。そして、その供給される電力によって蓄電池２９が充電されるようになっている。

蓄電池２９は分電盤１１と電気配線３２を介して接続されている。蓄電池２９に蓄えられた電力（蓄電電力）は電気配線３２を介して分電盤１１に供給され、その供給された電力が分電盤１１から電気配線２７を介して各電気負荷Ｅに供給される。また、蓄電池２９には、その蓄電池２９に蓄えられた電力の量を検知する蓄電量センサ３４が設けられている。

建物１０には、切替器３５が設けられている。切替器３５は、電気配線３１に設けられた遮断装置３６と、電気配線３２に設けられた遮断装置３７とを備える。遮断装置３６は、開閉操作により、電気配線３１を通じた分電盤１１から蓄電池２９への電力の供給を許可又は遮断（禁止）する。この遮断装置３６により蓄電池２９への電力供給が許可又は遮断されることで、蓄電池２９の充電が実行又は停止される。

遮断装置３７は、開閉操作により、電気配線３２を通じた蓄電池２９から分電盤１１への電力（蓄電電力）の供給を許可又は遮断（禁止）する。この遮断装置３７により蓄電池２９から分電盤１１への電力供給が許可又は遮断されることで、蓄電池２９から分電盤１１を介した各電気負荷Ｅへの電力の供給が実行又は停止される。

続いて、給電システムの電気的構成について図２に基づき説明する。図２は、給電システムの電気的構成を示す図である。

図２に示すように、本給電システムは、制御手段としてのコントローラ４０を備えている。コントローラ４０は、ＣＰＵ等を有する周知のマイクロコンピュータを有して構成されている。コントローラ４０は、例えば建物１０内の壁に取り付けられている。

コントローラ４０には、各電力センサ１９，２８と蓄電量センサ３４と湯温センサ２６とが接続されている。コントローラ４０には、これら各センサ１９，２６，２８，３４から逐次検知結果が入力される。

コントローラ４０には、太陽光発電装置１７とコージェネレーション装置２１とが接続されている。コントローラ４０は、上記各センサ１９，２６，２８，３４からの検知結果に基づき、太陽光発電装置１７及びコージェネレーション装置２１の発電を制御する。

コントローラ４０には、遮断装置１３と切替器３５（各遮断装置３６，３７）とが接続されている。コントローラ４０は、上記各センサ１９，２６，２８，３４からの検知結果に基づき、各遮断装置１３，３６，３７の開閉制御を行う。

ここで、本給電システムでは、建物１０において停電が発生した場合、つまり建物１０内の電気負荷Ｅへ商用電力を供給できなくなった場合に、コントローラ４０により停電時給電処理が行われるようになっている。この停電時給電処理では、太陽光発電装置１７の発電電力及びコージェネレーション装置２１の発電電力が建物１０内の各電気負荷Ｅへ供給される。以下、この停電時給電処理について図３に基づき説明する。なお、図３は、停電時給電処理を示すフローチャートである。

停電時給電処理は、建物１０において停電が発生したことをトリガとして開始される。例えば、建物１０には、停電が発生しているか否かを検知する停電検知センサが設けられ、コントローラ４０にその停電検知センサから停電になった旨の検知結果が入力されると、コントローラ４０は停電時給電処理を開始する。また、停電時給電処理は、停電中に所定の周期で繰り返し実行され、停電が復旧すると終了する。例えばコントローラ４０に停電検知センサから停電が発生していない（停電が復旧した）旨の検知結果が入力されると、コントローラ４０は停電時給電処理を終了する。

図３に示すように、まずステップＳ１１では、引き込み線１２の遮断装置１３を開操作する。これにより、分電盤１１と商用電源側との接続が遮断された状態となる。

続くステップＳ１２では、コージェネレーション装置２１による発電を実行させる。これにより、停電時においては、太陽光発電装置１７の発電電力とコージェネレーション装置２１の発電電力とがそれぞれ分電盤１１を介して各電気負荷Ｅに供給される。なお、既に、コージェネレーション装置２１の発電が行われている場合にはその発電を継続させる。

