JP2020513229A - 複合建築物における太陽エネルギーの制御配給のためのビハインド・ザ・メーター・システム及び方法 - Google Patents

Abstract

電力グリッドに接続された複合建築物内の区分への太陽光電力の制御配電のためのビハインド・ザ・メーター・システムを開示し、このシステムは：太陽光発電機と電力グリッドとの間に接続可能なグリッド結合インバータと；区分の電力需要及び太陽光電力消費量、及び太陽光発電量を瞬時に測定するように構成されたセンサと；区分を選択的に太陽光発電機に接続し、太陽光発電機から切り離すように構成されたスイッチと；センサ及びスイッチに接続された少なくとも１つのコントローラとを具え、このコントローラは：区分の電力需要及び太陽光電力消費量の瞬時の測定値に基づいて、区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値を決定し；区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値に基づいて、スイッチを選択的かつ個別に制御して、太陽光電力を太陽光発電機から区分間へ配電するように構成されている。

Description

本発明は、複合建築物（集合建物）、例えば集合住宅（アパート）における太陽エネルギーの制御配給のためのビハインド・ザ・メーター（電力メーターより宅内側）のシステム及び方法に関するものである。

人口密度が増加するに連れて、アパートはますます普及していく。現在、オーストラリアでは、新築の約３２％がアパートであり、そのうちの約７３％が３階以下であり、これらの建物を太陽光発電に非常に適したものにしている。しかし、こうした解決策がオーストラリア国のエネルギー規制による制約の範囲内であることを保証しつつ、こうした人口区分が無理なく買える方法で太陽光発電を利用することを可能にする供給モデルは現在存在しない。

太陽光発電システムどうしをグリッド接続するための２つの主要な従来方法が存在する。第１の方法は組み込み配電網であり、すべての既存のメーターの手前でゲートウェイとして機能してアパート内へ流入する全電力を監視する「親メーター」の設置を含む。参加する全テナントの既存のメーターを取り換えて「親のないメーター」に転換しなければならない。次に、太陽光電源を親メーターより宅内側で配線して、親のないメーターによって監視することができる、というのは、親のないメーターが電気を小売りするからである。既存のアパートにおけるこうした方法の欠点は、メーターを取り換えるコストが高いこと、及び配電網を扱う調整コストが大きいことである。一般に、複合建築物内のテナントの少なくとも８０％がこの配電網に加入しなければならず、これらのテナントは将来オプトアウト（脱退）する自由度を有さない。それに加えて、組み込み配電網を新築のアパートに設置するためには、この設置を組み込み配電網の供給者にとって実行可能なものにするために要求されるエネルギー処理量の最小閾値が存在する。この閾値は、現在およそ６０区分に相当するが、アパートのエネルギー効率が高くなるほど、この数は大きくなっていく。

第２の従来方法は、別個の小型太陽光発電システムを各テナントへ配線することを含む。この方法の欠点は、別個に設置することの複雑性及びそれに関連するコスト、及び太陽エネルギーの不十分な利用である。即ち、日中の使用量が大きいユーザは自分の消費量をカバーするのに十分大型の太陽光発電システムを有さないことがある一方で、日中の使用量が小さい隣の消費者は自分の過剰な太陽エネルギーを十分にグリッドへ送出していないことがある。

こうした状況において、複合建築物内で太陽光電力を配電し制御するための改善されたビハインド・ザ・メーター・システムの必要性が存在する。

本発明によれば、電力グリッドに接続された複合建築物内の区分への太陽光電力の制御配電用のビハインド・ザ・メーター・システムが提供され、このシステムは：
太陽光発電機と電力グリッドとの間に接続可能なグリッド結合インバータと；
センサと；
区分を選択的に太陽光発電機に接続し、太陽光発電機から切り離すように構成されたスイッチと；
これらのセンサ及びスイッチに接続された少なくとも１つのコントローラとを具え、
上記センサは：
区分の電力需要及び太陽光電力消費量；及び
太陽光発電機による太陽光発電量
を瞬時に測定するように構成され、
上記少なくとも１つのコントローラは：
区分の電力需要及び太陽光電力消費量の瞬時の測定値に基づいて、区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値を決定し；
区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値に基づいて、上記スイッチを選択的かつ個別に制御して、区分による太陽光電力消費量が最大になるように、太陽光発電機からの太陽光電力を区分に配電する
ように構成されている。

