JP7209325B2

JP7209325B2 - 太陽光発電設備の分譲売電管理システム

Info

Publication number: JP7209325B2
Application number: JP2018090433A
Authority: JP
Inventors: 栄造渡辺
Original assignee: 株式会社シリコンプラス
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: JP2019197351A

Description

本発明は、太陽光発電設備の分譲売電管理システムに関する。

太陽光発電システムは、複数個の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池モジュールにより構成され、さらに、複数の太陽電池モジュールがケーブルによって直列又は並列に接続されている。各太陽電池モジュールで発電された電力は、パワーコンディショナーにより交流電力に変換される。近年、大量に電力を消費する産業用途等に太陽光発電の導入が進められ、大規模太陽光発電システム（メガソーラー）が提案されている（例えば、特許文献１）。

ここで、図５は、一般的な大規模太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。この大規模太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュール１０１１を直列接続して太陽電池ストリングス１０１２を構成し、さらにこの太陽電池ストリングス１０１２を並列接続することによって、大規模な太陽電池アレイ１０００が構成される。また、太陽電池アレイ１０００で得られた直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換装置（パワーコンディショナー）１２０１と、変換された交流電力を昇圧し電力系統１４０１へ連系する受変電設備１３０１とを備えている。さらに、太陽電池アレイ１０００とＤＣ／ＡＣ変換装置１２０１との間には、太陽電池アレイ１０００で発生した電気を集める中継点として接続箱１１０１が設けられる。太陽電池アレイ１０００により発電された電力は電気会社１５０１へ送られる。

特開２０１１－１３９００３号公報

ところで、大規模太陽光発電システムを用いる発電事業の場合、高額な建設費用と専門的な管理が要求されるため、参入できる企業は限られる。例えば、５０ｋｗシステム（太陽電池モジュール約２００枚）の大規模太陽光発電システムを所有するためには約２０００万円の費用が必要とされる。
そうすると、一般の個人がこのような発電事業に参画することは通常困難であることから、太陽光発電設備の普及が促進されないという課題がある。
本発明の目的は、一般の個人が大規模太陽光発電システムを用いる発電事業への参画を可能にし、併せて、太陽光発電設備の普及が促進され得る太陽光発電設備の分譲売電管理システムを提供することにある。

かくして本発明によれば、太陽光発電設備の太陽電池モジュールを１枚単位で売電希望者に分譲し、分譲後の当該太陽光発電設備の管理を管理人が行う太陽光発電設備の分譲売電管理システムであって、前記太陽光発電設備と、当該太陽光発電設備から得られる発電情報を管理する管理サーバと、を有し、前記太陽光発電設備は、複数枚の前記太陽電池モジュールと、当該太陽電池モジュールに対して１対１で設けられ当該太陽電池モジュールが発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータと、当該マイクロインバータと接続し当該太陽電池モジュールより得られる電力を集電する交流集電箱と、を備え、前記管理サーバは、前記マイクロインバータが測定する前記太陽電池モジュールの発電情報を保存するデータ保存部と、当該太陽電池モジュールを１枚単位で購入した前記売電希望者の売電収益を算出するデータ処理部と、個々の当該売電希望者へ当該売電収益を出力するデータ出力部と、を備えることを特徴とする太陽光発電設備の分譲売電管理システムが提供される。

ここで、前記データ保存部は、さらに、利用者用データとして、個々の前記売電希望者が閲覧できる過去の発電量データおよび前記売電収益、前記太陽光発電設備の発電状況を保存することが好ましい。
前記データ処理部は、前記データ保存部から読み出した前記発電情報と電力会社から送金された売電収入額に基づき、前記太陽電池モジュールを１枚単位で購入した個々の前記売電希望者の前記売電収益を算出することが好ましい。

本発明によれば、一般の個人が大規模太陽光発電システムを用いる発電事業への参画を可能にし、併せて、太陽光発電設備の普及が促進され得る太陽光発電設備の分譲売電管理システムが提供される。

本実施の形態に係る太陽光発電設備の分譲売電管理システムの基本構成の一例を説明する図である。個々の太陽電池モジュールとマイクロインバータの構成を示す図である。本分譲売電管理システムを用いた売電収益の分配方法を説明する図である。本分譲売電管理システムの利用者に提供する利用者用データの例を説明する図である。一般的な大規模太陽光発電システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。すなわち、実施の形態の例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するための一例であり、実際の大きさを表すものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