ステップＳ１３では、太陽光発電装置１７及びコージェネレーション装置２１により発電可能な総発電電力Ｐｔを算出する。具体的には、本ステップでは、電力センサ１９からの検知結果に基づいて太陽光発電装置１７の発電電力を取得し、その取得した太陽光発電装置１７の発電電力とコージェネレーション装置２１により発電可能な最大発電電力とを足し合わせることで上記総発電電力Ｐｔを算出する。なお、この総発電電力Ｐｔは、各発電装置１７，２１により発電可能な最大発電電力Ｐｔに相当する。また、コージェネレーション装置２１は、発電可能な発電電力の範囲が予め定められており、その範囲における最大値が最大発電電力となっている。

ステップＳ１４では、電力センサ２８からの検知結果に基づいて、建物１０内の各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃを取得し、その取得した消費電力Ｐｃと各発電装置１７，２１により発電可能な総発電電力Ｐｔとを対比することで、総発電電力Ｐｔが消費電力Ｐｃを上回っているか否かを判定する（電力判定手段に相当）。総発電電力Ｐｔが消費電力Ｐｃを上回っている場合には（Ｐｔ＞Ｐｃ）、ステップＳ１５に進む。この場合、総発電電力Ｐｔのうち消費電力Ｐｃを上回っている分は総発電電力Ｐｔの余剰分ΔＰに相当する（Ｐｔ−Ｐｃ＝ΔＰ）。

ステップＳ１５では、後述するステップＳ２５において実行される蓄電池２９から各電気負荷Ｅへの蓄電電力の供給を停止する。この場合、遮断装置３７を開操作することで、蓄電池２９から分電盤１１への給電を停止する。なお、既に蓄電池２９からの給電が停止されている場合には、その停止を継続する。

ステップＳ１６では、蓄電量センサ３４からの検知結果に基づいて、蓄電池２９に蓄えられている電力量を取得し、その取得した電力量に基づき蓄電池２９が満充電の状態になっているか否かを判定する。ここで、蓄電池２９が満充電になっていない場合には、各発電装置１７，２１による総発電電力Ｐｔの余剰分ΔＰを蓄電池２９に供給して蓄電池２９の充電に用いることができる。その一方、蓄電池２９が満充電となっている場合には、総発電電力Ｐｔの余剰分ΔＰを蓄電池２９に供給することが不可となるため、その余剰分ΔＰを蓄電池２９の充電に用いることができない。したがって、本ステップＳ１６では、換言すると、総発電電力Ｐｔの余剰分ΔＰを蓄電池２９に供給することが可能か否かを判定するものとなっている（供給可否判定手段に相当）。

ステップＳ１６において蓄電池２９が満充電となっていない場合にはステップＳ２１に進み、コージェネレーション装置２１の発電電力を最大発電電力に調整する。これにより、各発電装置１７，２１により発電される発電電力が上記ステップＳ１３にて算出された総発電電力Ｐｔとなる。したがって、この場合、各発電装置１７，２１による発電電力には、電気負荷Ｅで消費されない余剰分ΔＰが発生する。

ステップＳ２２では、蓄電池２９の充電処理を実施する。この処理では、遮断装置３６を閉操作することで、発電電力の余剰分ΔＰを分電盤１１から蓄電池２９に供給する。これにより、その供給された余剰分ΔＰによって蓄電池２９が充電される。この場合、各発電装置１７，２１の発電電力（総発電電力）のうち、消費電力Ｐｃに相当する分については各電気負荷Ｅに供給され、残りの余剰分ΔＰについては蓄電池２９に供給され充電に用いられる。充電処理の後、本処理を終了する。

一方、ステップＳ１６にて蓄電池２９が満充電となっている場合にはステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、湯温センサ２６からの検知結果に基づいて、貯湯タンク２３に貯えられた湯の温度が所定温度Ｔａ（所定の閾値に相当）以上になっているか否かを判定する。ここで、本実施形態では、停電時に貯湯タンク２３内の湯を貯湯タンク２３から直接取り出し利用することを想定している。そして、このような湯の取り出しを行うに際し、その利用に適した温度として所定温度Ｔａが設定されている。所定温度Ｔａは、例えば４０℃に設定されている。貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａよりも低くなっている場合にはステップＳ２０に進む。なお、貯湯タンク２３内の湯温の情報が湯の熱量に関する情報（貯湯量情報）に相当する。