上記少なくとも１つのコントローラは：
区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値；及び
太陽光発電機による太陽光発電量の瞬時の測定値
に基づいて、区分相互間の太陽光電力の流れを事前に識別し；
上記事前に識別した相互間の流れに基づいて、上記スイッチを選択的かつ個別に制御して、区分を太陽光発電機から分離して、区分相互間の太陽光電力の流れを防止する
ようにさらに構成することができる。

上記太陽光発電機は太陽電池アレイを具えることができる。

上記スイッチは半導体リレー（ＳＳＲ：solid-state relay）を具えることができる。

上記センサは、変流器（ＣＴ：current transformer）クランプによって区分の電源線に接続された電力測定集積回路（ＩＣ：integrated circuit）を具えることができる。

上記少なくとも１つのコントローラ、ＳＳＲ、及び電力管理（パワーマネージメント）ＩＣを、１つ以上のプリント回路基板（ＰＣＢ：printed circuit board）上に設けることができる。

上記少なくとも１つのコントローラは主（メイン）マイクロコントローラ及び副（サブ）マイクロコントローラを具えることができ、主マイクロコントローラは、主配電制御モジュール内の電力管理ＩＣ及びＳＳＲに接続され、副マイクロコントローラは、複合建築物の主配電盤内に配置された分離型計量モジュール内の電力管理ＩＣに接続されている。

上記分離型計量モジュールは、上記主配電制御モジュールに有線接続及び／または無線接続することができる。

本発明は、電力グリッドに接続された複合建築物内の区分への太陽光電力の制御配電のための、ビハインド・ザ・メーターにおける方法も提供し、この方法は：
グリッド結合インバータを太陽光発電機と電力グリッドとの間に接続するステップと；
センサを用意するステップであって、これらのセンサは：
区分の電力需要及び太陽光電力消費量；及び
太陽光発電機による太陽光発電量
を瞬時に測定するように構成されているステップと；
区分を選択的に太陽光発電機に接続し、太陽光発電機から切り離すように構成されたスイッチを用意するステップと；
区分の電力需要及び太陽光電力消費量の瞬時の測定値に基づいて、区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値を決定するステップと；
区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値に基づいて、上記スイッチを選択的かつ個別に制御して、区分による太陽光電力消費量が最大になるように、太陽光発電機からの太陽光電力を区分に配電するステップと
を含む。

この方法は：
区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値；及び
太陽光発電機による太陽光発電量の瞬時の測定値
に基づいて、区分相互間の太陽光電力の流れを事前に識別するステップと；
上記事前に識別した相互間の流れに基づいて、上記スイッチを選択的かつ個別に制御して、区分を太陽光発電機から分離して、区分相互間の太陽光電力の流れを防止するステップと
をさらに含むことができる。

本発明は、上述したシステムを具えた、あるいは上述した方法を用いる複合建築物も提供する。

以下、本発明の実施形態を、ほんの一例として、添付した次の図面を参照しながら説明する。

本発明の一実施形態による、太陽光電力の制御配給用のビハインド・ザ・メーター・システムの例の回路図である。 上記システムの概略ブロック図である。 上記システムが用いる太陽光電力配給アルゴリズムの例を示す図である。 上記システムが用いる相互間の流れ防止アルゴリズムの例を示す図である。 主配電盤内に配置される分離型計量モジュールを有する上記システムの動作を示す概略ブロック図である。 主配電盤内に配置される分離型計量モジュールを有する上記システムの概略ブロック図である。 上記システムによって供給される太陽光電力用の課金プロセスの例のフローチャートである。 自動転換スイッチ（ＡＴＳ）を用いる上記システムの他の実施形態の回路図である。

実施形態の説明
図１及び２は、電力グリッド１２に接続された複合建築物（図示せず）内の区分１〜Ｎへの太陽光電力の制御配電用のビハインド・ザ・メーター・システム１０を示す。システム１０は、太陽光発電機１６と電力グリッド１２との間に接続可能なグリッド結合インバータ１４を具えることができる。太陽光発電機１６は、例えば太陽電池アレイを具えることができる。各区分１〜Ｎは、電力グリッド１２に直接接続された回路を具えることができ、当該区分自体の小売用電気メーター、例えばアパート、小売店、オフィス、等の電気メーターによって計量することができる。

