JP5548061B2 - 集合住宅用電力供給システム - Google Patents

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本発明は、集合住宅用電力供給システムにかかり、特に、自然エネルギを利用した発電装置を備えた集合住宅用電力供給システムに関する。
集合住宅に太陽光発電装置やガスタービン発電装置等の発電装置を設けて、発電電力量と使用する電力量を比較して、発電電力量の方が使用電力量より少ない場合には、不足電力を商用電源から得て集合住宅に供給し、発電電力量の方が使用電力量より多い場合には、売電するように制御することが提案されている。
特開2002−354680号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、電力の供給側の制御を行っているが、使用する電力を節約する点では、改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、集合住宅で使用する電力を節約して可能な限り商用電源からの電力を使わないようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、複数の住居と、電気設備を備えた共用部とを有する集合住宅に設けられ、自然エネルギを利用して発電する発電装置と、前記発電装置の発電電力及び商用電源の電力の少なくとも一方の電力を蓄電する蓄電池と、前記発電電力及び前記蓄電池に蓄電された蓄電電力の各々を、前記商用電源の電力より優先して前記共用部の電気設備へ供給する電力供給手段と、前記発電装置の発電電力量及び前記蓄電池に蓄電された蓄電電力量を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記発電電力量及び前記蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断し、不足すると判断した場合に、前記共用部の電気設備を節電するように前記共用部に備えた電気設備を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、発電装置は、複数の住居と、電気設備を備えた共用部とを有する集合住宅に設けられ、発電電力及び商用電源の電力の少なくとも一方の電力が蓄電池に蓄電される。例えば、蓄電池は商用電源の電力を蓄電する際には深夜電力等の安価な電力を蓄電する。
電力供給手段では、発電電力及び蓄電池に蓄電された蓄電電力が、商用電源の電力より優先して共用部の電気設備へ供給される。
検出手段では、発電装置の発電電力量及び蓄電池に蓄電池された蓄電電力量が検出される。
そして、制御手段では、検出手段の検出結果に基づいて、発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断し、不足すると判断した場合に、共用部の電気設備を節電するように共用部に備えた電気設備が制御される。すなわち、このように共用部の電気設備を節電することにより、商用電源の電力を極力使用せずに、自然エネルギや安価な深夜電力を利用することができるので、集合住宅で使用する電力を節約して可能な限り商用電源からの電力を使わないようにすることができる。
なお、請求項2に記載の発明のように、共用部は、必要度を予め定めた複数の電気設備を備えて、制御手段が、共用部の電気設備を節電するように共用部の電気設備を制御しても、発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足する場合には、複数の電気設備のうち必要度が低い電気設備を停止するように更に制御するようにしてもよい。
また、制御手段は、請求項3に記載の発明のように、深夜電力が使用できるまでに、発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断するようにしてもよいし、請求項4に記載の発明のように、発電装置が太陽光を受光して発電する太陽光発電装置からなる場合には、太陽光発電装置の発電電力が使用できるまでに、発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断するようにしてもよい。
また、請求項5に記載の発明のように、共用部が、人の有無を検知する検知手段を有し、制御手段が、検知手段によって人が検知されない部分の電気設備の電力消費を節電するように制御するようにしてもよい。
また、請求項6に記載の発明のように、電力供給手段が、複数の住居への電力を供給し、制御手段が、各住居の消費電力も考慮して、発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断するようにしてもよい。
また、請求項7に記載の発明のように、入居者のスケジュールを設定する設定手段を更に備えて、制御手段が、設定手段によって設定されたスケジュールに基づいて、共用部の電気設備を節電するように電気設備を制御するようにしてもよい。
また、請求項8に記載の発明のように、電力供給手段が、走行量の電力を蓄電する車両用蓄電池を備えた自動車に接続可能とされ、自動車が接続された場合に、発電装置の発電電力、蓄電池に蓄電された蓄電電力、及び車両用蓄電池に蓄電された蓄電電力を、商用電源の電力より優先して共用部の電気設備へ供給するようにしてよい。この場合には、請求項9に記載の発明のように、入居者が所有する自動車が電力供給手段に接続された場合に、車両用蓄電池から共用部の電気設備へ供給した電力に応じて家賃を減額する家賃請求装置を更に備えるようにしてもよい。
