JP4641113B2

JP4641113B2 - ソーラ発電装置の管理システム

Info

Publication number: JP4641113B2
Application number: JP2001085976A
Authority: JP
Inventors: 慎一福島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002288280A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソーラ発電装置の管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、太陽電池の発電量を遠隔地より監視し、その異常を検出するシステムが考案されている。これらの技術によれば、太陽電池システムの異常を早期発見し、早期にサービスマンを現場に派遣でき、サービス向上に寄与することができる。その一例として、特開平１１−２０６０３８号公報には、ソーラ発電装置の異状を検出すると、商用電力系統と繋がった分電盤との接続を遮断するとともに、自動的に、サービス会社に、エラー情報を送信するシステムが開示されている。それにより、エラー情報を受信したサービス会社は、サービスマンをユーザー宅に派遣し、ソーラ発電装置のメンテナンスや修理を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ソーラ発電装置の発電量は、天候条件や設置環境に左右され増減するうえ、上記従来のシステムでは、ソーラ発電装置に故障等の異常が生じた場合、異常発生から回復までの期間にソーラ発電装置が正常だったら発電するであろう発電量を加味した損害までも補償するようなことは考慮されていない。さらに、異常が検出されてから、サービスマンが修理を行うまでの間、商用電力系から給電を受けることになり、その期間は電力会社からの買電料金が増加し、また、修理代金、出張修理代金などもかかるなど、ユーザーは大きな負担を負わなければならなかった。
【０００４】
本発明は、そのような状況に鑑みてなされたもので、ソーラ発電装置が正常な状態、すなわち発電量が多く、電力会社へ売電を行っているなど、ユーザーの金額的負担が少ない時期に、各ソーラ発電装置のユーザーが、発電量に応じた料金をメンテナンス料（保険金）として支払って（プールして）おき、万一、ソーラ発電装置が故障した際には、管理会社が、各ユーザーから集めたメンテナンス料を使って、修理代、及びその故障している期間に発電されたであろう発電量に応じた料金をユーザーへ補償することで、故障によるユーザーの負担を軽減したサービスを実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、所定期間の初日におけるソーラ発電装置の発電量の積算値と、最終日の発電量の積算値から、前記所定期間内の発電量を算出し、その値に基づいた料金を支払うことにより、管理会社が、前記料金により前記ソーラ発電装置のメンテナンスを行い、異常期間中に生じた損害を補償するようにしたものである。
【０００６】
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムにおいて、前記ソーラ発電装置の異常を、該ソーラ発電装置の発電量の積算値を一定時間間隔で計測し、該所定時間内に発電される発電量を求め、それを時刻と天気のマトリクスの形で記憶しておいて、時刻と天気が同じ条件で計測された発電量が、前記マトリクスに記憶されている発電量と比較して、その差が所定の閾値より大きいか否かにより、判定するようにしたものである。
【０００７】
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムにおいて、前記マトリクスは、時刻と天気が同じ条件で前記所定時間内に発電される発電量が、該マトリクスに記憶されている発電量と比較して、その差が所定の閾値以下の場合、前記マトリクスの値を後から測定された値に更新することで、季節の移り変わりによる、異常検出の誤判定を防止するようにしたものである。
【０００８】
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムにおいて、ソーラ発電装置の異常と判定されたとき、前記マトリクスと同様な時刻と天気からなる他のマトリクスを作成し、該他のマトリクスの要素に、サービスマンが異常回復の処置を行うまでの期間、前記マトリクスから時刻と天気が一致する要素の発電量を読み出し、その値からソーラ発電装置の現在の発電量を差し引いた値を、前記他のマトリクスの要素に書き込まれている値に加算して再書き込みを行い、該他のマトリクスの要素の値を合計することで、異常期間にソーラ発電装置が正常だったら発電するであろう発電量の算出を行うようにしたものである。