システム１０は、区分１〜Ｎの電力需要（即ち、区分１〜Ｎ毎の電力需要）及び太陽光電力消費量（即ち、各区分１〜Ｎへ配電される太陽光電力）、及び太陽光発電機１６による太陽光発電量を測定するように構成されている。センサ１８は、例えば、ＣＴクランプによって区分１〜Ｎの電源線に接続された電力測定ＩＣを具えることができる。その代わりに、分路（シャント）抵抗器またはロゴスキー（Rogowski）コイルをＣＴの代わりに電流センシング用に用いることができる。

非侵入型のＣＴクランプの使用は、ＣＴを配電基板、並びに主配電盤に設置して、システム１０の太陽光電力制御基板内へ戻り配線することを必要とする。以下でさらに詳細に説明するように、分離型モジュールを用いて、データをＣＴからシリアルケーブルを通して、あるいは無線通信プロトコルにより制御基板へ伝えることができ、このことは、主配電盤から配電基板に至る個別のＣＴの物理的配線を必要としないことを意味する。

システム１０は、区分１〜Ｎを太陽光発電機に選択的に接続し、太陽光発電機から選択的に切り離すように構成されたスイッチ２０をさらに具えることができる。これらのスイッチは、例えばＳＳＲを具えることができる。

少なくとも１つのコントローラ２２をセンサ１８及びスイッチ２０に接続することができる。少なくとも１つのコントローラ２２、ＳＳＲ、及び電力管理ＩＣは１つ以上のＰＣＢ上に設けることができる。少なくとも１つのコントローラ２２は、区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値または比例値を、区分１〜Ｎの電力需要及び太陽光電力消費量に基づいて決定するように構成することができる。

少なくとも１つのコントローラ２２は、太陽光電力配電アルゴリズムにより、区分１〜Ｎの電力需要及び太陽光電力消費量の相対値に基づいて、スイッチ２０を選択的かつ個別に制御して、太陽光電力を太陽光発電機から区分１〜Ｎ間へ動的に配電し、これにより区分１〜Ｎによる太陽光電力消費量が最大になるようにさらに構成することができる。換言すれば、上記の太陽光電力配電アルゴリズムを用いて、スイッチ２０をオンまたはオフに切り換えることによって太陽光電力の配電を制御して、太陽光電力を制御可能な方法で区分１〜Ｎへ配電するように、少なくとも１つのコントローラ２２を構成することができる。このことは、電力グリッド１２への太陽光電力の送出を最小にし、これにより区分１〜Ｎによる太陽エネルギー消費の効率を最大にすることができ、太陽エネルギー消費の効率は次式のように定義することができる：

換言すれば、効率が高いほど、電力グリッドへ送出される代わりに複合建築物内で消費される太陽光電力の割合が大きくなる。

少なくとも１つのコントローラ２２が用いる太陽光電力配電アルゴリズムの例を図３に示し、ここで「全太陽光」は区分１〜Ｎにおいて測定した太陽光電力消費量に相当し、「全負荷」は区分１〜Ｎにおいて測定した電力需要に相当する。

太陽光電力配電アルゴリズムの他の例は、太陽光電力を太陽光発電機１６から区分１〜Ｎへ動的に配電するための他の要因またはパラメータを考慮に入れることができる。例えば、太陽光電力配電アルゴリズムは、太陽光発電機による太陽光発電量及び区分１〜Ｎによる太陽光電力消費量の瞬時の測定値を用いて、意図した事業成果のために切り換え状態を最適化することができる。この成果は、複合建築物内の太陽光電力消費の効率を最大にすることであり得る。