図１は、本実施の形態に係る太陽光発電設備の分譲売電管理システムの基本構成の一例を説明する図である。
太陽光発電設備１００は、複数枚の太陽電池モジュール１０と、太陽電池モジュール１０に対して１対１で設けられ太陽電池モジュール１０が発電した直流電力を交流電力に変換するマイクロインバータ１１と、マイクロインバータ１１と接続し太陽電池モジュール１０より得られる電力を集電する交流集電箱１２と、交流集電箱１２に集められた電気が電力系統１４および送電線１４１を介して電力会社１５へ連系される際に昇圧される受変電設備１３と、太陽電池モジュール１０から得られる発電情報１１０を管理する管理サーバ１６とを備えている。管理サーバ１６は、後述する管理会社１７によって管理されている。管理会社１７、電力会社１５、管理サーバ１６はインターネット回線１６１を通じて結ばれている。

太陽電池モジュール１０の表面側（受光面）は、複数の太陽電池セル１０１によって構成されている。その表面には強化ガラス板が設けられている。また、太陽電池モジュール１０の外周縁部は、ゴム製ガスケットにより封止され、さらに、金属製フレームが取り付けられている。

太陽電池セル１０１の構造は特に限定されず、例えば、アモルファスシリコーン（ａ－Ｓｉ）型太陽電池が挙げられる。一般に、アモルファスシリコーン（ａ－Ｓｉ）型太陽電池は、標準青板ガラス基板上にＳｉＯ_２とＳｎＯ_２の２層からなる透明電極、ｐ／ｉ／ｎ（又はｎ／ｉ／ｐ）型のアモルファスシリコーン層からなる発電膜及びＡｌからなる裏面電極を順次積層した構成となっている。アモルファスシリコーン層の積層数としては、前述した２層構造以外、１層、３層、４層以上も可能である。また、太陽電池セル１０１としてシリコーン結晶層を採用することも可能である。シリコーン結晶層としては、シリコーン単結晶、シリコーン多結晶のいずれをも適用可能である。さらに、太陽電池セルには化合物半導体層を備えることも可能である。化合物半導体層の組成としては、２元系ではＧａＡｓやＣｄＳ等、３元系ではＣｕＩｎＳｅ_２等が挙げられる。

ここで、図２は、個々の太陽電池モジュール１０とマイクロインバータ１１の構成を示す図である。マイクロインバータ１１は、太陽電池モジュール１０の裏面に取り付けられ、太陽電池モジュール１０に対して１対１で設けられ、端子ボックス１０２を介して個々の太陽電池モジュール１０に接続している。ここで、太陽電池モジュール１０の受光面が配置された面を表面（図２（ｂ））とし、表面に対向する面を裏面（図２（ａ））とする。なお、マイクロインバータ１１の取り付け位置は、例えば、太陽電池モジュール１０を固定する架台でもよい。また、ケーブルでの接続が可能な範囲であれば、マイクロインバータ１１は太陽電池モジュール１０と離れた場所に設置しても良い。また、マイクロインバータ１１を取り付けた太陽電池モジュール１０の発電量は、取り付けない場合と比較して、発電量が１０％～２０％増加する。

本実施の形態において、マイクロインバータ１１は、通常、電力変換機能と最大電力点追従（ＭＰＰＴ：ＭａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔＴｒａｃｋｅｒ）機能を備えている。また、マイクロインバータ１１は、出力段の交流電力の状態を監視して同期する制御装置を備えている。

マイクロインバータ１１には、電力変換機能（ＭＰＰＴ機能を備えたＤＣ／ＤＣおよびＤＣ／ＡＣ変換）、通信機能および後述する交流集電箱１２（図１参照）への接続機能が実装されている。マイクロインバータ１１を介して各太陽電池モジュール１０が交流集電箱１２に直接的に並列接続されている。各マイクロインバータ１１から各太陽電池モジュール１０の発電情報１１０（図１参照）が通信機能を用いて後述する管理サーバ１６（図１参照）に送信される。すなわち、各太陽電池モジュール１０が発電した直流電力を測定することで得られる発電情報を含む発電データを生成して、無線または有線で送信する。このマイクロインバータ１１を個々の太陽電池モジュール１０に接続することによって、発電した電力のＤＣ／ＤＣ変換及びＤＣ／ＡＣ変換と電力の出力制御とを、各太陽電池モジュール１０の一枚単位で個別に行うことができる。各マイクロインバータ１１には出力を取り出すＡＣケーブル１１１が接続され、これらのＡＣケーブル１１１は交流集電箱１２に接続されている。