以上説明したように本発明によれば、発電電力量または蓄電電力量が不足と判断した場合に共用部を節電するように共用部に備えた電気設備を制御することにより、集合住宅で使用する電力を節約して可能な限り商用電源からの電力を使わないようにすることができる、という効果がある。
本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システムの制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。 共用部の電気設備の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システムの制御装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システムの制御装置で行われる処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。 自動車を接続可能とした集合住宅用電力供給システムの概略構成例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システムの概略構成を示す図である。
本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10は、複数の入居者が入居する集合住宅12に設けられ、集合住宅12への電力供給を制御する。
集合住宅用電力供給システム10の電源としては、商用電源16からの電力や、太陽光発電装置14等の発電装置からの電力が電源として用いられ、これらの電源から得られる電力を集合住宅12へ供給する。
本実施の形態では、発電装置として、集合住宅12の屋上等に太陽光発電装置14を備えており、自然エネルギとして太陽光を利用して発電して、発電された電力を集合住宅12へ供給する。なお、本実施の形態では、発電装置として、太陽光発電装置14を例として説明するが、これに限るものではなく、風力発電や水力発電等の太陽光以外の他の自然エネルギーを利用した発電装置を適用するようにしてもよい。
また、集合住宅用電力供給システム10は、発電電力及び商用電源16の電力の少なくとも一方の電力を蓄電する蓄電池18を備えている。蓄電池18は、太陽光発電装置14の発電電力や、深夜電力(予め定めた深夜の電力料金の安い時間帯の商用電源16からの電力)を利用して蓄電して、商用電源16の電力より安い蓄電した電力(発電電力や深夜電力)を集合住宅12へ供給することが可能とされている。
これらの電力の集合住宅12への供給制御は、制御装置20によって行われる。すなわち、制御装置20には、太陽光発電装置14、商用電源16、及び蓄電池18が接続されていると共に、集合住宅12の各部(共用部24や、各住居26)へ電力を供給するための分電盤22が接続されており、太陽光発電装置14の発電電力、商用電源16の電力、及び蓄電池18の蓄電電力の少なくとも1つの電力が、分電盤22を介して集合住宅12の各部へ供給される。太陽光発電装置14の発電電力、または蓄電池18の蓄電電力を集合住宅12に供給する場合には、制御装置20は、直流を交流に変換して供給するようになっている。なお、太陽光発電装置14の発電電力や蓄電池18の蓄電電力は、本実施の形態では、共用部24及び各住居26に供給するものとして説明するが、共用部24のみに供給するようにしてもよい。
ここで、制御装置20の構成について詳細に説明する。図2は、本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10の制御装置20の詳細な構成を示すブロック図である。なお、図2中の実線は情報の流れを示し、点線は電力の流れを示す。
制御装置20は、図2に示すように、情報制御ユニット28及び電力供給制御装置30を備えており、情報制御ユニット28が各種情報を収集して、収集した情報に基づいて、電力の供給元及び供給先を決定し、電力供給制御装置30を制御することによって電力の流れを制御する。
情報制御ユニット28には、集合住宅用電力供給システム10の各種設定や操作を行うための操作パネル35が接続されている。また、情報制御ユニット28には、各種情報を収集するために、太陽光発電装置14の発電量を検出するための発電量検出センサ32、蓄電池18の蓄電量を検出するための蓄電量検出センサ34が接続されていると共に、集合住宅12の各住居26及び共用部24の消費電力を検出するセンサ36が接続されている。なお、発電量検出センサ32及びセンサ36は、単位時間あたりの電力量を検出するようにしてもよいし、電力値を検出するようにしてもよい。
情報制御ユニット28は、発電量検出センサ32及び蓄電量検出センサ34の各検出結果を取得することにより、太陽光発電装置14の発電量及び蓄電池18の蓄電量を監視すると共に、各センサ36の検出結果を取得することにより集合住宅12で消費される電力を検出して、安価な電力を供給するように、電力供給制御装置30を制御する。
一方、電力供給制御装置30は、情報制御ユニット28の指示に従って、発電電力、蓄電電力、商用電力の何れかを各住居及び共用部24へ供給する。電力供給制御装置30は、具体的には、太陽光発電装置14の発電電力及び蓄電池18の蓄電電力を、商用電源16の電力よりも優先して集合住宅12へ供給するように情報制御ユニット28によって制御される。これによって電力料金を安価にすることができる。