一部の例では、太陽光電力配電アルゴリズムは、例えば、区分１〜Ｎにわたる均等な配電を前提とすることができる。このことは、アルゴリズムの複雑性を最小にするための動的で有機的な配電挙動の簡略化を表すことができる。従って、太陽光電力配電アルゴリズムの他の例は、太陽光電力の動的で有機的な配電をより綿密にモデル化することができ、そして精度及び速度を改善することができる。このことは、例えば、ピーク検出、機械学習、及び数値最適化技術を含むことができる。例えば、一部の例では、太陽光電力配電アルゴリズムが、区分間で測定した電力需要の相対値または比例値、及び区分毎に測定した電力需要を、太陽光発電の総量と比較することができる。このことは、太陽光電力の大部分を消費する区分１〜Ｎへ太陽光電力を制御可能な方法で配電することができる。

少なくとも１つのコントローラ２２は、相互間の流れ防止アリゴリズムにより、区分１〜Ｎ間の太陽光電力の相互間の流れを動的に防止するようにさらに構成することができる。この相互間の流れ防止アルゴリズムは、複数の区分における電力需要及び電力消費量の相対値、及び太陽光発電機による太陽光発電量の瞬時の測定値に基づいて、太陽光電力の相互間の流れを事前に識別することができる。相互間の流れ防止アルゴリズムにより事前に識別した相互間の流れに基づいて、少なくとも１つのコントローラ２２は、スイッチ２０を選択的かつ個別に制御して、区分の一部または全部を太陽光発電機から分離し、これにより区分１〜Ｎ相互間の太陽光電力の流れを防止するようにさらに構成することができる。太陽光電力が発電されていない際には、このことは、区分１〜Ｎ相互間のあらゆる電力の流れを防止するフェールセーフ（二重安全）保護機能を提供することができる。区分１〜Ｎのうち１つを除いたすべてを分離して、分離されていない単一の区分１〜Ｎはグリッド結合インバータ１４と電力グリッド１２との間の接触を維持することができ、これにより、単独運転防止による、グリッドに結合されたインバータ１４の電源遮断を回避することができる。

相互間の流れ防止アルゴリズムの例を図４に示す。図示するように、本例では、相互間の流れ防止アルゴリズムは、区分１〜Ｎをこれらの区分の電力需要に基づいてランク付けすることができ、そして区分１〜Ｎへの太陽光電力の配電の優先順位を需要の順に定めることができる。この相互間の流れ防止アルゴリズムは、区分１〜Ｎ間の電力需要に大きな相違が存在する際に、区分１〜Ｎのうち需要がないかそれに近い区分を太陽光電力から選択的かつ個別に分離することができる。このことは、需要がないかそれに近い区分から高需要の区分へ、相互間の電力の流れが発生するという仮定に基づく。このことは相互間の流れ防止アルゴリズムの前提とすることができる。その結果は、相互間の流れ防止アルゴリズムは、太陽光発電機から得られる太陽光電力を消費するために、必要最小数の区分１〜Ｎを需要の順にオン状態に切り換えることを目標とすることができる、ということである。図４のフローチャートは３区分について示すが、１０区分までに拡張することができる。この相互間の流れ防止アルゴリズムは、例えば、区分１〜Ｎのうちの１つが大量の太陽光電力を消費し、他の区分１〜Ｎのうちの１つ以上が太陽光電力を消費していないかそれに近い際に、区分１〜Ｎ相互間の太陽光電力の流れの可能性を事前に識別することができる。この場合、少なくとも１つのコントローラ２２は、区分１〜Ｎのうち太陽光電力を消費していないかそれに近い区分のそれぞれのスイッチ２０をオフ状態に切り換えるように構成することができる。

換言すれば、上記相互間の流れ防止アルゴリズムは、少なくとも１つのコントローラ２２を、電力グリッド１２から１つの区分１〜Ｎのメーターを通り、配電システム１０を通って他の区分１〜Ｎに至る電力のあらゆる逆流（即ち、相互間の流れ）を事前に取得するためのオーバーライド構成を有するように構成することができる。このことが発生する可能性をセンサ１８が検出した場合、少なくとも１つのコントローラ２２は太陽光電力配電アルゴリズムを中断して、その区分１〜Ｎを太陽光発電機１６から切り離すことができる。