ステップＳ２０では、コージェネレーション装置２１の発電電力を最大発電電力に調整する。すなわち、太陽光発電装置１７の発電電力にかかわらず、コージェネレーション装置２１の発電電力を最大発電電力に調整する。これにより、貯湯タンク２３内の湯温が低くなっている場合には、コージェネレーション装置２１にて発電に伴う湯の生成が促される。また、この場合、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃのうち、コージェネレーション装置２１の発電電力（最大発電電力）により賄うことができない不足分については、太陽光発電装置１７の発電電力により補われることになる。したがって、かかる場合には、消費電力Ｐｃを賄う各発電装置１７，２１の発電電力のうち、コージェネレーション装置２１の発電電力の割合が高くなり、太陽光発電装置１７の発電電力の割合が低くなる。ステップＳ２０の処理の後、本処理を終了する。

先のステップＳ１７において、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａ以上となっている場合には、ステップＳ１８に進み、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃと太陽光発電装置１７の発電電力との差分を算出する。つまり、ここでは、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃのうち、太陽光発電装置１７の発電電力により賄うことのできない電力不足分を算出する。

続くステップＳ１９では、コージェネレーション装置２１の発電電力を補填発電電力に調整する。補填発電電力とは、太陽光発電装置１７の発電電力により賄うことのできない上記電力不足分を補うための発電電力であり、詳しくは上記電力不足分（つまり上記ステップＳ１８で算出された差分）と同じ大きさの発電電力である。この補填発電電力は、上記ステップＳ２０で調整されるコージェネレーション装置２１の最大発電電力よりも低い電力となっている。この場合、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃのうち、太陽光発電装置１７の発電電力により賄うことができない不足分について、コージェネレーション装置２１の発電電力により補われることになる。したがって、この場合、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃを賄う各発電装置１７，２１の発電電力のうち、コージェネレーション装置２１の発電電力の割合が低くなり、太陽光発電装置１７の発電電力の割合が高くなる。このため、コージェネレーション装置２１の発電が抑制され省エネルギ化が図られる。ステップＳ１９の処理の後、本処理を終了する。

上述したステップＳ１４において、各発電装置１７，２１により発電可能な総発電電力Ｐｔが各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃ以下となっている場合（Ｐｔ≦Ｐｃ）、つまり総発電電力Ｐｔに余剰分ΔＰが発生していない場合にはステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、蓄電池２９の充電処理を停止する。この処理では、遮断装置３６を開操作することで、分電盤１１から蓄電池２９への電力の供給を停止する。なお、このとき既に蓄電池２９の充電が停止されている場合にはその停止状態を継続する。

続くステップＳ２４では、各発電装置１７，２１により発電可能な総発電電力Ｐｔが各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃよりも低くなっているか否かを判定する。各発電装置１７，２１の総発電電力Ｐｔが消費電力Ｐｃよりも低くなっている場合（Ｐｔ＜Ｐｃ）、つまり各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃに対して各発電装置１７，２１の発電電力が不足する場合にはステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、蓄電池２９から各電気負荷Ｅへの蓄電電力の供給を実行する。この処理では、遮断装置３７を閉操作することで、蓄電池２９から分電盤１１への蓄電電力の供給を実行する。これにより、各発電装置１７，２１の発電電力に不足が生じる場合には、各発電装置１７，２１の発電電力に加え蓄電池２９の蓄電電力が分電盤１１を介して各電気負荷Ｅに供給される。その後、ステップＳ２０に進み、コージェネレーション装置２１の発電電力を最大発電電力に調整した後、本処理を終了する。