【０００９】
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムにおいて、ソーラ発電装置の負荷による消費電力量を積算し、前記算出された異常期間中の発電量とを比較することにより、異常期間中の売電量と、買電量を算出し、各電力単価を乗じ、異常期間中の損失額を算出するようにしたものである。
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムを、ソーラ発電装置の制御演算装置と、サーバによるクライアント・サーバ方式で構成したものである。
【００１０】
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムにおいて、前記サーバをソーラ発電装置の設置された箇所から離れた遠隔地に配置したものである。
さらに、本発明は、前記ソーラ発電装置の管理システムにおいて、前記サーバは、ソーラ発電装置の設置された顧客住所に対応した天気情報の一覧表を有し、気象情報の更新の毎にこの表の更新を行うようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明によるソーラ発電装置の管理システムの実施形態を、図面に基づいて、以下に説明する。
図１は、本発明によるソーラ発電装置の管理システムの一実施例の構成を示すブロック図である。
【００１２】
同図において、１はソーラ発電装置、２はソーラ発電装置１の発電量を測定し積算する発電量測定装置、３はソーラ発電装置１に掛かる負荷の消費電力量を測定し積算する負荷測定装置、４は発電量測定装置２及び負荷測定装置３の測定データから、メンテナンス料金の算出、ソーラ発電装置の異常検出及び異常から回復までの期間にソーラ発電装置が正常だったら発電するであろう発電量の算出等の機能をもつ制御演算装置、５は通信回線（インターネットを含む）を介して制御演算装置４に接続された遠隔地に設置されるサーバ、６はローカルなネットワークにより制御演算装置４に接続された顧客の情報端末、７は通信回線を介してサーバ５に接続された気象サーバであり、例えば（財）日本気象協会等がインターネットで公開しているデータを利用する。
【００１３】
制御演算装置４は、内部の記憶部に、行が時刻、列が天気のマトリクスからなるソーラ発電装置の発電量を記憶するテーブルＭ１，Ｍ２を備えている。図２は、そのマトリクス状の電力量テーブルの内容の例を示す図である。図２（Ａ）は、マトリクスＭ１、図２（Ｂ）は、マトリクスＭ２の内容を示している。マトリクスＭ１の初期値は、各要素に、その時節の標準的な天気と時刻の発電量を入力し、マトリクスＭ２の初期値は、全ての要素を０とする。
【００１４】
図１に示すソーラ発電装置の制御演算装置の各処理内容を説明する。
図３は、制御演算装置４のメイン処理の処理手順を示すフローチャートである。先ず、標準的な時刻・時期に対応する発電量によってマトリクスＭ１を初期化する（ステップＳ３０１）。初期化の時期により、初期値は異なったものとなる。次いで、異常検出フラグを０に、異常回復フラグを１に設定する（ステップＳ３０２）。月単位（例：１ヶ月）と単位時刻（例：０．５時間）によるタイマー割り込み処理をセットする（ステップＳ３０３）。セットされたタイマーにより、発電量測定装置２から出力される発電量を読み込む（ステップＳ３０４）。その後、メインループに入る（ステップＳ３０５）。メインループは種々の割り込みを受付可能な待機状態である。
【００１５】
図４は、制御演算装置４によるメンテナンス料金の算出処理手順を示すフローチャートである。
例えば、メンテナンス料の支払いを月単位とすると、制御演算装置４は、月単位のタイマー割り込み処理を実施する。ステップＳ４０１の判定で月初めと判定されると、発電量測定装置２から発電量の積算値（ｄ１）を読取り（ステップＳ４０２）、制御演算装置４内の記憶部に、その値を記憶し、割り込み処理を終了する。ステップＳ４０１の判定で月末と判定されると、発電量測定装置２から発電量の積算値（ｄ２）を読込み（ステップＳ４０３）、月初めに記憶した値（ｄ１）との差（ｄ２−ｄ１）を求め、これに予め定めた比率（α）を乗ずることによりメンテナンス料金を算出する（ステップＳ４０４）。算出されたメンテナンス料金は、通信回線を通じてサーバ５に転送し（ステップＳ４０５）、割り込み処理を終了する。
【００１６】
図５は、制御演算装置のソーラ発電装置の異常検出の処理手順を示すフローチャートである。
制御演算装置４は、単位時間毎の時刻によるタイマー割り込みをかけ、単位時間（例えば０.５時間）間隔の所定時刻に、発電量測定装置２からソーラ発電装置の発電量の積算値（ｃ１）を読み出し（ステップＳ５０１）、単位時間当たりの発電量（ｃ）を求める（ステップＳ５０２）。次に、サーバ５から天気情報を得て（ステップＳ５０３）、変数ｋに時刻を、変数ｊに天気を記憶する。（ステップＳ５０４）。