グリッド結合インバータ１４の有利な特徴はその単独運転防止機能にある。この特徴は、インバータ１４がグリッド１２を検出することができない際にインバータ１４を遮断することによって機能する。このことの意図は、停電の場合にインバータ１４が太陽光電力をグリッド１２へ供給することを防止することにある。この機能なしでは、作業員がグリッド１２の保守を実行している間に知らぬ間に活電状態の電圧に触れることがある。システム１０は、上述した保護方策により区分１〜Ｎ相互間の電力の流れを防止しつつ、インバータ１４がオンライン状態のままであることを保証する。

それに加えて、上記相互間の流れ防止アルゴリズムは、区分１〜Ｎから太陽光電力配電パネルへ逆流する電力の逆流が検出され、この電力がシステム１０の予期される電力消費量を超えると、すべての区分１〜Ｎを太陽光発電機から分離するように、少なくとも１つのコントローラ２２を構成することができる。このことはインバータ１４を電源遮断して故障事象の可能性の通知をトリガすることができる。

図５及び６を参照すれば、設置の例では、システム１０の構成要素を主配電制御モジュール２４及び分離型計量モジュール２６内に分布させることができる。本例では、少なくとも１つのコントローラ２２が主マイクロコントローラ２２Ａ及び副マイクロコントローラ２２Ｂを具えることができる。主マイクロコントローラ２２Ａは、主配電制御モジュール２４内の１つ以上のＰＣＢ上の電力管理ＩＣ１８及びＳＳＲ２０に接続することができる。副マイクロコントローラ２２Ｂは、分離型計量モジュール２６内のＰＣＢ上の電力管理ＩＣ１８に接続することができる。

分離型計量モジュール２６は、主配電制御モジュール２４に有線接続及び／または無線接続することができる。例えば、センサ１８は無線能力を有することができ、ＣＴからＰＣＢへの物理的配線を必要としないことを意味する。設置のフレキシビリティを増加させるために、無線ＣＴがローカル・ゲートウェイと通信することができ、あるいは主マイクロコントローラ２２Ａと直接通信することができる。図６に示すように、区分１〜Ｎ毎の総需要に対応するセンサ１８を、主配電盤内の１つ以上の分離型ＰＣＢ２６上に配置することができる。分離型ＰＣＢ２６は、区分１〜Ｎ毎の関係するエネルギー需要をまとめてシリアル通信プロトコルにより主マイクロコントローラ２２Ａへ送信するための別個の副マイクロコントローラ２２Ｂを具えることができ、シリアル通信プロトコルは、例えばＲＳ−４８５シリアル通信プロトコル、長距離ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface：シリアル周辺インタフェース）、イーサネット（登録商標）、及び／または無線通信プロトコルである。

例えば、スイッチ２０のスイッチング周波数が増加するほど、太陽光電力配電アルゴリズム及び／または相互間の流れ防止アルゴリズムの性能を改善することができる。ＳＳＲがスイッチを１００Hzまでの周波数で切り換えることができる高速スイッチング技術の利用は、システム１０の速度を向上させることができる。本例では、スイッチングは各サイクルまたは各半サイクルにおけるゼロ交差において実行することができる。このことは、特定の時間間隔にわたって区分１〜Ｎへ供給される平均太陽光電力のより細かい変調を可能にすることができる。

好適な実施形態では、システム１０は、各テナントに供給される太陽光電力（ｄ_n）、及び加入するすべてのテナントが消費する総電力（Ｃ）を測定するための課金メーターをさらに具えることができる。これらのメーターは、例えば、１％の精度を有する１級メーター、WattWatcher（登録商標、電力解析ツールの１つ）からの６チャネルのオーディター（監査員）を含むことが好ましい。次に、各区分１〜Ｎが消費する太陽光電力の量を、建物のメーターから取得した測定値から計算することができ、これにより、実際に消費した太陽光電力（区分１〜Ｎに供給される太陽光電力よりも少ないことがある）のみについて各区分１〜Ｎに課金することができる。具体的には、各テナントが消費した太陽光電力（ｓ_n）は次式のように計算することができる：