また、ステップＳ２４において、各発電装置１７，２１の総発電電力Ｐｔが各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃと同じとなっている場合には（Ｐｔ＝Ｐｃ）、そのままステップＳ２０に進んでコージェネレーション装置２１の発電電力を最大発電電力に調整した後、本処理を終了する。

以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。

太陽光発電装置１７及びコージェネレーション装置２１により発電可能な総発電電力Ｐｔが建物１０内の各電気負荷Ｅで消費される消費電力Ｐｃを上回った場合、その上回った発電電力の余剰分を蓄電池２９に供給可能か否かが判定され、その判定の結果、供給可能でない場合には、貯湯タンク２３内の湯の温度に基づきコージェネレーション装置２１の発電電力が制御される。

具体的には、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａよりも低くなっている場合、つまり貯湯タンク２３内において一定量の湯が確保されていない場合には、太陽光発電装置１７の発電電力にかかわらず、コージェネレーション装置２１の発電電力が最大発電電力に制御される。これにより、貯湯タンク２３内の湯が不足している場合には、湯の生成を促し湯の確保を図ることができる。

一方、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａ以上となっている場合、つまり貯湯タンク２３内にて一定量の湯が確保されている場合には、太陽光発電装置１７の発電電力に基づいて、コージェネレーション装置２１の発電電力が制御される。この場合、太陽光発電装置１７の発電電力が高い場合に、それに応じてコージェネレーション装置２１の発電電力を低くすることができる。これにより、貯湯タンク２３内の湯が確保されている場合には、省エネルギ効果を得ることができる。

よって、以上より、貯湯タンク２３内の湯の確保を図りながら、省エネルギ効果を得ることが可能となる。

また、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａ以上となっている場合には、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃと太陽光発電装置１７の発電電力との差分が算出され、その算出された差分と同じ大きさにコージェネレーション装置２１の発電電力が制御される。この場合、コージェネレーション装置２１の発電電力を各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃを賄うのに必要な最低電力にすることができるため、省エネルギ効果を高めることができる。

建物１０で停電が生じた場合には、コージェネレーション装置２１における貯湯タンク２３内の湯の確保や、燃料の確保が特に重要となる。その点、上記の実施形態では、建物１０の停電時に、上述した貯湯タンク２３内の湯温に基づく、コージェネレーション装置２１の発電電力の制御が行われるため、停電時においてコージェネレーション装置２１における湯の確保、燃料の確保を好適に図ることが可能となる。

また、停電時において、蓄電池２９が満充電とされていない場合には、コージェネレーション装置２１の発電電力が発電可能な最大発電電力に制御され、その後、各発電装置１７，２１の発電電力が蓄電池２９に供給され蓄電池２９の充電が実行される。この場合、建物１０の停電時に蓄電池２９の充電を迅速に行うことができる。そのため、停電時に各発電装置１７，２１の発電電力だけでは各電気負荷Ｅの消費電力を賄えなくなる場合があることを考えると、好ましい構成といえる。

本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。

（１）上記実施形態では、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａ以上である場合には、各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃと太陽光発電装置１７の発電電力との差分と同じ大きさに、コージェネレーション装置２１の発電電力を制御したが、これを変更してもよい。例えば、上記差分が所定値よりも大きい場合には、上記差分と同じ大きさにコージェネレーション装置２１の発電電力を制御し、上記差分が所定値以下である場合には、コージェネレーション装置２１の発電電力を当該所定値に制御することが考えられる。この場合、太陽光発電装置１７の発電電力や消費電力Ｐｃにかかわらず、コージェネレーション装置２１の発電電力が所定値以上に制御されるため、貯湯タンク２３内の湯温低下を抑制しながら、省エネルギ効果を得ることが可能となる。

（２）上記実施形態では、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａよりも低くなっている場合に、コージェネレーション装置２１の発電電力を最大発電電力（所定電力に相当）に制御するようにしたが、これを変更して、最大発電電力よりも低い発電電力（以下、第１発電電力という）に制御するようにしてもよい。この場合にも、第１発電電力が、コージェネレーション装置２１の発電に際し湯の生成を促す大きさの電力であれば、貯湯タンク２３内の湯の確保を図ることが可能となる。なお、この場合、第１電力が所定電力に相当する。