また、本実施の形態では、太陽光発電装置14の発電電力及び蓄電池18の蓄電電力を商用電源16の電力より優先して供給するため、発電電力や蓄電電力が不足することが考えられる。そこで、発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方が不足する場合には、共用部24の消費電力を節約する節電処理を行う。例えば、情報制御ユニット28が、発電量検出センサ32によって検出された現在の発電量に基づいて、現在の時刻から日が沈むまでに発電可能な電力量を予測し、蓄電池18の蓄電量と予測した電力量とを加算して使用可能電力量を算出する。また、各センサ36の検出結果から深夜電力が使用可能な時間までの消費電力量を予測して、使用可能電力量と消費電力量を比較して使用可能電力量が不足するか否かを判断したり、蓄電池18の蓄電量から太陽光発電装置14によって発電可能な時間までの消費電力量を予測して、使用可能電力量が不足するか否か等を判断する。そして、不足すると判断した場合に、共用部24の電気設備の節電制御を行う。節電制御としては、例えば、共用部24の照明の照度を落としたり、点灯する数を減らしたりすることにより節電し、商用電源16からの電力を極力使用しないように制御する。
共用部24の電気設備としては、例えば、図3に示すように、予め定めた必要度に応じてグループ分けし、情報制御ユニット28が使用可能電力量が不足するか否かを判断することにより節電が必要か否かを判断し、節電が必要な場合に、必要度が低い電気設備から順にオフすることによって節電するようにしてもよい。図3の例では、電気設備は、足元誘導灯38、非常灯40、ホール空調42、ホール照明44、廊下照明46、駐輪所照明48、及び駐車場照明50からなり、必要度を3段階に分けた例を示す。図3では、足元誘導灯38及び非常灯40を必要度高グループ52、ホール空調42、ホール照明44、及び廊下照明46を必要度中グループ54、駐輪所照明48及び駐車場照明50を必要度低グループ56とした例を示す。なお、エレベータがある場合には共用部24であるが、安全性を考慮して商用電源16をバックアップとして用いる。
また、共用部24の各位置に人感センサ58等を設けて、節電する際に、人感センサ58の検出結果を情報制御ユニット28が監視して、人が存在しない共用部24を節電するように制御してもよい。なお、人感センサ58の代りにスマートキー等の認証装置を用いて人の存在の有無を監視するようにしてもよい。
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10の制御装置20で行われる処理について説明する。図4は、本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10の制御装置20で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ステップ100では、発電量検出センサ32及び蓄電量検出センサ34の各センサの検出結果を取得することによって発電量及び蓄電量が検出されてステップ102へ移行する。
ステップ102では、使用可能電力量が制御装置20によって算出されてステップ104へ移行する。使用可能電力量は、太陽光発電装置14の発電量と、蓄電池18の蓄電量を検出することによって算出する。なお、この時、蓄電池18の蓄電量があり、かつ太陽光発電装置14によって発電している場合には、例えば、深夜電力が使用できる時間までの発電量を予測して、蓄電量に加算することにより使用可能電力量を算出し、蓄電池18の蓄電量がなく、かつ太陽光発電装置14によって発電している場合には、予測した太陽光発電装置14の発電量を使用可能電力量として算出し、太陽光発電装置14によって発電していない場合(夜間等)には、蓄電池18の蓄電量を使用可能電力量として算出する。
ステップ104では、各センサ36の検出結果を取得することによって消費電力が検出され、現在の消費電力から消費電力量が予測されてステップ106へ移行する。消費電力量の予測は、太陽光発電装置14によって発電している場合には、例えば、深夜電力が使用できる時間までの消費電力量を予測し、太陽光発電装置14によって発電していない場合には、太陽光発電装置14によって発電開始するまでの消費電力量を予測する。予測方法としては、例えば、現在の時刻から発電開始するまでの時間と、現在の平均の消費電力とを積算して予測するようにしてもよいし、日々の消費電力量を学習して予測するようにしてもよい。
ステップ106では、使用可能電力量<消費電力量か否かが制御装置20によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ108へ移行し、否定された場合にはステップ118へ移行する。
ステップ108では、使用可能電力量が不足して後段のステップ112の処理が行われて既に節電中か否かが判定され、該判定が肯定された場合にはステップ110へ移行し、否定された場合にはステップ114へ移行する。
ステップ110では、必要度が低い電気設備についてはオフするように制御されてステップ112へ移行する。すなわち、後段のステップ110によって既に節電処理が行われているのに、使用可能電力量が不足している場合には、必要度の低い電気設備をオフすることにより、更に節電を図る。例えば、図3中の必要度中グループ54や必要度低グループ56については人感センサ58によって人の存在が検出されない場所についてはオフする。