図７に、計算した太陽光電力消費量（ｓ_n）に応じた課金プロセスの好適な実施形態を示す。好適な実施形態では、課金メーターが、測定値及び／または計算した消費量を、あらゆる適切な有線または無線伝送方法により監視兼課金ポータル（図示せず）に伝える。その代わりに、このポータルシステムは、受信した測定値から各テナントの消費量（ｓ_n）を計算するためのプロセッサを具えることができる。このポータルはユーザ装置（図示せず）によりアクセスすることができ、これによりテナントは、共用する太陽光資産の性能を見ること、自分の課金を支払うこと、太陽光発電システムから生じる金銭的節約及び環境に配慮した節約を見ること、及びその組合せができる。図７に示すように、スイッチ１８が作動しなければ、太陽光エネルギーは区分１〜Ｎへ供給されず、課金メーターはそれに応じてこのことを検出する。

システム１０の実施形態は、需要管理、例えば過剰な太陽光発電の時間中の特定負荷（例えば、電気温水器及び他の大電力機器）の遠隔制御を行うこともできる。制御メカニズムは、無線プロトコルまたは電力線通信を含むことができる。

システム１０の実施形態は、課金期間中のピーク需要を低減するための、「ピーク節電」、あるいは太陽エネルギーを特定消費者に振り向けることを可能にする制御アルゴリズムを提供することもできる。このことは、商用電力契約がピーク需要に高い料金単価を適用する場合に有利であり得る。例えば、太陽光電力配電アルゴリズムの実施形態は、スイッチ２０を制御するための予測アルゴリズム及び天気予報を含むことができる。

システム１０の他の実施形態は、電力グリッド１２の発電能力が限られる時間中の、区分１〜Ｎのうちの選択した１つ以上の区分を通したグリッドへの送出を最大にするための、太陽光電力送出アルゴリズムを提供することもできる。このアルゴリズムは電気小売業者との特定契約に適用され、小売業者の制御システムとの外部通信または電子データ・インタフェースを含むことができる。

システム１０は、無線通信能力をさらに提供することができ、そして制御アルゴリズムの出力の遠隔監視を可能にするように構成することができ、この遠隔監視はスイッチ２０の切り換え状態及びエネルギー測定データの遠隔監視を含むが、それに限定されない。このことは、２つの計量モジュールを、３Ｇ／４Ｇ（third generation/fourth generation：第３／第４世代移動通信システム）の能力（または等価な通信プロトコル）を有する単一の計量モジュールに統合することを可能にする。遠隔監視が実現される場合、双方向通信を追加して、システム１０の管理者が、契約要求事項により居住者を遠隔的に太陽光発電システムに接続し太陽光発電システムから切り離すことを可能にすることができる。

システム１０は、ＡＣ及びＤＣの両方で給電されるエネルギー蓄積装置とインタフェースで接続されるように構成することができる。このことは、システム１０がエネルギー蓄積システムの利用を最適化することを可能にして、複合建築物からのより大きな送出を発生させることなしに、より大型の太陽光発電システムを設置することを可能にする。例えば、システム１０は電池と互換であるように構成することができる。このことは、ＡＣ結合及びＤＣ結合の電池システム、並びにグリッド障害の場合にバックアップ電力を供給することができるシステムを含むことができる。このことは、ハイブリッド・インバータシステムとインタフェースで接続することを必要とし得る。

設置のフレキシビリティを増加させるために、システム１０は上述した分割計量構造を用いて実現することができる。このことは、別個の計量モジュールを主配電盤の内部に設置することを含み得る。これにより、主配電盤内に配置された計量モジュールへ配線されたＣＴを用いて各区分１〜Ｎの個別の消費量を監視することができる。次に、この消費量を、シリアル通信により、あるいは無線通信プロトコルにより主制御基板に伝えることができる。こうしたシステム１０の実現は、主制御モジュールと主配電盤との間に長いＣＴケーブルが走ることを回避することを意図することができる。

図８を参照すれば、システム１０の他の実施形態は、ＰＣＢ上の自動転換スイッチ（ＡＴＳ）を用いてシステム１０の全体または部分をグリッド１２から切り離すことを可能にすることができる。このことは、グリッド１２への太陽エネルギーの送出を０にすること、あるいは複合建築物用の緊急バックアップ電池電力の解決策を促進することができる。こうした構成は、上述した太陽光電力配電アルゴリズムを必要でなくすることができる、というのは電力を必要とする区分１〜Ｎまたは負荷へ電力が自然に流れるからである。