また、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａよりも低くなっている場合に、コージェネレーション装置２１の発電電力を第１電力以上となるよう可変制御してもよい。すなわち、コージェネレーション装置２１の発電電力を固定値に制御するのではなく可変制御するようにしてもよい。例えば、貯湯タンク２３内の湯温に基づき、コージェネレーション装置２１の発電電力を制御（調整）することが考えられる。具体的には、湯温が低いほどコージェネレーション装置２１の発電電力を高くするよう制御することが考えられる。この場合、湯温が低いほど湯の生成が促されるため、湯の確保を好適に図ることが可能となる。

（３）上記実施形態では、貯湯タンク２３内の湯温の情報（湯の熱量に関する貯湯量情報に相当）に基づいて、コージェネレーション装置２１の発電電力を制御したが、これを変更して、貯湯タンク２３内の湯量の情報（湯の熱量に関する貯湯量情報に相当）に基づいて、コージェネレーション装置２１の発電電力を制御してもよい。この場合、貯湯タンク２３内の湯量を検知する湯量センサ（取得手段に相当）を設け、その湯量センサにより検知された湯量が所定量（所定の閾値に相当）以上である場合にはステップＳ１８，Ｓ１９の処理を行い、検知された湯量が所定量よりも少ない場合にはステップＳ２０の処理を行うようにすることが考えられる。

（４）上記実施形態では、各発電装置１７，２１の発電電力に余剰分ΔＰが生じた場合に、その余剰分ΔＰを建物１０に設けられた蓄電池２９（所定の給電先に相当）に供給するようにしたが、これを変更して、余剰分ΔＰをハイブリッド車等の車両に設けられた車載蓄電池（所定の給電先に相当）に供給するようにしてもよい。また、余剰分ΔＰを蓄電池に代えて又は加えて、建物１０外部の売電先（所定の給電先に相当）に供給するようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、停電時に貯湯タンク２３から直接湯を取り出すことを想定して、ステップＳ１７の判定閾値となる所定温度Ｔａを４０℃に設定したが、所定温度Ｔａは必ずしもこの温度に設定する必要はない。例えば、貯湯タンク２３内の湯が水道水と混合されて混合水として取り出される場合には、その混合水の温度が４０℃程度となるように所定温度Ｔａを設定することが考えられる。また、この場合、ユーザによる湯の使用量を推定し、その推定した湯の使用量と水道水の温度とに基づいて、所定温度Ｔａを設定するようにしてもよい。

なお、所定温度Ｔａは必ずしも固定値である必要はなく、ユーザの操作に基づき可変設定できるようにしてもよい。

（６）上記実施形態では、建物１０で停電が生じている停電時において、図３のステップＳ１３〜Ｓ２５の処理を行ったが、これら各処理を建物１０で停電が生じていない通常時（非停電時）に行ってもよい。その場合の例について以下に説明を行う。

通常時においては、基本的に、図３のステップＳ１３〜Ｓ２５の処理を繰り返し行うようにする。具体的には、ステップＳ１４にて各発電装置１７，２１の総発電電力Ｐｔが各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃが上回っている場合（Ｐｔ＞Ｐｃ）、つまり各発電装置１７，２１の発電電力に余剰分ΔＰが生じている場合には、遮断装置１３を開状態として商用電源から各電気負荷Ｅへの商用電力の供給を停止する。これにより、各電気負荷Ｅへは各発電装置１７，２１の発電電力（のみ）が供給される状態となる。したがって、通常時においては、商用電力よりも各発電装置１７，２１の発電電力が優先して各電気負荷Ｅに供給される制御が行われる。その後、ステップＳ１６に進み、Ｓ１６〜Ｓ２２の各処理を行う。これにより、通常時においても、発電電力に余剰分がある場合には、その余剰分が蓄電池２９に供給され当該蓄電池２９の充電に用いられる。また、蓄電池２９が満充電とされ蓄電池２９に余剰分を供給できない場合には、貯湯タンク２３内の湯温に基づき各発電装置１７，２１の発電電力を制御することで、貯湯タンク２３内の湯の確保を図りながら、省エネルギ効果を得ることが可能となる。

