JP2021022127A - エネルギー管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を最適化することができるエネルギー管理システムを提供する。【解決手段】エネルギー管理システムは、発着情報、天候に関する情報を収集する収集部と、前記収集部が収集した情報に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測する予測部と、前記予測部で予測した前記需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する決定部と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、エネルギー管理システムに関する。
空港において、排出する温室効果ガスの削減を目的とし、太陽光発電、風力発電、地熱発電、水力発電、バイオマス発電などの再生可能エネルギーにより使用電力を全て賄う、“ゼロエミッション”の取り組みが検討されている。しかしながら、再生可能エネルギーは供給に変動があるため、蓄電システムの設置が不可欠である。蓄電システムとしては、電気エネルギーを水素に変換して貯蔵する水素蓄電システムが知られている。特許文献1には、水素を継続的に低コストで発生させるシステムに関する技術が開示されている。
ところで、空港において、蓄電システムとして、バッテリーと水素蓄電システムを併設することが検討されている。しかしながら、これまで、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分について十分な検討がされていなかった。このため、空港内に、バッテリーと水素蓄電システムを必要以上に配設してしまうおそれがあった。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を最適化することができるエネルギー管理システムを提供することを目的とする。
本発明の一実施態様に係るエネルギー管理システムは、発着情報、天候に関する情報を収集する収集部と、前記収集部が収集した情報に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測する予測部と、前記予測部で予測した前記需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する決定部と、を備える。
精度の高い空港で使用する電力量の需要予測に基づいてバッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定するので、当該蓄電配分を最適化することができる。これにより、結果として、空港内において、バッテリーと水素蓄電システムを必要以上に多く配設することを防止できる。
さらに、前記決定部は、前記予測部で予測した前記需要変動に基づいて、現時点から所定の第1期間における空港での電力消費を賄うことができる第1の電力量と、現時点から前記第1期間よりも短い所定の第2期間における空港での電力消費を賄うことができる第2の電力量を算出し、前記第2の電力量を前記バッテリーに蓄電させ、前記第1の電力量から前記第2の電力量を差し引いた第3の電力量を前記水素蓄電システムに蓄電させるように、前記バッテリーと前記水素蓄電システムの蓄電配分を決定するようにしてもよい。このようにバッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定することで、当該蓄電配分を最適化することができる。
さらに、前記収集部は、空港の近隣地域におけるエネルギー単価をさらに収集し、前記決定部は、前記エネルギー単価に応じて、前記バッテリーと前記水素蓄電システムに蓄電された電力量の合計から、第1期間内に空港で実際に使用した電力量を差し引いた余剰の電力量に対する空港の近隣地域に供給する電力量の比率を決定するようにしてもよい。このように、近隣地域におけるエネルギー単価に応じて上記比率を決定することで、収益性をより高めることができる。
本発明によれば、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を最適化することができる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
まず、図1を参照して本実施の形態に係るエネルギー管理システムの構成について説明する。図1は、エネルギー管理システム1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、エネルギー管理システム1は、収集部2と、予測部3と、決定部4と、を備えている。
収集部2は、発着情報、天候に関する情報を収集する。予測部3は、収集部2が収集した情報に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測する。決定部4は、予測部3で予測した空港で使用する電力量の需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する。
次に、エネルギー管理システム1の処理の流れについて以下で説明する。なお、以下の説明においては図1も適宜参照する。
図2は、エネルギー管理システム1の処理の流れを示すフローチャートである。図2に示すように、まず、収集部2において、発着情報、天候に関する情報を収集する(ステップS101)。続いて、予測部3において、収集した情報に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測する(ステップS102)。続いて、決定部4において、予測した空港で使用する電力量の需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する(ステップS103)。
図2は、エネルギー管理システム1の処理の流れを示すフローチャートである。図2に示すように、まず、収集部2において、発着情報、天候に関する情報を収集する(ステップS101)。続いて、予測部3において、収集した情報に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測する(ステップS102)。続いて、決定部4において、予測した空港で使用する電力量の需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する(ステップS103)。
ステップS101で収集した情報に含まれる、空港における発着の多寡と天候は、空港で使用する電力量の需要変動に大きな影響を与える要素である。ステップS102において、空港で使用する電力量の需要変動に影響を与える要素に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測するので予測精度を向上させることができる。また、ステップS103において、精度の高い空港で使用する電力量の需要予測に基づいてバッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定するので、当該蓄電配分を最適化することができる。これにより、結果として、空港内において、バッテリーと水素蓄電システムを必要以上に多く配設することを防止できる。