【００１７】
ステップＳ５０５に進み、異常検出フラグが０であれば、測定された発電量（ｃ）と初期値として記憶されていた時刻（ｋ）と天気（ｊ）でポイントされたＭ１の要素の発電量との差を求め、その差が予め定められた閾値より大きいか否かを判定し（ステップＳ５０６）、閾値より小さいときは、時刻（ｋ）と天気（ｊ）でポイントされたマトリクスＭ１の要素に、新しく測定された発電量（ｃ）を上書きしていく（ステップＳ５０７）。この処理により、Ｍ１の各要素は、現在に最も近い過去の発電量に更新される。このことは、季節の移り変わりに対して、異常検出の閾値を一定に保つ効果がある。
【００１８】
一方、ステップＳ５０６の判定で、測定された発電量（ｃ）と初期値として記憶されていた時刻と天気でポイントされたＭ１の要素の発電量との差が予め定められた閾値より大きいときは、制御演算装置４は、ソーラ発電装置が異常であると判定し、サーバ５に通知する（ステップＳ５０８）。次いで、異常検出を示す異常検出フラグを１とし、異常回復フラグを０にする（ステップＳ５０９）。そして、マトリクスＭ２の各要素を０とし、初期化する（ステップＳ５１０）。さらに、負荷測定装置３から出力される負荷の消費電力の積算値（ｂ）を読み込む（ステップＳ５１１）。
【００１９】
図６は、制御演算装置がソーラ発電装置の異常を検出した後、異常期間にソーラ発電装置が正常だったら発電するであろう発電量の算出処理手順を示すフローチャートである。図５のステップＳ５０５から分岐している。
図５のステップＳ５０５において、異常検出フラグが０でないと判定されたとき、マトリクスＭ１の各要素に記憶された電力量から、測定された現在の電力量を差し引いた量を、マトリクスＭ２の各要素に加算し、対応する時刻と天気のポイントに書き込んでいく（ステップＳ６０１）。
【００２０】
次に、異常回復フラグが０か否かが判定され（ステップＳ６０２）、異常が回復されたとき、負荷測定装置３から出力される負荷の消費電力の積算値（ｂ１）を読み込み（ステップＳ６０３）、図５のステップＳ５１１で読み込まれた負荷の消費電力の積算値（ｂ）を減算し異常期間の負荷の消費電力の累積積算値（ｂ）を求める（ステップＳ６０４）。そして、マトリクスＭ２に書き込まれた要素の総和から損失電力量（ａ）を算出する（ステップＳ６０５）。
【００２１】
次に、この損失電力量（ａ）と、ステップＳ６０４において求めた累積積算値（ｂ）を比較し、損失電力量（ａ）が累積積算値（ｂ）より大きいか否かが判断され（ステップＳ６０６）、大きいときは、累積積算値（ｂ）に１Ｗｈ当たりの買電料金を掛けた金額に、損失電力量（ａ）と累積積算値（ｂ）の差に１Ｗｈ当たりの売電料金を掛けた金額を加算した金額を損失額として計算する（ステップＳ６０７）。求められた損失額をサーバ５に通知する（ステップＳ６０８）。
ステップＳ６０６において、損失電力量（ａ）が累積積算値（ｂ）より大でないと判断されたとき、累積積算値（ｂ）に１Ｗｈ当たりの買電料金を乗じた金額を損失額として求める（ステップＳ６０９）。
【００２２】
以上のような処理により、異常を検出した制御演算装置４は、通信回線を通じて、サーバ５に異常発生を通知し、通知を受けたサーバ５は、異常を直ちに取り除くために、サービスマンの派遣手配や、顧客への通知（情報端末６へメールを送る等）を行う。
【００２３】
図７は、サービスマンの異常回復処理の手順を示すフローチャートである。派遣されたサービスマンは、装置の異常回復を行った後、情報端末６に異常回復を入力し（ステップＳ７０１）、情報端末６から異常回復を制御演算装置４に通知する（ステップＳ７０２）。
【００２４】
図８は、情報端末から異常回復の通知を受けた後の制御演算装置の処理を示すフローチャートである。異常回復の通知を受けた制御演算装置４は、異常回復フラグを１、異常検出フラグを０とし（ステップＳ８０１）、先に説明した通常時の処理に復帰する。
【００２５】
次に、図１に示すソーラ発電装置のサーバの各処理内容を説明する。
図９は、サーバのメイン処理の処理手順を示すフローチャートである。サーバ５は、顧客住所に対応した天気情報の一覧表を有しており、制御演算装置４からの顧客住所を添付した天気の問合せ（ステップＳ９０１）に対し、制御演算装置４が添付した顧客住所より、上記一覧表を検索し、天気情報を制御演算装置４へ返信する（ステップＳ９０２）。図１０は、サーバに記憶されている天気情報の一覧表の一例を示す図である。
【００２６】
サーバ５は、さらに、図４に示したステップＳ４０５において、制御演算装置４から通信回線を通じてメンテナンス料金が転送される（ステップＳ９０３）と、顧客を識別し、請求書を作成し、配送する（ステップＳ９０４）。顧客への請求等の処理としては、サーバ５が、請求明細書を情報端末６へ転送する等のサービスを行ってもよい。