なお、通常時においては、ステップＳ１４，Ｓ２４にて、各発電装置１７，２１の総発電電力Ｐｔが各電気負荷Ｅの消費電力Ｐｃを下回っている場合（Ｐｔ＜Ｐｃ）、つまり各発電装置１７，２１の発電電力に不足が生じている場合に、ステップＳ２５において、遮断装置１３を閉状態として商用電源から各電気負荷Ｅへの商用電力の供給を実施する。これにより、各発電装置１７，２１の発電電力の不足分が商用電力によって補われる。

（７）上記実施形態では、貯湯タンク２３内の湯温に基づき、コージェネレーション装置２１の発電電力（のみ）を制御するようにしたが、例えば貯湯タンク２３内の湯温に基づき、コージェネレーション装置２１の発電電力に加え太陽光発電装置１７の発電電力を制御するようにしてもよい。この場合、例えば、貯湯タンク２３内の湯温が所定温度Ｔａ以上となっている場合に、太陽光発電装置１７の発電電力を小さくするよう制御することが考えられる。なお、太陽光発電装置１７の発電電力の量は、例えば同装置１７のパワーコンディショナにより制御することが考えられる。

（８）上記実施形態では、コージェネレーション装置２１として、燃料電池を用いて発電を行うコージェネレーション装置を用いたが、ガスエンジン等、他の発電機を用いて発電を行うコージェネレーション装置を用いてもよい。

１０…建物、１７…太陽光発電装置、２１…コージェネレーション装置、２３…貯湯タンク、２６…取得手段としての湯温センサ、２９…所定の給電先としての蓄電池、４０…制御手段としてのコントローラ。

Claims (4)

1. 太陽光発電を行う太陽光発電装置と、
   燃料を用いて発電を行う発電機能を有しているとともに、その発電時に発生する熱を用いて生成される湯を貯える貯湯タンクを有するコージェネレーション装置と、を備え、
   前記太陽光発電装置による発電電力と前記コージェネレーション装置による発電電力とを建物内の各電気負荷に供給する建物の給電システムであって、
   前記貯湯タンク内に貯えられた湯の熱量に関する貯湯量情報を取得する取得手段と、
   前記太陽光発電装置及び前記コージェネレーション装置により発電可能な総発電電力が前記各電気負荷で消費される消費電力を上回っているか否かを判定する電力判定手段と、
   その電力判定手段により前記総発電電力が前記消費電力を上回っていると判定された場合に、その上回っている発電電力の余剰分を予め定められた所定の給電先に供給可能か否かを判定する供給可否判定手段と、
   その供給可否判定手段により発電電力の余剰分を前記所定の給電先に供給できないと判定された場合に、前記取得手段により取得された貯湯量情報に基づき、前記コージェネレーション装置の発電電力を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする建物の給電システム。
2. 前記制御手段は、前記取得手段により取得した前記貯湯タンク内の湯の熱量が所定の閾値よりも低くなっている場合には、前記太陽光発電装置の発電電力にかかわらず、前記コージェネレーション装置の発電電力を所定電力以上に制御し、前記取得手段により取得した前記貯湯タンク内の湯の熱量が前記閾値以上となっている場合には、前記太陽光発電装置の発電電力に基づいて、前記コージェネレーション装置の発電電力を制御することを特徴とする請求項１に記載の建物の給電システム。
3. 前記制御手段は、前記取得手段により取得した前記貯湯タンク内の湯の熱量が前記閾値以上となっている場合には、前記各電気負荷の前記消費電力と前記太陽光発電装置の発電電力との差分を算出し、その算出した差分と同じ大きさに前記コージェネレーション装置の発電電力を制御することを特徴とする請求項２に記載の建物の給電システム。
4. 前記建物において停電が生じた場合に、前記電力判定手段、前記供給可否判定手段及び前記制御手段による各処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建物の給電システム。

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