交流集電箱１２は、各太陽電池モジュール１０により発電された直流電力がマイクロインバータ１１によりＤＣ／ＡＣ変換された交流電力を一つにまとめ、受変電設備１３に供給するための盤である。なお図示しないが、交流集電箱１２の内部機器は、通常、入力用開閉器、逆流防止素子、出力用端子台、開閉器又は遮断器、避雷素子等が取付けられている。受変電設備１３では、交流集電箱１２に集められた電気が電力系統１４へ連系される際に電力系統１４の電圧まで昇圧される。

管理サーバ１３は、データ保存部、データ処理部、データ出力部を備える。データ保存部は、マイクロインバータ１１がインターネット等のネットワークを介して送信する太陽電池モジュール１０の発電情報１１０と、後述するように電力会社１５から管理会社１７の所定の口座へ送金された売電収入額を保存する。データ保存部は、無線または有線でデータを受信する通信機器を備えていてもよい。発電情報１１０としては、例えば、太陽電池モジュール１０の発電量データ、電力系統１４を介して電力会社１５への売電量等の稼働状況を示すデータが挙げられる。

データ保存部は、また、前述の発電情報１１０と併せて太陽電池モジュール１０の付加情報として、識別情報、機種情報、設置環境情報、測定日情報等を収納する。ここで、識別情報は、例えば、太陽電池モジュール１０のＩＤである。機種情報は、太陽電池モジュール１０のメーカー、型式、受光面積等の各種仕様である。設置環境情報は、太陽電池モジュール１０の設置位置、設置方位、設置角度、太陽電池モジュール１０の温度である。測定日時情報は、太陽電池モジュール１０の直流電力を測定した日時である。さらに、太陽電池モジュール１０のＩ－Ｖ特性が付加情報として含まれても良い。

データ処理部は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の演算装置と記憶装置とで構成され、演算装置が所定のプログラムを実行する。そして、データ保存部から読み出した発電情報１１０と、後述するように、電力会社１５から管理会社１７の所定の口座へ送金された売電収入額に基づき、太陽電池モジュール１０を１枚単位で購入した個々の売電希望者の売電収益を算出する。また、データ処理部は、本分譲売電管理システムの利用者に対して提供する利用者用データを生成する。利用者用データについては後述する。個々の売電希望者の売電収益及び利用者用データは、前述したデータ保存部に収納される。

データ出力部は、例えば、通信機器で構成され、データ処理部が生成した太陽電池モジュール１０を１枚単位で購入した個々の売電希望者へ売電収益を送信する。尚、各種データは、データ保存部、データ処理部及びデータ出力部の間を繋ぐ所定の通信路を使用してやりとりされる。

管理会社１７は、管理サーバ１６に送信された発電情報１１０に基づき、太陽光発電設備１００を構成する太陽電池モジュール１０の１枚単位の分譲販売の管理と、太陽電池モジュール１０を購入した売電希望者への売電収益の送金の管理と、太陽光発電設備１００の発電管理および設備管理を行う。

図３は、本分譲売電管理システムを用いた売電収益の分配方法を説明する図である。
太陽光発電設備１００から出力された電力は、管理会社１７により電力会社１５に売却される。電力会社１５により買い取られた電力の代金は、定期的（例えば、月毎）に管理会社１７の所定の口座へ送金される。管理会社１７は電力の代金を売電収入額として保存する。また、買電明細書データも併せて送信される。
管理会社１７は、売電収入額の情報と管理サーバ１６に保存された発電情報１１０に基づき、上述した売電収入額から対応月の維持管理費を差し引き、太陽電池モジュール１０を１枚単位で購入した個々の売電希望者（売電希望者Ａ～Ｅ）の口座に売電収益を送金する。ここで、維持管理費としては、例えば、保守点検費、損害保険料、修繕積立金、償却資産税、用地貸借料、運営管理費等が挙げられる。