ステップ112では、使用可能電力量<消費電力量か否かが制御装置20によって判定される。すなわち、節電処理が行われ、かつ必要度が低い電気設備がオフされても使用可能電力量が不足するか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ114へ移行し、否定された場合にはステップ116へ移行する。
ステップ114では、発電電力及び蓄電電力だけでは電力が不足するため、商用電源16から集合住宅12へ電力の供給が行われてステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。
また、ステップ114では、共用部24の節電処理が行われてステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、使用可能電力量が不足するため、共用部24の電気設備の節電を行うことにより、太陽光発電装置14による発電電力と、蓄電池18に充電された蓄電電力とで集合住宅12の電力を極力賄うようにする。節電処理としては、例えば、複数の照明がある場合には1個おきにオフしたり、減光したりすることによって節電するように、共用部24の電気設備を制御する。
一方、ステップ118では、商用電源16が供給中か否か、すなわち、使用可能電力量不足となってステップ116によって商用電源16の電力が供給されているか否かが判定され、該判定が肯定された場合にはステップ120へ移行し、否定された場合にはステップ122へ移行する。
ステップ120では、商用電源16の電力供給が停止されてステップ122へ移行する。
ステップ122では、節電処理を終了可能か否かが判定される。該判定は、ステップ116によって節電処理が行われている状態で、節電処理を終了しても使用可能電力量の方が消費電力量よりも多くなるか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ124へ移行し、否定された場合にはステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。
ステップ124では、共用部24の節電処理が終了されてステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、必要度が低い電気設備がオフされている場合にはオンされ、共用部24の節電されている電気設備が通常通り稼働される。
このように本実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10では、使用可能電力量(発電電力量及び蓄電電力量の少なくとも一方の電力量)が消費電力量に対して不足する場合には、集合住宅12の共用部24の節電を行うようにしているので、商用電源16の電力を極力使用せずに、自然エネルギや安価な深夜電力を利用することができる。
また、共用部24の節電処理を行っても使用可能電力量が消費電力量に対して不足する場合には、必要度に応じて共用部24の電気設備をオフするようにしているので更に節電することができる。
なお、上記の実施の形態では、使用可能電力量<消費電力量になると判断した場合に、共用部24の節電処理を行うようにしたが、入居者のスケジュール等を操作パネル35を操作することにより予め設定したり、学習することにより、節電処理を行うようにしてもよい。例えば、図5のフローチャートのように節電処理を行うようにしてもよい。図5は、本発明の実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10の制御装置20で行われる処理の流れの他の一例を示すフローチャートである。
ステップ200では、予め定めたスケジュール(節電時間)が情報制御ユニット28によって読み取られてステップ202へ移行する。当該スケジュールは、操作パネル35の操作によって予め設定されたものを読み出してもよいし、日々の節電可能な時間帯を学習によって検出したものを読み出すようにしてもよい。
ステップ202では、読み出したスケジュールから節電時間になったか否かが情報制御ユニット28によって判定され、該判定が肯定されるまで待機してステップ204へする。
ステップ204では、無人の共用部24があるか否かが情報制御ユニット28によって判定される。該判定は、共用部24に設けられた人感センサ58等の検出結果に基づいて判定し、該判定が肯定された場合にはステップ206へ移行し、否定された場合にはステップ208へ移行する。
ステップ206では、共用部24の節電処理が行われてステップ208へ移行する。節電処理としては、例えば、複数の照明がある場合には1個おきにオフしたり、減光したりすることによって節電するように、共用部24の電気設備を制御する。
ステップ208では、節電時間終了か否かが判定され、該判定が否定された場合にはステップ204に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところでステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。
また、本実施の形態に係わる集合住宅用電力供給システム10は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を更に接続可能として、自動車の車両用蓄電池に蓄電された電力を集合住宅12の各住居や共用部24に供給可能なようにしてもよい。
例えば、図6に示すように、自動車60の車両用蓄電池62を充電するための充電スタンド64を電力供給制御装置30に接続すると共に、充電スタンド64で車両用蓄電池62に残った電力を集合住宅12に供給する設定等を可能とし、当該設定が行われた場合に、車両用蓄電池62の蓄電電力を集合住宅12に供給する構成にすることによって実現できる。