本発明の実施形態は、太陽光電力を複合建築物内の区分へ動的に配電するために、そして区分相互間の太陽光電力の流れを動的に防止するために一般的及び具体的の両面で有用なビハインド・ザ・メーター・システムを提供する。

本明細書の目的で、「具えている」とは「含むがそれに限定されない」ことを意味し、「具える」は対応する意味を有する。

以上の実施形態はほんの一例として説明してきており、以下の特許請求の範囲内で変更が可能である。

Claims (11)

1. 電力グリッドに接続された複合建築物内の区分への太陽光電力の制御配電用のビハインド・ザ・メーター・システムであって、
   太陽光発電機と前記電力グリッドとの間に接続可能なグリッド結合インバータと、
   センサと、
   前記区分を選択的に前記太陽光発電機に接続し前記太陽光発電機から切り離すように構成されたスイッチと、
   前記センサ及び前記スイッチに接続された少なくとも１つのコントローラとを具え、
   前記センサは、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量、及び
   前記太陽光発電機による太陽光発電量を瞬時に測定するように構成され、
   前記少なくとも１つのコントローラは、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の前記瞬時の測定値に基づいて、前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値を決定し、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の前記相対値に基づいて、前記スイッチを選択的かつ個別に制御して、前記区分による太陽光電力消費量が最大になるように、前記太陽光発電機からの太陽光電力を前記区分間に配電する
   ように構成されているビハインド・ザ・メーター・システム。
2. 前記少なくとも１つのコントローラは、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の前記相対値、及び
   前記太陽光発電機による太陽光発電量の前記瞬時の測定値
   に基づいて、前記区分相互間の太陽光電力の流れを事前に識別し、
   前記事前に識別した相互間の流れに基づいて、前記スイッチを選択的かつ個別に制御して、前記区分を前記太陽光発電機から分離して、前記区分相互間の太陽光電力の流れを防止する
   ようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記太陽光発電機が太陽電池アレイを具えている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記スイッチが半導体リレー（ＳＳＲ）を具えている、請求項１に記載のシステム。
5. 前記センサが、変流器（ＣＴ）クランプによって前記区分の電源線に接続された電力測定ＩＣを具えている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つのコントローラ、前記ＳＳＲ、及び電力管理ＩＣが１つ以上のプリント回路基板上に設けられている、請求項５に記載のシステム。
7. 前記少なくとも１つのコントローラが主マイクロコントローラ及び副マイクロコントローラを具え、該主マイクロコントローラは、主配電制御モジュール内の電力管理ＩＣ及び前記ＳＳＲに接続され、該副マイクロコントローラは、前記複合建築物の主配電盤内に配置された分離型計量モジュール内の電力管理ＩＣに接続されている、請求項６に記載のシステム。
8. 前記分離型計量モジュールが、前記主配電制御モジュールに有線接続及び／または無線接続されている、請求項７に記載のシステム。
9. 電力グリッドに接続された複合建築物内の区分への太陽光電力の制御配電のための、ビハインド・ザ・メーターにおける方法であって、
   グリッド結合インバータを太陽光発電機と前記電力グリッドとの間に接続するステップと、
   センサを用意するステップであって、該センサは、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量、及び
   前記太陽光発電機による太陽光発電量
   を瞬時に測定するステップと、
   前記区分を選択的に前記太陽光発電機に接続し前記太陽光発電機から切り離すように構成されたスイッチを用意するステップと、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の前記瞬時の測定値に基づいて、前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の相対値を決定するステップと、
   前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の前記相対値に基づいて、前記スイッチを選択的かつ個別に制御して、前記区分による太陽光電力消費量が最大になるように、前記太陽光発電機からの太陽光電力を前区分間に配電するステップと
   を含む方法。
10. 前記区分の電力需要及び太陽光電力消費量の前記相対値、及び
    前記太陽光発電機による太陽光発電量の前記瞬時の測定値
    に基づいて、前記区分相互間の太陽光電力の流れを事前に識別するステップと、
    前記事前の識別に基づいて、前記スイッチを選択的かつ個別に制御して、前記区分を前記太陽光発電機から分離して、前記区分動互換の太陽光電力の流れを防止するステップと
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 請求項１に記載のシステムを具えた複合建築物、または請求項９に記載の方法を用いる複合建築物。

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