図４は、本分譲売電管理システムの利用者に提供する利用者用データの例を説明する図である。図４に示すように、管理会社１７は、本分譲売電管理システムの利用者に応じて利用者用データを提供する。利用者用データとしては、例えば、各太陽電池モジュール１０の購入者Ａ～Ｅが、スマートフォン等の自己の端末１８から管理サーバ１６にアクセスして閲覧できる現在または過去の年間または月間の発電量データ及び売電収入額の実績データ、太陽光発電設備１００の発電状況を把握するための現在または過去の計測データ（日射量、温度、総発電量）等が挙げられる。

さらに、新たな購入希望者が、自己の端末（例えば、パソコン、携帯端末等）から管理サーバ１６にアクセスして閲覧できる利用者用データとしては、販売情報、購入申込情報等である。販売情報としては、所在地、販売価格、販売方式、太陽電池モジュール１０の１枚当たり予想売電収入額等の太陽光発電設備１００の概要；太陽光発電設備１００の総発電能力、総年間発電量、太陽電池モジュール１０の１枚当たり発電量等の太陽光発電設備１００の定格；購入希望者の氏名、住所、連絡先、購入希望口数等の購入申込情報が挙げられる。

上述した太陽電池モジュール１０の発電実績、販売実績は、太陽電池モジュール１０のマーケティングに関する情報として通信販売やネット販売会社に提供される。これらの通信販売やネット販売会社は、太陽光発電設備１００を構成する太陽電池モジュール１０の１枚単位を投資の対象としてネットに掲載し、拡販を促進することができる。
また、マイクロインバータ１１を備えた太陽電池モジュール１０への投資と、例えば、Ｔポイント等のポイントカード会社と連携して、投資者へポイントを付与することができる。さらに、電話会社等の通信会社と連携してマイクロインバータ１１を備えた太陽電池モジュール１０への投資を促すことができる。

以上詳述したように、本分譲売電管理システムでは、太陽光発電設備１００を構成する太陽電池モジュール１０に対して１対１でマイクロインバータ１１を接続し、当該太陽電池モジュール１０から出力された電力の売電の権利を、当該太陽電池モジュール１０の１枚単位について管理会社１７が個人に販売する。
これにより、一般の個人が大規模太陽光発電システムを用いる発電事業へ投資を行う場合、太陽電池モジュール１０の１枚単位の購入が可能な小口の金融商品として捉えることができ、個人が発電事業への参画を可能にする。

１０,１０１１…太陽電池モジュール、１１…マイクロインバータ、１２…交流集電箱、１３…受変電設備、１４…電力系統、１５…電力会社、１６…管理サーバ、１７…管理会社、１８…自己の端末、１００…太陽光発電設備、１０１…太陽電池セル、１０２…端子ボックス、１１０…発電情報、１４１…送電線、１６１…インターネット回線

Claims

太陽光発電設備の太陽電池モジュールを１枚単位で売電希望者に分譲し、分譲後の当該太陽光発電設備の管理を管理人が行う太陽光発電設備の分譲売電管理システムであって、
前記太陽光発電設備と、当該太陽光発電設備から得られる前記太陽電池モジュールの発電量データを含む発電情報を管理する管理サーバと、を有し、
前記太陽光発電設備は、複数枚の前記太陽電池モジュールと、当該太陽電池モジュールに対して１対１で設けられ当該太陽電池モジュールが発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換機能と通信機能とを実装するマイクロインバータと、当該マイクロインバータと接続し当該太陽電池モジュールより得られる電力を集電する交流集電箱と、を備え、
前記管理サーバは、前記マイクロインバータが測定し当該マイクロインバータが実装する前記通信機能である無線または有線により送信される前記太陽電池モジュールの前記発電情報を保存するデータ保存部と、当該太陽電池モジュールを１枚単位で購入した前記売電希望者の売電収益を算出するデータ処理部と、個々の当該売電希望者へ当該売電収益を出力するデータ出力部と、を備える
ことを特徴とする太陽光発電設備の分譲売電管理システム。
前記データ保存部は、さらに、利用者用データとして、個々の前記売電希望者が自己の端末から前記管理サーバにアクセスして閲覧できる現在または過去の年間または月間の前記発電量データおよび前記売電収益、前記太陽光発電設備の日射量、温度、総発電量の現在または過去の計測データを含む発電状況を保存することを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電設備の分譲売電管理システム。
前記データ処理部は、前記データ保存部から読み出した前記発電情報と電力会社から送金された売電収入額に基づき、前記太陽電池モジュールを１枚単位で購入した個々の前記売電希望者の前記売電収益を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電設備の分譲売電管理システム。