また、この時、充電スタンド64において車両用蓄電池62から集合住宅12へ供給した電力量に応じて家賃の減額等を行うようにしてもよい。例えば、図6に示すように、充電スタンド64において集合住宅12に電力を供給する設定を行う際に認証を行い、電力の供給者を特定すると共に、充電スタンド64において車両用蓄電池62から電力供給制御装置30へ供給した電力量を検出し、検出結果を情報制御ユニット28を介して、家賃請求を行う家賃請求装置66へ出力する構成とし、家賃請求装置66が車両用蓄電池62から集合住宅12へ供給した電力量に応じた家賃の減額料金を算出して、入居者に家賃請求を行う等の構成とすることにより車両用蓄電池62から集合住宅12へ供給した電力に応じた家賃の減額を行うことができる。なお、家賃請求装置62は、例えば、メール等を利用して、各入居者宅へ請求書を送信することにより家賃請求を行う等の構成を適用することができる。
なお、上記の実施の形態では、発電可能な時間または深夜電力までの時間までの発電量や消費電力量を予測して、予測値から使用可能電力量を算出して、使用可能電力量<消費電力量か否かの判定を行うようにしたが、これに限るものではなく、例えば、当該判定に代えて、現在の発電電力と消費電力とを単に比較することで、発電電力及び蓄電電力の少なくとも一方の電力の供給が不足するか否かを判定するようにしてもよい。
10 集合住宅用電力供給システム
12 集合住宅
14 太陽光発電装置
16 商用電源
18 蓄電池
20 制御装置
22 分電盤
24 共用部
26 各住居
28 情報制御ユニット
30 電力供給制御装置
32 発電量検出センサ
34 蓄電量検出センサ
58 人感センサ
60 自動車
62 車両用蓄電池
64 充電スタンド

Claims (9)

  1. 複数の住居と、電気設備を備えた共用部とを有する集合住宅に設けられ、自然エネルギを利用して発電する発電装置と、
    前記発電装置の発電電力及び商用電源の電力の少なくとも一方の電力を蓄電する蓄電池と、
    前記発電電力及び前記蓄電池に蓄電された蓄電電力の各々を、前記商用電源の電力より優先して前記共用部の電気設備へ供給する電力供給手段と、
    前記発電装置の発電電力量及び前記蓄電池に蓄電された蓄電電力量を検出する検出手段と、
    前記検出手段の検出結果に基づいて、前記発電電力量及び前記蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断し、不足すると判断した場合に、前記共用部の電気設備を節電するように前記共用部に備えた電気設備を制御する制御手段と、
    を備えた集合住宅用電力供給システム。
  2. 前記共用部は、必要度を予め定めた複数の電気設備を備え、
    前記制御手段は、前記共用部の電気設備を節電するように前記共用部の電気設備を制御しても、前記発電電力量及び前記蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足する場合には、前記複数の電気設備のうち必要度が低い電気設備を停止するように更に制御する請求項1に記載の集合住宅用電力供給システム。
  3. 前記制御手段は、深夜電力が使用できる時間までに、前記発電電力量及び前記蓄電電力量の少なくとも一方の電力が不足するか否かを判断する請求項1又は請求項2に記載の集合住宅用電力供給システム。
  4. 前記発電装置は、太陽光を受光して発電する太陽光発電装置からなり、
    前記制御手段は、前記太陽光発電装置の発電電力が使用できるまでに、前記発電電力量及び前記蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断する請求項1又は請求項2に記載の集合住宅用電力供給システム。
  5. 前記共用部は、人の有無を検知する検知手段を有し、
    前記制御手段は、前記検知手段によって人が検知されない部分の電気設備の電力消費を節電するように制御する請求項1〜4の何れか1項に記載の集合住宅用電力供給システム。
  6. 前記電力供給手段は、複数の住居への電力の供給を制御し、
    前記制御手段は、各住居の消費電力も考慮して、前記発電電力量及び前記蓄電電力量の少なくとも一方の電力量が不足するか否かを判断する請求項1〜5の何れか1項に記載の集合住宅用電力供給システム。
  7. 入居者のスケジュールを設定する設定手段を更に備え、
    前記制御手段が、前記設定手段によって設定された前記スケジュールに基づいて、前記共用部の電気設備を節電するように前記共用部の電気設備を制御する請求項1〜6の何れか1項に記載の集合住宅用電力供給システム。
  8. 前記電力供給手段は、走行用の電力を蓄電する車両用蓄電池を備えた自動車に接続可能とされ、前記自動車が接続された場合に、前記発電装置の発電電力、前記蓄電池に蓄電された蓄電電力、及び前記車両用蓄電池に蓄電された蓄電電力を、前記商用電源の電力より優先して前記共用部の電気設備へ供給する請求項1〜7の何れか1項に記載の集合住宅用電力供給システム。
  9. 入居者が所有する前記自動車が前記電力供給手段に接続された場合に、前記車両用蓄電池から前記共用部の電気設備へ供給した電力量に応じて家賃を減額する家賃請求装置を更に備えた請求項8に記載の集合住宅用電力供給システム。
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