次に、図1に示す決定部4において、予測した空港で使用する電力量の需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する方法の詳細について説明する。
決定部4は、予測部で予測した空港で使用する電力量の需要変動に基づいて、現時点から所定の第1期間における空港での電力消費を賄うことができる第1の電力量を算出する。ここで、第1期間は、自然災害などによる停電などの緊急事態が発生した場合に復旧までに要すると見込まれる期間であり、例えば10日である。
また、決定部4は、現時点から所定の第2期間における空港での電力消費を賄うことができる第2の電力量を算出する。水素蓄電システムで蓄電した場合、電気エネルギーに再変換するための時間を要するため、直近の所定期間での使用が見込まれる電力量についてはバッテリーに蓄電しておく必要がある。この直近の所定期間が第2期間である。第2期間は、第1期間よりも短く、例えば3日である。
図3は、予測部3(図1参照)において予測した、現時点から第1期間に、空港で使用する電力量の需要変動の一例を示す模式図である。ここで、横軸は期間、縦軸は電力である。電力量は、電力を時間で積分したものである。また、第1期間は10日間、第2期間は3日間であるとする。図3に示すように、空港で現時点から10日間で使用すると見込まれる電力量R1が第1の電力量である。空港で現時点から3日間で使用すると見込まれる電力量R2が第2の電力量である。第1の電力量から第2の電力量を差し引いた電力量R3が第3の電力量である。
図1に示す決定部4は、第2の電力量をバッテリーに蓄電させ、第1の電力量から第2の電力量を差し引いた第3の電力量を水素蓄電システムに蓄電させるように、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する。このように、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を最適化することで、空港内において、バッテリーと水素蓄電システムを必要以上に多く配設することを防止できる。
次に、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電した後、第1期間内に、実際に使用されなかった蓄電分の活用方法について説明する。
現時点から第1期間において、空港で使用する電力量を、全て、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電された電力量で賄うのは、自然災害などによる停電などの緊急事態が発生して再生可能エネルギーの供給が滞った場合に限られる。平常時には、再生可能エネルギーで賄えない分の電力量について、バッテリーまたは水素蓄電システムから供給する。このため、平常時には、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電後、第1期間内に、実際に使用されなかった蓄電分が存在している。
現時点から第1期間において、空港で使用する電力量を、全て、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電された電力量で賄うのは、自然災害などによる停電などの緊急事態が発生して再生可能エネルギーの供給が滞った場合に限られる。平常時には、再生可能エネルギーで賄えない分の電力量について、バッテリーまたは水素蓄電システムから供給する。このため、平常時には、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電後、第1期間内に、実際に使用されなかった蓄電分が存在している。
図4は、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電した後、第1期間内に、実際に使用されなかった蓄電分の活用方法について説明する模式図である。ここで、バッテリーに蓄電された電力量をQ1、水素蓄電システムに蓄電された電力量をQ2とする。また、第1期間内に空港で実際に使用した電力量Q3とする。図4の上段に示すように、バッテリーと水素蓄電システムに蓄電された電力量の合計(Q1+Q2)から、第1期間内に空港で実際に使用した電力量Q3を差し引いた分が余剰の電力量Q4である。
余剰の電力量Q4はそのままバッテリーや水素蓄電システムに蓄電させておいても良いが、図4の下段に示すように、余剰の電力量Q4の一部の電力量Q5を近隣地域に供給するようにしても良い。決定部4(図1参照)は、余剰電力量Q4に対する近隣地域に供給する電力量Q5の比率Wを、近隣地域のエネルギー単価に基づいて決定するようにしても良い。例えば、近隣地域におけるエネルギー単価が相対的に高い時期には、比率Wを相対的に高くし、近隣地域におけるエネルギー単価が相対的に安い時期には、比率Wを相対的に低くする。このように、近隣地域におけるエネルギー単価に応じて比率Wを決定することで、収益性をより高めることができる。
以上により、本実施の形態に係るエネルギー管理システム1では、空港で使用する電力量の需要変動に大きな影響を与える要素が含まれる、発着情報、天候に関する情報を収集する。そして、空港で使用する電力量の需要変動に影響を与える要素に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測するので予測精度を向上させることができる。さらに、精度の高い空港で使用する電力量の需要予測に基づいてバッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定するので、当該蓄電配分を最適化することができる。これにより、結果として、空港内において、バッテリーと水素蓄電システムを必要以上に多く配設することを防止できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
1 エネルギー管理システム
2 収集部
3 予測部
4 決定部
2 収集部
3 予測部
4 決定部
Claims (3)
- 発着情報、天候に関する情報を収集する収集部と、
前記収集部が収集した情報に基づいて空港で使用する電力量の需要変動を予測する予測部と、
前記予測部で予測した前記需要変動に基づいて、バッテリーと水素蓄電システムの蓄電配分を決定する決定部と、を備える、エネルギー管理システム。 - 前記決定部は、前記予測部で予測した前記需要変動に基づいて、現時点から所定の第1期間における空港での電力消費を賄うことができる第1の電力量と、現時点から前記第1期間よりも短い所定の第2期間における空港での電力消費を賄うことができる第2の電力量を算出し、前記第2の電力量を前記バッテリーに蓄電させ、前記第1の電力量から前記第2の電力量を差し引いた第3の電力量を前記水素蓄電システムに蓄電させるように、前記バッテリーと前記水素蓄電システムの蓄電配分を決定する、請求項1に記載のエネルギー管理システム。
- 前記収集部は、空港の近隣地域におけるエネルギー単価をさらに収集し、
前記決定部は、前記エネルギー単価に応じて、前記バッテリーと前記水素蓄電システムに蓄電された電力量の合計から、前記第1期間内に空港で実際に使用した電力量を差し引いた余剰の電力量に対する空港の近隣地域に供給する電力量の比率を決定する、請求項2に記載のエネルギー管理システム。
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