【００２７】
また、図５に示したステップＳ５０８において、制御演算装置４により、ソーラ発電装置が異常である判定され、サーバ５に通知される（ステップＳ９０５）と、顧客を識別し、サービスマンを手配し、通知してきた顧客にメンテナンスする旨を連絡する（ステップＳ９０６）。
【００２８】
さらに、図６に示したステップＳ６０８において、制御演算装置４により求められた損失額がサーバ５に通知される（ステップＳ９０７）と、同様に顧客を識別し、損失額の支払い処理を行う（ステップＳ９０８）。
サーバ５が有している顧客住所に対応した天気情報の一覧表は、気象情報の更新の毎に、表の更新がなされている。
【００２９】
図１１は、天気情報一覧表の更新処理を示すフローチャートである。天気情報更新割り込みがなされると、先ず、顧客リストのポインタを初期化する（ステップＳ１１１）。次に、ポイントされた顧客リストより顧客の住所に属する地域を得る（ステップＳ１１２）。さらに、気象サーバよりその地域の天気情報を得て（ステップＳ１１３）、顧客リストの天気欄に記入する（ステップＳ１１４）。以上の処理を顧客リストの最後まで繰り返す（ステップＳ１１５、Ｓ１１６）。この処理により、制御演算装置４は、いつでも最新の天気情報を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
これまでのソーラ発電装置のサービスは、異常発生要因が機器の故障だけでなく、ソーラパネルの汚れによる発電量低下など、設備の故障に対する保証だけではカバーできなかったが、本発明によれば、ソーラ発電装置の設置環境によってまちまちである発電量を基本として、異常期間の発電量を損失額として保証することにより、よりきめ細かいサービスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるソーラ発電装置の管理システムの一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の制御演算装置に備えられた時刻と天気からなるマトリクス状の電力量テーブルの内容の例を示す図である。
【図３】図１の制御演算装置における主な処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の制御演算装置におけるメンテナンス料金の算出処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の制御演算装置におけるソーラ発電装置の異常検出の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図１の制御演算装置において、ソーラ発電装置の異常を検出した後、異常期間にソーラ発電装置が正常だったら発電するであろう発電量の算出処理手順を示すフローチャートである。
【図７】サービスマンのソーラ発電装置の異常回復処理手順を示すフローチャートである。
【図８】情報端末から異常回復の通知を受けた後の制御演算装置の処理を示すフローチャートである。
【図９】図１のサーバにおける主な処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１のサーバに記憶されている天気情報の一覧表の一例を示す図である。
【図１１】図１のサーバの天気情報更新処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…ソーラ発電装置、２…発電量測定装置、３…負荷測定装置、４…制御演算装置、５…サーバ、６…情報端末、７…気象サーバ

Claims

ソーラ発電装置の発電異常を判定するソーラ発電装置の管理システムにおいて、
前記ソーラ発電装置の発電量を一定時間間隔毎に測定する測定部と、
時刻と天気とを軸としてマトリクス形に発電量を記憶する記憶部と、
前記測定部にて測定した発電量と、時刻と天気が同じ条件で計測された前記記憶部に記憶されている発電量とを比較する比較部と、
前記比較部による比較の結果の差が所定の閾値より大きいか否かにより発電異常を判定する判定部と
を備えることを特徴とするソーラ発電装置の管理システム。
請求項１に記載のソーラ発電装置の管理システムにおいて、
前記判定部が、前記比較部による比較の結果の差が所定の閾値より小さいと判定した場合、前記記憶部にマトリックス形に記憶されている発電量を更新することを特徴とするソーラ発電装置の管理システム。
請求項１あるいは２に記載のソーラ発電装置の管理システムにおいて、
前記判定部にて前記ソーラ発電装置の発電異常と判定された場合、前記測定部にて測定した発電量と、時刻と天気が同じ条件で計測された前記記憶部に記憶されている発電量との差の値をその累積積算値に加算し、損失発電量を算出することを特徴とするソーラ発電装置の管理システム。